SUNET: Emotion Recognition in Conversations

### SUNET: Speaker-Utterance Interaction Graph Neural Network for Emotion Recognition in Conversations #### 背景与意义 在当今社会，随着人工智能技术的飞速发展，对话系统中的情感识别（Emotion Recognition in Conversations, ERC）已经成为了一个重要的研究领域。通过捕捉对话中说话人的情绪变化，ERC在客户服务、心理治疗、娱乐等多个领域都有着广泛的应用前景。近年来，图神经网络（Graph Neural Networks, GNNs）因其能够捕捉复杂非欧几里得空间特征的能力，在ERC任务中得到了广泛应用。然而，如何有效地建模对话过程，以提高在复杂交互模式下的ERC效果仍然是一个挑战。 #### 主要贡献 为了解决上述问题，本文提出了一种名为SUNET的新方法，该方法构建了一个基于说话人和话语（utterance）交互的异构网络，有效考虑了上下文的同时，还考虑了说话人的全局特性。具体而言，SUNET的主要贡献包括： 1. **构建Speaker-Utterance Interactive Heterogeneous Network**：SUNET首先构建了一个说话人-话语交互的异构网络，该网络不仅包含了话语节点，还包括了说话人节点，这样可以在考虑话语之间关系的同时，也考虑到说话人之间的联系。 2. **基于GNN的情感动态更新机制**：在异构网络的基础上，SUNET利用图神经网络对话语和说话人的表示进行动态更新。这一机制根据说话顺序来更新话语和说话人的表示，从而更好地捕捉到对话中的情感变化。 3. **定制化的节点更新策略**：为了充分利用异构网络的特点，SUNET分别为话语节点和说话人节点设计了不同的更新方法，确保每个节点都能得到最合适的表示更新。 #### 方法论 1. **网络结构**： - **话语节点**：每个话语被视为一个节点，其包含的内容可以是文本、语音或两者的组合。这些节点通过边与其他话语节点相连，表示对话中的话语顺序。 - **说话人节点**：每个说话人都有一个对应的节点，该节点不仅包含了说话人的基本信息，还包含了该说话人在整个对话中的所有话语的汇总信息。 2. **节点特征更新**： - **话语节点**：采用特定的GNN层（如GCN、GAT等），根据当前话语及其前后话语的内容，更新该话语节点的特征向量。 - **说话人节点**：说话人节点的更新则依赖于与其相关的所有话语节点的信息。通过聚合这些信息，可以更新说话人节点的特征向量，以反映说话人在对话中的情绪状态。 3. **训练与优化**： - 使用多轮对话数据进行训练，并采用交叉验证等技术优化模型参数。 - 在训练过程中，可以引入额外的任务（如说话人身份识别）作为辅助任务，以进一步提升模型性能。 #### 实验结果 为了验证SUNET的有效性，作者在四个ERC基准数据集上进行了广泛的实验。实验结果显示，SUNET相比于现有方法取得了平均0.7%的性能提升。这表明，通过结合说话人和话语的交互信息，并利用图神经网络对其进行建模，可以有效地提升情感识别的效果。 SUNET为对话情感识别提供了一种新的视角，通过构建说话人-话语交互的异构网络并利用图神经网络进行建模，实现了对对话中情感变化的有效捕捉。这种方法不仅在理论上有一定的创新性，在实际应用中也具有很高的潜力。