ES2361686A1 - Device and stress detection method through physiological signs. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Device and stress detection method through physiological signs. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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ES2361686A1 ES200930993A ES200930993A ES2361686A1 ES 2361686 A1 ES2361686 A1 ES 2361686A1 ES 200930993 A ES200930993 A ES 200930993A ES 200930993 A ES200930993 A ES 200930993A ES 2361686 A1 ES2361686 A1 ES 2361686A1
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Abstract

Device and method of stress detection by physiological signals comprising an enrollment stage and an access stage. The enrollment includes: obtaining, for different mood states of the user, hr (heart rate) and gsr (galvanic skin response) signals; store the signals; execute a clustering algorithm to obtain a stress pattern associated with the user and store said stress pattern for later identification. The access stage comprises: performing identification tasks of the user; obtain the stress pattern corresponding to the previously identified user; obtain the hr and gsr signals of the current mood of the user; store the obtained access signals; execute a clustering algorithm to obtain an access stress pattern; compare the access stress pattern with the stored stress pattern for the user and decide the degree of user stress. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Dispositivo y método de detección de estrés mediante señales fisiológicas.Device and method of stress detection by physiological signals.

Campo de la invenciónField of the Invention

La presente invención pertenece al campo de la seguridad, a la seguridad pública, como en el control de accesos a edificios y servicios, a la seguridad informática, en comunicaciones y comercio electrónico y también a la seguridad relativa al sector automovilístico, aeronáutico y doméstico.The present invention belongs to the field of security, to public safety, as in access control to buildings and services, to computer security, in communications and electronic commerce and also the security related to the sector automobile, aeronautical and domestic.

Estado de la técnicaState of the art

Son conocidos numerosos trabajos relacionados con la detección de estrés basada en señales fisiológicas. Algunos presentan un estudio de detección de estrés únicamente basado en la temperatura existente en el dedo (Finger Temperatura, ST), junto con algoritmos de lógica difusa (Fuzzy Logic) y Case-Based Reasoning (CBR). Otros, presentan un sistema capaz de monitorizar el grado de estrés de una persona a través de el modo en que el individuo escribe en el teclado. Dicha técnica biométrica se conoce como Keystroke dynamics.Numerous related works are known with the detection of stress based on physiological signals. Some present a stress detection study based solely on existing temperature on the finger (Finger Temperature, ST), along with fuzzy logic algorithms (Fuzzy Logic) and Case-Based Reasoning (CBR). Others present a system capable of monitoring the degree of stress of a person to through the way the individual writes on the keyboard. Bliss Biometric technique is known as Keystroke dynamics.

La tasa cardíaca (Heart Rate Variability, HRV) ha sido también considerada como un indicador del estrés en el ser humano y ha sido ampliamente estudiada y analizada. Entre los trabajos más importantes se presenta un sistema de monitorización del estrés sobre una arquitectura gíreles distribuida en sensores inteligentes. La tasa cardiaca es registrada en diferentes ubicaciones del cuerpo del individuo mediante sensores localizados en la ropa del usuario.Heart Rate (HRV) It has also been considered as an indicator of stress in being human and has been extensively studied and analyzed. Between the most important work a monitoring system is presented of stress on a girreles architecture distributed in sensors smart. The heart rate is recorded in different individual body locations using localized sensors in the user's clothes.

Sin embargo, lo habitual no es estudiar un determinado aspecto fisiológico, sino un grupo de ellos para obtener una información mucho más completa sobre el estado anímico. Sobre esto se encuentran trabajos que estudian una gran variedad de señales y parámetros, así como la combinación de éstos.However, it is not usual to study a certain physiological aspect but a group of them to get a much more complete information about the mood. On this is work that studies a wide variety of signals and parameters, as well as the combination of these.

Siguiendo la línea de los trabajos presentados anteriormente, además de la temperatura de la piel, son conocidos trabajos donde se consideran otras señales como la resistencia galvánica de la piel (GSR, Galvanic Skin Response) y la presión sanguínea y tasa cardíaca (BVP, Blood Volume Pulse). Todas estas señales se caracterizan por ser adquiridas de forma no invasiva, no obstrusiva y porque su variación frente al estrés es predecible.Following the line of the works presented previously, in addition to the skin temperature, they are known jobs where other signs such as resistance are considered Galvanic skin (GSR, Galvanic Skin Response) and pressure blood pressure and heart rate (BVP, Blood Volume Pulse). All these signals are characterized by being acquired non-invasively, not obstrusive and because its variation against stress is predictable.

Uno de los aspectos asociados a las señales fisiológicas es también la dilatación pupilar (PD, Pupil Dilation) y el movimiento del ojo. Se encuentran artículos que no sólo consideran las señales anteriores, sino que también tienen en cuenta las señales previamente presentadas, i.e., GSR, BVP, ST, etc... Con estas señales no sólo consiguen detectar el estrés sino también la capacidad atencional del usuario (medida a través del movimiento mismo del ojo). Además, se ha sugerido la posible inferencia de la intención del individuo, un resultado muy interesante para futuras aplicaciones con ordenadores y para una mejora de la interacción hombre máquina (HCI, Human Computer Interaction).One of the aspects associated with the signals Physiological is also pupillary dilation (PD, Pupil Dilation) and eye movement There are articles that not only consider the above signals, but also take into account previously presented signals, i.e., GSR, BVP, ST, etc ... With These signals not only manage to detect stress but also the user attention capacity (measured through movement same eye). In addition, the possible inference of the intention of the individual, a very interesting result for future applications with computers and for improved interaction machine man (HCI, Human Computer Interaction).

Cabe destacar, un estudio realizado de todas las señales fisiológicas anteriores junto con otras señales muy relacionadas con el estrés, pero ciertamente invasivas y difíciles de adquirir, como es el caso de la Tomografía por emisión de positrones (PET, Positron Emission Tomography), Resonancia Magnética Funcional (FMRI, Functional Magnetic Resonance Imaging), Electroencefalografía (EEG, Electroencephalography), así como otras señales menos invasivas como son los electromiogramas (EMG) o la tasa de respiración. En este caso, la lógica difusa es usada para dilucidar sobre el grado de estrés de un usuario y a parte presenta un enfoque muy orientado a la mejora de la interacción hombre máquina.Notably, a study of all the previous physiological signals along with other very related to stress, but certainly invasive and difficult to acquire, as is the case of the Tomography by emission of positrons (PET, Positron Emission Tomography), Magnetic Resonance Functional (FMRI, Functional Magnetic Resonance Imaging), Electroencephalography (EEG, Electroencephalography), as well as others less invasive signals such as electromyograms (EMG) or the breathing rate In this case, fuzzy logic is used to elucidate the degree of stress of a user and also presents a very oriented approach to the improvement of man interaction machine.

En la patente KR705984-B1 se utilizan las señales fisiológicas anteriores para mejorar la concentración y las capacidades meditativas de un determinado usuario mediante el control del estado de estrés del mismo.In KR705984-B1 patent use the previous physiological signals to improve the concentration and the meditative abilities of a given user by controlling the stress state of it.

Debido al creciente interés por la seguridad, era deseable un método y un dispositivo de detección de estrés como el que se describe en la presente invención, basado en la utilización de diferentes técnicas biométricas sobre señales fisiológicas con el fin de proteger sistemas de acceso y proporcionar seguridad al usuario. De hecho, ningún sistema de identificación es capaz de detectar si la persona que presenta su característica biométrica (iris, huella, cara...) es forzada a hacerlo, es decir, si el usuario registrado en el sistema está siendo usado como llave por un individuo ilícito. Mediante el método y el dispositivo propuesto de detección de estrés, se puede detectar esta situación, ya que se dotaría al sistema de acceso de la capacidad de extraer información del usuario que accede para decidir si dicho individuo se encuentra bajo una situación altamente estresante.Due to the growing interest in security, a method and a stress detection device was desirable as that described in the present invention, based on the use of different biometric techniques on signals physiological in order to protect access systems and Provide user security. In fact, no system of identification is able to detect if the person presenting your Biometric feature (iris, fingerprint, face ...) is forced to do it, that is, if the user registered in the system is being used as a key by an illicit individual. By the method and the proposed stress detection device, can be detected this situation, since the access system of the ability to extract information from the user who accesses to decide if said individual is under a highly highly stressful

Descripción de la invenciónDescription of the invention

La presente invención propone un método y un dispositivo de detección de estrés no invasivo e integrable en cualquier sistema de acceso con identificación biométrica.The present invention proposes a method and a non-invasive stress detection device that can be integrated into Any access system with biometric identification.

En los estudios de detección de estrés, mencionados en el estado de la técnica, basados únicamente en la temperatura existente en el dedo (Finger Temperatura, ST), se propone un sistema de decisión basado en lógica difusa para decidir el estado de una persona. Sin embargo, el algoritmo utilizado en el método propuesto, no sólo utiliza lógica difusa para su sistema de decisión sino que además es capaz de ofrecer un rango (entre 0 y 100), en definitiva, un porcentaje de cómo se encuentra de estresada la persona (0 nada, 100 mucho). Con lo cual, se amplían las funciones realizadas según los estudios conocidos.In stress detection studies, mentioned in the prior art, based solely on the existing temperature on the finger (Finger Temperature, ST), it proposes a decision system based on fuzzy logic to decide The status of a person. However, the algorithm used in the proposed method, not only uses fuzzy logic for your system decision but it is also able to offer a range (between 0 and 100), in short, a percentage of how stressed you are the person (0 nothing, 100 a lot). With which, the functions performed according to known studies.

