一种情感带宽测定方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种情感带宽测定方法和系统，方法包括如下步骤：生成多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片，并将多幅正性、中性和负性情感图片分别提供给被测试者观看；分别采集被测试者观看多幅正性、中性和负性情感图片的视点数量和每个视点的左瞳孔直径和右瞳孔直径；根据视点数量和每个视点的左瞳孔直径和右瞳孔直径，分别计算被测试者观看正性、中性和负性情感图片的每个视点的瞳孔直径和瞳孔直径平均值；根据正性、中性和负性情感图片的瞳孔直径平均值分别计算被测试者的正性情感带宽、负性情感带宽和正负情感带宽。本发明使用瞳孔直径物理指标客观地度量正性、负性情绪体验的大小和范围，提供情感体验的客观标准。
【专利说明】一种情感带宽测定方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及认知科学和认知心理学、图像处理及统计计算【技术领域】，特别涉及一 种情感带宽测定方法和情感带宽测定系统。
【背景技术】
[0002] 现有的情感识别技术，例如基于语音、面孔等情感识别主要是识别不同类型的情 感，例如高兴、悲伤、恐惧等情感的识别，而对于相同类型的情感识别，例如高兴的程度（很 高兴、比较高兴等）或者说对于高兴的范围缺乏识别和量化。
[0003] 在认知心理学领域，对于情感体验的测定是向被测试者呈现不同类型情绪的图 片。其中，图片的愉悦度维度设置为1至9,共9个愉悦等级，最愉悦为9,最不愉悦为1。让 被测者选择等级，根据等级判定被测试者受情绪图片刺激所诱发的愉悦程度。这种方法虽 然能够量化情感体验的程度，但是受被测试者的主观性影响很强，具有模糊性和不确定性。
[0004] 现有研究表明，带有高兴的、快乐的正性情绪信息的图片视觉刺激下，将引起人们 产生愉悦的情感体验，其瞳孔直径也会相应变大；带有悲伤的、恐惧的等负性情绪信息的图 片视觉刺激下,将诱发人们产生不愉悦的情感体验，其瞳孔直径也会相应变小。因此，瞳孔 直径的扩大和缩小的大小变化能够客观地刻画人们情感的变化。
[0005] 此外，情感损伤主要表现为情绪低落、愉快感缺失和兴趣减退。目前，情感损伤的 判别和评估主要使用辅助量表（例如使用贝克量表和抑郁自评量表等），虽然在判别与评 估中也辅助脑波和眼动指标，但是由于缺乏与心境直接相关的情感指标，其判别与评估不 是直接与情感体验相关。因此，情感损伤的识别率和准确率不高。情感带宽能够刻画情感变 化情况，如果情绪低落、愉快感缺失，那么正性情感带宽会明显收窄，导致情感变化范围缩 小，对于外界正性情绪信息刺激所诱发的情感体验不足，因此产生愉快感缺失，情绪低落等 心境障碍。另一方面，情感缺失会导致负向认知图式，负向认知图式使其对于外界信息的认 知产生负向认知偏向，对于非负性（正性和中性）视觉刺激偏向于以负性心理进行认知处 理。因此，对于外界正性情绪刺激和负性情绪刺激，正常人和情感损伤者的体验完全不同： 情感损伤者的正性情绪体验小于正常人。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的是提供一种情感带宽测定方法，该方法提供情感体验的客观标 准，通过测定被测试者的情感带宽，弥补了以往缺少情感定量评价的不足。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种情感带宽测定方法，包括如下步骤：
[0008] 生成多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片，并将所述多幅正性情感 图片、中性情感图片和负性情感图片分别提供给被测试者观看；
[0009] 分别采集所述被测试者观看所述多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图 片的视点数量和每个视点的左瞳孔直径和右瞳孔直径；
[0010] 根据所述视点数量和每个视点的左瞳孔直径和右瞳孔直径，分别计算所述被测试 者观看所述正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片的每个视点的瞳孔直径和瞳孔直 径平均值；
[0011] 根据所述正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片的瞳孔直径平均值分别计 算所述被测试者的正性情感带宽、负性情感带宽和正负情感带宽。
