[发明专利]基于视频刺激材料的实验范式情绪分析实现方法及其装置

说明书

本发明属于情绪识别技术领域，特别涉及一种基于视频刺激材料的实验范式情绪分析实现方法及其装置，该方法包含：收集多种情绪类型状态刺激材料；通过脑电设备采集被试者基线信号，获取其情绪分析参考数据；随机选取情绪类型状态刺激材料刺激被试者，并通过脑电设备采集被试者当前状态下的脑电数据；获取被试者自我诱发状态下的情绪评估，被试者脑电数据通过神经网络完成训练测试，返回直至所有情绪类型状态刺激材料下均被选取；结合自我评估结果及训练测试结果，完成被试者外界刺激和自我诱发相结合模式下的情绪识别。本发明能够结合自发情绪进行良好标定，为情绪识别提供真实有效的生理信号，提高情绪识别率和实用性，具有较好的应用价值。

技术领域

本发明属于情绪识别技术领域，特别涉及一种基于视频刺激材料的实验范式情绪分析实现方法及其装置。

背景技术

情绪是一种综合了人的感觉、思想和行为的状态，它包括人对外界或自身刺激的心理反应，也包括伴随这种心理反应的生理反应。在人们的日常工作和生活中，情绪的作用无处不在。作为心理状态的一项重要内容，情绪的测定与识别一直以来都是人们想要努力解决的问题；在各种人-机交互系统里，如果系统能识别出人的情绪状态，人与机器的交互就会变得更加友好和自然。因此，对情绪状态进行分析和识别是神经科学、心理学、认知科学、神经科学、心理学、认知科学、计算机科学和人工智能等领域的一项重要的交叉学科研究课题。情绪研究的重要前提条件之一就是诱发出人的不同情绪。情绪研究的重要前提条件之一就是诱发出人的不同情绪。情绪的诱发可以通过外部刺激和内部响应等方式实现，目前常见的情绪诱发方法主要有以下2种：(1)通过图片、音乐和视频等外部刺激诱发被试的不同情绪，这也是目前被学者们最普遍使用的刺激方法。(2)让被试自行回忆带有相应感情色彩的记忆片段。这是一种完全由被试内部诱发情绪的方法，也被一些学者作为情绪研究的基本方式。早期的情绪识别研究主要使用图片或声音作为诱发情绪的材料。

近年来，越来越多的情绪识别研究开始使用视听刺激结合的方式来诱发情绪。常用的视听觉刺激包括电影片段、音乐视频，或是呈现情绪图片的同时播放相应情绪的音乐。相比于单纯的视、听觉刺激，电影与实际生活中的情境更相似，内容和情节更为丰富，具有动态性、不可欺骗性和高生态效度，能够真实有效的诱发出相对应的情绪。通过视听觉的刺激诱发出相应的情绪，利用信号处理与计算模型，找出脑电等生理信号中代表情绪的稳定成分与特征，并通过机器学习算法，实现情绪的识别。基于情绪视频刺激的实验范式已经存在多个研究。2012年，瑞士日内瓦大学设计了基于音乐视频片段作为情绪刺激材料的实验范式，并在此基础上公开了DEAP生理信号情绪数据库。实验以2分钟的基线信号开始，此时被试要求注视屏幕中的“+”字，然后是40个观看音乐视频的试次。每个试次包含下面几个步骤：步骤1：2s的时间显示当前试次数，让被试知道实验的进程；步骤2：5s的基线信号记录，被试注视“+”字；步骤3：1分钟的音乐视频展示；步骤4：被试通过SAM量表进行效价，唤醒度，掌控度和喜欢程度4个维度的评分，前三个维度评分等级1-9，喜欢程度分为不喜欢，一般和喜欢。2012年，伦敦玛丽女王大学的研究学者设计了基于电影视频刺激的实验范式，截取了40个电影的片段，长度为1分钟至2分钟左右作为情绪刺激让30名被试观看，采集被试的脑电、眼动、心电、呼吸等生理信号，建立了MAHNOB-HCI情绪数据库。2016年，上海交通大学利用正性、中性、负性三种情绪类型的汉语电影作为刺激材料设计了情绪实验，让15名被试观看，采集了62导联的脑电信号，并在此基础上建立了SEED情绪数据库。之后很多学者的对于情绪识别的研究，基本是基于上述3个数据库的实验范式设计和生理信号。但是需要指出，以上基于视频刺激材料的实验范式均是在外界情绪刺激材料单一模式下进行的，并没有考虑自我诱发情绪的研究和识别。但是对于情绪识别走向实际应用，必然是针对自发情绪的识别。如何设计一种实验范式，能够对自发情绪进行良好的标定，并提供真实有效的生理信号以供情绪的研究，是非常有意义的。

发明内容