СПОСОБ АНАЛИЗА ЭМОЦИОНАЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ АУДИОВИЗУАЛЬНОГО КОНТЕНТА У ГРУППЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
METHOD OF ANALYSING EMOTIONAL PERCEPTION OF AUDIOVISUAL CONTENT IN GROUP OF USERS

Изобретение относится к медицине, а именно к психофизиологии и может быть использовано для контроля и объективного измерения эмоциональных реакций. В сфере практического применения количественное описание эмоциональных реакций особенно важно в нейромаркетинге для оценки качества рекламных материалов и их воздействия на потенциальных потребителей рекламируемого продукта.
Из уровня техники известны способы анализа эмоциональной реакции, в которых в качестве объективных психофизиологических показателей выраженности эмоциональных реакций используют следующие показатели активности вегетативной нервной системы:
- реакция электропроводности кожи (международная публикация заявки РСТ WO2015149606A1 от 08.10.2015),
- фотоплетизмограмма (международная публикация заявки РСТ WO2018045623A1 от 15.03.2018),
- параметры дыхания (публикация заявки на патент US 2019038201 A1 - 2019-02-07,
- частота сердечных сокращений и вариабельность сердечного ритма (публикация заявки на патент US2017188977А1 от 06.07.2017).
Существуют многочисленные исследования, показывающие связь этих показателей с эмоциональными реакциями, описанные, например, в статьях:
- Ревина Н.Е. «Вариабельность сердечного ритма как вегетативный показатель конфликт-индуцированного поведения человека при эмоциональных нагрузках», журнал «Физиология человека», 2006, Т.32, №2, сс. 67-71,
- Димитриев Д. А. и др «Влияние экзаменационного эмоционального стресса на показатели системы внешнего дыхания студентов», журнал «Новые исследования», 2011, Т.1, №26, сс. 22-29.
Однако, для оперативной оценки силы и знака эмоций показатели дыхания и вариабельности сердечного ритма мало пригодны, т.к. частота дыхания 12-14 в минуту и трудно привязать какой-то эмоциональный момент к параметрам дыхания, т.е. невозможно определение точного момента возникновения реакции. То же относится и к вариабельности сердечного ритма, т.к. все статистические и спектральные параметры вычисляются только на протяжении временного интервала, включающего не менее 100 сердечных циклов.
Поэтому наиболее информативными показателями для мониторинга эмоциональных реакций являются реакция электропроводности кожи РЭК (в русскоязычной литературе больше принято название кожно-гальваническая реакция или КГР) и фотоплетизмограмма ФПГ.
Для нейромаркетинговых исследований необходимо сравнение реакций различных пользователей, групп пользователей. Однако, исследования показали, что сравнивать эмоциональные реакции разных респондентов между собой на основании показателей электропроводимости кожи и объемного пульса крови невозможно, т.к. абсолютные значения этих показателей зависят от многих факторов: типа нервной системы и характера вегетативной регуляции каждого человека, влажности кожных покровов, толщины наружного слоя эпидермиса руки, температуры помещения, исходного эмоционального состояния респондента и др. В исследованиях эмоциональной реакции человека на определенный стимул интересует именно изменение эмоционального состояния в процессе восприятия аудиовизуального контента.
Таким образом, техническая проблема состоит в обеспечении возможности оперативной оценки силы и знака эмоций (валентность и вовлеченность) для группы пользователей с учетом индивидуальных физиологических параметров каждого пользователя.
Для решения поставленных задач объективной оценки эмоциональной реакции при просмотре аудиовизуального контента для разных людей предлагается в группе пользователей проводить фотоплетизмографию и измерение реакции электропроводности кожи, например, на ладонной поверхности рук для каждого пользователя, определить средние значения указанных показателей за каждую секунду просмотра  аудиовизуального контента, далее каждому пользователю предъявить тестовый стимул и определить тестовые значения указанных выше параметров. Полученные средние значения используются для вычисления эмоциональной валентности и эмоциональной вовлеченности каждого респондента.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении точности оперативного анализа эмоциональных реакций у конкретного респондента в каждую секунду времени просмотра аудиовизуального контента и сравнения эмоциональных реакций разных людей при просмотре аудивизуального контента, а также вычислять статистические параметры при анализе групповых закономерностей эмоционального восприятия аудиовизуального контента для группы респондентов.
Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа анализа эмоциональной реакции группы пользователей при просмотре аудиовизуального контента, включающий этапы, на которых каждому пользователю из группы пользователей предъявляют на экране аудиовизуальный контент во время которого пользователю проводят фотоплетизмографию и измерение реакции электропроводности кожи, определяют текущий средний показатель эмоциональной валентности за каждую секунду посредством вычисления разности амплитуд верхней и нижней огибающей фотоплетизмограммы, определяют текущий средний показатель эмоциональной вовлеченности за каждую секунду посредством вычисления суммы первой производной функции реакции электропроводности кожи и 40% первой производной от показателя эмоциональной валентности в соответствующую секунду, каждому пользователю из группы пользователей предъявляют тестовый стимул, представляющий собой звуковой сигнал длительностью 2 сек и громкостью 65 дБ, определяют тестовые показатели эмоциональной валентности и эмоциональной вовлеченности при предъявлении тестового стимула для каждого пользователя, нормируют текущие средние показатели эмоциональной валентности и эмоциональной вовлеченности на тестовые показатели эмоциональной валентности и эмоциональной вовлеченности, на основании полученных нормированных средних показателей разных пользователей в группе пользователей получают статистические групповые закономерности по данным эмоциональных реакций при просмотре аудиовизуального контента.
В частном случае осуществления изобретения электропроводность кожи определяют на ладонной поверхности рук.
В частном случае осуществления изобретения электропроводность кожи определяют на подушечке пальца руки.
Важнейшими характеристиками эмоциональных реакций, которые принципиально возможно определить на основании регистрации психофизиологических показателей являются знак эмоции или эмоциональная валентность, а также сила эмоции или эмоциональная вовлеченность.
Определение эмоциональной валентности (положительная, отрицательная и нейтральная) возможно на основании данных амплитуды сигнала фотоплетизмограммы. При положительных эмоциях наблюдается увеличение амплитуды, при отрицательных – снижение. Предлагается оценивать знак эмоции по амплитуде разности верхней и нижней  огибающей ФПГ.
Эмоциональная вовлеченность или сила эмоции определяется на основании амплитуды фазической РЭК, однако вычисление этого показателя вызывает определенные трудности. Электропроводность кожи состоит из тонической, медленно меняющейся составляющей, которая обусловлена электрохимическими процессами на границе кожа-регистрирующий электрод и медленными процессами, которые определяются гуморальной регуляцией активности вегетативной нервной системы.  Фазическая – быстро меняющаяся составляющая, которая как раз и показывает эмоциональный ответ на некоторый стимул. В наших исследованиях было показано что большее соответствие силе эмоциональной реакции дает не просто амплитуда фазической составляющей, но крутизна ее нарастания, т.е.  скорость нарастания. Поэтому для определения силы эмоции основным показателем является первая производная суммарной РЭК. Это позволяет также улучшить и визуализацию развития эмоциональной реакции за счет минимизации отображения медленных изменений. Данные литературы и собственных исследований показывают, что сила эмоциональной реакции связана и с сосудистой составляющей, т.е. с данными ФПГ и здесь наиболее значимый вклад скорости изменения амплитуды ФПГ. Поэтому в результате наших исследований был предложен следующий вариант вычисления показателя силы эмоциональной реакции: значение скорости изменения РЭК+ 40% абсолютного значения скорости изменения «знака эмоции» (этот показатель вычисляется как было описано ранее, как разность между верхней и нижней огибающей). Параметр 40% был подобран экспериментально. Для этого респондентам показывали видео фрагменты, взывающие эмоциональные реакции (страх, злость, раздражение, радость, удивление, смех, грусть). Просили выделить наиболее эмоциональный фрагмент и оценить субъективную силу эмоции. Далее вычисляли корреляцию между субъективной оценкой силы эмоциональной реакции и значением вовлеченности, вычисляемой с разным вкладом абсолютного значения скорости изменения знака эмоции (по разности верхней и нижней огибающей ФПГ). В исследовании участвовало 365 респондентов. Наиболее высокие показатели корреляции были получены именно при использовании указанной выше формулы вычисления эмоциональной вовлеченности.
