Система кодирования действий лица
Система кодирования действий лица ( FACS ) — это система классификации человека движений лица по их внешнему виду, основанная на системе, первоначально разработанной шведским анатомом по имени Карл-Херман Хьёртсйо . [1] Позже он был принят Полом Экманом и Уоллесом В. Фризеном и опубликован в 1978 году. [2] Экман, Фризен и Джозеф К. Хагер опубликовали значительное обновление FACS в 2002 году. [3] Движения отдельных лицевых мышц кодируются FACS по небольшим мгновенным изменениям внешнего вида лица. Оно оказалось полезным для психологов и аниматоров .
Предыстория [ править ]
В 2009 году было проведено исследование по изучению спонтанной мимики зрячих и слепых спортсменов-дзюдоистов. Они обнаружили, что многие выражения лица являются врожденными, а не приобретенными визуально. [4]
Метод [ править ]
Использование FACS [5] Программисты-люди могут вручную закодировать практически любое анатомически возможное выражение лица, разбивая его на конкретные «единицы действия» (ЕД) и их временные сегменты, которые создали это выражение. Поскольку AU не зависят от какой-либо интерпретации, их можно использовать для любого процесса принятия решений более высокого порядка, включая распознавание основных эмоций или заранее запрограммированных команд для окружающей интеллектуальной среды. Руководство FACS занимает более 500 страниц и содержит AU, а также интерпретацию их значений, предложенную Экманом.
FACS определяет AU как сокращение или расслабление одной или нескольких мышц. Он также определяет ряд «дескрипторов действий», которые отличаются от ЕД тем, что авторы FACS не указали мышечную основу действия и не выделили конкретные модели поведения так точно, как для ЕД.
Например, FACS можно использовать для различения двух типов улыбок следующим образом: [6]
- неискренняя и добровольная панамериканская улыбка : сокращение большой скуловой кости только
- искренняя и непроизвольная улыбка Дюшенна : сокращение большой скуловой кости и нижней части круговой мышцы глаза .
FACS предназначен для самостоятельного обучения. Люди могут изучить эту технику из множества источников, включая руководства и семинары. [7] и получить сертификацию посредством тестирования. [8]
Хотя для маркировки выражений в настоящее время требуются обученные специалисты, исследователи добились определенного успеха в использовании компьютеров для автоматической идентификации кодов FACS. [9] Одним из препятствий на пути автоматического распознавания кодов FACS является нехватка наземных данных, закодированных вручную. [10]
Использует [ править ]
Использование в медицине [ править ]
Было предложено использовать FACS для анализа депрессии . [11] и измерение боли у пациентов, неспособных выразить свои мысли вербально. [12]
Межвидовые приложения [ править ]
Оригинальная система FACS была модифицирована для анализа движений лица у нескольких приматов, кроме человека, а именно шимпанзе . [13] макаки-резусы, [14] гиббоны и сиаманги, [15] и орангутанги. [16] Совсем недавно он был разработан и для домашних видов, включая собак, [17] лошади [18] и кошки. [19] Как и в случае с FACS человека, для FACS животных имеются онлайн-руководства для каждого вида с соответствующими сертификационными тестами. [20]
Таким образом, FACS можно использовать для сравнения репертуара лиц разных видов благодаря ее анатомической основе. Исследование, проведенное Виком и другими (2006), предполагает, что FACS можно модифицировать, принимая во внимание различия в базовой морфологии. Такие соображения позволяют сравнить гомологичные движения лица, присутствующие у людей и шимпанзе, и показать, что выражения лица обоих видов являются результатом чрезвычайно заметных изменений внешнего вида. Разработка инструментов FACS для разных видов позволяет объективно и анатомически изучать мимику в коммуникативном и эмоциональном контекстах. Кроме того, межвидовой анализ выражений лица может помочь ответить на интересные вопросы, например, какие эмоции присущи только человеку. [21]
Система кодирования эмоциональных действий лица (EMFACS) [22] и Словарь интерпретации влияния системы кодирования действий лица (FACSAID) [23] рассматривайте только мимические движения, связанные с эмоциями. Примеры:
| Эмоции | Единицы действия |
|---|---|
| Счастье | 6+12 |
| Грусть | 1+4+15 |
| Сюрприз | 1+2+5Б+26 |
| Страх | 1+2+4+5+7+20+26 |
| Злость | 4+5+7+23 |
| Отвращение | 9+15+17 |
| Презрение | Р12А+Р14А |
Компьютерные изображения [ править ]
Кодирование FACS также широко используется в компьютерной анимации , при этом выражения лица выражаются в виде векторной графики AU. [24] Векторы FACS используются в качестве весов для форм смешивания, соответствующих каждому AU, а полученная сетка лица затем используется для рендеринга готового лица. [25] Методы глубокого обучения можно использовать для определения векторов FACS по изображениям лиц, полученным во время игры с захватом движения или других представлений. [26]
Коды для боевых единиц [ править ]
Для пояснения: FACS является индексом выражений лица, но на самом деле не предоставляет никакой биомеханической информации о степени активации мышц. Хотя активация мышц не является частью FACS, сюда добавлены основные мышцы, участвующие в выражении лица.
