摘要
当今社会，随着生活节奏的不断加快，人们生活压力逐渐增大，现代人们很容易产生一些不良情绪，这些不良情绪如果没有及时消化会严重影响人们的精神状态和身体健康。高校学生是一个非常典型的社会群体，在面临着学业、就业等压力的情况下，很容易出现紧张、不安和焦虑等负面情绪，长期处于这样一种精神状态下极易诱发抑郁等心理疾病，严重的甚至会做出一些过激性行为，例如自残或自杀等，这些问题变得越来越普遍，受到了社会的广泛关注。因此，如何有效地识别和监测高校学生的情绪对预防高校学生的心理疾病以及保护高校学生的心理健康具有重要意义。 在人工智能快速发展的今天，计算机和无线通讯等技术的不断更新换代使得智能服装快速发展。智能服装在运动监测、生理信号监测等方面的功能日益成熟，但是具备情绪识别功能的智能服装研究还比较少。而服装作为消费者的必要需求，比起其他可穿戴设备具有可折叠和长期穿着的无可比拟的优势，是情绪状态长期日常监测的理想平台。 光纤作为智能纺织品的重要组成部分，兼具发光性能和织物柔软性，广泛应用于发光变色服装和家纺产品。本课题将光纤织物和智能服装相结合，开发出一种基于心电信号具有情绪识别功能的智能外套服装，旨在对人体情绪状态进行识别，依据识别到的情绪状态引起光纤服装的颜色变化，有效的将心理情绪可视化，达到监测人体情绪变化的目的。 本文主要包含四个方面的研究内容及成果： （1）心电数据的采集。使用中国情绪影像素材库作为情绪刺激素材，建立24名受试者心电数据集和1名受试者长期心电数据集，包括平静、高兴、悲伤、愤怒和愉悦情绪。对采集到的心电信号进行降噪处理，提取心率变异性的时域特征、频域特征和非线性特征，利用平静情绪数据作为基线对其他目标情绪进行处理。 （2）基于心电信号的情绪识别。提出一种基于心电信号进行情绪识别的机器学习方法，采用主成分分析法对提取到的特征值进行选择处理，利用算法模型进行情绪识别分类。该方法验证了基于心电信号进行识别情绪的有效性，可应用到智能穿戴电子设备中，用于识别判断穿戴者的情绪状态。 （3）情绪识别智能发光系统的构建。包括分析系统的功能需求、硬件的选择、软件程序代码的设计和电路的连接，使其达到功能性。情绪识别智能发光系统根据监测到的心电信号进行情绪识别，以识别到的结果作为控制智能光纤服装颜色的变化依据，不同情绪状态呈现不同颜色，起到一定的监测作用。 （4）情绪识别智能光纤服装的设计。包括光纤织物的侧面发光处理和智能服装的设计制作。根据智能服装的设计性、功能性、可拆卸性和舒适性原则进行智能服装的开发。智能发光系统的电子元器件和电路隐藏封装在服装后背结构设计中，光纤织物放置在服装袖子的部位，使其在达到服装舒适性和美观性的情况下，满足预设功能。研究同时进行了情绪识别智能光纤服装的功能性检测和主观性评价，本研究设计开发的智能服装在日常生活情绪识别应用中具有一定的可靠实用性。 本文通过情绪诱导实验、情绪识别算法研究开发了基于心电信号的情绪识别智能光纤服装，将智能传感装置、光纤织物与服装相结合进行了研究设计。随着新兴技术的不断发展，情绪识别智能发光服装不仅在情绪识别方面发挥重要作用，也可为情绪疾病诊断治疗提供有力可靠的依据，未来也可应用于远程教育、刑侦审讯、行为辅助等多方面。
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