Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
ФГБОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «СТАНКИН»
УДК 378.14
№ госрегистрации
|
Инв. № |
УТВЕРЖДАЮ
Проректор университета по научной работе _____________ Ю.В.Подураев «__» ______________20__ г. |
ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
по теме:
«Разработка компьютерной системы человеко-машинного взаимодействия на основе распознавания черт лица»
(промежуточный)
|
Зав. кафедрой «Управление и информатика в технических системах», д.т.н., проф. |
|
Ковшов Е.Е. |
|
Руководитель темы, к.т.н., доц. |
(дата, подпись) |
Митропольский Н.Н. |
|
Исполнитель темы, магистрант 1 курса обучения |
(дата, подпись) |
Рогозина М.М. |
|
|
(дата, подпись) |
|
Москва – 2012
Реферат
Отчет 12 с., 3 рис., 20 источников, 4 приложения.
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛИЦА, МЕТОД АКТИВНОГО КОНТУРА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭМОЦИЙ, ОБРАБОТКА РАСТРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ.
Объектом исследования в настоящей работе является распознавание эмоций человека на основе мимических проявлений.
Предметом исследования является распознавание эмоций человека с помощью компьютерных технологий для улучшения интерфейсов человеко-машинного взаимодействия.
Актуальность работы. В настоящее время в связи с глобальной компьютеризацией становится актуальной проблема разработки удобного и эргономичного человеко-машинного интерфейса «пользователь-компьютер». Существующие разработки позволяют человеку управлять своими движениями в виртуальном мире без применения различных манипуляторов: джойстиков, мышек (например, игровая консоль Microsoft Xbox 360 с сенсором Kinect [1]). Но желание не только управлять компьютером, а научить его адаптироваться к поведению и настроению пользователя максимально точно – вот что на данный момент является первоочередной задачей многих современных исследований.
Результаты исследований, полученные в ходе данной работы, могут быть полезны для расширения возможностей виртуальной реальности: адаптивных компьютерных игр, конференций, чатов, – для реконструктивной пластической хирургии, косметологии, и других областей практической медицины, систем безопасности, систем контроля психоэмоционального состояния человека в процессе его работы, области совершенствования интерфейсов человеко-машинного взаимодействия.
Цель работы – создание системы человеко-машинного взаимодействия, основанной на распознавании психологического состояния человека с использованием мимической картины лица.
Содержание
РЕФЕРАТ 2
СОДЕРЖАНИЕ 3
1ПЛАН МАГИСТЕРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ 4
2ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 5
3СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ 8
4МАКЕТ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 9
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 12
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 13
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 15
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 17
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 18
План магистерской диссертации
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка обозначений и сокращений, списка использованных источников и приложений.
Во введении показана актуальность, сформулированы цели и задачи настоящей работы, отмечены ее научная новизна, практическая значимость и достоверность полученных результатов.
В первой главе, рассматриваются основы человеко-машинного взаимодействия как системы с обратной связью, современные типы интерфейсов.
Описываются современные методы решения задач распознавания эмоций человека, используемые алгоритмы распознавания лиц на растровых изображениях и в видеопотоке, алгоритмы улучшения качества изображений. Приводится классификация эмоций на основе «Системы кодирования лицевых движений» (далее СКЛИД) [2]. Проводится обзор существующих информационных технологий для определения психологического состояния человека. Формулируются цель и задачи диссертационной работы. Приводится планирование этапов решения поставленных задач.
Во второй главе разрабатываются алгоритмы определения черт лица с использованием опорных точек на статических растровых изображениях (фотографиях) и в видеопотоке.
Требование к алгоритмам: удовлетворительно распознавать черты лица на изображениях с помехами и шумами.
Приводится разработка геометрической модели лица на основе СКЛИД: описывается построение, выбираются дескрипторы эмоционального состояния, доказывается состоятельность данной модели и выбранных дескрипторов.
В третьей главе разрабатывается аппарат распознавания эмоций. В основу его полагается нейронная сеть. Проводятся исследования, целью которых является создание архитектуры, позволяющей наиболее эффективно решать задачу определения эмоционального состояния человека. Возможно интегрирование нейронной сети с инструментом нечеткой логики.
Требование к системе распознавания:
Высокая скорость работы;
Точность не менее 80%.
В четвертой главе рассматривается задача проектирования программного приложения. Оцениваются различные средства разработки исполняемого файла и библиотек, приводится структура разработанного программного обеспечения.
В заключении представлены выводы и результаты проделанной работы.
В списке обозначений и сокращений приведены обозначения и сокращения, используемые в данной работе.
В приложение вынесены таблицы с данными о работе системы, результаты тестирования системы на различных типах данных (фото и видео), скриншоты программы, различные диаграммы, отражающие скорость работы системы и ее структуру.