[发明专利]孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统

权利要求书

1.孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，包括用户端，该用户端包括干预模块，所述的干预模块包括摄像头采集模块、人脸检测与定位模块、数据预处理模块、人脸表情特征选择和提取模块、人脸表情分类模块和交互模块；

所述摄像头采集模块负责捕捉用户的信息，并将数据交于人脸检测与定位模块进行处理；

所述人脸检测与定位模块对人脸进行检测的基础上，进一步定位眼睛、眉毛、鼻子、嘴巴这些特征区域，并将检测到的人脸图像传输给数据预处理模块；

所述数据预处理模块对人脸图像进行预处理；

所述人脸表情特征选择和提取模块提取预处理人脸图像表情的特征向量；

所述的人脸表情分类模块根据特征选择和提取模块所提取的人脸图像表情的特征向量进行分类，划分出用户的表情；

所述交互模块根据识别到的用户表情与预先设定给出的表情相匹配的结果与用户产生互动，奖励或鼓励用户。

2.根据权利要求1所述的孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，还包括服务器端，所述的服务器端包括Web服务器模块和数据库模块；

所述Web服务器模块响应用户端发送的登录/注册请求以及训练数据的接收，将用户端发送来的数据存储至数据库模块，根据用户端要求查询和修改有关数据；

所述的数据库模块用以存储数据，包括用户信息数据表，情绪能力训练数据表和评测任务数据表，用户信息数据表管理用户的信息，情绪能力训练数据表保存每次接受干预训练的训练结果数据，评测任务数据表保存每次训练效果的测试结果。

3.根据权利要求1所述的孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，所述的人脸检测与定位模块采用基于扩展Haar-like特征的Adaboost算法进行人脸检测。

4.根据权利要求1所述的孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，所述的数据预处理模块包括人脸图像进行彩色图像灰度化、旋转校正和直方图均衡化。

5.根据权利要求1所述的孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，人脸表情特征选择和提取模块是根据确定眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴这些特征部位的位置划分相应的表情子区域，对划分好的表情子区域分别分割成4×4图像子块，提取每个表情子区域的每一子块均匀模式下的LBP直方图序列，将他们按照顺序连接构成一个1*n维向量，作为该人脸图像表情的特征向量。

6.根据权利要求5所述的孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，所述的人脸表情特征选择和提取模块还包括对人脸图像表情的特征向量采用PCA主成分分析法降维，其基础是K-L变换。

7.根据权利要求1所述的孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，人脸表情分类模块对表情特征根据特征选择和提取模块所提取的人脸图像表情的特征向量采用支持向量机(SVM)算法和一对一的分类方法，分出用户的表情为生气、厌恶、恐惧、高兴、中性、悲伤或惊讶。

8.根据权利要求7所述的孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，所述支持向量机算法的核函数为：

K(x_i,x_j)＝exp(-λ||x_i-x_j||²),λ＞0

其中x_i,x_j分别为输入向量。

9.根据权利要求7所述的孤独症谱系障碍儿童情绪能力干预系统，其特征在于，所述一对一的分类方法为：在每两个不同类别间训练分类器，n分类问题对应n(n-1)/2个分类器，当分类未知类别样本时，每个分类器都会判定样本所属类别，并相应投上一票，统计票数最多的类别即为未知样本的最终类别。

10.根据权利要求1所述的孤独症谱系障碍儿童干预系统，其特征在于，所述交互模块通过flash动画的方式与用户进行交互。

11.根据权利要求10所述的孤独症谱系障碍儿童干预系统，其特征在于，所述交互模块通过与ASD儿童思维方式相似的小火车行驶的动画来奖励或鼓励用户。