CN112947762A - 一种基于脑识别表情的互动装置及方法 - Google Patents

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张东
李丹
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Abstract

本发明提供了一种基于脑识别表情的互动装置，包括脑波采集模块、数字信号转换模块、人工智能学习模块和表情展示终端；所述脑波采集模块将通过电极触点对脑电波信号进行测量；所述数字信号分析模块用以将所述脑电波信号转换为数字信号；所述人工智能学习模块用以分析所述数字信号并给予出相应的表情符号；所述表情展示终端用以展示所述数字信号分析出的相应表情符号。本发明通过设置了人工智能学习模块，对佩戴者产生的脑电波信号预先进行深度学习，快速匹配表情符号，提高识别准确度，增加了表情的识别的应用场景。

Description

一种基于脑识别表情的互动装置及方法
技术领域
本发明属于互动展示设备领域，具体而言，本发明是一种基于脑识别表情的互动装置及方法。
背景技术
21世界是信息化的时代，随着信息技术和网络技术的发展，信息化已经渗透到了人们日常生活的各个方面，与人们的日常生活早已建立了密切的联系。近年来，由于互动展示设备的普及，用户可以通过穿戴互动展示设备来直接表达自己的情绪，不用通过语言或者肢体动作。
目前市场上的脑电波意念控制器通过在头皮放置传感器，测量生物电信号的模式和频率后将这些模拟信号转换为数字信号，从而利用各种数字参数实现意念控制。但是这些产品普遍存在传感器不好导致信号连接弱，以及无法直观控制，使用者甚至无法知道当前哪一种情绪意念触发了相应的信号。导致设备信号不流畅，实际体验感很糟糕。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种基于脑识别表情的互动装置，该互动装置增加人工智能学习模块，对佩戴者产生的脑电波信号预先进行深度学习，实现快速匹配，提供识别准确度，得到精确地表情符号并展示出来。
本发明的第二目的在于提供一种基于脑识别表情的互动方法，该方法可以简单快速的将脑电波信号转换为表情符号。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种基于脑识别表情的互动装置，包括脑波采集模块、数字信号转换模块、人工智能学习模块和表情展示终端；
所述脑波采集模块将通过电极触点对脑电波信号进行测量；
所述数字信号分析模块用以将所述脑电波信号转换为数字信号；
所述人工智能学习模块用以分析所述数字信号并给予出相应的表情符号；
所述表情展示终端用以展示所述数字信号分析出的相应表情符号。
现有技术中，脑电波互动装置将脑电波信号直接发送给终端设备，通过不同脑电波状态的信息占比让终端简单筛选出最有可能的脑电波状态进行模糊判断，这样情况下灵敏度和准确度较差，同时能识别的脑电波模式有限。
为了解决以上出现的技术问题，本发明通过设置了人工智能学习模块，对佩戴者产生的脑电波信号预先进行深度学习，应用训练真实用户产生的充足的脑电波信号数据来实现快速匹配表情符号，提高识别准确度，增加了表情的识别的应用场景。
优选的，所述脑波采集模块包括电极信号接收器，所述电极信号接收器连接有电极触点用以对脑电波信号进行测量。本发明中的电极触点采用干性电极，采用感性电极的优点在于使用方便、舒适。电极触点一共有32个，分别放置在使用者的前额、耳部和头皮，通过这些电极触点即可记录使用者的脑电波。电极信号接收器对收集到的脑电波进行收集整理。
优选的，所述模拟/数字信号转换模块连接有数字信号放大过滤处理器，所述模拟/数字信号转换模块用以将脑电波信号转换为数字信号，所述数字信号放大过滤器用以将所述数字信号进行放大并过滤掉环境噪音以及肌肉运动产生的干扰信号。数字信号放大过滤器
优选的，所述人工智能学习模块连接有数字信号放大过滤处理器用以将数字信号进行学习并分析。
优选的，所述人工智能学习模块连接有表情数字信号数据库用以将所述人工智能学习模块给出的数字信号挑选合适的表情符号。
优选的，本发明的互动装置还包括信号处理比对模块，所述信号处理比对模块分别连接有所述表情数字信号数据库和所述数字信号放大过滤处理器用以比对所述表情数字信号数据库和所述数字信号放大过滤处理器给出的数字信号是否相匹配。
优选的，所述表情展示终端连接有所述信号处理比对模块用以将表情符号展示在屏幕上。
优选的，所述电极触点共有32个，分别放置在使用者的前额、耳部和头皮。
优选的，所述表情展示终端展示的表情为3D人脸模型。
本发明除了提供了采用上述装置的一种基于脑识别表情的互动方法，包括如下步骤：
收集测量脑电波信号并转换为数字信号，并将数字信号放大过滤干扰信号；
分析数字信号给出相应的表情符号，并展示所述表情符号。
本发明的互动方法方法可以简单快速的将脑电波信号转换为表情符号。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过人工智能模块学习算法训练脑电波模型，准确快速的识别不同表情下的脑电波信号；
2、基于对用户不同表情下的脑电波信号进行学习，增加表情识别的功能，通过脑电波信号匹配表情；
3、将脑电波信号最终转为脑电波模型和表情数据，通过表情展示终端展示的3D建模直接呈现。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例的一种基于脑识别表情的互动装置的方法；
图2是本发明实施例的电极信号接收器的结构示意图。
其中：
101-电极触点； 102-电极信号接收器；
201-模拟/数字信号转换模块； 202-数字信号放大过滤器；
301-人工智能学习模块； 302-表情数字信号数据库；
303-信号处理比对模块； 401-表情展示终端。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更加清晰的对本发明中的技术方案进行阐述，下面以具体实施例的形式进行说明。
实施例
参阅图1所示，为本发明实施例的一种基于脑识别表情的互动装置的方法，其中包括脑波采集模块、模拟/数字信号转换模块201、人工智能学习模块301和表情展示终端401。
