专利名称：基于生理数据的交互式电子设备的电路结构和交互方法
基于生理数据的交互式电子设备的电路结构和交互方法
技术领域：
本发明涉及一种交互式的电子设备的电路结构和方法，特别是一种基于生理数据 的交互式电子设备的电路结构和交互方法。
背景技术：
不同的用户在观看同一部电影或者玩同一个游戏时，每个用户的感觉是不同的， 获取用户的感受并作出针对性的响应行为是获得良好用户体验的一个重要部分。然而获取 用户的感受的方法在现阶段还极其有限，通常需要用户自己对已有的菜单进行选择来对电 子设备输入信息，通过这种方式，电子设备很难实时的获取用户的信息，更难获取用户的心 理状态，使得在针对用户不同感受作出针对性动作方面，进一步提升用户体验遇到很大困 难，如果能获取用户实时的心理状态并作出相应的反应，电子设备的用户体验将得到质的 飞跃。另一方面，在生理数据用于测谎和心理测试领域的方面，基于生理数据的心理状 态判断的技术已经有了很长的历史，基于生理数据测谎和心理测试的主要原理就是通过被 测者的皮肤电、心率、血压、呼吸、眼动等生理数据的变化，来判断被测者当前的心理状态， 如果能将基于生理数据的心理分析技术用于电子娱乐设备的人机交互，实现娱乐设备主动 根据用户的心理状态作出反应，如此必将会大幅提高用户的使用体验。公告日为2008年7月23日，公告号为CN201088832Y的专利“互动式游戏机控制 器”，其设置有生理反应感应钮组，使得玩家在使用控制器的时候，能随时感测出玩家在游 戏进行中的身体、生理状况变化，并将感测的变化值回馈在游戏主机，再由主机程序做适当 的响应，以达到人机互动的目的与功效。但是该专利所采集的生理数据只是简单的根据生 理数据的变化值进行反馈，而没有进行更加细致的处理，无法准确的获取不同用户当前的 心理状态，功能较为单一。
发明内容本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于生理数据的交互式电子设备的电路 结构和交互方法，它能够准确获取不同用户实时的心理状态并作出相应的反应，提升了用 户的体验。本发明是这样实现的—种基于生理数据的交互式电子设备的电路结构，它包括传感器组、转换模组、 CPU、心理刺激信号存储单元、用户数据库存储单元、交互设备，所述传感器组、转换模组、 CPU依次连接，所述CPU分别与所述心理刺激信号存储单元、用户数据库存储单元、交互设 备连接，所述传感器组，用于采集用户的生理数据；所述转换模组，用于将采集到的生理数据进行处理并转化；所述心理刺激信号存储单元，用于存储使用户达到预期心理状态的数据信息；
所述用户数据库存储单元，用于存储用户不同心理状态下的生理数据；所述交互设备，用于与用户进行交互。进一步的，所述传感器组包括皮肤电传感器、呼吸传感器、血压传感器、脉搏传感 器中的至少一种。进一步的，所述转换模组包括复数组信号放大器和模数转换器，所述信号放大器 和模数转换器的数量与所述传感器组中传感器的数量相对应。一种基于生理数据的交互式电子设备的交互方法，具体包括如下步骤步骤10、CPU判断用户是否已经建立生理参数的数据库，若用户没有建立生理参 数的数据库，则进入学习模式，进行步骤20，若用户已建立生理参数的数据库，则进入工作 模式，进行步骤30;步骤20、CPU根据用户的选择，从心理刺激信号存储单元中读出刺激信息，并将该 刺激信息通过交互设备提供给用户，当用户达到指定的心理状态后，利用传感器组采集用 户在该心理状态下的生理数据，并经过转换模组进行处理并转化为数字信号传送到CPU，并 存储到用户数据库存储单元，依次采集该用户在不同心理状态下的生理数据，并存储到用 户数据库存储单元，建立该用户的生理参数的数据库；步骤30、利用传感器组实时采集用户的生理数据，并经过转换模组进行处理并转 化为数字信号传送到CPU，所述CPU配合用户数据库存储单元中该用户的生理参数，判断出 用户当前的心理状态，并将判断结果传送到交互设备，所述交互设备根据判断结果产生相 应的响应行为，并将响应行为传送给用户。进一步的，所述生理数据包括皮肤电、心率、脉搏、血压和呼吸中的至少一种。进一步的，所述步骤20中，用户达到指定的心理状态的过程具体包括=CPUWW 理刺激信息存储单元读出可供用户选择的刺激信息列表供用户选择，在用户选择刺激选项 后，CPU就从心理刺激信息存储单元中读出对应的刺激信息并送往交互设备，再通过交互设 备呈现给用户，当用户接收到刺激信息后，达到指定的心理状态。