一种基于云模型的情感刺激树生成方法与情感抚慰系统与流程

本发明属于自动化情感抚慰、人机情感交互、情感计算、人机交互、不确定性人工智能
技术领域：
，具体为一种基于云模型的情感刺激树生成方法与情感抚慰系统。
背景技术：
：现代快节奏的工作方式、职场竞争压力，以及疾病、自然灾害、事故，往往给当事者带来压抑、悲伤、孤独等负面情绪，威胁他们的身心健康。如不及时进行妥善干预，可能加剧受众的负向情绪，导致心理、生理疾病，甚至诱发社会问题。起初，人们采用人工干预进行心理抚慰。如心理健康咨询、震后心理抚慰。不过，人工方式具有滞后、效率低、惠及面窄等不足。近年来，有研究人员提出了自动化情感抚慰技术，运用现代科学技术和设备，及早识别受众负向情感，以文本、语音、音乐、色彩、视频、动作等各种方式，对他们适时进行心理干预。自动化情感抚慰有望成为及时发现和处理负向情感、纾解受众心理健康的一种有益技术手段。人在悲伤、孤独等负向情感状态的心理抚慰是复杂的心理过程。负向情感的抚慰需要循序渐进，又要多举措并施，具有显著的时空结构化特征。此外，不同人对情感刺激类型、持续时间、先后顺序、并行实施的情感刺激数量等情感刺激时空结构具有一定的相似性，但也存在着差异性。即使对同一个人，如果需要实施多次情感抚慰，重复的情感刺激时空结构可能削弱情感抚慰效果，造成所谓的“抚慰疲劳”。因此，研究一种在一定程度上相似、又具有不确定性时空结构的负向情感抚慰交互模型，生成具有多样性时空结构的情感刺激树，进行情感抚慰交互，有望提高自动化情感抚慰效果。这是一个值得研究的问题。技术实现要素：为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种基于正态云模型，生成具有期望、并兼具不确定性、多样性时空结构的情感刺激树，及负向情感抚慰交互系统，以避免确定性结构情感刺激树可能带来抚慰效果的削弱，提高了自动化情感抚慰效果。本发明的目的是以下述方式实现的：一种基于云模型的情感刺激树生成方法，包括以下步骤：步骤1，设置刺激树的各参数云模型数字特征值，包括：抚慰实施总次数云ci(exi,eni,hei)，抚慰实施总次数i的值域di，ti处实施的抚慰时间云c△ti(ex△ti,en△ti,he△ti)，△ti的值域d△ti，ti处并行实施的抚慰实例数量云cni(exni,enni,heni)，ni的值域dni，其中exi,eni,hei分别为i的期望、熵和超熵，ex△ti,en△ti,he△ti分别为△ti的期望、熵和超熵，(ex△ti,en△ti,he△ti)分别为ni的期望、熵和超熵，i＝1,2,…,i；步骤2，对抚慰实施总次数云ci(exi,eni,hei)，按照下述方法产生i：eni’～n(eni,hei2)，i～n(exi,eni’2)，i按四舍五入取整，且如果i<1，令i＝1；若i大于di的上限，令i等于di的上限；对抚慰时间云c△ti(ex△ti,en△ti,he△ti)，分别对i＝1,2,…,i，按照下述方法产生△ti：en△ti’～n(en△ti,he△ti2)，△ti～n(ex△ti,en△ti’2)，若△ti小于d△ti的下限，令△ti等于d△ti的下限；若△ti大于d△ti的上限，令△ti等于d△ti的上限；对并行实施的抚慰实例数量云cni(exni,enni,heni)，分别对i＝1,2,…,i，按照下述方法产生ni：enni’～n(enni,heni2)，ni～n(exni,enni’2)，ni按四舍五入取整，且如果ni<1，令ni＝1；若ni大于dni的上限，令ni等于dni的上限；步骤3，记抚慰资源的类别数目为nc.类标签为ck(k＝1,2,…,nc).在时间节点ti(i＝1,2,…,i),随机挑选ni个类别(允许类别被重复选择)，记为cj(j＝1,2,…,ni).对类别cj，随机选择一个抚慰实例，记为eij,得到ni个抚慰实例eij(j＝1,2,…,ni)；在△ti的时间内，并行实施ni个抚慰实例eij；对i＝1,2,…,i，重复本步骤，得到时空结构情感刺激树。