一种Personality_OCC情感建模的新方法
孙凤芳, 朱晓冬, 刘元宁, 张晓旭, 张 巍, 李为韬, 李 鑫
【摘 要】摘要: 先将情感的分类、 性格、 外界刺激等因素进行数学矩阵的量化表示, 再通过构建适当的转换矩阵将性格与情感认知结构模型——认知鉴定情绪(OCC)模型相融合, 提出一种情感建模的新方法——Personality_OCC模型, 从而解决了结合人的性格研究人类情感的问题, 并通过汽车普适计算环境下虚拟驾驶员情感模拟验证了人的性格对于情感变化有直接影响. 【期刊名称】吉林大学学报（理学版） 【年(卷),期】2012(050)001 【总页数】5
【关键词】关键词: 情感; 认知结构模型; Personality_OCC模型 研究简报
情感是人类特有的具有一定社会历史性质的心理活动, 它在人们的感悟、 计划、 推理等方面具有重要作用. 情感计算(affective computing)[1-2]是指使计算机试图像人一样具有观察、 判断及产生各种情感的能力. 例如, IBM公司的“蓝眼计划”[3]能使计算机感知到人想做什么.
情感计算的核心技术是构建合理的情感模型, 通过恰当的数学模型[4-5]描述人类的情感, 并方便计算机处理, 主要包括情感更新规则的表示、 情感表达等. 情感模型[6]可分为基于设计的模型和基于任务的模型两类, 基于设计的模型侧重研究对引起情感变化的内在机理, 基于任务的模型侧重研究对自然情感产生情绪变化的模拟. 合理的情感模型对情感计算的应用至关重要, 典型的情感建模方法有隐马尔科夫模型(HMM)[2]和认知鉴定情绪模型(OCC模型)[7]等. 但HMM
模型仅从概率的角度模拟情感, 未考虑情感产生的认知和非认知因素, 从而在相同的刺激下, HMM模型其感知结果是确定的, 而实际应用表明, 在相同的刺激下, 不同的人可能会产生不同的情感反应. OCC模型以情感是对价值主观认知的思想为依据将人的情感分为22种[8], 将实际生活中事件根据智能体的目标被评价为满意的或不满意的; 智能体自身的行为根据一组标准规则集被评价为赞成的或不赞成的; 实体则根据智能体的态度被评价为喜欢的或不喜欢的. 由于OCC模型便于在计算机上实现, 因此已成为目前情感计算领域常用的情感建模基础, 如将OCC模型理论与模糊推理方法相结合应用在e-learning系统中, 用于评价学生对学习实践的期望度推理[9]; OCC模型用于Agent的情感建模中, 使Agent具有类似人类的情感能力[10-11]. 但多数基于OCC模型的研究未深入研究非认知性因素, 如性格与情感间的关系等. 基于上述建模思想的不足, 本文考虑认知与非认知因素对情感变化的影响, 提出一种情感计算的新模型——Personality_OCC模型.
1 Personality_OCC情感建模思想
本文将性格因素加入到OCC模型中, 从而解决了OCC模型的非认知缺失问题, 并在计算机上易于实现. 基本概念如下：
1) 外界刺激强度： It=(i0,t,i1,t,…,ii,t,…,im,t), ?t∈{0,1,2,…,k}, ?i∈{0,1,2,…,m}, 它表示外界环境在t时刻对人情感的刺激.
2) 基本的情感表示： 对于?t∈{0,1,2,…,k}, ?i∈{0,1,2,…,m}, 驾驶员在t时刻情感状态为Et=(e0,t,e1,t,…,ei,t,…,em,t), 其中: i表示人的第i种情感分量; ?i∈{0,1,2,…,m}
表示在t时刻情感受到外界刺激后所处的状态.
模型的数学表示形式为Personality_OCC=N×(M×FT). 性格相对于情感是一个恒定量, 而情感是不断变化的, 为科学合理性, 引入心情作为性格与情感融合的过
渡
.
首
先
将
性
格
按
OCEAN(openness,conscientiousness,extracersion,agreeableness,neuroticism)[12]分成5种, 定义一个五元组F〈O,C,E,A,N〉记录人的性格特征, 其中-1≤O,C,E,A,N≤1. 心情采用PAD(pleasure,arousal,dominance)[13]描述, 定义一个三元组PAD=(P,A,D)T表示, 并且P,A,D∈[-1,1], 其中PAD=(0,0,0)T表示平静时的心情值. 性格与默认心情的转换关系如下[14]： 上述转换关系表示成向量乘积的形式为：exp=M×FT, 其中
为性格心情转换的常量矩阵. 如果被测试者的性格向量为P=(0.4 0.7 0.5 0.3 0.6), 则由exp=M×FT可得exp=(0.40,-0.19,0.42)T. 心情PAD与情感的映射关系列于表1[13].
由表1可见, 在OCC模型的基础上增加了“喜欢”与“不喜欢”两项, 根据上述映射关系, 本文给出PAD到OCC的转换公式： Personality_OCC=N×exp,
对应的转换矩阵表示为 通过上述模型最终得到一个24×1阶的矩阵.
2 汽车普适计算环境下的驾驶员情感变化模拟
普适计算(ubiquitous computing)[15]是指将各种智能化设备嵌入到物理空间中, 使用户不离开现场即能随时、 透明地获得智能化服务. 汽车普适计算就是在汽车环境下应用普适计算为驾驶员提供人性化、 安全性的服务. 在汽车普适计算环境中搭建一个合理完善的体系结构是保障驾驶员获得智能化服务的充分条件, 本文定义了一个新的体系结构, 如图1所示, 它从汽车系统的硬件到软件、
一种Personality_OCC情感建模的新方法
