RU2510238C2 - Method for obtaining information on psychophysiological state of living being - Google Patents

Method for obtaining information on psychophysiological state of living being Download PDF

Info

Publication number
RU2510238C2
RU2510238C2 RU2009140207/14A RU2009140207A RU2510238C2 RU 2510238 C2 RU2510238 C2 RU 2510238C2 RU 2009140207/14 A RU2009140207/14 A RU 2009140207/14A RU 2009140207 A RU2009140207 A RU 2009140207A RU 2510238 C2 RU2510238 C2 RU 2510238C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
head
level
living object
living
frequency
Prior art date
Application number
RU2009140207/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009140207A (en
Inventor
Виктор Альбертович Минкин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Многопрофильное предприятие "Элсис" (ООО "Многопрофильное предприятие "Элсис")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Многопрофильное предприятие "Элсис" (ООО "Многопрофильное предприятие "Элсис") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Многопрофильное предприятие "Элсис" (ООО "Многопрофильное предприятие "Элсис")
Priority to RU2009140207/14A priority Critical patent/RU2510238C2/en
Publication of RU2009140207A publication Critical patent/RU2009140207A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510238C2 publication Critical patent/RU2510238C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Image Analysis (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions refers to biometrics, electronics, medicine and psychology and can be used for obtaining psychophysiological information on living beings, and for measuring, monitoring and correcting the individual's psychophysiological state. The presented versions of the method for obtaining the psychophysiological information consists in measuring individual's head micro motion signals to be processed, including a conversion of the quantities of spatial and time distribution of the head motions into the information-statistic parameters. That is followed by obtaining the information on the psychophysiological state of a living being on the basis of the conversion of the above information-statistic parameters into the presented quantities of the psychophysiological state by certain formulas.
EFFECT: inventions solve the problem of making an objective, reliable and accurate quantitative assessment of such psychophysiological parameters as stress, anxiety, confabulation, a compatibility level with another living being due to using the fine physical characteristics determined by analysing the trajectory of the head micro motions as the basis for manifestations of the vestibular-emotional reflex.
4 ex, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к областям биометрии, электроники, медицины и психологии и может быть использовано для получения психофизиологической информации о живых объектах и измерения, контроля и коррекции психофизиологического состояния человека.The invention relates to the fields of biometry, electronics, medicine and psychology and can be used to obtain psychophysiological information about living objects and to measure, control and correct the psychophysiological state of a person.

Уровень техникиState of the art

Дискуссии об информативности движения ведутся, начиная от Аристотеля, который декларировал неразрывную связь между движением и жизнью биологических объектов, в том числе связь между двигательной активностью и психофизиологическим состоянием. Тезис Ивана Михайловича Сеченова, сформулированный им в 1863 году в классической работе «Рефлексы головного мозга», что: «Все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены на мышечное движение», наиболее наглядно устанавливает связь между процессом мышления и движением. Великий Чарльз Дарвин на основе теории эволюции в книге «О выражении эмоций у человека и животных» (1872 год) утверждал, что «рефлекторные действия характеризуют выражение эмоций». Выдающийся биолог и психолог 20 века, нобелевский лауреат Конрад Лоренц в книге «Агрессия» (1966 год) заявил, что тот, кто сумеет измерить амплитуду и интенсивность рефлекторных движений, тот сможет определить уровень агрессивности.Discussions about the informational content of movement are conducted, starting from Aristotle, who declared an inextricable link between movement and the life of biological objects, including the connection between motor activity and the psychophysiological state. The thesis of Ivan Mikhailovich Sechenov, formulated by him in 1863 in the classic work “Reflexes of the brain”, that: “All external manifestations of brain activity can be reduced to muscle movement”, most clearly establishes the connection between the process of thinking and movement. The great Charles Darwin, based on the theory of evolution in the book "On the Expression of Emotion in Man and Animals" (1872), argued that "reflex actions characterize the expression of emotions." An outstanding biologist and psychologist of the 20th century, Nobel laureate Konrad Lorenz in the book "Aggression" (1966) stated that anyone who can measure the amplitude and intensity of reflex movements can determine the level of aggressiveness.

Несмотря на эти прямые рекомендации по определению эмоционального и функционального состояния через параметры рефлекторных движений, до недавнего времени не удавалось количественно и информативно характеризовать движения человека. Прежде всего, потому, что большинство исследователей физиологии движения (Н.А. Бернштейн [1], Мира-И-Лопес [2]) пытались анализировать макро перемещения человека, что является чрезвычайно сложной математической задачей.Despite these direct recommendations for determining the emotional and functional state through the parameters of reflex movements, until recently, it was not possible to quantitatively and informatively characterize human movements. First of all, because most researchers in the physiology of movement (N. A. Bernstein [1], Mira-I-Lopez [2]) tried to analyze the macro displacement of a person, which is an extremely difficult mathematical problem.

В работе [3] было установлено, что поддержание вертикального равновесия головы человека, осуществляемое вестибулярной системой, может быть рассмотрено как функция, характеризующая вестибулярный рефлекс и, одновременно, как частный случай двигательной активности, характеризующийся микродвижениями головы. Анализ микро перемещений головы имеет целый ряд преимуществ по сравнению с анализом других рефлексных движений человека. Прежде всего, движения головы являются одним из самых часто повторяющихся движений, которые совершает человек в течение жизни. Ребенок начинает держать голову, начиная со второго месяца жизни, далее вестибулярная система постоянно поддерживает вертикальное состояние головы, перемещая ее в пространстве на сотни микрон несколько раз в секунду, отдыхая, только когда человек спит, или его голова прислонена к какому-то предмету. Данное явление получило название вестибулярно-эмоциональный рефлекс (ВЭР), так как практически связывает параметры движения головы человека и его психоэмоциональное состояние [4].In [3], it was found that maintaining the vertical balance of the human head by the vestibular system can be considered as a function that characterizes the vestibular reflex and, at the same time, as a special case of motor activity characterized by micromotion of the head. The analysis of micro head movements has a number of advantages compared to the analysis of other reflex movements of a person. First of all, head movements are one of the most frequently repeated movements that a person makes during his life. The child begins to hold his head, starting from the second month of life, then the vestibular system constantly maintains the vertical state of the head, moving it in space by hundreds of microns several times per second, resting only when a person is sleeping, or his head is leaning against some object. This phenomenon is called the vestibular-emotional reflex (VER), since it practically connects the parameters of the head movement of a person and his psycho-emotional state [4].

С физической точки зрения, механические колебания головы представляют собой вибрационный процесс, параметры которого количественно характеризуют взаимосвязь энергии и движения объекта. Для получения интегральной информации о параметрах движения головы используется технология виброизображения [5], которая позволяет количественно определять параметры периодических перемещений каждой точки объекта. Виброизображение представляет собой первичный вид изображения, каждая точка которого отражает параметры движения объекта. Виброизображение аналогично другим биомедицинским видам изображений человека (УЗИ, ЯМР, ИК или рентгеновское изображение), каждое из которых отражает определенные физические свойства. При этом виброизображение позволяет получать также информативные сигналы, аналогичные точечным методам считывания биомедицинской информации - электроэнцефалографии (ЭЭГ), кожно-гальваническая реакции (КГР), электрокардиограмме (ЭКГ).From a physical point of view, the mechanical vibrations of the head are a vibrational process, the parameters of which quantitatively characterize the relationship of energy and movement of the object. To obtain integral information about the parameters of head movement, vibration technology is used [5], which allows quantitatively determining the parameters of periodic movements of each point of the object. Vibroimage is the primary form of the image, each point of which reflects the parameters of the object's motion. The vibroimage is similar to other biomedical types of human images (ultrasound, NMR, IR or X-ray image), each of which reflects certain physical properties. In this case, the vibration image also allows you to receive informative signals similar to the point methods of reading biomedical information - electroencephalography (EEG), galvanic skin reaction (RAG), electrocardiogram (ECG).