一种基于云模型的情感刺激树，抚慰强度以并行实施的抚慰实例的数量体现；并行抚慰实例的数量越多，则抚慰强度越大；反之则越弱；并行指在某一时间段内，同时实施两个以上(含两个)抚慰实例；并行实施的多个抚慰实例称为一个抚慰实例组；沿时间轴，第1次实施抚慰实例(组)的时间节点记为t1.第2次实施抚慰实例(组)的时间节点记为t2.以此类推，第i次实施抚慰实例(组)的时间节点记为ti.最多实施i次抚慰实例(组)，第i个时间节点记为ti；记第i次实施的抚慰时间为△ti，则有ti+1＝ti+△ti(i＝1,2,…,i-1)其中△ti的单位为分钟，总体抚慰时间t为t＝∑ii＝1△ti第i次实施的抚慰实例个数为ni(ni≥1).其抚慰实例记为eij(j＝1,2,…,ni).则可得时空结构情感抚慰模型；因其具有树状结构，也可称为时空结构情感抚慰树，或刺激树；每个抚慰实例所在位置称为叶子节点，或简称叶子。一种基于云模型的情感刺激树的情感抚慰系统，负向情感提取模块、与负向情感提取模块连接的情感抚慰云中心、与情感抚慰云中心连接的情感抚慰实施模块组成；所述负向情感提取模块负责提取用户的情感状态信息，将识别的负向情感状态输出至情感抚慰云中心；所述情感抚慰云中心负责接收负向情感提取模块输出的负向情感状态，并对其匹配以具有不确定性时空结构的情感抚慰策略，基于正态云模型方法生成具有不确定性时空结构的情感刺激树实例，并输出至情感抚慰实施模块；所述情感抚慰实施模块负责接收并实施来自云中心的时空结构化情感刺激树的实例，对用户实施情感抚慰。所述负向情感提取模块提取的用户情感状态信息包括面部表情、文字和生理信号。所述情感抚慰云中心包括情感抚慰资源组、不确定性时空结构情感抚慰策略和不确定性时空结构情感刺激树生成方法子模块。所述的抚慰资源以类别进行组织，包括文本、图片、语音、视频和肢体动作；每个抚慰资源类别含许多抚慰实例，每个抚慰实例是可用于进行情感抚慰的一个具体实施例；情感抚慰资源库负责收集、组织、存储、更新情感抚慰实例。所述的情感抚慰实施模块实施情感抚慰的终端设备包括：智能手机、平板电脑、个人计算机、智能电视、智能音响、智能灯具、情感交互设备和情感交互机器人。所述的情感抚慰实施模块实施情感抚慰的方式包括：推送文字、播放语音、播放视频、调整灯光色彩和实施肢体动作。所述的情感抚慰实施模块按照情感刺激树实例逐次实施各时间点的抚慰实例，对用户进行情感抚慰。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有可适于处理器执行的计算机程序，且所述计算机程序被所述处理器执行时实施基于云模型的情感刺激树生成方法的步骤。本发明的有益效果：与当前“情感状态→反馈情感”的“单点”式交互方法、固定式刚性时空结构交互模型不同，本发明采用了“情感状态→基于云模型的不确定性时空结构抚慰资源组”的交互方法。对某负向情感状态，自动生成具有不确定性时空结构的刺激树。刺激树由一系列抚慰实例按照时间和空间有序排列。这种结构化抚慰模型符合负向情感抚慰的循序渐进和多举措并举要求。刺激树具有时间、空间、及抚慰实例的动态变化和不确定性，能够降低结构和实例可重复性所可能带来的抚慰“疲劳”。附图说明图1为情感抚慰系统组成示意图；图2为抚慰资源类别及抚慰实例组织示意图；图3为抚慰实施总次数云例；图4为抚慰时间云例；图5为并行实施的抚慰实例数量云例；图6为时空结构情感刺激树例1；图7为时空结构情感刺激树例2。具体实施方式下面结合附图及具体实施例，对本发明做进一步的说明：一种基于云模型的情感刺激树的情感抚慰系统，如图1所示，该系统由负向情感提取模块、与负向情感提取模块连接的情感抚慰云中心、与情感抚慰云中心连接的情感抚慰实施模块组成。所述的负向情感提取模块负责提取用户的信息包括面部表情、文字和生理信号，识别其负向情感状态，并输出至情感抚慰云中心。所述的情感抚慰云中心包括情感抚慰资源组、情感抚慰策略和基于正态云模型的时空情感刺激树生成子模块；云中心接收负向情感提取模块输出的负向情感状态，并对其匹配以具有不确定性时空结构的情感抚慰策略，生成并输出具有不确定性时空结构的情感刺激树实例。如图2所示，所述的抚慰资源以类别进行组织，类别包括色彩、文本、图片、语音、视频和肢体动作；每个抚慰资源类别含许多抚慰实例，每个抚慰实例是可用于进行情感抚慰的一个具体实施例；情感抚慰资源库负责收集、组织、存储、更新情感抚慰实例。