Файл: Невербальные проявления эмоциональных проявлений человека..pdf

Для наглядности, полученные результаты представлены на рисунке 2.1.

Рис. 2.1 Психологические трудности общения

На основании полученных данных по методике Лабунской, мы выявили, что на данный момент в группе студентов, принимавших участие в диагностике, наблюдается проблема в умениях и навыках организации взаимодействия, а именно прослеживается желание партнера больше говорить, чем слушать, привычка партнера перебивать разговор, неумение выйти из общения, вовремя его прекратить, неумение аргументировать замечания и предложения, концентрация внимания партнера только на своих мыслях и чувствах.

Сильно подвижная мимика свидетельствует об оживленности и быстрой сменяемости восприятия впечатлений и внутренних переживаний. Сильно подвижная мимика свидетельствует о легкой возбудимости от внешних раздражителей. Такая возбудимость может достичь маниакальных размеров. По очень сильной мимической игре мы можем судить о быстро сменяющих друг друга внутренних переживаниях, а также об оживленном, эмоциональном многогранном и активном восприятии происходящего. Наблюдается также беспрерывная жестикуляция и речь, неустойчивая эйфория и поверхностная деловитость, а также беспорядочность мыслей.

2.3 Анализ направлений и возможностей комплексного использования инструментальных методов

Проблема восприятия состояния человека по мимике лица активно разрабатывается современной наукой. В психологии получен большой эмпирический материал, раскрывающий природу мимических экспрессий, условия и способы их распознавания, роль выражений лица в регуляции взаимодействия людей; предложен ряд концепций, описывающих различные аспекты межличностного восприятия^[17],^[18].

Для оценки особенностей восприятия различных экспрессий лица был разработан аппаратнопрограммный комплекс, представляющий собой приложение для просмотра, фиксации и визуализации перемещения взгляда пользователя на языке C# с использованием камеры Tobii Eye Tracker 4C.

Камера Tobii Eye Tracker 4C была выбрана в результате анализа существующего рынка устройств отслеживания взгляда (табл. 2)^[19].

На основании данных, приведённых в таблице 1, можно сделать вывод, что точность устройств оказалась примерно одинаковой – около 0,5°. При этом частота сканирования находится в диапазоне 60–120 Гц.

В широком диапазоне меняется стоимость устройств – поэтому данный параметр оказывается решающим в выборе устройства. В результате проведенного анализа для исследования было выбрана камера Tobii Eye Tracker 4c, так как она является оптимальной по соотношению цены и качества, а также использует SDK, поддерживающее множество языков программирования, включая Python, C, C#.

Таблица 2

Основные характеристики устройств, которые могут быть использованы для отслеживания взгляда человека

Были проведены эксперименты, целью которых было выявление закономерностей в восприятии человеком базовых эмоций с помощью анализа перемещения взгляда в зонах интереса при просмотре видео разного «эмоционального окраса».

Для проведения эксперимента был составлен набор из 6-ти тестовых стимулов. Каждый из них представляет собой видеофайл, содержащий последовательность кадров изменения мимики лица человека – от нейтрального до целевой эмоции. Естественный фон был обрезан по контуру головы. Длина каждого видео составляет 1 секунда – 30 кадров. Совокупность кадров видеофайла представлена на рисунке 2.

Рис.2. Последовательность кадров видеофайла

В соответствии с системой кодирования лицевых движений, разработанной П. Экманом, анализ изменений мимики лица сводится к следующим областям: левый глаз, правый глаз, нос, рот^[20]. В соответствии с этим положением были выделены соответствующие «зоны интереса» для исследования восприятия эмоций. Схематически исследуемые «зоны интереса» представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Зоны интереса: 1) левый глаз, 2) правый глаз, 3) нос, 4) рот

Исследуемой величиной является общая продолжительность нахождения центра взгляда в зоне интереса, измеряемая в миллисекундах.

Также исследованию подлежал анализ правильности распознавания продемонстрированной эмоции посредством выбора соответствующего тега. В интерфейсе программы пользователю предлагалось выбрать тег, описывающий, какая эмоция была продемонстрирована (рис. 43).

Рис.4. Интерфейс тегирования эмоций

Для визуализации перемещения взгляда был использован метод графического представления данных в виде тепловой карты^[21].

