System kodowania akcji twarzy - Facial Action Coding System
Facial Action Coding System ( FACS ) to system taksonomizacji ruchów twarzy człowieka na podstawie ich wyglądu na twarzy, oparty na systemie pierwotnie opracowanym przez szwedzkiego anatoma Carla-Hermana Hjortsjö. Został on później przyjęty przez Paula Ekmana i Wallace'a V. Friesena i opublikowany w 1978 roku. Ekman, Friesen i Joseph C. Hager opublikowali znaczącą aktualizację FACS w 2002 roku. Ruchy poszczególnych mięśni twarzy są kodowane przez FACS z niewielkich różnych natychmiastowych zmian w wyglądzie twarzy. Powszechnym standardem jest systematyczne kategoryzowanie fizycznego wyrażania emocji , które okazało się przydatne dla psychologów i animatorów . Ze względu na problemy z subiektywizmem i zużyciem czasu, FACS został ustanowiony jako zautomatyzowany komputerowy system, który wykrywa twarze na filmach wideo, wyodrębnia cechy geometryczne twarzy, a następnie tworzy profile czasowe każdego ruchu twarzy.
Zastosowania
Korzystając z FACS, ludzie kodujący mogą ręcznie zakodować niemal każdy możliwy anatomicznie wyraz twarzy, rozkładając go na określone jednostki działania (AU) i ich segmenty czasowe, które wytworzyły wyraz. Ponieważ jednostki AU są niezależne od jakiejkolwiek interpretacji, mogą być używane do dowolnego procesu decyzyjnego wyższego rzędu, w tym rozpoznawania podstawowych emocji lub wstępnie zaprogramowanych poleceń dla inteligentnego środowiska otoczenia. Podręcznik FACS ma ponad 500 stron i zawiera AU, a także interpretację Ekmana ich znaczenia.
FACS definiuje AU, które są skurczem lub rozluźnieniem jednego lub więcej mięśni. Definiuje również szereg Deskryptorów Działania, które różnią się od AU tym, że autorzy FACS nie określili podstawy mięśniowej dla działania i nie rozróżnili konkretnych zachowań tak dokładnie, jak w przypadku AU.
Na przykład FACS można wykorzystać do rozróżnienia dwóch rodzajów uśmiechów w następujący sposób:
- Nieszczery i dobrowolne Pan-Am smile : skurcz jarzmowej głównym sam
- Szczery i mimowolny uśmiech Duchenne'a : skurcz większej i dolnej części jarzmowej okrężnicy oka .
Chociaż etykietowanie wyrażeń wymaga obecnie przeszkolonych ekspertów, badacze odnieśli pewien sukces w wykorzystaniu komputerów do automatycznej identyfikacji kodów FACS. Komputerowe modele twarzy, takie jak CANDIDE lub Artnatomy , pozwalają na sztuczne pozowanie ekspresji poprzez ustawienie żądanych jednostek działania.
Zaproponowano zastosowanie FACS do analizy depresji i pomiaru bólu u pacjentów niezdolnych do wyrażania się werbalnie.
FACS został zaprojektowany jako samouczący się. Ludzie mogą nauczyć się tej techniki z wielu źródeł, w tym podręczników i warsztatów, i uzyskać certyfikat poprzez testy. Oryginalny FACS został zmodyfikowany w celu analizy ruchów twarzy u kilku naczelnych innych niż ludzie, a mianowicie szympansów , makaków rezusów, gibonów i siamanów oraz orangutanów. Niedawno został opracowany również dla gatunków domowych, w tym psa, konia i kota. Podobnie jak ludzki FACS, zwierzęcy FACS posiada podręczniki dostępne online dla każdego gatunku wraz z odpowiednimi testami certyfikacyjnymi.
W związku z tym FACS może być używany do porównywania repertuarów twarzy różnych gatunków ze względu na jego podstawę anatomiczną. Badanie przeprowadzone przez Vick i in. (2006) sugeruje, że FACS można modyfikować, biorąc pod uwagę różnice w podstawowej morfologii. Takie rozważania umożliwiają porównanie homologicznych ruchów mimicznych występujących u ludzi i szympansów, aby wykazać, że mimika obu gatunków jest wynikiem niezwykle zauważalnych zmian w wyglądzie. Rozwój narzędzi FACS dla różnych gatunków pozwala na obiektywne i anatomiczne badanie mimiki w kontekstach komunikacyjnych i emocjonalnych. Co więcej, międzygatunkowa analiza mimiki twarzy może pomóc odpowiedzieć na interesujące pytania, na przykład o to, które emocje są wyjątkowo ludzkie.
