一种基于多光谱的心理咨询情绪动态监测分析方法及系统与流程

本发明涉及情绪动态监测，特别是涉及一种基于多光谱的心理咨询情绪动态监测分析方法及系统。

背景技术：

1、在心理咨询领域，多光谱成像技术已被应用于来访者情绪状态的动态监测。该技术通过同步采集面部可见光、近红外及长波红外等多波段信号，提取血氧分布、皮肤温度场及微表情纹理等生理特征，进而对来访者的情绪状态进行非接触式研判。然而，在实际心理咨询场景中，部分来访者佩戴眼镜，镜片对可见光、近红外及长波红外具有选择性透射与阻挡的物理特性，导致镜片覆盖区域（尤其是包含眼部关键情绪表达信息的眼部区域）的多光谱信号采集与常规裸露面部区域存在本质差异。

2、现有技术在处理佩戴眼镜来访者的多光谱面部信号时，主要采用以下两种策略：一，将眼镜镜片覆盖区域直接排除在监测范围之外，导致眼部区域数据缺失，情绪研判所依据的生理特征不完整；二，将镜片覆盖区域等同为普通面部区域进行信号采集与融合，未充分考虑镜片对不同光谱波段的选择性透射及阻挡特性，导致镜面反射、环境杂散光透射、镜框阴影及镜框内缘反射等伪影信号混入有效生理信号，造成情绪状态误判。上述缺陷使得现有技术难以在佩戴眼镜的场景下，兼顾眼部区域信号覆盖与信号真实性校验，导致心理咨询情绪动态监测的准确性不足。

3、综上，需要提供一种基于多光谱的心理咨询情绪动态监测分析方法及系统，以解决因未充分考虑眼镜镜片对多光谱信号的选择性透射与阻挡特性，导致镜片覆盖区域信号质量不可控、伪影难以识别，进而影响情绪动态监测准确性的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于多光谱的心理咨询情绪动态监测分析方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多光谱的心理咨询情绪动态监测分析方法，包括：

3、s1、通过可见光通道获取来访者面部图像，定位眼镜镜片在面部的覆盖边界；

4、s2、针对所述覆盖边界内的各像素点，同步提取其在至少两个不同光谱波段下的信号值；

5、s3、依据镜片对各光谱波段的选择性透射或阻挡的物理特性，建立各波段在所述覆盖边界内的信号预期模型；

6、s4、将所述覆盖边界内各像素点的实际信号值与所述信号预期模型进行比对校验，将符合所述信号预期模型的像素点标记为校验通过点，将不符合所述信号预期模型的像素点判定为伪影点并予以剔除；

7、s5、基于所述校验通过点的多光谱数据执行情绪状态动态研判。

8、优选的，所述通过可见光通道获取来访者面部图像，定位眼镜镜片在面部的覆盖边界，包括：

9、在所述可见光图像中识别眨眼事件，提取所述眨眼事件前后眼部区域的时变差异分布；

10、将所述时变差异分布中变化幅度显著低于周边裸露眼部区域变化幅度的连续区域确定为眼镜镜片覆盖区域，将变化幅度显著高于所述眼镜镜片覆盖区域变化幅度的区域确定为裸露眼部区域；