Анализ траектории движения головы своей физиологической основой существенно отличается от анализа эмоций человека на основе мимики лица, различные модели которого были предложены Экманом [6] и Фридландем [7]. Мимика лица хорошо отражает яркие и локальные проявления эмоций, однако малоэффективна при проведении автоматизированного анализа эмоций, так как не является постоянным психофизиологическим процессом, таким как измерение артериального давления (АД), КГР, ЭКГ, т.е. физиологических процессов, традиционно применяющихся при детекции лжи [6].The analysis of the head trajectory by its physiological basis differs significantly from the analysis of human emotions based on facial expressions, various models of which were proposed by Ekman [6] and Friedland [7]. Facial expression well reflects vivid and local manifestations of emotions, but it is ineffective in conducting automated analysis of emotions, since it is not a constant psychophysiological process, such as measuring blood pressure (BP), RAG, ECG, i.e. physiological processes traditionally used in lie detection [6].

Известен способ получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта путем преобразования изображения объекта [8]. Данный способ включает измерение сигнала о перемещении объекта путем проецирования изображения на фотоприемное устройство и преобразование изображения объекта в электрический сигнал, последующую обработку указанного сигнала с помощью виброизображения, построенного на основе частотной составляющей вибрации точек живого объекта и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о его перемещении.A known method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object by converting the image of the object [8]. This method includes measuring a signal about moving an object by projecting an image on a photodetector and converting the image of the object into an electrical signal, subsequent processing of the specified signal using a vibroimage constructed on the basis of the frequency component of the vibration of the points of a living object and obtaining information about the psychophysiological state of a living object based on the results processing a signal about its movement.

Данный способ [8] взят нами за прототип. Прототип позволяет бесконтактно в режиме реального времени и незаметно для объекта исследования (человека) получать информацию о психофизиологическом состоянии человека, однако получаемая информация в виде виброизображения носит качественный характер и требует индивидуальной интерпретации. При наличии определенного опыта, оператор на основе получаемого виброизображения может анализировать психоэмоциональное состояние объекта, однако автоматизированная обработка требует введения количественных параметров, характеризующих объект, что должно повысить объективность оценки состояния человека.This method [8] is taken by us as a prototype. The prototype allows contactless in real time and imperceptibly for the object of study (person) to receive information about the psychophysiological state of a person, however, the information received in the form of a vibroimage is of a qualitative nature and requires an individual interpretation. If there is some experience, the operator can analyze the psychoemotional state of the object based on the received vibroimage, but automated processing requires the introduction of quantitative parameters characterizing the object, which should increase the objectivity of assessing the state of a person.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Техническим результатом от использования заявляемых вариантов способа является объективное, надежное и точное количественное определение психофизиологического состояния объекта.The technical result from the use of the proposed variants of the method is an objective, reliable and accurate quantitative determination of the psychophysiological state of the object.

Заявляемые способы позволяют использовать точные физические характеристики, определяемые при анализе траектории микродвижений головы, как основу для количественного определения и измерения, известных психоэмоциональных параметров человека, таких как стресс, тревожность.The inventive methods allow the use of accurate physical characteristics, determined by analyzing the trajectory of micromotion of the head, as the basis for the quantitative determination and measurement of known psychoemotional parameters of a person, such as stress, anxiety.

В первом варианте способа технический результат достигается тем что, что в известном способе получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта, включающем измерение сигнала о микроперемещении головы живого объекта, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о микроперемещении, для определения уровня стресса, получают амплитудное и/или частотное виброизображение головы живого объекта, и измеряют следующие параметры виброизображения головы живого объекта:In the first variant of the method, the technical result is achieved in that in the known method for obtaining information about the psychophysiological state of a living object, which includes measuring a signal about the microdisplacement of the head of a living object, subsequent processing of the specified signal and obtaining information about the psychophysiological state of a living object based on the results of processing the signal of micromotion , to determine the level of stress, receive the amplitude and / or frequency vibroimage of the head of a living object, and measure the trace The parameters of the vibroimage of the head of a living object:

A L i

Figure 00000001
- суммарная амплитуда виброизображения i-той строки левой части объекта; A L i
Figure 00000001
- the total amplitude of the vibration image of the i-th line of the left side of the object;

A R i

Figure 00000002
- суммарная амплитуда виброизображения i-той строки правой части объекта; A R i
Figure 00000002
- the total amplitude of the vibration image of the i-th line of the right side of the object;

A max i

Figure 00000003
- максимальное значение между A L i
Figure 00000004
и A R i
Figure 00000005
; A max i
Figure 00000003
- maximum value between A L i
Figure 00000004
and A R i
Figure 00000005
;

F L i

Figure 00000006
- максимальная частота виброизображения i-той строки левой части объекта; F L i
Figure 00000006
- the maximum frequency of the vibration image of the i-th line of the left side of the object;

F R i

Figure 00000007
- максимальная частота виброизображения i-той строки правой части объекта; F R i
Figure 00000007
- the maximum frequency of the vibration image of the i-th line of the right side of the object;

F max i

Figure 00000008
- максимальное значение между F L i
Figure 00000009
и F R i
Figure 00000010
; F max i
Figure 00000008
- maximum value between F L i
Figure 00000009
and F R i
Figure 00000010
;

n - число строк, занимаемое объектом.n is the number of rows occupied by the object.

вычисляют уровень стресса (St), в пределах от 0 до 1 или от 0 до 100% по формулеcalculate the stress level (St), in the range from 0 to 1 or from 0 to 100% according to the formula

S t = 1 n ( | A L i A R i | A max i + | F L i F R i | F max i ) 2 n

Figure 00000011
S t = one n ( | | | A L i - A R i | | | A max i + | | | F L i - F R i | | | F max i ) 2 n
Figure 00000011

и характеризуют психофизиологическое состояние живого объекта по вычисленным значениям уровня стресса.and characterize the psychophysiological state of a living object according to the calculated values of the stress level.

В другом варианте способа технический результат достигается тем, что в известном способе получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта, включающим измерение сигнала о микроперемещении головы живого объекта, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о микроперемещении, для получения информации об уровне тревожности объекта, получают амплитудное и/или частотное виброизображение головы живого объекта, измеряют следующие параметры виброизображения головы живого объекта:In another embodiment of the method, the technical result is achieved by the fact that in the known method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object, including measuring a signal about the microdisplacement of the head of a living object, subsequent processing of the specified signal and obtaining information about the psychophysiological state of the living object based on the results of the processing of the signal of microdisplacement, to obtain information about the level of anxiety of the object, receive the amplitude and / or frequency vibroimage of the head of a living volume KTA, measure the following parameters of the vibroimage of the head of a living object:

Tn - уровень тревожности,Tn - level of anxiety,

Pi(f) - спектральная мощность распределения частоты виброизображения;P i (f) is the spectral power of the vibration frequency distribution;

fmax - максимальная частота в спектре распределения частоты виброизображения,f max - the maximum frequency in the spectrum of the distribution of the frequency of the vibration image,

вычисляют уровень тревожности в пределах от 0 до 1 или от 0 до 100% по формулеcalculate the level of anxiety in the range from 0 to 1 or from 0 to 100% according to the formula

T n = f max 2 f max P i ( f ) 0,1 f max P i ( f )

Figure 00000012
T n = f max 2 f max P i ( f ) 0.1 f max P i ( f )
Figure 00000012

и характеризуют психофизиологическое состояние живого объекта по вычисленным значениям уровня тревожности.and characterize the psychophysiological state of a living object according to the calculated values of the level of anxiety.

