心理健康狀態(tài)對(duì)個(gè)體的身體健康、個(gè)人成就和主觀幸福感有很大的影響。除量表方法外，目前已有很多研究者提出可以使用行為數(shù)據(jù)建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)自動(dòng)識(shí)別個(gè)體的心理健康狀態(tài)。但是，目前多數(shù)研究都致力于識(shí)別某一種心理疾病的存在或程度，在一些非專業(yè)診斷的場(chǎng)景（如自我檢測(cè)或大規(guī)模監(jiān)測(cè)），識(shí)別個(gè)體全面的心理健康癥狀或許更有幫助。

　　已有多項(xiàng)研究表明，個(gè)體行為（如面部活動(dòng)）受到其心理健康狀態(tài)影響，患有不同心理疾病的個(gè)體所表現(xiàn)出來(lái)的行為有所不同，而患有同種心理疾病不同亞型的個(gè)體的行為也存在差異。這些研究結(jié)果為使用行為數(shù)據(jù)識(shí)別個(gè)體全面的心理健康癥狀提供了可能。

　　除了需要從理論層面考慮識(shí)別不同心理癥狀的行為差異的可能性之外，如何在建立識(shí)別模型之后評(píng)估其識(shí)別不同心理癥狀的能力也是該研究考慮的重點(diǎn)。由于現(xiàn)有的模型評(píng)估方法（如準(zhǔn)確率或者均方根誤差）無(wú)法評(píng)估這種有效性，量表的信效度檢驗(yàn)方法或許可以應(yīng)用于這種多維度模型的性能評(píng)估。鑒于此，中國(guó)科學(xué)院行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室朱廷劭研究組的科研人員嘗試構(gòu)建不同心理癥狀的面部自動(dòng)識(shí)別模型，并使用信效度檢驗(yàn)方法對(duì)模型進(jìn)行評(píng)估，以探索個(gè)體的面部活動(dòng)能否有效指向其心理健康癥狀。

　　該研究共招募100名被試，被試首先填寫(xiě)了癥狀自評(píng)量表（SCL-90）中的55道題（分別對(duì)應(yīng)人際關(guān)系敏感、抑郁、焦慮、敵對(duì)、恐怖和精神病性六個(gè)維度）；然后，閱讀一段介紹盧溝橋的中性文本（約44s）。在這期間，研究者使用Kinect攝像機(jī)記錄下每一幀中被試36個(gè)面部關(guān)鍵點(diǎn)的三維坐標(biāo)，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和36個(gè)面部關(guān)鍵點(diǎn)如下圖所示。

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景及面部關(guān)鍵點(diǎn)示例

　　為減少無(wú)關(guān)變量對(duì)面部關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)的影響，采集數(shù)據(jù)后，研究者對(duì)面部數(shù)據(jù)進(jìn)行了坐標(biāo)平移、噪聲平滑、坐標(biāo)差分和截取等數(shù)據(jù)預(yù)處理工作。最終將第100幀-第700幀數(shù)據(jù)記錄為“全部數(shù)據(jù)”，奇數(shù)300幀和偶數(shù)300幀數(shù)據(jù)記錄為“分半數(shù)據(jù)”。

　　數(shù)據(jù)預(yù)處理之后，提取“全部數(shù)據(jù)”和“分半數(shù)據(jù)”在時(shí)間序列中的30維時(shí)序特征，然后進(jìn)行特征選擇和特征標(biāo)準(zhǔn)化，并建立回歸模型，最后保存“全部數(shù)據(jù)”和“分半數(shù)據(jù)”的預(yù)測(cè)得分。

　　得到“全部數(shù)據(jù)”和“分半數(shù)據(jù)”共3組預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)之后，該研究使用多方法多特質(zhì)矩陣和相關(guān)系數(shù)計(jì)算分半信度、會(huì)聚效度、區(qū)分效度和校標(biāo)效度。結(jié)果顯示，面部識(shí)別心理癥狀模型具有較好的分半信度(P < 0.001)、校標(biāo)效度(P < 0.01)和會(huì)聚效度，但是區(qū)分效度較差。

　　該研究探索了通過(guò)面部活動(dòng)識(shí)別不同心理健康癥狀的可能性，結(jié)果表明不同心理健康癥狀具有特異性的面部表達(dá)，使其可以被識(shí)別。由于面部數(shù)據(jù)的采集是實(shí)時(shí)且無(wú)侵入的，該研究可以與視頻技術(shù)結(jié)合用于心理健康檢測(cè)。除此之外，該研究創(chuàng)新性地將信效度檢驗(yàn)方法應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的評(píng)估，為未來(lái)的同類型研究提供了一種可行的多維度機(jī)器學(xué)習(xí)模型評(píng)估方法。

　　研究成果在線發(fā)表于Frontiers in Psychiatry：

　　Wang X, Wang Y, Zhou M, Li B, Liu X, Zhu T. (2020). Identifying Psychological Symptoms Based on Facial Movements. Front. Psychiatry 11:607890.

　　https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyt.2020.607890/full