本書是一本較為全面地介紹人工心理的研究方法和相關技術的著作。在對人工心理、人工情感和情感計算的基本概念、主要內容和應用領域進行介紹之后，分別對心理建模、情感建模、人工大腦、人臉識別、人臉合成、表情識別、行為理解、人性化信息服務系統(tǒng)、數(shù)字虛擬人技術、個人機器人技術做了詳細的介紹，并對對人工心理的未來研究做了展望。
以人為中心的技術研究已經(jīng)成為信息學科乃至科學研究的重要發(fā)展方向之一。人工智能學科以其獨特的魅力吸引著越來越多不同學科研究者投入其中，廣義人工智能、人工生命、人工大腦、人工情感、人工免疫和人工心理等多種人工科學的理論方法不斷涌現(xiàn)。同時，它帶給我們的挑戰(zhàn)是要求研究者要具有心理學、腦科學、神經(jīng)科學、信息科學等多學科知識背景。作者就是在這種新世紀科學技術多學科合作交叉研究的時代特征下，進行人工心理研究并萌生寫作本書的想法。
人工心理理論是利用信息科學的手段,對人的心理活動的更全面內容(尤其是情感、意志、性格、創(chuàng)造等)的再一次人工機器(計算機、模型算法等)實現(xiàn)。自1998年提出人工心理的概念以來，作者所領導的課題組一直進行了若干探索性研究，取得了一些研究進展。并整理匯集到本書之中，與讀者共享研究成果。
全書共分為9章。第1章主要介紹人工心理的基本概念與研究內容；第2章介紹了人工大腦的基本方法及其前沿研究；第3章敘述了人工情感的基本內容與情感計算方法；第4章介紹了人臉工學的研究內容；第5章對人類行為理解的圖像處理技術作以介紹；第6章主要介紹了基于人工心理的個性化商品導購計算機信息系統(tǒng)；第7章介紹了虛擬人技術，主要是對虛擬人的認知心理數(shù)字化技術的介紹；第8章論述了以人為服務對象的個人機器人技術；第9章展望了人工心理的未來研究。
全書由王志良執(zhí)筆統(tǒng)稿。劉欣進行了全稿的校正和修訂工作。王國江、劉歡、朱大鵬參與了第2章的研究工作或資料整理；劉冀偉、魏哲華、騰少冬、張琴、車玲玲、祝長生參與了第3章的研究工作或資料整理；徐正光、程寧、劉芳、王麗娟、陸曉娟參與了第4章的研究工作或資料整理；韓洪哲、韓忠濤、王曉偉參與了第5章的研究工作；王莉、馬鋆、王婷婷、張琴參與了第6章的研究工作或資料整理；趙薇、王娟參與了第7章的研究工作或資料整理；解侖、張雪元、李慶恩參與了第8章的研究工作或資料整理。
這里，首先感謝國家自然科學基金委員會信息學部自動化學科徐孝涵老前輩，沒有徐先生獨到慧眼、力排眾議的創(chuàng)新支持，就沒有人工心理概念的提出；感謝國家自然科學基金重點項目(項目編號：No.61432004)、國家重點研發(fā)計劃項目(課題編號：No.2016YFB1001404)的支持；沒有國家的支持，就沒有人工心理的研究發(fā)展。感謝中國人工智能學會涂序彥、鐘義信前輩的支持扶植；特別感謝機械工業(yè)出版社孫流芳老師、牛新國老師的大力支持，本書才得以出版。
由于作者的水平與對人工心理的研究有限，書中肯定有不少的缺點與疏漏之處，敬請讀者繼續(xù)批評指正。
王志良于北京科技大學
王志良，男，教授/博導，享受國務院特殊津貼專家，北京市教師。北京科技大學首席教授，北京科技大學學術委員會委員、智能科學系主任。1982年畢業(yè)于東北重型機械學院（今燕山大學）工業(yè)自動化專業(yè)，獲工學學士學位：1985年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學電子系，獲工學碩士學位：1988年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學電氣工程系，獲工學博士學位：1991年畢業(yè)于浙江大學電工博士后流動站，隨后來到北京科技大學任教至今，歷任副教授、教授。1995年被聘為博士生指導教師。學術任職：中國人工智能學會理事。主持完成或正在承擔國家973子項目、國家自然科學基金項目，國家攻關項目，教育部重點科研項目，教育部博士點基金項目等多項科研項目。指導博士，碩士研究生四十多人，發(fā)表學術專著2部，合著2部，發(fā)表學術論文60余篇，其中被SCI，EI，ISTP收錄30多篇。獲得國家教學成果二等獎和北京市教學成果一等獎（排名第三）。2006年，被授予北京市教師稱號。
