KR102223087B1 - Method and Apparatus for determinating Emotion transference - Google Patents

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Abstract

심전도를 이용한 감성 전달 평가 방법 및 장치가 기술된다. 감성 전이 평가방법:은 사회적 상호 작용관계에 있는 두 피험자의 심전도 원형 신호(ECG raw singnal)를 ECG 센서에 의해 검출하는 단계; 상기 심전도 원형 신호를 소정 샘플링 주파수로 샘플링하여 디지털화된 심전도 신호(ECG signal)를 추출하는 단계; 상기 심전도 신호로부터 RRI(R-peak to R-peak Interval)를 추출하는 단계; 상기 RRI로부터 HRP를 추출하는 단계; 상기 두 피험자의 HRP를 이용해 상관계수(r)를 계산하는 단계; 그리고 상기 상관계수(r)를 이용하여 상기 두 피험자 간의 감성 전이를 평가하는 단계;를 포함한다.A method and apparatus for evaluating emotional transmission using an electrocardiogram are described. Emotional transfer evaluation method: detecting an ECG raw signal (ECG raw singnal) of two subjects in a social interaction relationship by an ECG sensor; Extracting a digitized ECG signal by sampling the circular electrocardiogram signal at a predetermined sampling frequency; Extracting an R-peak to R-peak interval (RRI) from the electrocardiogram signal; Extracting HRP from the RRI; Calculating a correlation coefficient (r ) using the HRP of the two subjects; And evaluating the emotional transfer between the two subjects using the correlation coefficient ( r).

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Figure R1020190033037

Description

감성 전달 판단 방법 및 장치{Method and Apparatus for determinating Emotion transference}Method and Apparatus for determinating Emotion transference}

본 개시는 감성 전이 여부를 판단 또는 측정하는 방법 및 장치에 관해 기술하며, 상세하게는 리더로 부터 팔로워로의 감성 전이 또는 전달의 여부 및 정도를 정량적으로 판단하고 측정 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present disclosure describes a method and an apparatus for determining or measuring whether or not an emotional transfer is present, and more particularly, to a method and an apparatus for quantitatively determining and measuring whether or not an emotional transfer or transfer is performed from a leader to a follower.

감성은 사회적 상호작용을 하는 동안 언어와 비언어적 정보를 통해 교환된다. 개인 간 또는 다수 개인이 속한 그룹 상호작용은 분위기와 의사 결정, 행동, 그룹 레벨의 활동성에도 영향을 줄 수 있다. 이러한 과정은 감성 전이(Emotional Contagion)라 불린다. 이러한 감성 전이는 감성 전달 (emotion transference)과 정서적 모방 (affective mimicry)과 같은 의미를 가진다. 상호작용 하는 동안, 다른 사람과 동기화 됨으로써 얼굴 표정과 시선 패턴, 머리 움직임, 제스쳐 등과 같은 비언어적 행동을 잠재 의식적으로 모방할 것이다. 비언어적 행동을 모방한 팔로워(follower)의 기분은 비언어적 행동을 전한 리더(leader)와 비슷하게 바뀐다. 감성 전이에 대한 이전 연구는 대개 개인과 그룹 퍼포먼스에 관련된 감성 전이 효과에 대해 집중했다. 그룹 구성원의 기분 변화는 태스크 퍼포먼스에 분명히 영향이 있다. 감성 전이는 사람들이 행복하게 느끼고 집단 활동에 참여할 때 더 컸다.Emotions are exchanged through verbal and non-verbal information during social interaction. Interpersonal or group interactions with multiple individuals can also affect mood, decision making, behavior, and activity at the group level. This process is called emotional conversation. This emotional transfer has the same meaning as emotion transference and affective mimicry. During interaction, you will subconsciously mimic nonverbal behaviors such as facial expressions and gaze patterns, head movements, gestures, etc. by being synchronized with others. The mood of a follower who imitates nonverbal behavior changes to resemble that of a leader who communicates nonverbal behavior. Previous research on emotional transfer has usually focused on the effects of emotional transfer related to individual and group performance. The mood swings of group members clearly have an impact on task performance. Emotional transfer was greater when people felt happy and participated in group activities.

팔로워와 그룹 활동성에 대한 리더 효과의 축적된 지식에 불구하고, 연구자들은 아직 사회적 상호작용을 하는 동안 리더를 어떻게 확인하는지 밝혀내지 못했다. 과거의 실험은 감성 전달의 방향과 정도를 찾아내기 위해 자체 평가 방법을 종종 사용하였다. 자체 평가(self-evaluation)의 문제점은 수집된 데이터가 사람들 자신의 느낌의 인식과 정직에 오로지 의존한 데이터라는 것이다. 게다가, 감성 전달의 방향과 정도의 정량적 평가하지 못한다는 한계가 있다. 또한, 선생과 학생, 연주자와 청중, 직원과 고객 등과 같이 리더와 팔로워의 역할이 미리 정해져 있었고 유지되었다. 이러한 상호작용은 모든 사람들이 다른 사람들에게 감성 전이성을 일으킬 기회가 있는 상호작용 대신에 단방향 전달(one-way transfer)로서 제한된다. 사람과 사람의 상호작용에서 누가 더 많은 감성을 전달했는지 또는 그룹 내 관계에서 가장 많이 상호작용했는지는 통제된 환경 내에서 자체 평가 방법을 사용하지 않으면 불가능 했을 것이다.Despite the accumulated knowledge of the leader's effect on followers and group activity, researchers have yet to find out how to identify leaders during social interactions. In the past experiments, self-evaluation methods were often used to find the direction and degree of emotion transmission. The problem with self-evaluation is that the data collected is data that depends solely on the perception and honesty of people's own feelings. In addition, there is a limitation in that it is not possible to quantitatively evaluate the direction and degree of emotional transmission. In addition, the roles of leaders and followers such as teachers and students, performers and audiences, staff and customers, etc., were predetermined and maintained. These interactions are limited as one-way transfers instead of interactions where everyone has the opportunity to create an emotional transference to others. Who conveyed more emotion in person-to-person interaction, or who interacted most in intra-group relationships would not have been possible without using a self-assessment method within a controlled environment.

Agrafioti, F., D. Hatzinakos, and A. K. Anderson. "ECG Pattern Analysis for Emotion Detection." IEEE Transactions on Affective Computing 3.1 (2012): 102-15.Agrafioti, F., D. Hatzinakos, and A. K. Anderson. "ECG Pattern Analysis for Emotion Detection." IEEE Transactions on Affective Computing 3.1 (2012): 102-15. Anttonen, J. and Surakka, V. “Emotions and Heart Rate While Sitting on a Chair,” Proc. SIGCHI Conf. Human Factors in Computing Systems, pp. 491-499. 2005. Anttonen, J. and Surakka, V. “Emotions and Heart Rate While Sitting on a Chair,” Proc. SIGCHI Conf. Human Factors in Computing Systems, pp. 491-499. 2005. Barsade, Sigal G. "The Ripple Effect: Emotional Contagion and Its Influence on Group Behavior." Administrative Science Quarterly 47.4 (2002): 644. Barsade, Sigal G. "The Ripple Effect: Emotional Contagion and Its Influence on Group Behavior." Administrative Science Quarterly 47.4 (2002): 644. Bartel, Caroline A., and Richard Saavedra. 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모범적 실시 예는, HRP 동기화를 이용하여, 감성적 전이 현상의 필요 조건, 감성적 전이의 방향, 긍정과 부정적 전이 사이의 정도 측정하는 방법 및 장치를 제시한다.An exemplary embodiment proposes a method and apparatus for measuring a necessary condition of an emotional transition phenomenon, a direction of an emotional transition, and a degree between a positive and a negative transition using HRP synchronization.

