基于粒子系統(tǒng)的情感建模研究.pdf

1、人工情感建模在人機(jī)交互、教育、擬人機(jī)器人、娛樂等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，日益引起學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。很多大學(xué)和公司成立了人工情感研究組，如美國(guó)的麻省理工學(xué)院、IBM公司，日本的Sony公司。情感建模研究已成為近年來心理學(xué)和計(jì)算科學(xué)的研究熱點(diǎn)。 本文基于C.Breazeal的理論構(gòu)建情感空間，并在情感空間中引入粒子系統(tǒng)。根據(jù)OCC模型，外界刺激被轉(zhuǎn)化為空間中的場(chǎng)，影響粒子在空間中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。粒子在情感空間中的分布決

2、定模型當(dāng)前的情感狀態(tài)。模型每隔一定時(shí)間輸出一個(gè)多維向量，該向量表示模型當(dāng)前各種情緒的激活程度。如果一個(gè)或多個(gè)維度上的情緒激活度大于閾值，則認(rèn)為情感模型此刻帶有這幾種情緒。在上述模型的基礎(chǔ)上，本文實(shí)現(xiàn)了人工情感系統(tǒng)。依據(jù)面部動(dòng)作編碼系統(tǒng)和Candide網(wǎng)格模型，系統(tǒng)根據(jù)情感模型的情緒激活度，顯示出相應(yīng)的人臉表情，使用戶獲得直觀感受。 與近年來國(guó)內(nèi)外人工情感建模領(lǐng)域的研究成果比較，本文的主要貢獻(xiàn)在于：針對(duì)人類情感特有的衰減性、非線性

3、、恒定性三大特征，本文創(chuàng)新性地在傳統(tǒng)情感空間中引入粒子系統(tǒng)。面對(duì)同樣的外界刺激，由于背景情感的不同，模型可能出現(xiàn)不同的情感狀態(tài)變化，體現(xiàn)了在整體確定性下的局部隨機(jī)性。由于粒子系統(tǒng)本身的非線性，無論一種外界刺激如何強(qiáng)烈，系統(tǒng)在情緒激活度上都將達(dá)到飽和狀態(tài)，不會(huì)無限升高。該模型不僅能表現(xiàn)當(dāng)前多個(gè)外界刺激因素對(duì)情感變化的綜合影響，還能反映之前發(fā)生過的事件對(duì)情緒變化的潛在影響。同時(shí)，多維度的情感狀態(tài)輸出還為將來能夠提出一種動(dòng)態(tài)生成面部表情的方法