最近身邊很多老師咨詢AI人臉情緒識(shí)別，我就整理了點(diǎn)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(gè)概念，什么是前庭器官？前庭器官是人體對(duì)自身運(yùn)動(dòng)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(huì)疑惑了，前庭器官是測(cè)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(cè)，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(duì)姿勢(shì)、眼球運(yùn)動(dòng)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(gè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)擴(kuò)展到情緒處理、心理健康和社會(huì)認(rèn)知等方面。前庭系統(tǒng)與情緒調(diào)節(jié)是兩個(gè)相互影響的部分。不僅前庭系統(tǒng)障礙會(huì)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(huì)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(dòng)時(shí)會(huì)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(dòng)。

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(dòng)作為心理生理測(cè)量指標(biāo)的技術(shù)依據(jù)。通過計(jì)算機(jī)捕捉這些因?yàn)榍榫w變化而引起的頭部細(xì)微運(yùn)動(dòng)的振幅和頻率，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)人的各種情緒狀態(tài)。這就是AI人臉情緒識(shí)別的心理學(xué)原理。

二、技術(shù)原理——振動(dòng)影像學(xué)

1914年榮獲諾貝爾獎(jiǎng)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(dòng)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(dòng)，除與運(yùn)動(dòng)和位置覺的引起有關(guān)外,還引起各種姿勢(shì)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(shí)別也應(yīng)用而生，該設(shè)備的情感計(jì)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(huì)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(huì)采用了一項(xiàng)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(dòng)頻率就能發(fā)現(xiàn)旅客的異常情緒，當(dāng)時(shí)檢測(cè)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(shí)在全世界引起巨大轟動(dòng)。

通過高振攝像機(jī)和高速計(jì)算機(jī)對(duì)人像進(jìn)行振動(dòng)圖像的物理測(cè)定，對(duì)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(dòng)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(dòng)振幅統(tǒng)計(jì)算法，相鄰幀間的仿射變換矩陣作為肌肉微振動(dòng)模型，計(jì)算肌肉振動(dòng)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(gè)維度情感度量模型，形成了一個(gè)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(jì)算和比對(duì)分析，就能知道被測(cè)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(jì)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(cè)評(píng)與預(yù)警

1、使用的時(shí)候，通過30-60秒的人臉頭頸部運(yùn)動(dòng)的采集，就可以基于以上原理進(jìn)行情緒分析，相對(duì)于傳統(tǒng)量表來說，主觀因素大大降低，測(cè)評(píng)速度也大大提高。正版的系統(tǒng)一般可以測(cè)量十多個(gè)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(tái)，可以通過前端快速采集分析，然后自動(dòng)上傳建檔，綜合統(tǒng)計(jì)分析，心理異常人員預(yù)警，心理健康問題發(fā)展趨勢(shì)分布，重點(diǎn)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(bào)告，作為數(shù)據(jù)決策支撐。

2、AI情緒識(shí)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(shí)間的使用。目前該技術(shù)已經(jīng)成熟的情感計(jì)算模型大約有十五種，以后應(yīng)該還會(huì)陸續(xù)完善，目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)，君隊(duì)，航天，學(xué)校等心理健康地位突出的單位。

四、不足

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

2、對(duì)測(cè)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(huì)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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