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一种基于眼动技术判断心理测试可靠性的系统及方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
唐芳贵
申请/专利权人:
衡阳师范学院
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-11-17
申请/专利号:
CN202011282977.9
公开时间:
2021-03-12
公开号:
CN112472089A
主申请人地址:
421002 湖南省衡阳市珠晖区衡花路16号衡阳师院教科院
申请地区:
中国湖南
代理人:
刘加
机构署名:
本校为其他完成单位
主权项:
1.一种基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法,其特征在于,所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法包括以下步骤: 步骤一,通过身份认证模块利用身份认证程序进行用户的身份认证,获取用户基本信息;通过心理测试模块利用心理测试仪器与心理测试问卷进行心理测试,得到心理测试结果; 所述通过心理测试模块利用心理测试仪器与心理测试问卷进行心理测试,得到心理测试结果,包括: (1.1)使用心理测试仪进行获取皮肤电反应数据、脑电波变化数据、胸腹呼吸频率数据、脉搏跳动频率数据、血压变化数据,将数据进行综合处理得到综合数据; (1.2)进行综合数据计算,得到心理测试仪测试评分; (1.3)进行心理测试问卷并对问卷结构进行分析,得到问卷评分; (1.4)使用测试评分和问卷评分进行综合评分的计算,得到心理测试结果; 步骤二,通过面部图像采集模块利用摄像头进行被测试者面部图像的采集;通过图像分析模块利用图像分析程序进行采集的面部图像的分析; 所述通过图像分析模块利用图像分析程序进行采集的面部图像的分析包括: (2.1)采集人脸图像和非人脸图像作为人脸表情特征的训练样本;提取所述训练样本中包含人脸特征的目标图像;对所述人脸特征进行特定表情的分类;对每个所述特定表情进行等级划分,每个等级分别对应不同的数值区间; (2.2)对所述包含人脸特征的目标图像进行图像描述和归一化处理,得到第一维度的特征系数;对所述第一维度的特征系数进行降维处理,得到第二维度的特征系数; (2.3)以得到的第二维度的特征系数作为表情分析模型的输入参数,以表情识别的内容作为所述表情分析模型的输出参数,根据所述输入参数和所述输出参数进行所述表情分析模型的函数的回归拟合,得到人脸表情特征的线性拟合模型; (2.4)对采集的面部图像进行人脸特征提取,得到人脸信息;对所述人脸信息进行图像描述和归一化处理,得到第一维度的特征系数;将得到的特征系数作为表情分析模型的输入参数; (2.5)根据所述表情分析模型获得所述目标图像的表情分析结果,所述表情分析模型为通过表情特征训练得到的人脸表情特征的线性拟合模型; 步骤三,通过角度调整模块利用角度调节器进行摄像头的角度的调节,使摄像头与面部平行;通过眼动追踪模块利用眼动追踪程序进行被测试者眼部注视点的追踪; 所述通过角度调整模块利用角度调节器进行摄像头的角度的调节,包括: (1)对面部图像在水平方向上旋转寻优; (2)对水平旋转后的面部图像在垂直方向上错切变换,得到倾斜矫正后的面部图像; (3)对水平以及垂直变换的角度进行记录,并利用角度调节器进行摄像头的角度的调节; 步骤四,通过注视时间记录模块利用计时器进行注视时间的记录;通过注视次数记录模块利用注视次数记录程序对每次眨眼进行记录,得到注视次数; 步骤五,通过轨迹绘制模块利用轨迹获取程序依据采集的眼部注视点进行眼动轨迹的绘制,得到眼动轨迹; 步骤六,通过分析模块利用轨迹分析程序进行眼动轨迹和注释时间对应的注视次数的分析;通过可靠性判定模块利用可靠性判定程序依照眼动轨迹分析结果和面部图像分析结果进行可靠性判定,得到判定结果。 2.如权利要求1所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法,其特征在于,步骤一中,所述心理测试问卷包括:社会适应能力测试、心理健康状态测试、抗压能力测试、智力测试、自我意识测试、情绪测试。 3.如权利要求1所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法,其特征在于,步骤三中,所述通过眼动追踪模块利用眼动追踪程序进行被测试者眼部注视点的追踪,包括:采用红外摄像捕捉的方式进行瞳孔图像的获取,得到眼部注视点。 4.