最近身边很多老师咨询AI人脸情绪识别，我就整理了点资料，有兴趣的可以看看。

一、心理学原理——前庭反映情绪

首先需要了解一个概念，什么是前庭器官？前庭器官是人体对自身运动状态和头在空间位置的感受器，是身体的平衡器官，由内耳迷路中的半规管、椭圆囊和球囊组成。

有些人会疑惑了，前庭器官是测定机体平衡及定向的主要器官，和情绪有什么关系呢？

有研究推测，前庭功能与情绪处理的神经网络组成成分共享。大脑的脑岛、顶叶盖、颞顶叶连接、体感皮层、额叶、海马体、扣带皮质和顶叶等区域接受前庭信息，使前庭系统不仅对姿势、眼球运动控制、空间记忆和自主调节起作用，新的证据还表明这个网络已经扩展到情绪处理、心理健康和社会认知等方面。前庭系统与情绪调节是两个相互影响的部分。不仅前庭系统障碍会影响情绪，情绪方面的变化也可能直接影响前庭系统。（这里不展开说更多，感兴趣的可以看看这方面的论文。）

也就是说，不良情绪的产生会直接影响到前庭系统相关表象的改变，也就是，当人情绪波动时会伴随着不可控制的自体原发性紧张，导致头颈部肌肉微振动。

基于综合生理心理学理论，利用前庭器官反射不可控制的自体原发性振动作为心理生理测量指标的技术依据。通过计算机捕捉这些因为情绪变化而引起的头部细微运动的振幅和频率，从而实现检测人的各种情绪状态。这就是AI人脸情绪识别的心理学原理。

二、技术原理——振动影像学

1914年荣获诺贝尔奖的科学家巴拉尼提出了“VER前庭情感反射理论”，前庭是负责人类移动和平衡的主要器官，可以准确的反映人们的情绪状况。来自前庭器官的传入冲动，除与运动和位置觉的引起有关外,还引起各种姿势调节的反射和植物性功能的改变，进而产生情绪变化。但肉眼难以捕捉前庭情感反射的细微的肌肉变化，受技术限制所以没有特别好的应用产品。

随着技术的革新，AI人脸情绪识别也应用而生，该设备的情感计算是基于ver(vestibular-emotionalreflex)前庭情感反射理论，结合神经科学、生物学、认知科学、心理学、数学、社会学等相关基础学科研发的成果。

2014年俄罗斯索契冬奥会采用了一项新型的安防技术手段，利用摄像机采集旅客的肌肉细微振动频率就能发现旅客的异常情绪，当时检测人数达到260万，查获各类违法犯罪行为数百起，当时在全世界引起巨大轰动。

通过高振摄像机和高速计算机对人像进行振动图像的物理测定，对细致到0-1000微米的振幅，以及频率为0-10赫兹的肌肉振动来建模分析，突破局限，结合人眼视觉特性，基于帧间运动振幅统计算法，相邻帧间的仿射变换矩阵作为肌肉微振动模型，计算肌肉振动轨迹波峰/波谷位置的振幅值。根据波峰/波谷出现的频率，振幅均值以及振幅标准偏差，建立攻击性，压力，不安，焦虑，怀疑，平衡，能量，活力，自控能力，抑制，神经质，抑郁和幸福性等十多个维度情感度量模型，形成了一个复杂的算法公式。将采集到的不同指标数据与模型进行计算和比对分析，就能知道被测者目前的情绪情感状态如何。

国内的一些公司买进了俄罗斯的算法版权，采集中国人的数据，进行二次开发，就有了适合中国人的情绪情感计算模型，可以在国内推广使用。

三、功能和应用——非接触式测评与预警

1、使用的时候，通过30-60秒的人脸头颈部运动的采集，就可以基于以上原理进行情绪分析，相对于传统量表来说，主观因素大大降低，测评速度也大大提高。正版的系统一般可以测量十多个情感维度，如脑疲劳度，活力状态，集中度，精神状态，心态状态等等，而且还有心理健康管理平台，可以通过前端快速采集分析，然后自动上传建档，综合统计分析，心理异常人员预警，心理健康问题发展趋势分布，重点关注人员推送等功能，在领导指挥室可以做团体分析报告，作为数据决策支撑。

2、AI情绪识别虽然是比较新的比较前沿的技术，但是在很多单位都有了长时间的使用。目前该技术已经成熟的情感计算模型大约有十五种，以后应该还会陆续完善，目前该项技术已经广泛应用在机场，君队，航天，学校等心理健康地位突出的单位。

四、不足

1、一台电脑加一台摄像头的配置，导致了单位人员在使用该设备的时候，不能安排大量人同时测试，测完一个才能测下一个，等待时间比较长。不适合同时做大面积的筛查。建议和量表式测量配合使用，量表普筛之后，对敷衍量表或者数据异常的被测进行复测；或者有针对性地对疑似有心理问题的被测，或者刚接受了某类任务的小群体等小面积使用。

2、对测量环境有一定的要求，比如光线过曝，或者光线不足，或者人脸的背景复杂，都可能会影响到数据的准确性。更适合在光线稳定和背景单一的室内使用。