В следующем варианте для получения технического результата в известном способе получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта, включающим измерение сигнала о микроперемещении головы живого объекта, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о микроперемещении, для получения информации об уровне совместимости живого объекта с другим объектом, получают амплитудное и/или частотное виброизображение головы живого объекта, определяют гистограммы распределения частоты вибраций каждого объекта в отдельности, производят наложение отдельно взятых гистограмм, уравнивают площадь получаемого совместного распределения с нормальным законом распределения, находят разность между приведенной частотной гистограммой и нормальным законом распределения и определяют уровень совместимости в пределах от 0 до 1 или от 0 до 100% по формулеIn the next embodiment, to obtain a technical result in a known method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object, including measuring a signal about the microdisplacement of the head of a living object, subsequent processing of the specified signal and obtaining information about the psychophysiological state of a living object based on the results of processing the signal of microdisplacement, to obtain information about the level of compatibility of a living object with another object, receive the amplitude and / or frequency vibroimage tins of a living object, determine histograms of the distribution of the frequency of vibrations of each object separately, superimpose separately taken histograms, equalize the area of the resulting joint distribution with the normal distribution law, find the difference between the reduced frequency histogram and the normal distribution law, and determine the compatibility level in the range from 0 to 1 or from 0 to 100% according to the formula

C = [ y ( x ) * K y ' ( x ) ] 2 [ y ' ( x ) ] 2

Figure 00000013
C = [ y ( x ) * K - y '' ( x ) ] 2 [ y '' ( x ) ] 2
Figure 00000013

где K - коэффициент нормирования получаемого совместного частотного распределенияwhere K is the normalization coefficient of the resulting joint frequency distribution

K = y ' ( x ) y ( x )

Figure 00000014
K = y '' ( x ) y ( x )
Figure 00000014

`y' - плотность нормального распределения и характеризуют психофизиологическую совместимость между двумя живыми объектами по вычисленным значениям уровня совместимости.`y 'is the density of the normal distribution and characterize the psychophysiological compatibility between two living objects according to the calculated values of the compatibility level.

В следующем варианте для получения технического результата в известном способе получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта, включающим измерение сигнала о микроперемещении головы живого объекта, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о микроперемещении, для получения информации об уровне вербальной или невербальной лжи, получают амплитудное и/или частотное виброизображение головы живого объекта, измеряют следующие параметры виброизображения головы живого объекта:In the next embodiment, to obtain a technical result in a known method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object, including measuring a signal about the microdisplacement of the head of a living object, subsequent processing of the specified signal and obtaining information about the psychophysiological state of a living object based on the results of processing the signal of microdisplacement, to obtain information about the level of verbal or non-verbal lies, receive the amplitude and / or frequency vibroimage of a living head about ekta, the following parameters were measured vibraimage head living object:

Pизм - параметр, изменившийся более установленных пределов;P ISM - parameter that has changed over the established limits;

Pc - параметр виброизображения, измеряемый при определении уровня лжи;P c - parameter of the vibration image, measured when determining the level of lies;

K - коэффициент значимости измеряемого Pизм;K is the coefficient of significance of the measured P ISM ;

n - число измеряемых параметров;n is the number of measured parameters;

m - число изменившихся параметров.m is the number of changed parameters.

и определяют уровень лжи L в пределах от 0 до 1 или от 0 до 100% по формулеand determine the level of lies L in the range from 0 to 1 or from 0 to 100% according to the formula

L = 1 m P и з м K 1 n P с K

Figure 00000015
L = one m P and s m K one n P from K
Figure 00000015

Известно, что кибернетика и теория информации рассматривает возможности применения технических методов и средств управления применительно к биологическим объектам и физиологическим системам. Современное понимание сенсорной физиологии [9] во многом перекликается с понятиями и определениями теории информации и коммуникации сигналов [10], допуская возможность психофизиологической информативности математических параметров разработанных в теории информации. Многолетние наблюдения и исследования автора микродвижений головы человека с помощью статистических параметров используемых в теории информации показали, что существует статистически достоверные зависимости между психофизиологическим состоянием человека и информационно-статистическими параметрами микродвижений головы.It is known that cybernetics and information theory are considering the possibility of applying technical methods and controls to biological objects and physiological systems. The modern understanding of sensory physiology [9] largely echoes the concepts and definitions of the theory of information and communication signals [10], allowing the possibility of psychophysiological informativeness of mathematical parameters developed in information theory. Long-term observations and studies of the author of micromotion of the human head with the help of statistical parameters used in information theory have shown that there are statistically significant relationships between the psychophysiological state of a person and the information-statistical parameters of micromotion of the head.

Автор предлагает свое объяснение данному явлению и вестибулярно-эмоциональному рефлексу. Для начала определим взаимосвязь между психофизиологической энергорегуляцией (метаболизмом) [11] и эмоциональным состоянием. Каждое типичное эмоциональное состояние характеризуется определенными затратами энергии и собственным соотношением между физиологической энергией необходимой для реализации физиологических процессов и эмоциональной энергией, выделяемой в результате сознательных или бессознательных процессов. Например, состояние агрессии, если оно действительно идентично, для различных лиц, то и его проявления для этих лиц должны быть идентичны, но с учетом естественных поправок на возраст, пол, воспитание и т.д. Однако, с точки зрения физиологии, эти различия не должны иметь принципиального значения с точки зрения относительного количества и места выделения энергии в организме. Все это приводит к проявлению видимых признаков эмоций, например, покраснение лица и учащение дыхания и ЧСС в состоянии ярость, проявлении определенной мимики [6]. При этом, основной причиной внешнего проявления эмоционального состояния является дополнительное выделение энергии в организме человека, изменяющее соотношение между физиологической и эмоциональной энергией. Следует отметить, что автор учитывает физико-химическую энергию естественных физиологических процессов известных на современном уровне развития техники [11]. Скорость протекания физиологических процессов, процессы торможения и возбуждения взаимосвязаны для процессов мышления и движения человека [1, 4, 12].The author offers his explanation for this phenomenon and the vestibular-emotional reflex. To begin with, let us determine the relationship between psychophysiological energy regulation (metabolism) [11] and emotional state. Each typical emotional state is characterized by a certain expenditure of energy and its own correlation between physiological energy necessary for the implementation of physiological processes and the emotional energy released as a result of conscious or unconscious processes. For example, the state of aggression, if it is really identical for different people, then its manifestations for these people should be identical, but taking into account natural adjustments for age, gender, upbringing, etc. However, from the point of view of physiology, these differences should not be of fundamental importance in terms of the relative amount and place of energy release in the body. All this leads to the manifestation of visible signs of emotions, for example, redness of the face and rapid breathing and heart rate in a state of rage, the manifestation of certain facial expressions [6]. At the same time, the main cause of the external manifestation of the emotional state is the additional release of energy in the human body, which changes the relationship between physiological and emotional energy. It should be noted that the author takes into account the physicochemical energy of natural physiological processes known at the current level of technological development [11]. The rate of physiological processes, the processes of inhibition and excitation are interrelated for the processes of thinking and movement of a person [1, 4, 12].

Основной задачей вестибулярной системы человека является поддержание равновесия или баланса, прежде всего механического. Однако в работе [13] доказано, что равновесное состояние квазизамкнутых систем возможно только в случае множественного равновесия, т.е. механического, химического, энергетического и другого для всех систем образующих данный объект. Любой разбаланс в одной из этих систем приводит к нарушению равновесия в смежной системе, т.е. нарушение энергетического равновесия вызывает нарушение механического равновесия.The main task of the human vestibular system is to maintain equilibrium or balance, especially mechanical. However, it was proved in [13] that the equilibrium state of quasiclosed systems is possible only in the case of multiple equilibrium, i.e. mechanical, chemical, energy and other for all systems forming this object. Any imbalance in one of these systems leads to an imbalance in the adjacent system, i.e. violation of energy balance causes a violation of mechanical equilibrium.

