面部影响的成像可用于通过成年后的儿童进行心理生理属性,特别是用于监测自闭症谱系障碍等终身疾病。深度卷积神经网络在对成年人的面部表情进行分类方面表现出了令人鼓舞的结果。但是,经过成人基准数据培训的分类器模型由于心理物理发展的差异而不适合学习儿童表情。同样,接受儿童数据训练的模型在成人表达分类中的表现较差。我们建议适应域,以同时对齐成人和儿童表达式在共享潜在空间中的分布,以确保对任何一个领域的稳健分类。此外,在成年子女表达分类中研究了面部图像的年龄变化,但仍无法掌握。我们从多个领域中汲取灵感,并提出深层自适应面部表情,以融合betamix选定的地标特征(面部自我),以进行成人的面部表情分类。在文献中,基于与表达,域和身份因素的相关性,beta分布的混合物首次用于分解和选择面部特征。我们通过两对成人孩子数据集评估面对面的自我。我们提出的面对面的方法在对齐成人和儿童表情的潜在表示方面优于成人孩子转移学习和其他基线适应方法。
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来自静态图像的面部表情识别是计算机视觉应用中的一个具有挑战性的问题。卷积神经网络(CNN),用于各种计算机视觉任务的最先进的方法,在预测具有极端姿势,照明和闭塞条件的面部的表达式中已经有限。为了缓解这个问题,CNN通常伴随着传输,多任务或集合学习等技术,这些技术通常以增加的计算复杂性的成本提供高精度。在这项工作中,我们提出了一种基于零件的集合转移学习网络,其模型通过将面部特征的空间方向模式与特定表达相关来模拟人类如何识别面部表达。它由5个子网络组成,每个子网络从面部地标的五个子集中执行转移学习:眉毛,眼睛,鼻子,嘴巴或颌骨表达分类。我们表明我们所提出的集合网络使用从面部肌肉的电机运动发出的视觉模式来预测表达,并展示从面部地标定位转移到面部表情识别的实用性。我们在CK +,Jaffe和SFew数据集上测试所提出的网络,并且它分别优于CK +和Jaffe数据集的基准,分别为0.51%和5.34%。此外,所提出的集合网络仅包括1.65M的型号参数,确保在培训和实时部署期间的计算效率。我们所提出的集合的Grad-Cam可视化突出了其子网的互补性质,是有效集合网络的关键设计参数。最后,交叉数据集评估结果表明,我们建议的集合具有高泛化能力,使其适合现实世界使用。
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横梁面部识别(CFR)旨在识别个体,其中比较面部图像源自不同的感测模式,例如红外与可见的。虽然CFR由于与模态差距相关的面部外观的显着变化,但CFR具有比经典的面部识别更具挑战性,但它在具有有限或挑战的照明的场景中,以及在呈现攻击的情况下,它是优越的。与卷积神经网络(CNNS)相关的人工智能最近的进展使CFR的显着性能提高了。由此激励,这项调查的贡献是三倍。我们提供CFR的概述,目标是通过首先正式化CFR然后呈现具体相关的应用来比较不同光谱中捕获的面部图像。其次,我们探索合适的谱带进行识别和讨论最近的CFR方法,重点放在神经网络上。特别是,我们提出了提取和比较异构特征以及数据集的重新访问技术。我们枚举不同光谱和相关算法的优势和局限性。最后,我们讨论了研究挑战和未来的研究线。
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从影片中面部表情的自动估计疼痛强度在医疗保健应用中具有巨大的潜力。然而,需要域适应(DA)以缓解通常在源和目标DO-MAINA捕获的视频数据之间发生的域移位的问题。鉴于收集和注释视频的艰苦任务,以及由于相邻强度水平的模糊而导致的主观偏见,弱监督学习(WSL)在这种应用中越来越关注。然而,大多数最先进的WSL模型通常被制定为回归问题,并且不利用强度水平之间的序数关系,也不是多个连续帧之间的时间相干关系。本文介绍了一种新的深度学习模型,用于弱监控DA,具有序数回归(WSDA-OR),目标域中的视频具有周期性的粗LA-BER。 WSDA或模型强制执行符号关系,在符号到目标序列的强度水平之间,并将多个相关帧与序列级标签关联(而不是单帧)。特别是,它通过将多个静态学习与深对抗性DA集成来学习判别和域不变特征表示,其中软高斯标签用于有效地代表来自目标域的弱序序列级标签。在Recola视频数据集中验证了所提出的方法,作为完全标记的源域,unbc-mcmaster视频数据作为弱标记的目标域。我们还验证了WSDA - 或Biovid和疲劳(私有)数据集进行序列级别估计。实验结果表明,我们的方法可以对最先进的模型提供显着改进,从而实现更大的本地化精度。
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最近,面部生物识别是对传统认证系统的方便替代的巨大关注。因此,检测恶意尝试已经发现具有重要意义,导致面部抗欺骗〜(FAS),即面部呈现攻击检测。与手工制作的功能相反,深度特色学习和技术已经承诺急剧增加FAS系统的准确性,解决了实现这种系统的真实应用的关键挑战。因此,处理更广泛的发展以及准确的模型的新研究区越来越多地引起了研究界和行业的关注。在本文中,我们为自2017年以来对与基于深度特征的FAS方法相关的文献综合调查。在这一主题上阐明,基于各种特征和学习方法的语义分类。此外,我们以时间顺序排列,其进化进展和评估标准(数据集内集和数据集互联集合中集)覆盖了FAS的主要公共数据集。最后,我们讨论了开放的研究挑战和未来方向。