Единицы действия (ЕД) — это фундаментальные действия отдельных мышц или групп мышц.
Дескрипторы действий (АД) — это унитарные движения, которые могут включать в себя действия нескольких групп мышц (например, выдвижение челюсти вперед). Мышечная основа этих действий не определена, а конкретные модели поведения не выделены так точно, как для АС.
Для наиболее точной аннотации FACS предполагает согласие как минимум двух независимых сертифицированных кодировщиков FACS.
Оценка интенсивности [ править ]
Интенсивность FACS аннотируется путем добавления букв A–E (для минимальной-максимальной интенсивности) к номеру единицы действия (например, ЕД 1А — самый слабый след ЕД 1, а ЕД 1Е — максимально возможная интенсивность для отдельного человека).
- След
- Б Легкий
- C Выраженный или выраженный
- D Тяжелая или крайняя степень
- Е Высокий
Другие модификаторы букв [ править ]
В кодах FACS для выражений эмоций присутствуют и другие модификаторы, например, «R», обозначающий действие, происходящее на правой стороне лица, и «L», обозначающий действия, происходящие на левой стороне лица. Одностороннее действие (происходит только на одной стороне лица), но не имеющее определенной стороны, обозначается буквой «U», а двустороннее, но имеющее более сильную сторону, обозначается буквой «А» для асимметричного.
Список AU и AD (с подлежащими лица мышцами )
Основные коды [ править ]
| номер АС | Имя FACS | Мышечная основа |
|---|---|---|
| 0 | Нейтральное лицо | |
| 1 | Внутренний подъемник брови | лобная мышца ( медиальная часть ) |
| 2 | Подъемник внешней брови | лобная ( латеральная часть ) |
| 4 | Брови ниже | депрессор глабеллы , депрессор суперцилии , сморщиватель суперцилий |
| 5 | Подъемник верхнего века | верхняя мышца, поднимающая веко , верхняя мышца предплюсны |
| 6 | Подъемник для щек | orbcularis oculi ( орбитальная часть ) |
| 7 | Натяжитель крышки | orbcularis oculi ( пальпебральная часть ) |
| 8 | Губы навстречу друг другу | круглый рот |
| 9 | Морщинка для носа | подъемник верхней губы и крыла носа |
| 10 | Подъемник для верхней губы | подъемник верхней губы , головка подглазничной кости |
| 11 | Носогубный углубление | малая скуловая мышца |
| 12 | Съемник угла губы | скуловая мышца большая |
| 13 | Острый съемник губ | levator anguli oris (также известный как caninus ) |
| 14 | Димплер | буцинатор |
| 15 | Депрессор угла губы | депрессор угла рта (также известный как треугольная мышца ) |
| 16 | Депрессор нижней губы | депрессор нижней губы |
| 17 | Подбородок | менталист |
| 18 | Сморщивание губ | резцы верхней губы и резцы нижней губы |
| 19 | Языковое шоу | |
| 20 | Подрамник для губ | ризориус с платизмой |
| 21 | Подтяжка шеи | платизма] |
| 22 | Губная воронка | круглый рот |
| 23 | Подтяжка губ | круглый рот |
| 24 | Прессор для губ | круглый рот |
| 25 | Часть губ | депрессор нижней губы или расслабление подбородочной или круговой мышцы рта |
| 26 | отвисание челюсти | массетер ; расслабленная височная мышца и внутренняя крыловидная мышца |
| 27 | Растяжка рта | крыловидные , двубрюшные |
| 28 | Сосать губы | круглый рот |
Коды движения головы [ править ]
| номер АС | Имя FACS | Действие |
|---|---|---|
| 51 | Поворот головы налево | |
| 52 | Голова повернуть направо | |
| 53 | Поднимите голову | |
| 54 | Голова вниз | |
| 55 | Наклон головы влево | |
| М55 | Наклон головы влево | Наступлению симметричного 14 непосредственно предшествует или сопровождается наклоном головы влево. |
| 56 | Наклон головы вправо | |
