面部表情识别实验报告分析

面部表情识别实验

实验报告

小组成员：

面部表情识别实验

西南大学重庆 400715

摘要：情绪认知是一种复杂的过程，它包含观察、分析、判断、推理等，是借助于许多线索，特别是借助面部那些活动性更大的肌肉群的运动而实现的。所以，情绪认知的准确度受多种因素的影响。

当我们与他人相互交往的时候，不管是不是面对面。我们都正在不断的表达着情绪，同时又正在观察，解释着的对方做出的表情，在人际交往过程中，情绪的表达和认知是十分的迅速和及时，那么人是借助于哪些表情来认知他人的情绪的呢？情绪识别实际上并不是针对表情本身的，而是针对这它背后的意义。例如：皱眉可能是一种情绪的表现，我们见到这种面部表情就试图解释潜在于它背后的情绪。尖锐，短促，声音嘶哑可能是一种情绪表现，我们听到这种语言表情就试图解释潜在于它背后的情绪捶胸，顿足可能是一种情绪的表现，我们见到这种动作表情就是试图解释潜在于它背后的情绪。对于这个复杂的问题，心理学家曾经做过许多的研究。

面部表情认知的研究可分为两个步骤：第一步是面部表情刺激物的制作或选择，这可以用专门拍摄(录像)或图示来描画，也可以用完全装扮出的活生生的表情或自发的表情等。第二步时对表情进行识别评定。也可以用多种方法，如自由评定法，即让被试自由地对表情给出情绪词汇；或限制评定法，即向被试提供各种提供各种情绪词汇或情绪情境，要求被试只能根据所提供的情绪词汇或者情绪情境进行分类或者匹配等；或参照自由评定法，即向被试提供参考线索（如情境，人格特征等），让其说出所表达的情绪的词汇等。

关键词：情绪表情认知线索

1 前言

传统心理学把情绪列为心理现象的三大方面之一。情绪也是心理学理论体系中一个不可缺少的研究环节。情绪（emotion）是体验，又是反应；是冲动，又是行为；它是有机体的一种复合状态。情绪的表现有和缓的和激动的，细微的和强烈的，轻松的和紧张的等诸多形式，广泛地同其他心理过程相联系。自古以来，科学家们十分注意探讨情绪之奥妙，但与情绪的重要性不相适应的是，长期以来情绪研究一直是心理学尤其是实验心理学研究中的一个薄弱环节。造成这一现象的最主要原因是情绪所特有的复杂性以及由此衍生出来的情绪研究方法学上的困难。我国心理学家孟昭兰（1987）将理论认为面部表情是传递具体信息的外显行为面部表情是提供人们在感情上互相了解的鲜明标记。情绪过程既包括情绪体验，也包括情绪表现，而表情既是情绪的外部表现，也是情绪体验的发生机制；既是最敏锐的情绪发生器，也是最有效的情绪显示器。这就从机制上说明了以面部肌肉运动模式作为情绪标志的根据。

面部表情（facial expression_r）的发生是有其客观的物质基础的：表情按面部不同部位的肌肉运动而模式化，面部反应模式携带着心理学的意义，那就是或快乐、或悲伤等具体情绪。但是，对表情进行测量的原则在于：所要测量的是面孔各部位的肌肉运动本身，而不是面部所给予观察者的情绪信息。该实验将14名被试分为两组进行表情认知的实验，实验目的在于通过实验了解面部表情认知的基本

特征，结果分别统计两组被试对各种面部表情正确判断的百分数，对表情的认知符合“面部肌肉运动模式作为情绪标志的根据”这一论断，也符合面部动作编码系统。

实验目的：通过实验了解面部表情认知的基本特征。

2 实验方法

2.1被试

将全体被试分为相等的２个组:

Ａ组被试发给事先编好的记录纸。指导语：请你一张一张的看一些与记录纸上情绪是一致的表情图片，你判断是那种表情，就在相应的位置“√”。

Ｂ组发给一张白纸，指导语：看表情图片描述为何种表情，并按呈现顺序(按主试的随机排列顺序)写在白纸上。两组被试呈现卡片的内容相同,所以不允许两组之间互通信息。

每个被试测试完毕后，主试询问他们是用什么辅助方法判断表情的？

1.模仿面部表情并体验

2.想象适合面部表情的情绪

3.联想过去的经验

4.其他程序和线索

2.2 仪器和材料

JGW—E型心理实验台，记录纸和笔（记录纸为2种，一为白纸，另一种为事先编制好编号与描述各种表情的语词的记录纸）

2.3 实验设计与程序

2.3.1 进入实验目录界面第2页，按数字键“21”，选中“表情认知”实验图标，按Enter键进入实验。

2.3.2 屏幕出现表情认知实验指导语界面，如图所示：

2.3.3被试阅读完毕并确定已完全理解指导语所述内容后，根据提示按任意反应键进入实验。

2.3.4 在实验中，主试屏幕上将按被试看到的表情顺序呈现出对应的描述词。当被试全部看完6张表情认知图片后，主试根据提示可以选择继续试验或退出。（被试在试验过程中可以根据自身情况选择重新进行观看表情直到确认）

2.3.5 实验指导语:请你注视眼前屏幕注视点过后你将看到一些表情图片，请你描述是何种表情，并按呈现的顺序记录下来

3 实验结果

3.1 根据实验结果，分别统计两组对面部表情正确判断的百分数以及所用的判断方法。

A组实验数据：

A组总体正确率：33÷42=78.6%

B组实验数据：

B组总体正确率：9÷42=21.4%

4 讨论与分析

4.1 本实验中两组判断的平均正确率具有差异可能有以下原因:

