情感计算实验室数据采集管理系统需求说明.docx
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情感计算实验室数据采集管理系统需求说明
1、被试信息管理1
2、实验流程管理2
3、实验数据处理4
4、素材管理5
5、实验数据查询和统计5
6、其他功能6
7、文件存储结构参考6
8.界面要求7
9、其他要求7
问卷1知情同意书（需填电子版，并在纸质版上签字）8
问卷2艾森克人格测验9
附录4平静量表14
附录4激发量表15
情感计算实验室数据采集管理系统需求说明
本Web系统用于情感生理信号采集实验的流程及数据管理，功能需求如下：
1、被试信息管理
1.1被试信息录入、确认
1）说明：
被试在首次参加实验时要求在一张实验知情同意书（件附录1）上签名，填写艾森克人格问卷（附录2），计算量表得分（计分规则件附录2，共计4个得分EPNL）合格后才能成为合格的被试参加实验，否则即为不合格被试。
合格和不合格的被试信息均需要记录。
2）被试编号规则：
性别（1为女，2为男）年龄（2位数，00-99）顺序号（4位，0001开始）。
举例：
李霞，女，19岁，编号为：
1190001
3）被试无需注册，以身份证+密码识别。
被试密码需要以密文方式存放在数据库中，被试密码丢失后可由管理员重设密码。
4）系统可重新计算被试人格量表标准分（随着样本量的增加以前合格的被试可能变成不合格，不合格的也可能变成合格）。
5）业务流程图：
注：
扫描被试的知情同意书不必在确认前进行，可先确认，之后在空闲的时间补扫。
1.2被试分布统计
按字段统计输出被试分布信息（图形报表）。
2、实验流程管理
1）实验分五个阶段，
一、采集被试平静状态下的数据（包括各种生理信号和视频），生成1个matlab文件和1个视频文件。
二、被试填问卷1，被试回答需要保存。
三、采集被试情感激发状态的数据（包括各种生理信号和视频），生成1个matlab文件和1个视频文件。
四、被试填问卷2，被试回答需要保存。
五、被试做一个连续情感强度评分（生成一个评分数据文件），生成1个文本文件。
实验过程中总共生成5个文件，这些文件是由不同的采集（MP150和摄像头等）设备采集的，要求系统能把这些数据按一定的关系存储起来，便于后续查询挑选合适的数据。
2）采集过程不可中断，若中断，则本次采集无效。
3）量得表分计算规则参见附录3和附录4，其他计算规则说明：
采集是否有效：
激发量表问题3-5分别为CBB，则有效。
目标情感：
量表里的n种情感得分，存在且只有一个【4-5】且其他均[0-2]，则得分【4-5】的为目标情感，否则就无目标情感。
4）采集编号规则：
采集日期（YY-MM-DD）+被试编号+目标情感。
例：
2011年11月25号采集被试1190001，目标情感为amusement，则采集编号为“201111251190001amusement”。
连续情感评分数据文件命名规则：
采集编号+素材标号+被试编号.txt
MP150采集的生理数据命名规则：
平静数据：
采集编号+neutral.mat
情感数据：
采集编号.mat
视频采集文件命名规则：
平静视频：
采集编号+neutral.dat（扩展名待定）
情感视频：
采集编号.dat
5）业务流程：
3、实验数据处理
1）实验数据分离和截取
在实验过程中采集的各种生理信号文件是一个matlab文件，需要将这个文件按生理信号分开成若干个matlab文件，1个matlab文件被分为若干（依采集的生理信号种类而定）个matlab文件。
对分离后的每个matlab文件需要进一步进行有效信号截取，产生一个截取后的matlab文件。
系统需要将新产生的matlab文件统一管理起来。
例如采集的生理信号为ECG和GSR，某次实验中采集了2个matlab文件，分别为201111251190001amusementneutral.mat和201111251190001amusement.mat。
则首先分离出4个matlab文件：
201111251190001amusementECGneutral.mat
201111251190001amusementGSRneutral.mat
201111251190001amusementECG.mat