EMFACS (Emotional Facial Action Coding System) i FACSAID (Facial Action Coding System Affect Interpretation System) uwzględniają tylko działania mimiczne związane z emocjami. Oto przykłady:
Emocja | Jednostki akcji |
---|---|
Szczęście | 6+12 |
Smutek | 1+4+15 |
Niespodzianka | 1+2+5B+26 |
Strach | 1+2+4+5+7+20+26 |
Gniew | 4+5+7+23 |
Niesmak | 9+15+17 |
Pogarda | R12A+R14A |
Kody jednostek działania
Dla wyjaśnienia, FACS jest wskaźnikiem mimiki twarzy, ale w rzeczywistości nie dostarcza żadnych biomechanicznych informacji o stopniu aktywacji mięśni. Chociaż aktywacja mięśni nie jest częścią FACS, główne mięśnie zaangażowane w mimikę twarzy zostały tutaj dodane z korzyścią dla czytelnika.
Jednostki działania (AU) to podstawowe działania poszczególnych mięśni lub grup mięśni.
Deskryptory czynności (AD) to jednolite ruchy, które mogą obejmować czynności kilku grup mięśni (np. ruch szczęki do przodu). Mięśniowa podstawa tych działań nie została określona, a specyficzne zachowania nie zostały tak dokładnie rozróżnione, jak w przypadku jednostek AU.
Aby uzyskać najdokładniejsze adnotacje, FACS sugeruje zgodę co najmniej dwóch niezależnych certyfikowanych koderów FACS.
Punktacja intensywności
Natężenia FACS są opisane przez dodanie liter A–E (od minimalnej maksymalnej intensywności) do numeru jednostki działania (np. AU 1A jest najsłabszym śladem AU 1, a AU 1E jest maksymalną możliwą intensywnością dla danej osoby).
- Ślad
- B Niewielkie
- C Zaznaczone lub wymawiane
- D Poważne lub ekstremalne
- E Maksimum
Inne modyfikatory liter
Istnieją inne modyfikatory obecne w kodach FACS dla ekspresji emocjonalnej, takie jak „R”, który reprezentuje akcję występującą po prawej stronie twarzy i „L” dla akcji, które występują po lewej stronie. Działanie, które jest jednostronne (występuje tylko po jednej stronie twarzy), ale nie ma określonej strony, jest oznaczone literą „U”, a działanie, które jest jednostronne, ale ma silniejszą stronę, jest oznaczone literą „A”.
Lista jednostek działania i deskryptorów działań (z podstawowymi mięśniami twarzy)
Kody główne
Numer AU | FACS nazwa | Baza mięśniowa |
---|---|---|
0 | Neutralna twarz | |
1 | Wewnętrzna podnoszona brwi | frontalis ( pars medialis ) |
2 | Zewnętrzny podnośnik do brwi | frontalis ( pars lateralis ) |
4 | Opuść brwi | depresor glabellae , depressor supercilii , corrugator supercilii |
5 | Podnośnik górnej pokrywy | dźwigacza powieki górnej Superioris , przełożony skokowy mięśni |
6 | Podnośnik policzków | orbicularis oculi ( pars orbitalis ) |
7 | Napinacz pokrywy | orbicularis oculi ( pars palpebralis ) |
8 | Usta skierowane do siebie | orbicularis oris |
9 | Zmarszczka do nosa | dźwigacz warg sromowych górny alaeque nasi |
10 | Podkreślacz górnej wargi | levator labii superioris , caput infraorbitalis |
11 | Pogłębiacz nosowo-wargowy | zygomaticus minor |
12 | Ściągacz do kącików ust | zygomaticus major |
13 | Ostry ściągacz warg | dźwigacz kątowy oris (znany również jako caninus ) |
14 | Wgłębienie | buccinator |
15 | Depresor kącików ust | depresor anguli oris (znany również jako triangularis ) |
16 | Depresor dolnej wargi | depresor warg sromowych niższych |
17 | Podbródek | mentalis |
18 | Marszczenie warg | incisivii labii superioris i incisivii labii inferioris |
19 | Pokaz języka | |
20 | Napinacz ust | mięsień śmiechowy w / platysma |
21 | Napinacz szyi | platysma |
22 | Lejek do ust | orbicularis oris |
23 | Napinacz ust | orbicularis oris |
24 | Zaciskacz ust | orbicularis oris |
25 | Część ust | depresor labii inferioris , czyli rozluźnienie mentalis lub orbicularis oris |
26 | Szczęka opada | żwacz ; zrelaksowany skroniowy i wewnętrzny skrzydłowy |
27 | Rozciąganie ust | pterygoidy , dwubrzuścowy |
28 | Warga ssać | orbicularis oris |
Kody ruchu głowy
Numer AU | FACS nazwa | Akcja |
---|---|---|
51 | Głowa skręć w lewo | |
52 | Głowa skręć w prawo | |
53 | Głowa do góry | |
54 | Głowa w dół | |
55 | Pochylenie głowy w lewo | |
M55 | Pochylenie głowy w lewo | Początek symetryczności 14 jest bezpośrednio poprzedzony lub towarzyszy mu przechylenie głowy w lewo. |
