心理健康狀態(tài)對個體的身體健康、個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)模型來自動識別個體的心理健康狀態(tài)。但是，目前多數(shù)研究都致力于識別某一種心理疾病的存在或程度，在一些非專業(yè)診斷的場景（如自我檢測或大規(guī)模監(jiān)測），識別個體全面的心理健康癥狀或許更有幫助。

　　已有多項研究表明，個體行為（如面部活動）受到其心理健康狀態(tài)影響，患有不同心理疾病的個體所表現(xiàn)出來的行為有所不同，而患有同種心理疾病不同亞型的個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)識別個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別不同心理癥狀的行為差異的可能性之外，如何在建立識別模型之后評估其識別不同心理癥狀的能力也是該研究考慮的重點。由于現(xiàn)有的模型評估方法（如準(zhǔn)確率或者均方根誤差）無法評估這種有效性，量表的信效度檢驗方法或許可以應(yīng)用于這種多維度模型的性能評估。鑒于此，中國科學(xué)院行為科學(xué)重點實驗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識別模型，并使用信效度檢驗方法對模型進(jìn)行評估，以探索個體的面部活動能否有效指向其心理健康癥狀。

　　該研究共招募100名被試，被試首先填寫了癥狀自評量表（SCL-90）中的55道題（分別對應(yīng)人際關(guān)系敏感、抑郁、焦慮、敵對、恐怖和精神病性六個維度）；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個面部關(guān)鍵點的三維坐標(biāo)，實驗場景和36個面部關(guān)鍵點如下圖所示。

實驗場景及面部關(guān)鍵點示例

　　為減少無關(guān)變量對面部關(guān)鍵點坐標(biāo)的影響，采集數(shù)據(jù)后，研究者對面部數(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)”在時間序列中的30維時序特征，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)測得分。

　　得到“全部數(shù)據(jù)”和“分半數(shù)據(jù)”共3組預(yù)測分?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)計算分半信度、會聚效度、區(qū)分效度和校標(biāo)效度。結(jié)果顯示，面部識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)和會聚效度，但是區(qū)分效度較差。

　　該研究探索了通過面部活動識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)，使其可以被識別。由于面部數(shù)據(jù)的采集是實時且無侵入的，該研究可以與視頻技術(shù)結(jié)合用于心理健康檢測。除此之外，該研究創(chuàng)新性地將信效度檢驗方法應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的評估，為未來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