Varios de los estudios, también mencionados en el estado de la técnica, se basan en detectar estrés mediante varias señales (BVP, GSR, PD, etc...) validando la muestra con diferentes poblaciones y utilizando un mismo test de Stroop para inducir el estrés. Sin embargo, la técnica desarrollada por el método propuesto, precisa únicamente de dos señales (GSR y Tasa Cardíaca) para realizar la detección de estrés, a diferencia del compendio de señales que se necesitan en los mencionados estudios. Esto permite una captura menos invasiva, y la colocación de menos sensores alrededor del cuerpo del individuo, facilitando la integración de los sensores en un futuro dispositivo. Además, la población utilizada es mucho más amplia (80 individuos frente a 32 ó 6 individuos), así como las pruebas para inducir estrés son más completas, vistas tanto desde el punto de vista cognitivo como desde el punto de vista fisiológico. Por último, el concepto de patrón de estrés, original del sistema que se presenta, no es nombrado en ninguno de estos estudios.Several of the studies, also mentioned in the state of the art, are based on detecting stress through several signals (BVP, GSR, PD, etc ...) validating the sample with different populations and using the same Stroop test to induce the stress. However, the technique developed by the method proposed, requires only two signals (GSR and Heart Rate) to perform stress detection, unlike the compendium of signals that are needed in the mentioned studies. This allows a less invasive capture, and the placement of fewer sensors around the individual's body, facilitating the integration of the sensors in a future device. In addition, the population used is much wider (80 individuals versus 32 or 6 individuals), as well as tests to induce stress are more complete, seen from the cognitive point of view as well as from The physiological point of view. Finally, the concept of pattern of stress, original of the system presented, is not named in None of these studies.

Otros trabajos realizados presentan un estudio muy profundo del estrés, sin embargo, analizan tantas señales que violan la condición de no-invasibilidad, deforma que cualquier sistema es menos invasivo que el usado en dichos trabajos. De ahí, que en el sistema propuesto, no sólo la simplicidad de las señales capturadas, sino la algorítmica utilizada para analizar las señales supera en sencillez y eficacia a los trabajos conocidos. Además, el patrón de estrés propuesto en el presente sistema resulta novedoso respecto a los estudios anteriores.Other works carried out present a study very deep stress, however, they analyze so many signs that violate the condition of non-invasiveness, deforms that any system is less invasive than the one used in such works. Hence, in the proposed system, not only the simplicity of the captured signals, but the algorithmic used to analyze the Signs outperform known works in simplicity and efficiency. In addition, the stress pattern proposed in the present system results Novel compared to previous studies.

Además de lo mencionado, existe una diferencia fundamental entre el estado de la técnica y el dispositivo y método propuestos. Tanto el dispositivo como el método propuestos son completos y no simplemente algoritmos, cuyo objetivo es minimizar el tamaño, el consumo y el coste, además de permitir la utilización de esta tecnología en aplicaciones, tanto centralizadas, como distribuidas.In addition to the above, there is a difference fundamental between the state of the art and the device and method proposed. Both the proposed device and method are complete and not simply algorithms, whose objective is to minimize the size, consumption and cost, in addition to allowing the use of this technology in applications, both centralized, and Distributed

Cabe destacar tres características del dispositivo y método propuesto no apreciadas en trabajos previos:Three features of the proposed device and method not appreciated in works previous:

\sqbullet\ sqbullet
Patrón de Estrés: En los trabajos previos consultados no se habla de un patrón de estrés, información que pueda reflejar el comportamiento de un determinado individuo ante situaciones anómalas o estresantes. Stress Pattern : In the previous works consulted, there is no talk of a pattern of stress, information that may reflect the behavior of a particular individual when faced with anomalous or stressful situations.

\sqbullet\ sqbullet
Algoritmia: La salida ofrecida por los algoritmos de detección y decisión aportan un porcentaje expresando cómo de estresado se encuentra un determinado usuario (0 nada, 100 mucho), a diferencia de otros trabajos donde únicamente se puede hablar de si existe o no estrés, pero no en qué medida. Algorithmia : The output offered by the detection and decision algorithms provide a percentage expressing how stressed a certain user is (0 nothing, 100 a lot), unlike other jobs where you can only talk about whether or not there is stress, but Not to what extent.

\sqbullet\ sqbullet
Validación de los experimentos realizados: Debido a su completitud, los experimentos realizados para detectar el estrés han sido validados en una base de datos más amplia con diferencia de las usadas en la mayoría de literaturas (80 individuos). Además las pruebas estresantes, ofrecen un mayor grado de seguridad a la hora de inducir únicamente estrés y no otras sensaciones espúreas como ansiedad o miedo, que pueden ser consideradas como ruido cuando quiere detectarse únicamente estrés. Validation of the experiments performed : Due to their completeness, the experiments performed to detect stress have been validated in a larger database, unlike those used in most literatures (80 individuals). In addition to stressful tests, they offer a greater degree of safety when it comes to inducing only stress and not other spurious sensations such as anxiety or fear, which can be considered as noise when you want to detect only stress.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

Por lo tanto, y acorde con lo presentado en el estado de la técnica, existen algunos dispositivos y sistemas capaces de detectar el estrés, sin embargo, ninguno de ellos ofrece el manejo de la información provista por dicho estrés. En otras palabras, la literatura se estanca en la mera detección de estrés, sin llevar a cabo ningún tipo de decisión una vez el sistema ha sido capaz de detectarlo.Therefore, and according to what is presented in the state of the art, there are some devices and systems able to detect stress, however, none of them offers the management of the information provided by said stress. In others words, literature stagnates in mere stress detection, without carrying out any decision once the system has been able to detect it.

Además, el patrón de estrés resulta novedoso ya que únicamente se habla de detección de estrés en el sentido de indicar si existe o no estrés, sin embargo, este sistema es capaz de aportar un grado de estrés, indicando con un porcentaje la tasa de estrés.In addition, the stress pattern is novel since that only talk about stress detection in the sense of indicate whether or not there is stress, however, this system is capable of provide a degree of stress, indicating with a percentage the rate of stress.

El sistema propuesto es capaz no sólo de detectar el estrés, sino de tomar decisiones en base a dicho estrés, realizando ciertas acciones en función de la situación anímica del individuo.The proposed system is capable not only of detect stress, but make decisions based on that stress, performing certain actions depending on the mood of the individual.

Además, los sistemas de detección de estrés implementados con anterioridad en el estado del arte, estudian y exploran multitud de propiedades para alcanzar dicho fin, sin embargo en este método, únicamente dos señales, la tasa cardíaca, HR (Heart Rate), y conductancia de la piel, SC (Skin Conductance) o GSR (Galvanic Skin Resistance), serán las que ofrezcan la información suficiente para saber si el usuario está estresado. Eso implica, que a diferencia de los trabajos presentados con anterioridad, el dispositivo encargado de la detección de estrés, es fácilmente integrable y puede realizar su función de forma no invasiva, rápida y eficiente.In addition, stress detection systems previously implemented in the state of the art, they study and explore many properties to achieve this end, without However, in this method, only two signals, the heart rate, HR (Heart Rate), and skin conductance, SC (Skin Conductance) or GSR (Galvanic Skin Resistance), will be the ones that offer the information enough to know if the user is stressed. That implies, that unlike the works presented previously, the device responsible for stress detection, it is easily integrable and can perform its function non-invasively, quickly and efficient.

El método de detección de estrés mediante señales fisiológicas, comprende:The method of stress detection by physiological signals, includes:

\bullet?
una etapa de enrolamiento que a su vez comprende:a enrollment stage that to in turn includes:

a)to)
obtener, para distintos estados anímicos del usuario y a partir de unos medios sensores, unas señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response);get, for different states mood of the user and from some sensor means, some HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic Skin) signals Response);

b)b)
almacenar las señales obtenidas;store the signals obtained;

       \global\parskip0.950000\baselineskip\ global \ parskip0.950000 \ baselineskip
    

c)C)
ejecutar un algoritmo de clustering que asigna un cluster para cada estado anímico del usuario y que obtiene, para cada cluster, a partir de las señales comprendidas en el cluster, un centroide, la desviación típica de la señales de HR y la desviación típica de la señales de GSR formando un patrón de estrés asociado al usuario;run a clustering algorithm that allocates a cluster for each mood of the user and that obtains, for each cluster, from the signals included in the cluster, a centroid, the standard deviation of the HR signals and the standard deviation of the GSR signals forming a pattern of stress associated with the user;

d)d)
almacenar el patrón de estrés en unos medios de almacenamiento para la identificación del usuario;store the stress pattern in ones storage media for identification of Username;

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

\bullet?
una etapa de acceso que a su vez comprende:an access stage that in turn understands:

e)and)
realizar tareas de identificación del usuario;perform identification tasks of Username;

f)F)
obtener, a partir de la identificación realizada por el usuario, el patrón de estrés almacenado en los medios de almacenamiento correspondientes al usuario previamente identificado;obtain, from the identification made by the user, the stress pattern stored in the storage media corresponding to the user previously identified;

g)g)
obtener, a partir de los medios sensores, unas señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response) correspondientes al estado anímico actual del usuario que pretende acceder al sistema;obtain, from the media sensors, HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic Skin) signals Response) corresponding to the current mood of the user who intends to access the system;

h)h)
almacenar las señales de acceso obtenidas en g);store access signals obtained in g);

i)i)
ejecutar un algoritmo de clustering que asigna un cluster para cada estado anímico del usuario y que obtiene, para cada cluster, a partir de las señales comprendidas en el cluster, un centroide, la desviación típica de la señales de HR y la desviación típica de la señales de GSR formando un patrón de estrés de acceso asociado al usuario identificado;run a clustering algorithm that allocates a cluster for each mood of the user and that obtains, for each cluster, from the signals included in the cluster, a centroid, the standard deviation of the HR signals and the standard deviation of the GSR signals forming a pattern of access stress associated with the identified user;

j)j)
comparar el patrón de estrés de acceso con el patrón de estrés almacenado para el usuario;compare access stress pattern with the stress pattern stored for the user;

k)k)
determinar el grado de estrés del usuario, comprendiendo:determine the degree of stress of user, comprising:

1)one)
calcular, para cada señal x obtenida en g) y para cada estado anímico del usuario, la siguiente función: 1 calculate, for each signal x obtained in g) and for each mood of the user, the following function: one

2)2)
determinar el grado de estrés del usuario como el estado anímico del usuario que cumple la siguiente función: 2 siendo N el número de estados anímicos del usuario.determine the degree of stress of the user as the mood of the user who fulfills the following function: 2 where N is the number of moods of the user.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

En una realización preferente, la etapa de acceso comprende la actualización del patrón de estrés almacenado para el usuario en los medios de almacenamiento si el patrón de acceso obtenido para el usuario identificado no pertenece a ningún patrón de estrés previamente almacenado.In a preferred embodiment, the step of access includes updating the stored stress pattern for the user in the storage media if the pattern of Access obtained for the identified user does not belong to any previously stored stress pattern.

