Codierungssystem für Gesichtsaktionen - Facial Action Coding System

Muskeln von Kopf und Hals.

Das Facial Action Coding System ( FACS ) ist ein System zur Taxonomie menschlicher Gesichtsbewegungen nach ihrem Aussehen im Gesicht, basierend auf einem System, das ursprünglich von einem schwedischen Anatom namens Carl-Herman Hjortsjö entwickelt wurde. Es wurde später von Paul Ekman und Wallace V. Friesen übernommen und 1978 veröffentlicht. Ekman, Friesen und Joseph C. Hager veröffentlichten 2002 eine bedeutende Aktualisierung von FACS. Bewegungen einzelner Gesichtsmuskeln werden von FACS aus geringfügigen unterschiedlichen sofortigen Änderungen kodiert im Gesichtsausdruck. Es ist ein allgemeiner Standard, den körperlichen Ausdruck von Emotionen systematisch zu kategorisieren , und hat sich für Psychologen und Animatoren als nützlich erwiesen . Aufgrund von Subjektivitäts- und Zeitverbrauchsproblemen hat sich FACS als automatisiertes Computersystem etabliert, das Gesichter in Videos erkennt, die geometrischen Merkmale der Gesichter extrahiert und dann zeitliche Profile jeder Gesichtsbewegung erstellt.

Verwendet

Mithilfe von FACS können menschliche Codierer nahezu jeden anatomisch möglichen Gesichtsausdruck manuell codieren und ihn in die spezifischen Aktionseinheiten (AU) und deren zeitliche Abschnitte zerlegen, die den Ausdruck erzeugt haben. Da AUs unabhängig von jeglicher Interpretation sind, können sie für jeden Entscheidungsfindungsprozess höherer Ordnung verwendet werden, einschließlich der Erkennung grundlegender Emotionen oder vorprogrammierter Befehle für eine intelligente Umgebung. Das FACS-Handbuch ist über 500 Seiten lang und enthält die AUs sowie Ekmans Interpretation ihrer Bedeutung.

FACS definiert AUs, die eine Kontraktion oder Entspannung eines oder mehrerer Muskeln sind. Es definiert auch eine Reihe von Aktionsdeskriptoren, die sich von AUs dadurch unterscheiden, dass die Autoren von FACS die muskuläre Grundlage für die Aktion nicht spezifiziert und spezifische Verhaltensweisen nicht so genau unterschieden haben wie bei den AUs.

FACS kann beispielsweise verwendet werden, um zwei Arten von Lächeln wie folgt zu unterscheiden:

Obwohl die Kennzeichnung von Ausdrücken derzeit geschulte Experten erfordert, haben Forscher einige Erfolge bei der Verwendung von Computern zur automatischen Identifizierung von FACS-Codes erzielt. Computergrafische Gesichtsmodelle wie CANDIDE oder Artnatomy ermöglichen die künstliche Darstellung von Ausdrücken, indem die gewünschten Aktionseinheiten eingestellt werden.

Die Verwendung von FACS wurde für die Analyse von Depressionen und die Messung von Schmerzen bei Patienten vorgeschlagen, die sich nicht verbal ausdrücken können.

FACS ist als Selbstlernprogramm konzipiert. Menschen können die Technik aus einer Reihe von Quellen lernen, darunter Handbücher und Workshops, und eine Zertifizierung durch Tests erhalten. Das ursprüngliche FACS wurde modifiziert, um Gesichtsbewegungen bei mehreren nicht-menschlichen Primaten zu analysieren, nämlich Schimpansen , Rhesusaffen, Gibbons und Siamangs sowie Orang-Utans. In jüngerer Zeit wurde es auch für domestizierte Tierarten entwickelt, einschließlich des Hundes, des Pferdes und der Katze. Ähnlich wie beim Menschen-FACS stehen beim Tier-FACS für jede Spezies online Handbücher mit den jeweiligen Zertifizierungstests zur Verfügung.

Somit kann FACS aufgrund seiner anatomischen Grundlage verwendet werden, um Gesichtsrepertoires zwischen verschiedenen Arten zu vergleichen. Eine von Vick und anderen (2006) durchgeführte Studie legt nahe, dass FACS modifiziert werden kann, indem Unterschiede in der zugrunde liegenden Morphologie berücksichtigt werden. Solche Betrachtungen ermöglichen einen Vergleich der homologen Gesichtsbewegungen bei Mensch und Schimpanse, um zu zeigen, dass die Mimik beider Arten aus äußerst bemerkenswerten Veränderungen des Aussehens resultiert. Die Entwicklung von FACS-Tools für verschiedene Tierarten ermöglicht die objektive und anatomische Untersuchung von Gesichtsausdrücken in kommunikativen und emotionalen Kontexten. Darüber hinaus kann eine speziesübergreifende Analyse der Mimik helfen, interessante Fragen zu beantworten, etwa welche Emotionen spezifisch menschlich sind.