모범적 실시 예에 따른 감성 전이 측정 방법:은Emotional transfer measurement method according to an exemplary embodiment: silver

사회적 상호 작용관계에 있는 두 피험자의 심전도 원형 신호(ECG raw singnal)를 ECG 센서에 의해 검출하는 단계;Detecting an ECG raw singnal of two subjects in a social interaction relationship by an ECG sensor;

상기 심전도 원형 신호를 소정 샘플링 주파수로 샘플링하여 디지털화된 심전도 신호(ECG signal)를 추출하는 단계;Extracting a digitized ECG signal by sampling the circular electrocardiogram signal at a predetermined sampling frequency;

상기 심전도 신호로부터 RRI(R-peak to R-peak Interval)를 추출하는 단계;Extracting an R-peak to R-peak interval (RRI) from the electrocardiogram signal;

상기 RRI로부터 HRP를 추출하는 단계;Extracting HRP from the RRI;

상기 두 피험자의 HRP를 이용해 상관계수(r)를 계산하는 단계; 그리고Calculating a correlation coefficient (r ) using the HRP of the two subjects; And

상기 상관계수(r)를 이용하여 상기 두 피험자 간의 감성 전이를 평가하는 단계;를 포함한다.It includes; evaluating the emotional transfer between the two subjects using the correlation coefficient ( r).

모범적 실시 예에 따르면, 상기 RRI는 500ms - 1200 ms 사이의 범위에서 추출할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the RRI may be extracted in a range of 500 ms-1200 ms.

모범적 실시 예에 따르면, 두 피험자간의 감성 전이의 평가는 부정적인 감성과 긍정적인 감성에 대해 수행할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the evaluation of emotional transfer between two subjects may be performed on negative and positive emotions.

모범적 실시 예에 따르면, 두 피험자는 리더와 팔로워로 구분되고, 상기 리더의 감성에 대한 팔로워의 감성의 동기화를 평가할 수 있다.According to an exemplary embodiment, two subjects are divided into a leader and a follower, and the synchronization of the follower's emotion with the leader's emotion may be evaluated.

모범적 실시 예에 따르면, 상기 심전도 원형 신호는 표준사지 유도법의 Lead I 로 측정할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the electrocardiogram circular signal may be measured with Lead I of a standard limb induction method.

모범적 실시 예에 따르면, 상기 상관계수를 피어슨 상관계수(Pearson’s correlation coefficient) (r, -1 ≤ r ≤ 1)로부터 구하여, 긍정적 상관계수와 부정적 상관계수를 상관계수 임계값에 비교하여 상기 피험자간의 감성 전이를 평가할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the correlation coefficient is calculated from Pearson's correlation coefficient (r, -1 ≤ r ≤ 1), and the positive correlation coefficient and the negative correlation coefficient are compared to the correlation coefficient threshold value, Metastasis can be evaluated.

모범적 실시 예에 따르면, 긍정적 상관계수과 부정적 상관계수를 비교하는 상관계수 임계값은 0.262(±5%)이다.According to an exemplary embodiment, the correlation coefficient threshold for comparing the positive correlation coefficient and the negative correlation coefficient is 0.262 (±5%).

상기 방법을 수행하는 심전도를 이용한 감성 전달 평가 장치:는Emotional delivery evaluation device using an electrocardiogram performing the method:

상기 피험자로부터 ECG 신호를 검출하는 ECG 센서;An ECG sensor that detects an ECG signal from the subject;

상기 ECG 신호를 전처리하는 전처리부; 그리고A preprocessor for preprocessing the ECG signal; And

상기 전처리부로 부터의 신호를 이용하여 두 피험자 간의 감성 전이를 분석하는 분석부;를 포함할 수 있다.It may include; an analysis unit for analyzing the emotional transition between the two subjects using the signal from the pre-processing unit.

모범적인 실시 예에 따르면, 상기 전처리부는 500ms - 1200 ms 사이의 범위에서 RRI를 추출할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the preprocessor may extract RRI in a range of 500 ms to 1200 ms.

모범적인 실시 예에 따르면, 상기 분석부는 두 피험자간의 감성 전이의 평가할 때에 부정적인 감성과 긍정적인 감성에 대해 수행할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the analysis unit may perform negative emotions and positive emotions when evaluating emotional transfer between two subjects.

모범적 실시 예에 따르면, 상기 분석부는 두 피험자는 리더와 팔로워로 구분하고, 상기 리더의 감성에 대한 팔로워의 감성의 동기화를 평가할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the analysis unit may divide the two subjects into a leader and a follower, and may evaluate synchronization of a follower's emotion with the leader's emotion.

모범적 실시 예에 따르면, 상기 분석부는 상기 상관계수(r)를 피어슨 상관계수(Pearson’s correlation coefficient) (r, -1 ≤ r ≤ 1)로부터 구하여, 긍정적 상관계수와 부정적 상관계수를 이용할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the analysis unit may obtain the correlation coefficient r from Pearson's correlation coefficient (r, -1 ≤ r ≤ 1), and use a positive correlation coefficient and a negative correlation coefficient.

본 발명에 따르면, 긍정과 부정 감성 전이의 사이의 정도를 비교 평가할 수있다. 본 발명은 감성 전이 측정과 감성 전이의 방향 확인, 심장 리듬 패턴 (HRP)의 동기화가 사용된다. 본 발명의 실험에 따르면 감성이 전이되는 동안, 부정적 감성의 상관계수가 긍정적 감성보다 유의미하게 높았다. 모범적인 실시 예를 통해 전이 측정 및 그 방향을 정량적으로 확인하는 것이 가능하게 되었다. 감성 전이의 분석은 사회적 상호 작용 과정에서 우리의 마음이 어떻게 작동하는지에 대한 정보를 수집하는 데 중요하며 수많은 기술과 응용에도 적용될 수 있다. 예를 들어 사회적 기술 훈련, 얼굴 감정 훈련, 감정 인식 훈련 등 사회 장애가 있는 사람들을 위한 다양한 훈련 프로그램이 존재한다. 이러한 훈련 프로그램에서 환자에 감정이 전달되었는지 여부를 모니터링하고 그에 따라 행동하는 방법을 배울 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to compare and evaluate the degree of transfer between positive and negative emotions. In the present invention, measurement of emotional transfer, confirmation of the direction of emotional transfer, and synchronization of the heart rhythm pattern (HRP) are used. According to the experiment of the present invention, while emotion was transferred, the correlation coefficient of negative emotion was significantly higher than that of positive emotion. Through exemplary embodiments, it has become possible to quantitatively confirm the measurement of the transition and its direction. The analysis of emotional transfer is important for gathering information about how our mind works in the process of social interaction and can be applied to a number of techniques and applications. For example, there are various training programs for people with social disabilities, such as social skills training, facial emotion training, and emotion recognition training. In these training programs, you can learn how to monitor whether emotions have been transmitted to the patient and act accordingly.

