郑伟龙副教授团队荣获2021 IEEE情感计算汇刊最佳论文奖

近期,上海交通大学郑伟龙副教授团队在电气与电子工程师协会(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)情感计算汇刊(IEEE Transactions on Affective Computing)发表的题为《Identifying Stable Patterns over Time for Emotion Recognition from EEG》的论文荣获最佳论文(Best of IEEE Transactions on Affective Computing Paper Collection)。该奖项由情感计算汇刊编委会从2019年至2021年间发表在该汇刊上论文中评选得出,122篇论文中共有6篇论文获评最佳论文。

该论文利用机器学习方法研究了在情感脑-计算机接口中情绪脑电模式随时间变化的稳定特性。对于基于脑电信号的情绪识别任务,是否存在稳定的脑电模式是一个研究空白。为解决这个问题,该研究首先设计了跨时间的多次情绪诱发实验,之后在两个公开的脑电情感数据集DEAP和SEED上系统地评估了不同的脑电特征提取、特征平滑以及模式分类方法。最后,情绪识别的实验结果表明,脑电的稳定模式在不同实验中具有一致性。在beta和gamma频段,两侧颞叶区对积极情绪的激活高于消极情绪。中性情绪的神经模式在顶叶和枕叶有更高的alpha反应。对于负面情绪,神经模式在顶叶和枕叶部位有明显更高的 delta 反应,在前额叶部位有更高的gamma反应。脑电神经模式在不同时间实验中相对稳定。这一结论为使用脑电信号构建情感脑-计算机接口提供了数据有效性的理论保证。

 

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上图:正面、中性和负面情绪脑电模式随时间变化的模式

下图:正面、中性和负面情绪分类的脑电信号关键脑区

 

该论文在正式发表之前,曾以“智能机器与人类沟通时如何识别情绪变化?中国团队给出答案”为题,被麻省理工科技评论报道。目前该论文在谷歌学术上被引306次,位列情感计算汇刊最受欢迎下载论文第11位,是ESI高被引论文。情感计算汇刊是情感计算领域国际上的顶级期刊,2020年的影响因子为10.5。

郑伟龙副教授团队多年来一直致力于情感脑-计算机接口的研究,在情感脑-计算机接口的基础理论,模型与算法,实验设计以及临床医学应用等方面取得了一系列进展与突破。该团队设计开发的情感脑电数据集SEED(SJTU Emotion EEG Dataset,https://bcmi.sjtu.edu.cn/~seed/)是目前国际上开展情感脑-计算机接口研究最常用的两个标准脑电数据集之一,包括三类情绪数据集SEED、四类情绪数据集SEED-IV、五类情绪数据集SEED-V以及警觉度数据集SEED-VIG。到目前为止,来自全球61个国家、770余所大学(包括哈佛大学、MIT、剑桥大学和清华大学)的2400余个实验室申请使用SEED数据集。

 

W.L. Zheng, J.Y. Zhu and B.L. Lu, "Identifying Stable Patterns over Time for Emotion Recognition from EEG," in IEEE Transactions on Affective Computing, vol. 10, no. 3, pp. 417-429, 1 July-Sept. 2019, doi: 10.1109/TAFFC.2017.2712143.

 

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