EMFACS (Emotional Facial Action Coding System) und FACSAID (Facial Action Coding System Affect Interpretation Dictionary) berücksichtigen nur emotionsbezogene Gesichtshandlungen. Beispiele hierfür sind:

Emotion Aktionseinheiten
Glück 6+12
Traurigkeit 1+4+15
Überraschung 1+2+5B+26
Furcht 1+2+4+5+7+20+26
Wut 4+5+7+23
Der Ekel 9+15+17
Verachtung R12A+R14A

Codes für Aktionseinheiten

Siehe auch: Liste der Muskeln im menschlichen Körper § Die Muskeln des Kopfes

Zur Verdeutlichung ist FACS ein Index der Mimik, liefert aber eigentlich keine biomechanischen Informationen über den Grad der Muskelaktivierung. Obwohl die Muskelaktivierung nicht Teil von FACS ist, wurden die Hauptmuskeln, die am Gesichtsausdruck beteiligt sind, hier zum Nutzen des Lesers hinzugefügt.

Aktionseinheiten (AUs) sind die grundlegenden Aktionen einzelner Muskeln oder Muskelgruppen.

Aktionsdeskriptoren (ADs) sind einheitliche Bewegungen, die die Aktionen mehrerer Muskelgruppen beinhalten können (z. B. eine Vorwärtsbewegung des Kiefers). Die muskuläre Grundlage für diese Aktionen wurde nicht spezifiziert und spezifische Verhaltensweisen wurden nicht so genau unterschieden wie bei den AUs.

Für eine möglichst genaue Annotation empfiehlt FACS die Zustimmung von mindestens zwei unabhängigen zertifizierten FACS-Encodern.

Intensitätsbewertung

Intensitäten von FACS werden durch Anhängen der Buchstaben A–E (für minimal-maximale Intensität) an die Nummer der Aktionseinheit annotiert (zB AU 1A ist die schwächste Spur von AU 1 und AU 1E ist die maximal mögliche Intensität für die einzelne Person).

  • Eine Spur
  • B leicht
  • C markiert oder ausgesprochen
  • D Schwer oder extrem
  • E Maximum

Andere Buchstabenmodifikatoren

Es gibt andere Modifikatoren in FACS-Codes für emotionale Ausdrücke, wie zum Beispiel "R" für eine Aktion, die auf der rechten Seite des Gesichts stattfindet, und "L" für Aktionen, die auf der linken Seite stattfinden. Eine einseitige Aktion (die nur auf einer Seite des Gesichts auftritt), aber keine spezifische Seite hat, wird mit einem "U" gekennzeichnet, und eine einseitige Aktion mit einer stärkeren Seite wird mit einem "A" angezeigt.

Liste der Aktionseinheiten und Aktionsdeskriptoren (mit darunter liegenden Gesichtsmuskeln)

Hauptcodes

AU-Nummer FACS-Name Muskelbasis
0 Neutrales Gesicht
1 Innerer Brauenaufzug frontalis ( pars medialis )
2 Äußerer Brauenlift frontalis ( pars lateralis )
4 Augenbrauen tiefer depressor glabellae , depressor supercilii , corrugator supercilii
5 Oberliderhöhung Levator palpebrae superioris , oberer Tarsalmuskel
6 Wangenerhöhung orbicularis oculi ( Pars orbitalis )
7 Deckelspanner orbicularis oculi ( Pars palpebralis )
8 Lippen aufeinander zu orbicularis oris
9 Nasenfalter levator labii superioris alaeque nasi
10 Oberlippenerhöhung Levator labii superioris , Caput infraorbitalis
11 Nasolabial-Vertiefer zygomaticus minor
12 Lippeneckenabzieher Zygomaticus major
13 Scharfer Lippenabzieher Levator anguli oris (auch Caninus genannt )
14 Grübchen Buccinator
fünfzehn Lippenwinkel-Depressor depressor anguli oris (auch bekannt als triangularis )
16 Unterlippenspatel depressor labii inferioris
17 Kinnheber mentalis
18 Lippenfalten incisivii labii superioris und incisivii labii inferioris
19 Zungenshow
20 Lippenstrecker Risorius mit Platysma
21 Nackenstraffer Platysma
22 Lippentrichter orbicularis oris
23 Lippenstraffer orbicularis oris
24 Lippenpresser orbicularis oris
25 Lippenteil depressor labii inferioris oder Entspannung von mentalis oder orbicularis oris
26 Kiefertropfen Masseter ; entspannter temporalis und interner Pterygoideus
27 Munddehnung Pterygoideus , Digastricus
28 Lippen lutschen orbicularis oris

