本發(fā)明公開了一種嬰幼兒情緒識別方法，包括步驟：一、確定嬰幼兒情緒種類并構(gòu)建嬰幼兒相應(yīng)情緒下嬰幼兒機(jī)體標(biāo)準(zhǔn)生理信號庫；二、嬰幼兒機(jī)體生理信號的采集；三、嬰幼兒機(jī)體生理信號的去噪；四、去噪后的嬰幼兒機(jī)體生理有效測量信號的歸一化處理；五、去噪后的嬰幼兒機(jī)體的生理歸一化有效測量信號的相似性關(guān)聯(lián)；六、確定嬰幼兒機(jī)體的每一類生理信號的權(quán)重；七、數(shù)據(jù)融合；八、嬰幼兒情緒識別。本發(fā)明通過嬰幼兒機(jī)體生理信號的采集、去噪、歸一化處理，與預(yù)先構(gòu)建的相應(yīng)情緒下嬰幼兒機(jī)體標(biāo)準(zhǔn)生理信號庫進(jìn)行相似性關(guān)聯(lián)，并為嬰幼兒機(jī)體的每一類生理信號配置合理權(quán)重，最后通過數(shù)據(jù)融合篩選出最小值，根據(jù)最小值對應(yīng)的情緒確定嬰幼兒情緒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于嬰幼兒情緒識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嬰幼兒情緒識別方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代社會(huì)，很多父母迫于生活和工作的壓力不得不把自己的孩子送進(jìn)托兒所或者幼兒園或者請保姆照看，不在身邊時(shí)，所以他們非常想要了解自己的孩子在托兒所或者幼兒園的生活狀態(tài)，他們是高興、悲傷、憤怒、還是愉悅等等。可由于現(xiàn)實(shí)的條件限制，嬰幼兒的父母無法時(shí)刻了解自己孩子的情緒發(fā)生了什么樣的變化。而且與成年人相比，嬰幼兒由于年齡較小不能完整清晰的表達(dá)出自己的情緒，所以一種可以識別出孩子情緒的方法就顯得尤為重要。詹姆斯—蘭格情緒理論認(rèn)為人的情緒變化和機(jī)體內(nèi)部生理變化是有直接關(guān)系的。比如說憤怒比高興引起更多的心率增加；悲傷或者愉悅時(shí)，皮膚溫度都會(huì)上升，但是人在情緒悲傷時(shí)的皮膚溫度比愉悅時(shí)的皮膚溫度要低一些；厭惡和恐懼情緒比高興情緒更容易引起皮膚電導(dǎo)的升高。研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人的心臟、神經(jīng)肌肉、呼吸深度和頻率以及皮膚電也隨著情緒的變化而變化。例如，人在憤怒時(shí)，呼吸短促，頻率增加，而在悲傷時(shí)，呼吸相對平緩，頻率降低。由于情緒過程中，總是伴有這樣生理活動(dòng)的變化，因此我們可以用這樣的生理變化來判斷嬰幼兒的情緒反應(yīng)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種嬰幼兒情緒識別方法，利用傳感器采集嬰幼兒心電信號、肌電信號、呼吸信號和皮電信號，利用微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)接收并處理，便于嬰幼兒攜帶，實(shí)時(shí)對嬰幼兒情緒進(jìn)行監(jiān)測，通過嬰幼兒機(jī)體生理信號的去噪、歸一化處理，與預(yù)先構(gòu)建的相應(yīng)情緒下嬰幼兒機(jī)體標(biāo)準(zhǔn)生理信號庫進(jìn)行相似性關(guān)聯(lián)，并為嬰幼兒機(jī)體的每一類生理信號配置合理權(quán)重，最后通過數(shù)據(jù)融合篩選出最小值，根據(jù)最小值對應(yīng)的情緒確定嬰幼兒情緒，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種嬰幼兒情緒識別方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、確定嬰幼兒情緒種類并構(gòu)建嬰幼兒相應(yīng)情緒下嬰幼兒機(jī)體標(biāo)準(zhǔn)生理信號庫：將嬰幼兒情緒分為高興、憤怒、悲傷和愉悅，將高興的情緒視為第一種情緒，將憤怒的情緒視為第二種情緒，將悲傷的情緒視為第三種情緒，將愉悅的情緒視為第四種情緒，通過德國Augsburg大學(xué)公開的生理信號數(shù)據(jù)建立嬰幼兒相應(yīng)情緒下嬰幼兒機(jī)體標(biāo)準(zhǔn)生理信號庫，嬰幼兒機(jī)體標(biāo)準(zhǔn)生理信號庫包括高興情緒下心電信號集、高興情緒下肌電信號集、高興情緒下呼吸信號集、高興情緒下皮電信號集、憤怒情緒下心電信號集、憤怒情緒下肌電信號集、憤怒情緒下呼吸信號集、憤怒情緒下皮電信號集、悲傷情緒下心電信號集、悲傷情緒下肌電信號集、悲傷情緒下呼吸信號集、悲傷情緒下皮電信號集、愉悅情緒下心電信號集、愉悅情緒下肌電信號集、愉悅情緒下呼吸信號集和愉悅情緒下皮電信號集；各個(gè)信號集中均包含I個(gè)采樣點(diǎn)，其中，I為不小于800的正整數(shù)；

步驟二、嬰幼兒機(jī)體生理信號的采集：利用心電傳感器采集嬰幼兒心電信號，利用肌電傳感器采集嬰幼兒肌電信號，利用呼吸檢測傳感器采集嬰幼兒呼吸信號，利用皮電傳感器采集嬰幼兒皮電信號，利用微控制器對心電傳感器、肌電傳感器、呼吸檢測傳感器和皮電傳感器采集的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行接收并處理；

將心電信號視為第一類生理信號，將肌電信號視為第二類生理信號，將呼吸信號視為第三類生理信號，將皮電信號視為第四類生理信號；

步驟三、嬰幼兒機(jī)體生理信號的去噪，過程如下：