First impressions: A survey on vision-based apparent personality trait analysis

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EmoNets: Multimodal deep learning approaches for emotion recognition in video

The task of the emotion recognition in the wild (EmotiW) Challenge is to assign one of seven emotions to short video clips extracted from Hollywood style movies. The videos depict acted-out emotions under realistic conditions with a large degree of variation in attributes such as pose and illumination, making it worthwhile to explore approaches which consider combinations of features from multiple modalities for label assignment. In this paper we present our approach to learning several specialist models using deep learning techniques, each focusing on one modality. Among these are a convolutional neural network, focusing on capturing visual information in detected faces, a deep belief net focusing on the representation of the audio stream, a K-Means based "bag-of-mouths" model, which extracts visual features around the mouth region and a relational autoencoder, which addresses spatio-temporal aspects of videos. We explore multiple methods for the combination of cues from these modalities into one common classifier. This achieves a considerably greater accuracy than predictions from our strongest single-modality classifier. Our method was the winning submission in the 2013 EmotiW challenge and achieved a test set accuracy of 47.67% on the 2014 dataset

Multimodal Language Analysis with Recurrent Multistage Fusion

Computational modeling of human multimodal language is an emerging research area in natural language processing spanning the language, visual and acoustic modalities. Comprehending multimodal language requires modeling not only the interactions within each modality (intra-modal interactions) but more importantly the interactions between modalities (cross-modal interactions). In this paper, we propose the Recurrent Multistage Fusion Network (RMFN) which decomposes the fusion problem into multiple stages, each of them focused on a subset of multimodal signals for specialized, effective fusion. Cross-modal interactions are modeled using this multistage fusion approach which builds upon intermediate representations of previous stages. Temporal and intra-modal interactions are modeled by integrating our proposed fusion approach with a system of recurrent neural networks. The RMFN displays state-of-the-art performance in modeling human multimodal language across three public datasets relating to multimodal sentiment analysis, emotion recognition, and speaker traits recognition. We provide visualizations to show that each stage of fusion focuses on a different subset of multimodal signals, learning increasingly discriminative multimodal representations.Comment: EMNLP 201

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

Multimodaalsel emotsioonide tuvastamisel põhineva inimese-roboti suhtluse arendamine

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsiooneÜks afektiivse arvutiteaduse peamistest huviobjektidest on mitmemodaalne emotsioonituvastus, mis leiab rakendust peamiselt inimese-arvuti interaktsioonis. Emotsiooni äratundmiseks uuritakse nendes süsteemides nii inimese näoilmeid kui kakõnet. Käesolevas töös uuritakse inimese emotsioonide ja nende avaldumise visuaalseid ja akustilisi tunnuseid, et töötada välja automaatne multimodaalne emotsioonituvastussüsteem. Kõnest arvutatakse mel-sageduse kepstri kordajad, helisignaali erinevate komponentide energiad ja prosoodilised näitajad. Näoilmeteanalüüsimiseks kasutatakse kahte erinevat strateegiat. Esiteks arvutatakse inimesenäo tähtsamate punktide vahelised erinevad geomeetrilised suhted. Teiseks võetakse emotsionaalse sisuga video kokku vähendatud hulgaks põhikaadriteks, misantakse sisendiks konvolutsioonilisele tehisnärvivõrgule emotsioonide visuaalsekseristamiseks. Kolme klassifitseerija väljunditest (1 akustiline, 2 visuaalset) koostatakse uus kogum tunnuseid, mida kasutatakse õppimiseks süsteemi viimasesetapis. Loodud süsteemi katsetati SAVEE, Poola ja Serbia emotsionaalse kõneandmebaaside, eNTERFACE’05 ja RML andmebaaside peal. Saadud tulemusednäitavad, et võrreldes olemasolevatega võimaldab käesoleva töö raames loodudsüsteem suuremat täpsust emotsioonide äratundmisel. Lisaks anname käesolevastöös ülevaate kirjanduses väljapakutud süsteemidest, millel on võimekus tunda äraemotsiooniga seotud ̆zeste. Selle ülevaate eesmärgiks on hõlbustada uute uurimissuundade leidmist, mis aitaksid lisada töö raames loodud süsteemile ̆zestipõhiseemotsioonituvastuse võimekuse, et veelgi enam tõsta süsteemi emotsioonide äratundmise täpsust.Automatic multimodal emotion recognition is a fundamental subject of interest in affective computing. Its main applications are in human-computer interaction. The systems developed for the foregoing purpose consider combinations of different modalities, based on vocal and visual cues. This thesis takes the foregoing modalities into account, in order to develop an automatic multimodal emotion recognition system. More specifically, it takes advantage of the information extracted from speech and face signals. From speech signals, Mel-frequency cepstral coefficients, filter-bank energies and prosodic features are extracted. Moreover, two different strategies are considered for analyzing the facial data. First, facial landmarks' geometric relations, i.e. distances and angles, are computed. Second, we summarize each emotional video into a reduced set of key-frames. Then they are taught to visually discriminate between the emotions. In order to do so, a convolutional neural network is applied to the key-frames summarizing the videos. Afterward, the output confidence values of all the classifiers from both of the modalities are used to define a new feature space. Lastly, the latter values are learned for the final emotion label prediction, in a late fusion. The experiments are conducted on the SAVEE, Polish, Serbian, eNTERFACE'05 and RML datasets. The results show significant performance improvements by the proposed system in comparison to the existing alternatives, defining the current state-of-the-art on all the datasets. Additionally, we provide a review of emotional body gesture recognition systems proposed in the literature. The aim of the foregoing part is to help figure out possible future research directions for enhancing the performance of the proposed system. More clearly, we imply that incorporating data representing gestures, which constitute another major component of the visual modality, can result in a more efficient framework

Learnable PINs: Cross-Modal Embeddings for Person Identity

We propose and investigate an identity sensitive joint embedding of face and voice. Such an embedding enables cross-modal retrieval from voice to face and from face to voice. We make the following four contributions: first, we show that the embedding can be learnt from videos of talking faces, without requiring any identity labels, using a form of cross-modal self-supervision; second, we develop a curriculum learning schedule for hard negative mining targeted to this task, that is essential for learning to proceed successfully; third, we demonstrate and evaluate cross-modal retrieval for identities unseen and unheard during training over a number of scenarios and establish a benchmark for this novel task; finally, we show an application of using the joint embedding for automatically retrieving and labelling characters in TV dramas.Comment: To appear in ECCV 201