基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法技术

本发明专利技术公开了一种基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法，在测试过程中通过询问用户一些随机的问题，同时采用通过特殊配置的摄像头记录用户的头部的微动影像以及热成像图像；利用振动图像技术处理所记录的前庭神经反射的头部影像，分析受访者的心理状态和反应。振动成像技术通过分析用户的头部影像获得有关头部运动参数的完整信息，并运用算法对所获得的数字信号进行分析，进而判断被测试用户的心理状态。本发明专利技术能利用振动图像技术通过分析用户的前庭神经反射影像，准确地判断被测试用户的心理状态，尤其是当用户产生异常情绪反应时，通过本发明专利技术论述的方法能迅速而准确地判断，以便在一些安全防护要求较高的场合达到预警防护作用。

【技术实现步骤摘要】
基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法
本专利技术涉及心理状态测试评估
，尤其涉及一种基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法。
技术介绍
丰富地掌握人类的心理稳定状态是一项艰巨的任务。用语言表达自己的幸福是很容易的，但是要量化和评估自己在心理状态上的放松和舒适程度却并不容易。但是本专利技术可以设想通过计算机的图像分析来确定人的心理状态。与其他类型的人体反射控制的活动性分析相比，头部微活动性分析具有优势，因为人的头部运动是一生中人体最频繁重复的运动。人头的垂直平衡是由前庭系统控制的，前庭系统控制的人头平衡也可以视为头微动的特殊情况。基于此，研究人员可以利用头微动中振幅，振频和温度的变化来判断被测试用户的心理状态变化。振动图像技术可以满足以上需求。振动图像技术是一种融合技术，涵盖了所有不同领域，例如用于图像处理的视频技术+测量技术+数据管理，该技术可通过以非接触方式分析生物信号来判断情绪和心理状态的变化。红外热成像技术能成功实现将人体的红外能量转化为数字信号，进而可视化地显示，正常情况下人体地各部分温度是具有稳定性，但是一旦用户出现强烈的异常情绪反应时，某些部位的血流量会发生异常变化，导致局部温度改变。所以通过红外热成像技术和振动图像技术结合，可以准确感知用户的异常情绪变化。如果用于安全系统中，例如可以检测航空和机场中潜在的危险乘客，起到一定的监测预警作用。
技术实现思路
基于上述背景，以对前庭神经反射的分析作为切入点，生成对被测试用户异常情绪监测预警的构建方法。通过使用特定配置参数的摄像设备记录用户头部的微观影像，继而通过振动图像技术分析收集影像数据，运用算法分析所收集的数据后，判断被测试用户的心理反应。由于前庭神经系统控制着人体头部的平衡，这种平衡也可以视为头微动的特殊情况，能为实验提供大量数据。机械头振动是一个振动过程，其参数提供了能量和物体运动之间的定量关系。那么同理研究人员可以使用振动成像技术获得有关头部运动性参数的完整信息。热成像技术能成功实现将人体的红外能量转化为数字信号，进而可视化地显示，正常情况下人体地各部分温度是具有稳定性，所以一旦用户出现强烈的异常情绪反应时，某些部位的血流量会发生异常变化，导致局部温度改变。振动成像技术可以分析用户热成像影像提供的任何点的周期性运动的定量数据。正是利用振动图像技术和前庭神经系统的这些特性，研究人员能通过利用特定的算法来分析判断被测试用户的心理状态。尤其是当用户产生强烈的异常情绪反应时，可以通过观测数据变化准确判断。所以基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法的具体步骤如下：步骤1：收集非实验条件下被测试用户对随机问题提问的头部运动的影像：利用热成像技术生成被测试用户带色温标度的人体热影像；步骤2：通过振动图像技术分析热影像中被测试用户头部各点的运动数据；在每个点确定人头振动的振幅和频率参数，并将其作为伪彩色图像显示在监视器屏幕上；通过每个点振动参数的处理提供被测试用户的人体活动性；步骤3：画出被测试用户头部的振频图像和振幅图像；步骤4：根据画出的振频和振幅图像分析被测试用户的心理状态；当被测试用户出现强烈的异常情绪反应时，振频振幅图像会相应发生异常变化；所述异常变化为图像的分布曲线向较高频率移动。本专利技术步骤1中，仅收集无意识的反应。本专利技术步骤1中，共收集两组数据：第一组为处于正常心理生理状态的被测试者，另一组为焦虑状态的被测试者。本专利技术中，所述振幅图像通过等式(1)得出：其中：x，y是点的坐标；Ux,y,i是第i帧中x，y点的信号幅度；Ux,y(i+1)是第(i+1)帧中x，y点的信号幅度；N是用于平均振动图像振幅分量的帧数。本专利技术中，所述振频图像通过等式(2)得出：其中：x，y是点的坐标；Ux,y,i是第i帧中x，y点的信号幅度；Ux,y(i+1)是第(i+1)帧中x，y点的信号幅度；N是用于平均振动图像振幅分量的帧数；Fin是视频图像中的信号振动频率。