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微表达(MES)是非自愿的面部运动,揭示了人们在高利害情况下隐藏的感受,并对医疗,国家安全,审讯和许多人机交互系统具有实际重要性。早期的MER方法主要基于传统的外观和几何特征。最近,随着各种领域的深度学习(DL)的成功,神经网络已得到MER的兴趣。不同于宏观表达,MES是自发的,微妙的,快速的面部运动,导致数据收集困难,因此具有小规模的数据集。由于上述我的角色,基于DL的MER变得挑战。迄今为止,已提出各种DL方法来解决我的问题并提高MER表现。在本调查中,我们对深度微表达识别(MER)进行了全面的审查,包括数据集,深度MER管道和最具影响力方法的基准标记。本调查定义了该领域的新分类法,包括基于DL的MER的所有方面。对于每个方面,总结和讨论了基本方法和高级发展。此外,我们得出了坚固的深层MER系统设计的剩余挑战和潜在方向。据我们所知,这是对深度MEL方法的第一次调查,该调查可以作为未来MER研究的参考点。
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为了解决不同面部表情识别(FER)数据集之间的数据不一致的问题,近年来许多跨域FER方法(CD-FERS)已被广泛设计。虽然每个声明要实现卓越的性能,但由于源/目标数据集和特征提取器的不一致选择,缺乏公平的比较。在这项工作中,我们首先分析了这些不一致的选择造成的性能效果,然后重新实施了一些良好的CD-FER和最近发布的域适应算法。我们确保所有这些算法采用相同的源数据集和特征提取器,以便进行公平CD-FER评估。我们发现大多数主要的领先算法使用对抗性学习来学习整体域的不变功能来缓解域移位。然而,这些算法忽略了局部特征,这些功能在不同的数据集中更可转换,并为细粒度适应提供更详细的内容。为了解决这些问题,我们通过开发新的对抗图表示适应(AGRA)框架,将图形表示传播与对抗域整体局部特征共同适应的对抗。具体地,它首先构建两个图形,以分别在每个域内和跨不同的域内相关的全部和局部区域。然后,它从输入图像中提取整体本地特征,并使用可学习的每类统计分布来初始化相应的图形节点。最后,采用两个堆叠的图形卷积网络(GCNS)在每个域内传播全部本地功能,以探索它们的交互和整体域的不同域,用于全部局部功能共同适应。我们对几个流行的基准进行了广泛和公平的评估,并表明建议的AGRA框架优于以前的最先进的方法。
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Deep domain adaptation has emerged as a new learning technique to address the lack of massive amounts of labeled data. Compared to conventional methods, which learn shared feature subspaces or reuse important source instances with shallow representations, deep domain adaptation methods leverage deep networks to learn more transferable representations by embedding domain adaptation in the pipeline of deep learning. There have been comprehensive surveys for shallow domain adaptation, but few timely reviews the emerging deep learning based methods. In this paper, we provide a comprehensive survey of deep domain adaptation methods for computer vision applications with four major contributions. First, we present a taxonomy of different deep domain adaptation scenarios according to the properties of data that define how two domains are diverged. Second, we summarize deep domain adaptation approaches into several categories based on training loss, and analyze and compare briefly the state-of-the-art methods under these categories. Third, we overview the computer vision applications that go beyond image classification, such as face recognition, semantic segmentation and object detection. Fourth, some potential deficiencies of current methods and several future directions are highlighted.