Голова человека, находящаяся в вертикальном квазиравновесном состоянии является чрезвычайно чувствительным механическим индикатором любых энергетических процессов происходящих в организме человека. С точки зрения биомеханики, вертикальное равновесное поддержание и баланс многокилограммовой головы находящегося значительно выше центра тяжести объекта, требует значительных и постоянных усилий и сокращений от мышц скелетной части шея-голова, причем эти движения осуществляются рефлекторно под управлением вестибулярной системы. Любое новое значимое явление (эмоция) в организме человека вносит изменение в данный постоянный физиологический процесс, аналогично изменениям и других физиологических процессов, традиционно используемых для анализа психофизиологии, таких как КГР, АД и частота сердечных сокращений (ЧСС). Причем в зависимости от количества выделяемой энергии и места выделения энергии изменяются параметры движения головы. Пространственная трехмерная траектория движения головы достаточно сложна, так как форма головы только условно похожа на сферу, и траектории движения каждой точки могут существенно различаться под управлением нескольких сотен шейных мышц. Информационно статистический анализ параметров движения позволяет достоверно различать количественные параметры движения головы, а значит, измерять и идентифицировать каждое эмоциональное состояние, через изменение энергии и реакцию вестибулярной системы. Законы механики однозначны, для поддержания равновесия действие всегда равно противодействию, следовательно, энергетические изменения в организме различных людей будут вызывать соответствующие одинаковые изменения в параметрах движения головы за счет работы вестибулярной системы.A human head in a vertical quasi-equilibrium state is an extremely sensitive mechanical indicator of any energy processes occurring in the human body. From the point of view of biomechanics, the vertical equilibrium maintenance and balance of a multi-kilogram head located significantly higher than the center of gravity of an object requires significant and constant efforts and contractions from the muscles of the skeletal part of the neck-head, and these movements are carried out reflexively under the control of the vestibular system. Any new significant phenomenon (emotion) in the human body makes a change in this constant physiological process, similar to changes in other physiological processes traditionally used to analyze psychophysiology, such as RAG, blood pressure and heart rate (HR). Moreover, depending on the amount of energy released and the place of energy release, the parameters of the movement of the head change. The spatial three-dimensional trajectory of the head’s movement is quite complicated, since the shape of the head is only conditionally similar to a sphere, and the trajectories of each point can vary significantly under the control of several hundred cervical muscles. An information-statistical analysis of movement parameters allows one to reliably distinguish the quantitative parameters of head movement, and therefore, measure and identify each emotional state through a change in energy and the reaction of the vestibular system. The laws of mechanics are unambiguous, to maintain equilibrium, action is always equal to counteraction, therefore, energy changes in the body of various people will cause corresponding identical changes in the parameters of head movement due to the work of the vestibular system.

Предлагаемая общая классификация эмоций в зависимости от информационно-статистических параметров движения головы позволяет идентифицировать любое эмоциональное состояние, используя при этом для первоначальной настройки, в качестве метода сравнения независимую экспертную оценку или другие психофизиологические методы, так как в настоящее время отсутствует единый общепринятый подход для измерения эмоциональных состояний. Современная психология использует, в основном, качественные критерии для оценки эмоциональных состояний, что в принципе, не допускает возможность проведения количественных измерений и затрудняет объективную оценку состояния человека. Предлагаемый метод позволяет измерять любое эмоциональное состояние, так как если изменение параметров движения головы функционально связано с изменением энергообмена, то, следовательно, параметры движения головы являются универсальной характеристикой психофизиологического состояния человека. Точность соответствия предлагаемых формул для расчета эмоциональных состояний существующим критериям оценок является менее значимой по отношению к самому методу оценки эмоционального состояния через микродвижения головы, так как существующий уровень техники не имеет общепринятых норм для оценки эмоциональных состояний. Уникальность метода заключается в едином подходе для измерения любой эмоции, в то время, как все предыдущие методы использовали различные подходы для оценки различных эмоциональных состояний. Принятие предлагаемой концепции для измерения эмоциональных состояний позволяет перевести психологию в разряд точных наук и сделать измерение эмоций таким же однозначным, как измерение любой другой физической величины, например, тока, напряжения или расстояния.The proposed general classification of emotions depending on the information-statistical parameters of head movement allows you to identify any emotional state, using an independent expert assessment or other psychophysiological methods as a comparison method, since there is currently no single universally accepted approach for measuring emotional states. Modern psychology uses mainly qualitative criteria for assessing emotional states, which, in principle, does not allow the possibility of quantitative measurements and makes it difficult to objectively assess a person’s state. The proposed method allows you to measure any emotional state, since if the change in the parameters of the head movement is functionally related to the change in energy exchange, then, therefore, the parameters of the head movement are a universal characteristic of the psychophysiological state of a person. The accuracy of the correspondence of the proposed formulas for calculating emotional states to the existing evaluation criteria is less significant with respect to the method of evaluating the emotional state through micro-movements of the head, since the current level of technology does not have generally accepted standards for assessing emotional states. The uniqueness of the method lies in a single approach for measuring any emotion, while all the previous methods used different approaches to assess various emotional states. The adoption of the proposed concept for measuring emotional states allows us to transfer psychology to the category of exact sciences and make the measurement of emotions as unambiguous as the measurement of any other physical quantity, for example, current, voltage or distance.

Перечень фигур чертежей.The list of figures drawings.

На фиг.1 приведено программное окно измерения эмоциональных состояний человека, уровней агрессии, стресса и тревожности по его амплитудному и частотному виброизображению.Figure 1 shows the software window for measuring the emotional state of a person, levels of aggression, stress and anxiety by its amplitude and frequency vibroimage.

На фиг.2 приведено программное окно детекции лжи при проведении опроса, показывающее изменение параметров движения головы во времени и уровень лжи при проведении опроса.Figure 2 shows the software window of lie detection during the survey, showing the change in the parameters of head movement in time and the level of lies during the survey.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDescription of preferred embodiments of the invention

Осуществление изобретения заключается в непосредственном и бесконтактном наблюдении за микроперемещением головы человека с помощью телевизионной или веб камеры, преобразование телевизионного сигнала в амплитудное и частотное виброизображение и определение эмоционального состояния с помощью системы Vibraimage 7.1 [15] путем измерения средней частоты амплитудного и частотного виброизображения накопленного за различные периоды времени в (0,1-1-10) секунд, приведенные к частоте ввода телевизионной камеры. Каждый из этих параметров отражает степень возбуждения человека за определенный период времени и может применяться для анализа реакции человека на вопрос, например, при детекции лжи.The implementation of the invention consists in direct and non-contact observation of micromotion of a person’s head using a television or web camera, converting a television signal into amplitude and frequency vibroimage and determining the emotional state using Vibraimage 7.1 [15] by measuring the average frequency of the amplitude and frequency vibraimage accumulated for various time periods in (0.1-1-10) seconds, reduced to the input frequency of the television camera. Each of these parameters reflects the degree of arousal of a person over a certain period of time and can be used to analyze a person’s response to a question, for example, in lie detection.

