تشخیص احساسات چیست و رمزگشایی احساسات انسانی چطور انجام می‌شود؟

تشخیص احساسات یا Emotion Recognition چیست؟‌ احساسات انسانی نقش اساسی در زندگی روزمره ما ایفا می کند و بر تصمیمات، تعاملات و رفاه کلی ما تأثیر می‌گذارد. توانایی تشخیص و درک احساسات برای ارتباط موثر و همدلی ضروری است. در سال‌های اخیر حوزه تشخیص احساسات با بهره‌گیری از پیشرفت‌های فناوری و هوش مصنوعی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این پست وبلاگ دنیای شگفت‌انگیز تشخیص احساسات (Emotion Recognition)، کاربردهای آن در حوزه‌های مختلف و روش‌های مورد استفاده برای رمزگشایی احساسات انسان را بررسی می‌کند.

تشخیص احساسات (Emotion Recognition) چیست؟

تشخیص احساسات که به‌عنوان محاسبات عاطفی (affective computing) نیز شناخته می‌شود، فرآیند شناسایی و درک احساسات انسان از طریق روش‌های مختلف مانند متن، حالات چهره و گفتار است. این کار شامل استخراج نشانه‌های عاطفی از این روش‌ها و دسته‌بندی آن‌ها به حالت‌های احساسی مختلف، مانند شادی، غم، خشم، ترس و غیره است. با رمزگشایی احساسات، محققان و پزشکان می‌توانند بینشی درمورد رفتار انسان به دست آورند، تعامل انسان و رایانه را بهبود بخشند و ارزیابی‌های سلامت روان را افزایش دهند.

تشخیص احساسات از روی متن

تشخیص احساسات مبتنی بر متن تجزیه‌وتحلیل زبان نوشتاری، مانند پست‌های رسانه‌های اجتماعی، ایمیل‌ها یا مکالمات چت، برای استنباط وضعیت عاطفی نویسنده را شامل است. تکنیک‌های پردازش زبان طبیعی برای استخراج ویژگی‌های مربوط به احساسات، مانند کلمات، عبارات، یا اطلاعات متنی، استفاده می‌شوند. سپس الگوریتم‌های یادگیری ماشین، ازجمله ماشین‌های بردار پشتیبان (SVM) و شبکه‌های عصبی بازگشتی (RNNs)، برای طبقه‌بندی متن در دسته‌های مختلف احساسات آموزش داده می‌شوند. این رویکرد در تحلیل احساسات، تحلیل بازخورد مشتری و نظارت بر رسانه‌های اجتماعی کاربرد دارد.

برای مطالعه‌ درباره‌ی شبکه‌های عصبی بازگشتی کلیک کنید:‌

شبکه عصبی بازگشتی چیست؟

تشخیص احساسات از چهره

حالت‌های صورت منبع غنی از نشانه‌های احساسی است. Emotion Recognition از چهره، شامل گرفتن تصاویر یا فیلم‌های صورت و استخراج ویژگی‌های صورت است که احساسات مختلف را نشان می‌دهد. تکنیک‌های بینایی کامپیوتری، مانند تشخیص نقطه‌عطف چهره و استخراج ویژگی، برای تجزیه‌وتحلیل حالت‌های چهره، ازجمله حرکت چشم، موقعیت ابرو، و شکل دهان استفاده می‌شوند.

الگوریتم‌های یادگیری ماشین، مانند شبکه‌های عصبی کانولوشنی (CNNs)، برای تشخیص الگوها در این ویژگی‌ها و طبقه‌بندی حالت‌های چهره در حالت‌های احساسی مختلف آموزش دیده‌اند. این فناوری در زمینه‌هایی مانند تحقیقات بازار، تعامل انسان و رایانه و درمان احساس‌محور (emotion-driven therapy) کاربرد دارد.

تشخیص احساسات ازطریق گفتار

گفتار اطلاعات ارزشمندی درمورد حالت‌های عاطفی ازجمله لحن، زیر و بم و شدت صدا را دربردارد. Emotion Recognition از گفتار شامل تجزیه‌وتحلیل ویژگی‌های آکوستیک، مانند کانتور گام، انرژی و ویژگی‌های طیفی برای تشخیص و طبقه‌بندی احساسات در زبان گفتاری است.

تکنیک‌های یادگیری ماشین، ازجمله مدل‌های مخلوط گاوسی (Gaussian mixture model) و مدل‌های یادگیری عمیق، مانند شبکه‌های عصبی تکرارشونده، روی داده‌های گفتاری برچسب‌گذاری‌شده برای تشخیص حالات احساسی آموزش داده می‌شوند. این فناوری در مرکزهای تماس، دستیارهای صوتی و ارزیابی سلامت روان کاربرد دارد.

چگونگی تشخیص احساسات

سیستم‌های Emotion Recognition معمولاً از یک گردش کار مشترک پیروی می‌کنند:

جمع‌آوری داده‌ها

سیستم‌های تشخیص احساسات نیازمند مجموعه داده‌های برچسب‌گذاری‌شده، حاوی نمونه‌هایی از حالت‌های احساسی مختلف، هستند. این مجموعه داده‌ها را می‌توان ازطریق روش‌های مختلفی جمع‌آِوری کرد،‌ ازجمله مانند نظرسنجی، آزمایش‌های کنترل‌شده یا مجموعه داده‌های در دسترس عموم.