도1은 모범적 실시 예에 따른 실험 환경을 보인다.
도2는 모범적 실시 예에 따른 실험 절차를 도시한다.
도3은 모범적 실시 예에 따라, 모방(imitation) 태크스와 자기-표현(self-expression) 태스크 간의 HRP를 변화 또는 차이를 예시한다.
도4는 모범적 실시 예에 따라, 모방 태스크와 자기-표현 태스크에서 리더와 팔로워 사이의 HRP의 상관계수(r)를 비교 결과를 보인다.
도6은 모범적 실시 예에 따라, 동기화된 HRP와 리더와의 HRP의 상관계수의 비교 결과를 보인다.
도7은 모범적 실시 예에 따라, 긍정과 부정 사이의 감성 전이에 대한 상관계수를 비교 결과를 보인다.
도8은 모범적 실시 예에 따른 긍정적 감성 전이를 평가하는 룰베이스를 보인다.
도9는 모범적 실시 예에 따라, 도8의 룰베이스의 검증 결과를 보인다.
도10은 모범적 실시 예에 따른 부정적 감성 전이를 평가하는 룰베이스를 보인다.
도11는 모범적 실시 예에 따라, 도8의 룰베이스의 검증 결과를 보인다.
1 shows an experimental environment according to an exemplary embodiment.
2 shows an experimental procedure according to an exemplary embodiment.
3 illustrates a change or difference in HRP between an imitation task and a self-expression task, according to an exemplary embodiment.
4 shows a result of comparing the correlation coefficient (r ) of HRP between a leader and a follower in an imitation task and a self-expression task according to an exemplary embodiment.
6 shows a comparison result of a correlation coefficient between a synchronized HRP and an HRP reader according to an exemplary embodiment.
7 shows a comparison result of a correlation coefficient for an emotional transfer between positive and negative according to an exemplary embodiment.
8 shows a rule base for evaluating positive emotional transfer according to an exemplary embodiment.
9 shows a result of verifying the rule base of FIG. 8 according to an exemplary embodiment.
Fig. 10 shows a rule base for evaluating negative emotional transfer according to an exemplary embodiment.
Fig. 11 shows a result of verifying the rule base of Fig. 8 according to an exemplary embodiment.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 모범적 실시 예에 따른 감성 전달 평가 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a method and apparatus for evaluating emotion transmission according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

심장 리듬 패턴 (Heart rhythm pattern, HRP)은 감성 상태와 유의미한 상관성을 가진다. 이러한 HRP는 사람의 감성 상태에 따라 변화됨이 확인되었다. 좌절한 사람의 HRP는 불규칙적인 (부정적인) 패턴을 보였으나 감사한 사람은 일관된 (긍정적인) 패턴을 보였다. 더욱이 생리적 동기화는 사회적 관계와 그룹 수행 능력, 감성적 전이와 밀접하게 관련되어 있다. Heart rhythm pattern (HRP) has a significant correlation with emotional state. It was confirmed that this HRP changes according to the emotional state of a person. HRP of frustrated people showed irregular (negative) patterns, while those who were grateful showed consistent (positive) patterns. Moreover, physiological motivation is closely related to social relationships, group performance, and emotional transfer.

모범적인 실시 예는, 상호작용을 하는 상황에서 유발되는 감성 전이의 차이에 따른 심장 반응의 패턴을 통해 객관적이고 정량적으로 감성 전이를 인식하는 방법과 장치를 제안한다. An exemplary embodiment proposes a method and apparatus for objectively and quantitatively recognizing emotional transfer through a pattern of heart response according to a difference in emotional transfer caused in an interactive situation.

모범적 실시 예에서는, ECG 센서를 이용해 피험자의 집중도 평가를 위한 원형 데이터(Raw data)가 추출되고 이 데이터는 감성 전달 평가 장치로서의 프로세싱 장치에 의해 처리된다. In an exemplary embodiment, raw data for evaluating a subject's concentration is extracted using an ECG sensor, and this data is processed by a processing device as an emotion transmission evaluation device.

상기 프로세싱 장치 또는 평가 장치는 영상 전처리 부와 분석부를 포함하는데, 이 프로세싱 장치는 분석용 툴 또는 소프트웨어 및 이것이 실행되는 하드웨어 시스템을 가진다. 이러한 프로세싱 장치는 컴퓨터 기반의 장치, 알고리즘을 담고 있는 소프트웨어 및 이 소프트웨어가 구동할 수 있는 하드웨어를 포함하는 범용 컴퓨터 또는 전용 장치일 수 있다.The processing device or evaluation device includes an image pre-processing unit and an analysis unit, which has an analysis tool or software and a hardware system on which it is executed. Such a processing device may be a computer-based device, a general-purpose computer or a dedicated device including software containing algorithms and hardware capable of running the software.

상기와 같은 프로세싱 장치로부터의 처리 결과는 디스플레이 장치에 의해 표시될 수 있으며, 입력 수단으로서 일반적인 외부 인터페이스 장치, 예를 들어 키보드, 마우스 등을 더 포함할 수 있다.The processing result from the processing device as described above may be displayed by a display device, and may further include a general external interface device such as a keyboard and a mouse as input means.

구체적으로 상기 감성 전달 평가 장치는 피험자로부터 ECG 신호를 검출하는 ECG 센서, 상기 ECG 신호를 전처리하는 전처리부; 그리고 상기 전처리부로 부터의 신호를 이용하여 두 피험자 간의 감성 전이를 분석하는 분석부;를 포함할 수 있다.Specifically, the emotion transmission evaluation apparatus includes an ECG sensor for detecting an ECG signal from a subject, and a preprocessor for preprocessing the ECG signal; And it may include; an analysis unit for analyzing the emotional transition between the two subjects by using the signal from the pre-processing unit.

모범적인 실시 예에 따르면, 상기 전처리부는 500ms - 1200 ms 사이의 범위에서 RRI를 추출할 수 있다. 그리고 상기 분석부는 두 피험자간의 감성 전이의 평가할 때에 부정적인 감성과 긍정적인 감성에 대해 수행할 수 있다. 또한, 상기 분석부는 두 피험자는 리더와 팔로워로 구분하고, 상기 리더의 감성에 대한 팔로워의 감성의 동기화를 평가할 수 있다. 나아가서는 상기 분석부는 상기 상관계수를 피어슨 상관계수(Pearson’s correlation coefficient) (r, -1 ≤ r ≤ 1)로부터 구하여, 긍정적 상관계수와 부정적 상관계수를 이용할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the preprocessor may extract RRI in a range of 500 ms to 1200 ms. In addition, the analysis unit may perform negative sensibility and positive sensibility when evaluating the sensibility transfer between two subjects. In addition, the analysis unit may divide the two subjects into a leader and a follower, and may evaluate the synchronization of the follower's emotion with the leader's emotion. Furthermore, the analysis unit may obtain the correlation coefficient from Pearson's correlation coefficient (r, -1 ≤ r ≤ 1), and use a positive correlation coefficient and a negative correlation coefficient.

본 발명에 따른 감성 전달 평가 방법 및 이를 적용하는 장치의 객관적 평가를 위하여 아래와 같은 실험이 실시되었다.The following experiment was conducted for the objective evaluation of the emotion transmission evaluation method according to the present invention and a device applying the same.

<실험 참여자, Participants ><Participants, Participants>

20 - 29세 (M±SD = 25.2±4.3)의 대학생 64명 (여자 32명)이 실험에 참여했다. 모든 피험자들은 심장과 관련된 질병이나 가족력이 없었고, 자발적으로 실험에 참여했다. 각 피험자들은 $105.26의 피험자비를 지급받았다. 실험 전에 실험에 대한 동의서를 받았고, 실험 12시간 전부터는 술과 담배, 카페인 섭취를 금하고 충분한 휴식을 취하도록 요청하였다. 본 연구의 진행에 사용된 모든 프로토콜은 상명대학교 생명윤리심의위원회에 의해 인증되었다.64 college students (32 women) aged 20-29 years (M±SD = 25.2±4.3) participated in the experiment. All subjects had no history of heart-related disease or family history, and voluntarily participated in the experiment. Each subject was paid a subject fee of $105.26. Prior to the experiment, consent for the experiment was obtained, and from 12 hours before the experiment, alcohol, cigarettes, and caffeine intake were prohibited, and they were asked to take adequate rest. All protocols used in this study were certified by the Sangmyung University Bioethics Review Committee.

<실험 과정, Experimental procedure><Experimental procedure>

도1은 모범적 실시 예에 따른 실험 환경을 보이며, 도2는 모범적 실시 예에따른 실험 절차를 도시한다.Fig. 1 shows an experiment environment according to an exemplary embodiment, and Fig. 2 shows an experiment procedure according to an exemplary embodiment.