本发明具有如下优点1.本发明不需要用户主动输出信息，而是通过传感器实时的获取用户的生理数据 信息，如皮肤电、心率、脉搏、血压和呼吸；2.本发明通过心理刺激信号存储单元提供刺激信息，使得用户达到指定的心理状 态，再采集用户在该心理状态下的生理数据存储到用户数据库存储单元，建立该用户的生 理参数数据库作为参考数据，这样就可以针对每个用户建立不同的数据库，提高针对不同 用户的心理识别度；3.本发明可以实时获取用户的心理状态，并根据用户不同的心理状态作出不同的 响应，甚至在用户自身都没有意识到心理变化的时候，系统就已经获取了用户的心理状态， 从而真正实现了实时的人机交互。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。图1为本发明实施例的一电路结构示意图。图2为本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式请参阅图1、图2所示，对本发明的实施例进行详细的说明。如图1，本发明实施例一电路结构包括一传感器组，所述传感器组包括皮肤电 传感器、呼吸传感器、血压传感器、脉搏传感器；一转换模组，所述转换模组包括与传感器组 中传感器数量相对应的四组信号放大器和模数转换器；一 CPU ；一心理刺激信号存储单元； 一用户数据库存储单元；一交互设备。所述心理刺激信号存储单元，用户数据库存储单元， 交互设备均连接到所述CPU，所述所述皮肤电传感器通过所述转换模组的信号放大器一和 模数转换器一连接到CPU，所述呼吸传感器通过所述转换模组的信号放大器二和模数转换 器二连接到CPU，所述血压传感器通过所述转换模组的信号放大器三和模数转换器三连接 到CPU，所述脉搏传感器通过所述转换模组的信号放大器四和模数转换器四连接到CPU。结合图2，对本发明实施例的方法进行说明所述皮肤电传感器、呼吸传感器、血压传感器、脉搏传感器，用于采集用户的生理 数据皮肤电、心率、脉搏、血压和呼吸。所述传感器组将采集到的这些生理数据经过转换模 组的信号放大器进行滤波和放大，再通过模数转换器转换为数字信号，转化后的生理数据 传送到CPU进行处理。所述心理刺激信号存储单元，存储有能使用户达到预期心理状态的 数据信息。本发明实施例的方法流程如下10. CPU判断用户是否已经建立生理参数的数据库，若用户没有建立生理参数的数 据库，则进入学习模式，进行步骤20，若用户已建立生理参数的数据库，则进入工作模式，进 行步骤30。20.如果在学习模式的时候，CPU根据用户的选择从心理刺激信息存储单元读出 能使用户达到预期心理状态的刺激信息，例如CPU从心理刺激信息存储单元读出可供用户 选择的刺激信息列表供用户选择，比如当前需要用户进入害怕的心理状态，则CPU可以从 刺激信息存储单元中读取给用户提供刺激信息的列表选项，像老虎吼叫，鬼的声音等声音， 或是恐怖片片段，杀人片段等视频，在用户选择刺激选项后，CPU就从心理刺激信息存储单 元中读出对应的刺激信息并送往交互设备，再通过交互设备呈现给用户，当用户接收到刺 激信息后，达到指定的心理状态，这时候，利用传感器组采集用户在该心理状态下的生理数 据，并经过转换模组进行处理并转化为数字信号传送到CPU，并存储到用户数据库存储单 元，然后依次采集该用户不同心理状态下的生理数据，存储到用户数据库存储单元，以建立 该用户的生理参数的数据库，作为参考数据。如果为了减少出错概率，一种心理状态下的生 理数据可以多采集几次，在一种心理状态下的生理数据采集完毕后，开始下一种心理状态 下的生理数据的采集，比如采集完“害怕”的状态后，继续采集”高兴”、“悲伤”等心理状态 下的生理数据，依次采集全部所需的心理状态的生理数据后，该用户的生理参数的数据库 建立完毕，接下来可以继续建立其他用户的数据库或者进入工作模式。30.如果在工作模式的时候，系统就利用传感器组实时采集用户的生理数据，并 经过转换模组进行处理并转化为数字信号传送到CPU，所述CPU配合所述用户数据库存储 单元中已经建立的该用户的生理参数的数据库中的参考数据，根据现有的用户心理状态判 决算法(该算法是一种可以根据被测者实时的生理数据和被测者参考生理数据来判断被测者当前心理状态的算法)判断出该用户当前的心理状态，然后将判断结果传送到交互设 备，所述交互设备作出相应的响应行为传输给用户，用户接收到响应行为后，心理状态继续 变化，从而导致生理数据新的变化，该变化又会被传感器组采集并开始新一轮的系统控制 循环。 以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依 本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
