Automatic emotion recognition has recently gained significant attention due to the growing popularity of deep learning algorithms. One of the primary challenges in emotion recognition is effectively utilizing the various cues (modalities) available in the data. Another challenge is providing a proper explanation of the outcome of the learning.To address these challenges, we present Explainable Multimodal Emotion Recognition with Situational Knowledge (EMERSK), a generalized and modular system for human emotion recognition and explanation using visual information. Our system can handle multiple modalities, including facial expressions, posture, and gait, in a flexible and modular manner. The network consists of different modules that can be added or removed depending on the available data. We utilize a two-stream network architecture with convolutional neural networks (CNNs) and encoder-decoder style attention mechanisms to extract deep features from face images. Similarly, CNNs and recurrent neural networks (RNNs) with Long Short-term Memory (LSTM) are employed to extract features from posture and gait data. We also incorporate deep features from the background as contextual information for the learning process. The deep features from each module are fused using an early fusion network. Furthermore, we leverage situational knowledge derived from the location type and adjective-noun pair (ANP) extracted from the scene, as well as the spatio-temporal average distribution of emotions, to generate explanations. Ablation studies demonstrate that each sub-network can independently perform emotion recognition, and combining them in a multimodal approach significantly improves overall recognition performance. Extensive experiments conducted on various benchmark datasets, including GroupWalk, validate the superior performance of our approach compared to other state-of-the-art methods.


翻译:自动情感识别近年来因深度学习算法的广泛普及而受到显著关注。情感识别的主要挑战之一在于有效利用数据中的多种线索(模态),另一挑战是为学习结果提供合理解释。为应对这些挑战,我们提出了基于情境知识的可解释多模态情感识别系统(EMERSK),这是一个利用视觉信息进行人类情感识别与解释的通用模块化系统。该系统能够以灵活模块化的方式处理包括面部表情、姿态和步态在内的多种模态。其网络由可根据可用数据增减的不同模块构成。我们采用双流网络架构,结合卷积神经网络(CNN)与编码器-解码器式注意力机制,从人脸图像中提取深度特征;同时利用CNN和带有长短期记忆(LSTM)的循环神经网络(RNN)从姿态与步态数据中提取特征。此外,我们将背景的深度特征作为上下文信息融入学习过程,并通过早期融合网络对各模块的深度特征进行融合。进一步地,我们利用从场景中提取的地点类型、形容词-名词对(ANP)以及情感时空平均分布中获取的情境知识生成解释。消融研究表明,每个子网络均可独立完成情感识别任务,而多模态组合方式显著提升了整体识别性能。在包括GroupWalk在内的多个基准数据集上进行的广泛实验验证了我们的方法相较于其他先进方法具有更优性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月8日
Transformers in Remote Sensing: A Survey
Arxiv
25+阅读 · 2022年9月2日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 自回归Boltzmann生成器重塑分子采样
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:55
GNN跨域综述:从消息传递到图基础模型
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:53
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
11+阅读 · 今天7:25
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:54
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:52
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:33
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员