[发明专利]一种面向情感计算的人机交互接口系统

权利要求书

1.一种面向情感计算的人机交互接口系统，其特征在于：采用构件化内聚设计方法，实现人与计算机之间的情感数据交互处理，包括数据采集构件、数据管理构件、系统控制构件和分析计算构件；

所述的数据采集构件，用于负责人体情感数据的采集；所述的情感数据包含心跳、血压、呼吸频次、皮肤电、情绪量表统计参数与兴奋度量表统计参数；数据采集构件按照数据传输协议将上述6种数据封装成数据分组，并上传至数据管理构件；所述的数据传输协议规定数据分组的排序与内容，其分组头部队列包含时间戳、对象编号、采样通道与采样参数；

所述的数据管理构件包含历史数据回放、文件管理两个一级子构件，其中文件管理包含查询、存储、删除三个二级子构件；数据管理构件用于接收数据采集构件上传的情感数据分组，根据数据传输协议对数据分组进行拆解，分发给分析计算构件，同时以数据记录形式存储，组成情感信息主题数据库；基于所述数据库，数据管理构件提供历史情感数据回放与数据文件管理功能，实现实时数据与历史数据的对比分析以及数据文件的存储、查询与删除功能；

所述的系统控制构件包含系统设置、参数设置、目标对象三个一级子构件，其中，参数设置一级子构件包含通道参数与采样参数两个二级子构件，系统设置一级子构件包含启停、日期、工作模式三个二级子构件，目标对象一级子构件包含对象编号与对象属性两个二级子构件；系统控制构件用于负责系统的运行操控与会话切换功能，实现系统设置、参数设置以目标对象设置；所述的系统设置实现系统运行启动/停止、日期、工作模式的设置；所述的参数设置完成通道参数与采样参数的设置；所述的目标对象设置包含对象编号与对象属性的设置；

所述的分析计算构件包含心率偏差、血压变化、数字滤波、呼吸频率、情绪统计、兴奋倾向、静态参数7个二级子构件，接收拆解后的分组数据，对6种数据进行心率偏差计算、血压变化相关性分析、呼吸频次频域转换、皮肤电冲击信号滤波、情绪参数统计与兴奋度参数统计处理，记录静态统计量，并将处理结果传输至图形显示构件。

2.如权利要求1所述的一种面向情感计算的人机交互接口系统，其特征在于：所述人机交互接口系统还包括图形显示构件，所述的图形显示构件包含心跳、情绪、血压、呼吸、皮肤电、兴奋度6个二级子构件，接收分析计算模块传送的计算结果，并通过不同的窗口进行显示；图形显示构件可提供心跳偏差、情绪指数、血压相关度、呼吸频谱、皮肤电时域分布以及兴奋度指数6种图形，并根据用户请求通过系统控制构件进行切换控制。

3.如权利要求1或2所述的一种面向情感计算的人机交互接口系统，其特征在于：基于本地虚拟平台，采用联合编译方法匹配目标平台；所述的虚拟平台为实现系统开发的PC机、工作站或服务器；所述的目标平台为系统运行目标载体，包含平板电脑、个人数据助理、智能手机和车船搭载智能仪器。

4.如权利要求3所述的一种面向情感计算的人机交互接口系统，其特征在于：所述的联合编译方法包含以下步骤：

①选择开源图形开发库，即图库，对其镜像文件进行解压，存储至虚拟平台；

②根据用户功能需求，设置编译参数，对图库文件进行编译，生成图库共享文件；

③编制面向情感计算的人机交互接口系统应用程序，编译生成目标文件，与步骤②生成的共享文件进行链接，生成可执行文件；

④将可执行程序文件在虚拟平台运行，根据用户需求进行功能匹配；若匹配成功，则执行下一步；若未完成匹配，重新编制应用程序，直到完成功能匹配为止；

⑤选择目标平台，设置目标平台环境变量；将通过匹配的应用程序目标文件、图库共享文件、平台工具链文件进行联合编译、链接，生成可行性程序文件，最后导入目标平台。

5.如权利要求1或2所述的一种面向情感计算的人机交互接口系统，其特征在于：采用基于库文件-算法文件合并编排方法，对系统所涉及的所有文件进行统一编译、加载，所述的库文件-算法文件合并编排方法包含以下步骤：

①根据用户功能需求，分析图库配置宏定义嵌套关系，修改图库组成配置，裁剪掉不需要的组件；

②根据图库组件标准接口，对分析计算构件所提供的6种情感计算算法进行统一封装；

③将经过封装的算法文件与经过裁剪的图库文件进行联合编译，与系统应用程序链接，在目标平台进行运行匹配；

④若运行匹配成功，则对算法文件与图库文件进行合并编排，形成可供系统接口函数调用的定制共享文件；若匹配不成功，退回至步骤①、②，分别重新进行组件裁剪与算法封装，直到运行匹配成功为止。