A framework for emotion and sentiment predicting supported in ensembles

Humans are prepared to comprehend each other’s emotions through subtle body movements or facial expressions; using those expressions, individuals change how they deliver messages when communicating between them. Machines, user interfaces, or robots need to empower this ability, in a way to change the interaction from the traditional “human-computer interaction” to a “human-machine cooperation”, where the machine provides the “right” information and functionality, at the “right” time, and in the “right” way. This dissertation presents a framework for emotion classification based on facial, speech, and text emotion prediction sources, supported by an ensemble of open-source code retrieved from off-the-shelf available methods. The main contribution is integrating outputs from different sources and methods in a single prediction, consistent with the emotions presented by the system’s user. For each different source, an initial aggregation of primary classifiers was implemented: for facial emotion classification, the aggregation achieved an accuracy above 73% in both FER2013 and RAF-DB datasets; For the speech emotion classification, four datasets were used, namely: RAVDESS, TESS, CREMA-D, and SAVEE. The aggregation of primary classifiers, achieved for a combination of three of the mentioned datasets results above 86 % of accuracy; The text emotion aggregation of primary classifiers was tested with one dataset called EMOTIONLINES, the classification of emotions achieved an accuracy above 53 %. Finally, the integration of all the methods in a single framework allows us to develop an emotion multi-source aggregator (EMsA), which aggregates the results extracted from the primary emotion classifications from different sources, such as facial, speech, text etc. We describe the EMsA and results using the RAVDESS dataset, which achieved 81.99% accuracy, in the case of the EMsA using a combination of faces and speech. Finally, we present an initial approach for sentiment classification.Os humanos estão preparados para compreender as emoções uns dos outros por meio de movimentos subtis do corpo ou expressões faciais; i.e., a forma como esses movimentos e expressões são enviados mudam a forma de como são entregues as mensagens quando os humanos comunicam entre eles. Máquinas, interfaces de utilizador ou robôs precisam de potencializar essa capacidade, de forma a mudar a interação do tradicional “interação humano-computador” para uma “cooperação homem-máquina”, onde a máquina fornece as informações e funcionalidades “certas”, na hora “certa” e da maneira “certa”. Nesta dissertação é apresentada uma estrutura (um ensemble de modelos) para classificação de emoções baseada em múltiplas fontes, nomeadamente na previsão de emoções faciais, de fala e de texto. Os classificadores base são suportados em código-fonte aberto associados a métodos disponíveis na literatura (classificadores primários). A principal contribuição é integrar diferentes fontes e diferentes métodos (os classificadores primários) numa única previsão consistente com as emoções apresentadas pelo utilizador do sistema. Neste contexto, salienta-se que da análise ao estado da arte efetuada sobre as diferentes formas de classificar emoções em humanos, existe o reconhecimento de emoção corporal (não considerando a face). No entanto, não foi encontrado código-fonte aberto e publicado para os classificadores primários que possam ser utilizados no âmbito desta dissertação. No reconhecimento de emoções da fala e texto foram também encontradas algumas dificuldades em encontrar classificadores primários com os requisitos necessários, principalmente no texto, pois existem bastantes modelos, mas com inúmeras emoções diferentes das 6 emoções básicas consideradas (tristeza, medo, surpresa, repulsa, raiva e alegria). Para o texto ainda possível verificar que existem mais modelos com a previsão de sentimento do que de emoções. De forma isolada para cada uma das fontes, i.e., para cada componente analisada (face, fala e texto), foi desenvolvido uma framework em Python que implementa um agregador primário com n classificadores primários (nesta dissertação considerou-se n igual 3). Para executar os testes e obter os resultados de cada agregador primário é usado um dataset específico e é enviado a informação do dataset para o agregador. I.e., no caso do agregador facial é enviado uma imagem, no caso do agregador da fala é enviado um áudio e no caso do texto é enviado a frase para a correspondente framework. Cada dataset usado foi dividido em ficheiros treino, validação e teste. Quando a framework acaba de processar a informação recebida são gerados os respetivos resultados, nomeadamente: nome do ficheiro/identificação do input, resultados do primeiro classificador primário, resultados do segundo classificador primário, resultados do terceiro classificador primário e ground-truth do dataset. Os resultados dos classificadores primários são depois enviados para o classificador final desse agregador primário, onde foram testados quatro classificadores: (a) voting, que, no caso de n igual 3, consiste na comparação dos resultados da emoção de cada classificador primário, i.e., se 2 classificadores primários tiverem a mesma emoção o resultado do voting será esse, se todos os classificadores tiverem resultados diferentes nenhum resultado é escolhido. Além deste “classificador” foram ainda usados (b) Random Forest, (c) Adaboost e (d) MLP (multiplayer perceptron). Quando a framework de cada agregador primário foi concluída, foi desenvolvido um super-agregador que tem o mesmo princípio dos agregadores primários, mas, agora, em vez de ter os resultados/agregação de apenas 3 classificadores primários, vão existir n × 3 resultados de classificadores primários (n da face, n da fala e n do texto). Relativamente aos resultados dos agregadores usados para cada uma das fontes, face, fala e texto, obteve-se para a classificação de emoção facial uma precisão de classificação acima de 73% nos datasets FER2013 e RAF-DB. Na classificação da emoção da fala foram utilizados quatro datasets, nomeadamente RAVDESS, TESS, CREMA-D e SAVEE, tendo que o melhor resultado de precisão obtido foi acima dos 86% quando usado a combinação de 3 dos 4 datasets. Para a classificação da emoção do texto, testou-se com o um dataset EMOTIONLINES, sendo o melhor resultado obtido foi de 53% (precisão). A integração de todas os classificadores primários agora num único framework permitiu desenvolver o agregador multi-fonte (emotion multi-source aggregator - EMsA), onde a classificação final da emoção é extraída, como já referido da agregação dos classificadores de emoções primárias de diferentes fontes. Para EMsA são apresentados resultados usando o dataset RAVDESS, onde foi alcançado uma precisão de 81.99 %, no caso do EMsA usar uma combinação de faces e fala. Não foi possível testar EMsA usando um dataset reconhecido na literatura que tenha ao mesmo tempo informação do texto, face e fala. Por último, foi apresentada uma abordagem inicial para classificação de sentimentos

