CN110046580A - 一种基于情绪识别的人机交互方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于情绪识别的人机交互方法和系统，所述方法包括：实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息；根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。本发明通过结合虹膜识别技术和人脸图像处理技术，使得机器人能够高效识别用户的情绪并针对不同情绪给予不同的响应，达到满足用户特定时刻的情感需求的目的。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能领域，具体涉及一种基于情绪识别的人机交互方法及系统。
背景技术
情绪识别是指研究一个自动、高效、准确的系统来识别人脸表情的状态，进而通过人脸表情信息了解人的情绪状态，比如高兴、悲伤、惊讶、愤怒等。该研究在人机交互、人工智能等方面有着重要的应用价值，是当前计算机视觉、模式识别、情感计算等领域的重要研究课题。
但是，在对现有技术的研究与实践过程中，本发明的发明人发现，在需要进行人机交互的技术领域，尤其是机器人技术上，通常需要能够对人的情感进行分析，使得机器人能够针对人不同的情绪给予不同的回应，但现有的人机交互技术仅仅考虑到识别人类的人脸特征，以此判断人的不同身份，而未有进一步实现机器与人进行人机互动、情绪交流的功能，因此现有人机交互技术亟待一种能够有效识别人的情绪的技术手段。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于情绪识别的人机交互方法及系统，使得机器人能够高效识别用户的情绪并针对不同情绪给予不同的响应。
为解决上述问题，本发明的一个实施例提供一种基于情绪识别的人机交互方法，至少包括如下步骤：
实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；
将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息；
根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。
进一步地，所述基于情绪识别的人机交互方法，还包括：
在给予用户对应的响应后，再次采集用户的图像并识别用户的情绪状态，分析用户的情绪状态是否变化，记录并储存反馈数据和分析结果。
进一步地，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应，具体为：
通过机器人的语音聊天和动作给予用户相关响应，并利用显示装置显示用户当前的情绪状态、情绪波动曲线以及机器人响应用户情绪的表情。
进一步地，所述人脸识别信息包括虹膜信息、人脸皮肤信息、五官信息以及脸部肌肉信息。
进一步地，所述将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果，具体为：
通过分析所采集的虹膜信息，得到用户的身份个性特征信息；
通过分析所采集的人脸皮肤信息，得到用户的年龄信息；
通过分析所采集的五官信息和脸部肌肉信息，得到用户当前的情绪信息。
进一步地，所述情绪状态包括喜、怒、忧、思、悲、恐和惊。
本发明的另一个实施例还提供了一种基于情绪识别的人机交互系统，包括：
采集模块，用于实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；
人脸识别模块，用于将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息；
响应模块，用于根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。
进一步地，所述基于情绪识别的人机交互系统，还包括：
数据模块，用于在给予用户对应的响应后，再次采集用户的图像并识别用户的情绪状态，分析用户的情绪状态是否变化，记录并储存反馈数据和分析结果。
进一步地，所述调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应，具体为：
通过机器人的语音聊天和动作给予用户相关响应，并利用显示装置显示用户当前的情绪状态、情绪波动曲线以及机器人响应用户情绪的表情。
进一步地，所述人脸识别信息包括虹膜信息、人脸皮肤信息、五官信息以及脸部肌肉信息。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的一种基于情绪识别的人机交互方法和系统，所述方法包括：实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息；根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。本发明通过结合虹膜识别技术和人脸图像处理技术，使得机器人能够高效识别用户的情绪并针对不同情绪给予不同的响应，达到满足用户特定时刻的情感需求的目的。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种基于情绪识别的人机交互方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的显示装置的界面图；