权利要求
1.一种基于生理数据的交互式电子设备的电路结构，其特征在于它包括传感器组、 转换模组、CPU、心理刺激信号存储单元、用户数据库存储单元、交互设备，所述传感器组、转 换模组、CPU依次连接，所述CPU分别与所述心理刺激信号存储单元、用户数据库存储单元、 交互设备连接，所述传感器组，用于采集用户的生理数据；所述转换模组，用于将采集到的生理数据进行处理并转化；所述心理刺激信号存储单元，用于存储使用户达到预期心理状态的数据信息；所述用户数据库存储单元，用于存储用户不同心理状态下的生理数据；所述交互设备，用于与用户进行交互。
2.根据权利要求1所述的基于生理数据的交互式电子设备的电路结构，其特征在于 所述传感器组包括皮肤电传感器、呼吸传感器、血压传感器、脉搏传感器中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的基于生理数据的交互式电子设备的电路结构，其特征在于 所述转换模组包括复数组信号放大器和模数转换器，所述信号放大器和模数转换器的数量 与所述传感器组中传感器的数量相对应。
4.一种基于生理数据的交互式电子设备的交互方法，其特征在于具体包括如下步骤步骤10、CPU判断用户是否已经建立生理参数的数据库，若用户没有建立生理参数的 数据库，则进入学习模式，进行步骤20，若用户已建立生理参数的数据库，则进入工作模式， 进行步骤30 ；步骤20、CPU根据用户的选择，从心理刺激信号存储单元中读出刺激信息，并将该刺激 信息通过交互设备提供给用户，当用户达到指定的心理状态后，利用传感器组采集用户在 该心理状态下的生理数据，并经过转换模组进行处理并转化为数字信号传送到CPU，并存储 到用户数据库存储单元，依次采集该用户在不同心理状态下的生理数据，并存储到用户数 据库存储单元，建立该用户的生理参数的数据库；步骤30、利用传感器组实时采集用户的生理数据，并经过转换模组进行处理并转化为 数字信号传送到CPU，所述CPU配合用户数据库存储单元中该用户的生理参数，判断出用户 当前的心理状态，并将判断结果传送到交互设备，所述交互设备根据判断结果产生相应的 响应行为，并将响应行为传送给用户。
5.根据权利要求4所述的基于生理数据的交互式电子设备的交互方法，其特征在于 所述生理数据包括皮肤电、心率、脉搏、血压和呼吸中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的基于生理数据的交互式电子设备的交互方法，其特征在于 所述步骤20中，用户达到指定的心理状态的过程具体包括CPU从心理刺激信息存储单元 读出可供用户选择的刺激信息列表供用户选择，在用户选择刺激选项后，CPU就从心理刺激 信息存储单元中读出对应的刺激信息并送往交互设备，再通过交互设备呈现给用户，当用 户接收到刺激信息后，达到指定的心理状态。
全文摘要
本发明提供一种基于生理数据的交互式电子设备的电路结构和交互方法，它包括传感器组、转换模组、CPU、心理刺激信号存储单元、用户数据库存储单元、交互设备，所述传感器组、转换模组、CPU依次连接，所述CPU分别与所述心理刺激信号存储单元、用户数据库存储单元、交互设备连接，系统利用传感器组实时采集用户的生理数据，并经过转换模组进行处理并转化为数字信号传送到CPU，心理刺激信号存储单元用于存储能使用户达到预期心理状态的数据信息，用户数据库存储单元，用于存储用户不同心理状态下的生理数据作为参考数据。本发明能够准确获取不同用户实时的心理状态并作出相应的反应，提升了用户的体验。
文档编号A61B5/16GK102068263SQ201110005609
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者廖裕民 申请人:福州瑞芯微电子有限公司