所述的情感抚慰策略：抚慰强度以并行实施的抚慰实例的数量体现；并行抚慰实例的数量越多，则抚慰强度越大；反之则越弱；并行指在某一时间段内，同时实施两个以上(含两个)抚慰实例。并行实施的多个抚慰实例称为一个抚慰实例组；沿时间轴，第1次实施抚慰实例(组)的时间节点记为t1.第2次实施抚慰实例(组)的时间节点记为t2.以此类推，第i次实施抚慰实例(组)的时间节点记为ti.最多实施i次抚慰实例(组)，第i个时间节点记为ti；记第i次实施的抚慰时间为△ti，则有ti+1＝ti+△ti(i＝1,2,…,i-1)其中△ti的单位为分钟，总体抚慰时间t为t＝∑ii＝1△ti第i次实施的抚慰实例个数为ni(ni≥1).其抚慰实例记为eij(j＝1,2,…,ni).则可得时空结构情感抚慰模型。因其具有树状结构，也可称为时空结构情感抚慰树，或刺激树，本文简称为刺激树；每个抚慰实例所在位置称为叶子节点，或简称叶子；令形如x～n(ex,en2)的式子表示x服从以ex为期望，以en为标准差的正态分布。所述的基于云模型的情感刺激树生成方法，包括以下步骤：步骤1，设置刺激树的各参数云模型数字特征值，包括：抚慰实施总次数云ci(exi＝5,eni＝1,hei＝0.2)，抚慰实施总次数i的值域di＝{1,2,3,4,5,6,7,8}，ti处实施的抚慰时间云c△ti(ex△ti＝30,en△ti＝5,he△ti＝1)，ti处实施的抚慰时间△ti的值域d△ti＝[10,60]，ti处并行实施的抚慰实例数量云cni(exni＝3,enni＝0.5,heni＝0.1)，ni的值域dni＝{1,2,3,4,5}，其中exi,eni,hei分别为i的期望、熵和超熵，ex△ti,en△ti,he△ti分别为△ti的期望、熵和超熵，(ex△ti,en△ti,he△ti)分别为ni的期望、熵和超熵，i＝1,2,…,i；步骤2，对抚慰实施总次数云ci(exi＝5,eni＝1,hei＝0.2)，按照下述方法产生i：eni’～n(1,0.22)，i～n(5,eni’2)，i按四舍五入取整，且如果i<1，令i＝1；若i大于di的上限8，令i等于di的上限8；对抚慰时间云c△ti(ex△ti＝30,en△ti＝5,he△ti＝1)，分别对i＝1,2,…,i，按照下述方法产生△ti：en△ti’～n(5,12)，△ti～n(30,en△ti’2)，若△ti小于d△ti的下限10，令△ti等于d△ti的下限10；若△ti大于d△ti的上限60，令△ti等于d△ti的上限60；对并行实施的抚慰实例数量云cni(exni＝3,enni＝0.5,heni＝0.1)，分别对i＝1,2,…,i，按照下述方法产生ni：enni’～n(0.5,0.12)，ni～n(3,enni’2)，ni按四舍五入取整，且如果ni<1，令ni＝1；若ni大于dni的上限5，令ni等于dni的上限5；步骤3，记抚慰资源的类别数目为nc.类标签为ck(k＝1,2,…,nc).在时间节点ti(i＝1,2,…,i),随机挑选ni个类别(允许类别被重复选择)，记为cj(j＝1,2,…,ni).对类别cj，随机选择一个抚慰实例，记为eij,得到ni个抚慰实例eij(j＝1,2,…,ni)；在△ti的时间内，并行实施ni个抚慰实例eij；对i＝1,2,…,i，重复本步骤，得到时空结构情感刺激树。重复上述基于正态云模型的时空情感刺激树生成方法1000次，得到的i值及其次数如下表1所示，i值12345678取得i值的次数012482273962525411需要说明的是，不同次运行上表中得到的取得i值的次数可能略有不同。这1000个云滴(实现了的i值)构成的抚慰实施总次数云如图3所示，图中横轴表示抚慰实施总次数i，纵轴表示云滴i的确定度μ。对任意正态云模型c(ex,en,he)，云滴x的确定度μ揭示了云滴x可代表云模型期望ex的程度，μ是有稳定倾向的随机数，按照下式计算：en’～n(en,he2)，en’是按照正态分布得到的en的随机实现值，云滴x的确定度μ可以理解为云模型取得x值的概率，但这个概率是有稳定倾向的随机数，它以超熵he＝0时所取得的值为期望。