本专利技术中，所述振幅图像的每个点表示在特定时间间隔内的相对对象位移；根据物体的位移距离和相机的物镜工作角度，将相对物体位移转换为绝对物体位移。本专利技术中，振频图像的每个点的尺寸为频率尺寸；不同振动频率范围以不同的颜色显示。本专利技术中，根据所采集的被测试用户头部运动的影像，通过分析前庭神经反射运动中头部各点的振动参数，判断被测试用户的心理状态，并且为基于视频数据振动频率的异常情绪预警建立模型。本专利技术提出的方法能利用振动图像技术通过分析用户的前庭神经反射影像，准确地判断被测试用户的心理状态，尤其是当用户产生异常情绪反应时，通过本专利技术论述的方法能迅速而准确地判断，以便在一些安全防护要求较高的场合达到预警防护作用。附图说明图1是本专利技术基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法的流程图。具体实施方式结合以下具体实施例和附图，对专利技术作进一步的详细说明。实施本专利技术的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本专利技术没有特别限制内容。实施例本实施例中，基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法的具体步骤如下：步骤1，收集两组相应的测试对象，第一组为处于正常心理生理状态的被测试者，另一组为焦虑状态的被测试者。步骤2，研究人员对被测试用户进行随机的问题提问，由于在这项研究中本专利技术重点只对无意识的反应感兴趣，因此本专利技术不考虑任何有意识的反应(是-否)，所以在此文中不会对问题内容进行赘诉。有意识的反应是指被测试对象所回答的问题的结果；无意识的反应是指被测试对象回答问题时头部的实时反应。步骤3，同时使用特定配置参数的摄像设备记录被测试者的头部运动和相关反应。注意，为了获得清晰的振动图像，应均匀照亮用户的面部，并能确保用户到摄像机的距离使得用户会被摄像机清晰而完整地记录，这也方便为微小的振动变化提供摄像机的最大分辨率。步骤4，利用热成像技术生成用户带色温标度的人体热影像。通过振动图像技术分析热影像中用户头部各点的运动数据。在每个点确定人头振动的振幅和频率参数，并将其作为伪彩色图像显示在监视器屏幕上。每个点振动参数的处理提供了用户的人体活动性。步骤5，根据等式计算得到人体头部的振频和振幅图像。等式如下：振幅图像可以通过等式(1)得出振频图像可以通过等式(2)得出其中：x，y是点的坐标；Ux,y,i是第i帧中x，y点的信号幅度；Ux,y(i+1)是第(i+1)帧中x，y点的信号幅度；N是用于平均振动图像振幅分量的帧数；Fin是视频图像中的信号振动频率。振幅图像的每个点表示在特定时间间隔内的相对对象位移。根据物体的位移距离和相机的物镜工作角度，可以将相对物体位移转换为绝对物体位移。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法，其特征在于，通过摄像设备记录被测试用户头部的微观影像，继而通过振动图像技术分析收集影像数据，运用算法分析所收集的影像数据后，判断被测试用户的心理反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视频数据振动频率的异常情绪监测预警方法，其特征在于，通过摄像设备记录被测试用户头部的微观影像，继而通过振动图像技术分析收集影像数据，运用算法分析所收集的影像数据后，判断被测试用户的心理反应。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，摄像设备的规格为：分辨率，元素：640×480；频率，帧/秒：15.0；动态范围，dB，不小于：80；物体的工作照度lx，不少于：100；物镜角度，度数：10；到物体的距离，m：3；与计算机的距离，m，不大于：5；数字信号接口：USB1.0、2.0；气候适应：UHL2；电源线电压，V：5。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所以方法的具体步骤如下：
步骤1：收集被测试用户对随机问题提问的头部运动的影像：利用热成像技术生成被测试用户带色温标度的人体热影像；
步骤2：通过振动图像技术分析热影像中被测试用户头部各点的运动数据；在每个点确定人头振动的振幅和频率参数，并将其作为伪彩色图像显示在监视器屏幕上；通过每个点振动参数的处理提供被测试用户的人体活动性；
步骤3：画出被测试用户头部的振频图像和振幅图像；
步骤4：根据画出的振频和振幅图像分析被测试用户的心理状态；当被测试用户出现强烈的异常情绪反应时，振频振幅图像会相应发生异常变化；所述异常变化为图像的分布曲线向较高频率移动。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虹，金露瑶，蒲戈光，
申请(专利权)人：华东师范大学，上海工业控制安全创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31