Automatické rozpoznání výrazu tváře s libovolným natočením v prostoru

Abstract

Výraz tváře je přirozeným prostředkem při mezilidské komunikaci. Automatické rozpoznání výrazu tváře je proto důležité pro vývoj systému komunikace mezi člověkem a počítačem. Stávající systémy pro rozpoznávání výrazu tváře pracují převážně s daty pořízenými v kontrolovaném prostředí. Osoba je vyzvána k provedení výrazu tváře s omezeným pohybem hlavy v prostoru. Natočení tváře mimo čelní pohled je tedy minimální. Systémy navržené pro tento typ dat se nedokáží vyrovnat s reálnými daty obsahující libovolné natočení tváře. Jejich úspěšnost se výrazně snižuje s natočením tváře mimo čelní pohled. Disertační práce se zaměřuje na řešení problému libovolného natočení tváře v prostoru. Nově navržená metoda pro předzpracování vstupních dat je schopná provést 3D rekonstrukci objektu tváře s libovolným výrazem z jediného 2D snímku. Klasifikátoru jsou předkládány snímky v čelním natočením tváře. V této práci byl navržen a experimentálně ověřen systém schopný rozpoznat výraz tváře pro sklon hlavy 30 stupňů a otočením do stran 45 stupňů. Vytvořený systém byl experimentálně ověřen na datech ze soutěže FERA 2011 (First Facial Expression Analysis Challange). Data z FERA 2011 se nejvíce přibližují reálným datům, obsahují libovolné natočení tváře v rozsahu 30° ve všech směrech od čelního pohledu. Pro rozpoznávání kategorických emocí dosáhl základní systém 63% a systém s 3D rekonstrukcí 73%. Nově navržená metoda pro normalizaci tváře na čelní pohled s využitím 3D rekonstrukce z jediného 2D snímku nabízí alternativní řešení ke klasickým metodám pro pořízení 3D dat.