表1说明，抚慰实施总次数i在抚慰实施总次数云ci(exi＝5,eni＝1,hei＝0.2)的控制下，将以最大概率取得5，其次分别为6、4、7、3、2、8，取得1的次数为0，由此，实现了抚慰实施总次数i的不确定性生成。可以改变抚慰实施总次数云数字特征值，获得具有各种需要的不确定性特征的i值。本实施例中，抚慰时间云对任何i，即i＝1,2,…,i，采用了相同的抚慰时间云数字特征值c△ti(ex△ti＝30,en△ti＝5,he△ti＝1)，因此，它们具有相同的不确定性特征，不区分i值，抚慰时间云如图4所示，图中横轴表示生成的云滴，即要实施的抚慰时间△ti，纵轴表示云滴的确定度，可以看出，生成的抚慰时间也具有不确定性。可以改变抚慰时间云数字特征值，或者让不同i处的抚慰时间云数字特征c△ti(ex△ti,en△ti,he△ti)具有不同值，获得具有各种需要的不确定性特征的△ti值。本实施例中，对并行实施的抚慰实例数量云，分别在i＝1,2,…,i使用了相同的数字特征值cni(exni＝3,enni＝0.5,heni＝0.1)，因此，它们具有相同的不确定性特征，不区分i值，重复1000次，得到的ni值及其次数如下表2所示，ni值12345取得ni值的次数61417031464需要说明的是，不同次运行得到的上表中取得ni值的次数可能略有不同。生成的抚慰实例数量云如图5所示，图中横轴表示生成的云滴，即要并行实施的抚慰实例数量ni，纵轴表示云滴的确定度，可以看出，生成的并行实施的抚慰实例数量也具有不确定性。可以改变并行实施的抚慰实例数量云数字特征值，或者让不同i处的并行实施的抚慰实例数量云数字特征cni(exni,enni,heni)具有不同值，获得具有各种需要的不确定性特征的并行实施的抚慰实例数量ni。运用上述方法生成的一个时空结构刺激树参数：.i＝5.n1＝3.n2＝3.n3＝4.n4＝3.n5＝2.△t1＝31.△t2＝29.△t3＝32.△t4＝28.△t5＝30.时空结构情感刺激树实例如图6所示。运用上述方法生成的另一个时空结构刺激树参数：.i＝4.n1＝3.n2＝2.n3＝3.n4＝3.△t1＝28.△t2＝30.△t3＝32.△t4＝31.时空结构情感刺激树实例如图7所示。一种基于正态云模型的不确定性时空结构情感刺激树生成方法与情感抚慰交互系统，其特征在于：具有如下时间特征：1)总体抚慰过程由i个时间段组成，i的值是随机的，是符合正态分布的随机正整数；2)各时间段的时间长度△ti(i＝1,2,…,i)是随机的，是符合正态分布的随机数；3)总体抚慰时间t是动态变化的；具有如下空间特征：1)某个时间节点的抚慰实例数量ni是随机的，是符合正态分布的随机数；2)某个时间节点选择的抚慰资源类别不是固定不变的；4)对同一类别的抚慰资源，选择的抚慰实例不一定相同。不确定性时空结构情感刺激树的情感抚慰云中心将生成的刺激树实例推送到情感抚慰实施模块。所述的情感抚慰实施模块接收并负责实施来自云中心的时空结构化情感刺激树实例，对用户实施情感抚慰；按照情感刺激树实例逐次实施各时间点的抚慰实例，对用户进行情感抚慰；通过包括智能手机、平板电脑、计算机、智能电视、智能音响、智能灯具、情感交互设备和情感交互机器人在内的终端设备实施情感刺激树实例；实施的方式包括推送文字、播放语音、播放视频、调整灯光色彩、实施肢体动作等。这种可变时空结构刺激树通过叶子节点类型可变、叶子节点实例可变、每次实施的抚慰实例数量可变、每次实施的抚慰时间长度可变等多种不确定性、多样性，降低它们的可重复性造成的抚慰疲劳，提高抚慰效果。与当前“情感状态→反馈情感”的“单点”式交互方法和固定式刚性时空结构交互模型不同，本发明采用了“情感状态→不确定性时空结构抚慰资源组”的交互方法。对某负向情感状态，自动生成具有不确定性时空结构的刺激树。刺激树由一系列抚慰实例按照时间和空间有序排列。这种结构化抚慰模型符合负向情感抚慰的循序渐进和多举措并举要求。刺激树具有时间、空间、及抚慰实例的动态变化和不确定性，能够降低结构和实例可重复性所可能带来的抚慰“疲劳”。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。当前第1页12