201111251190001amusementGSR.mat
截取有效数据后又得2个matlab文件：
201111251190001amusementECG.effictivemat
201111251190001amusementGSRefficitive.mat
实验数据分离和截取过程由手工完成，处理前，系统需要提供相关的文件链接（连续评分文件、视频文件、待处理的matlab数据文件），手工处理完毕后，系统需要将处理新成生的matlab文件统一保存管理起来。
2）只有该次实验的主试才能对该次采集的数据进行分离和截取。
3）分离和截取可重复进行，新数据覆盖旧数据，覆盖前需要提示确认。
4）分离出来的各种信号数据文件命名标准：
平静状态下的分离采集数据：
采集编号+信号名称+neutral.mat
情感激发状态下的分离采集数据：
采集编号+信号名称.mat
有效数据命名标准：
原文件名+effictive.mat
5）业务流程：
截取有效数据的流程和上图类似。
4、素材管理
1）实验中采用视频素材激发被试情感状态，需要记录素材文件的链接、预设情感、内容介绍、信度、效度。
2）对素材进行管理，包括添加、删除（实验中用过的素材不允许删除）、查询、浏览。
3）素材的信度和效度计算规则见附录4。
4）素材编号规则：
预设情感+顺序号（4为，0001开始）。
5）随着样本量的增加可更新重新计算所有素材的信度和效度。
6）素材统计分析，按预设情感、目标情感、信度、效度或其组合统计素材分布。
5、实验数据查询和统计
5.1实验数据查询
以被试年龄、性别、专业（大类：
理学、工学、农学、医学、人文社科、艺术）等条件、以及采集日期、素材、目标情感、生理信号、数据文件种类、平静量表和激发量表得分区间等或以上条件之组合查询并导出符合条件的实验数据。
5.2采集信息查询
查询某次采集的详细数据，包括被试量表的答题情况，计分情况等。
5.3数据分布统计
功能和5.1类似（5.1是导出数据，，5.3是先组合查询出数据后，再按某个字段浏览数据或统计分布情况）。
6、其他功能
1）系统初始化，自动生成各表结构（系统全部清空）。
2）数据库备份和恢复。
3）数据库文件链接和磁盘阵列文件一致性检查。
4）生理信号种类管理，添加和删除（已有分离数据的生理信号不允许删除）。
5）情感状态种类管理，添加和删除（已有采集数据的不允许删除）。
6）艾森克人格量表和平静量表、激发量表管理。
目前实验只采集3种生理信号（心电、皮肤电、脉搏）和5种情感状态，但系统应具有可扩展性，可以动态添加生理信号的种类和情感状态。
平静和激发量表的形容词和情感归属种类可以动态增加。
7）用户及系统权限设置。
被试无需注册，以身份证+密码识别。
工作人员必须注册登录，并分配相应权限。
设超级管理员一人，由超级管理员审核用户注册信息并分配角色。
工作人员注册信息包括：
用户名、密码、姓名、电话、电子邮箱。
8）系统日志：
记录系统的登录和退出及其他设计数据变更的情况，便于故障分析。
7、文件存储结构参考
1）每次实验采集将生成5个文件，如下：
连续情感评分数据文件（如D:
\实验\pingfen.txt）
MP150采集的生理数据文件（如D:
\实验\NeutralSingal.mat和D:
\实验\ElicitedSingal.mat）
同步记录的视频文件（如D:
\实验\NeutralvideoSingal.dat和D:
\实验\ElicitedvideoSingal.dat）
2）实验完成时，必须将以上5个文件按命名规则命名后存储到磁盘阵列的指定（参数设定）目录下：
MP150采集的生理数据文件子目录规则：
\CollectionSignal\
同步记录的视频文件子目录规则：
\VideoSignal\
连续情感评分数据文件子目录规则：
\Evaluation\'素材编号'\
3）除此之外，视频素材和实验数据处理后产生的matlab文件等也存储在磁盘阵列中。
视频素材子目录规则：
\VideoMaterial\
分离的生理信号文件子目录规则：
\DetailSignal\'信号名称'\
截取的有效信号文件子目录规则：
\EffectiveSignal\'信号名称'\
被试签名文件子目录规则\Signature\
8.界面要求
（待推荐类似截面）。
9、其他要求