参阅图2所示，本发明的脑波采集模块包括电极触点101、电极信号接收器102，将电极触点101放置在使用者的前额、耳部以及头皮上，电极触点101采用干性电极，采用感性电极的优点在于使用方便、舒适。该电极触点101一共有32路一同对脑电波信号进行测量，通过电极信号接收器102收集脑电波信号。
脑电波信号送入到模拟/数字信号转换模块201，模拟/数字信号转换模块201设置有集成芯片，该集成芯片将脑电波信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号发送到电脑端进行解析。模拟/数字信号转换模块201通过内置的集成芯片，将从脑婆采集模块收集的脑电波信号通过算法转变为数字信号。
电脑端首先通过数字信号放大过滤器202将原始的数字信号使用算法进行放大，过滤掉环境噪音以及肌肉组织运动产生的干扰信号。去除掉干扰信号的数字信号分两路分别进入人工智能学习模块301和信号处理比对模块303。干扰信号主要由生理干扰和物理干扰，比如眨眼睛、出汗、肌肉活动、静电干扰、电极接触不良都有可能导致干扰信号的产生，所以把数字信号进行放大并去除是十分有必要的，可以使得测量结果更加精准。
人工智能学习模块301通过提前了解使用者的情绪表情建立表情数字信号数据库302，建立了表情数字信号数据库302后就可以根据数据库来进行训练，得出最后的表情符号。
人工智能学习模块301通过算法计算从表情数字信号数据库302选出一个合适的表情符号后，人工智能学习模块301得出的表情符号经由信号处理比对模块303对比后，确定最接近的表情，通过网络命令传输给表情展示终端401。
表情展示终端401控制3D模型播放相应的表情动画，这样就完成了佩戴者表情和3D模型人脸表情的匹配。
结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于脑识别表情的互动装置，其特征在于，包括脑波采集模块、模拟/数字信号转换模块、人工智能学习模块和表情展示终端；
所述脑波采集模块将通过电极触点对脑电波信号进行测量；
所述数字信号分析模块用以将所述脑电波信号转换为数字信号；
所述人工智能学习模块用以分析所述数字信号并给予出相应的表情符号；
所述表情展示终端用以展示所述数字信号分析出的相应表情符号。
2.根据权利要求1所述的互动装置，其特征在于，所述脑波采集模块包括电极信号接收器，所述电极信号接收器连接有电极触点用以对脑电波信号进行测量。
3.根据权利要求1所述的互动装置，其特征在于，所述模拟/数字信号转换模块连接有数字信号放大过滤处理器，所述模拟/数字信号转换模块用以将脑电波信号转换为数字信号，所述数字信号放大过滤器用以将所述数字信号进行放大并过滤掉环境噪音以及肌肉运动产生的干扰信号。
4.根据权利要求3所述的互动装置，其特征在于，所述人工智能学习模块连接有数字信号放大过滤处理器用以将数字信号进行学习并分析。
5.根据权利要求1所述的互动装置，其特征在于，所述人工智能学习模块连接有表情数字信号数据库用以将所述人工智能学习模块给出的数字信号挑选合适的表情符号。
6.根据权利要求4-5任一项所述的互动装置，其特征在于，还包括信号处理比对模块，所述信号处理比对模块分别连接有所述表情数字信号数据库和所述数字信号放大过滤处理器用以比对所述表情数字信号数据库和所述数字信号放大过滤处理器给出的数字信号是否相匹配。
7.根据权利要求6所述的互动装置，其特征在于，所述表情展示终端连接有所述信号处理比对模块用以将表情符号展示在屏幕上。
8.根据权利要求1所述的互动装置，其特征在于，所述电极触点共有32个，分别放置在使用者的前额、耳部和头皮。
9.根据权利要求1所述的互动装置，其特征在于，所述表情展示终端展示的表情为3D人脸模型。
10.采用权利要求1-9任一项所述互动装置的互动方法，其特征在于，包括如下步骤：
收集测量脑电波信号并转换为数字信号，并将数字信号放大过滤干扰信号；
分析数字信号给出相应的表情符号，并展示所述表情符号。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024100844A1 (ja) * 2022-11-10 2024-05-16 日本電信電話株式会社 表情生成装置、表情生成方法および表情生成プログラム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103263274A (zh) * 2013-05-24 2013-08-28 桂林电子科技大学 基于fniri和erp的表情显示装置
CN105022486A (zh) * 2015-07-17 2015-11-04 西安交通大学 基于不同表情驱动的脑电信号辨识方法
KR20180009219A (ko) * 2016-07-18 2018-01-26 주식회사 비투스 뇌파를 이용한 감정표현 시스템 및 이를 이용한 로봇 전시 방법
CN110169770A (zh) * 2019-05-24 2019-08-27 西安电子科技大学 情绪脑电的细粒度可视化系统和方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103263274A (zh) * 2013-05-24 2013-08-28 桂林电子科技大学 基于fniri和erp的表情显示装置
CN105022486A (zh) * 2015-07-17 2015-11-04 西安交通大学 基于不同表情驱动的脑电信号辨识方法
KR20180009219A (ko) * 2016-07-18 2018-01-26 주식회사 비투스 뇌파를 이용한 감정표현 시스템 및 이를 이용한 로봇 전시 방법
CN110169770A (zh) * 2019-05-24 2019-08-27 西安电子科技大学 情绪脑电的细粒度可视化系统和方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024100844A1 (ja) * 2022-11-10 2024-05-16 日本電信電話株式会社 表情生成装置、表情生成方法および表情生成プログラム

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