De la misma forma, en una realización preferente, el algoritmo de clustering utilizado es el k-means.In the same way, in one embodiment Preferably, the clustering algorithm used is the k-means.

Preferentemente, la comparación del patrón de estrés obtenido con el patrón de estrés almacenado se realiza mediante lógica difusa. Realizándose de esta forma, la comparación de patrones comprende la comparación de los centroides del patrón de acceso y de los centroides almacenado en los medios de almacenamiento.Preferably, the comparison of the pattern of stress obtained with the stored stress pattern is performed by fuzzy logic. Performing in this way, the comparison of patterns comprises comparing the centroids of the pattern of access and centroids stored in the means of storage.

El dispositivo de detección de estrés mediante señales fisiológicas, comprende:The stress detection device by physiological signals, includes:

\bullet?
unos medios sensores configurados para obtener señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response);sensor means configured to obtain HR (Heart Rate) and GSR signals (Galvanic Skin Response);

\bullet?
unos medios de procesamiento configurados para la realización de una etapa de enrolamiento y una etapa de acceso donde:a means of processing configured for the realization of a enrollment stage and a access stage where:

\hskip1cm
\circ la etapa de enrolamiento comprende:
 \ hskip1cm 
circ the enrollment stage comprises:

l)l)
obtener, para distintos estados anímicos del usuario y a partir de los medios sensores, las señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response);get, for different states moods of the user and from the sensing means, the signals HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic Skin Response);

m)m)
almacenar las señales obtenidas;store the signals obtained;

n)n)
ejecutar un algoritmo de clustering que asigna un cluster para cada estado anímico del usuario y que obtiene, para cada cluster, a partir de las señales comprendidas en el cluster, un centroide, la desviación típica de la señales de HR y la desviación típica de la señales de GSR formando un patrón de estrés asociado al usuario;run a clustering algorithm that allocates a cluster for each mood of the user and that obtains, for each cluster, from the signals included in the cluster, a centroid, the standard deviation of the HR signals and the standard deviation of the GSR signals forming a pattern of stress associated with the user;

       \global\parskip1.000000\baselineskip\ global \ parskip1.000000 \ baselineskip
    

o)or)
almacenar el patrón de estrés en unos medios de almacenamiento para la identificación del usuario;store the stress pattern in ones storage media for identification of Username;

\hskip1cm
\circ una etapa de acceso que a su vez comprende:
 \ hskip1cm 
\ circ an access stage which in turn comprises:

p)p)
realizar tareas de identificación del usuario;perform identification tasks of Username;

q)q)
obtener, a partir de la identificación realizada por el usuario, el patrón de estrés almacenado en los medios de almacenamiento correspondientes al usuario previamente identificado;obtain, from the identification made by the user, the stress pattern stored in the storage media corresponding to the user previously identified;

r)r)
obtener, a partir de los medios sensores, unas señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response) correspondientes al estado anímico actual del usuario que pretende acceder al sistema;obtain, from the media sensors, HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic Skin) signals Response) corresponding to the current mood of the user who intends to access the system;

s)s)
almacenar las señales de acceso obtenidas en r);store access signals obtained in r);

t)t)
ejecutar un algoritmo de clustering que asigna un cluster para cada estado anímico del usuario y que obtiene, para cada cluster, a partir de las señales comprendidas en el cluster, un centroide, la desviación típica de la señales de HR y la desviación típica de la señales de GSR formando un patrón de estrés de acceso asociado al usuario identificado;run a clustering algorithm that allocates a cluster for each mood of the user and that obtains, for each cluster, from the signals included in the cluster, a centroid, the standard deviation of the HR signals and the standard deviation of the GSR signals forming a pattern of access stress associated with the identified user;

u)or)
comparar el patrón de estrés de acceso con el patrón de estrés almacenado para el usuario;compare access stress pattern with the stress pattern stored for the user;

v)v)
determinar el grado de estrés del usuario, comprendiendo:determine the degree of stress of user, comprising:

1)one)
calcular, para cada señal x obtenida en g) y para cada estado anímico del usuario, la siguiente función: 3 calculate, for each signal x obtained in g) and for each mood of the user, the following function: 3

2)2)
determinar el grado de estrés del usuario como el estado anímico del usuario que cumple la siguiente función: 4 siendo N el número de estados anímicos del usuario.determine the degree of stress of the user as the mood of the user who fulfills the following function: 4 where N is the number of moods of the user.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

En una realización preferente, los medios de procesamiento están configurados para actualizar el patrón de estrés almacenado para el usuario en los medios de almacenamiento si el patrón de acceso obtenido para el usuario identificado no pertenece a ningún patrón de estrés previamente almacenado.In a preferred embodiment, the means of processing are configured to update the stress pattern stored for the user on the storage media if the access pattern obtained for the identified user does not belong to any previously stored stress pattern.

De la misma forma, en una realización preferente, los medios de procesamiento están configurados para ejecutar el algoritmo k-means como algoritmo de clustering.In the same way, in one embodiment preferably, the processing means are configured to run the k-means algorithm as an algorithm of clustering

Preferentemente, los medios de procesamiento están configurados para comparar el patrón de estrés obtenido con el patrón de estrés almacenado mediante lógica difusa. Así, los medios de procesamiento están configurados para comparar patrones mediante la comparación de los centroides del patrón de acceso y de los centroides almacenado en los medios de almacenamiento.Preferably, the processing means are configured to compare the stress pattern obtained with the Stress pattern stored by diffuse logic. So, the media processing are configured to compare patterns using the comparison of the centroids of the access pattern and the centroids stored in storage media.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras.Then, to facilitate the understanding of the invention, by way of illustration but not limitation, will be described an embodiment of the invention that refers to a series of figures.

La figura 1 representa el espacio formado por los espacios H(R) y G(R), procedentes de la captura de las señales HR y GSR.Figure 1 represents the space formed by the spaces H (R) and G (R) , from the capture of the HR and GSR signals.

La figura 2 representa el resultado del algoritmo k-means con un centroide asociado a cada una de las distribuciones obtenidas en la Figura 1.Figure 2 represents the result of the k- means algorithm with a centroid associated with each of the distributions obtained in Figure 1.

La figura 3 muestra una visión en tres dimensiones del patrón de estrés.Figure 3 shows a vision in three dimensions of the stress pattern.

La figura 4 representa una visión global del sistema de decisión de difuso donde se aprecian las distribuciones en los diferentes espacios H(R) y G(R). La línea vertical indica un valor medio de estrés.Figure 4 represents an overview of the diffusion decision system where the distributions in the different spaces H (R) and G (R) are appreciated. The vertical line indicates an average stress value.

La figura 5 muestra el esquema de enrolamiento de un usuario, se crea su patrón de estrés y se almacena para un acceso posterior.Figure 5 shows the enrollment scheme of a user, their stress pattern is created and stored for a back access

La figura 6 muestra el esquema de acceso al sistema de un usuario registrado, se capturan sus señales fisiológicas, se contrastan con el patrón almacenado en la base de datos y, si la información coincide con algunos de los estados almacenados para el usuario, se determina su grado de estrés, sino, se actualiza su patrón.Figure 6 shows the access scheme to system of a registered user, their signals are captured physiological, they are contrasted with the pattern stored in the base of data and, if the information matches some of the states stored for the user, their degree of stress is determined, but, Your pattern is updated.

Descripción detallada de un modo de realizaciónDetailed description of one embodiment

El objeto de la invención es presentar un dispositivo y un método de detección de estrés mediante señales biológicas para detectar la cantidad de estrés encontrada en un usuario en la etapa de enrolamiento o de acceso ante un sistema con requerimiento de autenticación.The object of the invention is to present a device and a method of stress detection by signals biological to detect the amount of stress found in a user in the enrollment or access stage before a system with authentication requirement

La figura 1 representa el espacio formado por los espacios H(R) y G(R). De esta forma, cuando se intente representar la captura de las señales de HR y GSR, se obtendrá una nube de puntos, a partir de la cual podrían obtenerse posteriormente los parámetros (\zeta, \sigma_{h}, \sigma_{g}) capturados, donde \zeta se corresponde con el centroide de la nube de puntos, \sigma_{h} con la desviación típica de las señales de H(R) y \sigma_{g} con la desviación típica de las señales de G(R). En la figura se observan los diferentes estados anímicos con diferentes símbolos: diamante (estado base), círculo y cuadrado (estado alterado) y asterisco (estado post-estrés).Figure 1 represents the space formed by the spaces H (R) and G (R) . In this way, when trying to represent the capture of the HR and GSR signals, a cloud of points will be obtained, from which the parameters could be obtained later (\ zeta, \ sigma_ {h}, \ sigma_ {g} ) captured, where \ zeta corresponds to the centroid of the point cloud, \ sigma_ {h} with the standard deviation of the signals of H (R) and \ sigma_ {g} with the standard deviation of the signals of G ( R) . The figure shows the different moods with different symbols: diamond (base state), circle and square (altered state) and asterisk (post-stress state).