(1)两组判断的平均正确率差异显著的原因可能是性别不同。根据临床放射学杂志对面部表情识别任务脑活动性别差异的fMRI研究：正性表情刺激时额叶激活存在偏侧化现象，男性以右侧激活为主，女性以左侧激活为主；负性表情刺激时女性额叶及小脑激活更明显；面部情绪处理中男性更易激活运动相关脑区。而本试验中第一组被试男生较多，因此正确率较高。

（2）与2组实验的记录纸不同而引起的心理因素有关。实验时组一被试使用的记录纸是有编好表情名称的记录纸，他们只需要看表情图片之后对应是哪种备选表情的名称打钩，因此较为简单，心理压力也较小，情绪稳定，利于判断。而组二则使用的白纸，他们需要在

观察表情图片后自己写下表情名称，这具有一定的难度，心理压力较大，可能引起焦躁情绪，不利于判断，同时自己写的表情名称与标准答案也具有差异。

（3）对不同面部表情认知用的辅助方法和认知的差异可能是导致两组判断的平均正确率差异显著的一个微妙因素。在实验中，大多都用的是方法2和3辅助识别面部表情，这两种方法都是“非深度知觉”，他们将表情与经验相结合认知较准确。组B相对于组A则多用方法2。

4.2表情认知的线索探究

在近距离的面部表情识别中,特征部件线索的识别则更重要。另外,人脸的各部件对识别的贡献也不相同,如眼睛和嘴巴的重要程度大于人的鼻子,人脸上半部分重要性大于人脸下半部分。根据对人脑的研究表明,人脸的表情识别和人脸识别虽然存在联系,但总体说是分开的、并行的处理过程。

面部表情识别线索主要体现在表情特征提取的准确性和有效性上。尤其是后者，因为各种表情本身体现在各个特征点运动上的差别就不是很大。例如：嘴巴张开并不代表就是笑，也有可能是哭和惊讶等。以下我们所讲到的一些方法都是从人脸识别演变而来，结合表情识别的特点而运用。目前所用到的识别特征主要有：灰度特征、运动特征和频率特征三种。灰度特征是从表情图像的灰度值上来处理，利用不同表情有不同灰度值来得到识别的依据。这种情况下要求图象对光照、角度等因素要进行充分的预处理，使获得的灰度值具有归一性。

运动特征利用了不同表情情况下人脸的主要表情点的运动信息来进行识别。频域特征主要是利用了表情图像在不同的频率分解下的差别，速度快是其显著特点。在具体的表情识别方法上，方向主要有三个：整体识别法和局部识别法，形变提取法和运动提取法，几何特征法和容貌特征法。

也有可能是哭和惊讶等。以下我们所讲到的一些方法都是从人脸识别演变而来，结合表情识别的特点而运用。目前所用到的识别特征主要有：灰度特征、运动特征和频率特征三种。灰度特征是从表情图像的灰度值上来处理，利用不同表情有不同灰度值来得到识别的依据。这种情况下要求图象对光照、角度等因素要进行充分的预处理，使获得的灰度值具有归一性。运动特征利用了不同表情情况下人脸的主要表情点的运动信息来进行识别。频域特征主要是利用了表情图像在不同的频率分解下的差别，速度快是其显著特点。在具体的表情识别方法上，方向主要有三个：整体识别法和局部识别法，形变提取法和运动提取法，几何特征法和容貌特征法。

两组被试选择最多的辅助方法 2.想象适合面部表情的情绪，由此根据“面部肌肉运动模式作为情绪标志的根据”这一论断。被试主要是观察图片中人物的面部表情（眉、眼、嘴等）的细微区别，辅之以手的动作来推断情绪。

然而，面部肌肉运动模式中局部识别方法可以较精确的识别表情，局部识别方法就是将人脸的各个部位在识别时分开，也就是说各个部位的重要性是不一样。比如说在表情识别时，最典型的部位就是

眼睛、嘴、眉毛等，这些地方的不同运动表示了丰富的面部表情。相比较而言，鼻子的运动就较少，这样在识别时就可以尽量少的对鼻子进行分析，能加快速度和提高准确性。局部方法中也包括运动法，运动法是根据人脸在表达各种特定的表情时一些特定的特征部位都会作相应的运动这一原理来识别的。在上面提到的六种基本的表情中，脸上一些固定的特征点（或部位）的运动方向或趋势是固定的，比如说人在恐惧的时候，眼睛张开的幅度应该比正常时要大，嘴一般是张开的等等。

5. 结论

1)对两组判断的平均正确率进行显著性检验，差异显著。

2)对于表情认知的辅助方法组一和组二大都选择的是B:想象

适合面部表情的情绪；即主要是观察图片中人物的面部表情（眉、眼、嘴等）的细微区别的线索，辅之以手的动作来推断情绪。

3)组一和组二的被试都普遍倾向于高兴和愤怒这2种面部表

情的识别，正确率较高；而对恐惧的识别率较低，把惊讶和愤怒的表情识别弄反也比较普遍。

参考文献：

杨治良．1988. 《基础试验心理学》兰州：甘肃人民出版社

黄希庭. 1987 《心理学实验指导》人民教育出版社

闫祥东，刘洪广，王晓明. 《心理学探新》.2011年第31卷第6期