| М56 | Наклон головы вправо | Наступлению симметричного 14 непосредственно предшествует или сопровождается наклоном головы вправо. |
| 57 | Направляйтесь вперед | |
| М57 | Голова выдвинута вперед | Наступлению 17+24 непосредственно предшествует, сопровождается или сопровождается толчком головы вперед. |
| 58 | Вернитесь назад | |
| М59 | Головой трясти вверх и вниз | Наступлению 17+24 непосредственно предшествует, сопровождается или сопровождается покачиванием головы вверх-вниз (кивок). |
| М60 | Покачивание головой из стороны в сторону | Наступлению 17+24 непосредственно предшествует, сопровождается или сопровождается покачиванием головы из стороны в сторону. |
| М83 | Голова вверх и в сторону | Наступлению симметричных 14 непосредственно предшествует или сопровождается движение головы вверх и повернуто или наклонено влево или вправо. |
Коды движения глаз [ править ]
| номер АС | Имя FACS | Действие |
|---|---|---|
| 61 | Глаза поворачиваются налево | |
| М61 | Глаза влево | Наступлению симметричных 14 непосредственно предшествует или сопровождается движением глаз влево. |
| 62 | Глаза поворачиваются направо | |
| М62 | Глаза вправо | Наступлению симметричных 14 непосредственно предшествует или сопутствует движение глаз вправо. |
| 63 | Глаза вверх | |
| 64 | Глаза вниз | |
| 65 | Судак | |
| 66 | Косой глаз | |
| М68 | Вращение глаз вверх | Наступлению симметричных 14 непосредственно предшествует или сопровождается закатыванием глаз вверх. |
| 69 | Глаза направлены так, чтобы смотреть на другого человека | Цифры 4, 5 или 7, по отдельности или в комбинации, возникают, когда взгляд фиксируется на собеседнике. |
| М69 | Голова или глаза смотрят на другого человека | Возникновению симметричных 14 или ЕД 4, 5 и 7, отдельно или в сочетании, непосредственно предшествует или сопутствует движение глаз или головы и глаз, чтобы посмотреть на другого человека в разговоре. |
Коды видимости [ править ]
| номер АС | Имя FACS |
|---|---|
| 70 | Брови и лоб не видны |
| 71 | Глаз не видно |
| 72 | Нижняя часть лица не видна |
| 73 | Все лицо не видно |
| 74 | Не поддается оценке |
Кодексы грубого поведения [ править ]
Эти коды зарезервированы для записи информации о грубом поведении, которая может иметь отношение к оцениваемым мимическим действиям.
| номер АС | Имя FACS | Мышечная основа |
|---|---|---|
| 29 | Упор челюсти | |
| 30 | Челюсть в сторону | |
| 31 | Сжиматель челюстей | жевательный аппарат |
| 32 | [Губу] прикусить | |
| 33 | [Щека] удар | |
| 34 | [Щека] слойка | |
| 35 | [Щека] отстой | |
| 36 | [Язык] выпуклость | |
| 37 | Салфетка для губ | |
| 38 | Расширитель ноздрей | носовой (pars alaris) |
| 39 | Компрессор для ноздрей | носовая ( pars transversa ) и депрессор перегородки носа |
| 40 | Нюхать | |
| 41 | Крышка опускается | лифтер верхнего века (расслабление) |
| 42 | щель | круговая мышца глаза |
| 43 | Глаза закрыты | расслабление верхней мышцы, поднимающей верхнее веко |
| 44 | Косоглазие | сморщиватель брови и круговая мышца глаза |
| 45 | Мигать | расслабление леватора верхнего века ; сокращение круговой мышцы глаза ( pars palpebralis ) |
| 46 | Подмигивание | круглый глаз |
| 50 | Речь | |
| 80 | Глотать | |
| 81 | Жевание | |
| 82 | Пожатие плечами | |
| 84 | Покачивание головой вперед и назад | |
| 85 | Кивнуть головой вверх и вниз | |
| 91 | Вспышка | |
| 92 | Частичная вспышка | |
| 97* | Дрожь/дрожать | |
| 98* | Быстрый взгляд вверх-вниз |
См. также [ править ]
- Компьютерная лицевая анимация.
