一种基于虚拟显示技术的心理健康教育系统的制作方法

本发明属于心理健康技术领域，尤其涉及基于虚拟显示技术的心理健康教育系统。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：现代人们生活节奏紧张，生活、工作压力大，不少人出现了失眠、焦虑、抑郁的轻微症状，如果不能得到有效的心理健康教育，任由症状发展会导致严重的心理健康问题。传统的心理健康教育由心理医生指导用户进行，疏导周期长，耗费大量时间；现有的网上咨询进行心理健康教育，不能很好的引导用户，感知性和自主性差，疏导效果差。

综上所述，现有技术存在的问题是：

传统的心理健康教育由心理医生指导用户进行，疏导周期长，耗费大量时间。

现有的网上咨询进行心理健康教育，不能很好的引导用户，感知性和自主性差，疏导效果差。

现有技术中数据信息得不到精准、高效的传输，不利于与远端心理健康教育辅导专家进行准确、及时的病情交互；现有技术中容易发生数据和感受信息的传输遗漏、转换错误，降低数据和感受信息的准确度，降低输送效率，不利于高效准确的反馈到远端的专家进行分析和方案的改进，不利于进一步的对用户进行辅导。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于虚拟显示技术的心理健康教育系统。

本发明是这样实现的，一种基于虚拟显示技术的心理健康教育方法，包括：

第一步，用户通过调查问卷形式输入具体情况经过时域高通滤波非均匀性校正后与远端心理健康教育辅导专家进行交互；

第二步，根据专家对用户情况的分析进行治疗方案的制定，并通过用户的多感知性条件模拟相应的环境；

第三步，通过用户自主的进行心理健康教育辅导，用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度；

第四步，通过将每一次用户辅导的数据和感受通过人工蜂群算法反馈到远端的专家进行分析和方案的改进，进一步的对用户进行辅导。

进一步，用户通过调查问卷等形式输入自己的具体情况经过时域高通滤波非均匀性校正后，与远端心理健康教育辅导专家进行交互，时域高通滤波非均匀性校正方法为：

y(n)＝x(n)-f(n)

式中，m为根据截止频率而预先设定的时间常量，x(n)为第n帧的输入，f(n)为第n帧的低通输出，y(n)为校正后输出。

进一步，多感知性条件包括：听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉感知。

进一步，人工蜂群算法包括：

观察蜂根据相关概率值来选择雇佣蜂，并进行跟随，其概率计算方式为：

式中，fiti为蜜源位置的适应度值；在搜索空间中，雇佣蜂和观察蜂的蜜源位置更新方式为

式中，j为随机整数；j∈{1，2，…，d}；是[－1，1]间的随机数，其控制xi位置邻近蜜源产生方式，这一搜索过程即邻域搜索过程；

一个蜜源被改进的次数超过了预设的“limit”值，则该蜜源被视为已经枯竭而被抛弃，且此蜜源处的雇佣蜂成为侦察蜂，被放弃的蜜源将会被侦察蜂找到的新蜜源所代替，更新方式为：

进一步，第二步，根据专家对用户情况的分析进行治疗方案的制定中，专家对用户情况的分析包括：

建立因素集：

影响用户情况的各种参数组成因素集合，取二级因素u＝{u1,u2,u3,u4}＝{听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉感知}；

建立评价集：

为了对各评价指标进行定量分析需要确定各指标的评价集，采用5级百分制评价把评价集v划分5个评价等级，即v＝{v1，v2，v3，v4，v5}＝{极小，很小，小，较大，大}，其中v1为用户情况多因素危险性极小，评分区间为90～100，中值为95；v2为危险性很小，评分区间为80～89，中值为84.5；依此类推；选择各区间的中值作为等级的参数，则5个等级所对应的参数为{95，84.5，74.5，64.5，49.5}，参数列向量为ν＝{95，84.5，74.5，64.5，49.5}^t；

建立权重集：

(1)建立递阶层次结构：

根据建立的用户情况评价因素集即评价指标体系，将问题所包含的各因素分为四个层次：第一层是评价的总目标层g，即用户情况综合安全；第二层是准则层c；最后将个具体指标作为第三层，即指标层p；