Kopfbewegungscodes

AU-Nummer FACS-Name Handlung
51 Kopf links abbiegen
52 Kopf rechts abbiegen
53 Kopf hoch
54 Kopf nach unten
55 Kopfneigung nach links
M55 Kopfneigung nach links Der Beginn der Symmetrie 14 geht unmittelbar voraus oder wird von einer Kopfneigung nach links begleitet.
56 Kopfneigung nach rechts
M56 Kopfneigung nach rechts Der Beginn der Symmetrie 14 geht unmittelbar voraus oder wird von einer Kopfneigung nach rechts begleitet.
57 Geh nach vorne
M57 Kopf nach vorne stoßen Der Beginn von 17+24 geht unmittelbar voraus, begleitet oder folgt einem Kopfstoß nach vorne.
58 Zurückkehren
M59 Kopfschütteln rauf und runter Dem Beginn von 17+24 geht unmittelbar ein Kopfschütteln (Kopfnicken) voraus, begleitet oder folgt es.
M60 Kopfschütteln von Seite zu Seite Dem Beginn von 17+24 geht unmittelbar ein Kopfschütteln von einer Seite zur anderen voraus, begleitet oder folgt.
M83 Kopf nach oben und zur Seite Das Einsetzen der Symmetrie 14 geht unmittelbar voraus oder wird von einer Bewegung des Kopfes begleitet, nach oben und nach links oder rechts gedreht und/oder gekippt.

Augenbewegungscodes

AU-Nummer FACS-Name Handlung
61 Augen drehen sich nach links
M61 Augen übrig Der Beginn der Symmetrie 14 geht unmittelbar voraus oder wird von einer Augenbewegung nach links begleitet.
62 Augen drehen nach rechts
M62 Augen richtig Dem Einsetzen der Symmetrie 14 geht unmittelbar eine Augenbewegung nach rechts voraus oder sie wird begleitet.
63 Augen auf
64 Augen runter
65 Zander
66 Kreuzen
M68 Augenrollen nach oben Das Einsetzen der Symmetrie 14 geht unmittelbar voraus oder wird von einem Aufwärtsrollen der Augen begleitet.
69 Augen so positioniert, dass sie andere Personen ansehen Die 4, 5 oder 7 allein oder in Kombination treten auf, während die Augenposition auf die andere Person im Gespräch fixiert ist.
M69 Kopf und/oder Augen schauen andere Personen an Das Einsetzen der symmetrischen 14 oder AUs 4, 5 und 7 allein oder in Kombination geht unmittelbar voraus oder wird von einer Bewegung der Augen oder des Kopfes und der Augen begleitet, um die andere Person im Gespräch anzusehen.

Sichtbarkeitscodes

AU-Nummer FACS-Name
70 Brauen und Stirn nicht sichtbar
71 Augen nicht sichtbar
72 Unterseite nicht sichtbar
73 Ganzes Gesicht nicht sichtbar
74 Nicht bewertbar

Bruttoverhaltenscodes

Diese Codes sind für die Aufzeichnung von Informationen über grobe Verhaltensweisen reserviert, die für die bewerteten Gesichtsaktionen relevant sein können.

AU-Nummer FACS-Name Muskelbasis
29 Kieferstoß
30 Kiefer seitlich
31 Kieferzange Masseter
32 [Lippenbiss
33 [Wange] Schlag
34 [Wange] puff
35 [Wange] saugen
36 [Zunge] Ausbuchtung
37 Lippenabwischen
38 Nasenlochdilatator nasalis (pars alaris)
39 Nasenlochkompressor nasalis (pars transversa) und depressor septi nasi
40 Schnüffeln
41 Deckeldurchhang Levator palpebrae superioris (Entspannung)
42 Schlitz Musculus orbicularis oculi
43 Augen geschlossen Entspannung des Levator palpebrae superioris
44 Schielen Corrugator supercilii und M. orbicularis oculi
45 Blinken Entspannung des Levator palpebrae superioris ; Kontraktion von Orbicularis oculi ( Pars palpebralis )
46 Zwinkern orbicularis oculi
50 Rede
80 Schlucken
81 Kauen
82 Schulterzucken
84 Kopfschütteln hin und her
85 Kopf hoch und runter nicken
91 Blinken
92 Teilblitz
97* Zittern/zittern
98* Schneller Up-Down-Look

Siehe auch

Verweise

Externe Links