Kısmi ve tam yüz görüntüleri üzerinde makine öğrenmesi yöntemleriyle yüz ifadesi tespiti

Yüz ifadeleri insanlar arası iletişimin önemli bir parçası olduğu gibi insan makine etkileşiminde de önemli rol oynamaktadır. Suçlu tespiti, sürücü dikkatinin izlenmesi, hasta takibi gibi önemli konularda karar vermede yüz ifadesi tespiti kullanılmaktadır. Bu sebeple, yüz ifadelerinin sistemler aracılığı ile otomatik tespiti popüler bir makine öğrenmesi çalışma alanıdır. Bu tez çalışmasında yüz ifadesi sınıflandırma çalışmaları yapılmıştır. Yapılan yüz ifadesi tespiti uygulamaları genel olarak iki başlık altında toplanabilir. Bunlardan ilki kısmi yüz görüntülerinin klasik makine öğrenmesi yöntemleriyle analizi ve ikincisi ise tüm yüz görüntülerinin derin öğrenme yöntemleri ile analiz edilmesidir. Geliştirilen ilk uygulamada, yüz görüntülerinden duygu tespiti için literatürdeki çalışmalardan farklı olarak sadece göz ve kaşların bulunduğu bölgeler kullanılarak sınıflandırma yapılmış ve yüksek başarım elde edilmiştir. Önerilen bu yöntem sayesinde yüz ifadesi tespitleri alt yüz kapanmalarından veya ağız hareketlerinden etkilenmeyecek, gürbüz özniteliklerin seçimi ile daha az öznitelikle sınırlı kaynaklara sahip cihazlarda çalışabilecek niteliktedir. Ayrıca önerilen sistemin genelleme yeteneğinin yüksek olduğu karşılaştırmalı olarak deneysel çalışmalarla ortaya konulmuştur. Tez kapsamında yapılan diğer yüz ifadesi sınıflandırma çalışmaları tüm yüz görüntüleri kullanılarak derin öğrenme yöntemleri ile gerçeklenmiştir. Önerilen yaklaşımlardan birisi yüz bölütleme çalışmasıdır. Bu çalışmalar ile elde edilen bölütlenmiş görüntüde yüz ifadesi ile ilgili öznitelikler korunmakta, kişisel herhangi bir veri saklanmamakta ve böylece kişisel gizlilik de korunmuş olmaktadır. Ayrıca bölütlenmiş görüntü ile orijinal yüz görüntüsünün birleşimi; yüz ifadesi için önemli olan kaş, göz ve ağız bölgelerine odaklanılarak yüz ifadelerinin tanınma başarımının arttırılması sağlamıştır.