Диссертация (1147492), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Песочный, ул. Ленинградская, д. 4) для оценкипоказателей социально-психологического стресса онкологических больных. Необходимоотметить, что оценка по шкале общей тревоги ниже 4 станайнов соответствует низкому уровнютревожности, равная 4,5 или 6 станайнам соответствует нормальному уровню, а оценка от 7станайнов и выше свидетельствует о высоком уровне тревожности, о наличии дезадаптации идисгармонии со средой в целом (Бизюк и др., 1997).2.2 Психофизический методЦельюданнойсерииисследованияявлялосьизучениевлиянияфакторанеопределенности сигнала на восприятие визуальной информации испытуемыми, а такжеэффективность их работы.
Более узкая задача состояла в том, чтобы психофизическимиметодами выявить пороги распознавания мимических выражений и поворота головы взависимости от градации выраженности признака, уровня аддитивной помехи и количества32измененных пикселей изображения. Как было показано в главе 1 данной работы примеромподобного рода неопределенности может служить семантика самого изображения, например,слабые мимические деформации.
Так, в оценках нейтрального лица обнаруживаетсяприсутствие и эмоций радости, и горя, и отвращения, и удивления, зависящее от морфотипа(особенностей конфигурации) лица натурщика (Барабанщиков и др., 2014). Также классическимпримером неопределенности может служить помеха различной степени интенсивности.Испытуемые. В исследовании приняли участие 29 добровольцев (13 мужчин и 16женщин) с остротой зрения не менее 1, праворуких, без неврологических патологий. Участие втесте принимала та же группа добровольцев, которая проходила психологическое исследование(ИТТ).Методика непрерывного 3D морфинга.
В рамках данного исследования все манипуляциис изображением выполнены на базе программного обеспечения (далее по тексту ПО) - FaceGen(Singular Inversions, Canada). Валидность реализованных программных алгоритмов морфингабыла неоднократно доказана в многочисленных психологических исследованиях (Oosterhof etal., 2008; Todorov et al., 2008; Potter et al., 2008; Freeman; Roesch et al., 2010). Данная программазарекомендовала себя как надежный инструмент 3D морфинга с большим набороминструментов для моделирования различных мимических выражений лица. 3D морфинг технологии компьютерной анимации, создающий впечатление плавной трансформации одногообъекта в другой.
Сам термин происходит от слова metamorphosing - проведениепреобразования, в котором один образ постепенно преобразуется в другой.Необходимо отметить, что образы - 3D модели головы - представлены с помощьюполигональной сетки и натянутой текстуры. Размещая в программе два образа, например, сминимальной и максимальной степенями выраженности эмоции, можно синтезировать ихпромежуточные варианты. Таким образом, осуществляется непрерывной морфинг лица. Важноподчеркнуть,чтодляосуществленияпреобразований,нетнеобходимостиработатьнепосредственное с полигональной сеткой.
В программе реализован специальный программныйинтерфейс для графических устройств OpenGL 1.1. Он включает в себя более 150 команд, спомощью которых пользователь может определять различные объекты и производитьрендеринг. Другими словами, графический ускоритель позволяет определять объекты, ихвозраст, пол, расовую принадлежность, задавать их местоположение в трехмерномпространстве, осуществлять повороты, наклоны, накладывать цвет, текстуру посредствомдвижения специальных указателей. Таким образом, можно считать, что данное программноеобеспечение является одним из наиболее перспективным в классе средств создания и обработкитрехмерной графики.
В тоже время, следует отметить, что модели оптоклонов еще далеки отизображений реальных людей. В моделях отсутствует корректное анатомическое описание33висцерального черепа, прилегающих его мышечных и кожных покровов. Однако, не смотря наэтот недостаток программы, во многих исследованиях отмечается валидность примененияметодов морфинга лица, реализованных в FaceGen. Например, в исследовании Roesch (Roesch etal., 2010) приводятся данные о корреляции шкалы экспрессии, сгенерированной в FaceGen, cтак называемыми единицами действия (action units), которые являются неотъемлемой частьюметодики FACS – «системы кодирования активности лицевых мышц», разработанной в 70-е гг.(рисунок 5).Рисунок 5 – Результат связи морфинга экспрессий, реализованных в FaceGen (на рисункеотмечено FG), c единицами действия AU по методике FACS (Roesch et al., 2010)Анализ выполнен специалистами по распознаванию (кодировщиками FACS) на примере180 сгенерированных лиц в FaceGen.
Результаты показали, что у мимики радости и грусти (пошкале FaceFen) обнаружена корреляция с такими «единицами действия» (AU) (по методуFACS), как медиальная и латеральная часть лобной мышцы (AU1, AU2), мышцей, опускающейбровь (AU4), круговой мышцей глаза (глазничная и вековая часть) (AU6, AU7), большойскуловой мышцей (AU12), круговой мышцей рта (AU24) и мышцей, опускающей нижнюю губу(AU25), то есть основными группами мышц, отвечающих за генерацию мимики радости игрусти. Подобные деформации не могут передать все разнообразие мимических экспрессий, ноявляются контролируемыми параметрами, подходящими для цели данного исследования.Стимулы.Длярешенияпоставленнойзадачиметодаминейроиконикибылисинтезированы изображения с аддитивной некоррелированной помехой различной степениинтенсивности.
