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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.100.2018.tde-25112018-203224
Documento
Autor
Nome completo
Maria Eduarda de Araújo Cardoso
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Bernardes Junior, João Luiz (Presidente)
Boscarioli, Clodis
Machado-Lima, Ariane
Silva, Leandro Augusto da
Título em português
Segmentação automática de Expressões Faciais Gramaticais com Multilayer Perceptrons e Misturas de Especialistas
Palavras-chave em português
Expressões faciais gramaticais
Língua Brasileira de Sinais
Língua de sinais
Mistura de Especialistas
Multilayer Perceptron
Reconhecimento de padrões
Resumo em português
O reconhecimento de expressões faciais é uma área de interesse da ciência da computação e tem sido um atrativo para pesquisadores de diferentes áreas, pois tem potencial para promover o desenvolvimento de diferentes tipos de aplicações. Reconhecer automaticamente essas expressões tem se tornado um objetivo, principalmente na área de análise do comportamento humano. Especialmente para estudo das línguas de sinais, a análise das expressões faciais é importante para a interpretação do discurso, pois é o elemento que permite expressar informação prosódica, suporta o desenvolvimento da estrutura gramatical e semântica da língua, e ajuda na formação de sinais com outros elementos básicos da língua. Nesse contexto, as expressões faciais são chamadas de expressões faciais gramaticais e colaboram na composição no sentido semântico das sentenças. Entre as linhas de estudo que exploram essa temática, está aquela que pretende implementar a análise automática da língua de sinais. Para aplicações com objetivo de interpretar línguas de sinais de forma automatizada, é preciso que tais expressões sejam identificadas no curso de uma sinalização, e essa tarefa dá-se é definida como segmentação de expressões faciais gramaticais. Para essa área, faz-se útil o desenvolvimento de uma arquitetura capaz de realizar a identificação de tais expressões em uma sentença, segmentando-a de acordo com cada tipo diferente de expressão usada em sua construção. Dada a necessidade do desenvolvimento dessa arquitetura, esta pesquisa apresenta: uma análise dos estudos na área para levantar o estado da arte; a implementação de algoritmos de reconhecimento de padrões usando Multilayer Perceptron e misturas de especialistas para a resolução do problema de reconhecimento da expressão facial; a comparação desses algoritmos reconhecedores das expressões faciais gramaticais usadas na concepção de sentenças na Língua Brasileira de Sinais (Libras). A implementação e teste dos algoritmos mostraram que a segmentação automática de expressões faciais gramaticais é viável em contextos dependentes do usuários. Para contextos independentes de usuários, o problema de segmentação de expressões faciais representa um desafio que requer, principalmente, a organização de um ambiente de aprendizado estruturado sobre um conjunto de dados com volume e diversidade maior do que os atualmente disponíveis
Título em inglês
Automatic Segmentation of Grammatical Facial Expressions with Multilayer Perceptrons and Mixtures of Experts
Palavras-chave em inglês
Brazilian Sign Language
Grammatical facial expressions
Mixtures of experts
Multilayer Perceptron
Pattern recognition
Sign language
Resumo em inglês
The recognition of facial expressions is an area of interest in computer science and has been an attraction for researchers in different fields since it has potential for development of different types of applications. Automatically recognizing these expressions has become a goal primarily in the area of human behavior analysis. Especially for the study of sign languages, the analysis of facial expressions represents an important factor for the interpretation of discourse, since it is the element that allows expressing prosodic information, supports the development of the grammatical and semantic structure of the language, and eliminates ambiguities between similar signs. In this context, facial expressions are called grammatical facial expressions. These expressions collaborate in the semantic composition of the sentences. Among the lines of study that explore this theme is the one that intends to implement the automatic analysis of sign language. For applications aiming to interpret signal languages in an automated way, it is necessary that such expressions be identified in the course of a signaling, and that task is called "segmentation of grammatical facial expressions''. For this area, it is useful to develop an architecture capable of performing the identification of such expressions in a sentence, segmenting it according to each different type of expression used in its construction. Given the need to develop this architecture, this research presents: a review of studies already carried out in the area; the implementation of pattern recognition algorithms using Multilayer Perceptron and mixtures of experts to solve the facial expression recognition problem; the comparison of these algorithms as recognizers of grammatical facial expressions used in the conception of sentences in the Brazilian Language of Signs (Libras). The implementation and tests carried out with such algorithms showed that the automatic segmentation of grammatical facial expressions is practicable in user-dependent contexts. Regarding user-independent contexts, this is a challenge which demands the organization of a learning environment structured on datasets bigger and more diversified than those current available
 
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Tese.pdf (6.02 Mbytes)
Data de Publicação
2018-11-30
 
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