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《基于面部識別的情感輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于面部識別的情感輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng) 摘要：隨著識別技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域，人臉識別技術(shù)也日漸成熟。通過人臉的面部表情特征而識別當(dāng)前人的情感狀態(tài)也已經(jīng)被心理學(xué)研究證明?；诖?，本文提出了基于面部識別的情感調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計，它利用目前的人臉識別技術(shù)將人面部某些特定部位的變化加以分析和歸類，并進行情感的識別，進一步通過情感匹配技術(shù)從人的視覺、聽覺、嗅覺甚至觸覺等感官方面進行有利引導(dǎo)，從而對人的心理狀態(tài)起到調(diào)節(jié)、優(yōu)化的作用?！ ￡P(guān)鍵詞：心理學(xué)；人臉識別；情感匹配；感官調(diào)節(jié) 中圖分類號：G434文獻標(biāo)識碼：A 0
2、.引言 隨著科學(xué)技術(shù)的進步和智能手機的出現(xiàn)，越來越多的人習(xí)慣了一個人的娛樂方式，從而忽視了人與人之間的情感交互，進而導(dǎo)致頻發(fā)的情感事故，據(jù)全球時報調(diào)查顯示，僅2012年1年，美國紐約就因情感糾紛以及自閉癥導(dǎo)致的死亡事件多達4萬多人。由此可見，人的心理承受能力目前已變得非常脆弱，因此設(shè)計一款識別并進行心理緩釋的系統(tǒng)很有意義。6 同時近年來人臉模式識別方法有了較大的突破，提出了多種機器全自動識別系統(tǒng)，因此面部識別技術(shù)已能夠在實際生活中廣泛運用，并且僅僅從面部表情中就能讀取出人們所想表達的喜、怒、哀、樂等情
3、緒和內(nèi)在的心理活動。以上技術(shù)為本設(shè)計提供了強大的理論依據(jù)與技術(shù)支撐，具有很高的可行性?！ ?.相關(guān)技術(shù) 1.1人臉檢測技術(shù) 1.1.1當(dāng)前發(fā)展情況。人臉識別是源于20世紀(jì)90年代。經(jīng)過近代高速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有一些機構(gòu)、高校在進行人臉識別新領(lǐng)域、新技術(shù)的研究。比如遠距離人臉識別技術(shù)，3D人臉識別技術(shù)等。3D人臉識別技術(shù)，即從三維角度識別人臉的特征方法，將人臉用立體圖像來表示，可以在計算機上生成3D的人臉動畫來表達人的運動、姿態(tài)和表情。這種動畫的人臉可以在不同的環(huán)境下，從而應(yīng)用和發(fā)展為虛擬現(xiàn)實。三維人臉識
4、別可以應(yīng)對各種光線干擾，甚至在夜晚能見度較差的環(huán)境下也可以識別人臉信息。3D人臉識別可以在目標(biāo)移動過程中進行識別，此外立體化識別不局限于人臉正面，適用于各個角度，面部頭發(fā)遮擋、姿態(tài)變化也可做到高準(zhǔn)確率識別。由此本設(shè)計配備3D人臉識別技術(shù)，以達到精確識別的目的?！ ?.1.2人臉識別流程。系統(tǒng)的核心為人臉識別子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)由圖像采集裝置、圖像處理模塊、數(shù)據(jù)庫與控制模塊4部分組成，首先由采集裝置檢測并采集面部數(shù)據(jù)，其次交由圖像處理模塊進行圖像的處理并匹配數(shù)據(jù)庫中的情感特征，最后根據(jù)其特征匹配結(jié)果交由控制模塊
5、操控系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。其模塊內(nèi)部工作原理如圖1所示。其中預(yù)處理是將檢測到的人臉圖像的大小歸一化和人臉圖像的矯正和灰度均衡化等，目的是去除圖像中的噪聲，加強有用的信息，增強特征信息。而人臉的表征就是選擇提取人臉的特征，從而進行情感匹配，應(yīng)用了膚色特征提取和灰度特征提取兩種方法將實現(xiàn)空間的圖像映射到機器空間。6 1.2情感識別 1.2.1概述。人的面部表情一定程度展現(xiàn)了其心理的相關(guān)情感狀態(tài)，我們可以通過人的表情來推斷其所處的情緒狀態(tài)。例如人們高興時的面部動作包括：嘴角翹起，面頰上抬起皺，眼瞼收縮，眼睛尾部會形
6、成“魚尾紋”；傷心時面部特征包括瞇眼，眉毛收緊，嘴角下拉，下巴抬起或收緊；害怕時，嘴巴和眼睛張開，眉毛上揚，鼻孔張大。根據(jù)這些不同的特點，通過一定的算法進行表情與情感的匹配?！ ?.2.2幾何特征法。情感匹配有多種方法，本設(shè)計通過考察分析采用幾何特征法。幾何特征法是根據(jù)人的面部的各個部分的形狀和位置（包括嘴、眼睛、眉毛、鼻子）來提取特征矢量，這個特征矢量來代表人臉的幾何特征。根據(jù)這個特征矢量的不同就可以識別不同的表情。重要的方法是：基于運動單元（AU）的主分量分析法。在容貌特征法中，主要是將整體人臉或者是
7、局部人臉通過圖像的濾波，以得到特征矢量。得到該面部的特征矢量后，與數(shù)據(jù)庫中的矢量進行匹配識別，從而得到該面部識別的對應(yīng)信息?！ ?.調(diào)節(jié)系統(tǒng) 2.1聽覺調(diào)節(jié)模塊 聽覺是影響人心情變化的一個重要感官，人的喜怒哀樂等多種情緒均可以透過樂聲表達出來，同時樂聲也能進行情感影響，這在音樂心理學(xué)上具有很長的研究歷史。音樂的基本要素、表現(xiàn)手段主要有：音高、音長、和聲、節(jié)奏、曲式、音色、速度、力度等等。不同的特點能夠?qū)θ说男那槠鸱斐刹煌绊?。例?快節(jié)奏的音樂給人以歡騰、熱烈、激動或急促緊張的感覺；而慢節(jié)奏的音樂一
8、般表現(xiàn)舒緩、沉悶或是深層的意境；共振適中（不多不少）的和聲在音樂中會使人有張力和色彩感；共振少的則有沖突感、不安全感。利用這些音樂特征的情感特點，我們將不同的音樂進行相應(yīng)地分類，保存在我們的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，代表了不同情感狀態(tài)下應(yīng)給于的樂聲選擇。該模塊運行情況下，當(dāng)控制系統(tǒng)下達指令后，通過一個控制器來令音樂播放器選擇所要播放的音樂種類，甚至控制所放音樂的頻率，波形等以達到收聽者最適合的類型，從而調(diào)節(jié)收聽者的心情。 2.2視覺調(diào)節(jié)
