如何利用AI分析蒙娜麗莎面部情緒？

日常生活中，我們可以通過觀察人的說話方式和臉色來揣摩別人的心思，因為每個人的音容相貌都隱藏著巨大的信息和內涵。研究表明，人的面部有44塊肌肉，可以組合成一萬多種表情，目前已知至少有3000多種是具有情感意義的。

在藝術作品里，名畫《蒙娜麗莎》留下的似笑非笑的表情，是五百多年來達·芬奇留下的神奇謎團，并衍生出無數(shù)解讀。在這份耐人尋味的情感空間里，人們眾說紛紜，爭論不休。

可不可以用科學的方法來作出解釋呢？合肥工業(yè)大學計算機與信息學院教授、情感計算研究所所長的孫曉在演講中表示，他們利用面部表情識別程序對蒙娜麗莎的表情進行分析，得出了一個令人意外的答案。如果這樣的技術變得更加成熟，也許我們將對人類情緒的探究將更進一步。

AI 分析了蒙娜麗莎，識別出這些情緒

大家好，我叫孫曉，來自合肥工業(yè)大學。我是一名計算機科學家，我的工作是教計算機識別人心。

人心非常復雜，且我不是心理學家，那我怎么能去教計算機去識別人心？我想先請你來看一幅經典畫作。

長久以來，科學家們都試圖解密蒙娜麗莎的秘密

蒙娜麗莎的表情非常微妙。

不同背景和不同知識領域的人都對她的表情進行過一些解讀：有人說她看起來非常溫柔，有人說她面帶嚴肅，也有人說她這是吃過巧克力后露出的微笑，甚至有人說她這是剛懷孕后的微笑……

大家都想嘗試發(fā)現(xiàn)蒙娜麗莎的內心到底在想什么。

我們也通過面部表情識別程序對蒙娜麗莎的表情做了一個簡單識別，結果非常有趣，我們發(fā)現(xiàn)：蒙娜麗莎的表情有 62% 的可能性是中性；悲哀和高興不是主要成分，分別只占 19% 和 12%，但同時存在她的表情中。

這里的計算機面部表情識別程序，實際就是我們在教計算機去簡單地識別人的表情。

猜一猜上圖中哪一位的表情中，帶有驚訝情緒？該數(shù)據來源于多媒體技術會議 ICIP2020

做個小測驗：我這里有三個動圖，其中，有一個動圖里的人做了一個非常微小的驚訝表情。

你是否能看出是哪一位做出了這個表情？下面來公布一下正確答案。

中間這位，露出了一個非常短暫的驚訝表情，其他兩位則分別出現(xiàn)了短暫的積極和消極。

這其實是我們參加世界表情識別大賽時的數(shù)據。我們用人工智能算法參加了這個比賽，很榮幸地獲得了第一名。

通過社交網絡，也能監(jiān)測到微妙的心理波動

看起來，人工智能算法完全可以準確識別出那些瞬間即逝的微妙表情。那么，我們能否說它可以識別內心？

這讓我想起十幾年前在日本留學時參與的一些工作。

當時，我們團隊關注到了一些國家和地區(qū)的自殺現(xiàn)象，這些自殺現(xiàn)象的背后有一些非常深層的心理問題。

于是我們的團隊就開始去做數(shù)據收集工作，獲取了一些自殺者生前的數(shù)據，包括他們的生理健康數(shù)據。

我們發(fā)現(xiàn)，他們的生理沒有什么明顯問題，但他們又的確在自己的博客或微博里記錄了非常灰暗的心路歷程。

于是我們團隊又開始大量收集一些博客和微博的公開數(shù)據，然后請求心理學家的幫助，對這些博客和微博內容字里行間蘊含的情感進行非常細致的標注。

上圖就是我們已經標注后的樣子。大家可能看不太清，這也說明標注得非常細致。從篇章段落到字里行間，甚至是每一個字里面所蘊含的心理狀態(tài)，都進行了標注。我們將這些教給計算機，于是計算機也學會了從文字中去探討人的心理狀態(tài)。

這項工作目前我們還在持續(xù)進行中。

我們用算法對微博內容做了一些簡單分析，發(fā)現(xiàn)在半年時間內，他們的微博心理波動出現(xiàn)了一些非常明顯的特征，比如，發(fā)微博的總量已經非常低，尤其是一些正向的情感明顯降低，而且負向情感也逐漸增多。