Centinela: A human activity recognition system based on acceleration and vital sign data

This paper presents Centinela, a system that combines acceleration data with vital signs to achieve highly accurate activity recognition. Centinela recognizes five activities: walking, running, sitting, ascending, and descending. The system includes a portable and unobtrusive real-time data collection platform, which only requires a single sensing device and a mobile phone. To extract features, both statistical and structural detectors are applied, and two new features are proposed to discriminate among activities during periods of vital sign stabilization. After evaluating eight different classifiers and three different time window sizes, our results show that Centinela achieves up to 95.7% overall accuracy, which is higher than current approaches under similar conditions. Our results also indicate that vital signs are useful to discriminate between certain activities. Indeed, Centinela achieves 100% accuracy for activities such as running and sitting, and slightly improves the classification accuracy for ascending compared to the cases that utilize acceleration data only

Hey Human, If your Facial Emotions are Uncertain, You Should Use Bayesian Neural Networks!

Facial emotion recognition is the task to classify human emotions in face images. It is a difficult task due to high aleatoric uncertainty and visual ambiguity. A large part of the literature aims to show progress by increasing accuracy on this task, but this ignores the inherent uncertainty and ambiguity in the task. In this paper we show that Bayesian Neural Networks, as approximated using MC-Dropout, MC-DropConnect, or an Ensemble, are able to model the aleatoric uncertainty in facial emotion recognition, and produce output probabilities that are closer to what a human expects. We also show that calibration metrics show strange behaviors for this task, due to the multiple classes that can be considered correct, which motivates future work. We believe our work will motivate other researchers to move away from Classical and into Bayesian Neural Networks.Comment: 10 pages, 7 figures, Women in Computer Vision @ ECCV 2020 camera read

Reconocimiento de depresión en redes sociales basado en la detección de síntomas

Depression is a common mental disorder that affects millions of people around the world. Recently, several methods have been proposed that detect people suffering from depression by analyzing their language patterns in social media. These methods show competitive results, but most of them are opaque and lack of explainability. Motivated by these problems, and inspired by the questionnaires used by health professionals for its diagnosis, in this paper we propose an approach for the detection of depression based on the identification and accumulation of evidence of symptoms through the users’ posts. Results in a benchmark collection are encouraging, as they show a competitive performance with respect to state-of-the-art methods. Furthermore, taking advantage of the approach’s properties, we outline what could be a support tool for healthcare professionals for analyzing and monitoring depression behaviors in social networks.La depresión es un trastorno mental que afecta a millones de personas en todo el mundo. Recientemente, se han propuesto varios métodos que detectan personas que sufren depresión analizando sus patrones de lenguaje en las redes sociales. Estos métodos han mostrado resultados competitivos, sin embargo la mayoría son opacos y carecen de explicabilidad. Motivados por estos problemas, e inspirados en los cuestionarios utilizados por los profesionales de la salud para su diagnóstico, en este trabajo proponemos un método para la detección de depresión basado en la identificación y acumulación de evidencia de síntomas a través de las publicaciones de los usuarios. Los resultados obtenidos en una colección de referencia son prometedores, ya que muestran un desempeño competitivo con respecto a los mejores métodos actuales. Además, aprovechando las propiedades del método, describimos lo que podría ser una herramienta de apoyo para que los profesionales de la salud analicen y monitoreen las conductas depresivas en las redes sociales