(2)构造两两比较判断矩阵：

根据1～9标度法逐层对各个要素两两之间进行重要性程度赋值，构造判断矩阵u＝(uij)n×n，其中uij表示因素ui和uj相对于准则层的重要值，矩阵u具有性质：uii＝1,uij＝1/uji,i,j＝1,2,…,n，得出判断矩阵：将矩阵x¹～x⁵按列归一化，即：

计算出矩阵y为：

(3)单一准则下元素相对权重的计算：

将y矩阵按行相加，由公式得出：

w¹＝(2.6520.6860.2530.409)^t

w²＝(11)^t

w³＝(1.2730.3710.2212.135)^t

w⁴＝(1.90.3190.781)^t

w⁵＝(2.1210.6040.275)^t

将得到的和向量进行归一化处理，由公式可得权向量：

(4)判断矩阵的一致性检验：

计算判断矩阵的最大特征根λmax，由公式计算得出:

根据公式进行一致性检验，得到：

ci¹＝0.019

ci²＝0

ci³＝0.031

ci⁴＝0.020

ci⁵＝0.048

由公式得：

cr¹＝0.022

cr²＝0

cr³＝0.035

cr⁴＝0.038

cr⁵＝0.092

cr＜0.1，均满足一致性要求，因此各因素的相对权重

隶属度计算：

多位使用频数统计法，对被评价的各项指标按评价集对用户情况各项指标的危险程度进行评级，得到因素集的隶属度：

确定评判隶属矩阵：

由得到第k个因素集的相对隶属度矩阵：

其中：

式中：rk—第k个因素集的相对隶属度矩阵；

rkij—第k个因素集的第i个因素属于评价集中的j的隶属度；

pkij—组成员对第k个因素集的第i个因素指标评级为j的频数；

构造模糊评判矩阵：

由各指标的权向量和矩阵r可构造模糊评判矩阵b，

计算综合评判结果：

由模糊评判矩阵b和评价集的参数列向量，可求得综合评判结果z；

z＝b·v

由上式可得到模糊综合评价的结果，再根据评价等级规定，可以评定用户情况多因素危险性大小。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于虚拟显示技术的心理健康教育方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于虚拟显示技术的心理健康教育方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于虚拟显示技术的心理健康教育方法。

本发明的另一目的在于提供一种基于虚拟显示技术的心理健康教育系统。设置有：

计算机、互联网交互模块、立体声模块、环境模拟模块、感知模拟模块、虚拟现实交互模块；

互联网交互模块与计算机连接，用户使用计算机通过调查问卷等形式输入自己的具体情况通过互联网交互模块与远端心理健康教育辅导专家进行病情交互。

计算机与立体声模块、环境模拟模块、感知模拟模块连接，计算机根据专家对用户情况的分析进行治疗方案的制定，并通过立体声模块、环境模拟模块、感知模拟模块模拟相应的环境，并且具有多感知性：听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉、嗅觉、感知；增加用户的存在感，用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度，达到使用户难辨真假的程度。

立体声模块、环境模拟模块、感知模拟模块与虚拟现实交互模块连接，通过虚拟现实交互模块用户自主的进行心理健康教育辅导，具有交互性，用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度；并且增加了自主性，虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度，释放现代人们生活节奏紧张，生活、工作造成的压力，缓解失眠、焦虑、抑郁的轻微症状，如得到有效的心理健康教育，避免导致严重的心理健康问题。

虚拟现实交互模块与互联网交互模块连接，通过互联网交互模块再将每一次用户进行辅导的数据和感受反馈到互联网交互模块远端的专家进行分析和方案的改进，进一步的对用户进行辅导，节省了用户大量的时间。

