IEEE接入:伪装表情数据库的构建及基准评估

资料来源：心理研究所，2021年12月19日18:34

面部表情是面部肌肉在眉毛、眼睛、嘴角等部位运动的外在表现，传达一个人的情感感受。除了常见的自然表情，人们还可以表现出伪装的面部表情，以掩盖或压抑内心真实的情绪状态。伪装经常发生：比如家长对孩子作业潦草很恼火，但为了不挫伤孩子的自信心，他们假装很高兴继续辅导；比如有些窗口部门的工作人员，即使遇到什么伤心事，也要时刻保持微笑服务。构建高质量的伪

面部表情是面部肌肉在眉毛、眼睛、嘴角等部位运动的外在表现，传达一个人的情感感受。除了常见的自然表情，人们还可以表现出伪装的面部表情，以掩盖或压抑内心真实的情绪状态。

伪装经常发生：比如家长对孩子作业潦草很恼火，但为了不挫伤孩子的自信心，他们假装很高兴继续辅导；比如有些窗口部门的工作人员，即使遇到什么伤心事，也要时刻保持微笑服务。

构建高质量的伪装表情数据库有助于系统深入地研究伪装表情的表情特征和识别算法。脑与认知科学国家重点实验室傅晓兰课题组近期发表了一项研究，构建了实验室场景中伪装表情的数据库，并使用机器学习算法对数据库进行了基准测试，如图1所示。

实验前，受试者需要练习并熟悉六种基本表情(快乐、悲伤、愤怒、厌恶、恐惧和惊讶)的表达特征。在正式实验中，受试者观看情绪诱导片段，在游戏结束时，他们根据表情图片的线索表达与诱导情绪一致或不一致的表情。因此，将诱导的情感类型和需要表达的表情组合起来，得到36种表情。随后，研究人员使用面部动作编码系统(FACS)对采集到的视频数据进行人工编码，该数据库包含22名受试者的778个表达序列。

在基准评估方面，使用支持向量机(SVM)提取表达序列的LBP-top(来自三个正交平面的局部二进制模式)特征并进行分类(见表1)。对于特征提取中不同的LBP编码半径设置，通过留一受试者交叉验证，伪装表情和非伪装表情分类的最高识别准确率为78.80%。这表明在收集的伪装表达数据库中，表达序列中是否存在伪装是高度可区分的。此外，视频诱导情感分类(6E)和表情分类(6R)的最高识别准确率分别为26.83%和47.77%。真实诱发情绪的识别率只比随机水平高10%左右，这说明姿势表情的存在使得真实情绪的识别非常困难。此外，该研究还利用卷积神经网络自动提取表情图片的特征信息，进一步提高了表情的识别率。

这项研究有助于加深对复杂人类表情的理解。该表情库也已在课题组网站上发布，可供对心理学、计算机科学等学科感兴趣的研究人员使用，将极大地促进心理学与计算机科学在该领域的进一步融合。(100yiyao.com)

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