На фиг.1 приведено интерфейсное окно программы Vibraimage 7,1 с измеренными значениями эмоциональных состояний человека, уровней агрессии, стресса и тревожности по его амплитудному и частотному виброизображению. Пример показывает изменение состояния испытуемого во время трех минутного опроса. Графики показывают достаточно ровные значения тревожности, агрессии и стресса, за исключением трех вопросов, которые вызвали явное недоумение испытуемого. Следует отметить, что в предлагаемой автором приведенной системе измерения эмоциональных состояний [16], все эмоциональные состояния изменяются в диапазоне между 0 и 1, или 0 и 100%. Данный подход позволяет сравнивать эмоциональные состояния различных людей, полученные в различных условиях, с учетом ограничений подробно изложенных в монографии о виброизображение [3].Figure 1 shows the interface window of the program Vibraimage 7.1 with measured values of the emotional states of a person, levels of aggression, stress and anxiety according to its amplitude and frequency vibroimage. The example shows the change in the state of the subject during a three-minute survey. The graphs show fairly even values of anxiety, aggression and stress, with the exception of three questions that caused the subject to be clearly perplexed. It should be noted that in the proposed system of measuring emotional states proposed by the author [16], all emotional states vary in the range between 0 and 1, or 0 and 100%. This approach allows you to compare the emotional states of different people, obtained in different conditions, taking into account the limitations detailed in the monograph on vibraimage [3].

n - число отсчетов с межкадровой разностью выше пороговой в 50 кадрах.n is the number of samples with an interframe difference above the threshold in 50 frames.

Пример осуществления изобретения по первому варианту заключается в получении виброизображения и последующем нахождении статистически значимых информационных параметров виброизображения определяющих уровень стресса человека, прежде всего определение параметров симметрии вибраций по амплитудному и частотному виброизображению.An example embodiment of the invention according to the first embodiment consists in obtaining a vibration image and then finding statistically significant information parameters of the vibration image that determine the level of stress of a person, first of all, determining the parameters of vibration symmetry from the amplitude and frequency vibration image.

A L i

Figure 00000016
- суммарная амплитуда виброизображения i-той строки левой части объекта; A L i
Figure 00000016
- the total amplitude of the vibration image of the i-th line of the left side of the object;

A R i

Figure 00000017
- суммарная амплитуда виброизображения i-той строки правой части объекта; A R i
Figure 00000017
- the total amplitude of the vibration image of the i-th line of the right side of the object;

A max i

Figure 00000018
- максимальное значение между A L i
Figure 00000019
и A R i
Figure 00000020
; A max i
Figure 00000018
- maximum value between A L i
Figure 00000019
and A R i
Figure 00000020
;

F L i

Figure 00000021
- максимальная частота виброизображения i-той строки левой части объекта; F L i
Figure 00000021
- the maximum frequency of the vibration image of the i-th line of the left side of the object;

F R i

Figure 00000022
- максимальная частота виброизображения i-той строки правой части объекта; F R i
Figure 00000022
- the maximum frequency of the vibration image of the i-th line of the right side of the object;

F max i

Figure 00000023
- максимальное значение между F L i
Figure 00000024
и F R i
Figure 00000025
; F max i
Figure 00000023
- maximum value between F L i
Figure 00000024
and F R i
Figure 00000025
;

n - число строк, занимаемое объектом.n is the number of rows occupied by the object.

В отличие от известных и противоречивых существующих подходов к определению уровня стресса была предложена новая формула, учитывающая, прежде всего асимметрию амплитуды и частоты движений для каждой строки сканирования головы человека. Таким образом, человек с максимальным уровнем стресса характеризуется максимальной асимметрией вибраций и микродвижений для амплитудного и частотного внешнего виброизображения за 20 с обработки (фиг.2).In contrast to the well-known and contradictory existing approaches to determining the level of stress, a new formula was proposed that takes into account, first of all, the asymmetry of the amplitude and frequency of movements for each line of scanning of the human head. Thus, a person with a maximum level of stress is characterized by a maximum asymmetry of vibrations and micromotion for the amplitude and frequency of external vibroimages for 20 seconds of processing (figure 2).

S t = 1 n ( | A L i A R i | A max i + | F L i F R i | F max i ) 2 n

Figure 00000011
S t = one n ( | | | A L i - A R i | | | A max i + | | | F L i - F R i | | | F max i ) 2 n
Figure 00000011

Аналогично предыдущему приведенному информационно-статистическому параметру предлагаемая формула позволяет измерять уровень стресса от 0 до 1, причем минимальному уровню стресса соответствует минимальное измеряемое значение, а человек с повышенным уровнем стресса имеет значение стресса близкое к 1.Similarly to the previous informational-statistical parameter, the proposed formula allows you to measure the level of stress from 0 to 1, with the minimum measured value corresponding to the minimum level of stress, and a person with an increased level of stress has a stress value close to 1.

Пример осуществления изобретения по второму варианту заключается в получении виброизображения и последующем нахождении статистически значимых информационных параметров виброизображения определяющих уровень тревожности человека, прежде всего построение частотного спектра быстродействующих сигналов амплитудного и частотного виброизображения.An example embodiment of the invention according to the second embodiment consists in obtaining a vibroimage and then finding statistically significant information parameters of the vibraimage that determine the level of human anxiety, primarily the construction of the frequency spectrum of high-speed signals of amplitude and frequency vibraimage.

В отличие от известных и противоречивых существующих подходов к определению уровня тревожности была предложена новая формула, учитывающая, что состояние повышенной тревожности характеризуется увеличением плотности высокочастотного спектра по сравнению к плотности низкочастотного спектра.In contrast to the well-known and contradictory existing approaches to determining the level of anxiety, a new formula was proposed that takes into account that the state of increased anxiety is characterized by an increase in the density of the high-frequency spectrum compared to the density of the low-frequency spectrum.

T n = f max 2 f max P i ( f ) 0,1 f max P i ( f )

Figure 00000012
T n = f max 2 f max P i ( f ) 0.1 f max P i ( f )
Figure 00000012

гдеWhere

Tn - уровень тревожности,Tn - level of anxiety,

Pi(f) - спектральная мощность распределения частоты виброизображения;P i (f) is the spectral power of the vibration frequency distribution;

fmax - максимальная частота в спектре распределения частоты виброизображения,f max - the maximum frequency in the spectrum of the distribution of the frequency of the vibration image,

Аналогично предыдущему приведенному информационно-статистическому параметру предлагаемая формула позволяет измерять уровень тревожности от 0 до 1, причем минимальному уровню тревожности соответствует минимальное измеряемое значение, а человек с повышенным уровнем тревожности имеет значение стресса близкое к 1. Спектр распределения частоты быстрых сигналов виброизображения приводится для контроля оператором или пользователем системы в нижнем левом углу интерфейсного окна на нижней спектрограмме.Similarly to the previous informational and statistical parameter, the proposed formula allows you to measure the level of anxiety from 0 to 1, and the minimum measured value corresponds to the minimum level of anxiety, and a person with a high level of anxiety has a stress value close to 1. The frequency distribution spectrum of fast vibration signals is given for operator control or by a system user in the lower left corner of the interface window on the lower spectrogram.

Пример осуществления изобретения по следующему варианту заключается в получении виброизображения и последующем нахождении статистически значимых информационных параметров виброизображения определяющих уровень совместимости между людьми, прежде всего построение гистограмм частотного виброизображения для каждого человека.An example embodiment of the invention according to the following embodiment consists in obtaining a vibroimage and then finding statistically significant information parameters of the vibraimage that determine the level of compatibility between people, primarily the construction of histograms of the frequency vibraimage for each person.

В отличие от известных и противоречивых существующих подходов к определению уровня совместимости была предложена новая формула, учитывающая, что повышенная совместимость характеризуется близостью соответствия суммарной частотной гистограммы вибраций обоих людей нормальному закону распределения.In contrast to the known and contradictory existing approaches to determining the level of compatibility, a new formula was proposed that takes into account that increased compatibility is characterized by the proximity of the correspondence of the total frequency histogram of vibration of both people to the normal distribution law.

K = y ' ( x ) y ( x )

Figure 00000014
K = y '' ( x ) y ( x )
Figure 00000014

где K - коэффициент нормирования исходной гистограммы.where K is the normalization coefficient of the initial histogram.