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We introduce a new representation learning approach for domain adaptation, in which data at training and test time come from similar but different distributions. Our approach is directly inspired by the theory on domain adaptation suggesting that, for effective domain transfer to be achieved, predictions must be made based on features that cannot discriminate between the training (source) and test (target) domains.The approach implements this idea in the context of neural network architectures that are trained on labeled data from the source domain and unlabeled data from the target domain (no labeled target-domain data is necessary). As the training progresses, the approach promotes the emergence of features that are (i) discriminative for the main learning task on the source domain and (ii) indiscriminate with respect to the shift between the domains. We show that this adaptation behaviour can be achieved in almost any feed-forward model by augmenting it with few standard layers and a new gradient reversal layer. The resulting augmented architecture can be trained using standard backpropagation and stochastic gradient descent, and can thus be implemented with little effort using any of the deep learning packages.We demonstrate the success of our approach for two distinct classification problems (document sentiment analysis and image classification), where state-of-the-art domain adaptation performance on standard benchmarks is achieved. We also validate the approach for descriptor learning task in the context of person re-identification application.
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先前的工作表明,使用顺序学习者学习面部不同组成部分的顺序可以在面部表达识别系统的性能中发挥重要作用。我们提出了Facetoponet,这是面部表达识别的端到端深层模型,它能够学习面部有效的树拓扑。然后,我们的模型遍历学习的树以生成序列,然后将其用于形成嵌入以喂养顺序学习者。设计的模型采用一个流进行学习结构,并为学习纹理提供一个流。结构流着重于面部地标的位置,而纹理流的主要重点是在地标周围的斑块上学习纹理信息。然后,我们通过利用有效的基于注意力的融合策略来融合两个流的输出。我们对四个大型内部面部表达数据集进行了广泛的实验 - 即Alltionnet,FER2013,ExpW和RAF-DB,以及一个实验室控制的数据集(CK+)来评估我们的方法。 Facetoponet在五个数据集中的三个数据集中达到了最新的性能,并在其他两个数据集中获得了竞争结果。我们还执行严格的消融和灵敏度实验,以评估模型中不同组件和参数的影响。最后,我们执行鲁棒性实验,并证明与该地区其他领先方法相比,Facetoponet对阻塞更具稳健性。
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虽然在许多域内生成并提供了大量的未标记数据,但对视觉数据的自动理解的需求高于以往任何时候。大多数现有机器学习模型通常依赖于大量标记的训练数据来实现高性能。不幸的是,在现实世界的应用中,不能满足这种要求。标签的数量有限,手动注释数据昂贵且耗时。通常需要将知识从现有标记域传输到新域。但是,模型性能因域之间的差异(域移位或数据集偏差)而劣化。为了克服注释的负担,域适应(DA)旨在在将知识从一个域转移到另一个类似但不同的域中时减轻域移位问题。无监督的DA(UDA)处理标记的源域和未标记的目标域。 UDA的主要目标是减少标记的源数据和未标记的目标数据之间的域差异,并在培训期间在两个域中学习域不变的表示。在本文中,我们首先定义UDA问题。其次,我们从传统方法和基于深度学习的方法中概述了不同类别的UDA的最先进的方法。最后,我们收集常用的基准数据集和UDA最先进方法的报告结果对视觉识别问题。
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动物运动跟踪和姿势识别的进步一直是动物行为研究的游戏规则改变者。最近,越来越多的作品比跟踪“更深”,并解决了对动物内部状态(例如情绪和痛苦)的自动认识,目的是改善动物福利,这使得这是对该领域进行系统化的及时时刻。本文对基于计算机的识别情感状态和动物的疼痛的研究进行了全面调查,并涉及面部行为和身体行为分析。我们总结了迄今为止在这个主题中所付出的努力 - 对它们进行分类,从不同的维度进行分类,突出挑战和研究差距,并提供最佳实践建议,以推进该领域以及一些未来的研究方向。
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识别面部视频的连续情绪和动作单元(AU)强度需要对表达动态的空间和时间理解。现有作品主要依赖2D面的外观来提取这种动态。这项工作着重于基于参数3D面向形状模型的有希望的替代方案,该模型解散了不同的变异因素,包括表达诱导的形状变化。我们旨在了解与最先进的2D外观模型相比,在估计价值和AU强度方面表现性3D面部形状如何。我们基准了四个最近的3D面对准模型:Expnet,3DDFA-V2,DECA和EMOCA。在价值估计中,3D面模型的表达特征始终超过以前的作品,并在SEWA和AVEC 2019 CES CORPORA上的平均一致性相关性分别为.739和.574。我们还研究了BP4D和DISFA数据集的AU强度估计的3D面形状如何执行,并报告说3D脸部功能在AUS 4、6、10、12和25中与2D外观特征相当,但没有整个集合。 aus。为了理解这种差异,我们在价值和AUS之间进行了对应分析,该分析指出,准确的价值预测可能仅需要少数AU的知识。