1998年，所提出的人工心理的概念，受到了國內外的關注。1999年，所寫論文《人工心理學》被IPMM99, ICAI99兩個國際會議接受為大會主題發(fā)言：2000年《人工心理理論的探索研究》得到中國自然科學基金資助：2003年，當選為中國首屆情感計算會議程序委員會委員：2004年《人工心理》被教育部“和諧人機交互技術”高級研討班邀請為專家主題報告（總共6個專家報告）；2005年，《人工心理的研究》被東京大學《全球人工科學與人工藝術研究名錄》收錄：2005年《人工心理研究進展》被IEEE，《SOFT-COMPUTING》國際會議(WSST05)邀請為主題報告：2005年，被選為首屆情感計算國際會議組織委員會委員。人工情緒的研究項目又得到中國自然科學基金的資助�？梢哉f，所倡導的人工心理研究已經(jīng)初步為國內外所接受和認可。2005年，發(fā)起成立了《中國人工智能學會人工心理與人工情感專業(yè)委員會》（籌），任委員會主任。并組織召開了全國首屆人工心理與人工情感學術會議。
前言
第1章 人工心理
1.1 NBIC會聚技術
1.2 數(shù)字人技術
1.3 人工心理相關研究
參考文獻
第2章人工大腦
2.1概論
2.1.1“人工大腦”的概念
2.1.2“人工大腦”的技術與實現(xiàn)
2.2大腦的基本知識
2.2.1概述
2.2.2大腦的基本組織結構
2.2.3大腦的三個部分
2.2.4左右腦的區(qū)別與聯(lián)系
2.2.5左右腦的結構與功能
2.2.6左右腦協(xié)調工作的機理
2.3事件相關腦電位在腦科學研究中的作用
2.3.1事件相關腦電位的提取原理
2.3.2事件相關腦電位在認知科學與腦科學研究中的重要作用
2.4腦機接口（BCI）技術
2.4.1BCI技術概述
2.4.2BCI技術的發(fā)展歷史
2.4.3BCI技術的應用領域
2.4.4BCI腦控機器人技術
2.5人工大腦簡單記憶功能的電路實現(xiàn)
2.5.1Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡
2.5.2電路設計
2.5.3電路的實現(xiàn)過程與實驗結果
參考文獻
第3章人工情感
3.1概論
3.2情緒心理學
3.2.1基本情緒理論
3.2.2情緒的主要成分
3.2.3情緒的維度描述
3.2.4基本情緒與復合情緒
3.3情感計算的數(shù)學模型與情感形式化
3.3.1情緒的數(shù)學描述
3.3.2幾種典型的情緒數(shù)學描述
3.3.3心理學中對情緒量化的思考
3.4人工情感的數(shù)學模型
3.4.1國際人工情感計算模型
3.4.2人工心理的情感形式化方法
3.5未來研究需要解決的問題
參考文獻
第4章人臉工學
4.1人臉檢測與跟蹤技術
4.1.1人臉檢測
4.1.2人臉跟蹤方法
4.1.3人臉面部特征的提取
4.2表情識別技術
4.2.1表情識別方法
4.2.2人臉面部的特征檢測及表情識別
4.3人臉合成技術
4.3.1概述
4.3.2VC環(huán)境下人臉表情動畫的實現(xiàn)
4.3.3動畫的實現(xiàn)與結果
參考文獻
第5章人類心理行為的圖像理解技術
5.1概論
5.1.1基于視覺的人體運動分析
5.1.2運動檢測
5.1.3目標分類
5.1.4人體跟蹤
5.1.5行為的理解和描述
5.2人體的檢測與跟蹤技術
5.2.1概述
5.2.2基于區(qū)域的人體運動跟蹤
5.2.3基于小波變換的分層塊匹配多目標跟蹤方法
5.2.4運動物體的特征提取與跟蹤
5.2.5目標的識別與分類
5.2.6運動體運動狀態(tài)估計
5.2.7卡爾曼濾波器在物體運動跟蹤中的應用
5.2.8運動物體檢測和跟蹤原型系統(tǒng)的實現(xiàn)
5.3疲勞檢測與視線追蹤技術
5.3.1疲勞駕駛中打盹的檢測
5.3.2視線追蹤技術
參考文獻
第6章基于人工心理的個性化商品導購系統(tǒng)
6.1面向Internet的個性化智能商品導購空間
6.1.1個性空間的構想起源
6.1.2國內外在智能交互領域的研究現(xiàn)狀
6.1.3個性化智能商品導購空間的結構與功能
6.1.4個性化智能商品選購系統(tǒng)的網(wǎng)絡平臺搭建方法