La figura 2 representa el resultado del algoritmo k-means, donde para cada una de las distribuciones obtenidas en la Figura 1 existe un centroide asociado. Los símbolos siguen siendo los mismos que en la Figura 1, es decir: diamante (estado base), círculo y cuadrado (estado alterado) y asteriscos (estado post-estrés).Figure 2 represents the result of the k- means algorithm, where for each of the distributions obtained in Figure 1 there is an associated centroid. The symbols remain the same as in Figure 1, that is: diamond (base state), circle and square (altered state) and asterisks (post-stress state).

La figura 3 muestra una visión en tres dimensiones del patrón de estrés, donde pueden apreciarse los diferentes centroides \zeta_{i}, y las diferentes distribuciones en función de las desviaciones \sigma_{h_{i}} y \sigma_{g_{i}}, para i = 1, 2,..., k con k igual al número de estados anímicos distintos. Pueden apreciarse con claridad tres estados: relajado (base), alterado y post-estrés.Figure 3 shows a three-dimensional view of the stress pattern, where the different centroids \ zeta_ {i} can be seen, and the different distributions according to the deviations \ sigma_ {h_ {i}} and \ sigma_ {g_ {i }}, for i = 1, 2, ..., k with k equal to the number of different moods. Three states can be clearly seen: relaxed (base), altered and post-stress.

La figura 4 representa una visión global del sistema de decisión difuso donde se aprecian, en la primera y segunda columna, las distribuciones en los diferentes espacios H(R) y G(R), donde, dependiendo del valor de entrada, se obtiene un grado de estrés, mostrado en la última columna, en función de la salida de estrés difusa \varepsilon.Figure 4 represents a global vision of the diffuse decision system where the distributions in the different spaces H (R) and G (R) can be seen in the first and second column, where, depending on the input value, a degree of stress, shown in the last column, depending on the output of diffuse stress ε.

La primera fila se corresponde con el estado base, la segunda y tercera con el estado alterado y la cuarta con el estado post-estrés.The first row corresponds to the state base, the second and third with the altered state and the fourth with the post-stress state

La figura muestra, en su primera columna, distribuciones gaussianas para distintos estados anímicos. Estas distribuciones tienen una media igual a los diferentes centroides \zeta_{i}, y dispersión \sigma_{h_{i}} (para la primera columna de subfiguras) y \sigma_{g} (para la segunda columna de subfiguras), para i=1, 2, ..., k con k igual al número de estados anímicos distintos. Por lo tanto, la primera columna de subfiguras representa las distribuciones para las señales HR en los diferentes estados anímicos, y la segunda columna de subfiguras representa las distribuciones para las señales GSR, también en los diferentes estados anímicos. La quinta fila, en ambas columnas HR y GR, representa el caso en que para cualquier tasa cardiaca (HR), con una GSR elevada, el resultado del estrés será igualmente elevado.The figure shows, in its first column, Gaussian distributions for different moods. These distributions have a mean equal to the different centroids \ zeta_ {i}, and dispersion \ sigma_ {h_ {i}} (for the first column of subfigures) and \ sigma_ {g} (for the second column of subfigures), for i = 1, 2, ..., k with k equal to the number of different mood states. Therefore, the first column of subfigures represents the distributions for the HR signals in the different mood states, and the second column of subfigures represents the distributions for the GSR signals, also in the different mood states. The fifth row, in both HR and GR columns, represents the case in which for any heart rate (HR), with a high GSR, the result of stress will be equally high.

En la última columna de la figura, se representan las distribuciones de estrés, para cada uno de los cinco casos analizados así como el resultado del estrés total. Se opta por una representación triangular por su sencillez, representando valores bajos para situaciones anímicas con bajo estrés, y valores altos para situaciones con alto estrés. En la cuarta fila, la correspondiente a la situación de post-estrés, se hace corresponder una salida de estrés con valores más altos que los valores obtenidos bajo situaciones de estrés, debido a que en una situación de post-estrés, el usuario sigue estresado a pesar de que el agente estresante ha desaparecido. Además, la segunda y la tercera fila poseen dos salidas diferentes de estrés, simplemente por el mero hecho de que posteriormente en la salida final (última subfigura de la tercera columna) las situaciones estresantes tengan mayor peso a la solución final que las no estresantes.In the last column of the figure, it represent the distributions of stress, for each of the five cases analyzed as well as the result of total stress. You choose a triangular representation for its simplicity, representing low values for low stress mood situations, and values High for situations with high stress. In the fourth row, the corresponding to the post-stress situation, it corresponds to a stress outflow with higher values than values obtained under stress situations, because in a post-stress situation, the user is still stressed even though the stressful agent has disappeared. Besides, the second and third row have two different stress outputs, simply because of the fact that later on at the start final (last subfigure of the third column) the situations stressors have more weight to the final solution than the non stressful

Las salidas parciales de estrés (las cinco primeras subfiguras de la última columna de la figura 4) se obtienen simplemente mediante el mínimo de los valores alcanzados anteriormente, en cada una de las filas. Esos valores se corresponden con las líneas rojas verticales, y son los valores leídos por un sensor conectado al sistema donde las distribuciones se contrastan con el patrón de iris.Partial exits of stress (the five first subfigures of the last column of figure 4) are obtained simply by the minimum of the values reached previously, in each of the rows. Those values are correspond to the vertical red lines, and are the values read by a sensor connected to the system where the distributions They contrast with the iris pattern.

Con esto se obtienen las contribuciones de cada uno de los estados a las salidas parciales de estrés correspondiente, y se suman obteniéndose finalmente el centroide de la figura final, indicando el valor de estrés obtenido.With this you get the contributions of each one of the states to the partial exits of stress corresponding, and they are added finally obtaining the centroid of the final figure, indicating the value of stress obtained.

La línea vertical indica el valor indicado por \varepsilon, que en este caso indica un valor medio de estrés.The vertical line indicates the value indicated by ε, which in this case indicates an average stress value.

La figura 5 muestra el esquema de enrolamiento de un usuario, cuando se crea su patrón de estrés, \wp, siendo éste almacenado para un acceso posterior.Figure 5 shows the enrollment scheme of a user, when their stress pattern is created, \ wp, being this one stored for later access.

La figura 6 muestra una visión global del esquema de acceso al sistema, en el que el usuario ya registrado presenta de nuevo sus señales fisiológicas, que serán contrastadas con el patrón \wp almacenado en la base de datos.Figure 6 shows an overview of the system access scheme, in which the user already registered presents again its physiological signals, which will be contrasted with the pattern \ wp stored in the database.

El método desarrollado para la detección de estrés, precisa de las siguientes etapas:The method developed for the detection of Stress, requires the following stages:

1. Captura de las señales fisiológicas1. Capture of physiological signals

Para realizar la captura de las señales fisiológicas, HR (Heart Rate) y GSR (Galvanic Skin Resistance), se utiliza cualquier dispositivo comercial capaz de capturar y procesar las señales anteriores. El entorno donde se lleva a cabo la captura de las muestras no requiere ninguna especificación concreta, ya que aspectos como la iluminación, humedad y temperatura, no afectan al proceso, siempre y cuando estén dentro de los márgenes indicados por los dispositivos que realizan la toma de muestras.To perform the signal capture physiological, HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic Skin Resistance), are use any commercial device capable of capturing and processing The above signals. The environment where the capture takes place of the samples does not require any specific specification, since aspects such as lighting, humidity and temperature do not affect the process, as long as they are within the margins indicated by the devices that perform the sampling.

La etapa de captura se realiza en las fases de:The capture stage is performed in the phases from:

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Entrenamiento del sistema: Para distinguir entre situación normal (denominado a partir de ahora como estado base) y situación de estrés (estado alterado), el sistema ha de saber cómo se comporta un determinado usuario (cómo son sus patrones de estrés) ante ambas situaciones. Para ello, se realizarán diferentes pruebas con cierta carga cognitiva (operaciones matemáticas sencillas, distinción entre sonidos con diferente altura, etc...), tomando medidas en ambos momentos: antes y después de las pruebas. System training : To distinguish between a normal situation (referred to as the base state from now on) and a stress situation (altered state), the system must know how a certain user (such as their stress patterns) behaves in both situations . For this, different tests will be carried out with a certain cognitive load (simple mathematical operations, distinction between sounds with different height, etc ...), taking measurements at both times: before and after the tests.

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Acceso al sistema: Una vez que el sistema ha sido capaz de almacenar cómo se comporta el usuario ante ambas situaciones (almacenamiento que se consigue mediante el registro de las señales HR y GSR), comienza la identificación del grado de estrés que posee el individuo. Access to the system : Once the system has been able to store how the user behaves in both situations (storage that is achieved by recording the HR and GSR signals), the identification of the degree of stress that the individual possesses begins.