В качестве зрительных стимулов синтезировали черно-белые изображенияодного лица виртуального человека - оптоклона. Для анализа «эмоциональной» и«когнитивной» составляющих процесса распознавания лиц, синтезировали два оппонентныхвида эмоции (радость и грусть) и два типа поворота (направо и налево). Методика синтезастимулов включала несколько этапов.На первом этапе были сформированы основные признаки лица: раса, пол и возраст(рисунок 6). Согласно методике, оптоклон был усреднен по полу (во вкладке «gender» указатель34пола выставлен на среднее значение между мужчиной и женщиной) и расе (во вкладке «racemorthing» указатель стоит на позиции - «all races»).
Возраст указан 30 лет.На втором этапе генерировали два вида эмоции (радость - грусть) и два типа поворота(поворот направо и поворот налево). На рисунке 7 представлено изменение мимики лица напримере эмоции радости (пункт 5 - «SmileClosed»).Общую шкалу эмоции от «0» до «1» разбивали на 10 градаций: 0 – «отсутствие»признака (лицо нейтральное) – 0,1 – 0,5 – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 7 – 10. Таким образом, получалинабор стимулов выраженности эмоции радости и грусти низкой степени интенсивности, так какбольшинство градаций смещено в область минимальных значений.Рисунок 6 - Основные признаки оптоклона лица35Рисунок 7 - Генерация мимики оптоклона на примере прямо смотрящего человека(максимальная степень выраженности эмоции радости)На рисунке 8 представлено изменение степени поворота головы оптоклона.
Шкалуповорота («Yaw Angle») также, как и для эмоции, разбивали на 10 градаций, где минимум это 0- отсутствие поворота, а максимум - 10 градусов смещения. Остальные степени выраженностипризнака были такими же, как в шкале выраженности признака эмоции. Выбор максимальногозначения выраженности признака поворота осуществляли методом экспертных оценок наоснове предварительно проведенного пилотного исследования. Примеры поворота и эмоциипредставлены на рисунках 9-10.Рисунок 8 - Генерация поворота оптоклона на примере нейтрального лица с поворотом налево3600,10,512345710морфинг эмоции грусти на примере прямо ориентированного лицаморфинг эмоции радости на примере прямо ориентированного лицаРисунок 9 - Степень выраженности эмоции радости и грусти на примере прямо ориентированного лица00,10,5123457морфинг поворота налево на примере нейтрального лицаморфинг поворота направо на примере нейтрального лицаРисунок 10 - Степень выраженности поворота направо и налево на примере нейтрального лица1037Использовалитривариантапредъявленияизображениясаддитивнойнекоррелированной помехой с амплитудой 30%, 50% и 70% от средней яркостиизображений.
Примеры предъявления стимулов с разным уровнем помехи представленына рисунке 11.0%50%30%70%Рисунок 11 - Уровни аддитивной некоррелированной помехи на примере предъявлениянейтрального прямо смотрящего лицаДля каждой градации виртуального оптоклона был рассчитан процент изменённыхпикселей по параметру RGB.
Размер пикселя сгенерированного изображения составил0,27 мм. На рисунках 12-13 приведён пример изменения количества пикселей по каждойградации в сравнении с нейтральным прямо смотрящим лицом (градация «0»). Видно, чтоколичество изменённых пикселей больше при изменении поворота, так как с увеличениемкаждой градации все большему изменению подлежит индифферентная часть лица: лоб,нос, положение глаз. В ситуации поворота лица на максимальную выбранную намистепень в 10° по шкале FaceGen процент измененных пикселей достигает 60%.
В случае сизменением выраженности мимических экспрессий мы наблюдаем отличную картину.Общие конфигуративные признаки лица не меняются, оптоклон всегда смотрит прямо,38изменения происходят только в мимических лицевых мышцах. Так, в ситуациивыраженности максимальной степени мимических экспрессий процент изменённыхпикселей по шкале FaceGen не превышает 40%.Поворот налевоградация выраженности признака - 7Поворот направоградация выраженности признака - 7Мимика радостиградация выраженности признака - 7Мимика грустиградация выраженности признака - 7Рисунок 12 - Количество изменённых пикселей тестовых изображений в максимальнойстепени выраженности признаков в сравнении с нейтральным прямо смотрящимлицом.
Прокрашены только измененные пиксели.39100% измененных пикселов9080170605023403020410000.10.512345Градации выраженности признака710Рисунок 13 - Процент изменённых пикселей изображения оптоклона по всемградациям в сравнении с градацией «0» (нейтральным прямо смотрящим лицом): 1 – вусловиях поворота направо; 2 – в условиях поворота налево; 3 – в условиях мимикирадости; 4 – в условиях мимики грусти. В ситуации изменения поворота лицо былонейтральным, а в ситуации изменения выраженности эмоций – прямо ориентированным.Изменения считали в среде MatlabОборудование и процедура.
Стимульные изображения предъявлялись на экраненоутбука (Sony Vaio VPC-F13S1R/B, тактовая частота 2667 MHz), в условиях отсутствияосвещенности, окно было закрыто светонепроницаемыми шторами, свет выключен.Испытуемые располагались на расстоянии 2,75 м. от экрана и смотрели на изображениебинокулярно. Угловые размеры изображений с учетом расположения добровольцасоставляли 2,5º.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