Данный алгоритм вычисления показателей силы эмоции и знака эмоции хорошо отражает динамику эмоциональных реакций у конкретного респондента при просмотре аудивизуального контента.
Поэтому для возможности сравнения реакций разных людей был введен тестовый стимул в виде звонка длительностью 2 сек и громкостью  65  Дб. Этот стимул вызывал ориентировочную реакцию у респондентов и как компоненты ориентировочной реакции – изменение фазической РЭК и ФПГ. Вычисляя показатели эмоциональной вовлеченности и валентности для тестового стимула по описанному выше алгоритму, в последствии проводилось нормирование этих показателей в процессе восприятия человеком аудиовизуального контента посредством деления текущих значений параметров на среднее значение показателя для тестового стимула.
Такая процедура нормирования позволяла сравнивать реакции разных людей и вычислять статистические параметры при анализе групповых закономерностей эмоционального восприятия аудиовизуального контента.
Способ осуществляется следующим образом.
Группе пользователей демонстрируют аудиовизуальный контент, в частности, рекламный ролик. Длительность ролика составляет от 15 до 60 сек, оптимально 30 сек, длительность ролика выбрана исходя из анализа длительности рекламных роликов, демонстрируемых на российском телевидении.  Каждому пользователю во время просмотра ролика проводят ФПГ и РЭК, например, по ладонной поверхности руки или на подушечке пальца. Все данные с датчиков для ФПГ и РЭК передаются на компьютер, где определяют средний показатель за каждую секунду и вычисляют за каждую секунду эмоциональную валентность и эмоциональную вовлеченность. По каждому пользователю из группы сохраняют вычисленные показатели в отдельном файле. Для возможности статистического анализа эмоциональных реакций на продемонстрированный ролик и на его фрагменты с учетом индивидуальных особенностей каждого пользователя проводят нормирование вычисленных параметров на тестовые. Тестовые параметры определяются по измерениям РЭК и ФПГ во время тестового стимула, в данном случае это звуковой сигнал длительностью 2 сек и громкостью 65 дБ. Аналогично записываются данные для каждого пользователя, которые затем используются для нормирования каждого среднего показателя за секунду для каждого пользователя за каждую секунду всего времени просмотра ролика. Нормированные показатели всех участников группы анализируют и выявляют групповые закономерности, позволяющие определить эмоции, вызываемые при просмотре продемонстрированного аудиовизуального контента.
Пример.
На фиг.1 приведена графическая визуализация результатов обработки психофизиологических параметров одного респондента.  Обозначения параметров сверху вниз:
1. Значение эмоциональной вовлеченности, среднее за секунду, вычисленное по указанной формуле
2. Значение изменения эмоциональной реакции, вычисленное как разность огибающих ФПГ
3. Тоническая  РЭК
4. Фазическая РЭК
5. ФПГ 1 канал
6. ФПГ 2 канал
7. Выделенная по ФПГ частота пульса, усредненная за 10 сек методом скользящего окна
8. Канал двигательных артефактов
По оси абсцисс – время (синхронно для всех каналов)
По оси ординат значения в условных единицах для каждого из приведенных параметров.
Как видно на фиг. 1, верхний график, сильных перепадов в изменении эмоциональной вовлеченности за анализируемый временной период не наблюдается, кратковременные максимальные пики эмоциональной вовлеченности были зафиксирован в временные моменты 04:04 и 03:56. Анализ изменения эмоциональной реакции (график 2 на фиг. 1) показывает, что в временной момент 02:40 отмечается рост положительной эмоции, который происходит до момента 02:50, которая постепенно снижается и к моменту 05:56 эмоциональное состояние испытуемого пришло к стартовому состоянию, в дальнейшем же резких изменений эмоциональной динамики испытуемый не претерпевал.
В тоже время на основе приведенных выше рассуждений нельзя говорить, что указанные изменения эмоционального состояния вызваны предъявляемым контентом, так как они могут быть связаны с личными переживаниями испытуемого, мысленно углубленного в переживание, например, своей жизненной ситуации (ссора с родными, успехи на работе и тд). Однако, если в данные временные интервалы аналогичные изменения в эмоциональной вовлеченности или изменении эмоциональной реакции зафиксированы у значительной части участников эксперимента, то это однозначно говорит о том, что переживаемые эмоции обусловлены предъявляемым контентом.