Выпуск №12 (Июнь)

https://doi.org/10.25313/2520-2057-2018-12

XLI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.05.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XL Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.03.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

МНПК "Цифровая трансформация и инновации в экономике, праве, государственном управлении, науке и образовательных процессах", 18-21.03.2019

XXXIX Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.02.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XIII Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 31.01.2019 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXVIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.01.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XXXVІI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.10.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXIV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.08.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 31.07.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХІ Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXIХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.04.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.03.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІІІ МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 19-22.03.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 28.02.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХVІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XІІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.12.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.09.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

"Тенденции развития национальных экономик: экономическое и правовое измерение" 18-19.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом и ККИБиП)

ХIX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.04.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.03.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 20–23.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.02.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.01.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 28.12.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.10.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.10.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конф. «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 30.09.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.09.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.08.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 29.07.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.06.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІX Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VI Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.05.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

V Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 29.04.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.04.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 31.03.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІI Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 30.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 21-24.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 26.02.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

II Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 20.02.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.12.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IV Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.12.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 29.10.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 28.10.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

III Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.09.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

III Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.08.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІІ Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 30.06.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

II Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.05.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы экономики и финансов, 29.04.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Научный диспут: вопросы экономики и финансов, 31.03.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы современной науки, 27.03.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

Глобальные проблемы экономики и финансов, 27.02.2015 (Совместная конференция с финансово-экономическим научным советом)



Слюсар С. В. Система обробки зображень відеоряду очей для визначення психологічного стану // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". - 2018. - №12.


Отрасль науки: Технические науки
Скачать статью (pdf)

Технические науки

УДК 612.846

Слюсар Світлана Вікторівна

студентка кафедри біомедичної кібернетики

Національного технічного університету України

«Київський політехнічний інституту імені Ігоря Сікорського»

Слюсар Светлана Викторовна

студентка кафедры биомедицинской кибернетики

Национального технического университета Украины

«Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»

Sliusar Svitlana

Student of the Department of Biomedical Cybernetics of the

National Technical University of Ukraine

“Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

СИСТЕМА ОБРОБКИ ЗОБРАЖЕНЬ ВІДЕОРЯДУ ОЧЕЙ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПСИХОЛОГІЧНОГО СТАНУ

СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ ВИДЕОРЯДА ГЛАЗ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

EYE VIDEO PROCESSING SYSTEM FOR DETERMINING THE PSYCHOLOGICAL STATE

Анотація. Розглянуто систему для визначення психологічного стану шляхом обробки зображень відеоряду очей. Розглянуто вимоги до функціонування системи. Представлено методи для програмної реалізації обробки зображень відеоряду з бібліотеки OpenCV. Розглянуто експертне оцінювання як ключовий етап роботи системи.

Ключові слова: OpenCV, експертне оцінювання, контурування, бінаризація зображення, детектор брехні.

Аннотация. Рассмотрена система для определения психологического состояния путем обработки изображений видеоряда глаз. Рассмотрены требования к функционированию системы. Представлены методы для программной реализации обработки изображений видеоряда из библиотеки OpenCV. Рассмотрены экспертная оценка как ключевой этап работы системы.

Ключевые слова: OpenCV, экспертная оценка, контурирование, бинаризация изображения, детектор лжи.

Summary. The system for determining the psychological state by processing images of the video of the eyes is considered. The requirements for functioning of the system are considered. The methods for software implementation of video image processing from the OpenCV library are presented. Expert evaluation is considered as a key stage of the system.

Key words: OpenCV, expert evaluation, contouring, binary image, lie detector.

Вступ. Багато урядових установ та приватних корпорацій регулярно проводять психологічні тестування, які в більшій мірі пов’язані з виявленням брехні, для відбору кандидатів на посади в галузі розвідки, національної та приватної безпеки, правоохоронних органів, імміграції та громадського транспорту. Неправильне трактування результатів тестування може призвести до серйозних наслідків для суспільного спокою. Найбільш поширеним засобом для детектування щирості кандидатів – поліграф. Але Національна дослідницька рада Америки критично ставиться до такого підходу при перевірці на етапі працевлаштування, що відкриває нове поле для досліджень. Традиційні методи розпізнавання брехні базуються на психофізіологічних реакціях відповідно до запитань і вважається, що емоції відіграють важливу роль в цих реакціях.

У цій статті пропонується новий метод розпізнавання брехні з використанням системи обробки зображень відеоряду очей. Головна ідея методу полягає у аналізі змін розмірів зіниці під час дії емоційних подразників. Потрібні емоції у людини викликаються за допомогою специфічних запитань, які відносяться до певної тематики. Експерт задає ці запитання та слідкує за зміною параметрів зіниці для проведення оцінювання в балах, які після закінчення опитування сумуються та інтерпретуються відповідно до шкал (розглянуті далі).

Механізм впливу емоційних подразників на зіницю ока. Зміни розмірів зіниці ока людини регулюються автономною нервовою системою і не піддаються контролю людини [1]. Підвищення активності парасимпатичної іннервації викликає звуження зіниці, тоді як підвищення активності симпатичної іннервації викликає розширення зіниці. Це пояснює вплив емоційного стану людини на розміри зіниці у разі нормального стану зорової системи людини [2, с. 221-234; 3, с. 106-116]. Так як людина має досить широкий спектр емоцій і кожна з них має свої характеристики, то це ускладнює процес розробки запропонованої системи автоматично. Тому до аналізу зміни розмірів зіниці залучено експерта.