图3为本发明第二实施例提供的一种基于情绪识别的人机交互系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先介绍本发明可以提供的应用场景，如机器人高效识别用户的情绪并针对不同情绪给予不同的响应。
本发明第一实施例：
请参阅图1和图2。
如图1所示，本实施例提供的一种基于情绪识别的人机交互方法，至少包括以下步骤：
S101、实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；
具体的，目前的人脸图像处理技术、虹膜识别技术的应用，主要运用于身份识别，具体例如：手机屏幕解锁、公安预警等，本实施例通过虹膜识别技术和人脸图像处理技术的结合，利用摄像装置首先采集用户的图像信息。
S102、将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息。
具体的，对于步骤S102，通过采集的虹膜信息来分辨人的身份个性特征，以方便同一人使用时调用数据，更好地优化人机情绪交互时人的使用体验；通过采集的人脸皮肤特征，粗略估计交互者的年龄，尽可能使机器人给予的响应为交互者所需要；通过采集的人脸五官、脸部肌肉信息，分析人的情绪，让机器人下一步的响应有所依据。
S103、根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。
具体的，对于步骤S103，先根据识别的情绪定位为喜、怒、忧、思、悲、恐、惊的一种或几种，再给予相应响应。响应过程中，机器人可在显示屏上显示人此刻的情绪，以及反映人某段时间内的情绪波动变化。响应方式具体通过语音聊天、动作、emoji表情包(在显示屏上显示)来达到情绪交互目的。
在优选的实施例中，所述基于情绪识别的人机交互方法，还包括：
在给予用户对应的响应后，再次采集用户的图像并识别用户的情绪状态，分析用户的情绪状态是否变化，记录并储存反馈数据和分析结果。
具体的，为了满足人的个性需求，以及达到更好的人机情绪交互效果，响应后，再次进行采集、识别步骤，通过获得的数据分析人的心情是否有所改变或改善，记录并储存反馈数据和分析结果。
在优选的实施例中，如图2所示，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应，具体为：
通过机器人的语音聊天和动作给予用户相关响应，并利用显示装置显示用户当前的情绪状态、情绪波动曲线以及机器人响应用户情绪的表情。
在优选的实施例中，所述人脸识别信息包括虹膜信息、人脸皮肤信息、五官信息以及脸部肌肉信息。
在优选的实施例中，所述将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果，具体为：
通过分析所采集的虹膜信息，得到用户的身份个性特征信息；
通过分析所采集的人脸皮肤信息，得到用户的年龄信息；
通过分析所采集的五官信息和脸部肌肉信息，得到用户当前的情绪信息。
在优选的实施例中，所述情绪状态包括喜、怒、忧、思、悲、恐和惊。
本实施例提供的一种基于情绪识别的人机交互方法，所述方法包括：实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息；根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。本发明通过结合虹膜识别技术和人脸图像处理技术，使得机器人能够高效识别用户的情绪并针对不同情绪给予不同的响应，达到满足用户特定时刻的情感需求的目的。
本发明第二实施例：
请参阅图2和图3。
如图3所示，本实施例还提供了一种基于情绪识别的人机交互系统，包括：
采集模块100，用于实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；
人脸识别模块200，用于将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息。
具体的，对于人脸识别模块200，通过采集的虹膜信息来分辨人的身份个性特征，以方便同一人使用时调用数据，更好地优化人机情绪交互时人的使用体验；通过采集的人脸皮肤特征，粗略估计交互者的年龄，尽可能使机器人给予的响应为交互者所需要；通过采集的人脸五官、脸部肌肉信息，分析人的情绪，让机器人下一步的响应有所依据。
响应模块300，用于根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。
具体的，对于响应模块300，先根据识别的情绪定位为喜、怒、忧、思、悲、恐、惊的一种或几种，再给予相应响应。响应过程中，机器人可在显示屏上显示人此刻的情绪，以及反映人某段时间内的情绪波动变化。响应方式具体通过语音聊天、动作、emoji表情包(在显示屏上显示)来达到情绪交互目的。
在优选的实施例中，所述基于情绪识别的人机交互系统，还包括：
数据模块，用于在给予用户对应的响应后，再次采集用户的图像并识别用户的情绪状态，分析用户的情绪状态是否变化，记录并储存反馈数据和分析结果。