這些特征都體現(xiàn)出他們可能有非常大的心理壓力，心里也非常痛苦。這些都可以通過字里行間體現(xiàn)出來。

我們用微博監(jiān)測心理波動，也發(fā)現(xiàn)了一些有意思的事。這是我們實驗室的兩位同學，一位男生，一位女生，他們疫情在家的半年時間里微博中體現(xiàn)的情感波動情況。

綠色曲線代表開心情緒，橙色代表悲傷

先看男生的微博，大部分時間都很高興，很少出現(xiàn)負面情緒?；旧夏苣X補出來，這個男生每天笑呵呵地生活，這或許也可以從數(shù)據上支撐我們俗話說的「男人的快樂很簡單」。

再看女生，各種情緒的波動錯綜復雜，這或許也側面體現(xiàn)了「女生的心思很細膩」。

所以，我們可以通過面部表情和社交網絡內容，似乎可以去對人的心理進行一些簡單探測了。

普適心理計算：更復雜的心理評估

那么，我們能不能在一些更復雜的情況下，對人的心理進行更復雜的評估？

除了社交網絡內容和面部表情，心理的內部狀態(tài)也可以體現(xiàn)在眼神、行走姿態(tài)和一些生理信號，比如心率、呼吸。

如果能綜合這些信息，那我們就可以更準確地發(fā)現(xiàn)人的內部心理狀態(tài)，或者說，通過心理的外在表現(xiàn)去挖掘人的心理內部狀態(tài)，去發(fā)現(xiàn)人的性格特質。

這也是我目前所從事的研究工作，叫「普適心理計算」。它是情感計算的一個分支，屬于人工智能和心理學的一個交叉，人工智能借用心理學知識來探測人的心理狀態(tài)。

這個視頻就是我們實驗室的研究成果之一。

我們綜合了面部表情、語音語調、說話的內容，還有他眼睛的視角、視野以及他身體整個上半身的姿態(tài)，甚至包括他的心率，呼吸等等，判斷出了他目前的心理狀態(tài)。

視頻里可以看到，我交給他這個任務以后，他表現(xiàn)得非常興奮，數(shù)據中也能看出來他「興奮」這一欄的值非常高；視頻快結束的時候，他聽說我不能帶他來現(xiàn)場觀摩，還表現(xiàn)出了些許失望。

既然可以通過一些心理的外在表現(xiàn)去探測人的內部心理，那我們能不能再深一步去探測他的性格特質？

來看這兩張圖片。

我安排實驗室里的一位男生和一位女生分別去觀察這個蒙娜麗莎的畫像，同時用算法去記錄他們的眼神。

越亮的地方，表示他們眼神落在這個地方的時間越久。

可能大家能比較容易猜到，右面圖像的觀察者是「喜歡看臉」的男生，而左邊的觀察者是喜歡看穿著、看各種細節(jié)的女生。

性別差異包括隨之而來的性格特質差異，會讓人在處理外部信息的時候產生明顯的差異，這些差異也會有一些規(guī)律。那反過來，我能不能通過這些規(guī)律，倒推出你的性格特質，進行一些分析呢？

讓技術從「心」開始，幫助人類

「情感計算」是二十幾年前提出的概念，它的初衷實際上是幫助那些自閉癥兒童，讓他們去識別自己的情緒并能控制自己的情緒，也包括對他人情緒的認知。

我剛才分享的，無論是面部表情的情感計算，還是文本的情感計算，或者更復雜的心理探測甚至包括人格的探測，都是希望利用人工智能和情感計算技術，從「心」為人提供服務。

到現(xiàn)在，情感計算實際上已經慢慢在落地了，在一些領域中，比如機器人或自動駕駛領域，都會或多或少應用到情感計算。我們也希望通過我們的技術手段，讓情感計算在更多領域里為我們提供服務。

當然，技術為我們提供便利的同時，也會面對質疑。和其他的人工智能技術一樣，大家可能對情感計算技術也抱有一些顧慮，比如可能會侵犯我們的隱私。

我覺得，我們完全可以懷抱一種開放的態(tài)度，來共同建設和完善，讓技術更好地服務于人類。

從「心」開始，未來可期。

原文標題：用AI分析蒙娜麗莎的微笑，發(fā)現(xiàn)她其實沒那么高興

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責任編輯：haq