Εκτίμηση Της Κατεύθυνσης Του Βλέματος Με Χρήση Ενεργών Μοντέλων Εμφάνισης

Abstract

Η συγκεκριμένη διπλωματική έχει σαν αντικείμενο την επίλυση προβλημάτων που προκύπτουν από την αναγνώριση και μοντελοποίηση του αναθρώπινου προσώπου, εστιάζοντας στο μεγαλύτερο μέρος της στην εκτίμηση της κατεύθυνσης του βλέμματος (eye gaze). Επιπλέον, αναλύονται και γίνεται προσπάθεια να επιλυθούν και άλλα σημαντικά προβλήματα που σχετίζονται με τη μοντελοποίηση του προσώπου όπως η εκτίμηση της πόζας κεφαλιού και η αναγνώριση συναισθήματος με βάση χαρακτηριστικά του προσώπου του. Αρχικά, γίνεται μια συστηματική και συνοπτική επισκόπηση των μεθόδων της βιβλιογραφίας σχετικά με τα παραπάνω προβλήματα καθώς και περιγραφή των μεθόδων υλοποίησης και προσαρμογής των Ενεργών Μοντέλων Εμφάνισης (AAMs) σε νέες εικόνες. Στη συνέχεια, ακολουθεί η ανάλυση και υλοποίηση του συστήματος υπολογισμού του eye gaze ακολουθώντας δύο διαφορετικές προσεγγίσεις. Στην πρώτη από αυτές αναλύεται μια μέθοδος υπολογισμού του eye gaze που στηρίζεται στο γεωμετρικό μοντέλο του ματιού, η οποία παρέχει εκτίμηση υπό μορφή γωνιών. Για την ακριβέστερη εκτίμηση του eye gaze αναπτύσσεται, σαν ένα ενδιάμεσο στάδιο, μια τεχνική υπολογισμού της πόζας κεφαλιού. Σύμφωνα με τη δεύτερη προσέγγιση γίνεται κατηγοριοποίηση του gaze με χρήση μοντέλων μείγματος γκαουσιανών συναρτήσεων (GMMs) σε διακριτές κλάσεις, τόσο με βάση τις παραμέτρους του τοπικού AAM όσο και με χαρακτηριστικά Ιστογραμμάτων Προσανατολισμένης Κλίσης (HOGs), και προτείνεται τρόπος για την αντιστοίχιση των κλάσεων με γωνίες. Τέλος, γίνεται ανάπτυξη ενός συστήματος κατηγοριοποίησης του συναισθήματος σε διακριτές κλάσεις, βασιζόμενο στις παραμέτρους των AAMs και χρησιμοποιώντας σαν ταξινομητές GMMs αλλά και Κρυφά Μαρκοβιανά Μοντέλα (HMMs).