一种使用皮肤电信号进行文化体验情感识别的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用皮肤电信号进行文化体验情感识别的方法，在进行情感体验识别时，采集体验者的皮肤电信号，将信号输入之前训练好的KNN情感识别计算模型，计算此样本与前期采集的175个样本之间的欧式距离。选取最小的5个欧式距离。根据这5个欧式距离对应的训练样本的情感类型，以及这5个欧式距离的数值结果，判定被测者的情感体验类别。本发明专利技术在生理信号的各种参数特征中，明确了18个与情感变化有对应关系的生理特征参数，从而在每次进行情感识别时只需要计算少量的参数特征，极大的降低了参数计算的复杂程度，提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种人类情感识别的方法。
技术介绍
情感识别是实现和谐人机交互的关键技术，其目的是赋予计算机识别用户情感的能力。来自社会和认知心理学的研究表明在相关的外界刺激下,情感能够快速地、轻易地、自动地甚至无意识地唤起。情感计算最初由美国麻省理工学院的Picard教授在1997年提出的。情感计算的目标是赋予计算机感知、理解与表达情感的能力,从而与人更加主动、友好、声情并茂地交流。随后,情感计算迅速引起人工智能与计算机领域专家的兴趣,并成为近几年一个崭新的、充满希望的研究领域。情感计算的提出与迅速发展,一方面是由于人机交互和谐性的要求,希望计算机像人一样不但具备听、说、看、读的能力,而且能够理解与表达喜、怒、哀、乐等情绪；另一方面也是基于强计算主义的心理,希望把计算延伸至人的内心世界。情感计算提出后，基于面部表情、语音、姿势和生理信号的情感识别在得到广泛研究。Tomkins指出面部活动在情感体验中扮演了重要角色。但由于面部活动易受主观掩饰的影响，所以Picard认为，基于生理信号的情感识别更接近于情感的内在心理感受。Ekman的团队在控制状态下的情感期间(愤怒、恐惧、悲伤、高兴、惊奇和厌恶)记录了被试的心率、左右手指温、皮肤电阻、前臂曲肌张力，并最先在1983年的Science上发文陈述了离散情感可区分性的证据。近年来国内外研究者们从皮肤电导(GSR)、心率(HR)、心电(ECG)，肌电(EMG)，呼吸，皮肤温度，脉搏(BVP)等生理信号进行情感状态识别的研究,证明了生理信号进行特征识别情感的可行性并建立了具有较好识别性能的情感识别系统。皮肤电反应(GSR)是反映人的交感神经兴奋变化的最有效、最敏感的生理指标,是国际上最早最广泛应用并得到普遍承认的多导心理测试指标。GSR记录了人体的皮肤电导的变化，反映了人体的交感神经系统的变化过程，通过情感诱发产生的对交感神经的刺激能够导致人体皮肤电的变化。文化体验是人们在文化元素的影响下产生的一种内在的心里活动，例如，看到傣族的泼水节的场景，人们会产生一种高兴的喜悦的心情；在观看南京大屠杀纪念馆时，人们会产生一种基于抗日情怀的愤怒情感；在参观历史纪念博物馆的时候，人们或许会对某位将军的惨痛经历感到悲伤；走进一个秘密的山洞，未知、阴森的气氛会让人产生一种恐惧的情感。将情感识别用于文化体验，识别出人们在文化体验时所产生的内在情感是在情感计算方面的又一种创新。
技术实现思路
本专利技术的内容是提供.一种使用皮肤电信号进行文化体验情感识别的方法。为了得到上述目的，采用以下技术方案：.一种使用皮肤电信号进行文化体验情感识别的方法，本专利技术申请中的“文化体验”是指用户在观看带有文化背景的图片、视频、音频等文化产品时对于相关产品的主观体验，其特征在于：所述算法包括如下步骤：S1：通过实验得到文化体验的高兴、悲伤、愤怒、恐惧、平静5类情感样本，每类情绪35个样本，共175个样本；S2：对采集的皮肤电信号进行平滑去噪预处理；S3：分别提取175样本的对应18个数值特征；其中18个数值特征如下表所示：S4：根据各个样本的特征值，构建出用于情感体验识别的K近邻识别模型。K近邻识别模型的构建方法为：S1：采用皮肤电信号采集装置采集用户皮肤电信号，其中采样率高于50HZ；S2：求得测试样本与175个训练样本的欧氏距离；A样本与B样本之间的欧式距离计算方法为，每个样本提取18个特征；则A样本的特征值分别是p1,p2,p3…p18；B样本的特征值分别是q1,q2,q3…q18；那么，A样本与B样本之间的欧式距离d为d=(p1-q1)2+(p2-q2)2+(p3-q3)2+...+(p18-q18)2.]]>S3：在得到的175个欧式距离中，选取最小的5个欧式距离；S4：统计这5个欧式距离对应的训练样本的情绪类型；S4：分别计算被测样本对于各类情感的归属概率；其计算公式为：其中θi为当前情感对于第i种情感的归属概率；i∈{1,2,3,4,5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用皮肤电信号进行文化体验情感识别的方法，其特征在于：所述算法包括如下步骤：S1：通过实验得到文化体验的高兴、悲伤、愤怒、恐惧、平静这5类情感生理信号；S2：对采集的皮肤电和心电信号进行平滑去噪预处理，去除由于采集设备和人体活动造成的信号漂移和毛刺；S3：使用基本的信号处理方法提取各个样本在本方法中所需要的18个数值特征；相关信息如下表所示：S4：标记每个样本的情感特征，将不少于175个情感生理信号的集合组成用于情感体验识别的K近邻识别模型，用于后续情感分类识别。

【技术特征摘要】
1.一种使用皮肤电信号进行文化体验情感识别的方法，其特征在于：
所述算法包括如下步骤：
S1：通过实验得到文化体验的高兴、悲伤、愤怒、恐惧、平静这
5类情感生理信号；
S2：对采集的皮肤电和心电信号进行平滑去噪预处理，去除由于
采集设备和人体活动造成的信号漂移和毛刺；
S3：使用基本的信号处理方法提取各个样本在本方法中所需要的
18个数值特征；相关信息如下表所示：
S4：标记每个样本的情感特征，将不少于175个情感生理信号的
集合组成用于情感体验识别的K近邻识别模型，用于后续情感分类识

\t别。
2.如权利要求1所述的使用皮肤电信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖祥伟，刘光远，张为群，杜仰泽，张善斌，张启飞，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85