Вимоги до системи. На якість вхідних даних системи впливає ряд факторів. Розмір зіниці в першу чергу реагує на зміни освітленості. Але враховуючи, що система проводить динамічну оцінку зміни розмірів зіниць, то більшість факторів, які будуть перераховані далі, вносять систематичну похибку. Тому якщо похибки матимуть постійний характер впливу, то це не впливатиме на результати роботи системи. Тим не менш, необхідно зазначити ці фактори:

  1. Фізіологія очей, порушення функцій нервової системи, сфокусованість на питаннях, які задає експерт.
  2. Рівень знань експерта, який проводить оцінювання реакцій змін розмірів зіниці у часі. Експерт має контролювати якість вхідних даних, слідкувати за своєї дикцією та володіти навиками правильно трактувати результати роботи системи;
  3. Рівень освітлення. Знімки, отримані в обід, яскравіші в 3-5 раз, ніж знімки, отримані в нічний час. Якщо мати справу із загальним освітленням, то відпадає можливість регулювання потоку світлових променів. Тому віддається перевага використанню штучного освітлення.
  4. Характеристики камери для реєстрації кадрів. Роздільна здатність камери та частота дискретизації напряму впливають на якість вхідних даних. Недорога веб-камера значно зменшує ефективність роботи, на відміну від камери з високими характеристиками. Частота дискретизації визначає здатність системи записувати короткочасні події, що досить важливо при реєстрації світлового рефлексу зіниці. Адже тут необхідна точність до мілісекунд.
  5. Алгоритми обробки зображень відеоряду. Головним критерієм відбору для алгоритмів обробки зображень є цілісність вихідних даних. Тобто важливо не допустити втрату інформативних частин після обробки зображення.

Фіксування зміни розмірів зіниці у часі програмно. Для програмної реалізації системи пропонується бібліотека комп’ютерного бачення з відкритим доступом OpenCV (Open Computer Vision). Бібліотека OpenCV досить популярна серед програмістів сьогодні, завантажена вже понад декілька мільйонів разів та реалізовані корисні проекти з її використанням.

Функціонал бібліотеки OpenCV використовується такими великими компаніями, як Microsoft, Intel, Siemens, IBM.

Для реєстрації відеокадрів в реальному часі використовується клас VideoCapture, який в своєму конструкторі приймає один із двох можливих параметрів [4]:

  • шлях до відео у форматі .avi, .mp4, або .mpg;
  • 0, якщо потрібно здійснювати реєстрацію відеокадрів в режимі реального часу.

Після реєстрації відеопотоку важливо обробляти його кадри. Обробка зображень відеоряду очей складається з наступних етапів: детектування очей; детектування зіниці ока; визначення розмірів зіниці ока.

Для детектування очей використовується алгоритм Віоли Джонса, який представлений функцією detectmultiscale [4]. Для визначення локалізації зіниці необхідно провести бінаризацію, яка позбавить від неінформативних пікселів, тобто світлих ділянок кадру.

Рис. 1. Приклад кадру з відеоряду

Серед існуючих функцій обрано threshold, яка має досить зручний інтерфейс. Для роботи з цією функцію необхідно вказати кадр, який буде оброблятись, встановити верхню та нижню межу для значень пікселів та вказати метод бінаризації. Крім того, якщо на кадрі помітна світлова пляма від освітлення як на рис. 1, від неї можна позбавитись за допомогою морфологічних перетворень (рис. 2), які також представлені у вигляді функцій бібліотеки OpenCV.

Рис. 2. Результат виконання морфологічних перетворень

Після обробки кадру необхідно визначити розміри зіниці досить просто – це площа еліпсу світлих пікселів кадру. Еліпс знаходиться на оконтурованому зображенні. Найбільш значимим параметром для подальших досліджень є ширина зіниці.

Експертна оцінка динаміки змін. Експерт, який проводить опитування задає питання людині з однією із 3-х запропонованих шкал: шкала депресії, шкала соціальності, шкала тривоги. Ці шкали взяті з опитувальника, який розроблений Міннесотським університетом [5, с. 219]. Кожна з шкал надає можливість оцінити характерні риси людини та її психологічний стан. Далі аналізується динаміка змін розмірів зіниці у часі. Аналіз проводиться експертом системи та полягає у виставленні балів від 1 до 3: 1 – це динаміка змін розмірів зіниці відсутня; 2 – динаміка змін розмірів зіниці незначна; 3 – значно помітна динаміка змін розмірів зіниці. Після виставлення експертних балів для кожного запитання вони сумуються та відповідно до порогових значень шкал інтерпретуються, тобто визначається психологічний стан.

Висновки та перспективи розвитку. Подальші дослідження необхідні для визначення, чи достатньо спостережувальні зміни параметрів зіниці, які пов’язані з різними психологічними розладами, з точки зору специфічності та чутливості, які мають діагностуватись. Тим не менш, пупілометра добре підходять для включення в ранні діагностичні оцінки та можуть доповнювати інші джерела інформації для виявлення пацієнтів з відхиленням для подальших клінічних досліджень.

Література

  1. Alexandrova, Yu.I. Eye system / Mechanisms of minding and existing. - Retrieved from http:/www/cyber-ek.ru [in Russian].
  2. Joshi, S., Li, Y., Kalwani, R. M., & Gold, J. I. Relationships between pupil diameter and neuronal activity in the locus coeruleus, colliculi, and cingulate cortex / Neuron, 89(1). – 2016.
  3. Леонов С.В. Использование систем регистрации движений глаз в психологической подготовке спортсменов / Журнал Национальный психологический журнал. - №2(10). - 2013.
  4. OpenCV 2.4.13.6 documentation. docs.opencv.org. - Retrieved from https://docs.opencv.org/2.4/modules/imgproc/doc/imgproc.html
  5. Sobchik L.N. “Standartized multifactor method of personality research 60 SMMR” [in Russian].