具体的，为了满足人的个性需求，以及达到更好的人机情绪交互效果，响应后，再次进行采集、识别步骤，通过获得的数据分析人的心情是否有所改变或改善，记录并储存反馈数据和分析结果。
在优选的实施例中，如图2所示，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应，具体为：
通过机器人的语音聊天和动作给予用户相关响应，并利用显示装置显示用户当前的情绪状态、情绪波动曲线以及机器人响应用户情绪的表情。
在优选的实施例中，所述人脸识别信息包括虹膜信息、人脸皮肤信息、五官信息以及脸部肌肉信息。
在优选的实施例中，所述将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果，具体为：
通过分析所采集的虹膜信息，得到用户的身份个性特征信息；
通过分析所采集的人脸皮肤信息，得到用户的年龄信息；
通过分析所采集的五官信息和脸部肌肉信息，得到用户当前的情绪信息。
在优选的实施例中，所述情绪状态包括喜、怒、忧、思、悲、恐和惊。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的一种基于情绪识别的人机交互系统，所述系统包括：采集模块，用于实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；人脸识别模块，用于将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息；响应模块，用于根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。本发明通过结合虹膜识别技术和人脸图像处理技术，使得机器人能够高效识别用户的情绪并针对不同情绪给予不同的响应，达到满足用户特定时刻的情感需求的目的。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
Claims (10)
1.一种基于情绪识别的人机交互方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；
将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息；
根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。
2.根据权利要求1所述的基于情绪识别的人机交互方法，其特征在于，还包括：
在给予用户对应的响应后，再次采集用户的图像并识别用户的情绪状态，分析用户的情绪状态是否变化，记录并储存反馈数据和分析结果。
3.根据权利要求1所述的基于情绪识别的人机交互方法，其特征在于，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应，具体为：
通过机器人的语音聊天和动作给予用户相关响应，并利用显示装置显示用户当前的情绪状态、情绪波动曲线以及机器人响应用户情绪的表情。
4.根据权利要求1所述的基于情绪识别的人机交互方法，其特征在于，所述人脸识别信息包括虹膜信息、人脸皮肤信息、五官信息以及脸部肌肉信息。
5.根据权利要求1和4所述的基于情绪识别的人机交互方法，其特征在于，所述将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果，具体为：
通过分析所采集的虹膜信息，得到用户的身份个性特征信息；
通过分析所采集的人脸皮肤信息，得到用户的年龄信息；
通过分析所采集的五官信息和脸部肌肉信息，得到用户当前的情绪信息。
6.根据权利要求1所述的基于情绪识别的人机交互方法，其特征在于，所述情绪状态包括喜、怒、忧、思、悲、恐和惊。
7.一种基于情绪识别的人机交互系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于实时采集用户的图像，基于虹膜识别技术和人脸图像处理技术对所述用户的图像进行图像处理，得到用户的人脸识别信息；
人脸识别模块，用于将所述人脸识别信息输入到经过预先训练的深度神经网络进行人脸识别处理，得到用户的人脸识别结果；所述人脸识别结果包括情绪信息；
响应模块，用于根据所述情绪信息确定用户当前的情绪状态，调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应。
8.根据权利要求7所述的基于情绪识别的人机交互系统，其特征在于，还包括：
数据模块，用于在给予用户对应的响应后，再次采集用户的图像并识别用户的情绪状态，分析用户的情绪状态是否变化，记录并储存反馈数据和分析结果。
9.根据权利要求7所述的基于情绪识别的人机交互系统，其特征在于，所述调整对应的情绪交互模式以使机器人给予用户对应的响应，具体为：
通过机器人的语音聊天和动作给予用户相关响应，并利用显示装置显示用户当前的情绪状态、情绪波动曲线以及机器人响应用户情绪的表情。
10.根据权利要求7所述的基于情绪识别的人机交互系统，其特征在于，所述人脸识别信息包括虹膜信息、人脸皮肤信息、五官信息以及脸部肌肉信息。
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