基于生理信号的情感计算研究综述

权学良 曾志刚 蒋建华 张亚倩 吕宝粮 伍冬睿

情感(Affect)遍布于人们的日常生活中.根据 《心理学大辞典》[1]的定义,情感是人类对客观事物和自己需求相比较之后产生的态度和体验.情感能反映一个人当下的生理心理状态,也对人们的认知、沟通和决策等产生重要影响[2].情感的变化通常是在外界环境的刺激之下产生的,会伴有个体表征和心理反应的变化,因此可以通过科学的方法来进行测量和模拟.

情感计算(Affective computing)[3]是一个跨学科研究领域,涉及计算机科学、心理学和认知科学等多个学科,旨在研究和开发能够识别、解释、处理和模拟人类情感的理论、方法和系统.其研究发展简史如图1 所示.1986 年,人工智能奠基人之一、图灵奖获得者、麻省理工学院Minsky 教授在其著作The Society of Mind[4]中最早提出了让计算机能够识别情感的概念.1997 年,麻省理工学院Picard教授发表了关于情感计算的首部专著Affective Computing[5],情感计算正式成为现代计算机学科的一个分支.2010 年,IEEE 计算机学会、计算智能学会和系统、人和控制论学会共同创办了第一个情感计算领域的学术期刊IEEE Transactions on Affective Computing.

图1 情感计算研究发展简史Fig.1 A brief history of affective computing research

情感计算的常见输入信号包括视频(面部表情、肢体动作等)、音频、文本、生理信号等.与面部表情等不同,脑电等生理信号不易伪装,更能反应个体的真实情绪状态,因而基于生理信号的情绪识别在诸如临床诊断、治疗等方面有着重要作用[6].又如在交通运输领域,驾驶员的愤怒、焦虑等负面情绪会严重影……