피험자들에게 무작위로 리더와 팔로워 역할이 부여되었다. 도1에 도시된 바와 같이 리더와 팔로워는 디스플레이 또는 면대면 (face to face)을 통해 제시되는 행복과 슬픔의 얼굴 표정으로 소통하도록 하였다. 리더와 팔로워는 얼굴을 마주보며 편하게 의자에 앉았다. 얼굴 표정 이미지가 제시되는 TV 디스플레이는 그들의 뒤쪽에 위치하였다.Subjects were randomly assigned leader and follower roles. As shown in Fig. 1, the leader and the follower communicated with facial expressions of happiness and sadness presented through a display or face-to-face. The leader and follower sat down comfortably in their chairs, face to face. A TV display showing facial expression images was located behind them.

도2를 참조하면, 실험 태스크는 소개와 연습, 메인 실험 세션으로 구성되었다. 메인 실험 세션에서는 상대편의 표면을 모방하는 모방 태스크(imitation task), 그리고 스스로 표정을 짓는 자기-표현 태스크(self-expression task)가 수행되다. 30초의 소개 세션 동안 에크만(Ekman)에 의해 정의된 행복 또는 슬픔의 얼굴 표정에 대해 설명하였다. 50초 동안의 연습 세션에서는 얼굴 표정을 짓는 연습을 하였다. 주 실험 세션은 감성 전이를 유발하기 위해 모방과 스스로 표정을 짓는 태스크로 분류되었다. 모방 (imitation) 태스크에서, 리더는 디스플레이를 통해 제시되는 표정을 따라 행복하거나 슬픈 얼굴을 지어 팔로워에게 표현하였다. 팔로워는 리더의 얼굴 표정을 모방했다. 스스로 표정을 짓는 자기-표현(self-expression) 태스크에서는 리더의 역할은 동일하지만, 팔로워는 스크린에서 제시되는 얼굴 표정을 모방하였다. 메인 실험 세션의 각 태스크는 50초 동안 진행되었다. Referring to Fig. 2, the experimental task consisted of an introduction, practice, and a main experiment session. In the main experimental session, an imitation task that mimics the other's surface and a self-expression task that makes expressions on their own are performed. During the 30 second introductory session, facial expressions of happiness or sadness as defined by Ekman were described. In the 50 second practice session, I practiced making facial expressions. The main experimental session was divided into imitation and self-expression tasks to induce emotional transfer. In the imitation task, the leader made a happy or sad face according to the expression presented through the display and expressed it to the follower. The follower imitated the leader's facial expressions. In the self-expression task, which makes facial expressions, the role of the leader is the same, but the follower imitated the facial expressions presented on the screen. Each task in the main experimental session lasted 50 seconds.

모든 실험은 아래와 같이 4 가지 트라이얼(trial, 시도)로 구성되었다. All experiments consisted of 4 trials as follows.

트라이얼 1: 긍정적 모방 (행복) Trial 1: positive imitation (happiness)

트라이얼 2: 부정적 모방 (슬픔) Trial 2: negative imitation (sad)

트라이얼 3: 긍정적 자기-표현(행복)Trial 3: Positive Self-Expression (Happiness)

트라이얼 4: 부정적 자기 표형(슬픔). Trial 4: negative self-marking (sadness).

상기와 같은 트라이얼의 순서는 무작위로 정해졌고, 트라이얼 간의 시간 간격은 이전 자극의 효과를 최소화하기 위해 10분으로 설정하였다. 행복과 슬픔의 얼굴 표정은 에크만의 6 가지의 기본 감정(6 basic emotion)의 얼굴 표정을 기반으로 했다. 실험을 진행하는 동안 ECG 센서를 이용해 리더와 팔로워의 심전도 신호를 측정하였다.The order of the trials as described above was randomly determined, and the time interval between trials was set to 10 minutes to minimize the effect of previous stimulation. The facial expressions of happiness and sadness were based on the facial expressions of Ekman's 6 basic emotions. During the experiment, the ECG sensor was used to measure the ECG signals of the leader and follower.

<데이트 획득, 신호 처리 및 분석, Data Acquisition, signal Processing, and Analysis><Data Acquisition, Signal Processing, and Analysis>

데이터 수집 및 처리는 다음과 같이 수행하였다. 심전도(Electrocardiogram, ECG)는 표준사지유도법의 Lead I 방법으로 측정하였다. 이렇게 얻어지는 원형 신호 또는 데이터(raw data)는 전처리부(pre-processing part)에 의해 전처리 되는데, 예를 들어 MP 100 power supply(Biopac System Inc., USA)와 ECG 100C amplifier, NI-DAQ-Pad9205(National Instrument Inc., USA)등이 이용될 수 있다. 이들 요소를 포함하는 전처리부를 통해 센서로부터의 원형 신호가 증폭되고 그리고 500Hz의 샘플링 주파수로 디지털화된 ECG 신호를 얻을 수 있다.Data collection and processing were performed as follows. Electrocardiogram (ECG) was measured by the Lead I method of standard limb guidance. The circular signal or data obtained in this way is pre-processed by a pre-processing part. For example, MP 100 power supply (Biopac System Inc., USA) and ECG 100C amplifier, NI-DAQ-Pad9205 ( National Instrument Inc., USA), etc. may be used. A circular signal from the sensor is amplified through a preprocessing unit including these elements, and a digitized ECG signal can be obtained with a sampling frequency of 500 Hz.

전처리 과정을 통해 얻어진 ECG 신호는 QRS 검출 알고리즘을 통해 R 피크를 구하여 RRI(R-peak to R-peak interval)을 계산하였다.For the ECG signal obtained through the pre-processing process, the R peak was calculated through the QRS detection algorithm, and RRI (R-peak to R-peak interval) was calculated.

R피크들의 간격인 RRI는 500ms와 1200ms 사이의 범위의 정상적인 간격의 신호를 통해 계산되었다. 심장 리듬 패턴 (HRP)을 확인하기 위한 파라미터로 활용된 BPM (beat per minute)은 RRI 역수를 통해 계산되었다. 신호 처리는 labVIEW 2015 (National Instruments Inc.)을 통해 수행되었다. 이 연구에서 감성 전이의 존재 여부는 다른 사람 (모방 태스크)이거나 디스플레이의 얼굴 이미지(자기-표현 태스크)와의 감성적 소통, 두 가지 태스크로 정의되었다.The RRI, which is the interval between the R peaks, was calculated from signals with normal intervals in the range between 500ms and 1200ms. BPM (beat per minute) used as a parameter for confirming the heart rhythm pattern (HRP) was calculated through the RRI reciprocal. Signal processing was performed through labVIEW 2015 (National Instruments Inc.). In this study, the existence of emotional transfer was defined as two tasks: emotional communication with another person (imitation task) or face image on the display (self-expression task).

리더와 팔로워 사이 HRP의 상관계수(r)는 연습과 주 실험 세션 (모방 태스크와 자기-표현 태스크)에서 계산되었다. 연습과 주 실험 세션 사이의 상관계수의 변화는 모방 태스크과 자기-표현 태스크가 비교되었다. 또한, 이 경우 긍정과 부정 감성 사이의 상관계수의 차이를 비교하였다. 마지막으로, 리더와 팔로워 사이의 감성 전이의 방향을 확인하기 위해 리더들과 팔로워들의 평균 HRP를 합쳐서 동기화된 HRP를 모방 태스크를 하는 동안의 데이터로 계산하였다. 연습을 하는 동안 리더와 팔로워들의 HRP 상관계수를 계산하였다. The correlation coefficient (r ) of HRP between the leader and follower was calculated during the practice and main experimental sessions (imitative task and self-expression task). The change in the correlation coefficient between the practice and the main experiment session was compared between the imitation task and the self-expression task. Also, in this case, the difference in the correlation coefficient between positive and negative emotions was compared. Finally, in order to confirm the direction of the emotional transfer between the leader and the follower, the average HRP of the leaders and followers was summed and the synchronized HRP was calculated as the data during the imitation task. During practice, the HRP correlation coefficient of the leader and followers was calculated.