استخراج ویژگی

بسته به روش مورداستفاده (متن، چهره یا گفتار)، ویژگی‌ها یا فیچرهای مرتبط استخراج می‌شوند. این ویژگی‌ها نشانه‌های خاصی را که احساسات را نشان می‌دهند، مانند الگوهای زبانی در متن، نشانه‌های چهره در تصاویر، یا ویژگی‌های صوتی در گفتار، نشان می‌دهند.

آموزش مدل

الگوریتم‌های یادگیری ماشین روی مجموعه داده‌های برچسب‌گذاری‌شده، با استفاده از ویژگی‌های استخراج شده به‌عنوان ورودی، آموزش داده می‌شوند. مدل‌ها یاد می‌گیرند که الگوها و ارتباط میان ویژگی‌ها و حالت‌های عاطفی را تشخیص دهند. فرایند آموزش شامل بهینه‌سازی پارامترهای مدل برای به‌حداقل‌رساندن خطاهای طبقه‌بندی (Classification) است.

برای مطالعه درباره‌ی طبقه‌بندی یا Classification  کلیک کنید:‌

طبقه‌بندی متن (Text Classification) چیست و چگونه انجام می‌شود؟

تست و ارزیابی

مدل آموزش‌دیده روی داده‌های جدید و دیده‌نشده آزمایش می‌شود تا عملکرد آن ارزیابی شود. معیارهای ارزیابی مانند Accuracy ،precision ،recall و score F1 برای اندازه گیری اثربخشی مدل در تشخیص احساسات استفاده می‌شود.

روش‌های تشخیص احساسات (Emotion Recognition)

روش‌ها و تکنیک‌های متعددی در تشخیص احساسات به کار می‌رود:

رویکردهای مبتنی بر قانون (Rule-based Methods)

این رویکردها از قاعده‌های ازپیش‌تعریف‌شده زبانی برای مرتبط‌کردن کلمات، عبارات یا حالت‌های چهره خاص با حالت‌های عاطفی خاص استفاده می‌کنند. این قوانین اغلب براساس دانش قبلی یا حاشیه‌نویسی کارشناسان است.

یادگیری ماشین

تکنیک‌های یادگیری ماشین، مانند یادگیری تحت نظارت، معمولاً برای تشخیص احساسات استفاده می‌شود. مدل‌ها روی مجموعه داده‌های برچسب‌گذاری‌شده آموزش داده می‌شوند، جایی که ویژگی‌های استخراج‌شده از متن، حالت‌های چهره یا گفتار برای پیش‌بینی حالات احساسی استفاده می‌شوند. ماشین‌های بردار پشتیبان (SVM)، جنگل‌های تصادفی و معماری‌های یادگیری عمیق مانند شبکه‌های عصبی کانولوشنی (CNN) و شبکه‌های عصبی تکرارشونده (RNN) معمولاً در این زمینه استفاده می‌شوند.

برای مطالعه درباره‌ی شبکه‌های عصبی کانولوشنی کلیک کنید:

شبکه‌های عصبی کانولوشنی چیست!

روش‌های ترکیبی

روش‌های Ensemble چندین مدل یا طبقه‌بندی‌کننده را برای بهبود دقت تشخیص احساسات ترکیب می‌کنند. این روش‌ها پیش‌بینی‌های مدل‌های فردی را برای تصمیم‌گیری نهایی جمع‌آوری می‌کنند و از تنوع رویکردها برای دست‌یابی به نتیجه‌های بهتر استفاده می‌کنند.

یادگیری عمیق

مدل‌های یادگیری عمیق، به‌ویژه شبکه‌های عصبی کانولوشنی (CNN) و شبکه‌های عصبی تکرارشونده (RNN)، موفقیت قابل‌توجهی در تشخیص احساسات نشان داده‌اند. CNNها در استخراج ویژگی‌های فضایی از تصاویر یا فیلم‌ها عالی هستند، درحالی‌که RNN ها در مدل‌سازی داده‌های متوالی ماهر هستند که آن‌ها را برای تجزیه‌وتحلیل روش‌های وابسته به زمان مانند گفتار مناسب می‌کند. رویکردهای چندوجهی یا Multimodal: تشخیص احساسات را می‌توان با ترکیب اطلاعات از روش‌های مختلف مانند متن، حالت‌های چهره و گفتار افزایش داد. با ترکیب ویژگی‌های استخراج‌شده از این روش‌ها، می‌توان به درک جامع‌تر و دقیق‌تری از احساسات دست یافت.

خلاصه مطالب

تشخیص احساسات یا Emotion Recognition به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای درک احساسات و رفتارهای انسان ظاهر شده است. با استفاده از پیشرفت‌ها در پردازش زبان طبیعی، بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشین، محققان و پزشکان می‌توانند احساسات را از متن، حالات چهره و گفتار رمزگشایی کنند. این برنامه‌ها در حوزه‌های مختلف، ازجمله تحقیقات بازار، ارزیابی سلامت روان، تعامل انسان و رایانه، و درمان شخصی‌سازی‌شده کاربرد دارند. همان‌طور که تکنولوژی به پیشرفت خود ادامه می‌دهد، سیستم‌های تشخیص احساسات این پتانسیل را دارند که درک ما از احساسات را بهبود بخشند، ارتباطات را تقویت کنند و تعاملات همدلانه و پاسخگوی بیشتری میان انسان و ماشین ایجاد کنند.