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2. Entrenamiento del sistema y extracción del patrón de estrés2. System training and pattern extraction stress

Para entrenar al sistema, es necesario primeramente hacer que el sistema asocie el comportamiento que va a ser registrado, es decir, las señales HR y GSR en ambos estados, a un determinado usuario, pues cada persona posee un patrón de estrés diferente, y por lo tanto la identificación del usuario se hace imprescindible.To train the system, it is necessary first of all make the system associate the behavior that is going to be registered, that is, the HR and GSR signals in both states, to a certain user, because each person has a stress pattern different, and therefore user identification is done essential.

Cuando un usuario se presenta por primera vez ante el sistema, procederá a colocarse en los dedos de la mano los dispositivos pertinentes para obtener las señales HR y GSR. Durante el enrolamiento, se realizarán tareas con una cierta carga cognitiva. Concretamente el test de Stroop junto con meras operaciones matemáticas puede inducir un estado de estrés suficientemente diferenciado del estado base. Las señales HR y GSR quedan registradas en todo momento, siendo almacenadas tal y como se procesan por los dispositivos comerciales, esto es, como una señal unidimensional de longitud dependiente del tiempo que dure el proceso de enrolamiento.When a user shows up for the first time before the system, proceed to place on the fingers of the hand the relevant devices to obtain the HR and GSR signals. During enrollment, tasks with a certain load will be performed cognitive Specifically the Stroop test along with mere mathematical operations can induce a state of stress sufficiently differentiated from the base state. HR and GSR signals they are registered at all times, being stored as they are processed by commercial devices, that is, as a signal one-dimensional length dependent on the time the enrollment process

Una vez que dichas señales han quedado registradas, se procede a la extracción del patrón de estrés, que servirá posteriormente para dilucidar si este mismo usuario presenta un estado anómalo.Once these signals have been left registered, the stress pattern is extracted, which It will be used later to determine if this same user presents An anomalous state.

En general, h \in H(R) y g \in G(R) representan respectivamente las señales HR y GSR, que pueden tomar valores reales, R, y cuyo rango de valores vendrá determinado por los dispositivos usados. Se define el espacio cartesiano
H(R) \times G(R), que dispone en el plano la información proporcionada por las señales anteriores, y que permitirá de una forma más sencilla agrupar la información proporcionada por ambas variables.
In general, h \ in H (R) and g \ in G (R) respectively represent the HR and GSR signals, which can take real values, R , and whose range of values will be determined by the devices used. Cartesian space is defined
H (R) \ times G (R) , which has the information provided by the above signals in the plane, and which will allow for a simpler way to group the information provided by both variables.

Sobre dicho espacio, se realizan técnicas de clustering supervisadas, mediante el algoritmo k-means.On said space, supervised clustering techniques are performed, using the k- means algorithm.

Dicho algoritmo se encarga de analizar los datos obtenidos y asociados a cada uno de los estados y obtener un centroide. Dicho centroide, representado por \zeta se asocia a cada uno de los estados, con lo cual para cada uno de los estados existe un \zeta diferente.This algorithm is responsible for analyzing the data obtained and associated with each of the states and get a centroid Said centroid, represented by \ zeta is associated with each of the states, which for each of the states There is a different \ zeta.

Además de esto, el algoritmo proporciona una desviación típica para cada uno de los estados, con lo cual para cada \zeta existe además dos desviaciones asociadas a cada una de los espacios H(R) y G(R). Dichos valores se representan mediante \sigma_{h} y \sigma_{g}, que son las desviaciones típicas asociadas a H(R) y G(R) respectivamente. Tras ejecutar el algoritmo k-means, se obtiene finalmente el patrón de estrés de la persona que se ha enrolado en el sistema, que es simplemente las ternas (\zeta_{i}, \sigma_{h_{i}}, \sigma_{g_{i}}), \foralli \in N, donde podrán existir tantos estados como se desee, aunque lo mínimo es que existan dos: uno estado relajado (estado base) y un estado estresado (estado alterado).In addition to this, the algorithm provides a standard deviation for each of the states, whereby there are also two deviations associated with each of the spaces H (R) and G (R) . These values are represented by \ sigma_ {h} and \ sigma_ {g}, which are the typical deviations associated with H (R) and G (R) respectively. After executing the k- means algorithm, the stress pattern of the person who has enrolled in the system is finally obtained, which is simply the terns (\ zeta_ {i}, \ sigma_ {h_ {i}}, \ sigma_ { g_ {i}}), \ forall i \ in N , where there may be as many states as desired, although the minimum is that there are two: one relaxed state (base state) and one stressed state (altered state).

Finalmente, dicho patrón, denominado \wp, deberá de ser actualizado a medida que el usuario accede al sistema, para que éste se vaya adaptando a la situación anímica del usuario y sea capaz de detectar con mayor precisión los picos de estrés, aparte de detectar el alto nivel de estrés.Finally, said pattern, called \ wp, must be updated as the user accesses the system, so that it adapts to the mood of the user and be able to detect stress peaks more accurately, apart from detecting the high level of stress.

El hecho de ofrecer un patrón de estrés, algo con lo que contrastar, es algo completamente innovador si se compara con lo implementado en la literatura.The fact of offering a pattern of stress, something with which to contrast, it is something completely innovative when compared with what is implemented in the literature.

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3. Acceso al sistema3. Access to the system

Finalmente, y en base al patrón \wp, el usuario accede al sistema y presenta de nuevo los rasgos biométricos HR y GSR. Dichos rasgos efectúan el mismo proceso anterior, es decir, son registrados y tratados mediante un algoritmo de k-means para obtener la terna (\zeta, \sigma_{h}, \sigma_{g}). Dicha terna es contrastada con el patrón \wp mediante operadores difusos, de tal forma, que se obtiene una salida, también difusa, denominada \varepsilon y que ofrece un valor en el intervalo [0,1], indicando el grado de estrés de la persona. Dicha función \varepsilon, compara los centroides obtenidos por \wp con el centroide de entrada recientemente adquirido, y en base a las distribuciones a las reglas difusas definidas ofrece como salida a qué estado se corresponde con mayor grado y en qué medida se parece a dicho estado.Finally, and based on the pattern \ wp, the user accesses the system and again presents the HR and GSR biometric features. These traits carry out the same process above, that is, they are registered and treated by means of a k- means algorithm to obtain the list (\ zeta, \ sigma_ {h}, \ sigma_ {g}). Said tern is contrasted with the pattern \ wp by diffuse operators, in such a way that an output is obtained, also diffuse, called \ varepsilon and that offers a value in the interval [0,1], indicating the degree of stress of the person. This function? Compares the centroids obtained by \ wp with the recently acquired input centroid, and based on the distributions to the fuzzy rules defined, it offers as an output what state corresponds to the greatest degree and to what extent it resembles said state.

La salida difusa \varepsilon se obtiene tras calcular, para cada señal x obtenida del usuario y para cada estado anímico del mismo, la siguiente función: 5 Esta función ofrece una salida en el intervalo [0,1]. Para determinar el grado de estrés del usuario, se calcula 6 para N igual al número de estados anímicos del usuario.The diffuse output ε is obtained after calculating, for each signal x obtained from the user and for each mood of the same, the following function: 5 This function offers an output in the interval [0,1]. To determine the degree of stress of the user, it is calculated 6 for N equal to the number of moods of the user.

De esta forma, con los datos que se presenten podrán ocurrir dos cosas: primero, que el valor presentado a la entrada pertenezca a uno de los estados anteriormente definido, esto es, o relajado o estresado, base o alterado, respectivamente. Si este es el caso, el sistema actuaría tal y como se explica a continuación con el fin de definir en qué grado de estrés se encuentra el usuario. Sin embargo, si el valor presentado no se considera como un valor registrado por el sistema, entonces dicho sistema empieza a actualizar el patrón almacenado teniendo en cuenta el nuevo valor llegado. Si por un casual ese valor nunca más se repitiese, habrá sido una situación anómala del individuo, pero si por el contrario dicho valor se va repitiendo a lo largo del tiempo, implicará que dicho estado es el estado base verdadero del individuo, y seguramente su distribución de valores esté más cerca de la distribución de valores del estado base relajado que del estado alterado.In this way, with the data presented two things can happen: first, that the value presented to the entry belongs to one of the states defined above, this is, or relaxed or stressed, base or altered, respectively. Yes this is the case, the system would act as explained to continuation in order to define the degree of stress Find the user. However, if the value presented is not considered as a value recorded by the system, then said system starts updating the stored pattern taking into account The new value arrived. If for a casual that value is never again repeated, it will have been an anomalous situation of the individual, but if on the contrary said value is repeated over time, it will imply that said state is the true base state of the individual, and surely its distribution of values is closer of the distribution of values of the relaxed base state that of altered state

Con lo cual, el sistema primeramente aprende y entrena el sistema con datos extraídos del usuario y posteriormente, y a medida que el usuario va accediendo más y más al sistema, el sistema será capaz de aprender el comportamiento del individuo que accede e irse adaptando a el mejor, de tal forma que cuanto más tiempo pase, más profundo será el aprendizaje sobre la persona y mucho más fácil será detectar el estrés.Whereupon, the system first learns and train the system with data extracted from the user and then, and as the user accesses the system more and more, the system will be able to learn the behavior of the individual that access and adapt to the best, so that the more time passes, the deeper the learning about the person and It will be much easier to detect stress.

A continuación, sin pretender ser limitativos en el alcance de la invención, se detalla un modo de realización del método propuesto con el que se han obtenido resultados óptimos.Then, without pretending to be limiting in the scope of the invention, an embodiment of the proposed method with which optimal results have been obtained.

