Luận Văn Thạc Sĩ Về Kỹ Thuật Lựa Chọn và Nhận Dạng Biểu Cảm Khuôn Mặt

• Tác giả: Nguyễn Xuân Thuyết
• Người hướng dẫn: PGS. TS Đỗ Năng Toàn
• Trường học: Trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học máy tính
• Đề tài: Các Kỹ Thuật Lựa Chọn, Trích Rút, Ghi Nhận Trạng Thái Biểu Cảm Cơ Bản Của Mặt Người
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• PHẦN MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ BIỂU CẢM KHUÔN MẶT VÀ BÀI TOÁN TRÍCH RÚT ĐẶC TRƯNG BIỂU CẢM KHUÔN MẶT
• 1.1. Khái quát về biểu cảm khuôn mặt
• 1.2. Khái niệm biểu cảm khuôn mặt
• 1.3. Vấn đề biểu diễn biểu cảm khuôn mặt 3D
• 1.4. Bài toán trích rút đặc trưng phục vụ biểu diễn biểu cảm khuôn mặt 3D
• 1.5. Giới thiệu bài toán
• 1.6. Một số vấn đề trong việc triển khai thực tế
• 1.7. Vấn đề ràng buộc dữ liệu
• 1.8. Vấn đề lựa chọn tập điểm điều khiển
• 1.9. Một số ứng dụng liên quan
• 2. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT LỰA CHỌN, TRÍCH RÚT, GHI NHẬN TRẠNG THÁI BIỂU CẢM MẶT NGƯỜI
• 2.1. Kỹ thuật SIFT
• 2.2. Tổng quan về SIFT. Nội dung giải thuật
• 2.3. Dò tìm cực trị cục bộ
• 2.4. Trích xuất keypoint
• 2.5. Gán hướng cho các keypoint. Tạo bộ mô tả cục bộ
• 2.6. Kỹ thuật đối sánh
• 2.7. Một số hướng cải tiến, phát triển thuật toán SIFT
• 2.8. Giảm số lượng keypoint trích xuất ở mỗi ảnh
• 2.9. Dùng lược đồ màu loại trừ trước các ảnh ít khả năng tương đồng
• 2.10. Trích xuất đối tượng ra khỏi ảnh theo đối tượng mẫu
• 2.11. Kỹ thuật AAM. Giới thiệu về mô hình biểu diễn động. Mô hình thống kê của sự biểu diễn đối tượng
• 2.12. Phương pháp phân tích đặc trưng chính (Principle component analysis - PCA). Mô hình thông kê của hình dạng đối tượng
• 2.13. Mô hình thống kê của kết cấu đối tượng
• 2.14. Sự tổng hợp mô hình hình dạng và kết cấu thành mô hình biểu diễn
• 2.15. Tổng quan quá trình tìm kiếm dựa vào AAM. Ràng buộc tìm kiếm trong AAM
• 2.16. Mô hình so khớp
• 2.17. Tìm kiếm vị trí định trước của mô hình
• 2.18. Ứng dụng mô hình biểu diễn động vào nhận dạng khuôn mặt
• 2.19. Giới thiệu bài toán nhận dạng khuôn mặt và vai trò của AAM. Dữ liệu huấn luyện
• 3. CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM
• 3.1. Phân tích yêu cầu bài toán
• 3.2. Phân tích lựa chọn công cụ
• 3.3. Một số kết quả chương trình
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Kỹ Thuật Trích Rút và Nhận Dạng Biểu Cảm Khuôn Mặt

Kỹ thuật trích rút và nhận dạng biểu cảm khuôn mặt là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong công nghệ thông tin và trí tuệ nhân tạo. Nó liên quan đến việc phân tích và nhận diện các trạng thái cảm xúc thông qua các biểu cảm trên khuôn mặt con người. Các nghiên cứu trong lĩnh vực này không chỉ giúp cải thiện các hệ thống nhận diện khuôn mặt mà còn mở ra nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày.

1.1. Khái niệm và Ý nghĩa của Biểu Cảm Khuôn Mặt

Biểu cảm khuôn mặt là cách thức thể hiện cảm xúc của con người thông qua các cơ mặt. Nó đóng vai trò quan trọng trong giao tiếp và tương tác xã hội. Việc hiểu rõ về biểu cảm khuôn mặt giúp phát triển các hệ thống nhận diện cảm xúc hiệu quả hơn.