56 | Pochylenie głowy w prawo | |
M56 | Pochylenie głowy w prawo | Początek symetryczności 14 jest bezpośrednio poprzedzony lub towarzyszy mu przechylenie głowy w prawo. |
57 | Kieruj się do przodu | |
M57 | Głowa wysunięta do przodu | Początek 17+24 jest bezpośrednio poprzedzany, towarzyszy mu lub po nim następuje wysunięcie głowy do przodu. |
58 | Wrócić | |
M59 | Potrząsaj głową w górę iw dół | Początek 17+24 jest bezpośrednio poprzedzony, towarzyszący lub po którym następuje potrząsanie głową w górę (kiwanie głową). |
M60 | Potrząsaj głową na boki | Początek 17+24 jest bezpośrednio poprzedzony, towarzyszy lub następuje potrząsanie głową z boku na bok. |
M83 | Skieruj się w górę i na bok | Początek symetryczności 14 jest bezpośrednio poprzedzony lub towarzyszy mu ruch głowy w górę i obrócona i/lub przechylona w lewo lub w prawo. |
Kody ruchu oczu
Numer AU | FACS nazwa | Akcja |
---|---|---|
61 | Oczy skręcają w lewo | |
M61 | Oczy w lewo | Początek symetrycznego 14 jest bezpośrednio poprzedzony lub towarzyszy mu ruch gałek ocznych w lewo. |
62 | Oczy skręcają w prawo | |
M62 | Oczy w prawo | Początek symetrycznego 14 jest bezpośrednio poprzedzony lub towarzyszy mu ruch gałek ocznych w prawo. |
63 | Oczy w górę | |
64 | Oczy w dół | |
65 | Sandacz | |
66 | Zez | |
M68 | Przewracanie oczami w górę | Początek symetrycznego 14 jest bezpośrednio poprzedzony lub towarzyszy mu przewracanie oczu do góry. |
69 | Oczy ustawione tak, aby patrzeć na inną osobę | 4, 5 lub 7, pojedynczo lub w połączeniu, występuje, gdy pozycja oczu jest skierowana na drugą osobę w rozmowie. |
M69 | Głowa i/lub oczy patrzą na inną osobę | Pojawienie się symetrycznych jednostek 14 lub jednostek AU 4, 5 i 7, pojedynczo lub w połączeniu, jest bezpośrednio poprzedzone lub towarzyszy mu ruch oczu lub głowy i oczu w celu spojrzenia na drugą osobę w rozmowie. |
Kody widoczności
Numer AU | FACS nazwa |
---|---|
70 | Niewidoczne brwi i czoło |
71 | Oczy niewidoczne |
72 | Dolna twarz niewidoczna |
73 | Cała twarz nie jest widoczna |
74 | Nie do zdobycia |
Kody zachowań brutto
Kody te są zarezerwowane do rejestrowania informacji o rażących zachowaniach, które mogą mieć znaczenie dla ocenianych czynności twarzy.
Numer AU | FACS nazwa | Baza mięśniowa |
---|---|---|
29 | Pchnięcie szczęki | |
30 | Szczęka na boki | |
31 | Zacisk szczęki | żwacz |
32 | [Ugryzienie] | |
33 | [Policzek] cios | |
34 | [Policzek] Puff | |
35 | [Policzek] ssać | |
36 | [Język] wybrzuszenie | |
37 | Wycieranie ust | |
38 | Rozszerzacz nozdrza | nos (pars alaris) |
39 | Kompresor do nozdrzy | nosowy (pars transversa) i depresor septi nasi |
40 | Powąchać | |
41 | Opadanie pokrywy | Dźwigacz powieki górnej (relaks) |
42 | Szczelina | Mięsień Orbicularis oculi |
43 | Zamknięte oczy | Rozluźnienie dźwigacza powieki górnej Superioris |
44 | Mrużyć np. oczy | Mięsień marszczący brwi i mięsień okrężny oka |
45 | Migać | Rozluźnienie dźwigacza powieki górnej ; skurcz mięśnia okrężnego oka ( pars palpebralis ) |
46 | Puścić oczko | orbicularis oculi |
50 | Przemówienie | |
80 | Jaskółka | |
81 | Żucie | |
82 | Wzruszenie ramion | |
84 | Potrząsaj głową tam iz powrotem | |
85 | Głowa kiwa się w górę i w dół | |
91 | Lampa błyskowa | |
92 | Częściowy błysk | |
97* | Drżenie/drżenie | |
98* | Szybki wygląd góra-dół |
Zobacz też
- Komputerowa animacja twarzy
- Komputerowe przetwarzanie mowy ciała
- Elektromiografia twarzy
- Hipoteza sprzężenia zwrotnego twarzy
- Mięśnie twarzy
- Mikroekspresja
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- Artykuły Paula Ekmana dotyczące FACS
- System kodowania akcji twarzy Paula Ekmana (FACS)
- Więcej informacji na temat różnych projektów FACS dla zwierząt
- Artykuł w New Yorker omawiający FACS
- Szczegóły z wydania FACS z 1978 roku
- Witryna w WPI
- pobranie Carl-Herman Hjortsjö, Twarz mężczyzny i język mimiczny” (oryginalny szwedzki tytuł książki to: „Människans ansikte och mimiska språket”. Prawidłowe tłumaczenie to: „Męska twarz i język twarzy”)