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基于肤色和改进Snake的E-learning表情特征提取

作　者: 黄雨萌
导　师: 王万森
学　校: 首都师范大学
专　业: 计算机技术
关键词: E-learning情境 表情特征提取 椭圆肤色模型 改进的Snake方法
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本文的研究工作是在国家自然科学基金项目‘’E-learning中基于学业表情的情绪认知分析研究”(No.60970052),以及北京市自然科学基金项目“基于情绪心理的个性化社区教育E-learning关键技术研究”(No.4112014)的支持下开展的。本文研究的主要目的是提取E-learning情境下学习者的表情特征参数,为后续的学业情绪建模和分析提供依据,以建立具有情绪认知交互功能的E-learning系统。即在E-learning情境下,首先通过摄像头捕捉到学习者的人脸图像并从中检测出学习者的面部位置,然后再对学习者的眼睛和嘴巴等表情特征部位进行定位,最终获得学习者的表情特征参数—眼帘间距、瞳孔间距和嘴角弧度。本文的主要研究工作和成果如下：(1)论文根据E-learning系统应用环境的特点,针对传统肤色检测方法中存在的对光照变化检测率不高的缺陷,通过改变椭圆肤色模型的长短轴对肤色方法进行了改进。实验表明,改进后的肤色方法能够满足E-learning系统的要求,对于不同光照变化的检测率明显提高。(2)论文根据心理学的趋避度原理,将瞳孔间距作为学业表情的一个特征参数,用于学业情绪建模中的趋避度研究。事实上,在E-learning情境下,当学习者对学习内容感兴趣时身体往往会前倾,其瞳孔间距会变大：而当学习者对学习内容不感兴趣时身体往往会后仰,其瞳孔间距会变小。实验表明,引入瞳孔间距后,能有效降低趋避度的计算误差。(3)论文充分考虑精确定位表情特征部位对有效提取表情特征参数的影响,通过改变Snake的初始曲线和外部能量对Snake方法进行了改进,有效提高了对眼睛、瞳孔和嘴巴轮廓的定位效果。实验表明,在该轮廓上提取的眼帘间距、瞳孔间距和嘴角弧度具有较高的准确率。(4)论文结合情感计算、图像处理、人工心理、计算机科学等领域的理论与技术,设计并开发了E-learning表情特征提取系统。实验表明,该系统提取的学习者表情特征参数,能够为E-learning系统的学业情绪建模和分析提供可靠依据。

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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