Аналогично предыдущему приведенному параметру предлагаемая формула позволяет измерять уровень совместимости от 0 до 1, причем минимальному уровню совместимости соответствует минимальное измеряемое значение, а пара с повышенным уровнем совместимости имеет измеренное значение близкое к 1.Similarly to the previous parameter, the proposed formula allows you to measure the compatibility level from 0 to 1, and the minimum measured value corresponds to the minimum compatibility level, and a pair with an increased compatibility level has a measured value close to 1.

Пример осуществления изобретения по следующему варианту заключается в получении виброизображения и последующем нахождении статистически значимых информационных параметров виброизображения определяющих уровень лжи человека, прежде всего получение временных зависимостей максимального количества параметров виброизображения с минимальной степенью корреляции между собой. На рисунке 2 приведены временные зависимости нескольких наиболее значимых параметров, отражающих степень возбуждения человека, за различное время накопления 0,1-1-10 секунд [15]. В ходе примерно трех минутного опроса определялась вербальная ложь, вертикальная зеленая линия на графиках показывает начало задаваемого вопроса, а вертикальная красная показывает конец ответа. Из рисунка 2 следует, что в ходе опроса ложь была зарегистрирована один раз, что показывает нижний из графиков.An example embodiment of the invention according to the following embodiment consists in obtaining a vibration image and then finding statistically significant information parameters of the vibration image determining the level of a person’s lie, first of all, obtaining time dependences of the maximum number of vibration image parameters with a minimum degree of correlation between each other. Figure 2 shows the time dependences of several of the most significant parameters, reflecting the degree of human excitation, for various accumulation times of 0.1-1-10 seconds [15]. A verbal falsehood was determined during an approximately three-minute survey, the vertical green line in the graphs indicates the beginning of the question asked, and the vertical red indicates the end of the answer. From Figure 2 it follows that during the survey, the lie was registered once, which shows the bottom of the graphs.

В отличие от известных и противоречивых существующих подходов к определению уровня совместимости была предложена новая формула, учитывающая, что повышение уровня лжи определяется существенным изменением в измеряемых значениях параметров виброизображения по сравнению с отчетным периодом времени. При этом предлагаемая формула позволяет определять как вербальную, так и невербальную ложь. При определении вербальной лжи в качестве отчетного периода используется период времени до начала ответа исследуемого человека, а в случае анализа невербальной лжи параметры в течение одного временного периода (отчетного) сравниваются с параметрами в течение другого временного периода (исследуемого).In contrast to the well-known and contradictory existing approaches to determining the level of compatibility, a new formula was proposed that takes into account that an increase in the level of lies is determined by a significant change in the measured values of the vibration image parameters compared to the reporting time period. Moreover, the proposed formula allows you to determine both verbal and non-verbal lies. When determining verbal lies as a reporting period, the period of time until the response of the person under investigation is used, and in the case of analyzing non-verbal lies, the parameters during one time period (reporting) are compared with the parameters during another time period (investigated).

Расчет уровня лжи L осуществляется по формулеThe calculation of the level of lies L is carried out according to the formula

L = 1 m P и з м K 1 n P с K

Figure 00000015
L = one m P and s m K one n P from K
Figure 00000015

гдеWhere

Pизм - параметр, изменившийся более установленных пределов;P ISM - parameter that has changed over the established limits;

Pc - параметр виброизображения, измеряемый при определении уровня лжи;P c - parameter of the vibration image, measured when determining the level of lies;

K - коэффициент значимости измеряемого Pизм;K is the coefficient of significance of the measured P ISM ;

n - число измеряемых параметров;n is the number of measured parameters;

m - число изменившихся параметров.m is the number of changed parameters.

Аналогично предыдущему приведенному параметру предлагаемая формула позволяет измерять уровень лжи от 0 до 1, причем минимальному уровню лжи соответствует минимальное измеряемое значение, а максимальный уровень лжи может иметь измеренное значение близкое к 1.Similarly to the previous parameter given, the proposed formula allows you to measure the level of lies from 0 to 1, with the minimum level of lie corresponds to the minimum measured value, and the maximum level of lies can have a measured value close to 1.

Проведенные независимые практические испытания разработанной системы и количественной оценки психоэмоционального состояния пассажиров в аэропортах по уровню, стресса, тревожности и потенциальной опасности показали хорошее совпадение (не менее 90%) с экспертной оценкой специалистов, что подтверждает практическую реализуемость предлагаемого изобретения.Independent practical tests of the developed system and quantitative assessment of the psycho-emotional state of passengers at airports in terms of level, stress, anxiety and potential danger showed good agreement (at least 90%) with the expert assessment of experts, which confirms the practical feasibility of the invention.

ЛитератураLiterature

1. Н.А. Бернштейн. Физиология движений и активность. М.: Наука, 1990.1. N.A. Bernstein. Physiology of movements and activity. M .: Nauka, 1990.

2. Е. Мира-и-Лопес. Графическая методика исследования личности. СПб.: Речь, 2002.2. E. Mira-i-Lopez. Graphic methodology of personality research. St. Petersburg: Speech, 2002.

3. В.А. Минкин. Виброизображение. СПб.: Реноме, 2007.3. V.A. Minkin. Vibroimage. St. Petersburg: Renome, 2007.

4. V.A. Minkin, N.N. Nikolaenko. Application of Vibraimage Technology and System for Analysis of Motor Activity and Study of Functional State of the Human Body, Biomedical Engineering, Vol.42, No.4, 2008, pp.196-200. 2008 Springer Science + Business Media, Inc.4. V.A. Minkin, N.N. Nikolaenko. Application of Vibraimage Technology and System for Analysis of Motor Activity and Study of Functional State of the Human Body, Biomedical Engineering, Vol.42, No.4, 2008, pp.196-200. 2008 Springer Science + Business Media, Inc.

5. В.А. Минкин, А.И. Штам. RU 2187904. Способ преобразования изображения.5. V.A. Minkin, A.I. Stam. RU 2187904. Image conversion method.

6. Пол Экман. Психология лжи. Изд. Питер, 2003.6. Paul Ekman. The psychology of lies. Ed. Peter, 2003.

7. A.J. Fridlund, Human facial expression. An evolutionary view. San Diego, CA, Academic Press7. A.J. Fridlund, Human facial expression. An evolutionary view. San Diego, CA, Academic Press

8. Прототип. В.А. Минкин, А.И. Штам. RU 2289310. Способ получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта.8. The prototype. V.A. Minkin, A.I. Stam. RU 2289310. A method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object.

9. Тамар Г. Основы сенсорной физиологии. М., 1976. 520 с.9. Tamar G. Fundamentals of sensory physiology. M., 1976.520 s.

10. Claude Е. Shannon: A Mathematical Theory of Communication, Bell System Technical Journal, Vol.27, pp.379-423, 623-656, 1948.10. Claude, E. Shannon: A Mathematical Theory of Communication, Bell System Technical Journal, Vol. 27, pp. 379-423, 623-656, 1948.

11. Физиология человека, под ред. В.М. Покровского и Г.Ф. Коротько, Москва, Медицина, 1997.11. Human physiology, ed. V.M. Pokrovsky and G.F. Korotko, Moscow, Medicine, 1997.

12. В.А. Минкин, Н.Н. Николаенко. Исследование зависимости психофизиологических характеристик человека от величины торможения вестибулярной системы методом виброизображения. Краснодар: Кубанский Научный Медицинский Вестник, №4, 2007.12. V.A. Minkin, N.N. Nikolaenko. Investigation of the dependence of the psychophysiological characteristics of a person on the inhibition of the vestibular system by the method of vibroimage. Krasnodar: Kuban Scientific Medical Bulletin, No. 4, 2007.

13. Гладышев Г.П. «Термодинамика и макрокинетика природных иерархических процессов», М.: Наука, 1988, 288 с.13. Gladyshev G.P. “Thermodynamics and macrokinetics of natural hierarchical processes”, Moscow: Nauka, 1988, 288 pp.

