基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法及系统

本发明涉及情感认知，特别涉及一种基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法及系统。

背景技术：

1、现有研究表明，强负性情绪会显著降低认知表现，造成反应时显著变长，正确率下降等干扰认知的情况。然而在生活、工作中，人们又难以避免会遇到强负性效价情绪刺激的场景，比如看到令人恐惧的蛇、甚至令人恶心的垃圾堆等会使人产生强负性情绪的场景，对于部分人来说在特定场合上可能会遇到残肢等血腥画面，由于负性刺激加工的偏向性，在这些强负性情绪刺激场景下人们的认知会受到影响。因此，如何在面对强负性情绪刺激画面时，有效快速地对强负性情绪进行调节，可以避免或降低强负性情绪对于认知的干扰。情绪调节也对促进目标达成、社会适应和心理健康以及提高生活的幸福感都有重要意义，而情绪调节能力不足容易导致情绪障碍，甚至引发各种问题行为。

2、情绪调节方法最早提出在1998年，将情绪调节策略分为先行聚焦策略和反应聚焦策略。前者以认知重评为代表，它要求个体在情绪尚未充分流露时，通过采用一种分离式、与情绪无关的方式去解释情绪刺激，以修正情绪反应。相反，后者包含的情绪策略则是在情绪反应后期通过调整情绪表达行为来调节情绪反应，表达抑制是反应聚焦策略的典型例子。此外，当前常用的情绪调节策略还有选择注意、分散注意等。但是根据目前各研究反映，某一种情绪调节方法并不适用于所有类型的情绪调节，而且某一种情绪调节方法并不是对所有人群都有效。因此，情绪调节过程中被试需要找到适合自己的有效的情绪调节策略，以减少强负性效价情绪刺激场景下对认知的影响。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法及系统，解决现有情绪调节策略不适用于所有类型的情绪调节、强负性情绪对认知干扰的情形，通过对情绪调节策略选取并在线反馈情绪调节结果，减少情绪认知障碍、问题行为的发生。

2、按照本发明所提供的设计方案，一方面，提供一种基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，包含：

3、采集被试者观看不同效价类别下情绪刺激图片期间的脑电信号，提取脑电信号的一阶差分特征，并利用一阶差分特征训练情绪分类模型；

4、在预先设置的情绪调节策略集中选取实验范式下的情绪调节策略，在实验范式下被试者基于情绪调节策略调整其在观看强负性效价情绪刺激图片时的情绪，并采集该实验范式下被试者脑电信号；

5、基于被试者实验范式下脑电信号的一阶差分特征并利用训练后的情绪分类模型获取情绪调节效果后的在线情绪分类情况。

6、作为本发明基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，进一步地，采集被试者观看不同效价类别下情绪刺激图片期间的脑电信号，包含：

7、首先，基于效价差异和唤醒相似从情绪图片库选取若干情绪刺激图片，所述情绪刺激图片包括：强负性效价类型图片、弱负性效价类型图片和中性效价类型图片；

8、然后，采集被试者观察情绪刺激图片期间的脑电信号。

9、作为本发明基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，进一步地，提取脑电信号的一阶差分特征，并利用一阶差分特征训练情绪分类模型，包含：

10、首先，对脑电信号进行预处理，所述预处理至少包括信号分段、滤波、基线矫正及重参考；

11、接着，选取一阶差分特征来反应被试者情绪时变特性，基于预处理后脑电信号提取其一阶差分特征；

12、然后，选取svm分类器作为情绪分类模型，将提取的一阶差分特征和对应的效价类别作为模型训练的样本数据，基于样本数据对情绪分类模型进行训练。

13、作为本发明基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，进一步地，在预先设置的情绪调节策略集中选取实验范式下的情绪调节策略，包含：

14、首先，收集已知情绪调节策略，并基于已知情绪调节策略组建情绪调节策略集；

15、然后，被试者基于强负性效价、弱负性效价类别的情绪图片刺激下从情绪调节策略集中选取目标情绪调节策略，并将该目标情绪调节策略作为实验范式下的情绪调节策略。

16、作为本发明基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，进一步地，在实验范式下被试者基于情绪调节策略调整其在观看强负性效价情绪刺激图片时的情绪，并采集该实验范式下被试者脑电信号，包含：

17、首先，选取若干组强负性效价类别的目标情绪图片，其中每组包含n张图片；

18、然后，收集被试者观看目标情绪图片时的脑电信号，且被试者在观看目标情绪图片时利用选取的情绪调节策略对其情绪进行适应性调整。

19、作为本发明基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，进一步地，基于被试者实验范式下脑电信号的一阶差分特征并利用训练后的情绪分类模型获取情绪调节效果后的在线情绪分类情况，包含：