本发明的另一目的在于提供一种基于虚拟显示技术的心理健康教育平台。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明疏导周期短，耗时少。能很好的引导用户，感知性和自主性，疏导效果佳。本发明的用户通过调查问卷等形式输入自己的具体情况经过时域高通滤波非均匀性校正后，使得数据信息得到精准、高效的传输，有利于与远端心理健康教育辅导专家进行准确的病情交互；本发明通过将每一次用户辅导的数据和感受经过人工蜂群算法处理后，避免数据和感受信息的传输遗漏、转换错误的发生，有效提高数据和感受信息的准确度，提高输送效率，有利于高效准确的反馈到远端的专家进行分析和方案的改进，有利于进一步的对用户进行辅导。

本发明根据专家对用户情况的分析进行治疗方案的制定，专家对用户情况的分析包括：建立因素集：影响用户情况的各种参数组成因素集合，取二级因素u＝{u1,u2,u3,u4}＝{听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉感知}；建立评价集，建立权重集可实现对治疗方案的合理筛选和制定。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于虚拟显示技术的心理健康教育的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于虚拟显示技术的心理健康教育系统结构示意图。

图中：1、计算机；2、互联网交互模块；3、立体声模块；4、环境模拟模块；5、感知模拟模块；6、虚拟现实交互模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于虚拟显示技术的心理健康教育方法流，具体包括以下步骤：

s101：用户通过调查问卷等形式输入自己的具体情况经过时域高通滤波非均匀性校正后与远端心理健康教育辅导专家进行病情交互；

s102：根据专家对用户情况的分析进行治疗方案的制定，并通过具有多感知性模拟相应的环境；

s103：通过用户自主的进行心理健康教育辅导，用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度；

s104：通过将每一次用户辅导的数据和感受通过人工蜂群算法反馈到远端的专家进行分析和方案的改进，进一步的对用户进行辅导。

步骤s101中，本发明实施例提供的用户通过调查问卷等形式输入自己的具体情况经过时域高通滤波非均匀性校正后，使得数据信息得到精准、高效的传输，有利于与远端心理健康教育辅导专家进行准确的病情交互，具体算法为：

y(n)＝x(n)-f(n)

式中，m为根据截止频率而预先设定的时间常量，x(n)为第n帧的输入，f(n)为第n帧的低通输出，y(n)为校正后输出。

步骤s102中，具有多感知性包括：听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉、嗅觉、感知。

步骤s104中，本发明实施例提供的通过将每一次用户辅导的数据和感受经过人工蜂群算法处理后，避免数据和感受信息的传输遗漏、转换错误的发生，有效提高数据和感受信息的准确度，提高输送效率，有利于高效准确的反馈到远端的专家进行分析和方案的改进，有利于进一步的对用户进行辅导；具体步骤为：

观察蜂根据相关概率值来选择雇佣蜂，并对其进行跟随，其概率计算方式为：

式中，fiti为蜜源位置的适应度值；在搜索空间中，雇佣蜂和观察蜂的蜜源位置更新方式为

式中，j为随机整数；j∈{1，2，…，d}；是[－1，1]间的随机数，其控制xi位置邻近蜜源产生方式，这一搜索过程即邻域搜索过程；

一个蜜源被改进的次数超过了预设的“limit”值，则该蜜源被视为已经枯竭而被抛弃，且此蜜源处的雇佣蜂成为侦察蜂，被放弃的蜜源将会被侦察蜂找到的新蜜源所代替，更新方式为：

步骤s102中，根据专家对用户情况的分析进行治疗方案的制定中，专家对用户情况的分析包括：

建立因素集：

影响用户情况的各种参数组成因素集合，取二级因素u＝{u1,u2,u3,u4}＝{听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉感知}；

建立评价集：

为了对各评价指标进行定量分析需要确定各指标的评价集，采用5级百分制评价把评价集v划分5个评价等级，即v＝{v1，v2，v3，v4，v5}＝{极小，很小，小，较大，大}，其中v1为用户情况多因素危险性极小，评分区间为90～100，中值为95；v2为危险性很小，评分区间为80～89，中值为84.5；依此类推；选择各区间的中值作为等级的参数，则5个等级所对应的参数为{95，84.5，74.5，64.5，49.5}，参数列向量为ν＝{95，84.5，74.5，64.5，49.5}^t；

