一惩嘉、情感建模
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)交互方式越來越向著人類自然交互方向發(fā)展踢故，但傳統(tǒng)的人機(jī)交互方式是機(jī)械化的文黎，難以滿足現(xiàn)在的需求。情感計算技術(shù)的引入殿较，可以讓機(jī)器像人一樣的觀察耸峭、理解和表達(dá)各種情感特征，就能在互動中與人發(fā)生情感上的交流淋纲，從而使得人與機(jī)器交流得更加自然劳闹、親切和生動，讓人產(chǎn)生依賴感洽瞬，故情感計算及其在人機(jī)交互中的應(yīng)用將是人工智能領(lǐng)域里一個重要的研究方向本涕。
情感建模則是情感計算的重要過程，是情感識別伙窃、情感表達(dá)和人機(jī)情感交互的關(guān)鍵菩颖，其意義就在于通過建立情感狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型，能夠更直觀地描述和理解情感的內(nèi)涵为障。
對于情感模型而言晦闰，由于其對情感描述方式的不同，可以分為維度情感模型鳍怨、離散情感模型和其他的情感模型呻右，但在目前的情感建模研究中，維度情感模型的應(yīng)用更加廣泛鞋喇。
二声滥、維度情感模型
維度空間論認(rèn)為人類所有情感分布在由若干個維度組成的某一空間中，不同的情感根據(jù)不同維度的屬性分布在空間中不同的位置确徙，且不同情感狀態(tài)彼此間的相似程度和差異可以根據(jù)它們在空間中的距離來顯示醒串。在維度情感中执桌，不同情感之間不是獨立的，而是連續(xù)的芜赌，可以實現(xiàn)逐漸仰挣、平穩(wěn)的轉(zhuǎn)變。
2.1缠沈、一維情感模型
該模型用一根實數(shù)軸來量化情感膘壶，認(rèn)為人類情感除了其獨特分類不同外，都可以沿情感的快樂維度排列洲愤，其正半軸表示快樂颓芭，負(fù)半軸表示不快樂，并且可以通過該軸的位置可以判斷情感的快樂和不快樂程度柬赐。
當(dāng)人受到消極情感的刺激時亡问，情感會向負(fù)軸方向移動，當(dāng)刺激終止時肛宋，消極情感減弱并向原點靠近州藕。當(dāng)受積極情感的刺激時，情感狀態(tài)向正半軸移動酝陈，并隨著刺激的減弱逐漸向原點靠近床玻。
情感的快樂維度是個體情感的共有屬性，許多不同的情感會借此相互制約沉帮，這還可以為個體情感的自我調(diào)節(jié)提供依據(jù)锈死，但多數(shù)心理學(xué)家認(rèn)為情感是由多個因素決定的，也因此產(chǎn)生后來的多維情感空間穆壕。
2.2待牵、二維情感模型
該模型從極性和強(qiáng)度兩個維度區(qū)分情感，極性是指情感具有正情感和負(fù)情感之分粱檀，強(qiáng)度是指情感具有強(qiáng)烈程度和微弱程度的區(qū)別洲敢。這種情感描述比較符合人們對客觀世界的基本看法，目前使用最多的是VA二維情感模型茄蚯，該模型將情感劃分為兩個維度，價效維度和喚醒維度睦优，如下圖所示：
價效維度的負(fù)半軸表示消極情感渗常，正半軸表示積極情感。喚醒維度的負(fù)半軸表示平緩的情感汗盘，正半軸表示強(qiáng)烈的情感皱碘。例如，在這個二維情感模型中隐孽，高興位于第一象限癌椿，驚恐位于第二象限健蕊，厭煩位于第三象限，輕松位于第四象限踢俄。每個人的情感狀態(tài)就可以根據(jù)價效維度和喚醒維度上的取值組合得到表征
2.3缩功、三維情感模型
在三維情感模型中，除了考慮情感的極性和強(qiáng)度外都办，還有其他因素考慮到情感描述中嫡锌。PAD三維情感模型是當(dāng)前認(rèn)可度比較高的一種三維情感模型，該模型定義情感具有愉悅度琳钉、喚醒度势木、和優(yōu)勢度三個維度，其中P代表愉悅度歌懒，表示個體情感狀態(tài)的正負(fù)特性啦桌；A代表喚醒度，表示個體的神經(jīng)生理激活水平及皂；D代表優(yōu)勢度震蒋，表示個體對情景和他人的控制狀態(tài)。
另外躲庄，還有APA三維情感空間模型查剖，該模型采用親和力、愉悅度和活力度三種情感屬性噪窘，能夠描述絕大多是情感笋庄。
2.4、其他多維情感模型
除了以上三種情感模型外倔监，還有更復(fù)雜的情感模型直砂。心理學(xué)家Izard的思維理論認(rèn)為情緒有愉悅度、緊張度浩习、激動度和確實度4個維度静暂。愉悅度代表情感體驗的主觀享樂程度，緊張度和激動度代表人體神經(jīng)活動的生理水平谱秽，確信度代表個體感受情感的程度洽蛀。
心理學(xué)家Krech認(rèn)為情感的強(qiáng)度是指情感具有由弱到強(qiáng)的變化范圍，同時還以緊張水平疟赊、復(fù)雜度郊供、快樂度3個指標(biāo)來進(jìn)行量化。緊張水平是指對要發(fā)生的事情的事先沖動近哟，復(fù)雜度是對復(fù)雜情感的量化驮审，快樂度是表示情感所處的愉快和不愉快的程度，故可以從這四個維度來判斷人的情感。
