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Towards explaining deep learning networks to distinguish facial expressions of pain and emotions
(2018)
Deep learning networks are successfully used for object and face recognition in images and videos. In order to be able to apply such networks in practice, for example in hospitals as a pain recognition tool, the current procedures are only suitable to a limited extent. The advantage of deep learning methods is that they can learn complex non-linear relationships between raw data and target classes without limiting themselves to a set of hand-crafted features provided by humans. However, the disadvantage is that due to the complexity of these networks, it is not possible to interpret the knowledge that is stored inside the network. It is a black-box learning procedure. Explainable Artificial Intelligence (AI) approaches mitigate this problem by extracting explanations for decisions and representing them in a human-interpretable form. The aim of this paper is to investigate the explainable AI method Layer-wise Relevance Propagation (LRP) and apply it to explain how a deep learning network distinguishes facial expressions of pain from facial expressions of emotions such as happiness and disgust.
This paper describes a dynamic, model-based approach for estimating intensities of 22 out of 44 different basic facial muscle movements. These movements are defined as Action Units (AU) in the Facial Action Coding System (FACS) [1]. The maximum facial shape deformations that can be caused by the 22 AUs are represented as vectors in an anatomically based, deformable, point-based face model. The amount of deformation along these vectors represent the AU intensities, and its valid range is [0, 1]. An Extended Kalman Filter (EKF) with state constraints is used to estimate the AU intensities. The focus of this paper is on the modeling of constraints in order to impose the anatomically valid AU intensity range of [0, 1]. Two process models are considered, namely constant velocity and driven mass-spring-damper. The results show the temporal smoothing and disambiguation effect of the constrained EKF approach, when compared to the frame-by-frame model fitting approach ‘Regularized Landmark Mean-Shift (RLMS)’ [2]. This effect led to more than 35% increase in performance on a database of posed facial expressions.
Messkampagnen im Projekt METPVNET zur Verbesserung der PV- Erzeugungsprognose auf Verteilnetzebene
(2018)
In Fortführung zu den drei erfolgreichen „Usable Security und Privacy“ Workshops der letzten drei Jahre, sollen in einem vierten ganztätigen wissenschaftlichen Workshop auf der diesjährigen Mensch und Computer sechs bis acht Arbeiten auf dem Gebiet Usable Security and Privacy vorgestellt und diskutiert werden. Vorgesehen sind Beiträge aus Forschung und Praxis, die neue nutzerzentrierte Ansätze aber auch praxisrelevante Lösungen zur nutzerzentrierten Entwicklung und Ausgestaltung von digitalen Schutzmechanismen thematisieren. Mit dem Workshop soll das etablierte Forum weiterentwickelt werden, in dem sich Experten aus unterschiedlichen Domänen, z. B. dem Usability-Engineering und Security-Engineering, transdisziplinär austauschen können. Der Workshop wird von den Organisatoren als klassischer wissenschaftlicher Workshop ausgestaltet. Ein Programmkomitee bewertet die Einreichungen und wählt daraus die zur Präsentation akzeptierten Beiträge aus. Diese werden zudem im Poster- und Workshopband der Mensch und Computer 2018 veröffentlicht.