一种基于实时功能磁共振的情绪识别方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及情绪识别技术，尤其涉及一种基于实时功能磁共振的情绪识别方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]情绪，是人各种的感觉、思想和行为的一种综合的心理和生理状态，是对外界刺激所产生的心理反应，以及附带的生理反应。情绪是个人的主观体验和感受，常跟心情、气质、性格和性情有关。随着社会的发展，各年龄、各领域人们的情绪困扰越来越多、越来越严重，各种与情绪相关的疾病发病率越来越高，如焦虑症、抑郁症等。随着科技的发展，对情绪的研究也蓬勃发展起来，并与认知、神经科学、脑科学等研究相结合;其研究手段也多种多样，如脑电、功能磁共振成像(fMRI)、功能近红外成像(fNIRI)等。
[0003]近年来脑功能成像的研究已使人们对情绪状态的中枢机制的理解产生了革命的变化。经研究发现，脑岛在视觉情绪刺激及想象情绪任务中会呈现显著激活，尤其在处理与表达焦虑、厌恶等负面情绪时起重要作用。而Caria’Serg1等研究者则发现正常人及精神分裂症病人都能够通过反复练习，学会在面对负面(或反感)刺激时调节、控制脑岛的BOLD激活，从而可通过反复练习强化运动康复。
[0004]因此，目前亟需一种能够实时反馈受试者当前情绪状态的方法或装置，从而使得受试者可根据反馈结果来调节、控制脑岛的BOLD激活，以提高受试者自身对情绪表达的调控能力，克服过度的负面情绪。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于实时功能磁共振的情绪识别方法，装置和系统，其能够对受试者的情绪进行实时识别，并反馈给受试者，使得受试者能够根据该反馈结果来调节和控制脑岛的BLOD激活，从而通过反复练习，以提高受试者自身对情绪表达的调控能力，克服过渡的负面情绪。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于实时功能磁共振的情绪识别方法，其包括:
[0007]根据预先采集的训练样本功能磁共振图像集构建情绪分类器；
[0008]实时采集所述受试者受情绪图像刺激时脑岛的功能磁共振图像，得到待识别功能磁共振图像；
[0009]利用所述情绪分类器对所述待识别功能磁共振图像进行识别，并向受试者反馈识别结果。
[0010]相应地，本发明还提供了一种基于实时功能磁共振的情绪识别装置，其包括:
[0011]数据采集模块，用于实时采集受试者分别在训练过程中和测试过程中，受情绪图像刺激时脑岛的功能磁共振图像，分别得到训练样本功能磁共振图像集，和待识别功能磁共振图像集；
[0012]数据处理模块，用于对所述数据采集模块所采集得到的所述样本功能磁共振图像集的样本功能磁共振图像，或所述待识别功能磁共振图像集的待识别功能磁共振图像进行预处理；
[0013]情绪分类器构建模块，用于根据经过所述数据处理模块预处理后的所述训练样本功能磁共振图像集构建情绪分类器，以及利用所述情绪分类器对经过预处理的所述待识别功能磁共振图像集中的待识别功能磁共振图像进行情绪识别；
[0014]反馈模块，用于将所述情绪分类器的识别结果反馈给所述受试者。
[0015]进一步地，本发明还提供了一种基于实时功能磁共振的情绪识别系统，包括脑功能刺激仪，磁共振扫描仪和控制终端，其中，
[0016]所述脑功能刺激仪用于向受试者提供正面或负面的情绪图像以刺激所述受试者，且将所述控制终端发送来的情绪识别结果反馈给所述受试者；
[0017]磁共振扫描仪，用于实时采集受试者在训练中受正面和负面的情绪图像刺激时脑岛的功能磁共振图像，以及在测试过程中受负面情绪图像刺激时脑岛的功能磁共振图像，分别得到用于构建情绪分类器的训练样本功能磁共振图像集，以及待识别的待识别功能磁共振图像集；
[0018]控制终端，与所述磁共振扫描仪和所述脑功能刺激仪相连，用于在训练过程中对所述训练样本功能磁共振图像集中的样本功能磁共振图像进行预处理，并根据经过预处理的所述样本功能磁共振图像构建情绪分类器；以及在测试过程中，对所述待识别功能磁共振图像集中待识别功能磁共振图像进行预处理，并以所述情绪分类器对经过预处理的所述待识别功能磁共振图像进行分类识别，并将识别结果发送至所述脑功能刺激仪。
[0019]实施本发明具有如下有益效果:
[0020]本发明通过将实时采集受试者的脑岛的功能磁共振图像，并进行情绪状态识别，并将识别结果反馈给受试者，使得受试者可根据反馈的识别结果调节、控制大脑相关区域往特定的方向发展，从而改变血氧水平依赖(BOLD)信号，形成反馈回路，并可通过反复练习强化运动康复、疼痛控制能力，最终达到脑功能调节的目的。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本发明的一种基于实时功能磁共振的情绪识别方法的一实施例的流程图；
[0023]图2是图1中步骤S11的一实施例的流程图；
[0024]图3是本发明的一种基于实时功能磁共振的情绪识别装置的一实施例的功能模块图；
[0025]图4是本发明的一种基于实时功能磁共振的情绪识别系统的一实施例的结构示意图；
[0026]图5是反应向受试者反馈的正面情绪图像和受试者当前情绪识别结果的示意图；
[0027]图6是反应向受试者反馈负面情绪图像和受试者当前情绪识别结果的示意图；
[0028]图7是本发明的基于实时功能磁共振的情绪识别的当前时序图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]本发明通过在训练过程中与测试过程，利用情绪图像(来自于中国情绪材料情感图片系统(CAPS))对受试者进行脑功能刺激，S卩训练过程中，采用正面情绪图像与负面情绪图像对受试者分别进行刺激，使得受试者进行相应的情绪想象，从而得到受试者脑岛的功能磁共振图像集，并利用该功能磁共振图像集作为训练样本来训练构建的模型进而得到情绪分类器，以便于后续过程中可根据受试者的脑岛的功能磁共振图像进行情绪识别；而在测试过程时，给予受试者负面的情绪图像，从而得到其脑岛对应的功能磁共振图像，再利用上述的情绪分类器进行情绪识别，并将识别结果反馈至受试者，使得受试者可有意识的认知策略应对该负面刺激，并控制大脑呈现正反馈，如此反复练习，使得受训者可以提高自身对情绪表达的调控能力，克服过度的负面情绪，尤其是能够帮助情绪功能脑区受损、情绪失控的相关疾病患者早日康复。
[0031 ] 实施例一
[0032]参见图1，为本发明的一种基于实时功能磁共振的情绪识别方法的一实施例的流程图。具体地，本实施例中该基于实时功能磁共振的情绪识别方法包括步骤:
[0033]Sll，根据预先采集的训练样本功能磁共振图像集构建情绪分类器，执行步骤S13。
[0034]具体地，本实施例中，在构建情绪分类器之前，需要先获得受试者的训练样本功能磁共振图像集，然后在利用这些训练样本功能磁共振图像集构建情绪分类器。因