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Recent reports suggest that a generic supervised deep CNN model trained on a large-scale dataset reduces, but does not remove, dataset bias. Fine-tuning deep models in a new domain can require a significant amount of labeled data, which for many applications is simply not available. We propose a new CNN architecture to exploit unlabeled and sparsely labeled target domain data. Our approach simultaneously optimizes for domain invariance to facilitate domain transfer and uses a soft label distribution matching loss to transfer information between tasks. Our proposed adaptation method offers empirical performance which exceeds previously published results on two standard benchmark visual domain adaptation tasks, evaluated across supervised and semi-supervised adaptation settings.
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深度神经网络在人类分析中已经普遍存在,增强了应用的性能,例如生物识别识别,动作识别以及人重新识别。但是,此类网络的性能通过可用的培训数据缩放。在人类分析中,对大规模数据集的需求构成了严重的挑战,因为数据收集乏味,廉价,昂贵,并且必须遵守数据保护法。当前的研究研究了\ textit {合成数据}的生成,作为在现场收集真实数据的有效且具有隐私性的替代方案。这项调查介绍了基本定义和方法,在生成和采用合成数据进行人类分析时必不可少。我们进行了一项调查,总结了当前的最新方法以及使用合成数据的主要好处。我们还提供了公开可用的合成数据集和生成模型的概述。最后,我们讨论了该领域的局限性以及开放研究问题。这项调查旨在为人类分析领域的研究人员和从业人员提供。
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Transfer learning aims at improving the performance of target learners on target domains by transferring the knowledge contained in different but related source domains. In this way, the dependence on a large number of target domain data can be reduced for constructing target learners. Due to the wide application prospects, transfer learning has become a popular and promising area in machine learning. Although there are already some valuable and impressive surveys on transfer learning, these surveys introduce approaches in a relatively isolated way and lack the recent advances in transfer learning. Due to the rapid expansion of the transfer learning area, it is both necessary and challenging to comprehensively review the relevant studies. This survey attempts to connect and systematize the existing transfer learning researches, as well as to summarize and interpret the mechanisms and the strategies of transfer learning in a comprehensive way, which may help readers have a better understanding of the current research status and ideas. Unlike previous surveys, this survey paper reviews more than forty representative transfer learning approaches, especially homogeneous transfer learning approaches, from the perspectives of data and model. The applications of transfer learning are also briefly introduced. In order to show the performance of different transfer learning models, over twenty representative transfer learning models are used for experiments. The models are performed on three different datasets, i.e., Amazon Reviews, Reuters-21578, and Office-31. And the experimental results demonstrate the importance of selecting appropriate transfer learning models for different applications in practice.
