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2012年9月12日 星期三

以IAPS素材探究生理訊號特徵如何應用於情緒分類




根據多篇文獻,生理訊號可以反應人的心理狀態起伏,在心理與認知科學常常使用生理訊號儀器來測量受測者,下列為過去研究中曾用於情緒研究之生理訊號;


BVP (Blood Volume Pulse) 
血流脈動(Blood Volume Pulse)常測量的部位為指尖,過去研究指出,在生氣或壓力的狀態下,血流量將會提高,而在悲傷或是放鬆的情況下,血流量則會降低,BVP的訊號。


EEG (Electroencephalography) 



待寫。


ECG (Electrocardiogram) 
ECG 是心電圖,ECG 的波形具有規律性,醫學上將波形依照轉折的區間,分為PQRST等部位,其中作常被使用的的心跳率指標,則是取RR-interval 換算成心跳率,心跳率再取導數則可得到心跳變率。過去研究指出,在放鬆或快樂的狀態下,心跳率將會提高,而在壓力或是挫折的情況下,心跳變率則會提高。


EMG (Electromyogram) 
EMG為肌電圖,過去研究指出,在緊張的狀態下,肌電率將會提高,而在放鬆的情況下,肌電率則會降低。


RESP (Respiration) 
呼吸的測量是透過測量胸圍,呼吸會使胸圍有些微變化,肺部吸入了空氣使胸腔擴大,呼氣時胸腔壓縮空氣排出,如此週而復始形成了一個循環,故在一般情形下,應具有週期性規律的起伏。過去研究指出,在生氣的狀態下,呼吸率將會提高,而在放鬆的情況下,呼吸率則會提高。


SCR (Skin Conductance Responses) 
貼於皮膚的電極(通常為手指),測量皮膚的導電性,而過去的研究顯示,皮膚導電性與情緒激發的程度有線性相關。可以表示自主神經系統的狀態,對反應產生的情緒,以及身體活動度,SCR 也可作為警覺性的指標。膚電反應的特徵為產生一陡峭的上升之後緩緩下降。






在相關學者的研究歸類;
情意感知
Ark 等人提出了 Emotion Mouse的概念,在滑鼠上貼附 Sensor,測量使用者之心跳率、皮膚溫度、皮膚導電度及肌電反應,讓電腦能對使用者的生理狀態能夠感應,並期望有適當回應。

Ryoo的研究則是希望可以藉由情緒狀態的資訊,提供個人化的服務,達成普適計算(ubiquitous computing)的目標。




感知方式的特徵選取

Picard 等人之研究發表了數種演算法供基於特徵的辨識方法,並收集了基於肌電圖(Electromyography, EMG)、血流脈膊(blood-volume pulse, BVP)、皮膚導電率(skin conductance responses, SCR)、呼吸(Respiration)共四種生理特徵,以長時間觀測每日(day-to-day)的變化情形。
Kim 所發展的系統,實驗中以多種刺激素材如聲音、圖片、認知(如故事)的刺激作為觸發情緒的素材,採用 Support Vector Machine(SVM)為生理訊號做情緒分類。

Sebe 等人的文獻回顧中,指出將多個來源的資訊加以整合,綜合判斷分析,整理出了一多模式人機互動介面的概念架構圖。


心理方面
心理方面分為兩個學派,其中一派認為在眾多的情緒中具備某些基礎情緒,Ekman, Levenson, & Friesen (1983)發展出基於類別為基礎方式的 Discrete Emotions,以 Paul Ekman以此理論為基礎發展出了 FACS(Facial Action Coding System)最為人熟知。
另一派認為情緒可表示為幾個基本情緒向度的強弱變化,發展出 Dimensional Approach。
兩者之間的對應目前沒有人去研究,(((可行。

本篇文獻將以 IAPS(International Affective Picture System)  素材為來源,進行嚴謹的實驗設計

與測試,以探究生理訊號特徵如何應用於情緒分類。我們可以利用第五章 生理訊號分析與情緒識別做為參考,研究方法與實驗方式可修正,目前前測可先參考這PAPER圖與表。


Valence-arousal 2D space

Valence-Arousal其mean、SD及Frequency表


資料來源:::

徐世平、廖文宏,2008,生理訊號監控應用於智慧生活環境之研究,碩士論文








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