14. Казамаров Александр Александрович, Луканцев Виктор Никифорович, RU 2321813, Нашлемная система целеуказания, прицеливания и индикации.14. Kazamarov Alexander Alexandrovich, Lukantsev Victor Nikiforovich, RU 2321813, Helmet-based target designation, aiming and indication system.

15. Система контроля психоэмоционального состояния человека. Техническое описание. Версия Vibraimage 7.1 Публикации Элсис, 06.2009 www.elsys.ru15. The system for monitoring the psycho-emotional state of a person. Technical description. Vibraimage version 7.1 Elsis Publications, 06.2009 www.elsys.ru

16. В.А. Минкин, Н.Н. Анисимова. Видео информация, как основа общей теории эмоций. Труды 17-ой Международной научно-технической конференции «Современное телевидение», Москва, 2009.16. V.A. Minkin, N.N. Anisimova. Video information as the basis of the general theory of emotions. Proceedings of the 17th International Scientific and Technical Conference "Modern Television", Moscow, 2009.

Claims (4)

1. Способ получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта, включающий измерение сигнала о микроперемещении головы живого объекта, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о микроперемещении, отличающийся тем, что для определения уровня стресса получают амплитудное и/или частотное виброизображение головы живого объекта и измеряют следующие параметры виброизображения головы живого объекта:
A L i
Figure 00000026
- суммарная амплитуда виброизображения i-й строки левой части объекта;
A R i
Figure 00000027
- суммарная амплитуда виброизображения i-й строки правой части объекта;
A max i
Figure 00000028
- максимальное значение между A L i
Figure 00000029
и A R i
Figure 00000030
;
F L i
Figure 00000031
- максимальная частота виброизображения i-й строки левой части объекта;
F R i
Figure 00000032
- максимальная частота виброизображения i-й строки правой части объекта;
F max i
Figure 00000033
- максимальное значение между F L i
Figure 00000034
и F R i
Figure 00000035
;
n - число строк, занимаемое объектом,
вычисляют уровень стресса (St) в пределах от 0 до 1 или от 0 до 100% по формуле
S t = 1 n ( | A L i A R i | A max i + | F L i F R i | F max i ) 2 n
Figure 00000036

и характеризуют психофизиологическое состояние живого объекта по вычисленным значениям уровня стресса.
1. A method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object, including measuring a signal about the microdisplacement of the head of a living object, subsequent processing of the specified signal and obtaining information about the psychophysiological state of a living object based on the results of the processing of the signal about microdisplacement, characterized in that the amplitude is obtained to determine the level of stress and / or frequency vibroimage of the head of a living object and measure the following parameters of vibroimage of the head of a living object:
A L i
Figure 00000026
- the total amplitude of the vibration image of the i-th line of the left side of the object;
A R i
Figure 00000027
- the total amplitude of the vibration image of the i-th line of the right side of the object;
A max i
Figure 00000028
- maximum value between A L i
Figure 00000029
and A R i
Figure 00000030
;
F L i
Figure 00000031
- the maximum frequency of the vibration image of the i-th line of the left side of the object;
F R i
Figure 00000032
- the maximum vibration frequency of the i-th line of the right side of the object;
F max i
Figure 00000033
- maximum value between F L i
Figure 00000034
and F R i
Figure 00000035
;
n is the number of rows occupied by the object,
calculate the stress level (St) in the range from 0 to 1 or from 0 to 100% according to the formula
S t = one n ( | | | A L i - A R i | | | A max i + | | | F L i - F R i | | | F max i ) 2 n
Figure 00000036

and characterize the psychophysiological state of a living object according to the calculated values of the stress level.
2. Способ получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта, включающий измерение сигнала о микроперемещении головы живого объекта, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о микроперемещении, отличающийся тем, что для получения информации об уровне тревожности объекта получают амплитудное и/или частотное виброизображение головы живого объекта, измеряют следующие параметры виброизображения головы живого объекта:
Tn - уровень тревожности,
Pi(f) - спектральная мощность распределения частоты виброизображения;
fmax - максимальная частота в спектре распределения частоты виброизображения,
вычисляют уровень тревожности в пределах от 0 до 1 или от 0 до 100% по формуле
T n = f max 2 f max P i ( f ) 0,1 f max P i ( f )
Figure 00000037

и характеризуют психофизиологическое состояние живого объекта по вычисленным значениям уровня тревожности.
2. A method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object, including measuring a signal about the microdisplacement of the head of a living object, subsequent processing of the specified signal and obtaining information about the psychophysiological state of a living object based on the results of processing the signal about the microdisplacement, characterized in that to obtain information about the level of anxiety the object receive the amplitude and / or frequency vibroimage of the head of a living object, measure the following parameters of the vibraimage of the head ivogo object:
Tn - level of anxiety,
P i (f) is the spectral power of the vibration frequency distribution;
f max - the maximum frequency in the spectrum of the distribution of the frequency of the vibration image,
calculate the level of anxiety in the range from 0 to 1 or from 0 to 100% according to the formula
T n = f max 2 f max P i ( f ) 0.1 f max P i ( f )
Figure 00000037

and characterize the psychophysiological state of a living object according to the calculated values of the level of anxiety.
3. Способ получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта, включающий измерение сигнала о микроперемещении головы живого объекта, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о микроперемещении, отличающийся тем, что для получения информации об уровне совместимости живого объекта с другим объектом получают амплитудное и/или частотное виброизображение головы живого объекта, определяют гистограммы распределения частоты вибраций каждого объекта в отдельности, производят наложение отдельно взятых гистограмм, уравнивают площадь получаемого совместного распределения с нормальным законом распределения, находят разность между приведенной частотной гистограммой и нормальным законом распределения и определяют уровень совместимости в пределах от 0 до 1 или от 0 до 100% по формуле:
C = [ y ( x ) K y ' ( x ) ] 2 [ y ' ( x ) ] 2 ,
Figure 00000038

где K - коэффициент нормирования получаемого совместного частотного распределения
K = y ' ( x ) y ( x )
Figure 00000039

y' - плотность нормального распределения
и характеризуют психофизиологическую совместимость между двумя живыми объектами по вычисленным значениям уровня совместимости.
3. A method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object, including measuring a signal about the microdisplacement of the head of a living object, subsequent processing of the specified signal and obtaining information about the psychophysiological state of a living object based on the results of processing the signal of microdisplacement, characterized in that to obtain information about the compatibility level living object with another object receive the amplitude and / or frequency vibroimage of the head of a living object, determine the histograms of distribution determining the vibration frequency of each object separately, superimpose separately taken histograms, equalize the area of the resulting joint distribution with the normal distribution law, find the difference between the reduced frequency histogram and the normal distribution law, and determine the compatibility level in the range from 0 to 1 or from 0 to 100% according to the formula:
C = [ y ( x ) K - y '' ( x ) ] 2 [ y '' ( x ) ] 2 ,
Figure 00000038

where K is the normalization coefficient of the resulting joint frequency distribution
K = y '' ( x ) y ( x )
Figure 00000039

y 'is the density of the normal distribution
and characterize the psychophysiological compatibility between two living objects according to the calculated values of the compatibility level.
4. Способ получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта, включающий измерение сигнала о микроперемещении головы живого объекта, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов обработки сигнала о микроперемещении, отличающийся тем, что для получения информации об уровне вербальной или невербальной лжи получают амплитудное и/или частотное виброизображение головы живого объекта, измеряют следующие параметры виброизображения головы живого объекта:
Ризм - параметр, изменившийся более установленных пределов;
Рс - параметр виброизображения, измеряемый при определении уровня лжи;
K - коэффициент значимости измеряемого Ризм.;
n - число измеряемых параметров;
m - число изменившихся параметров, и определяют уровень лжи L в пределах от 0 до 1 или от 0 до 100% по формуле
L = 1 m P и з м K 1 n P с K .
Figure 00000040
4. A method of obtaining information about the psychophysiological state of a living object, including measuring a signal about the microdisplacement of the head of a living object, subsequent processing of the specified signal and obtaining information about the psychophysiological state of a living object based on the results of processing the signal about microdisplacement, characterized in that to obtain information about the level of verbal or non-verbal lies receive the amplitude and / or frequency vibrational image of the head of a living object, measure the following parameters of the vibrational image Nia living object head:
R ISM - parameter that has changed over the established limits;
P with - parameter vibroimage measured when determining the level of lies;
K is the coefficient of significance of the measured P meas. ;
n is the number of measured parameters;
m - the number of changed parameters, and determine the level of lies L in the range from 0 to 1 or from 0 to 100% according to the formula
L = one m P and s m K one n P from K .
Figure 00000040
RU2009140207/14A 2009-10-26 2009-10-26 Method for obtaining information on psychophysiological state of living being RU2510238C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140207/14A RU2510238C2 (en) 2009-10-26 2009-10-26 Method for obtaining information on psychophysiological state of living being