6.2個性化交互系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計
6.2.1HSV顏色模型及量化方法
6.2.2服裝商品的特點與設計理念
6.2.3服裝商品特征庫的建立
6.2.4客戶情感數(shù)據(jù)庫的建立
6.2.5實驗結果與分析
6.3個性化交互系統(tǒng)在線智能推理機的建立
6.3.1使用遺傳算法搭建顧客心理模型
6.3.2使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行顧客心理模型的搭建
6.4基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的離線推理機建模
6.5色彩與人工心理對應關系的建模與應用
6.5.1色彩心理效應研究和實驗數(shù)據(jù)的采集
6.5.2色彩與人工心理對應關系的建模方法
6.5.3色彩心理效應模型在個性咨詢系統(tǒng)中應用算法的設計
6.6對顧客購買結果的綜合推斷——貝葉斯網(wǎng)絡方法的應用
6.6.1貝葉斯網(wǎng)絡理論基礎
6.6.2貝葉斯網(wǎng)絡結構的設計
6.6.3實驗與結果分析
6.7滿足個性心理的服裝選購計算機系統(tǒng)
6.7.1個性化智能商品選購系統(tǒng)的注冊與登錄
6.7.2個性化智能交互系統(tǒng)的實現(xiàn)
6.7.3私人著裝咨詢服務
6.7.4虛擬試衣間服務的搭建
參考文獻
第7章數(shù)字虛擬人技術
7.1虛擬人技術
7.2虛擬現(xiàn)實技術
7.2.1概述
7.2.2主流技術介紹
7.2.3三維人臉建模的相關技術及算法
7.3虛擬數(shù)字人的發(fā)展方向
7.4情感虛擬人系統(tǒng)
7.4.1文本處理和回答的產生
7.4.2應用貝葉斯網(wǎng)絡進行個性化建模
7.4.3從情緒到情感的轉換
7.4.4情感與表情的同步化過程
7.4.5情感虛擬人個性化設計
7.5基于三維人臉建模的人機交互系統(tǒng)中情感虛擬人的設計與實現(xiàn)
7.5.1情感虛擬人系統(tǒng)的總體設計
7.5.2情感虛擬人三維人臉模型的實現(xiàn)
7.5.3基于Candide模型的三維人臉建模
7.5.4人臉模型的變換
7.5.5臉部表情的運動計算
7.5.6紋理貼圖
7.5.7情感虛擬人的表情合成
7.6情感虛擬人系統(tǒng)的結果分析
7.6.1初始化情感模型
7.6.2情感交互系統(tǒng)的實現(xiàn)與結果分析
參考文獻
第8章個人服務機器人技術
8.1服務機器人
8.1.1概述
8.1.2個人機器人技術
8.1.3情感機器人
8.2機器人實驗平臺
8.2.1情感機器人的主要技術
8.2.2機器人的系統(tǒng)結構
8.2.3機器人系統(tǒng)模塊的劃分
8.3機器人實驗系統(tǒng)的技術實現(xiàn)
8.3.1機器人語音識別的實現(xiàn)
8.3.2機器人語音合成的實現(xiàn)
8.3.3機器人視覺的實現(xiàn)
8.3.4人臉檢測的實現(xiàn)
8.3.5上下位機通信的實現(xiàn)
8.3.6機器人情感交互的實現(xiàn)
8.3.7實驗結果
8.4機器人的情感信息處理
8.4.1語音情感信息處理
8.4.2表情信息處理
8.4.3其他情感信息處理
8.4.4情感信息融合
8.4.5機器人情感行為的表達
8.5人工心理在機器人實驗系統(tǒng)中的應用
參考文獻
第9章未來研究
9.1基于馬斯洛需求層次論的人工心理模型
9.1.1人機交互結構模型
9.1.2基本生理、安全模型
9.1.3情感模型
9.1.4學習模型
9.2基于意識的人工心理模型研究
9.2.1意識的基本概念
9.2.2人腦的信息處理機制
9.2.3模型的建立
9.2.4系統(tǒng)仿真的實現(xiàn)
9.3情緒的非線性數(shù)學描述
9.3.1情緒的非線性特征
9.3.2非線性動態(tài)理論可以用于情緒建模的原因
9.3.3將非線性動態(tài)理論應用到情緒系統(tǒng)中的設想和困難性
9.4人工心理研究平臺的建設
參考文獻
附錄縮略語
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