Facial expression recognition based on facial anatomy

YÜZ ANATOMİSİNE DAYALI İFADE TANIMA Özet Bu tezin amacı yüz ifadelerini oluşturan kas kuvvetlerinin yüz anatomisi kısıtı altında tespit edilmesidir. Kas aktivasyonları yüz ifadelerini büyük ölçüde temsil eden yeni özniteliklerdir. Insan yüzü temel yüz kaslarını içeren üç boyutlu genel˙ bir telkafes ile modellenmiştir. Ifade tanıma sisteminin girdisi imge dizisinin ilk˙ çerçevesi üzerinde işaretlenmiş olan nirengi noktalarıdır. Işaretlenmiş olan nirengi˙ noktaları ve yarı–otomatik yüz modelleme algoritması kullanılarak üç boyutlu yüz modeli dene˘ge uyarlanır. Yüz kaslarının etki alanları tahmin edilir ve kamera düzlemine izdüşümleri öznitelik noktaları olarak belirlenir. Bu noktalar kamera düzleminde optik akış algoritması ile izlenir. Başın katı devinimi fırsatçı algoritma ile tahmin edilir. Bu aşama 3 boyutlu yüz modeli ile deneğin kafasının videonun ardışık çerçevelerinde hizalanmasını sağlar. Kamera referans noktasından kamera düzlemi boyunca ışın izleme yöntemi kullanılarak modelin düğüm noktalarının yeni koordinatları tahmin edilir. Tahmin edilen dü˘güm koordinatları ifade oluşumu sırasında deneğin yüzünün nasıl şekil de˘giştirdi˘gini gösterir. Modelin dü˘güm noktalarının ba˘gıl hareketleri ile bilinmeyen değişkenleri kas aktivasyon seviyeleri olan artık-belirtilmiş denklemler sistemi elde edilir. Bu denklemler sistemi kısıtlı en küçük kareler yöntemi kullanılarak çözülür. Kas aktivasyonlarına dayalı öznitelikler yedi temel yüz ifadesinin sınıflandırılması probleminde kullanılır. Kas kuvvetlerine dayalı özniteliklerin temsili gücü Doğrusal Ayırtaç Analizi, Naive Bayes, En Yakın K Komşu ve Destek Vektör Makineleri sınıflandırıcıları ile gösterilir. Nötr ifade de dahil olmak üzere yedi ifadenin sınıflandırılmasında en iyi performans 87.1 % ile Destek Vektör Makineleri kullanılarak elde edilir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar insanın yüz ifadesi tanımadaki yetkinlik oranı olan 87-91.7 % aralı˘gına yakın olup literatürde yer alan çalışmaların başarıları ile kıyaslanabilir durumdadır.