- Компьютерная обработка языка тела
- Классификация эмоций
- Лицевая электромиография
- Гипотеза обратной связи по лицу
- Мышцы лица
- Микровыражение
Ссылки [ править ]
- ^ Хьёртсё СН (1969). Лицо человека и мимика языка . скачать бесплатно: Карл-Херман Хьортшё, Человеческое лицо и мимический язык». Архивировано 6 августа 2022 г. на Wayback Machine.
- ^ Экман П., Фризен В. (1978). Система кодирования движений лица: метод измерения движений лица . Пало-Альто: Пресса консалтинговых психологов.
- ^ Экман П., Фризен В.В., Хагер Дж.К. (2002). Система кодирования действий лица: Руководство на компакт-диске . Солт-Лейк-Сити: человеческое лицо.
- ^ Мацумото Д. и Уиллингем Б. (2009). «Спонтанные выражения эмоций на лице слепых». Журнал личности и социальной психологии , 96 (1), 1-10.
- ^ Фрейтас-Магальяйнс (2012). «Микроэкспрессия и макроэкспрессия». В Рамачандране В.С. (ред.). Энциклопедия человеческого поведения . Том. 2. Оксфорд: Эльзевир/Академическая пресса. стр. 173–183. ISBN 978-0-12-375000-6 .
- ^ Дель Джудис М., Колле Л. (май 2007 г.). «Различия между детьми и взрослыми в распознавании радостных улыбок». Психология развития . 43 (3): 796–803. дои : 10.1037/0012-1649.43.3.796 . ПМИД 17484588 .
- ^ Розенберг ЭЛ. «Пример и веб-сайт одного преподавателя» . Архивировано из оригинала 6 февраля 2009 г. Проверено 4 февраля 2009 г.
- ^ «Система кодирования действий лица» . Группа Пола Экмана . Проверено 23 октября 2019 г.
- ^ Система кодирования действий лица. Проверено 21 июля 2007 г.
- ^ Сонг, Хуан; Лю, Жилэй (10 марта 2023 г.). «Самоконтролируемое обнаружение единиц действий по лицу с изучением областей и взаимосвязей». arXiv : 2303.05708 [ cs.CV ].
- ^ Рид Л.И., Сайетт М.А., Кон Дж.Ф. (ноябрь 2007 г.). «Влияние депрессии на реакцию на комедию: динамический анализ кодирования лица». Журнал аномальной психологии . 116 (4): 804–9. CiteSeerX 10.1.1.307.6950 . дои : 10.1037/0021-843X.116.4.804 . ПМИД 18020726 .
- ^ Линтс-Мартиндейл AC, Хаджиставропулос Т, Барбер Б, Гибсон С.Дж. (2007). «Психофизическое исследование системы кодирования мимических действий как показателя вариабельности боли у пожилых людей с болезнью Альцгеймера и без нее» . Лекарство от боли . 8 (8): 678–89. дои : 10.1111/j.1526-4637.2007.00358.x . ПМИД 18028046 .
- ^ Парр Л.А., Уоллер Б.М., Вик С.Дж., Бард К.А. (февраль 2007 г.). «Классификация мимики шимпанзе по действию мышц» . Эмоция . 7 (1): 172–81. дои : 10.1037/1528-3542.7.1.172 . ПМК 2826116 . ПМИД 17352572 .
- ^ Парр Л.А., Уоллер Б.М., Берроуз А.М., Готард К.М., Вик С.Дж. (декабрь 2010 г.). «Краткое сообщение: MaqFACS: система кодирования движений лица на основе мышц макаки-резус» . Американский журнал физической антропологии . 143 (4): 625–30. дои : 10.1002/ajpa.21401 . ПМЦ 2988871 . ПМИД 20872742 .