8.1系统运行环境：
B/S模式，本实验室提供服务器，采集客户端通过Web方式使用该软件系统。
基本配置如下：
运行系统的服务器一台（可根据需要调整），存储数据的磁盘阵列一台（挂接在服务器上），被试休息室电脑一台（用于被试信息填写），两个采集室电脑各一台（用于采集实验数据，采集过程中被试和主试共用一台电脑，每台电脑配有两块显示器和两个鼠标，被试仅在填写量表时使用鼠标。
）
8.1要求WebServer和数据库服务器都选用免费产品，除本管理系统外，不需要另购其他软件。
8.2验收时需要交付的产品和文档包括（本系统作为项目建设的一部分，需要有完善的文档）：
a）满足需求规格说明的软件产品一份。
b）产品用户使用说明书一份
c）系统设计文档（包括需求分析、系统设计、数据库设计）各一份
d）产品全部源代码一份
e）系统安装说明一份
所有文档应当符合软件工程一般规范，并完整齐全。
8.3实验室拥有本系统的著作权和使用权。
8.4在开发过程中可能对系统需求做个别调整，但调整功能点数量不超过总数的10%。
附录1：
问卷1知情同意书（需填电子版，并在纸质版上签字）
受试者基本信息
身份证号
姓名
性别
年龄
专业
联系电话
邮箱
QQ号
知情同意书
我在本知情同意书上签字，表示已知悉并同意以下条款：
（1）我参与的实验是为了获得实验期间的情感心理过程信息和生理反应信息，不涉及受试者的个性智力水平等个人隐私。
（2）实验期间获得的数据将作为信号与信息处理研究所课题组科研之用，受试者亦有权查看本人的实验数据。
测试方有义务对受试者的各项私人信息保密，不能将受试者信息用作商业用途。
（3）实验过程中唤起的情感可能是不愉快的情感体验，并且知悉此点后我仍愿意继续参与实验。
受试者签字：
附录2
问卷2艾森克人格测验
（初次参加测试的被试填写）
艾森克人格问卷（成人）
每个答案无所谓正确与错误，这里没有对你不利的题目。
请尽快回答，不要在每道题目上太多思索，回答时不要考虑应该怎样的，只回答你平时是怎样的。
每道题都要回答。
回答“是”时，就在“是”上打“√”；回答“否”时，就在“否”上打“√”
1. 你是否有许多不同的业余爱好？
是 否
2. 你是否在做任何事情以前都要停下来仔细思考？
是 否
3. 你的心境是否有起伏？
是 否
4. 你曾有过明知是别人的功劳而去接受奖励的事吗？
是 否
5. 你是否健康？
是 否
6. 欠债会使你不安吗？
是 否
7. 你曾无缘无故觉得“真是难受”吗？
是 否
8. 你曾经贪图过份外物吗？
是 否
9. 你是否在晚上小心翼翼地关好门窗？
是 否
10. 你是否比较活跃？
是 否
11. 你在见到一小孩或一动物受折磨时是否会感到非常难过？
是 否
12. 你是否常常为自己不该作而作了的事，不该说而说了的话而紧张吗？
是 否
13. 你喜欢跳降落伞吗？
是 否
14. 通常你能在热闹联欢会中尽情地玩吗？
是 否
15. 你容易激动吗？
是 否
16. 你曾经将自己的过错推给别人吗？
是 否
17.你喜欢会见陌生人吗？
是 否
18. 你是否相信保险制度是一种好办法？
是 否
19. 你是一个容易伤感情的人吗？
是 否
20. 你所有的习惯都是好的吗？
是 否
21. 在社交场合你是否总不愿意露头角？
是 否
22.你会服用有奇异或危险作用的药物吗？
是 否
23. 你常有“厌倦”之感吗？
是 否
24. 你曾拿过别人的东西（哪怕是一针一线）吗？
是 否
25. 你是否常爱外出？
是 否
26. 你是否以伤害你所宠爱的人而感到乐趣？
是 否
27. 你常有罪恶之感所苦恼吗？
是 否
28. 你在谈论时是否有时不懂装懂？
是 否
29. 你是否宁愿去看些书而不愿去多见人？
是 否
30. 你要伤害你的仇人吗？
是 否
31. 你觉得自己是一个神经过敏的人吗？
是 否
32. 对人有所失礼时你是否经常要表示歉意？
是 否
33. 你有许多朋友吗？
是 否
34. 你是否喜欢爱讲些有时确能伤害人的笑话？
是 否
35. 你是一个多忧多虑的人吗？
是 否
36. 你在童年时是否按照吩咐要做什么便做什么，毫无怨言？
是 否
37. 你认为你是一乐天派吗？
是 否
38. 你很讲究礼貌和整洁吗？
是 否
39. 你是否总在担心会发生可怕的事情？
是 否
40. 你曾损坏或遗失过别人的东西吗？
是 否