如权利要求3所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法,其特征在于,所述得到眼部注视点,包括: (1)采集被测试者正前方的刺激图片的视野图像,将中心黑色十字形标志物图片、左上黑色十字形标志物图片、右上黑色十字形标志物图片、左下黑色十字形标志物图片及右下黑色十字形标志物图片依次显示3-5秒; (2)将眼部运动图像及所述视野图像转化为灰度图,剪裁去除眼部运动图像中与眼部无关的部分及去除视野图像中与刺激图片无关的部分; (3)对剪裁后的眼部运动图像进行处理以提取瞳孔中心位置; (4)对剪裁后的视野图像进行处理,提取刺激图片的标志物中心位置; (5)于校准时根据瞳孔中心位置数据和标志物中心位置数据建立回归模型; (6)于测试时根据建立的回归模型由瞳孔中心位置计算注视点位置。 5.如权利要求4所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述剪裁去除眼部运动图像中与眼部无关的部分及去除视野图像中与刺激图片无关的部分,包括:将眼部运动图像二值化,并对二值化后的眼部运动图像进行闭运算,将各区域联通,去除边界区域。 6.如权利要求4所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述提取刺激图片的标志物中心位置,包括:根据刺激图片的特点,取角点密集区域的中心为标志物中心。 7.如权利要求1所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法,其特征在于,步骤六中,所述判定结果包括:可参考、一般、较差。 8.一种实施如权利要求1-7所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法的基于眼动技术判断心理测试可靠性的系统,其特征在于,所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的系统包括: 身份认证模块、心理测试模块、面部图像采集模块、中央控制模块、图像分析模块、角度调整模块、眼动追踪模块、注视时间记录模块、注视次数记录模块、轨迹绘制模块、分析模块、可靠性判定模块; 身份认证模块,与中央控制模块连接,用于通过身份认证程序进行用户的身份认证,获取用户基本信息; 心理测试模块,与中央控制模块连接,用于通过心理测试仪器与心理测试问卷进行心理测试,得到心理测试结果; 面部图像采集模块,与中央控制模块连接,用于通过摄像头进行被测试者面部图像的采集; 中央控制模块,与身份认证模块、心理测试模块、面部图像采集模块、图像分析模块、角度调整模块、眼动追踪模块、注视时间记录模块、注视次数记录模块、轨迹绘制模块、分析模块、可靠性判定模块连接,用于通过主控机控制各个模块正常运行; 图像分析模块,与中央控制模块连接,用于通过图像分析程序进行采集的面部图像的分析; 角度调整模块,与中央控制模块连接,用于通过角度调节器进行摄像头的角度的调节,使摄像头与面部平行; 眼动追踪模块,与中央控制模块连接,用于通过眼动追踪程序进行被测试者眼部注视点的追踪; 注视时间记录模块,与中央控制模块连接,用于通过计时器进行注视时间的记录; 注视次数记录模块,与中央控制模块连接,用于通过注视次数记录程序对每次眨眼进行记录,得到注视次数; 轨迹绘制模块,与中央控制模块连接,用于通过轨迹获取程序依据采集的眼部注视点进行眼动轨迹的绘制,得到眼动轨迹; 分析模块,与中央控制模块连接,用于通过轨迹分析程序进行眼动轨迹和注释时间对应的注视次数; 可靠性判定模块,与中央控制模块连接,用于通过可靠性判定程序依照眼动轨迹分析结果和面部图像分析结果进行可靠性判定,得到判定结果。 9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施如权利要求1-7任意一项所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法。 10.一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1-7任意一项所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的方法。
摘要:
本发明属于心理测试技术领域,公开了一种基于眼动技术判断心理测试可靠性的系统及方法,所述基于眼动技术判断心理测试可靠性的系统包括:身份认证模块、心理测试模块、面部图像采集模块、中央控制模块、图像分析模块、角度调整模块、眼动追踪模块、注视时间记录模块、注视次数记录模块、轨迹绘制模块、分析模块、可靠性判定模块。本发明进行心理测试仪器和心理问卷的双重检测,获取的心理测试结果更准确。在获取心理测试结果后采用眼动技术进行可靠性的评价,能够提高被测试者心理测试时状态监测的准确性,判断此套心理测试结果是否有效,甄选出因各种因素导致出现心理测试反应偏差,提高测试...

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