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140207/14A RU2510238C2 (en) 2009-10-26 2009-10-26 Method for obtaining information on psychophysiological state of living being

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009140207A RU2009140207A (en) 2011-05-10
RU2510238C2 true RU2510238C2 (en) 2014-03-27

Family

ID=44732223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009140207/14A RU2510238C2 (en) 2009-10-26 2009-10-26 Method for obtaining information on psychophysiological state of living being

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510238C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016159825A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Многопрофильное Предприятие "Элсис" Method for obtaining information regarding psychophysiological state of individual
JP2017169987A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 ムノガプローフィリナエ プレドプリヤーチェ エルシス Method of obtaining information regarding psychophysiological state
WO2018174745A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Многопрофильное Предприятие "Элсис" Method of evaluating a person's psychophysiological state

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515149C2 (en) * 2012-02-06 2014-05-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Многопрофильное Предприятие "Элсис" Screening diagnostic technique for prostate cancer
CN116311510B (en) * 2023-03-08 2024-05-31 广东兆邦智能科技股份有限公司 Emotion detection method and system based on image acquisition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5790456A (en) * 1997-05-09 1998-08-04 Advanced Micro Devices, Inc. Multiple bits-per-cell flash EEPROM memory cells with wide program and erase Vt window
RU2119295C1 (en) * 1996-05-15 1998-09-27 Государственное предприятие конструкторское бюро "СПЕЦВУЗАВТОМАТИКА" Stabilized platform for measuring the parameters of object biological tissue micromotions and method of its production
RU2236164C1 (en) * 2003-04-21 2004-09-20 Фролов Андрей Борисович Method and device for studying state and correcting human organism functioning systems
RU2289310C2 (en) * 2004-02-16 2006-12-20 Многопрофильное предприятие ООО "Элсис" Method for obtaining information about psychophysiological state of alive object

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2119295C1 (en) * 1996-05-15 1998-09-27 Государственное предприятие конструкторское бюро "СПЕЦВУЗАВТОМАТИКА" Stabilized platform for measuring the parameters of object biological tissue micromotions and method of its production
US5790456A (en) * 1997-05-09 1998-08-04 Advanced Micro Devices, Inc. Multiple bits-per-cell flash EEPROM memory cells with wide program and erase Vt window
RU2236164C1 (en) * 2003-04-21 2004-09-20 Фролов Андрей Борисович Method and device for studying state and correcting human organism functioning systems
RU2289310C2 (en) * 2004-02-16 2006-12-20 Многопрофильное предприятие ООО "Элсис" Method for obtaining information about psychophysiological state of alive object

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МИНКИН В.А. Исследование зависимости психофизиологических характеристик человека от величины торможения вестибулярной системы методом виброизображения. - Кубанский Научный Медицинский Вестник, 2007 No.6 (99), с.23-28. Найдено в Интернет http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:_mzxrQDwpKcJ:http://www.elsys.ru/downloads/reports/VImethodKNMV.pd. *
МИНКИН В.А. Исследование зависимости психофизиологических характеристик человека от величины торможения вестибулярной системы методом виброизображения. - Кубанский Научный Медицинский Вестник, 2007 №6 (99), с.23-28. Найдено в Интернет http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:_mzxrQDwpKcJ:http://www.elsys.ru/downloads/reports/VImethodKNMV.pd. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016159825A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Многопрофильное Предприятие "Элсис" Method for obtaining information regarding psychophysiological state of individual
RU2629247C2 (en) * 2015-03-31 2017-08-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Многопрофильное Предприятие "Элсис" Method of obtaining information on psychophysiological human status
KR20170133346A (en) * 2015-03-31 2017-12-05 옵쉐스트바 스 아그라니첸노이 아트베트스트벤노스찌유 "므노고프로필노예 프레드프리야찌예 "엘씨스" How to get information about the psychophysiological state of human
KR102090988B1 (en) * 2015-03-31 2020-03-20 (주)마인드아이 How to obtain information about the human psychophysiological state
JP2017169987A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 ムノガプローフィリナエ プレドプリヤーチェ エルシス Method of obtaining information regarding psychophysiological state
WO2018174745A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Многопрофильное Предприятие "Элсис" Method of evaluating a person's psychophysiological state
RU2695888C2 (en) * 2017-03-24 2019-07-29 Общество С Ограниченной Ответственностью "Многопрофильное Предприятие "Элсис" Method for assessing person's psychophysiological state

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009140207A (en) 2011-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Al-Mulla et al. A review of non-invasive techniques to detect and predict localised muscle fatigue
ES2659945T3 (en) Waste based monitoring of human health
WO2012057646A1 (en) Method for obtaining information about the psychophysiological state of a living being
CN110650685B (en) Method for assessing psychophysiological state of human
Sehle et al. Objective assessment of motor fatigue in multiple sclerosis: the Fatigue index Kliniken Schmieder (FKS)
JP6863563B2 (en) Stress evaluation system
WO2015056434A1 (en) Biological-signal-measuring apparatus, and method for estimating contact state
Donohue et al. Tracking hyoid bone displacement during swallowing without videofluoroscopy using machine learning of vibratory signals
Krzywicki et al. A non-contact technique for measuring eccrine sweat gland activity using passive thermal imaging
RU2510238C2 (en) Method for obtaining information on psychophysiological state of living being
Mahesh et al. Requirements for a reference dataset for multimodal human stress detection
KR20050044394A (en) Chaologic brain function diagnosis apparatus
McNames et al. A two-stage tremor detection algorithm for wearable inertial sensors during normal daily activities
Javaid et al. Balance-based time-frequency features for discrimination of young and elderly subjects using unsupervised methods
Jang et al. A Gaussian model-based probabilistic approach for pulse transit time estimation
CN111050667B (en) Cognitive function determination method
Kinase et al. Estimating mood variation from MPF of EMG during walking
JP2020014611A (en) Psychogenic non-epileptic fit detection device and method
Mohammadzadeh et al. Prediction of physiological response over varying forecast lengths with a wearable health monitoring platform
D’Anna et al. Centre of pressure parameters for the assessment of biomechanical risk in fatiguing frequency-dependent lifting activities
KR20220072484A (en) Autism spectrum disorder evaluation method based on facial expression analysis
RU129681U1 (en) SYSTEM FOR DETERMINING THE FUNCTIONAL CONDITION OF A GROUP OF FEEDBACK PEOPLE
Su et al. An Automatic Sleep Arousal Detection Method by Enhancing U-Net with Spatial-channel Attention
Vera-Munoz et al. A wearable EMG monitoring system for emotions assessment
Casolo et al. Non-invasive muscle biopsy: Estimation of muscle fibre size from a neuromuscular interface