[0012] 根据本发明的一个方面,所述生成多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感 图片，包括如下步骤：
[0013] 根据图片的愉悦度和唤醒度从情感图片库中分别选择符合对应预设条件的情感 图片，分别设置为正性图片、中性图片和负性图片；
[0014] 对所述正性图片、中性图片和负性图片进行规范化处理以统一每幅图片的像素、 亮度和灰度，生成所述多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片。
[0015] 根据本发明的另一个方面，计算得到所述被测试者观看所述正性情感图片的每个 视点的瞳孔直径和瞳孔直径平均值为：
【权利要求】
1. 一种情感带宽测定方法，包括如下步骤： 生成多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片，并将所述多幅正性情感图片、 中性情感图片和负性情感图片分别提供给被测试者观看； 分别采集所述被测试者观看所述多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片的 视点数量和每个视点的左瞳孔直径和右瞳孔直径； 根据所述视点数量和每个视点的左瞳孔直径和右瞳孔直径，分别计算所述被测试者观 看所述正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片的每个视点的瞳孔直径和瞳孔直径平 均值； 根据所述正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片的瞳孔直径平均值分别计算所 述被测试者的正性情感带宽、负性情感带宽和正负情感带宽。
2. 根据权利要求1所述的情感带宽测定方法，其中，所述生成多幅正性情感图片、中性 情感图片和负性情感图片，包括如下步骤： 根据图片的愉悦度和唤醒度从情感图片库中分别选择符合对应预设条件的情感图片， 分别设置为正性图片、中性图片和负性图片； 对所述正性图片、中性图片和负性图片进行规范化处理以统一每幅图片的像素、亮度 和灰度，生成所述多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片。
3. 根据权利要求1所述的情感带宽测定方法，其中， 计算得到所述被测试者观看所述正性情感图片的每个视点的瞳孔直径和瞳孔直径平 均值为：
其中，m为被测试者观看正性情感图片的视点数量，
和
：分别为第i个注视点 的左眼瞳孔直径和右眼瞳孔直径，φ为第i个视点的瞳孔直径，dP为被测试者观看正性情 感图片的瞳孔直径平均值； 计算得到所述被测试者观看所述中性情感图片的每个视点的瞳孔直径和瞳孔直径平 均值为：
其中，q为被测试者观看中性情感图片的视点数量，
和
分别为第k个注视点 的左眼瞳孔直径和右眼瞳孔直径，dk为第k个视点的瞳孔直径，dM为被测试者观看中性情 感图片的瞳孔直径平均值； 计算得到所述被测试者观看所述负性情感图片的每个视点的瞳孔直径和瞳孔直径平 均值为：
其中，η为被测试者观看负性情感图片的视点数量，
和
分别为第j个注视点 的左眼瞳孔直径和右眼瞳孔直径，4为第j个视点的瞳孔直径，dN为被测试者观看负性情 感图片的瞳孔直径平均值。
4. 根据权利要求3所述的情感带宽测定方法，其中， 所述计算所述被测试者的正性情感带宽，包括如下步骤：分别计算所述正性情感带宽 的大小和变化范围， 其中，所述正性情感带宽的大小为：SPaBW(D) = dP-dM， 所述正性情感带宽的变化范围为：RPaBW = 0?（dP-dM); 所述计算所述被测试者的负性情感带宽，包括如下步骤：分别计算所述负性情感带宽 的大小和变化范围， 其中，所述负性情感带宽的大小为：SNaBW(D) = dP-dM， 所述负性情感带宽的变化范围为：RNaBW = 〇?（dN-dM); 所述计算所述被测试者的正负情感带宽，包括如下步骤：分别计算所述正负情感带宽 的大小和变化范围， 其中，所述正负情感带宽的大小为：SPNaBW(D) = dP-dN， 所述正负情感带宽的变化范围为：RPNaBW = dN?dP。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的情感带宽测定方法，其中，在所述计算所述被测试 者的正性情感带宽、负性情感带宽和正负情感带宽之后，还包括如下步骤：对所述被测试者 的情感损伤进行判断，其中， 将所述被测试者的正性情感带宽的大小SPaBW(D)与健康对照组的正性情感带宽的大小 SPaBW⑶进行比较，并将所述正负情感带宽的大小SPNaBW⑶与健康对照组的正负情感带宽的 大小S PNaBW(H)进行比较； 如果同时满足以下两个条件，则判断所述被测试者的情感受损： WD) < SPaBW(H)且 SpNaBW (D)〈 SpNaBW (H)。