41. 交新朋友时一般是你采取主动吗？
是 否
42. 当别人向你诉苦时，你是否容易理解他们的苦衷？
是 否
43. 你认为自己很紧张，如同“拉紧的弦”一样吗？
是 否
44. 在没有废纸篓时，你是否将废纸扔在地板上？
是 否
45. 当你与别人在一起时，你是否言语很少？
是 否
46. 你是否认为结婚制度是过时了，应该废止？
是 否
47. 你是否有时感到自己可怜？
是 否
48. 你是否有时有点自夸？
是 否
49. 你是否很容易将一个沉寂的集会搞得活跃起来？
是 否
50. 你是否讨厌那种小心翼翼的开车的人？
是 否
51. 你为你的健康担忧吗？
是 否
52. 你曾讲过什么人的坏话吗？
是 否
53. 你是否喜欢对朋友讲笑话和有趣的故事？
是 否
54. 你小时曾对父母粗暴无礼过吗？
是 否
55. 你是否喜欢与人混在一起吗？
是 否
56. 你如知道自己工作有错误，这会使你感到难过吗？
是 否
57. 你喜欢失眠吗？
是 否
58. 你吃饭前必定洗手吗？
是 否
59. 你常无缘无故感到无精打采和倦怠吗？
是 否
60. 和别人玩游戏时，你有过欺骗行为吗？
是 否
61. 你是否喜欢从事一些动作迅速的工作？
是 否
62. 你的母亲是一位善良的妇女吗？
是 否
63. 你是否常常觉得人生非常无味？
是 否
64. 你曾利用过某人为自己取得好处吗？
是 否
65. 你是否常常参加许多活动，超过你的时间允许？
是 否
66. 是否有几个人总躲避你？
是 否
67. 你是否为你的容貌非常烦恼？
是 否
68.你是否觉得人们为了未来有保障而办理储蓄和保险所花的时间太多？
是 否
69. 你曾有过不如死了好的愿望吗？
是 否
70. 如果有把握永远不会被人发现，你会逃脱吗？
是 否
71. 你能使一个集会顺利进行吗？
是 否
72. 你能克制自己不对别人无礼吗？
是 否
73. 遇到一次难堪的经历后，你是否在一段长时间内还感到难受？
是 否
74. 你患有“神经过敏”吗？
是 否
75. 你曾经故意说些什么来伤害别人的感情吗？
是 否
76. 你与别人的友谊是否容易破裂，虽然不是你的错？
是 否
77. 你常感孤单吗？
是 否
78.当人家寻你的差错，找你工作中的缺点时，你是否容易在精神上受挫伤？
是 否
79. 你赴约会或上班曾迟到过吗？
是 否
80. 你喜欢忙忙碌碌和热热闹闹地过日子吗？
是 否
81. 你愿意别人怕你吗？
是 否
82. 你是否觉得有时浑身是劲，而有时又是懒洋洋的吗？
是 否
83. 你有时把今天应做的事拖到明天去做吗？
是 否
84. 别人认为你是生气勃勃的吗？
是 否
85. 别人是否对你说了许多谎话？
是 否
86. 你是否对某些事物容易冒火？
是 否
87. 当你犯错误时，你是否常常愿意承认它？
是 否
88. 你会为一些动物落入圈套被捉拿而感到很难过吗？
是 否
艾森克量表88道题的成人版记分：
（+）为正向记分，即答“是”加一分，答“否”不加分；（-）为反向计分，即答“是”不加分，答“否”加一分
E量表（21道题）：
（+）：
1510131417253337414953556165718084
（-）：
212945
P量表（23道题）：
（-）：
269111822384256627288
（+）：
2630344650666875768185
N量表（24道题）：
（+）：
3712151923273135394347
515759636769737477788286
（-）：
无
L量表（20道题）：
（+）：
2032365887
（-）：
4816242840444852546064707983
原始分：
E量表分：
高于15为外向，低于8为内向。
N量表分：
高于14为神经质，低于9为情绪稳定型。
P量表分：
高于8为精神质（孤僻型）。
L量表分：
高于18，被试未如实回答，测验结果可能失真，整个量表结果不可信。
标准T分换算公式：
（前50个被试M=50SD=10,后面的被试依据前面被试的评分动态计算M和SD）。
意思是，前五十个被试是直接求的成绩，而当被试大于50个的时候，就T值就需要根据前面已经测试的成绩来求的最终成绩了
其中，X为原始分，M和SD为均值和标准差。
该公式将均值换算成50，标准差换算成10，即以50为中值，以10为标准差。