- ^ Уоллер Б.М., Лембек М., Кухенбух П., Берроуз А.М., Либал К. (2012). «GibbonFACS: система кодирования движений лица на основе мышц для гилобатид». Международный журнал приматологии . 33 (4): 809–821. дои : 10.1007/s10764-012-9611-6 . S2CID 18321096 .
- ^ Каейро CC, Уоллер Б.М., Циммерманн Э., Берроуз А.М., Давила-Росс М. (2012). «OrangFACS: система кодирования движений лица орангутанов ( виды понго ) на основе мышц» (PDF) . Международный журнал приматологии . 34 : 115–129. дои : 10.1007/s10764-012-9652-x . S2CID 17612028 .
- ^ Уоллер Б.М., Пирс К., Каейро К.С., Шайдер Л., Берроуз А.М., МакКьюн С., Камински Дж. (2013). «Педоморфная мимика дает собакам избирательное преимущество» . ПЛОС ОДИН . 8 (12): е82686. Бибкод : 2013PLoSO...882686W . дои : 10.1371/journal.pone.0082686 . ПМЦ 3873274 . ПМИД 24386109 .
- ^ Уотан Дж., Берроуз А.М., Уоллер Б.М., МакКомб К. (5 августа 2015 г.). «EquiFACS: Система кодирования действий морды лошадей» . ПЛОС ОДИН . 10 (8): e0131738. Бибкод : 2015PLoSO..1031738W . дои : 10.1371/journal.pone.0131738 . ПМК 4526551 . ПМИД 26244573 .
- ^ Каейро CC, Берроуз AM, Уоллер Б.М. (01 апреля 2017 г.). «Разработка и применение CatFACS: влияют ли на людей, усыновивших кошек, выражение морды кошек?» (PDF) . Прикладная наука о поведении животных . 189 : 66–78. дои : 10.1016/j.applanim.2017.01.005 . ISSN 0168-1591 .
- ^ "Дом" . www.animalfacs.com . Проверено 23 октября 2019 г.
- ^ Вик С.Дж., Уоллер Б.М., Парр Л.А., Смит Паскуалини MC, Бард К.А. (март 2007 г.). «Межвидовое сравнение морфологии и движений лица у людей и шимпанзе с использованием системы кодирования лицевых движений (FACS)» . Журнал невербального поведения . 31 (1): 1–20. дои : 10.1007/s10919-006-0017-z . ПМК 3008553 . ПМИД 21188285 .
- ^ Фризен В., Экман П. (1983), EMFACS-7: Система кодирования эмоциональных действий на лице. Неопубликованная рукопись , т. 2, Калифорнийский университет в Сан-Франциско, с. 1
- ^ «Словарь интерпретации влияния системы кодирования действий лица (FACSAID)» . Архивировано из оригинала 20 мая 2011 г. Проверено 23 февраля 2011 г.
- ^ Уолш, Джозеф (16 декабря 2016 г.). «Изгой-один: компьютерное воскрешение Питера Кушинга впечатляет, но так ли это?» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 23 октября 2023 г.
- ^ «Узнайте, как создавать формы лица FACS в Maya | CG Channel» . Проверено 23 октября 2023 г.
- ^ Гуди, Амог; Тасли, Х. Эмра; Ден Уил, Тим М.; Марулис, Андреас (2015). «Оценка возникновения и интенсивности FACS Action Unit на основе глубокого обучения». 2015 11-я Международная конференция и семинары IEEE по автоматическому распознаванию лиц и жестов (FG) . стр. 1–5. дои : 10.1109/FG.2015.7284873 . ISBN 978-1-4799-6026-2 . S2CID 6283665 . Проверено 23 октября 2023 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Статьи Пола Экмана, касающиеся FACS
- Система кодирования лицевых движений Пола Экмана (FACS)
- Дополнительная информация о различных проектах FACS для животных
- Статья в журнале New Yorker, посвященная FACS
- Подробности из издания FACS 1978 года.
- Сайт в WPI
- загрузка Карла-Хермана Хьортсё, Человеческое лицо и подражательный язык». Архивировано 6 августа 2022 г. в Wayback Machine (оригинальное шведское название книги: «Människans ansikte och mimiska språket». Правильный перевод будет: «Мужское лицо». и язык лица")