Most research on facial expression recognition (FER) is conducted in highly controlled environments, but its performance is often unacceptable when applied to real-world situations. This is because when unexpected objects occlude the face, the FER network faces difficulties extracting facial features and accurately predicting facial expressions. Therefore, occluded FER (OFER) is a challenging problem. Previous studies on occlusion-aware FER have typically required fully annotated facial images for training. However, collecting facial images with various occlusions and expression annotations is time-consuming and expensive. Latent-OFER, the proposed method, can detect occlusions, restore occluded parts of the face as if they were unoccluded, and recognize them, improving FER accuracy. This approach involves three steps: First, the vision transformer (ViT)-based occlusion patch detector masks the occluded position by training only latent vectors from the unoccluded patches using the support vector data description algorithm. Second, the hybrid reconstruction network generates the masking position as a complete image using the ViT and convolutional neural network (CNN). Last, the expression-relevant latent vector extractor retrieves and uses expression-related information from all latent vectors by applying a CNN-based class activation map. This mechanism has a significant advantage in preventing performance degradation from occlusion by unseen objects. The experimental results on several databases demonstrate the superiority of the proposed method over state-of-the-art methods.


翻译:摘要:面部表情识别(FER)研究大多在高度受控的环境中进行,但在实际场景中的应用性能常难以令人满意。这是因为当意外物体遮挡面部时,FER网络难以提取面部特征并准确预测表情。因此,遮挡条件下的FER(OFER)是一项具有挑战性的问题。以往针对遮挡感知的FER研究通常需要完全标注的面部图像进行训练。然而,收集包含各类遮挡及表情标注的面部图像既耗时又昂贵。本文提出的Latent-OFER方法能够检测遮挡、重建被遮挡的面部区域使其呈现无遮挡状态,并完成表情识别,从而提升FER精度。该方法包含三个步骤:首先,基于视觉变换器(ViT)的遮挡补丁检测器利用支持向量数据描述算法,仅通过未遮挡补丁的潜在向量训练,对遮挡位置进行掩码标记;其次,混合重建网络结合ViT与卷积神经网络(CNN)生成完整图像的掩码区域;最后,表情相关潜在向量提取器通过基于CNN的类激活图从所有潜在向量中提取并利用表情相关信息。该机制在防止由未知物体遮挡导致的性能退化方面具有显著优势。在多个数据库上的实验结果表明,所提方法优于当前最先进方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
7+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
7+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
11+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
12+阅读 · 8月8日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员