情绪识别方法、系统、可穿戴设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种情绪识别方法、系统、可穿戴设备及存储介质，所述可穿戴设备内置心率传感器，所述方法包括：利用所述心率传感器采集预设时长的利用光电容积描记PPG脉搏信号；对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得处理后的PPG脉搏信号；提取处理后的PPG脉搏信号的信号参数；根据处理后的PPG脉搏信号的信号参数和预设条件，判断处理后的PPG脉搏信号的质量是否合格；当处理后的PPG脉搏信号的质量合格时，将处理后的PPG脉搏信号输入至基于神经网络的情绪识别模型中，输出情绪识别结果。本发明专利技术解决了现有基于PPG脉搏信号进行情绪识别，存在准确度低的问题的问题。确度低的问题的问题。确度低的问题的问题。

【技术实现步骤摘要】
情绪识别方法、系统、可穿戴设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及智能可穿戴设备领域，尤其涉及一种情绪识别方法、系统、可穿戴设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，人们的健康越来越受到关注，人体的情绪与神经系统、内分泌系统以及心血管系统等有着密切的联系，人体情绪具有反应迅速、复杂多变的特点，长期不良情绪会严重影响个人的生活、工作。可穿戴设备的便携性和低成本，使得智能手表、手环在近年来得到了普及，目前绝大多数的智能手表、手环都具有PPG(Photoplethysmography，利用光电容积描记)脉搏信号检测功能，通过从PPG脉搏信号中提取包含情绪信息的特征进行情绪识别。但在PPG信号采集过程中，信号可能受到相当程度的干扰，影响情绪识别的准确性和灵敏性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提出一种情绪识别方法、系统、可穿戴设备及计算机可读存储介质，旨在解决现有基于PPG脉搏信号进行情绪识别，存在准确度低的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种情绪识别方法，应用于可穿戴设备，所述可穿戴设备内置心率传感器，所述情绪识别方法包括步骤：
[0005]利用所述心率传感器采集预设时长的利用光电容积描记PPG脉搏信号；
[0006]对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得处理后的PPG脉搏信号；
[0007]提取处理后的PPG脉搏信号的信号参数，其中，所述信号参数包括峰度、偏度、最大波峰波谷幅度差值、信号幅度最值比和低频占比；<br/>[0008]根据处理后的PPG脉搏信号的信号参数和预设条件，判断处理后的PPG脉搏信号的质量是否合格；
[0009]当处理后的PPG脉搏信号的质量合格时，将处理后的PPG脉搏信号输入至基于神经网络的情绪识别模型中，输出情绪识别结果。
[0010]可选地，所述对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得处理后的PPG脉搏信号的步骤包括：
[0011]对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得滤波后的PPG脉搏信号；
[0012]对滤波后的PPG脉搏信号进行归一化处理，获得处理后的PPG脉搏信号。
[0013]可选地，所述根据处理后的PPG脉搏信号的信号参数和预设条件，判断处理后的PPG脉搏信号的质量是否合格的步骤包括：
[0014]判断处理后的PPG脉搏信号的峰度是否大于或等于预设峰度阈值、处理后的PPG脉搏信号的偏度是否大于或等于预设偏度阈值、处理后的PPG脉搏信号的最大波峰波谷幅度差值是否处于第一预设区间内、处理后的PPG脉搏信号的信号幅度最值比是否处于第二预设区间内和处理后的PPG脉搏信号的低频占比是否处于第三预设区间内；
[0015]若处理后的PPG脉搏信号的峰度大于或等于预设峰度阈值、处理后的PPG脉搏信号的偏度大于或等于预设偏度阈值、处理后的PPG脉搏信号的最大波峰波谷幅度差值处于第一预设区间内、处理后的PPG脉搏信号的信号幅度最值比处于第二预设区间内以及处理后的PPG脉搏信号的低频占比处于第三预设区间内，则确定处理后的PPG脉搏信号的质量合格。
[0016]可选地，所述基于神经网络的情绪识别模型的包括依次连接的输入层、多层卷积网络层以及全连接层，所述卷积网络层包括依次连接的卷积单元、池化单元、激活函数单元和正则化单元。
[0017]可选地，所述通过所述心率传感器采集预设时长的初始利用光电容积描记PPG脉搏信号的步骤之前还包括：
[0018]利用所述心率传感器采集不同情绪对应的多个预设时长的PPG脉搏信号；
[0019]对各情绪对应的PPG脉搏信号进行滤波处理，获得各情绪对应的候选PPG脉搏信号；
[0020]提取各情绪对应的候选PPG脉搏信号的信号参数；
[0021]根据各情绪对应的候选PPG脉搏信号的信号参数和预设条件，从各情绪对应的候选PPG脉搏信号中筛选质量合格的各情绪对应的候选PPG脉搏信号作为训练样本；
[0022]将训练样本对应的情绪标记为训练样本的实际标签；
[0023]将训练样本输入至预先构建的基于神经网络的情绪识别初始模型中，输出训练样本的识别标签；
[0024]基于预设的损失函数、预设的训练参数、预设的误差阈值、预设的优化算法、训练样本的实际标签和识别标签对基于神经网络的情绪识别初始模型进行迭代训练，获得所述基于神经网络的情绪识别模型。
