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基于面部图像和心率变异性的多模态融合情感识别算法OA

Multimodal fusion emotion recognition based on face image and heart rate variability

中文摘要英文摘要

针对虚拟运动中无法有效识别用户情感的问题,本文提出一种基于面部图像和心率变异性模态的多模态融合情感识别算法.通过分析捕捉面部图像和心率变异性两种模态下的数据信息,敏锐洞察用户的情绪变化,进而为用户打造贴合其当下状态的个性化人机交互体验.首先设计多模态融合 Transformer 对面部图像和心率变异性进行多模态互补学习,然后使用多模态特征融合将融合特征与原始特征进行拼接,同时,使用轻量化自注意力机制学习多模态内的高级表示.最终在两个公开数据集上进行了大量实验,结果显示所提出的方法具有更好的性能.实验结果表明,所提出的方法切实有效,可以指导用户体验系统的设计和开发.

To address the challenges of ineffective emotion recognition in virtual sports,this study proposes an al-gorithm of Multimodal Fusion Emotion Recognition based on Face Image and Heart Rate Variability(MFER-FI-HRV).By capturing and analyzing data from both facial image and heart rate variability modalities,the proposed approach enables a fine-grained perception of users'emotional changes,thereby facilitating a personalized Human-Computer Interaction(HCI)experience tailored to their current emotional state.The algorithm first employs a multi-modal fusion Transformer to achieve complementary learning between facial images and HRV data.Then,a multimo-dal feature fusion strategy is utilized to concatenate fused features with the original feature representations.Addition-ally,a lightweight self-attention mechanism is introduced to capture high-level semantic representations within the multimodal data.Extensive experiments on two public datasets demonstrate the superior performance of the proposed method,confirming its effectiveness and robustness.These findings provide valuable insights for the design and de-velopment of user experience systems.

张宇轩;林贤煊;王爽;潘志庚

南京信息工程大学 计算机学院,南京,210044南京信息工程大学 人工智能学院,南京,210044南京信息工程大学 沐曦高性能计算研究院,南京,210044南京信息工程大学 人工智能学院,南京,210044||南京信息工程大学 沐曦高性能计算研究院,南京,210044||元宇宙文旅场景应用技术研究江苏省文化和旅游重点实验室,南京,210044||北航杭州国际创新研究院 元宇宙与具身智能实验室,杭州,311115

信息技术与安全科学

多模态情感识别Transformer卷积神经网络双向长短期记忆网络

multimodal emotion recognitionTransformerconvolutional neural network(CNN)bi-directional long short-term memory(BiLSTM)

《南京信息工程大学学报》 2026 (2)

183-191,9

国家自然科学基金(62072150,6257076952)

10.13878/j.cnki.jnuist.20250213001

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