1.2. Lịch sử Phát Triển Kỹ Thuật Nhận Dạng Khuôn Mặt

Lịch sử nghiên cứu về nhận dạng khuôn mặt bắt đầu từ những năm 1970 với các phương pháp đơn giản. Qua thời gian, công nghệ đã phát triển mạnh mẽ, từ việc sử dụng hình ảnh tĩnh đến các hệ thống nhận diện khuôn mặt trong thời gian thực.

II. Vấn Đề và Thách Thức trong Nhận Dạng Biểu Cảm Khuôn Mặt

Mặc dù có nhiều tiến bộ trong lĩnh vực nhận dạng biểu cảm khuôn mặt, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác, tốc độ xử lý và khả năng nhận diện trong điều kiện ánh sáng khác nhau vẫn là những thách thức lớn.

2.1. Độ Chính Xác trong Nhận Dạng Biểu Cảm

Độ chính xác của các hệ thống nhận diện biểu cảm khuôn mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chất lượng hình ảnh và thuật toán sử dụng. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc cải thiện độ chính xác là một trong những ưu tiên hàng đầu trong lĩnh vực này.

2.2. Ảnh Hưởng của Điều Kiện Ánh Sáng

Điều kiện ánh sáng có thể ảnh hưởng lớn đến khả năng nhận diện biểu cảm khuôn mặt. Các hệ thống cần được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong nhiều điều kiện ánh sáng khác nhau, từ ánh sáng tự nhiên đến ánh sáng nhân tạo.

III. Phương Pháp Trích Rút Đặc Trưng Biểu Cảm Khuôn Mặt

Có nhiều phương pháp khác nhau để trích rút đặc trưng biểu cảm khuôn mặt, bao gồm các thuật toán như SIFT, AAM và PCA. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các ứng dụng khác nhau.

3.1. Thuật Toán SIFT trong Nhận Dạng Khuôn Mặt

SIFT (Scale Invariant Feature Transform) là một trong những thuật toán phổ biến nhất trong việc trích rút đặc trưng khuôn mặt. Nó cho phép nhận diện các điểm đặc trưng trên khuôn mặt một cách chính xác và hiệu quả.

3.2. Mô Hình AAM và Ứng Dụng của Nó

Mô hình AAM (Active Appearance Model) là một phương pháp mạnh mẽ trong việc mô phỏng và nhận diện biểu cảm khuôn mặt. Nó kết hợp giữa hình dạng và kết cấu của khuôn mặt để tạo ra các mô hình chính xác.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Nhận Dạng Biểu Cảm Khuôn Mặt

Nhận dạng biểu cảm khuôn mặt có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như an ninh, giải trí và y tế. Các hệ thống nhận diện khuôn mặt đang được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như xác thực sinh trắc học và phân tích tâm lý.

4.1. Ứng Dụng trong An Ninh và Xác Thực

Các hệ thống nhận diện khuôn mặt được sử dụng trong an ninh để xác thực danh tính và theo dõi. Chúng giúp tăng cường an ninh tại các khu vực công cộng và giảm thiểu tội phạm.

4.2. Ứng Dụng trong Giải Trí và Trò Chơi

Trong ngành công nghiệp giải trí, nhận diện biểu cảm khuôn mặt được sử dụng để tạo ra các nhân vật 3D sống động trong trò chơi và phim ảnh. Điều này giúp nâng cao trải nghiệm người dùng.

V. Kết Luận và Tương Lai của Kỹ Thuật Nhận Dạng Biểu Cảm Khuôn Mặt

Kỹ thuật nhận dạng biểu cảm khuôn mặt đang phát triển nhanh chóng và hứa hẹn sẽ có nhiều ứng dụng trong tương lai. Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc cải thiện độ chính xác và khả năng hoạt động trong các điều kiện khác nhau.

5.1. Xu Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Các xu hướng nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc phát triển các thuật toán mới và cải thiện khả năng nhận diện trong các tình huống phức tạp. Điều này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ứng dụng công nghệ.

5.2. Tác Động của AI trong Nhận Dạng Biểu Cảm

Công nghệ AI đang đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện các hệ thống nhận diện biểu cảm khuôn mặt. Sự phát triển của AI sẽ giúp nâng cao độ chính xác và khả năng xử lý của các hệ thống này.