當代生活中，「假笑」已成為很多人的日常操作。你能看出來對面的人是在對你假笑嗎？不管你能不能，計算機能。
英國布拉德福德大學的一項研究使用計算機技術(shù)，通過對面部關(guān)鍵點的檢測和跟蹤來自動識別假笑。
研究人員表示，他們找到了自動識別是否假笑的方法。事實證明，當你試圖「尷尬而不失禮貌的微笑」時，你的眼睛會背叛你。
「在微笑時，我們主要使用兩組肌肉：顴大?。▃ygomaticus major），它會讓嘴角向上彎起；而眼輪匝?。╫rbicularis oculi）讓眼角顯出皺紋，」布拉德福德大學視覺計算教授 Hassan Ugail 說道，他曾著有書籍《Computational Techniques for Human Smile Analysis》。
Ugail 表示，「假笑時，通常只有嘴部肌肉在運動。人類往往不會關(guān)注『假笑者』的眼周運動。而計算機在處理這些任務(wù)時判斷力顯然要強得多?！?/div>
這看起來很有道理，不過此前并沒有人在這一方向上作出成果。研究人員于是決定在識別面部肌肉上下功夫。
從某種意義來說，笑容分析類似于德州撲克牌桌上高手們對于他人面部微表情的分析——那些微小的面部抽動可以展現(xiàn)出玩家真正的手牌與情緒。
「微表情是更具自發(fā)性也更微小的面部動作，往往在不自覺的情況下發(fā)生。正因如此，這類動作可以揭示人類真正的內(nèi)在情緒，」以色列理工學院計算機科學教授 Ron Kimmel 解釋道。
Kimmel 表示：「自動識別面部表情并推斷情緒狀態(tài)這一能力具備廣泛的應(yīng)用前景，包括情緒和社交感知系統(tǒng)，優(yōu)化游戲體驗，檢測疲倦駕駛，」以及檢測疼痛和悲傷。
研究過程
那么，這項研究是如何實施的呢？
研究人員首先拍攝帶有微笑表情的視頻，然后識別面部關(guān)鍵點（眼周、臉頰和嘴巴）并進行研究比較，用這樣的方法來分析笑容在時間尺度上是如何表達的。
關(guān)于面部關(guān)鍵點識別，研究人員使用一款名為 CHEHRA 的面部和眼睛關(guān)鍵點實時自動檢測和跟蹤軟件完成該任務(wù)。
Chehra 的檢測結(jié)果示例。（圖源：https://sites.google.com/site/chehrahome/）
識別面部關(guān)鍵點之后，研究人員用他們開發(fā)的一種自動算法來度量微笑時眼周、臉頰和嘴部的動態(tài)變化。該算法的輸出能夠讓研究者精確地度量這幾個面部關(guān)鍵點在時間尺度上的變化，并對比真實微笑和被迫假笑的差異。
該研究提出的計算框架。
對于基線微笑數(shù)據(jù)，研究人員設(shè)置了兩個對照組，以方便將研究中收集到的微笑與假笑 / 真笑進行對比。
具體來說，在假笑數(shù)據(jù)方面，研究者使用公開數(shù)據(jù)集 Extended Cohn-Kanade Dataset (CK+)，涉及 82 個假笑的對象，并且每個圖像的元數(shù)據(jù)包含六種基本情緒中的一種：快樂、驚訝、憤怒、害怕、厭惡或傷心。
而對于真笑數(shù)據(jù)，研究者使用 MUG Facial Expression 數(shù)據(jù)集，涉及 52 個高加索人對象。
數(shù)據(jù)集中的樣本圖像序列。左：CK + 數(shù)據(jù)集；右：MUG 數(shù)據(jù)集。
Ugail 表示，獲取研究對象的假笑是很容易的，但真笑只有在研究對象觀看能夠觸發(fā)自然微笑的視頻時才能獲取到。
研究人員發(fā)現(xiàn)，真笑所需的眼部肌肉運動通常比假笑多 10%。
「因此，關(guān)于哪部分人臉特征包含最多與真笑相關(guān)的信息，這項研究最終得出的結(jié)論是眼睛?！筓gail 表示。「我們的研究結(jié)果不僅確認了文獻中已經(jīng)存在的結(jié)論——發(fā)自真心的笑容會通過眼睛顯現(xiàn)，還對笑容在面部的確切分布提供了更多見解。」
應(yīng)用前景與質(zhì)疑
研究人員認為這項研究的發(fā)現(xiàn)很有前景。例如，經(jīng)過更多研究后，可以基于此為社會學家和臨床醫(yī)學家開發(fā)一款科學工具，供他們研究個體和小組的情緒狀態(tài)。
他們還指出，這項研究有望納入生物識別身份認證軟件，尤其是通過對比某個人的視頻和他自己的真笑和假笑視頻數(shù)據(jù)庫，來判斷他的身份。
不過他們也表示，在商業(yè)化之前仍需更多研究。Ugail 表示，需要通過 CHEHRA 執(zhí)行使用更大規(guī)模真笑和假笑數(shù)據(jù)集的實驗，后續(xù)的實驗還需要收集不同種族人群的微笑。
然而，科羅拉多大學視覺與安全技術(shù)實驗室負責人 Terrance E. Boult 對該研究持懷疑態(tài)度。Boult 表示，該研究論文的「實驗設(shè)計存在一些基礎(chǔ)問題：『真笑』與『假笑』來自不同的數(shù)據(jù)集，這意味著真笑和假笑之間的差異很可能來自于數(shù)據(jù)集的差異」。
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