抑郁症患者表情实时识别系统研究与设计

面部表情信息是评估抑郁症患者行为特点的重要依据之一。文中对当前以深度学习为基础的表情特征提取方法进行改进,解决运行时间长、推广性差的问题;并以此为表情识别算法依据,提出一种抑郁症患者表情实时识别系统。该系统具备表情识别、实时记录、数据管理等功能。经验证,文中算法在Fer2013测试集上的准确率为80.19%,能准确识别患者表情。所提系统的响应时间较短,负载压力较强,可作为自动化手段分析患者表情变化情况,以进行辅助诊断。

一种基于词频-逆文档频率和混合损失的表情识别算法

面部表情能自然高效地表达人类的心理活动和思想状态,影响着人们的沟通交流过程。在诸多智能化应用中,人脸表情识别是人类与机器间建立情感交互的重要基础。在细粒度人脸表情识别任务中,由于特征提取网络对表情产生区域的关键特征处理不足,从而引发细节特征信息丢失问题。提出一种词频-逆文档频率注意力机制TF-IDF SPA,通过该机制调整表情产生关键区域的注意力分布,强化网络对该区域关键细节特征的提取能力。同时,为了应对表情识别任务中普遍存在的类间差异小、类内差异大的问题,设计一种改进型混合加权损失函数,以增强表情类内聚拢性同时增大类间距离。依据数据集中样本的数量分布情况,动态调整损失函数的分类权重值,从而强化模型对小数据量样本的学习能力。在此基础上,将结构简单的TF-IDF SPA模块与卷积层共同堆叠以构建人脸表情识别网络。实验结果表明,该网络具有较好的人脸表情识别性能,在FER2013和CK+数据集上的分类准确率分别达到73.52%和98.27%。

基于SWA优化级联网络的表情识别方法

为了提高表情识别技术的检测精度,文中提出了一种采用随机权重平均SWA优化级联网络的人脸表情识别方法。与单个卷积网络相比,多网络级联能得到更好的检测精度。相对于传统的SGD训练方法,SWA训练方法能增强级联网络中子网络的泛化能力,进一步提高模型的整体性能。通过在Fer2013数据集上测试实验发现,基于SWA方法训练采用加权求和法方式级联的网络模型识别准确率达到74.478%,相对于传统SGD方法训练的单网络模型提高了1.4%以上。另外,与其他典型方法相比,所提改进模型的识别准确率更高。

深度学习在情感识别上的研究

针对现有情感分析算法在处理大量的人脸数据时未能展现良好鲁棒性的问题,提出一种新的情感识别方法。提出Z-libface人脸检测器,并设计出一种新的卷积神经网络模型RT-CNN,同时使用大型表情数据集fer2013以及改良后的FER+,训练出一个比较好的模型。使用提出的卷积神经网络RT-CNN在fer2013、FER+两个表情数据集上进行10倍交叉验证,取10次验证准确率的平均值,在fer2013及FER+上取得了66.72%与80.02%的准确率。