Primeramente, es necesario enrolar al usuario que quiera pertenecer al sistema. Para ello, es necesario crear su patrón de estrés, que se trata del comportamiento de las señales HR y GSR en las diferentes situaciones de estado base (relajación) y estado alterado (estrés). Para ello se precisa de un dispositivo integrado que sea capaz de medir HR y GSR. Dicho dispositivo puede ser cualquier dispositivo comercial ya existente que ofrezca la posibilidad de almacenar y procesar estas señales. En concreto, el registro psicofisiológico de tasa cardiaca y conductancia de la piel se llevó a cabo mediante la utilización del I-330-C2 PHYSIOLAB (J & J Engineering) con capacidad para 6 canales (incluyendo señales de EMG, ECG, respiración, tasa cardiaca, conductancia y resistencia de la piel).First, it is necessary to enroll the user Who wants to belong to the system. To do this, you need to create your stress pattern, which is about the behavior of HR signals and GSR in different situations of base state (relaxation) and altered state (stress). This requires a device integrated that is capable of measuring HR and GSR. Said device may be any existing commercial device that offers the possibility of storing and processing these signals. Specifically, the psychophysiological record of heart rate and skin conductance was carried out by using the I-330-C2 PHYSIOLAB (J&J Engineering) with capacity for 6 channels (including signals from EMG, ECG, breathing, heart rate, conductance and resistance of the skin).

En concreto, este dispositivo permite una alta integrabilidad en un futuro sistema de detección de estrés, ya que la lectura se realiza mediante la colocación de sensores (pequeñas planchas de metal de alrededor de 1cm de radio) en los dedos de la mano derecha, aunque puede ser utilizado en cualquier mano.Specifically, this device allows high integrability in a future stress detection system, since The reading is done by placing sensors (small metal plates of about 1cm radius) on the fingers of the right hand, although it can be used in any hand.

Para llevar a cabo una detección de estrés es necesario saber cómo se comporta un determinado usuario ante un estado normal (estado base) y un estado de estrés (estado alterado). Para ello es necesario inducir el estado de relajación y estrés. Las pruebas realizadas para implementar este sistema consistieron en cuatro etapas:To carry out a stress detection is it is necessary to know how a certain user behaves before a normal state (base state) and a state of stress (altered state). For this it is necessary to induce the state of relaxation and stress. The tests performed to implement this system consisted of four stages:

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Etapa primera: Inducir un estado de relajación donde al usuario se le miden sus respuestas de HR y GSR. Dicho estado de relajación consiste simplemente en sentar al individuo, con los sensores conectados, y registrar las señales anteriores. First stage : Induce a state of relaxation where the user is measured by their HR and GSR responses. Said state of relaxation consists simply in sitting the individual, with the sensors connected, and recording the previous signals.

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Etapa segunda: Se pide al usuario que respire de forma rápida y profunda, realizando una hiperventilación hasta que dicha sensación sea molesta. Tras ese preciso momento en el que el usuario indica su malestar, se procede al registro de las muestras. Second stage : The user is asked to breathe quickly and deeply, performing hyperventilation until the sensation is annoying. After that precise moment in which the user indicates his discomfort, the samples are registered.

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Etapa tercera: Tras la etapa segunda, y una vez que el usuario ha recuperado una respiración normal, se le propone la realización de una charla ante una cámara que grabará su actuación. Durante dos minutos se le pide al usuario que piense sobre un tema en concreto dado. Sin embargo, en el momento de la grabación, se registra de nuevo su estado anímico mediante las señales HR y GSR, diciéndole posteriormente que no es necesario realizar la prueba. Third stage : After the second stage, and once the user has regained normal breathing, he is invited to conduct a talk before a camera that will record his performance. For two minutes the user is asked to think about a given topic. However, at the time of recording, your mood is recorded again using the HR and GSR signals, later telling you that it is not necessary to perform the test.

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Etapa cuarta: Finalmente, se pide al usuario que se relaje pues las pruebas han finalizado, registrando de nuevo aquí las características biométricas anteriores. Fourth stage : Finally, the user is asked to relax as the tests have ended, re-registering here the previous biometric characteristics.

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Estas etapas distinguen perfectamente tres estados: estado de relajación (etapa primera), estado alterado (etapa segunda y tercera), estado pos-alterado (etapa cuarta). Las pruebas realizadas son específicas de este método; sin embargo, cualquier prueba con una capacidad cognitiva considerable (como operaciones matemáticas, distinción de colores, test de Stroop, etc...) puede servir para inducir el estrés de la misma manera que las pruebas anterio-
res.
These stages perfectly distinguish three states: state of relaxation (first stage), altered state (second and third stage), post-altered state (fourth stage). The tests performed are specific to this method; However, any test with considerable cognitive ability (such as mathematical operations, color distinction, Stroop test, etc ...) can be used to induce stress in the same way as previous tests.
beef.

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Con estas señales, se construye el espacio cartesiano H(R) \times G(R). Con los datos anteriores, se ejecuta el algoritmo Ar-means, aportando como resultado (y para cada estado) el centroide de dicha distribución, así como la desviación en ambos espacios (H(R) y G(R)). Dichos centroides pueden ser obtenidos con cualquier algoritmo de clustering.With these signals, the Cartesian space H (R) \ times G (R) is constructed . With the previous data, the Ar-means algorithm is executed, providing as a result (and for each state) the centroid of said distribution, as well as the deviation in both spaces ( H (R) and G (R) ). These centroids can be obtained with any clustering algorithm.

En definitiva, se busca dividir un determinado conjunto de datos <(h_{1}, g_{1}), ..., (h_{n}, g_{n}) > \in H(R) \times G(R) en k particiones (k < n), denominadas S = {S_{1}, ..., S_{k}} \subseteq H(R) \times G(R) de tal forma que se minimiza la suma de cuadrados intracluster, o en otras palabras:In short, it seeks to divide a certain data set <( h 1, g 1), ..., ( h n, g n)> \ in H (R) G G (R) in k partitions ( k < n ), called S = { S 1, ..., S k} \ subsete H (R) \ times G (R) in such a way that the sum of intracluster squares is minimized, or in other words:

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donde x_{j} representa cada una de las señales obtenidas y \mu_{j} la distancia al centroide elegido en cada iteración.where x _ {j} represents each of the signals obtained and \ {j} mu distance to the centroid selected in each iteration.

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Puesto que existen cuatro estados, y se sabe exactamente qué señales pertenecen a cada estado, se utiliza esta información para realizar una primera partición de todo el conjunto de datos en cuatro particiones, \Pi = {\pi_{1}, \pi_{2}, \pi_{3}, \pi_{4}}.Since there are four states, and it is known exactly what signals belong to each state, this information to make a first partition of the whole set of data in four partitions, \ Pi = {\ pi_ {1}, \ pi_ {2}, \ pi_ {3}, \ pi_ {4}}.

Para cada partición \pi_{1}, \foralli \in {1, 2, 3, 4}, se aplica dicho algoritmo, con k = 1, pues se sabe de antemano que todos los puntos de dicha partición pertenecen a un mismo estado anímico. Con todo esto se obtienen los centroides de las particiones en \Pi, denominados Z = {\zeta_{1}, \zeta_{2}, \zeta_{3}, \zeta_{4}}. Además de esto, se obtienen para cada partición \pi_{i} la desviación de los datos en el espacio H(R) \times G(R), es decir, \sigma_{h} \times \sigma_{g} = <(\sigma_{h_{1}}, \sigma_{g_{1}}), ..., (\sigma_{h_{4}}, \sigma_{g_{4}})>.For each partition \ pi_ {1}, \ forall i \ in {1, 2, 3, 4}, this algorithm is applied, with k = 1, since it is known in advance that all points of said partition belong to the same mood. With all this, the centroids of the partitions in \ Pi, called Z = {\ zeta_ {1}, \ zeta_ {2}, \ zeta_ {3}, \ zeta_ {4}} are obtained. In addition to this, for each partition \ pi_ {i} the deviation of the data in the space H (R) \ times G (R) is obtained, that is, \ sigma_ {h} \ times \ sigma_ {g} = < (\ sigma_ {h_ {1}}, \ sigma_ {g_ {1}}), ..., (\ sigma_ {h_ {4}}, \ sigma_ {g_ {4}})>.

Llegados a este punto, el patrón de estrés se define como el conjunto de ternas (\zeta_{i}, \sigma_{h_{i}}, \sigma_{g_{i}}), \foralli \in {1, 2, 3, 4}, y será representado por la letra \wp.At this point, the stress pattern is defined as the set of triples (\ zeta_ {i}, \ sigma_ {h_ {i}}, \ sigma_ {g_ {i}}), \ forall i \ in {1, 2, 3, 4}, and will be represented by the letter \ wp.

Finalmente, y concluyendo esta etapa de enrolamiento del usuario, se precisa del almacenamiento del patrón. Para almacenar el patrón, se precisa reservar en memoria cierto espacio para guardar el patrón \wp y un identificador del usuario, por ejemplo su nombre.Finally, and concluding this stage of User enrollment, pattern storage is required. To store the pattern, it is necessary to reserve in certain memory space to save the pattern \ wp and a user identifier, For example your name.

El patrón \wp ocupa 12x32 bits, ya que cada elemento del patrón (ya sea \zeta_{i}, \sigma_{h_{i}} ó \sigma_{g_{i}}), es representado por un elemento float, y puesto que existen cuatro estados, y tres elementos por estado, en total \wp ocupa en memoria 384 bits, 48 Bytes.The \ wp pattern occupies 12x32 bits, since each pattern element (either \ zeta_ {i}, \ sigma_ {h_ {i}} or \ sigma_ {g_ {i}}), is represented by a float element, and set that there are four states, and three elements per state, in total \ wp occupies 384 bits, 48 bytes in memory.

