Інформаційна система розпізнавання емоцій на основі нейронної мережі

Abstract

Сфера розпізнавання емоцій є важливим предметом дослідження в психології людини, вона перетинається з такими галузями, як інформатика та когнітивна наука. Емоції служать основним індикатором стану і наміру людини діяти, реагуючи на зовнішні подразники. Ця властивість відіграє вирішальну роль у ефективній взаємодії з суспільством і сприянні комунікації, яка може здійснюватися вербальними чи невербальними методами. Оскільки емоції є більш ефективними для передачі думок про предмет, ніж вербальне мовлення, дослідження демонструють, що більшість людей схильні використовувати невербальне спілкування Одне з перших досліджень у галузі вивчення емоцій датується 1862 роком, коли Дюшен досліджував міміку, створювану м’язами людини. Однак найбільш помітну та впливову роботу в цій галузі виконав Пол Екман. Внесок Екмана включає ідентифікацію та опис шести фундаментальних, універсальних людських емоцій, включаючи гнів, страх, відраза, щастя, смуток і здивування. Це дослідження має важливе значення для різних секторів, таких як взаємодія людини та робота, відеоігри, реклама, соціальні мережі, медицина та освіта, оскільки емоційне розпізнавання може бути встановлено за допомогою різноманітних медіа, таких як зображення та відео. У результаті автоматичне розпізнавання облич у реальному часі та емоційне вираження можуть принести користь різним галузям, зокрема віртуальній реальності, відеоконференціям і дослідженням задоволеності клієнтів. Емоції можуть служити додатковим невербальним фактором при пошуку інформації, викликати зміни в ігровому або навчальному процесі або впливати на оцінку вербальної інформації робототехнічною системою. Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є дослідження та розробка системи розпізнавання людських емоцій з використанням нейронної мережі. Основними задачами в цій роботі є: • Аналіз стану проблеми виділення характерних рис людського обличчя та наукові дослідження в області розпізнавання емоцій. • Дослідження існуючих алгоритмів розпізнавання емоцій на обличчі людини з використанням нейронних мереж. • Проектування та розробка моделі для розпізнавання емоційного виразу обличчя людини з використанням нейронної мережі. • Тестування моделі та аналіз отриманих результатів дослідження. Об’єкт дослідження – процес розпізнавання людського емоційного виразу на обличчі з використанням технологій комп’ютерного зору. Предмет дослідження – є сучасні методи проектування та алгоритми розпізнавання людських емоційних виразів. Результатом роботи системи є результат класифікації емоцій з використанням розробленого класифікатора на основі згорткової нейронної мережі. Для тренування мережі використовується навчальна вибірка та набір ознак для розпізнавання емоцій.The field of emotion recognition is an important subject of research in human psychology, and it intersects with such fields as computer science and cognitive science. Emotions are the main indicator of a person's state and intention to act in response to external stimuli. This property plays a crucial role in effective interaction with society and facilitating communication, which can be carried out through verbal or non-verbal methods. Since emotions are more effective in conveying thoughts about a subject than verbal speech, research shows that most people tend to use non-verbal communication One of the first studies in the field of emotion research dates back to 1862, when Duchene studied facial expressions created by human muscles. However, the most notable and influential work in this area was done by Paul Ekman. Eckman's contributions include the identification and description of six fundamental, universal human emotions, including anger, fear, disgust, happiness, sadness, and surprise. This research has important implications for various sectors such as human-robot interaction, video games, advertising, social media, medicine, and education, as emotional recognition can be established through a variety of media such as images and video. As a result, automatic real-time face recognition and emotional expression can benefit a variety of industries, including virtual reality, video conferencing, and customer satisfaction research. Emotions can serve as an additional non-verbal factor in information retrieval, cause changes in the gaming or learning process, or influence the evaluation of verbal information by a robotic system. Purpose and objectives of the study. The aim of the study is to research and develop a system for recognising human emotions using a neural network. The main tasks in this work are: • Analysing the state of the art of human face feature extraction and research in the field of emotion recognition. • Study of existing algorithms for recognising emotions on a human face using neural networks. • Design and development of a model for recognising emotional expressions on a human face using a neural network. • Testing of the model and analysis of the research results. The object of research is the process of recognising human emotional expressions on the face using computer vision technologies. The subject of research is modern design methods and algorithms for recognising human emotional expressions. The output of the system is the result of emotion classification using the developed classifier based on convolutional neural network. The network is trained using a training set and a set of features for emotion recognition.