11、依据所述眼镜镜片覆盖区域与所述裸露眼部区域的交界确定所述覆盖边界。

12、优选的，所述通过可见光通道获取来访者面部图像，所述定位眼镜镜片在面部的覆盖边界，还包括：

13、识别镜框在面部投射的阴影带；

14、将所述阴影带内的像素点从所述覆盖边界内的像素点中排除。

15、优选的，所述针对所述覆盖边界内的各像素点，同步提取其在至少两个不同光谱波段下的信号值，包括：

16、依据各像素点相对于镜片几何中心的空间位置关系，将所述覆盖边界内的像素点划分为镜片中心区域像素点与镜片边缘区域像素点；

17、对所述镜片中心区域像素点与所述镜片边缘区域像素点分别同步提取其在至少两个不同光谱波段下的信号值。

18、优选的，所述针对所述覆盖边界内的各像素点，同步提取其在至少两个不同光谱波段下的信号值，包括：

19、识别受镜框内缘反射光影响的像素点，所述镜框内缘反射光为镜框朝向面部一侧表面反射的面部光线经镜片透射后被采集的光信号；

20、将受所述镜框内缘反射光影响的像素点标记为反射污染点，在后续比对校验中予以剔除。

21、优选的，所述依据镜片对各光谱波段的选择性透射或阻挡的物理特性，建立各波段在所述覆盖边界内的信号预期模型，包括：

22、获取所述镜片相对于来访者面部法向的佩戴倾角；

23、依据所述佩戴倾角对所述选择性透射或阻挡的物理特性进行修正，建立与所述佩戴倾角相适配的各波段信号预期模型。

24、优选的，所述依据镜片对各光谱波段的选择性透射或阻挡的物理特性，建立各波段在所述覆盖边界内的信号预期模型，还包括：

25、利用所述覆盖边界内的镜片覆盖区域与所述覆盖边界外侧相邻的裸露面部区域的多光谱信号差异，反推镜片的实际光学特性参数；

26、依据反推的所述实际光学特性参数修正所述信号预期模型。

27、优选的，所述将各像素点的实际信号值与所述信号预期模型进行比对校验，将符合所述信号预期模型的像素点标记为校验通过点，将不符合所述信号预期模型的像素点判定为伪影点并予以剔除，包括：

28、建立波段间信号逻辑互斥方式集，所述逻辑互斥方式集用于表征真实面部生理信号不可能出现的跨波段信号组合；

29、将各像素点的跨波段信号组合与所述逻辑互斥方式集进行比对；

30、将落入所述逻辑互斥方式集所界定的信号组合范围的像素点直接判定为伪影点并予以剔除，无需与所述信号预期模型进行比对。

31、优选的，所述基于所述校验通过点的多光谱数据执行情绪状态动态研判，包括：

32、获取所述覆盖边界外侧相邻的裸露面部区域的多光谱数据作为边界参照数据；

33、将所述校验通过点的数据与所述边界参照数据进行跨边界空间连续性比对；

34、当跨边界空间连续性存在显著断裂时，将对应位置的校验通过点降级为可疑点并降低其在情绪研判中的权重。

35、一种基于多光谱的心理咨询情绪动态监测分析系统，包括：

36、多光谱采集模块，用于通过可见光通道获取来访者面部图像，并定位眼镜镜片在面部的覆盖边界；

37、多波段信号提取模块，用于针对所述覆盖边界内的各像素点，同步提取其在至少两个不同光谱波段下的信号值；

38、信号预期模型建立模块，用于依据镜片对各光谱波段的选择性透射或阻挡的物理特性，建立各波段在所述覆盖边界内的信号预期模型；

39、比对校验模块，用于将所述覆盖边界内各像素点的实际信号值与所述信号预期模型进行比对校验，将符合所述信号预期模型的像素点标记为校验通过点，将不符合所述信号预期模型的像素点判定为伪影点并予以剔除；

40、情绪研判模块，用于基于所述校验通过点的多光谱数据执行情绪状态动态研判。

41、本发明的技术效果和优点：

42、（1）本发明通过依据镜片对各光谱波段的选择性透射或阻挡的物理特性建立信号预期模型，并对镜片覆盖区域内的像素点进行多波段比对校验，在保留眼部区域多光谱监测覆盖的同时，将符合物理特性的像素点标记为校验通过点、将不符合的像素点判定为伪影点并予以剔除，有助于兼顾镜片覆盖区域的信号采集完整性与信号真实性，减少因直接排除镜片区域导致的眼部数据缺失，以及因未校验伪影信号混入导致的情绪状态研判偏差；

43、（2）本发明通过引入眨眼事件时变差异分析定位镜片覆盖边界并排除镜框阴影带，结合佩戴倾角修正与实际光学特性参数反推，有助于提升镜片覆盖边界定位的准确性，并使信号预期模型从基于通用理论值的静态模型适配为贴合个体佩戴状态与镜片真实光学属性的动态模型，降低因边界定位偏差及理论假设与实际情况不符引入的校验误差；

44、（3）本发明通过建立波段间信号逻辑互斥规则集作为前置过滤机制，并在校验通过后引入跨边界空间连续性比对，有助于在数值比对之前先行剔除物理上不可能的异常信号组合，同时在模型校验之后再次验证像素点的空间连续性，减少无效计算并防止个别伪影点进入情绪研判环节，提升参与情绪状态动态研判的数据可靠性。