一种基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统及调控方法技术方案

基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统及调控方法，属于游戏调控技术领域。解决了现有技术中单一根据脑电波进行情绪识别调节游戏难度的方法存在不及时性和误差高等弊端的问题。本发明专利技术的调控系统，包括生理信息采集模块、情绪综合量估模块、游戏难度动态调节模块、游戏模块和虚拟现实模块；其中，生理信息采集模块包括脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块；情绪综合量估模块包括数据通信子模块和分析子模块，情绪综合量估模块及时响应情绪变化，游戏难度动态调节模块实时调控游戏难度，提高了情绪识别精度，降低识别误差，使玩家不会因游戏难度过大或过小而失去游戏兴趣，增加了游戏可玩度，同时采用虚拟现实设备提高游戏带入感。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统及调控方法
本专利技术属于游戏调控
，具体涉及一种基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统及调控方法。
技术介绍
娱乐是人类追求快乐、缓解生存压力的一种天性。游戏是人们日常生活中的娱乐模式之一。游戏的类型众多，大致可包括物理游戏、计算机游戏和既包括物理元素又包括计算机元素的游戏。其中，由于计算机游戏更能满足玩家追求目标的需求，提供丰富的体验，受到越来越多的玩家的青睐。从游戏技术上看，计算机游戏是以计算机为操作平台，通过人机互动形式实现的，能够体现当前计算机技术较高水平的一种新形式的娱乐方式。随着信息科技的飞速发展，人类对计算机的依赖不断提高，智能化的人机交互越来越需要情感计算来实现，让计算机具有人类情感状态的识别能力后，帮助人们了解自己的感受，并做出相应的响应。因此，人们尝试将情感计算与游戏控制相结合，以提高人们的游戏体验。如现有技术中，采用脑电波进行情绪识别，然后根据情绪状态调节游戏难度，使玩家不会因游戏难度过大或过小而失去游戏兴趣，大大增加了游戏的可玩度。但是单一脑电波情绪识别存在不及时性和误差高等弊端，调节结果可能与实际情况相悖。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中单一根据脑电波进行情绪识别调节游戏难度的方法存在不及时性和误差高等弊端的问题，提供一种基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统及调控方法。本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案如下。基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统，包括生理信息采集模块、情绪综合量估模块、游戏难度动态调节模块、游戏模块和虚拟现实模块；所述生理信息采集模块包括脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块；所述情绪综合量估模块包括数据通信子模块和分析子模块；脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块分别采集玩家的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并分别将采集到的信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并将接收的信号传输至分析子模块，分析子模块根据接收的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号对玩家的情绪作出判断，确定游戏难度动态调节幅度，并将游戏难度动态调节幅度转换成调控信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块将调控信号传输至游戏难度动态调节模块，游戏难度动态调节模块根据调控信号对游戏模块进行游戏难度动态调节，游戏模块根据调节后的游戏难度控制游戏在终端运行，虚拟现实模块能够实时将终端游戏画面投映到游戏玩家头戴的VR设备上。进一步的，所述游戏难度动态调节模块通过游戏模块预设接口对游戏模块进行难度调控。进一步的，所述脑电波采集模块包括前额脑电采样电极、耳夹采样电极、抗干扰传输线和第一单片机，前额脑电采样电极和耳夹采样电极分别采集玩家前额和耳部的电压信号，电压信号经抗干扰传输线传输至第一单片机，第一单片机将电压信号转化成数字信号并传输至蓝牙适配器；所述心率监测模块包括心电采样电极、导联线和第二单片机，心电采样电极采集玩家的心率信号，经导联线传输至第二单片机，第二单片机将心率信号转化成数字信号并传输至蓝牙适配器；所述皮肤导电率采集模块包括指部皮肤电导率采样电极、数据传输线和三单片机，指部皮肤电导率采样电极采集玩家的皮肤电导率信号，经数据传输线传输至第三单片机，第三单片机将皮肤电导率信号转化成数字信号并传输至蓝牙适配器。基于多生理参数情绪量估的游戏调控方法，包括以下步骤：步骤一、确定情绪综合估测值与游戏难度动态调节幅度的对应关系；步骤二、在玩家情绪平稳状态下，脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块分别采集玩家的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并分别将采集到的信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并将接收的信号传输至分析子模块，分析子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号并对信号分别处理，得到脑电波β频率段的能量基准值、心率基准值和皮肤导电率基准值；步骤三、玩家开始游戏；步骤四、脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块分别实时采集玩家的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并分别将采集到的信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并将接收的信号传输至分析子模块，在玩家游戏一段时间后，分析子模块对接收的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号分别处理，得到脑电波β频率段的能量实时值，皮肤导电率实时值和心率实时值；步骤五、分析子模块将脑电波β频率段的能量实时值与脑电波β频率段的能量基准值做差，得到脑电波β频率段的能量变化值A，将心率实时值与心率基准值做差，得到心率变化值B，将A和B分别根据式(1)进行归一化处理，并将归一化处理结果分别赋予权重加权，得到情绪综合估测计算值，如果该情绪综合估测计算值在步骤一中的情绪综合估测值范围内，则以该情绪综合估测计算值为情绪综合估测值，如果该情绪综合估测计算值不在步骤一中的情绪综合估测值范围内，则在步骤一中的情绪综合估测值范围内，取与情绪综合估测计算值最接近的值作为情绪综合估测值；式中：X*为归一化处理结果，X'min为脑电波β频率段的能量基准值或心率基准值，X为脑电波β频率段的能量实时值或心率实时值，ΔX为玩家脑电波β频率段的能量的最大值与最小值的差值或玩家心率的最大值与最小值的差值；步骤六、分析子模块根据步骤一确定的情绪综合估测值与游戏难度动态调节幅度的对应关系，确定步骤五得到情绪综合估测值对应的游戏难度动态调节幅度；如果游戏难度动态调节幅度大于二个等级，执行步骤七，如果游戏难度动态调节幅度小于等于二个等级，执行步骤八；步骤七、分析子模块将步骤五得到情绪综合估测值对应的游戏难度动态调节幅度转换成调控信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块将调控信号传输至游戏难度动态调节模块，游戏难度动态调节模块根据调控信号对游戏模块进行游戏难度动态调节，游戏模块根据调节后的难度控制游戏在终端运行，虚拟现实模块能够实时将终端游戏画面投映到游戏玩家头戴的VR设备上，然后重复步骤四～六，直至玩家停止游戏；步骤八、分析子模块判断在这段游戏时间中，皮肤电导率是否出现阶跃，如果出现阶跃，执行步骤七，若未出现阶跃，重复步骤四～六，直至玩家停止游戏。