<통계적 분석, Statistical analysis><Statistical analysis>

감성 (비)전이 조건에서 태스크 전과 후 사이의 상관성 차이는 공분산 분석 (Analysis of covariance, ANCOVA)에 의해 평가했다. 공분산의 일원분산 분석(one-way analysis of covariance)은 태스크 전의 공변량(covariate)을 기준으로 태스크 후, 그룹들 간의 종속 변수를 비교하였다. 긍정(postive)과 부정(negative)을 포함한 리더와 팔로워 간의 상관성(correlation) 차이의 통계적 유의성(statistical significance)을 확인하기 위해 독립표본 t분석(independent t-test)을 사용하였다. 통계적 유의성에 더하여, 효과 크기(effective size)는 에타제곱 값(eta-squared value, η2)와 코헨의 d (Cohen's d)를 통해 계산하였다. 에타제곱(Cohen's d)에서 효과 크기(effective size)에 대한 0.01 (0.20)과 0.06 (0.50), 0.14 (0.80)의 표준 값은 일반적으로 각각 소(small)l과 중(medium, 대(large)로서 간주된다. 정규성 검증(normality test)에 근거한 피어슨 상관계수 (Pearson’s correlation coefficient) (r, -1 ≤ r ≤ 1)는 상관성 분석에 사용되었다. 상관계수가 -1의 값에 가까워지면 강한 부정 상관성을 나타내고, 1의 값에 가까워지면 강한 긍정 상관성을 나타낸다. 모든 통계 분석은 SPSS 17 (SPSS, Inc., Chicago, IL) 소프트웨어를 통해 수행되었다.The difference in correlation between before and after the task in the emotional (non)transfer condition was evaluated by Analysis of covariance (ANCOVA). The one-way analysis of covariance compared dependent variables between groups after the task based on the covariate before the task. An independent t-test was used to confirm the statistical significance of the difference in correlation between leader and follower, including positive and negative. In addition to statistical significance, the effective size was calculated through the eta-squared value (η2) and Cohen's d. Standard values of 0.01 (0.20), 0.06 (0.50), and 0.14 (0.80) for the effective size in Cohen's d are generally small and medium, large, respectively. Pearson's correlation coefficient (r, -1 ≤ r ≤ 1) based on the normality test was used for correlation analysis, as the correlation coefficient approaches a value of -1, there is a strong negative correlation. And a strong positive correlation is indicated when it approaches a value of 1. All statistical analyzes were performed through SPSS 17 (SPSS, Inc., Chicago, IL) software.

<감성 전이 및 비전이, Emotional Contagion and non-Contagion><Emotional Contagion and non-Contagion>

도3은 피험자 7의 모방(imitation) 태크스와 자기-표현(self-expression) 태스크 간의 HRP를 변화 또는 차이를 예시한다. 도3에서, (A) 긍정적 자기-표현 태스크 (positive pre-self-expression task ) 수행 전의 HRP, (B)는 부정적 자기-표현 태스크 전( negative pre-self-expression task), (C) 긍적적 모방 태스크 전(positive pre-imitation task), (D) 는 부정적 모방 태스크 전(negative pre-imitation task), (A')는 긍정적 자기-표현 태스크 후(positive post-self-expression task), (B') 는 부정정 자기-표현 태스크 후(negative post-self-expression task), (C')는 긍정적 모방 태스크 후(positive post-imitation task) 그리고 (D')는 부정적 모방태스크 이후의 HRP 결과들을 보인다.3 illustrates the change or difference in HRP between subject 7's imitation task and self-expression task. In Figure 3, (A) HRP before performing a positive pre-self-expression task, (B) is a negative pre-self-expression task (negative pre-self-expression task), (C) positive Positive pre-imitation task, (D) is negative pre-imitation task, (A') is positive post-self-expression task, (B ') is the negative post-self-expression task, (C') is the positive post-imitation task, and (D') is the HRP results after the negative imitation task. see.

태스크 이전(감성 비전이 상태)에 긍정과 부정의 자기-표현을 짓기 전의 리더와 팔로워 간 상관계수(r)는 각각 -0.4436과 -0.3404의 결과를 보였다. 태스크 후(감성 전이 상태)에서는 -0.1424와 -0.0905의 상관계수 결과를 보였고 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나, 긍정과 부정의 모방 태스크 전(감성 비전이 상태)에서 리더와 팔로워간 상관계수는 각각 0.2455와 0.0415의 결과를 보였다. 태스크 후(감성 전이 상태)에서는 상관계수가 0.5518과 0.7614의 결과를 나타내 보였고 태스크 전보다 유의하게 증가했다. The correlation coefficient (r ) between the leader and the follower before creating positive and negative self-expression before the task (emotional vision state) was -0.4436 and -0.3404, respectively. After the task (sensibility transition state), correlation coefficient results of -0.1424 and -0.0905 were shown, and there was no statistically significant difference. However, the correlation coefficient between the leader and the follower before the positive and negative imitation task (emotional vision) was 0.2455 and 0.0415, respectively. In the post-task (emotional transition state), the correlation coefficients were 0.5518 and 0.7614, and were significantly increased compared to before the task.

도4는 모방 태스크와 자기-표현 태스크에서 리더와 팔로워 사이의 HRP의 상관계수(r)를 비교 결과를 보이는 것으로, 좌측과 우측은 각각 긍정 및 부정적 상태에서의 비교 결과를 각각 나타낸다. Fig. 4 shows the results of comparing the correlation coefficient (r ) of HRP between the leader and the follower in the imitation task and the self-expression task, and the left and right shows the comparison results in the positive and negative states, respectively.

도4를 참조하면, 모방 태스크와 자기-표현 태스크 후, 긍정과 부정 감성 조건 모두 모방태스크에서 리더와 팔로워간 HRP의 상관계수는 유의하게 증가했다.Referring to FIG. 4, after the imitation task and the self-expression task, the correlation coefficient of HRP between the leader and the follower significantly increased in both the positive and negative emotional conditions in the imitation task.

긍정적(Positive)Positive

F (1, 62) = 195.609 F (1, 62) = 195.609

p = 0.000 p = 0.000

η2 = 0.762η 2 = 0.762

부정적(Negative): Negative:

F (1, 62) = 295.002 F (1, 62) = 295.002

p = 0.000 p = 0.000

η2 = 0.829η 2 = 0.829

그러나, 모방과 자기-표현 태스크 전, 긍정과 부정 감성 조건 모두 리더와 팔로워 간 HRP의 상관계수는 통계적으로 유의한 결과를 보이지 않았다.However, before the imitation and self-expression task, the correlation coefficient of HRP between leader and follower in both positive and negative emotional conditions did not show statistically significant results.

긍정적(Positive)Positive

F (1, 27) = 2.709 F (1, 27) = 2.709

p = 0.105 p = 0.105

η2 = 0.043η 2 = 0.043

부정적(Negative)Negative

F (1, 27) = 1.176 F (1, 27) = 1.176

p = 0.282 p = 0.282

η2 = 0.019η 2 = 0.019

위에서 검정통계량 F 값은 오차제곱평균(MSE)에 대한 회귀제곱평균(MSR)의 비율로 표시된다.Above, the test statistic F value is expressed as the ratio of the mean squared error (MSE) to the mean squared error (MSR).