Una vez que el usuario ha sido enrolado y se la ha asignado un patrón de estrés \wp, se procede a acceder al sistema. Para acceder al sistema, el usuario debe presentar los dedos de su mano para la colocación de los sensores anteriores. Durante un periodo de 10-20 segundos, se realiza el registro de las señales de HR y GSR, h y g respectivamente.Once the user has been enrolled and assigned a stress pattern \ wp, the system is accessed. To access the system, the user must present the fingers of his hand for the placement of the previous sensors. For a period of 10-20 seconds, the recording of the HR and GSR signals, h and g respectively, is performed.

Una vez que se ha obtenido la muestra, se realiza la comparación de los patrones mediante el uso de lógica difusa. Para ellos, se modelan las particiones anteriores \Pi, como variables difusas \tilde{\Pi} = {\tilde{\pi}_{1}, \tilde{\pi}_{2}, \tilde{\pi}_{3}, \tilde{\pi}_{4}}. Dichas variables dependen de las ternas (\zeta_{i}, \sigma_{h_{i}}, \sigma_{g_{i}}), \foralli \in {1, 2, 3, 4}, asociadas al patrón \wp de la siguiente forma:Once the sample has been obtained, the patterns are compared by using fuzzy logic. For them, the previous partitions \ Pi are modeled, as fuzzy variables \ tilde {\ Pi} = {\ tilde {\ pi} _ {1}, \ tilde {\ pi} _ {2}, \ tilde {\ pi} 3, \ tilde {\ pi} 4. These variables depend on the triplets (\ zeta_ {i}, \ sigma_ {h_ {i}}, \ sigma_ {g_ {i}}), \ forall i \ in {1, 2, 3, 4}, associated to the pattern \ wp as follows:

88

siendo x las señales obtenidas del usuario.where x are the signals obtained from the user.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

Para no sobrecargar la nomenclatura, se supondrá lo siguiente a partir de ahora:In order not to overload the nomenclature, it will be assumed the following as of now:

99

Además, las funciones difusas \tilde{\pi}_{i} proporcionan un valor en el intervalo [0,1], indicando el grado de pertenencia de las señales (h, g) a la partición \tilde{\pi}_{i}. Para agregar toda la información proveniente de los cuatro estados, se define la salida difusa \varepsilon que proporcionará también en el intervalo [0,1], el grado de estrés en el usuario. Dicha variable se basa en reglas definidas en base a las funciones difusas \tilde{\pi}_{i} y se expresa como: 10 100 siendo N el número de estados anímicos del usuario.In addition, the fuzzy functions \ tilde {\ pi} _ {i} provide a value in the range [0,1], indicating the degree of belonging of the signals ( h, g ) to the partition \ tilde {\ pi} _ {i}. To aggregate all the information coming from the four states, the fuzzy output is defined that will also provide in the interval [0,1], the degree of stress in the user. This variable is based on rules defined based on the fuzzy functions \ tilde {\ pi} _ {i} and is expressed as: 10 100 where N is the number of moods of the user.

       \newpage\ newpage
    

Este sistema de decisión basado en lógica difusa proporciona por lo tanto un determinado grado de estrés en el usuario, en base al patrón de estrés \wp que posee el individuo.This decision system based on fuzzy logic therefore provides a certain degree of stress in the user, based on the stress pattern \ wp that the individual.

Puesto que cada persona posee un determinado patrón de estrés que es variable con el tiempo, este patrón de estrés deberá irse refrescando a medida que el usuario va accediendo al sistema. Para realizar dicha actualización, se modela un nuevo patrón de estrés \wp' que se refresca siguiendo la siguiente estructura:Since each person has a certain stress pattern that is variable over time, this pattern of stress should be refreshed as the user accesses To the system. To perform this update, a new model is modeled \ wp 'stress pattern that cools following the following structure:

11eleven

donde \alpha se irá aproximando a uno a medida que el usuario vaya accediendo al sistema, mediante la regla siguiente:where? will be approaching one as the user accesses the system, through the rule next:

1212

donde n es el número de veces que el usuario ha accedido al sistema.where n is the number of times the user has accessed the system.

       \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
    

La idea es que el algoritmo sea capaz de adaptarse a las diferentes etapas que sufre él ser humano a lo largo de su vida, y que por lo tanto el sistema no se bloquee a pesar de que el individuo esté pasando por una etapa estresante en su vida, nada que ver con la situación de que alguien esté forzándole a acceder a un determinado sistema.The idea is that the algorithm is capable of adapt to the different stages that human beings suffer throughout of your life, and therefore the system does not crash despite that the individual is going through a stressful stage in his life, nothing to do with the situation that someone is forcing him to Access a certain system.

Con todo esto, y al contrario que la literatura existente, el sistema puede utilizarse como detector de sujeto vivo en aplicaciones y dispositivos biométricos, y las aplicaciones derivadas de su uso se extienden a un gran número de campos, desde la domótica hasta las aplicaciones de seguridad informática más exigentes.With all this, and unlike literature existing, the system can be used as a live subject detector in biometric applications and devices, and applications derived from its use extend to a large number of fields, from home automation to computer security applications more demanding.

Las mejoras presentadas en este sistema se basan no sólo en la detección de estrés (pues se detecta el estrés únicamente con dos señales), sino que presenta un sistema complejo e inteligente de decisión detrás de dicho sistema de detección de estrés capaz de actuar en consecuencia en caso de que un individuo se encuentre estresado de forma anómala, siendo por lo tanto un sistema muy completo para detección de fraudes, detección de frustración o incluso detección de comportamiento.The improvements presented in this system are based not only in the detection of stress (because stress is detected only with two signals), but it presents a complex system and intelligent decision behind said detection system stress able to act accordingly in case an individual is stressed abnormally, therefore being a very complete system for fraud detection, detection of Frustration or even behavioral detection.

De esta forma, la aplicación industrial de esta tecnología presenta varios frentes. Primeramente, cualquier tecnología de acceso (ya sea control a un edificio, o acceso a una información protegida) puede tomar ventaja de esta tecnología, ya que permite detectar si una persona se encuentra ante una situación estresante y por lo tanto con riesgo de fraude para el sistema.In this way, the industrial application of this Technology presents several fronts. First, any access technology (either control of a building, or access to a protected information) you can take advantage of this technology, since which allows to detect if a person is faced with a situation stressful and therefore at risk of fraud for the system.

La facilidad de integración de estos dispositivos en aparatos móviles permitirá la inclusión de este método en cualquier sistema de acceso, y en cualquier sistema de control, como puede ser la cabina de un piloto de avión, coche, camión, etc...The ease of integration of these devices in mobile devices will allow the inclusion of this method in any access system, and in any system of control, such as the cockpit of an airplane pilot, car, truck, etc ...

Su aplicación industrial contempla además la utilización de estos dispositivos para cualquier tipo de aplicación electrónica, como podría ser la transferencia electrónica, el voto electrónico o el acceso a sistemas informáticos comprometidos. También, aplicaciones industriales relacionadas con la domótica se derivan del hecho de poder dotar a un determinado sistema (en el caso de la domótica a la casa en general) de la inteligencia suficiente para entender y comprender el estado anímico del usuario, y su seguimiento. Esto permitiría en última estancia poder analizar de forma continua su estado anímico y llevar algún tipo de control médico para así poder controlarlo.Its industrial application also contemplates the use of these devices for any type of application electronic, such as electronic transfer, voting electronic or access to compromised computer systems. Also, industrial applications related to home automation are derive from the fact of being able to equip a certain system (in the case of home automation in general) of intelligence enough to understand and understand the mood of the user, and its follow up. This would allow in the last stay to analyze continuously your mood and bring some kind of control doctor so you can control it.

Por último, a nivel empresarial posee múltiples aplicaciones, pues la productividad de una industria/empresa reposa en la productividad de cada uno de sus trabajadores, y dicha productividad individual se ve mermada cuando los individuos sufren un grado de estrés elevado. Por lo tanto, un sistema de detección de estrés permitirá el control del estrés de cada uno de los empleados/trabajadores obteniendo de ellos el máximo rendimiento, reduciendo al máximo sus niveles de estrés.Finally, at the business level it has multiple applications, because the productivity of an industry / company rests in the productivity of each of its workers, and said individual productivity is diminished when individuals suffer a high degree of stress Therefore, a detection system of stress will allow the stress control of each of the employees / workers getting maximum performance from them, minimizing your stress levels.

Una vez descrita de forma clara la invención, se hace constar que las realizaciones particulares anteriormente descritas son susceptibles de modificaciones de detalle siempre que no alteren el principio fundamental y la esencia de la invención.Once the invention has been clearly described, notes that the particular realizations above described are subject to modifications of detail provided that do not alter the fundamental principle and the essence of the invention.

