[发明专利]用于测量用户的唤醒的计算机程序产品、设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理GSR(皮肤电反应)信号的计算机程序，当其在计算机上运行时控制该计算机以估计唤醒(arousal)水平。

本发明还涉及一种唤醒测量设备，其设有用于记录来自用户的GSR信号的GSR(皮肤电反应)传感器。

而且，本发明涉及一种用于估计唤醒水平的方法。

背景技术

在本领域，尝试自动测量用户的情绪状态的应用是已知的。这可能例如有利于改进人机交互。这样的产品的实例是“Wild Divine”公司的“Journey to wild divine”(www.wilddivine.com)和HeartMath公司的“Freeze- ”。这两个产品测量用户的放松状态。

存在不同的方法来以自动化的方式测量特定情绪。例如，已知唤醒/兴奋/放松(放松与唤醒/兴奋相反)的变化影响ANS(自主神经系统)，这又改变了主体的生理/情绪状态。这可以通过各种生理参数表达，比如心率、血压、呼吸率和GSR(皮肤电反应)。测量技术包括测量肌肉的张力、记录心率的(不)规律性、以及测量皮肤的传导性。后者也被称为GSR(皮肤电反应)或SCR(皮肤传导反应)。

GSR(或SCR)信号是可以由测量皮肤的电阻的GSR传感器从皮肤中获得的连续信号。在已知的使用GSR的方法中，GSR信号在一定的时间周期上被平均化，从而使得噪声减少并且获得对该时间周期上唤醒的相对水平的估计。另一种方法检测一定的时间周期内记录的GSR信号中的峰值。这些方法的缺点在于，它们预先需要不方便的(inconvenient)校准周期以获得用作参考值的基线测量。只有在获得基线测量之后，才能测量唤醒水平的估计。

发明内容

本发明的目的是能够以方便的方法估计人的唤醒水平。

在第一方面，所述目的和/或其他目的可以通过用于处理GSR(皮 肤电反应)信号的计算机程序产品单独地或以组合方式实现，其中当该计算机程序产品在计算机上运行时其控制该计算机以估计用户的唤醒水平或至少估计唤醒水平的变化，该计算机程序产品设有这样的算法：其被配置为控制计算机以计算记录的GSR信号的三阶或更高阶的中心矩并且从所述三阶或更高阶中心矩获得唤醒水平的估计。

已经从实验中发现，通过使用所计算的记录的GSR信号的三阶或更高阶矩(moment)，可以获得对主体的唤醒水平的合理判断，或者至少获得对主体的唤醒水平的变化的合理判断。这些三阶或更高阶矩是更高阶的统计学公式，并且可以从GSR信号获得，而这些计算可以在无需基线测量的情况下进行，即无需校准周期。这允许唤醒测量产品的即时使用，这对用户来说是方便的。而且，在GSR(皮肤电反应)信号被记录之后/同时，可以使得快的自动化形式的反馈成为可能。例如，用户可以接收被调整到用户唤醒/放松状态的直接反馈。

在一个实施例中，在一定的时间周期上实时计算偏度(关于均值的三阶矩)或峰度(关于均值的四阶矩)，从而实时提供关于用户唤醒水平的反馈。原则上，对于唤醒水平的估计，不需要与先前测量的基线测量或参考值进行比较，从而避免了校准。而且，不需要预先配置特定用户的个体特征。

这些和其他特征使得根据本发明的计算机程序产品、设备和/或方法变得不那么令人讨厌并且适合于针对人类和动物的应用。

该计算机程序可以在计算机上运行，其中该计算机可以包括任何计算机、处理电路或专用设备(比如唤醒测量设备)或者被并入该设备。通过使用本发明，例如娱乐应用之类的各种应用可以以更令人愉快的方式或至少以适合个人的方式来向用户提供反馈和/或响应。而且，GSR传感器可以以相对令人欢迎的方式记录GSR信号。

在第二方面，所述目的和/或其他目的可以通过唤醒测量设备单独地或以组合方式实现，该唤醒测量设备设有用于记录来自用户的GSR信号的GSR(皮肤电反应)传感器、用于处理所记录的GSR信号的处理电路、以及用于存储所记录的和/或经处理的GSR信号和算法的存储器装置，其中该算法被配置为控制该唤醒测量设备以计算记录的GSR信号的三阶或更高阶中心矩并且从所述三阶或更高阶中心矩获得唤醒水平的估计或至少获得唤醒水平的变化的估计。

在第三方面，所述目的和/或其他目的可以通过用于估计用户的唤醒水平、至少估计用户唤醒水平的变化的方法单独地或以组合方式实现，其中从GSR传感器接收GSR信号，其中计算GSR信号的三阶或更高阶中心矩，其中所述三阶或更高阶中心矩用于获得唤醒水平的估计或至少获得唤醒水平的变化的估计。

附图说明