표 1은 모방 태스크와 자기-표현 태스크에서 리더와 팔로워 사이의 HRP의 상관계수(r)를 비교 결과를 자세히 보인다.Table 1 shows the results of comparing the correlation coefficient (r ) of HRP between the leader and the follower in detail in the imitation task and the self-expression task.

Figure 112019029877614-pat00001
Figure 112019029877614-pat00001

<감성 전이의 방향, Direction of Emotional Contagion><Direction of Emotional Contagion>

도5는 피험자 7에 대한 리더와 팔로워 간 감성 전이를 통해서 동기화된 리더와 팔로워의 HRP를 비교 예시하는 것으로, (A) 긍정적으로 동기화된 HRP 의 비교, (B)는 부정적으로 동기화된 HRP 의 비교, (A ')는 긍정적으로 동기화된 리더 및 팔로어의 HRP 비교, 그리고 (B ')는 부정적으로 동기화된 리더 및 팔로어의 HRP의 비교를 보인다.Figure 5 is an example of comparing the HRP of the synchronized leader and follower through the emotional transfer between the leader and the follower for subject 7, (A) a comparison of positively synchronized HRP, (B) a comparison of negatively synchronized HRP , (A') shows a comparison of HRP of positively synchronized leaders and followers, and (B') shows a comparison of HRP of negatively synchronized leaders and followers.

동기화된 HRP는 동기화 전 리더와 팔로워들의 HRP 상관성을 분석했고, 동기화 전 HRP와 리더의 HRP의 상관계수는 0.319, 팔로워의 HRP의 상관계수는 -0.265이었다. 부정 조건에서는 동기화된 HRP와 동기화 전 리더의 HRP의 상관계수는 0.399, 동기화 전 팔로워의 HRP의 상관계수는 -0.027이었다.The synchronized HRP analyzed the HRP correlation between the leader and followers before synchronization, and the correlation coefficient between the HRP and the leader's HRP before synchronization was 0.319, and the correlation coefficient of the follower's HRP was -0.265. In the negative condition, the correlation coefficient between the synchronized HRP and the HRP of the leader before synchronization was 0.399, and the correlation coefficient of the HRP of the follower before synchronization was -0.027.

도6은 동기화된 HRP와 리더와의 HRP의 상관계수의 비교 결과를 보인다.6 shows the comparison result of the correlation coefficient between the synchronized HRP and the HRP reader.

통계적 분석에서 동기화된 HRP와 리더와의 HRP의 상관계수는 도6에 도시된 바와 같이, 동기화된 HRP와 팔로워와의 HRP 보다 긍정과 부정 조건 모두 통계적으로 높은 유의성 결과를 보였다.In the statistical analysis, the correlation coefficient between the synchronized HRP and the HRP with the leader showed statistically higher significance results in both positive and negative conditions than the synchronized HRP and HRP with the follower, as shown in FIG. 6.

긍정적(Positive)Positive

t (62) = -9.589 t (62) = -9.589

p = 0.000 p = 0.000

Cohen’s d = 2.432Cohen's d = 2.432

부정적(Negative)Negative

t (62) = -14.692 t (62) = -14.692

p = 0.000 p = 0.000

Cohen’s d = 0.627.Cohen's d = 0.627.

<감성 전이: 긍정 및 부정 (Positive and Negative)><Emotional Transfer: Positive and Negative >

피험자 7에 대한 긍정과 부정간 상관계수의 예시는 도3에 도시된 바와 같다(C, C', D, and D'). 태스크 후의 상관계수는 긍정과 부정 조건 모두 태스크 전에 비해 증가했다. 그러나, 부정 조건의 상관계수 (0.0415-0.7614)는 감성전이 태스크 후 긍정 조건 (0.2455-0.5518)에 비해 증가했다. 도7에 도시된 바와 같이 부정 조건의 상관계수는 긍정 조건과 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (t (62) = -2.508, p = 0.015, with a medium effect size (Cohen’s d = 3.736)). 자세한 결과는 위의 표 1과 같다.Examples of the correlation coefficient between positive and negative for subject 7 are as shown in Fig. 3 (C, C', D, and D'). The correlation coefficient after the task increased compared to before the task in both the positive and negative conditions. However, the correlation coefficient of the negative condition (0.0415-0.7614) increased compared to the positive condition (0.2455-0.5518) after the emotional transfer task. As shown in Figure 7, the correlation coefficient of the negative condition showed a statistically significant difference from the positive condition ( t (62) = -2.508, p = 0.015, with a medium effect size (Cohen's d = 3.736)). Detailed results are shown in Table 1 above.

모범적 실시 예에 따른 실험의 목적은 감성 전이를 측정하고, 표현적 이원 상호 작용에서 그 방향을 결정하고, 감성 전이와의 긍정적, 부정적 감정의 차이를 확인하는 것이다. The purpose of the experiment according to an exemplary embodiment is to measure emotional transfer, determine its direction in an expressive binary interaction, and identify the difference between positive and negative emotions from emotional transfer.

본 실험에서는 감성 전이를 일으키는 두 사람의 행복하고 슬픈 표정에 대한 실험을 수행했다. 감성 전이와 비전이는 모방과 자기-표정 작업에 의해 평가되었다. 모방 과제는 얼굴을 마주 보며 표정을 표현하는 반면, 얼굴 표정을 기반으로 자기-표정을 표현하는 것이었다.In this experiment, an experiment was conducted on the happy and sad expressions of two people who caused emotional transfer. Emotional transfer and vision transfer were evaluated by imitation and self-expression work. The imitation task was to express facial expressions face to face, while expressing self-expression based on facial expressions.

전반적으로, 본 발명의 위한 본 실험을 통해 세 가지 중요한 사실을 확인하였다.Overall, three important facts were confirmed through this experiment for the present invention.

첫째, 감성 전이(Emotional Contagion)는 긍정적이고 부정적인 감정 모두에서 HRP의 상관계수를 두 사람 사이에 유의하게 증가 시켰지만 정서적 비전이는 그렇지 않았다. HRP는 감정 상태와 유의한 상관 관계가 있으며, 두 사람 사이의 HRP 동기화는 리더와 팔로어 간의 감정이 동기화되었음을 나타낸다.First, Emotional Contagion significantly increased the correlation coefficient of HRP between the two people in both positive and negative emotions, but emotional vision transfer did not. HRP has a significant correlation with the emotional state, and HRP synchronization between two people indicates that the emotions between the leader and the follower are synchronized.

이전의 연구에서, 생리학적 동시성은 감성 전이와 관련이 있다고 보고하였다. Jaimovich 의 연구는 뮤지컬 연기자와 청취자의 GSR과 HRV의 패턴이 유사 해짐을 밝혔다. 또한, 대화식 상호 작용 동안 두 사람 사이의 생리학적 연결은 피부 전기적 반응(electrodermal response, (ED)으로 조사되었다. 감정을 자극하는 주제는 9 점 리커트 (Likert) 척도를 사용하여 높은 충돌 상황과 낮은 충돌 상황 사이에서 측정되었다. 충돌이 심한 상황에 처한 참여자들 중 분쟁이 적거나 갈등이 없는 상황에 비해 ED에서 더 큰 연계가 발견되었다. 본 발명의 실험에서는 정서적으로 측정 될 수 있는 정서적 동기의 정도를 나타내기 위해 두 사람 사이의 HRP의 상관 관계를 사용했다.In previous studies, it was reported that physiological synchronicity was associated with emotional transfer. Jaimovich's study revealed that the patterns of GSR and HRV of musical performers and listeners became similar. In addition, the physiological connection between the two persons during interactive interactions was investigated as an electrodermal response (ED). Emotionally stimulating subjects used a 9-point Likert scale, with high collision situations and low levels. In the experiment of the present invention, the degree of emotional motivation that can be measured emotionally was found in the ED compared to the situation in which there were few or no conflicts among participants in severe conflict situations. To represent the HRP correlation between the two people was used.

