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面部表情分析系统助力于城市声音景观评价

来源: 诺达思(北京)信息技术有限责任公司   2019-9-4   访问量:1579评论(0)

随着社会生活的发展,人们对生活居住环境的要求也越来越高。噪音会影响人们的生活质量,但仅仅关注噪音是远远不够的。所以,声音景观(Soundscape)简称声景,开始日益受到关注。那么声景是什么呢?

所谓声景,国际标准将其定义为:个体、群体或社区所感知的在给定场景下的声环境。它是研究人、听觉、声环境与社会之间的相互关系,是营造健康、良好居住环境的重要因素之一。这里要指出的是,它与传统的噪音控制是有差异的。声景注重的是人的感知和积极和谐的声音,并非只侧重噪音。

研究声景并进行有规划的相关设计,可以从整体上了解人们对声音的感受,从而能够真正为人们营造舒适、优质的声音生态环境。已经有大量的研究人员针对声音景观进行了研究,如城市街道、公园、学校、公交站与自然声、噪声(如飞机、铁路、道路等),但这些研究基本上是以主观问卷调查为主,为了得出更客观的数据结果,需要更客观的研究工具。

是一款专业用于测量和分析面部表情的软件,应用领域极其广泛,如心理学研究、游戏研究、消费者行为研究、感官测试研究、测谎研究等,但在城市声景研究领域却很少使用。为此,哈尔滨工业大学和伦敦大学学院的学者们就做了一项关于城市声音景观的研究。

该研究采用主观问卷调查与面部表情分析系统(FaceReader)相结合,研究目标是:一、对比问卷调查结果与面部表情分析结果,探讨面部表情分析系统是否能够应用于声景观研究;二、分析不同声音景观对面部表情的影响。

该研究对城市的8个不同地点进行了录音,如下图1所示:

 

图1

其中P1:滨水区公共活动场所,P2:主干道附近的停车场,P3:桥下公共活动区域,P4:主干道附近的历史建筑区,P5:城市主干道,P6:滨水广场,P7:公园聚会场地,P8: 公交站附近。

测试是在特定的实验场景进行,如图2所示:

图2

被试在测试时坐在固定的座位上,座位前方配有与电脑连接的摄像头,聆听录音时,会在大荧幕上给被试展示录音所在地的全景。数据分析主要分为主观问卷和面部表情分析两个阶段。

一、主观问卷

 

被试在听完录音后会填一份问卷,主要内容如表2所示,主要包括一些个人基本信息、对声环境舒适性的评价和声音的主要组成。

图3

P1,P3,P6处的录音主要由大自然的声音为主,P2, P4, P5处的录音主要由交通噪音构成,P7, P8主要由人为音构成。图3是被试对8个不同地点声景环境舒适性的评价结果。从图3可以看出:被试对P1,P3,P6和P7的声环境舒适性评价较高,P8次之,然后是P2,P4,评价最低的是P5。

二、面部表情分析

 

面部表情分析系统可分析中性、高兴、悲伤、惊讶、恐惧和厌恶等基本情绪和效价,在人的基本表情种,高兴和悲伤变化最为明显,积极和消极情绪的也体现在情绪效价上,所以该研究主要关注高兴、悲伤和情绪效价,图4,5为面部表情分析结果。

图4

P1,P3,P6处的录音主要由大自然的声音为主,P8位于一条非常安静的街道上,伴有间歇式的交通噪音,同时还有音乐、对话声音等。从图4可以看出:

• 被试听P1,P3,P6,P8处录音时,情绪效价趋势得到提高;

• P1处以水声为主,被试的情绪效价先上升后保持平稳,表明水声可促使情绪保持稳定;

• P3处以鸟叫声为主,被试的情绪效价呈波动式上升,表明鸟叫声对情绪效价的影响随着时间的增加而上升;

• 声音对情绪的影响是波动变化的(P3,P6)。

图5

从图5可以得出:

• 从总趋势来看,P2,P4,P5,P7处的录音,对被试的情绪效价有消极影响;

• P2处并非是持续的交通噪音,所以情绪效价会有阶段式的上升(前半段比较安静,音乐声也比较明显),后半段交通噪音和机器声比较显著,所以情绪效价降低;

• P4,P5录音开始时,被试情绪效价降低,录音结束后,被试情绪效价基本恢复到最初状态;

• P5处被试情绪效价下降比P4处更明显,因为P5是主干道,而P4离主干道较远一些,噪音也小很多。

三、结论

 

•表情数据结果与问卷结果基本保持一致,证实了面部表情分析系统可以用于城市声音景观研究;

• 问卷调查结果中,被试对与大自然的声音评价比较积极,对与交通噪音等相关的评价比较低;

• 大自然的声音能够提高被试的情绪效价,以水声为主的会使被试保持稳定的情绪状态,以鸟叫声为主的,被试的情绪效价会随着时间的增加而上升;

• 交通、机器噪音对被试的情绪有消极影响,录音播放结束后,被试的情绪效价会恢复到最初的状态;

• 声级比较低的噪音对被试情绪可能存在一定的积极影响。



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