最近身邊很多老師咨詢AI人臉情緒識別，我就整理了點資料，有興趣的可以看看。

一、心理學(xué)原理——前庭反映情緒

首先需要了解一個概念，什么是前庭器官？前庭器官是人體對自身運(yùn)動狀態(tài)和頭在空間位置的感受器，是身體的平衡器官，由內(nèi)耳迷路中的半規(guī)管、橢圓囊和球囊組成。

有些人會疑惑了，前庭器官是測定機(jī)體平衡及定向的主要器官，和情緒有什么關(guān)系呢？

有研究推測，前庭功能與情緒處理的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成成分共享。大腦的腦島、頂葉蓋、顳頂葉連接、體感皮層、額葉、海馬體、扣帶皮質(zhì)和頂葉等區(qū)域接受前庭信息，使前庭系統(tǒng)不僅對姿勢、眼球運(yùn)動控制、空間記憶和自主調(diào)節(jié)起作用，新的證據(jù)還表明這個網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)擴(kuò)展到情緒處理、心理健康和社會認(rèn)知等方面。前庭系統(tǒng)與情緒調(diào)節(jié)是兩個相互影響的部分。不僅前庭系統(tǒng)障礙會影響情緒，情緒方面的變化也可能直接影響前庭系統(tǒng)。（這里不展開說更多，感興趣的可以看看這方面的論文。）

也就是說，不良情緒的產(chǎn)生會直接影響到前庭系統(tǒng)相關(guān)表象的改變，也就是，當(dāng)人情緒波動時會伴隨著不可控制的自體原發(fā)性緊張，導(dǎo)致頭頸部肌肉微振動。

基于綜合生理心理學(xué)理論，利用前庭器官反射不可控制的自體原發(fā)性振動作為心理生理測量指標(biāo)的技術(shù)依據(jù)。通過計算機(jī)捕捉這些因為情緒變化而引起的頭部細(xì)微運(yùn)動的振幅和頻率，從而實現(xiàn)檢測人的各種情緒狀態(tài)。這就是AI人臉情緒識別的心理學(xué)原理。

二、技術(shù)原理——振動影像學(xué)

1914年榮獲諾貝爾獎的科學(xué)家巴拉尼提出了“VER前庭情感反射理論”，前庭是負(fù)責(zé)人類移動和平衡的主要器官，可以準(zhǔn)確的反映人們的情緒狀況。來自前庭器官的傳入沖動，除與運(yùn)動和位置覺的引起有關(guān)外,還引起各種姿勢調(diào)節(jié)的反射和植物性功能的改變，進(jìn)而產(chǎn)生情緒變化。但肉眼難以捕捉前庭情感反射的細(xì)微的肌肉變化，受技術(shù)限制所以沒有特別好的應(yīng)用產(chǎn)品。

隨著技術(shù)的革新，AI人臉情緒識別也應(yīng)用而生，該設(shè)備的情感計算是基于ver(vestibular-emotionalreflex)前庭情感反射理論，結(jié)合神經(jīng)科學(xué)、生物學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、社會學(xué)等相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科研發(fā)的成果。

2014年俄羅斯索契冬奧會采用了一項新型的安防技術(shù)手段，利用攝像機(jī)采集旅客的肌肉細(xì)微振動頻率就能發(fā)現(xiàn)旅客的異常情緒，當(dāng)時檢測人數(shù)達(dá)到260萬，查獲各類違法犯罪行為數(shù)百起，當(dāng)時在全世界引起巨大轟動。

通過高振攝像機(jī)和高速計算機(jī)對人像進(jìn)行振動圖像的物理測定，對細(xì)致到0-1000微米的振幅，以及頻率為0-10赫茲的肌肉振動來建模分析，突破局限，結(jié)合人眼視覺特性，基于幀間運(yùn)動振幅統(tǒng)計算法，相鄰幀間的仿射變換矩陣作為肌肉微振動模型，計算肌肉振動軌跡波峰/波谷位置的振幅值。根據(jù)波峰/波谷出現(xiàn)的頻率，振幅均值以及振幅標(biāo)準(zhǔn)偏差，建立攻擊性，壓力，不安，焦慮，懷疑，平衡，能量，活力，自控能力，抑制，神經(jīng)質(zhì)，抑郁和幸福性等十多個維度情感度量模型，形成了一個復(fù)雜的算法公式。將采集到的不同指標(biāo)數(shù)據(jù)與模型進(jìn)行計算和比對分析，就能知道被測者目前的情緒情感狀態(tài)如何。

國內(nèi)的一些公司買進(jìn)了俄羅斯的算法版權(quán)，采集中國人的數(shù)據(jù)，進(jìn)行二次開發(fā)，就有了適合中國人的情緒情感計算模型，可以在國內(nèi)推廣使用。

三、功能和應(yīng)用——非接觸式測評與預(yù)警

1、使用的時候，通過30-60秒的人臉頭頸部運(yùn)動的采集，就可以基于以上原理進(jìn)行情緒分析，相對于傳統(tǒng)量表來說，主觀因素大大降低，測評速度也大大提高。正版的系統(tǒng)一般可以測量十多個情感維度，如腦疲勞度，活力狀態(tài)，集中度，精神狀態(tài)，心態(tài)狀態(tài)等等，而且還有心理健康管理平臺，可以通過前端快速采集分析，然后自動上傳建檔，綜合統(tǒng)計分析，心理異常人員預(yù)警，心理健康問題發(fā)展趨勢分布，重點關(guān)注人員推送等功能，在領(lǐng)導(dǎo)指揮室可以做團(tuán)體分析報告，作為數(shù)據(jù)決策支撐。

2、AI情緒識別雖然是比較新的比較前沿的技術(shù)，但是在很多單位都有了長時間的使用。目前該技術(shù)已經(jīng)成熟的情感計算模型大約有十五種，以后應(yīng)該還會陸續(xù)完善，目前該項技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在機(jī)場，君隊，航天，學(xué)校等心理健康地位突出的單位。

四、不足

1、一臺電腦加一臺攝像頭的配置，導(dǎo)致了單位人員在使用該設(shè)備的時候，不能安排大量人同時測試，測完一個才能測下一個，等待時間比較長。不適合同時做大面積的篩查。建議和量表式測量配合使用，量表普篩之后，對敷衍量表或者數(shù)據(jù)異常的被測進(jìn)行復(fù)測；或者有針對性地對疑似有心理問題的被測，或者剛接受了某類任務(wù)的小群體等小面積使用。

2、對測量環(huán)境有一定的要求，比如光線過曝，或者光線不足，或者人臉的背景復(fù)雜，都可能會影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。更適合在光線穩(wěn)定和背景單一的室內(nèi)使用。

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