6. -种情感带览测定系统，包括： 图片生成装置，用于生成多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片； 显示装置，所述显示装置与所述图片生成装置相连，用于将所述多幅正性情感图片、中 性情感图片和负性情感图片分别提供给被测试者观看； 眼动装置，用于分别采集所述被测试者观看所述多幅正性情感图片、中性情感图片和 负性情感图片的视点数量和每个视点的左瞳孔直径和右瞳孔直径； 瞳孔直径计算装置，所述瞳孔直径计算装置与所述眼动装置相连，用于根据所述视点 数量和每个视点的左瞳孔直径和右瞳孔直径，分别计算所述被测试者观看所述正性情感图 片、中性情感图片和负性情感图片的每个视点的瞳孔直径和瞳孔直径平均值； 情感带宽计算装置，所述情感带宽计算装置与所述瞳孔直径计算装置相连，用于根据 所述正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片的瞳孔直径平均值分别计算所述被测试 者的正性情感带宽、负性情感带宽和正负情感带宽。
7. 根据权利要求6所述的情感带宽测定系统，其中，所述图片生成装置用于根据图片 的愉悦度和唤醒度从情感图片库中分别选择符合对应预设条件的情感图片，分别设置为正 性图片、中性图片和负性图片，并进行规范化处理以统一每幅图片的像素、亮度和灰度，生 成所述多幅正性情感图片、中性情感图片和负性情感图片。
8. 如权利要求6所述的情感带宽测定系统，其中，所述瞳孔直径计算装置计算得到所 述被测试者观看所述正性情感图片的每个视点的瞳孔直径和瞳孔直径平均值为：
其中，m为被测试者观看正性情感图片的视点数量，
和！
分别为第i个注视点 的左眼瞳孔直径和右眼瞳孔直径，φ为第i个视点的瞳孔直径，dP为被测试者观看正性情 感图片的瞳孔直径平均值； 所述瞳孔直径计算装置计算得到所述被测试者观看所述中性情感图片的每个视点的 瞳孔直径和瞳孔直径平均值为：
其中，q为被测试者观看中性情感图片的视点数量，
和
分别为第k个注视点 的左眼瞳孔直径和右眼瞳孔直径，dk为第k个视点的瞳孔直径，dM为被测试者观看中性情 感图片的瞳孔直径平均值； 所述瞳孔直径计算装置计算得到所述被测试者观看所述负性情感图片的每个视点的 瞳孔直径和瞳孔直径平均值为：
其中，η为被测试者观看负性情感图片的视点数量，
和
分别为第j个注视点 的左眼瞳孔直径和右眼瞳孔直径，4为第j个视点的瞳孔直径，dN为被测试者观看负性情 感图片的瞳孔直径平均值。
9. 根据权利要求8所述的情感带宽测定系统，其中，所述情感带宽计算装置计算所述 被测试者的正性情感带宽，包括：分别计算所述正性情感带宽的大小和变化范围， 其中，所述正性情感带宽的大小为：SPaBW(D) = dP_dM， 所述正性情感带宽的变化范围为：RPaBW = 0?（dP-dM); 所述情感带宽计算装置所述计算所述被测试者的负性情感带宽，包括：分别计算所述 负性情感带宽的大小和变化范围， 其中，所述负性情感带宽的大小为：SNaBW(D) = dN-dM， 所述负性情感带宽的变化范围为：RNaBW = 〇?（dN-dM); 所述情感带宽计算装置所述计算所述被测试者的正负情感带宽，包括：分别计算所述 正负情感带宽的大小和变化范围， 其中，所述正负情感带宽的大小为：SPNaBW(D) = dP-dN， 所述正负情感带宽的变化范围为：RPNaBW = dN?dP。
10.根据权利要求6-9任一项所述的情感带宽测定系统，其中，还包括：情感损伤判断 装置，所述情感损伤判断装置与所述情感带宽计算装置相连，用于对所述被测试者的情感 损伤进行判断，其中， 所述情感损伤判断装置将所述被测试者的正性情感带宽的大小SPaBW与健康对照组的 正性情感带宽的大小SPaBW(H)进行比较，并将所述正负情感带宽的大小SPNaBW(D)与健康对照 组的正负情感带宽的大小S PNaBW(H)进行比较，当同时满足以下两个条件，则判断所述被测试 者的情感受损： WD) < SPaB"H)且 SpNaBW Φ)〈 SpNaBW (H) 〇
【文档编号】A61B5/16GK104146721SQ201410440520
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】栗觅, 吕胜富, 王刚, 钟宁 申请人:北京工业大学