20、首先，对被试者实验范式下脑电信号进行预处理，并提取其一阶差分特性；

21、然后，将提取的一阶差分特征作为训练后情绪分类模型的输入，利用情绪分类模型获取其情绪分类结果，并将该结果反馈给被试者，以评估其实验范式下情绪调节策略效果。

22、作为本发明基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，进一步地，基于被试者实验范式下脑电信号的一阶差分特征并利用训练后的情绪分类模型获取情绪调节效果后的在线情绪分类情况，还包含：

23、在实验范式下设置多轮采集脑电信号采集，以通过多轮情绪调节效果反馈来增强被试者情绪调节能力；并通过存储行为数据和脑电信号，以在离线阶段通过行为数据分析、erp成份分析及脑电网络连接模式评估在线情绪调节的有效性。

24、进一步地，本发明还提供一种基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节系统，包含：模型训练模块、信号收集模块和在线反馈模块，其中，

25、模型训练模块，用于采集被试者观看不同效价类别下情绪刺激图片期间的脑电信号，提取脑电信号的一阶差分特征，并利用一阶差分特征训练情绪分类模型；

26、信号收集模块，用于在预先设置的情绪调节策略集中选取实验范式下的情绪调节策略，在实验范式下被试者基于情绪调节策略调整其在观看强负性效价情绪刺激图片时的情绪，并采集该实验范式下被试者脑电信号；

27、在线反馈模块，用于基于被试者实验范式下脑电信号的一阶差分特征并利用训练后的情绪分类模型获取情绪调节效果后的在线情绪分类情况。

28、本发明的有益效果：

29、本发明通过采集不同效价类别下情绪图片刺激中被试者脑电信号来训练三分类情绪分类模型，并基于情绪调节策略调整实验范式下情绪刺激图片时情绪，基于训练后的情绪分类模型在线反馈情绪分类情况，能够解决现有情绪调节策略不适用于所有类型的情绪调节、强负性情绪对认知干扰的情形，减少并及时避免情绪认知障碍、问题行为的发生，便于在情感认知领域中应用部署，具有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，其特征在于，包含：

2.根据权利要求1所述的基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，其特征在于，采集被试者观看不同效价类别下情绪刺激图片期间的脑电信号，包含：

3.根据权利要求1所述的基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，其特征在于，提取脑电信号的一阶差分特征，并利用一阶差分特征训练情绪分类模型，包含：

4.根据权利要求1所述的基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，其特征在于，在预先设置的情绪调节策略集中选取实验范式下的情绪调节策略，包含：

5.根据权利要求1所述的基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，其特征在于，在实验范式下被试者基于情绪调节策略调整其在观看强负性效价情绪刺激图片时的情绪，并采集该实验范式下被试者脑电信号，包含：

6.根据权利要求1或5所述的基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，其特征在于，基于被试者实验范式下脑电信号的一阶差分特征并利用训练后的情绪分类模型获取情绪调节效果后的在线情绪分类情况，包含：

7.根据权利要求1所述的基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法，其特征在于，基于被试者实验范式下脑电信号的一阶差分特征并利用训练后的情绪分类模型获取情绪调节效果后的在线情绪分类情况，还包含：

8.一种基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节系统，其特征在于，包含：模型训练模块、信号收集模块和在线反馈模块，其中，

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当计算机程序被执行时，能够实现如权利要求1～7任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及情感认知技术领域，特别涉及一种基于脑电一阶差分特征的神经反馈情绪调节方法及系统，通过采集被试者观看不同效价类别下情绪刺激图片期间的脑电信号，提取脑电信号的一阶差分特征，并利用一阶差分特征训练情绪分类模型；在预先设置的情绪调节策略集中选取实验范式下的情绪调节策略，在实验范式下被试者基于情绪调节策略调整其在观看强负性效价情绪刺激图片时的情绪，并采集该实验范式下被试者脑电信号；基于被试者实验范式下脑电信号的一阶差分特征并利用训练后的情绪分类模型获取情绪调节效果后的在线情绪分类情况。本发明通过对情绪调节策略选取并在线反馈情绪调节结果，减少情绪认知障碍、问题行为的发生，便于情感认知领域中部署和实施。

技术研发人员：闫镔,杨凯,童莉,曾颖,高源龙,胡易东,李中锐
受保护的技术使用者：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25