В тестировании принимало участие 10 человек: 5 мужчин и 5 женщин в возрасте от 20 до 25 лет. Согласно инструкции, испытуемым было необходимо зафиксировать взгляд на представляемых им стимулах. При этом посредством камеры Tobii eye tracker 4c фиксировались перемещения направления взгляда и записывались в файл для анализа. В результате тестирования были получены данные, приведенные в таблице 3.

По завершении каждого теста испытуемому необходимо было выбрать тег в окне программы, соответствующий продемонстрированной эмоциональной экспрессии.

Результаты анализа правильности распознавания испытуемым базовой эмоции приведены в таблице 4.

Таблица 3

Общая продолжительность фиксаций в каждой лицевой области каждой из 6 эмоциональных экспрессий

Таблица 4

Процент верного распознавания каждой эмоции

По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы.

1. При экспозиции изображений экспрессий лица количество фиксаций направления взгляда происходит в левой половине в большей степени.

2. На выделенные «зоны интереса» затрачивается большая часть времени восприятия.

3. Максимальная продолжительность осмотра приходится на зону носа и переносицы, в меньшей степени – на зону рта и глаз.

4. Также из таблицы 3 можно заметить, что сильная экспрессия, такая как радость, страх и удивление распознаются лучше, чем остальные. Полученные результаты и предложенные методы оценки интереса участков изображения применяются в работе по распознаванию эмоциональных состояний.

Использование жестов в определении эмоционального состояния человека.

Рассматриваемый подход основан на использовании жестов для увеличения точности оценки эмоций. Он базируется на использовании сенсора Leap Motion^[22]. Этот сенсор используется для считывания данных о динамике движения кистей рук человека в пространстве, а также для определения (распознавания) жестов. Данный подход дополняет собой другой метод определения эмоционального состояния человека, основанный на анализе мимики лица человека (см. выше).

В качестве технического устройства для захвата движения рук было рассмотрено несколько устройств: Leap Motion, Microsoft Kinect и OptiTrack. Сенсор Microsoft Kinect обладает довольно плохой точностью распознавания мелких объектов, что делает невозможным распознавание пальцев рук человека. Данный технический недостаток в дальнейшем пагубно скажется на распознавании жестов и некоторых видов движения, например, дрожания.

Камера OptiTrack обладает необходимыми характеристиками и способна обеспечить распознавание любых частей тела человека, их движений. Однако использование данной камеры нецелесообразно из-за дороговизны устройства.

Из трех рассмотренных устройств наиболее подходящим оказался сенсор Leap Motion. При относительной дешевизне он обладает необходимыми характеристиками, достаточными для реализации метода, использующего жесты для определения текущего эмоционального состояния человека.

Метод распознавания эмоционального состояния по мимике и жестам состоит из двух этапов:

сначала происходит считывание мимики лица человека и определение его вероятных эмоций. Затем эта информация сопоставляется с данными, полученными с помощью Leap Motion. При проявлении эмоций человек рефлекторно совершает некоторые действия руками. Это могут быть как изменения в динамике их движения, так и формирование определенных жестов. На рисунке 54 продемонстрированы примеры жестов человека при проявлении эмоций.

Рис. 5. Жесты при проявлении эмоций. а) – удивление, б) гнев, в) нейтральность.

Помимо жестов, для уточнения эмоций можно использовать информацию о динамике движения рук. Например, при проявлении страха у человека могут начать трястись руки. При испуге может резко измениться их положение в пространстве. На рисунке 6 изображен график, отображающий резкое изменение положения руки в пространстве при испуге. Ключевая точка, изменение положения которой исследуется, находится в центре руки.

Рис. 6. Резкое изменение положения рук в пространстве при испуге

Метод, основанный на анализе движения рук человека, позволяет в целом улучшить точность распознавания эмоций. В большей степени это касается тех эмоций, которые являются наименее выразительными и, следовательно, более труднораспознаваемыми (страх, отвращение и злость).

Для проверки утверждения об увеличении точности распознавания эмоций, при дополнительном использовании сенсора Leap Motion, было реализовано программное приложение. Оно распознает эмоции человека по видеоизображению, которое захватывается с веб-камеры, присоединенной к компьютеру (или входящей в состав компьютера – для ноутбуков), и жестам рук.