人體情感生理反應系統的建模及其套用研究

《人體情感生理反應系統的建模及其套用研究》是依託西南大學，由劉光遠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：人體情感生理反應系統的建模及其套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉光遠
• 依託單位：西南大學

項目摘要

近年來，人類情感的機器識別在學術界和產業界迅速發展起來,使得能夠與用戶進行情感交流的商品更加受人青睞。儘管採用生理信號來識別人類情感與採用表情、聲音、姿勢等方式相比更具客觀性，但缺乏對情感變化規律的準確刻畫卻阻礙了情感生理識別的實際套用。因此，本項目將人類情感的誘發和相應的生理變化抽象為系統的輸入信號和輸出信號，針對情感變化規律進行系統建模。該方法是有別於統計特徵進行建模的新穎方法，能夠更加準確地刻畫情感變化的生理反應規律。已有的研究表明皮膚電信號與人體情感體驗的喚醒度正相關，心率信號可以表征人體情感體驗的效價。項目以皮膚電信號和心率信號作為情感的生理指標，基於系統識別的觀點，主要開展以下研究：分析情感生理反應的系統特徵，構建關於情感體驗反應的皮膚電和心率的最佳化系統模型，提取系統模型參數作為情感識別特徵，開發情感識別系統。該識別系統將在人機互動時進行實時情感識別和調節中得到有效套用。

結題摘要

開展人體情感生理反應系統的建模的研究工作，是為了建立從生理信號到人體情感狀態的有效計算模型，為使用智慧型設備有效估計人類情感提供有效的幫助。同時，這也能達到增進人機情感互動的體驗。本項目主要獲得了情感的多模態生理數據集，包括正性、中性和負性情感的皮膚電和心電數據，焦慮的心電數據，情感的高光譜血氧飽和度數據以及情感聲音的功能磁共振數據等；建立了估計情感維度的高階多元多項式函式模型、測焦慮情感的生理識別模型與實時識別系統；發現了人腦聽覺皮層拓撲分化的長程功能連線具有頻率選擇性，不同時間尺度的靜息態功能腦網路對抑鬱症識別效果具有非線性的影響，音樂生對情緒的體驗更敏感，純音在大腦中進行加工與傳輸的順序通路，純音在大腦中傳遞與加工的動態過程等結果。既豐富了情感識別的方法，又開發了典型的情感實時檢測系統，還探索了人體情感的中樞神經機制及其病理性變化，為實時的焦慮情緒檢測提供了便利，為採用智慧型設備來有效估計人類情感提供了有效的計算模型。與其他研究成果相比，該項目的主要創新之一是建立了幾種人體情感生理識別模型，並開發了焦慮情感實時檢測系統；項目的另一個創新之處是豐富了人體情感腦機制和精神病理腦機制的認識，為人體情感的更加高效檢測打下了基礎，為將來深入研究人體情感機制、機器自動識別與調節等多方面研究打下了基礎，最終將增進人類精神健康。