Claims (10)

1. Método de detección de estrés mediante señales fisiológicas, caracterizado porque comprende:1. Method of stress detection by physiological signals, characterized in that it comprises:
\bullet?
una etapa de enrolamiento que a su vez comprende:a enrollment stage that to in turn includes:
a)to)
obtener, para distintos estados anímicos del usuario y a partir de unos medios sensores (1), unas señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response);get, for different states mood of the user and from sensor means (1), HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic Skin) signals Response);
b)b)
almacenar las señales obtenidas;store the signals obtained;
c)C)
ejecutar un algoritmo de clustering que asigna un cluster para cada estado anímico del usuario y que obtiene, para cada cluster, a partir de las señales comprendidas en el cluster, un centroide, la desviación típica de la señales de HR y la desviación típica de la señales de GSR formando un patrón de estrés asociado al usuario;run a clustering algorithm that allocates a cluster for each mood of the user and that obtains, for each cluster, from the signals included in the cluster, a centroid, the standard deviation of the HR signals and the standard deviation of the GSR signals forming a pattern of stress associated with the user;
d)d)
almacenar el patrón de estrés en uno§ medios de almacenamiento (3) para la identificación del usuario;store the stress pattern in one§ storage means (3) for the identification of the Username;
\bullet?
una etapa de acceso que a su vez comprende:an access stage that in turn understands:
e)and)
realizar tareas de identificación del usuario;perform identification tasks of Username;
f)F)
obtener, a partir de la identificación realizada por el usuario, el patrón de estrés almacenado en los medios de almacenamiento (3) correspondientes al usuario previamente identificado;obtain, from the identification made by the user, the stress pattern stored in the storage media (3) corresponding to the user previously identified;
g)g)
obtener, a partir de los medios sensores (1), unas señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response) correspondientes al estado anímico actual del usuario que pretende acceder al sistema;obtain, from the media sensors (1), HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic) signals Skin Response) corresponding to the user's current mood which intends to access the system;
h)h)
almacenar las señales de acceso obtenidas en g);store access signals obtained in g);
i)i)
ejecutar un algoritmo de clustering que asigna un cluster para cada estado anímico del usuario y que obtiene, para cada cluster, a partir de las señales comprendidas en el cluster, un centroide, la desviación típica de la señales de HR y la desviación típica de la señales de GSR formando un patrón de estrés de acceso asociado al usuario identificado;run a clustering algorithm that allocates a cluster for each mood of the user and that obtains, for each cluster, from the signals included in the cluster, a centroid, the standard deviation of the HR signals and the standard deviation of the GSR signals forming a pattern of access stress associated with the identified user;
j)j)
comparar el patrón de estrés de acceso con el patrón de estrés almacenado para el usuario;compare access stress pattern with the stress pattern stored for the user;
k)k)
determinar el grado de estrés del usuario, comprendiendo:determine the degree of stress of user, comprising:
1)one)
calcular, para cada señal x obtenida en g) y para cada estado anímico del usuario, la siguiente función: 13 calculate, for each signal x obtained in g) and for each mood of the user, the following function: 13
2)2)
determinar el grado de estrés del usuario como el estado anímico del usuario que cumple la siguiente función: 14 estados anímicos del usuario.determine the degree of stress of the user as the mood of the user who fulfills the following function: 14 User moods.
         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      
2. Método de detección de estrés mediante señales fisiológicas, según la reivindicación anterior, caracterizado porque la etapa de acceso comprende la actualización del patrón de estrés almacenado para el usuario en los medios de almacenamiento (3) si el patrón de acceso obtenido para el usuario identificado no pertenece a ningún patrón de estrés previamente almacenado.2. Method of stress detection by physiological signals, according to the preceding claim, characterized in that the access stage comprises updating the stress pattern stored for the user in the storage means (3) if the access pattern obtained for the user identified does not belong to any previously stored stress pattern. 3. Método de detección de estrés mediante señales fisiológicas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el algoritmo de clustering utilizado es el k-means.3. Method of stress detection by physiological signals, according to any of the preceding claims, characterized in that the clustering algorithm used is k-means. 4. Método de detección de estrés mediante señales fisiológicas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la comparación del patrón de estrés obtenido con el patrón de estrés almacenado se realiza mediante lógica difusa.4. Method of stress detection by physiological signals, according to any of the preceding claims, characterized in that the comparison of the stress pattern obtained with the stored stress pattern is performed by diffuse logic. 5. Método de detección de estrés mediante señales fisiológicas, según la reivindicación 4, caracterizado porque la comparación de patrones comprende la comparación de los centroides del patrón de acceso y de los centroides almacenado en los medios de almacenamiento (3).5. Method of stress detection by physiological signals, according to claim 4, characterized in that the comparison of patterns comprises the comparison of the centroids of the access pattern and the centroids stored in the storage means (3). 6. Dispositivo de detección de estrés mediante señales fisiológicas, caracterizado porque comprende:6. Stress detection device by physiological signals, characterized in that it comprises:
\bullet?
unos medios sensores (1) configurados para obtener señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response);sensor means (1) configured to obtain HR (Heart Rate) and GSR signals (Galvanic Skin Response);
\bullet?
unos medios de procesamiento (2) configurados para la realización de una etapa de enrolamiento y una etapa de acceso donde:processing means (2) configured for the realization of a enrollment stage and a access stage where:
\hskip1cm
\circ la etapa de enrolamiento comprende:
 \ hskip1cm 
circ the enrollment stage comprises:
l)l)
obtener, para distintos estados anímicos del usuario y a partir de los medios sensores (1), las señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response);get, for different states mood of the user and from the sensor means (1), the HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic Skin) signals Response);
m)m)
almacenar las señales obtenidas;store the signals obtained;
n)n)
ejecutar un algoritmo de clustering que asigna un cluster para cada estado anímico del usuario y que obtiene, para cada cluster, a partir de las señales comprendidas en el cluster, un centroide, la desviación típica de la señales de HR y la desviación típica de la señales de GSR formando un patrón de estrés asociado al usuario;run a clustering algorithm that allocates a cluster for each mood of the user and that obtains, for each cluster, from the signals included in the cluster, a centroid, the standard deviation of the HR signals and the standard deviation of the GSR signals forming a pattern of stress associated with the user;
o)or)
almacenar el patrón de estrés en unos medios de almacenamiento (3) para la identificación del usuario;store the stress pattern in ones storage means (3) for the identification of the Username;
\hskip1cm
\circ la etapa de acceso que a su vez comprende:
 \ hskip1cm 
\ circ the access stage which in turn comprises:
p)p)
realizar tareas de identificación del usuario;perform identification tasks of Username;
q)q)
obtener, a partir de la identificación realizada por el usuario, el patrón de estrés almacenado en los medios de almacenamiento (3) correspondientes al usuario previamente identificado;obtain, from the identification made by the user, the stress pattern stored in the storage media (3) corresponding to the user previously identified;
r)r)
obtener, a partir de los medios sensores (1), unas señales de HR (Heart Rate) y de GSR (Galvanic Skin Response) correspondientes al estado anímico actual del usuario que pretende acceder al sistema;obtain, from the media sensors (1), HR (Heart Rate) and GSR (Galvanic) signals Skin Response) corresponding to the user's current mood which intends to access the system;
s)s)
almacenar las señales de acceso obtenidas en r);store access signals obtained in r);
t)t)
ejecutar un algoritmo de clustering que asigna un cluster para cada estado anímico del usuario y que obtiene, para cada cluster, a partir de las señales comprendidas en el cluster, un centroide, la desviación típica de la señales de HR y la desviación típica de la señales de GSR formando un patrón de estrés de acceso asociado al usuario identificado;run a clustering algorithm that allocates a cluster for each mood of the user and that obtains, for each cluster, from the signals included in the cluster, a centroid, the standard deviation of the HR signals and the standard deviation of the GSR signals forming a pattern of access stress associated with the identified user;
u)or)
comparar el patrón de estrés de acceso con el patrón de estrés almacenado para el usuario;compare access stress pattern with the stress pattern stored for the user;
v)v)
determinar el grado de estrés del usuario comprendiendo:determine the degree of stress of user comprising:
1)one)
calcular, para cada señal x obtenida en r) y para cada estado anímico del usuario, la siguiente función: 15 calculate, for each signal x obtained in r) and for each mood of the user, the following function: fifteen
2)2)
determinar el grado de estrés del usuario como el estado anímico del usuario que cumple la siguiente función: 16 siendo N el número de estados anímicos del usuario.determine the degree of stress of the user as the mood of the user who fulfills the following function: 16 where N is the number of moods of the user.
         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      
7. Dispositivo de detección de estrés mediante señales fisiológicas, según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de procesamiento (2) están configurados para actualizar el patrón de estrés almacenado para el usuario en los medios de almacenamiento (3) si el patrón de acceso obtenido para el usuario identificado no pertenece a ningún patrón de estrés previamente almacenado.7. Stress detection device by physiological signals according to claim 6, characterized in that the processing means (2) are configured to update the stress pattern stored for the user in the storage means (3) if the access pattern obtained for the identified user does not belong to any previously stored stress pattern. 8. Dispositivo de detección de estrés mediante señales fisiológicas, según cualquiera de las reivindicaciones 6-7, caracterizado porque los medios de procesamiento (2) están configurados para ejecutar el algoritmo k-means como algoritmo de clustering.8. Stress detection device by physiological signals, according to any of claims 6-7, characterized in that the processing means (2) are configured to execute the k-means algorithm as a clustering algorithm. 9. Dispositivo de detección de estrés mediante señales fisiológicas, según cualquiera de las reivindicaciones 6-8, caracterizado porque los medios de procesamiento (2) están configurados para comparar el patrón de estrés obtenido con el patrón de estrés almacenado mediante lógica difusa.9. Stress detection device by physiological signals, according to any of claims 6-8, characterized in that the processing means (2) are configured to compare the stress pattern obtained with the stress pattern stored by diffuse logic.
         \newpage\ newpage
      
10. Dispositivo de detección de estrés mediante señales fisiológicas, según la reivindicación 9, caracterizado porque los medios de procesamiento (2) están configurados para comparar patrones mediante la comparación de los centroides del patrón de acceso y de los centroides almacenado en los medios de almacenamiento (3).10. Stress detection device by physiological signals according to claim 9, characterized in that the processing means (2) are configured to compare patterns by comparing the centroids of the access pattern and the centroids stored in the storage media (3).
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EP2586365A1 (en) * 2011-10-24 2013-05-01 Universidad Politécnica de Madrid Method for quantifying stress in a user

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