[发明专利]基于VR角色扮演游戏交互的情绪诱发监测系统

权利要求书

1.基于VR角色扮演游戏交互的情绪诱发监测系统，其特征在于，包括情绪诱发模块、信号采集模块、情绪识别模块和情绪反馈模块；

所述情绪诱发模块用于呈现虚拟现实的场景和模拟情境，通过VR角色扮演游戏来诱发被试者的情绪；

所述信号采集模块用于采集并记录用户的情绪信号，采集到的情绪信号被标定为训练数据和在线测试数据，其中，训练数据被保存于计算机中并能被情绪识别模块读取，在线测试数据被实时传输给情绪识别模块；

所述情绪识别模块用于对所述信号采集模块采集的情绪信号进行处理，包括读取保存的训练数据和实时接收在线测试数据，然后分别对训练数据和在线测试数据进行预处理、特征提取得到相应的特征向量，其中，所述训练数据得到的特征向量用来构建基于情绪的分类器模型和反馈准则，所述在线测试数据得到的特征向量则通过所述分类器模型和反馈准则获取处理结果，实现对被试者情绪的监测识别，并用于在线情绪反馈；

所述情绪反馈模块用于呈现所述情绪识别模块处理后的结果，即在线反馈被试者当前情绪状态给实验员和被试者，便于实验员观察被试者的情绪诱发效果，也能协助被试者了解并调节自身情绪状态；

所述情绪诱发模块包括用于呈现虚拟现实场景的VR设备，通过TCP与搭载情绪识别模块的计算机通信；所述情绪诱发模块还包括用于诱发被试者情绪的VR角色扮演游戏，所述VR角色扮演游戏包含对应不同情绪的游戏剧情，游戏设定有任务系统和奖惩机制，用于激励被试者专注于游戏内容，主动接受系统的情绪诱发；所述游戏通过旁白、角色对话、CG动画和人物动作交代剧情，结合游戏任务及奖惩，场景动画和音效提示被试者需要诱发的情绪，根据剧情和被试者情况确定持续时间；所述角色对话包括用于交代剧情的固定对话和用于被试者表达主观情绪的可选对话，每个剧情会有若干时间节点触发有关当前情绪的可选对话，以选择题的方式呈现，被试者使用手柄进行选择，所得选项作为被试者的情绪状态自我报告和对当前情绪诱发场景的满意程度的调查，所述时间节点会同步传给情绪识别模块，作为情绪识别的参考；每个模板呈现结束后，给予用户时间休息；所述模板包括通过VR设备呈现的VR角色扮演游戏，包含剧情、场景、旁白、角色对话、动画、人物动作、音效、任务系统和奖惩机制中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的基于VR角色扮演游戏交互的情绪诱发监测系统，其特征在于，所述信号采集模块采集用户的脑电情绪信号，并通过USB数据连接线和并口线与安装有数据处理模块的计算机连接；所述信号采集模块采用脑电放大器和32通道的EEG电极帽来记录头皮脑电信号，并将脑电信号传输给情绪识别模块；其中，所有通道的脑电信号均以右耳突为参照，在脑电采集过程中，所有电极的阻抗值皆为5 KΩ以下，且脑电信号以250 Hz的频率采样，并在0.1至70 Hz的范围内进行带通滤波；信号采集时，先让被试者坐着，给被试者佩戴EEG电极帽，用平口针筒将电极膏注入电极帽嵌入式电极，电极膏注入完毕再给被试者佩戴VR设备，每名被试者需要进行两段脑电数据的采集，一段是训练数据采集，另一段是在线测试数据采集。

3.根据权利要求1所述的基于VR角色扮演游戏交互的情绪诱发监测系统，其特征在于，所述情绪识别模块在训练数据采集阶段结束后读取计算机中记录好的训练数据，经过滤波预处理、特征提取得到相应的特征向量；然后将特征向量通过基于线性核的支持向量机SVM构建情绪分类的分类器，将训练中的多种情绪状态下对应的情绪特征数据构成一个训练集，并将各种情绪状态下对应的特征向量送入上述分类器进行训练，得到基于情绪的分类器模型；然后再次调用上述训练集中各种情绪状态对应的特征向量分别送入训练好的分类器模型中，模型输出每种情绪状态的基准值base，基于基准值base构建情绪反馈准则，用于在线测试阶段对被试者情绪状态进行打分。

4.根据权利要求1所述的基于VR角色扮演游戏交互的情绪诱发监测系统，其特征在于，所述情绪识别模块在在线测试数据采集阶段使用训练好的分类器模型进行情绪分类，并基于基准值base输出代表情绪强弱程度的结果，即分值score，并将所述结果传递给情绪反馈模块。

5.根据权利要求1所述的基于VR角色扮演游戏交互的情绪诱发监测系统，其特征在于，所述情绪反馈模块是通过视觉反馈的方式，反馈的内容呈现于VR场景的右侧，分别使用卡通形象和彩色光环显示被试者当前情绪类别和强烈程度，卡通形象有不同的神态动作对应不同的情绪类别，初始默认状态为静态；彩色光环环绕于卡通形象周围，初始大小与卡通形象等大，随情绪诱发程度升高而扩大；进行在线测试任务的过程中，每当有在线测试数据被接收并处理后，所述情绪识别模块会给出对应的情绪分类结果和分值score，并向情绪反馈模块传递相应的反馈准则和基准值base，由情绪反馈模块进行相应的情绪类别和情绪诱发程度的显示；被试者和实验员均能根据卡通形象和彩色光环的变化情况了解被试者当前的情绪状态，从而判断情绪诱发效果。