둘째, 리더와 팔로워의 HRP가 동기화 된 후 감정 전달의 방향이 확인되었다. 본 실험에서는 리더와 팔로워의 HRP 간의 평균치를 이용하여 동기 HRP를 분석 하였다. 리더 (감성 전이 전)와 동기화 된 HRP (감성 전이 후) 사이의 상관계수는 팔로워의 HRP보다 유의하게 높았다. 이 현상은, 감성 전이 전과 후에서 팔로워의 HRP가 크게 변했음에도 불구하고, 감성 전이 전후의 리더의 HRP가 유의한 차이가 없었음을 의미한다. 따라서, 팔로워의 HRP는 감성 전이 활동을 통해 리더의 HRP와 일치하도록 쉬프트 되었다. 본 실험에서, 감성 전이는 리더와 팔로워 간의 동기화 된 HRP로 정의된다. 감성 전이의 방향은 각 사람의 동기화 전후의 HRP를 비교함으로써 정량적으로 검출되었다.Second, after the HRP of the leader and the follower were synchronized, the direction of emotion transmission was confirmed. In this experiment, the synchronous HRP was analyzed using the average value between the HRP of the leader and the follower. The correlation coefficient between the leader (before emotional transfer) and synchronized HRP (after emotional transfer) was significantly higher than that of the follower. This phenomenon means that there was no significant difference in the leader's HRP before and after the sentiment transfer, even though the follower's HRP significantly changed before and after the sentiment transfer. Therefore, the follower's HRP was shifted to match the leader's HRP through the emotional transfer activity. In this experiment, emotional transfer is defined as the synchronized HRP between the leader and the follower. The direction of emotional transfer was quantitatively detected by comparing HRP before and after synchronization of each person.

마지막으로, 긍정적이고 부정적인 감성 전이의 강도가 비교되었다. 감성 전이 기간 동안 부정적인 감정의 상관계수는 긍정적인 감정의 상관계수보다 유의하게 높았다. 두 신호 사이의 상관계수를 높이면 감성 전이의 강도가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험은 부정적인 감정에 대한 전이의 효과가 긍정적 인 감정에 대한 효과보다 높다는 것을 발견했다. 긍정적, 부정적, 중립적 감정의 계획적 표시를 통해 조사된 감성 전이의 실험에서, 부정적인 감정의 표시는 긍정적인 감정보다 다른 사람에게 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 피험자들은 긍정적 감정표시에 비해, 극단적인 요구 표현과 같은 부정적인 표시에 높은 강도로 반응하였다.Finally, the intensity of the positive and negative emotional transfer was compared. During the emotional transition period, the correlation coefficient of negative emotions was significantly higher than that of positive emotions. It was found that increasing the correlation coefficient between the two signals increases the intensity of the emotional transition. Therefore, this experiment found that the effect of transfer on negative emotions is higher than the effect on positive emotions. In the experiment of emotional transfer, which was investigated through the deliberate expression of positive, negative, and neutral emotions, it was found that the expression of negative emotions had a greater influence on other people than the positive emotions. The subjects responded with higher intensity to negative expressions such as extreme demand expressions compared to positive emotion expressions.

도8은 모범적 실시 예에 따른 긍정적 감성에 대한 룰베이스 및 실험에서 획득한 피험자들의 상관계수 분포를 보인다. 본 실시 예에 따른 실험에 따라 결정되는 상관계수 r의 임계값는 0.262이다. 도8을 참조하면 X축은 피험자(각각 32샘플, 64명)를 나타내면 Y축은 각 샘플의 상관계수를 나타낸다. 도8에 도시된 바와 같이 상관계수 0.262 (Y값)의 수평방향의 점선 위에 플로팅된 대부분의 피험자의 상관계수는 긍정적 감성 전이를 나타내나, 0.262 근방에서 약간의 부정적 결과가 나타났다. 여기에서 상관계수 임계값 0.262보다 큰 피험자는 긍정적 감성 전이를 타내며, 그 이하는 부정적 감성 전이를 나타낸다. 8 shows a rule base for positive emotion and a distribution of correlation coefficients of subjects acquired in an experiment according to an exemplary embodiment. The threshold value of the correlation coefficient r determined according to the experiment according to the present embodiment is 0.262. Referring to FIG. 8, the X-axis represents subjects (32 samples and 64 subjects, respectively), and the Y-axis represents the correlation coefficient of each sample. As shown in Fig. 8, the correlation coefficients of most subjects plotted on the dotted line in the horizontal direction of the correlation coefficient of 0.262 (Y value) showed a positive emotional transition, but a slight negative result was found in the vicinity of 0.262. Here, a subject with a correlation coefficient greater than the threshold of 0.262 exhibits a positive emotional transition, and below that indicates a negative emotional transition.

도9은 도8에 나타내 보인 룰베이스를 검증한 결과를 나타내 보인다. 도9의룰베이스는 각각 20샘플, 40명의 새로운 데이터로 검증한 결과이다. 룰베이스로 설정된 임계값 r=0.262 로 검증한 결과 40 샘플 중에 36 샘플에서 감성 전이가 정확(정확도 90%)하게 판단되었음이 확인되었다.9 shows the result of verifying the rule base shown in FIG. 8. The rule base of Fig. 9 is a result of verification with new data of 20 samples and 40 people, respectively. As a result of verifying with the threshold value r=0.262 set as the rule base, it was confirmed that the emotional transition was accurately judged (accuracy of 90%) in 36 samples out of 40 samples.

도10은 모범적 실시 예에 따른 부정적 감성에 대한 룰베이스 및 실험에서 획득한 피험자들의 상관계수 분포를 보인다. 본 실시 예에 따른 실험에 따라 결정되는 부정 감성 전이를 평가하기 위한 상관계수 r의 임계값는 0.262이다. 도10을 참조하면 X축은 피험자(각각 32샘플, 64명)를 나타내면 Y축은 각 샘플의 상관계수를 나타낸다. 도10에 도시된 바와 같이 상관계수 0.262 (Y값)의 수평방향의 점선 위에 플로팅된 대부분의 피험자의 상관계수는 부정적 감성 전이를 나타내나, 0.262 근방에서 소수의 긍정적 결과가 나타났다. 여기에서 상관계수 임계값 0.262보다 큰 피험자는 부정적 감성 전이를 나타내며, 그 이하는 긍정적 감성 전이를 나타낸다.10 shows a rule base for negative emotions and a distribution of correlation coefficients of subjects acquired in an experiment according to an exemplary embodiment. The threshold value of the correlation coefficient r for evaluating the negative emotional transition determined according to the experiment according to the present embodiment is 0.262. Referring to FIG. 10, the X-axis represents subjects (32 samples and 64 subjects, respectively), and the Y-axis represents the correlation coefficient of each sample. As shown in Fig. 10, the correlation coefficients of most subjects plotted on the dotted line in the horizontal direction of the correlation coefficient of 0.262 (Y value) showed negative emotional transition, but a few positive results were found in the vicinity of 0.262. Here, a subject with a correlation coefficient greater than the threshold of 0.262 indicates a negative emotional transition, and below that indicates a positive emotional transition.