进一步的，步骤一中，情绪综合估测值范围是[0，1]，游戏难度等级从最简单到最难量化为0～100。进一步的，步骤三中，玩家根据需要选择任意游戏难度等级开始游戏。进一步的，步骤四中，一段时间为1～2s。进一步的，步骤五中，所述脑电波β频率段的能量变化值A的权重为0.7，心率变化值B的权重为0.3。进一步的，步骤五中，ΔX根据统计学方法确定，通过取不同人的玩家脑电波β频率段的能量的最大值与最小值的差值的平均值得到玩家玩家脑电波β频率段的能量的最大值与最小值的差值，通过取不同人的心率的最大值与最小值的差值的平均值得到玩家心率的最大值与最小值的差值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统采用情绪综合量估模块能够及时响应情绪变化，采用游戏难度动态调节模块实时调控游戏难度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统，其特征在于，包括生理信息采集模块、情绪综合量估模块、游戏难度动态调节模块、游戏模块和虚拟现实模块；所述生理信息采集模块包括脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块；所述情绪综合量估模块包括数据通信子模块和分析子模块；脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块分别采集玩家的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并分别将采集到的信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并将接收的信号传输至分析子模块，分析子模块根据接收的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号对玩家的情绪作出判断，确定游戏难度动态调节幅度，并将游戏难度动态调节幅度转换成调控信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块将调控信号传输至游戏难度动态调节模块，游戏难度动态调节模块根据调控信号对游戏模块进行游戏难度动态调节，游戏模块根据调节后的游戏难度控制游戏在终端运行，虚拟现实模块能够实时将终端游戏画面投映到游戏玩家头戴的VR设备上。

【技术特征摘要】
1.基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统，其特征在于，包括生理信息采集模块、情绪综合量估模块、游戏难度动态调节模块、游戏模块和虚拟现实模块；所述生理信息采集模块包括脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块；所述情绪综合量估模块包括数据通信子模块和分析子模块；脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块分别采集玩家的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并分别将采集到的信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并将接收的信号传输至分析子模块，分析子模块根据接收的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号对玩家的情绪作出判断，确定游戏难度动态调节幅度，并将游戏难度动态调节幅度转换成调控信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块将调控信号传输至游戏难度动态调节模块，游戏难度动态调节模块根据调控信号对游戏模块进行游戏难度动态调节，游戏模块根据调节后的游戏难度控制游戏在终端运行，虚拟现实模块能够实时将终端游戏画面投映到游戏玩家头戴的VR设备上。2.根据权利要求1所述的基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统，其特征在于，所述游戏难度动态调节模块通过游戏模块预设接口对游戏模块进行难度调控。3.根据权利要求1所述的基于多生理参数情绪量估的游戏调控系统，其特征在于，所述数据通信子模块包括蓝牙适配器；所述脑电波采集模块包括前额脑电采样电极、耳夹采样电极、抗干扰传输线和第一单片机，前额脑电采样电极和耳夹采样电极分别采集玩家前额和耳部的电压信号，电压信号经抗干扰传输线传输至第一单片机，第一单片机将电压信号转化成数字信号并传输至蓝牙适配器；所述心率监测模块包括心电采样电极、导联线和第二单片机，心电采样电极采集玩家的心率信号，经导联线传输至第二单片机，第二单片机将心率信号转化成数字信号并传输至蓝牙适配器；所述皮肤导电率采集模块包括指部皮肤电导率采样电极、数据传输线和三单片机，指部皮肤电导率采样电极采集玩家的皮肤电导率信号，经数据传输线传输至第三单片机，第三单片机将皮肤电导率信号转化成数字信号并传输至蓝牙适配器。4.基于多生理参数情绪量估的游戏调控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、确定情绪综合估测值与游戏难度动态调节幅度的对应关系；步骤二、在玩家情绪平稳状态下，脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块分别采集玩家的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并分别将采集到的信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并将接收的信号传输至分析子模块，分析子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号并对信号分别处理，得到脑电波β频率段的能量基准值、心率基准值和皮肤导电率基准值；步骤三、玩家开始游戏；步骤四、脑电波采集模块、心率监测模块和皮肤导电率采集模块分别实时采集玩家的脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号，并分别将采集到的信号传输至数据通信子模块，数据通信子模块接收脑电波β频率段的能量信号、心率信号和皮肤电导率信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天庆，唐文根，徐峰，王洪洲，康浩诚，郭丹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22