标准T分：
E量表分：
超过61.5为外向型，56.7-61.5之间为趋向外向型，43.3-56.7之间为中间型，38.5-43.3之间为内倾型，低于38.5为典型内向。
N量表分：
高于61.5为神经质，低于56.7为情绪稳定型。
P量表分：
超过61.5，表示明显精神质，56.7-61.6为倾向精神质，低于56.7为正常人。
L量表分：
大于60，被试未如实回答，整个量表测试无效。
有效被试评判标准：
前50个被试按原始分评判，以后被试：
E量表分<61.5
且N量表分<61.5
且P量表分<61.5
且L量表分>60
附录4平静量表
1.表中是描述不同情感的形容词，请为每个形容词打分，用来形容你刚才看风景时的情感感受。
1表示很弱，2表示较弱，3表示一般，4表示较强，5表示很强
________快乐的________忧愁的________热情的________害怕的
________愤怒的________放松的________敌意的________受惊的
________欢喜的________厌恶的________兴奋的________不安的
________平静的________易怒的________沮丧的________轻蔑的
________颤栗的________欣喜的________轻松的________闷闷不乐的
________愉快的________恐惧的________愤怒的________充满活力的
________颤抖的________孤独的________活泼的________寂寞的
评分标准：
所有形容词的归入如下：
喜：
快乐的，热烈的，欢喜的，欣喜的，愉快的，兴高采烈的，充满活力的，活跃的
怒：
愤怒的，敌意的，厌恶的，易怒的，轻蔑的，愤怒的
哀：
忧愁的，沮丧的，闷闷不乐的，孤独的，孤寂的
惧：
害怕的，受惊的，紧张的，颤栗的，恐惧的，颤抖的
中性：
放松的，平静的，轻松的
PANAS-X由上述各组词语打乱顺序编写而成，计分规则为：
被试对每个词语都会作1，2，3，4，5五个选项的计分，被试选择的选项即为该词语的得分。
属于同一组的所有词语得分求和，再对该组词语总个数取平均，即为该组的最终得分。
举例：
假设某被试的得分如下：
喜：
快乐的，热烈的，欢喜的，欣喜的，愉快的，兴高采烈的，充满活力的，活跃的
54554333
怒：
愤怒的，敌意的，厌恶的，易怒的，轻蔑的，愤怒的
111111
哀：
忧愁的，沮丧的，闷闷不乐的，孤独的，孤寂的
11111
惧：
害怕的，受惊的，紧张的，颤栗的，恐惧的，颤抖的
111111
中性：
放松的，平静的，轻松的
213
则该被试各组最终得分计算如下：
喜：
（5+4+5+5+4+3+3+3）/8=4
怒：
（1+1+1+1+1+1）/6=1
哀：
（1+1+1+1+1）/5=1
惧：
（1+1+1+1+1+1）/6=1
中性：
（2+1+3）/3=2
附录4激发量表
A.表中是描述不同情感的形容词，请为每个形容词打分，用来形容你刚才看影片时的情感感受。
1表示很弱，2表示较弱，3表示一般，4表示较强，5表示很强
________快乐的________忧愁的________热情的________害怕的
________愤怒的________放松的________敌意的________受惊的
________欢喜的________厌恶的________兴奋的________不安的
________平静的________易怒的________沮丧的________轻蔑的
________颤栗的________欣喜的________轻松的________闷闷不乐的
________愉快的________恐惧的________愤怒的________充满活力的
________颤抖的________孤独的________活泼的________寂寞的
3．你看懂影片内容了吗？
A.难，没看懂B.一般，部分看懂了C.不难，看懂了.
4．你过去看过该影片吗？
A.看过B.没看过C.忘了，好像看过
5．你看电影时闭眼或东张西望了吗?
A.有B.没有
评分标准同附录3。
采集有效性判断规则：
问题3、4、5用于判断该次采集的数据是否有效
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