도11은 도10에 나타내 보인 룰베이스를 검증한 결과를 나타내 보인다. 도11의 룰베이스는 각각 20샘플, 40명의 새로운 데이터로 검증한 결과이다. 룰베이스로 설정된 임계값 r=0.262 로 검증한 결과 40 샘플 중에 38 샘플에서 감성 전이가 정확(정확도 95%)하게 판단되었음이 확인되었다. 이러한 결과에 비추어 긍정감성과 부정감성 전이를 평가하는 임계값의 중심값은 0.262로 하며 그 오차는 약 5%로 볼 수 있다. 따라서, 모범적 실시 예에서 정의 하는 상관계수 임계값는 0.262이며, 그 허용 오차는 ±5%로 정의될 수 있다.11 shows the result of verifying the rule base shown in FIG. 10. The rule base of Fig. 11 is a result of verification with 20 samples and 40 new data, respectively. As a result of verifying with the threshold r=0.262 set as the rule base, it was confirmed that the emotional transition was accurately determined (95% accuracy) in 38 samples out of 40 samples. In view of these results, the central value of the threshold value for evaluating the positive and negative sentiment is 0.262, and the error can be seen as about 5%. Accordingly, the correlation coefficient threshold value defined in the exemplary embodiment is 0.262, and the tolerance may be defined as ±5%.

모범적 실시 예을 통해 제안 된 감성 전달 평가 방법에 따르면, 감성 전이와 그 방향을 정량적으로 측정 할 수 있다. 리더의 신원 확인을 통해 감성 전이를 측정하려면 감정 전달을 개선하기 위해 행동을 조정할 수 있도록 사람들을 안내 할 수 있습니다. 정서적 인 전염에 대한 더 나은 이해와 상호 작용에서 리더의 식별은 작업 환경, 사교 모임 및 기타와 같은 일상적인 사회적 상호 작용의 분석을 향상시킬 수 있다. According to the emotional transfer evaluation method proposed through exemplary embodiments, the emotional transfer and its direction can be quantitatively measured. To measure sentiment transfer through the identification of the leader, you can guide people to adjust their behavior to improve sentiment. A better understanding of emotional transmission and the identification of leaders in interactions can improve the analysis of everyday social interactions such as work environments, social gatherings and others.

감성 전이의 분석은 사회적 상호 작용 과정에서 우리의 마음이 어떻게 작동하는지에 대한 정보를 수집하는 데 중요하며 수많은 기술과 응용에도 적용될 수 있다. 예를 들어 사회적 기술 훈련, 얼굴 감정 훈련, 감정 인식 훈련 등 사회 장애가 있는 사람들을 위한 다양한 훈련 프로그램이 존재한다. 이러한 훈련 프로그램에서 환자에 감정이 전달되었는지 여부를 모니터링하고 그에 따라 행동하는 방법을 배울 수 있게 된다. 이 리더의 식별은 작업 설정의 평가에도 사용될 수 있다. 합리성과 함께 감정을 고려하는 것은 결코 비즈니스 전략에서 중요하지 않다. 이러한 생리적 평가는 직원의 리더십과 설득력 있는 기술, 고객 서비스 기술을 추적하는 데 도움이 될 수 있다. 또한, 교육 영역에서 본 방법을 적용함으로써, 온라인, 오프라인 영역에서의 참여, 공감, 수업 태도 및 참여를 모니터링할 수 있게 된다. 본 실험은 단지 두 가지 감정, 행복과 슬픔을 확인했다는 것이다. 그러나 심장 리듬은 다양한 감정적 인 상태를 반영하기 때문에 모범적 실시 예에 따른 감성 전이 측정 방법은 넓은 확장성을 가진다.The analysis of emotional transfer is important for gathering information about how our mind works in the process of social interaction and can be applied to a number of techniques and applications. For example, there are various training programs for people with social disabilities, such as social skills training, facial emotion training, and emotion recognition training. In these training programs, you can learn how to monitor whether emotions have been transmitted to the patient and act accordingly. This leader's identification can also be used to evaluate work settings. Considering emotions along with rationality is by no means important in a business strategy. These physiological assessments can help track employee leadership, compelling skills, and customer service skills. In addition, by applying this method in the education field, it is possible to monitor participation, empathy, class attitude and participation in online and offline domains. This experiment identified only two emotions, happiness and sadness. However, since the heart rhythm reflects various emotional states, the emotional transfer measurement method according to an exemplary embodiment has a wide expandability.

이러한 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

Claims (13)

사회적 상호 작용 관계에서 두 피험자의 심전도 원형 신호(ECG raw singnal)를 ECG 센서에 의해 검출하는 단계;
상기 두 피험자의 심전도 원형 신호를 소정 샘플링 주파수로 샘플링하여 디지털화된 심전도 신호(ECG signal)를 추출하는 단계;
상기 두 피험자의 심전도 신호 각각으로부터 RRI(R-peak to R-peak Interval)를 추출하는 단계;
상기 두 피험자의 RRI 각각으로부터 HRP(Heart rhythm pattern)를 추출하는 단계;
상기 두 피험자의 HRP를 이용해 피어슨 상관계수(Pearson’s correlation coefficient, r)를 계산하는 단계;
상기 피어슨 상관계수를 소정의 임계값에 비교하여 두 피험자간의 동기화 여부를 판단하는 단계; 그리고
두 피험자간 감성 동기화가 일어난 경우, 상기 두 피험자 각각의 동기화 전후의 HRP 간 상관계수를 구하고 두 피험자의 HRP 간 상관 계수를 비교하여 상기 두 피험자간의 감성 전이 방향을 판단하는 단계;를 포함하는 심전도를 이용하는 감성 전달 판단 방법.
Detecting an ECG raw signal (ECG raw singnal) of two subjects in a social interaction relationship by an ECG sensor;
Extracting a digitized ECG signal by sampling the circular electrocardiogram signals of the two subjects at a predetermined sampling frequency;
Extracting an R-peak to R-peak interval (RRI) from each of the electrocardiogram signals of the two subjects;
Extracting a heart rhythm pattern (HRP) from each of the RRIs of the two subjects;
Calculating Pearson's correlation coefficient (r) using the HRP of the two subjects;
Comparing the Pearson correlation coefficient with a predetermined threshold to determine whether or not the two subjects are synchronized; And
Electrocardiogram comprising: when emotional synchronization between two subjects occurs, obtaining a correlation coefficient between HRP before and after synchronization of each of the two subjects and comparing the correlation coefficient between HRP of the two subjects to determine a direction of emotional transfer between the two subjects; How to judge the sentiment to be used.
제1항에 있어서,
상기 RRI는 500ms - 1200 ms 사이의 범위에서 추출하는, 심전도를 이용하는 감성 전달 판단 방법.
The method of claim 1,
The RRI is extracted in a range of 500 ms-1200 ms, a method of determining emotional transmission using an electrocardiogram.
제1항에 있어서,
두 피험자간의 감성 전이의 평가는 부정적인 감성과 긍정적인 감성에 대해 수행하는, 심전도를 이용하는 감성 전달 판단 방법.
The method of claim 1,
The evaluation of emotional transfer between two subjects is a method of determining emotional transfer using an electrocardiogram in which negative and positive emotions are evaluated.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 임계값은 0.262(±5%) 인, 감성 전달 판단 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The threshold value is 0.262 (±5%), the emotion transmission determination method.
제1항 내지 제3항 또는 제7항 중의 어느 한 항의 방법을 수행하는 장치에 있어서,
상기 피험자로부터 ECG 신호를 검출하는 ECG 센서;
상기 ECG 신호를 전처리하는 전처리부; 그리고
상기 전처리부로 부터의 신호를 이용하여 두 피험자 간의 감성 전이를 분석하는 분석부;를 포함하는, 심전도를 이용한 감성 전달 판단 장치.
In the device for performing the method of any one of claims 1 to 3 or 7,
An ECG sensor that detects an ECG signal from the subject;
A preprocessor for preprocessing the ECG signal; And
Containing, an emotional transmission determination device using an electrocardiogram; an analysis unit for analyzing the emotional transition between two subjects by using a signal from the preprocessor.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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