[0025]可选地，所述对各情绪对应的PPG脉搏信号进行滤波处理，获得各情绪对应的候选PPG脉搏信号的步骤包括：
[0026]对各情绪对应的PPG脉搏信号进行滤波和归一化处理，获得各情绪对应的候选PPG脉搏信号。
[0027]可选地，所述预设的损失函数为：
[0028]L＝
‑
Y
i
logy
i
+(1
‑
Y
i
)log(1
‑
y
i
)，
[0029]其中，L表示所述损失函数，Y
i
表示训练样本的实际标签，y
i
表示训练样本的识别标签。
[0030]为实现上述目的，本专利技术还提供一种情绪识别系统，所述系统包括：
[0031]第一采集模块，用于利用心率传感器采集预设时长的利用光电容积描记PPG脉搏信号；
[0032]第二处理模块，用于对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得处理后的PPG脉搏信号；
[0033]提取模块，用于提取处理后的PPG脉搏信号的信号参数，其中，所述信号参数包括峰度、偏度、最大波峰波谷幅度差值、信号幅度最值比和低频占比；
[0034]判断模块，用于根据处理后的PPG脉搏信号的信号参数和预设条件，判断处理后的PPG脉搏信号的质量是否合格；
[0035]识别模块，用于当处理后的PPG脉搏信号的质量合格时，将处理后的PPG脉搏信号
输入至基于神经网络的情绪识别模型中，输出情绪识别结果。
[0036]为实现上述目的，本专利技术还提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括心率传感器、存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的情绪识别方法的步骤。
[0037]为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的情绪识别方法的步骤。
[0038]本专利技术提出的一种情绪识别方法、系统、可穿戴设备及计算机可读存储介质，可穿戴设备通过利用所述心率传感器采集预设时长的利用光电容积描记PPG脉搏信号；对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得处理后的PPG脉搏信号；提取处理后的PPG脉搏信号的信号参数，其中，所述信号参数包括峰度、偏度、最大波峰波谷幅度差值、信号幅度最值比和低频占比；根据处理后的PPG脉搏信号的信号参数和预设条件，判断处理后的PPG脉搏信号的质量是否合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种情绪识别方法，其特征在于，应用于可穿戴设备，所述可穿戴设备内置心率传感器，所述情绪识别方法包括步骤：利用所述心率传感器采集预设时长的利用光电容积描记PPG脉搏信号；对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得处理后的PPG脉搏信号；提取处理后的PPG脉搏信号的信号参数，其中，所述信号参数包括峰度、偏度、最大波峰波谷幅度差值、信号幅度最值比和低频占比；根据处理后的PPG脉搏信号的信号参数和预设条件，判断处理后的PPG脉搏信号的质量是否合格；当处理后的PPG脉搏信号的质量合格时，将处理后的PPG脉搏信号输入至基于神经网络的情绪识别模型中，输出情绪识别结果。2.根据权利要求1所述的情绪识别方法，其特征在于，所述对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得处理后的PPG脉搏信号的步骤包括：对PPG脉搏信号进行滤波处理，获得滤波后的PPG脉搏信号；对滤波后的PPG脉搏信号进行归一化处理，获得处理后的PPG脉搏信号。3.根据权利要求2所述的情绪识别方法，其特征在于，所述根据处理后的PPG脉搏信号的信号参数和预设条件，判断处理后的PPG脉搏信号的质量是否合格的步骤包括：判断处理后的PPG脉搏信号的峰度是否大于或等于预设峰度阈值、处理后的PPG脉搏信号的偏度是否大于或等于预设偏度阈值、处理后的PPG脉搏信号的最大波峰波谷幅度差值是否处于第一预设区间内、处理后的PPG脉搏信号的信号幅度最值比是否处于第二预设区间内和处理后的PPG脉搏信号的低频占比是否处于第三预设区间内；若处理后的PPG脉搏信号的峰度大于或等于预设峰度阈值、处理后的PPG脉搏信号的偏度大于或等于预设偏度阈值、处理后的PPG脉搏信号的最大波峰波谷幅度差值处于第一预设区间内、处理后的PPG脉搏信号的信号幅度最值比处于第二预设区间内以及处理后的PPG脉搏信号的低频占比处于第三预设区间内，则确定处理后的PPG脉搏信号的质量合格。4.根据权利要求3所述的情绪识别方法，其特征在于，所述基于神经网络的情绪识别模型的包括依次连接的输入层、多层卷积网络层以及全连接层，所述卷积网络层包括依次连接的卷积单元、池化单元、激活函数单元和正则化单元。5.根据权利要求1至4中任一项所述的情绪识别方法，其特征在于，所述通过所述心率传感器采集预设时长的初始利用光电容积描记PPG脉搏信号的步骤之前还包括：利用所述心率传感器采集不同情绪对应的多个预设时长的PPG脉搏信号；对各情绪对应的PPG脉搏信号进行滤波处理，获得各情绪对应的候选PPG脉搏信号；提取各情绪对应的候选PPG脉搏信号的信号参数；根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓强，王德信，付晖，王见荣，
申请(专利权)人：青岛歌尔智能传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：