建立权重集：

(1)建立递阶层次结构：

根据建立的用户情况评价因素集即评价指标体系，将问题所包含的各因素分为四个层次：第一层是评价的总目标层g，即用户情况综合安全；第二层是准则层c；最后将个具体指标作为第三层，即指标层p；

(2)构造两两比较判断矩阵：

根据1～9标度法逐层对各个要素两两之间进行重要性程度赋值，构造判断矩阵u＝(uij)n×n，其中uij表示因素ui和uj相对于准则层的重要值，矩阵u具有性质：uii＝1,uij＝1/uji,i,j＝1,2,…,n，得出判断矩阵：将矩阵x¹～x⁵按列归一化，即：

计算出矩阵y为：

(3)单一准则下元素相对权重的计算：

将y矩阵按行相加，由公式得出：

w¹＝(2.6520.6860.2530.409)^t

w²＝(11)^t

w³＝(1.2730.3710.2212.135)^t

w⁴＝(1.90.3190.781)^t

w⁵＝(2.1210.6040.275)^t

将得到的和向量进行归一化处理，由公式可得权向量：

(4)判断矩阵的一致性检验：

计算判断矩阵的最大特征根λmax，由公式计算得出:

根据公式进行一致性检验，得到：

ci¹＝0.019

ci²＝0

ci³＝0.031

ci⁴＝0.020

ci⁵＝0.048

由公式得：

cr¹＝0.022

cr²＝0

cr³＝0.035

cr⁴＝0.038

cr⁵＝0.092

cr＜0.1，均满足一致性要求，因此各因素的相对权重

隶属度计算：

多位使用频数统计法，对被评价的各项指标按评价集对用户情况各项指标的危险程度进行评级，得到因素集的隶属度：

确定评判隶属矩阵：

由得到第k个因素集的相对隶属度矩阵：

其中：

式中：rk—第k个因素集的相对隶属度矩阵；

rkij—第k个因素集的第i个因素属于评价集中的j的隶属度；

pkij—组成员对第k个因素集的第i个因素指标评级为j的频数；

构造模糊评判矩阵：

由各指标的权向量和矩阵r可构造模糊评判矩阵b，

计算综合评判结果：

由模糊评判矩阵b和评价集的参数列向量，可求得综合评判结果z；

z＝b·v

由上式可得到模糊综合评价的结果，再根据评价等级规定，可以评定用户情况多因素危险性大小。

如图2所示，本发明实施例提供的基于虚拟显示技术的心理健康教育系统包括：计算机1、互联网交互模块2、立体声模块3、环境模拟模块4、感知模拟模块5、虚拟现实交互模块6。

互联网交互模块2与计算机1连接，用户使用计算机1通过调查问卷等形式输入自己的具体情况通过互联网交互模块2与远端心理健康教育辅导专家进行病情交互。

计算机1与立体声模块3、环境模拟模块4、感知模拟模块5连接，计算机1根据专家对用户情况的分析进行治疗方案的制定，并通过立体声模块3、环境模拟模块4、感知模拟模块5模拟相应的环境，并且具有多感知性：听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉、嗅觉、感知；增加用户的存在感，用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度，达到使用户难辨真假的程度。

立体声模块3、环境模拟模块4、感知模拟模块5与虚拟现实交互模块6连接，通过虚拟现实交互模块6用户自主的进行心理健康教育辅导，具有交互性，用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度；并且增加了自主性，虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。

虚拟现实交互模块6与互联网交互模块2连接，通过互联网交互模块2再将每一次用户进行辅导的数据和感受反馈到互联网交互模块2远端的专家进行分析和方案的改进，进一步的对用户进行辅导，节省了用户大量的时间。

工作原理：

本发明是可以通过互联网交互模块2远端专家与计算机1创建和体验虚拟世界的心理健康教育仿真系统，它利用立体声模块3、环境模拟模块4、感知模拟模块5生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中，释放现代人们生活节奏紧张，生活、工作造成的压力，缓解失眠、焦虑、抑郁的轻微症状，如得到有效的心理健康教育，避免导致严重的心理健康问题。

模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的vr应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。