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意识检测技术一直在各种企业中获得牵引力;最常用于驾驶员疲劳检测,最近的研究已经转向使用计算机视觉技术来分析在线教室等环境中的用户注意。本文旨在通过分析预测意识和疲劳的最大贡献,扩展了以前的分支检测研究。我们利用开源面部分析工具包OpenFace,以分析不同程度的注意力水平的受试者的视觉数据。然后,使用支持向量机(SVM),我们创建了几种用于用户注意的预测模型,并识别导向渐变(HOG)和动作单位的直方图,是我们测试的功能的最大预测因子。我们还将这种SVM的性能与利用卷积和/或经常性神经网络(CNN和CRNN)的性能进行了比较了这种SVM的性能。有趣的是,CRNN似乎没有比他们的CNN同行更好地表现出来。虽然深入学习方法实现了更大的预测精度,但使用较少的资源,使用某些参数来利用SVMS,能够逼近深度学习方法的性能。
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Recent years witnessed the breakthrough of face recognition with deep convolutional neural networks. Dozens of papers in the field of FR are published every year. Some of them were applied in the industrial community and played an important role in human life such as device unlock, mobile payment, and so on. This paper provides an introduction to face recognition, including its history, pipeline, algorithms based on conventional manually designed features or deep learning, mainstream training, evaluation datasets, and related applications. We have analyzed and compared state-of-the-art works as many as possible, and also carefully designed a set of experiments to find the effect of backbone size and data distribution. This survey is a material of the tutorial named The Practical Face Recognition Technology in the Industrial World in the FG2023.
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A systematic review on machine-learning strategies for improving generalizability (cross-subjects and cross-sessions) electroencephalography (EEG) based in emotion classification was realized. In this context, the non-stationarity of EEG signals is a critical issue and can lead to the Dataset Shift problem. Several architectures and methods have been proposed to address this issue, mainly based on transfer learning methods. 418 papers were retrieved from the Scopus, IEEE Xplore and PubMed databases through a search query focusing on modern machine learning techniques for generalization in EEG-based emotion assessment. Among these papers, 75 were found eligible based on their relevance to the problem. Studies lacking a specific cross-subject and cross-session validation strategy and making use of other biosignals as support were excluded. On the basis of the selected papers' analysis, a taxonomy of the studies employing Machine Learning (ML) methods was proposed, together with a brief discussion on the different ML approaches involved. The studies with the best results in terms of average classification accuracy were identified, supporting that transfer learning methods seem to perform better than other approaches. A discussion is proposed on the impact of (i) the emotion theoretical models and (ii) psychological screening of the experimental sample on the classifier performances.
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我们通过查看在弥漫表面上铸造的对象的阴影来研究个体的生物特征识别信息的问题。我们表明,通过最大似然分析,在代表性的情况下,阴影中的生物特征信息泄漏可以足够用于可靠的身份推断。然后,我们开发了一种基于学习的方法,该方法在实际设置中证明了这种现象,从而利用阴影中的微妙提示是泄漏的来源,而无需任何标记的真实数据。特别是,我们的方法依赖于构建由从每个身份的单个照片获得的3D面模型组成的合成场景。我们以完全无监督的方式将我们从合成数据中学到的知识转移到真实数据中。我们的模型能够很好地概括到真实的域,并且在场景中的几种变体都有坚固的范围。我们报告在具有未知几何形状和遮挡对象的场景中发生的身份分类任务中的高分类精度。
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