[发明专利]基于生物反馈的精神状态干预与调节系统及其工作方法

权利要求书

1.一种基于生物反馈的精神状态干预与调节系统，其特征在于：包括：

用于将场景源文件投影成影像的投影模块；

用于将与投影影像相对应的音频源文件进行播放的音频播放模块；

用于采集被试者生理信号的生理信号采集模块；

用于对生理信号采集模块采集到的生理信号进行情绪识别和精神状态评估，得到精神状态评估结果的精神状态评估模块；

以及用于根据精神状态评估模块得到的精神状态评估结果来调整场景源文件和音频源文件，并反馈到投影模块和音频播放模块的精神状态干预调节模块；

投影模块将场景源文件投影成影像供被试者观看，对被试者进行视觉刺激；同时音频播放模块将与投影影像相对应的音频源文件进行播放，对被试者进行听觉刺激；

生理信号采集模块采集被试者的生理信号；生理信号是指脑电信号；

精神状态评估模块采用独立成分分析算法和主成分分析算法去除脑电信号中的眼电、心电、电磁干扰伪迹以实现预处理；采用动态图卷积神经网络算法来提取脑电信号的特征，将脑电信号映射到特征空间，然后在特征空间中采用宽度学习系统作为分类器，将脑电信号进行情绪分类识别，得到各个情绪类别的强度值；根据各个情绪类别的强度值评估被试者的精神状态，得到精神状态评估结果；

精神状态干预调节模块根据精神状态评估结果调整场景源文件，并反馈到投影模块，以调整投影模块的投影影像；同时调整音频源文件，并反馈到音频播放模块，以播放与投影影像相对应的音乐。

2.根据权利要求1所述的基于生物反馈的精神状态干预与调节系统，其特征在于：还包括用于储存和管理精神状态评估结果和生理信号的云平台，云平台与精神状态评估模块信号连接。

3.一种根据权利要求1或2所述的基于生物反馈的精神状态干预与调节系统的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1步，投影模块将场景源文件投影成影像供被试者观看，对被试者进行视觉刺激；同时音频播放模块将与投影影像相对应的音频源文件进行播放，对被试者进行听觉刺激；

S2步，生理信号采集模块采集被试者的生理信号；生理信号包括脑电信号；

S3步，精神状态评估模块对生理信号进行预处理、特征提取和情绪识别，对被试者的精神状态进行评估，得到精神状态评估结果；

S4步，精神状态干预调节模块根据精神状态评估结果调整场景源文件，并反馈到投影模块，以调整投影模块的投影影像；同时调整音频源文件，并反馈到音频播放模块，以播放与投影影像相对应的音乐；

所述S2步中，生理信号采集模块采集被试者的生理信号，是指：生理信号采集模块采集被试者的脑电信号；

S3步，精神状态评估模块对生理信号进行预处理、特征提取和情绪识别，对被试者的精神状态进行评估，得到精神状态评估结果，是指：采用独立成分分析算法和主成分分析算法去除脑电信号中的眼电、心电、电磁干扰伪迹以实现预处理；采用动态图卷积神经网络算法来提取脑电信号的特征，将脑电信号映射到特征空间，然后在特征空间中采用宽度学习系统作为分类器，将脑电信号进行情绪分类识别，得到各个情绪类别的强度值；根据各个情绪类别的强度值评估被试者的精神状态。

4.根据权利要求3所述的工作方法，其特征在于：所述S1步中，投影模块将场景源文件投影成影像供被试者观看，对被试者进行视觉刺激，是指：投影模块为全息投影模块，全息投影模块将场景源文件投影成影像供被试者观看，对被试者进行视觉刺激。

5.根据权利要求3所述的工作方法，其特征在于：所述S1步中，音频播放模块将与投影影像相对应的音频源文件进行播放，对被试者进行听觉刺激，是指：音频播放模块为扬声器或入耳式耳机或骨传导耳机；扬声器或入耳式耳机或骨传导耳机将与投影影像相对应的音频源文件进行播放，对被试者进行听觉刺激。

6.根据权利要求3所述的工作方法，其特征在于：所述情绪类别包括疲劳、抑郁、沮丧和无聊；根据各个情绪类别的强度值评估被试者的精神状态，是指：设定疲劳正常值、抑郁正常值、沮丧正常值和无聊正常值，分别判断疲劳强度值与疲劳正常值的比值、抑郁强度值与抑郁正常值的比值、沮丧强度值与沮丧正常值的比值和无聊强度值与无聊正常值来评估被试者的精神状态。

7.根据权利要求3所述的工作方法，其特征在于：所述S4步中，精神状态干预调节模块根据精神状态评估结果调整场景源文件，并反馈到投影模块，以调整投影模块的投影影像；同时调整音频源文件，并反馈到音频播放模块，以播放与投影影像相对应的音乐，是指：采用如下两种方案之一：

一、精神状态干预调节模块根据精神状态评估结果从精神状态干预调节模块中的投影场景库调出相应的场景源文件，并把场景源文件发送至投影模块，投影模块对接收到的场景源文件进行投影以调整投影影像；同时精神状态干预调节模块从精神状态干预调节模块中的播放音频库调出与投影影像相对应的音频源文件，并把音频源文件发送至音频播放模块，音频播放模块对接收到的音频源文件进行播放以使音频播放模块播放与投影影像相对应的音乐；

二、精神状态干预调节模块根据精神状态评估结果生成相对应的投影信号指令，并发送至投影模块；投影模块根据投影信号指令从投影模块中的投影场景库调出相对应的场景源文件进行投影以调整投影影像；同时精神状态干预调节模块生成与投影信号指令相对应的音频信号指令，并发送至音频播放模块；音频播放模块根据音频信号指令从音频播放模块中的播放音频库调出相对应的音频源文件进行播放以使音频播放模块播放与投影影像相对应的音乐。