另外疯淫，心理學(xué)家Frijda提出了情感具有愉快地来、激活、興趣熙掺、社會評價未斑、驚奇和復(fù)雜共6個維度的觀點，但高維情感空間的應(yīng)用存在較大難度适掰，因此在實際中很少使用颂碧。
維度情感模型是用人類情感體驗的歐氏距離空間描述，其主要思想是人類的所有情感都涵蓋于情感模型中类浪，且情感模型不同維度上的不同取值組合可以表示一種特定的情感狀態(tài)载城。雖然維度情感模型是連續(xù)體，基本情感可以通過一定方法映射到情感模型上费就，但對于基本情感并沒有嚴(yán)格的邊界诉瓦，即基本情感之間可以逐漸、平穩(wěn)轉(zhuǎn)化力细。維度情感模型的發(fā)展為人類的情感識別睬澡、情感合成和調(diào)節(jié)提供了模型基礎(chǔ)。
三眠蚂、離散情感模型
離散情感模型是把情感狀態(tài)描述為離散的形式煞聪，即基本情感類別，如喜逝慧、怒昔脯、哀、樂等笛臣。 較為著名的是由心理學(xué)家Ekman提出的六大基本情感類別：憤怒云稚、厭惡、恐懼沈堡、高興静陈、悲傷、驚訝诞丽，其在情感計算研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用鲸拥。Plutchik從強(qiáng)度、相似性和兩極性三方面進(jìn)行情緒劃分率拒，對出8種基本情緒：狂喜崩泡、警惕、悲痛猬膨、驚奇、狂怒、恐懼勃痴、接受谒所、憎恨。還有其他的一些心理學(xué)家提出了對基本情緒的不同分類沛申。
離散情感模型較為簡潔明了劣领，方面理解，但只能描述有限種類的情感狀態(tài)铁材，而維度情感模型彌補(bǔ)了離散情感模型的缺點尖淘，能夠直觀地反映情感狀態(tài)的變化過程。
四著觉、其他情感模型
除了較常用的維度情感模型和離散情感模型外村生，一些心理學(xué)家還提出了其他基于不同思想的情感模型，如基于認(rèn)知的情感模型饼丘、基于情感能量的概率情感模型趁桃、基于事件相關(guān)的情感模型等，從不同的角度分析和描述人類的情感肄鸽，使情感的數(shù)學(xué)描述更加豐富卫病。
4.1、OCC情感模型
該模型是針對情感研究而提出的最完整的情感模型之一典徘，它將22種基本情感根據(jù)其起因分為三類：事件的結(jié)果蟀苛、仿生代理的動作和對于對象的觀感，并對這三類定義了情感的層次關(guān)系逮诲，可以描述特定情感的產(chǎn)生條件和后續(xù)發(fā)展帜平。OCC模型給出了各類情感產(chǎn)生的認(rèn)知評價方式。同時汛骂，該模型根據(jù)假設(shè)的正負(fù)極性和個人對刺激事件反應(yīng)是否高興罕模、滿意和喜歡的評價傾向構(gòu)成情感反應(yīng)。
在模型中帘瞭，最常產(chǎn)生的是恐懼淑掌、憤怒、高興和悲傷這4種情緒蝶念。盡管OCC模型傳遞函數(shù)并不是很明確抛腕，但從廣義上看，其具有較強(qiáng)的可推理性媒殉，易于計算機(jī)實現(xiàn)担敌，因此被廣泛應(yīng)用于人機(jī)交互系統(tǒng)中。
4.2廷蓉、隱馬爾可夫模型情感模型
該模型有三種情感狀態(tài)全封，分別是感興趣、高興、悲傷刹悴，并且可根據(jù)需要擴(kuò)展到多種情感狀態(tài)行楞。在模型中，情感狀態(tài)是通過觀測到如情緒響應(yīng)上升時間土匀、峰值間隔的頻率變化范圍等情感特征得到的子房，并通過轉(zhuǎn)移概率來描述情感狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)移，從而輸出一種最可能的情感狀態(tài)就轧。
該模型適合表現(xiàn)由不同情感組成的混合情感证杭，如憂傷可以由愛和悲傷組成。另外妒御，還適合表現(xiàn)由若干單一的情感狀態(tài)基于時間的不斷交替出現(xiàn)而成的混合情感解愤，如愛恨交織的情感狀態(tài)就可能是愛恨兩種之間循環(huán)。該模型的不足之處在于携丁，對于相同的刺激琢歇，其感知結(jié)果是確定的。
4.3梦鉴、分布式情感模型
該模型是針對外界刺激建立起來的一種分布式情感模型李茫，整個分布式系統(tǒng)是將特定的外界情感事件轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的情感狀態(tài)，過程分為以下兩個階段：
1肥橙、由事件評估器評價事件的情感意義魄宏，針對每一類相關(guān)事件，分別定義一個事件評估器存筏，當(dāng)事件發(fā)生時宠互，先確定事件的類型和信息，然后選擇相關(guān)事件評估器進(jìn)行情感評估椭坚，并產(chǎn)生量化結(jié)果情感脈沖向量EIV予跌。
2、對EIV歸一化得到NEIV善茎，通過情感狀態(tài)估計器ESC計算出新的情感狀態(tài)券册。事件評估器、EIV垂涯、NEIV及ESC均采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)烁焙。
附：學(xué)習(xí)書目
《情感計算與情感機(jī)器人系統(tǒng)》吳敏 劉振燾 陳略峰
