中科心研 · PT-FACE · 面部表情分析

面部表情
实时捕捉与分析系统

Real-Time Facial Expression Capture & Analysis System

通过先进的计算机视觉技术和机器学习算法,实现不少于 7 种情绪(高兴、愤怒、惊讶、恐惧、悲伤、厌恶、平静)和疲劳程度的实时检测,用于受试者心理状态的常态化监测、智能预警及报告自动生成。

68 个面部特征点17 个面部动作单元7 种情绪实时识别疲劳程度实时监测多模态大模型报告
  • 实时识别 7 种情绪并给出置信度,同步输出可量化的疲劳程度
  • 68 个面部特征点定位、17 个面部动作单元(AU)强度计算
  • 离线动态追踪情绪变化,定位情绪切换转折点
  • 集成多模态大模型,对长视频自动生成时间轴式结构化报告
面部表情实时捕捉与分析系统 采集与分析界面产品演示图片
01Pain Points

核心痛点

情绪与疲劳的客观测量,卡在「谁来标、标得准不准、长视频怎么看」三件事上。

判读

靠人看录像打标签

长时录像逐帧判读,几个人标出来的结果还不一致,一致性无从检验。

粒度

只有「高兴 / 不高兴」

缺少面部动作单元与强度,情绪变化没有可量化的中间过程。

长视频

几小时的录像没人愿意看

报告靠人工摘要,重点时刻容易漏,复盘成本高。

疲劳

疲劳只能靠问卷

主观量表受被试配合度影响,缺少客观、连续的疲劳指标。

我们的应对

实时层逐帧输出 7 类情绪与疲劳度,离线层给出 68 个特征点与 17 个动作单元的量化序列,报告层用多模态大模型把长视频压成时间轴式结构化报告。

02Advantages

核心优势

三条核心价值对应实时、离线、报告三层能力;两条特点说明大模型带来的差异。

01

面部表情实时分析

68 个面部特征点、17 个面部动作单元、疲劳程度实时监测、7 种情绪状态实时监测、生理指标实时监测。

02

离线数据分析

针对多种情绪状态和疲劳程度的动态追踪与量化分析:主导情绪识别、复合情绪占比、情绪切换转折点、疲劳 / 清醒时长占比、眨眼 / 打哈欠次数。

03

可视化报告生成

集成多模态大模型,实现从视觉信号流到语义理解的端到端分析,对视频的关键帧进行场景-主体-行为的联合分析,生成专业级的疲劳状态和情绪表现的文本描述。

多模态大模型 · 端到端

对视频关键帧进行场景-主体-行为的联合分析,直接输出专业级的疲劳状态与情绪表现文本描述,无需人工逐帧判读。

结构化视频摘要 · 报告可读性强

具备对长视频进行概括性总结的能力,支持生成时间轴式的行为内容总结,将长时段视频压缩为结构化的可读性报告。

03Composition

产品构成

摄像头 + 数据工作站两件硬件,配套实验管理、数据采集展示与数据管理三段软件功能。

摄像头 + 数据工作站

支持外置 USB 摄像头,或者电脑内置摄像头

摄像头参数数值
最大分辨率720p / 30fps
像素90 万
对焦类型固定焦距
内置麦克风单声道
对角线视野55°
面部表情采集摄像头
数据工作站Pro 版基础版
CPUI9I9
主频5.4 GHz2.2 GHz
内存64 G32 G
硬盘2 T 固态硬盘512 G 固态硬盘
显卡RTX 5090独立显卡

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实验管理 · 数据采集展示 · 数据管理

软件功能 01实验管理

EXPERIMENT MANAGEMENT
  • 支持新建、编辑、删除实验
  • 支持实验数据采集中的手动打点事件自定义键盘按键快捷键(单按键和组合按键)与事件标记名称(新增、修改、删除自定义打点事件)
  • 支持创建被试 ID 与被试名称
  • 支持选择实验、开始实验、结束实验
创建被试选择外置 USB 摄像头或电脑内置摄像头打点事件自定义磁盘空间监控实验仓库管理
面部表情系统 实验管理界面

软件功能 02数据采集展示

DATA ACQUISITION
  • 支持独立开始记录、结束记录
  • 支持数据采集过程中人脸视频数据以视频窗口实时动态展示
  • 支持疲劳程度的实时检测:综合眼睑闭合、眨眼频率、PERCLOS、微点头频率等先验特征计算,输出可量化的疲劳程度
  • 支持 7 种情绪的实时检测:高兴、愤怒、惊讶、恐惧、悲伤、厌恶、平静
  • 支持数据采集过程中手动打点标记,实时同步显示在采集监控界面中
面部表情系统 数据采集与实时监测界面

软件功能 03数据管理

DATA MANAGEMENT
  • 支持所有实验数据的列表展示与查询
  • 支持单个实验数据的报告展示
  • 原始数据支持同一实验批量导出
  • 支持报告查看与导出
视频数据导出 .mp4 / .csv按实验 / 被试筛选报告查看批量导出
面部表情系统 数据管理列表
04Mechanism

运作机制

架好摄像头到导出报告,五个环节全程无需人工逐帧判读。

01

设备架设

外置 USB 摄像头或电脑内置摄像头对准被试面部,确认视野、距离与光照。

02

建立实验

新建实验与被试 ID,选择摄像头,自定义打点事件的快捷键与标记名称。

03

实时采集

人脸视频窗口实时展示,逐帧输出 7 类情绪概率、疲劳指数与 AU 强度。

04

事件打点

观察到关键行为时按键打点,事件标记同步显示在监控界面时间轴上。

05

报告与导出

结束记录后生成离线量化分析与时间轴式报告,原始视频与数据批量导出。

05Data Delivery

数据交付

报告样例取自真实长视频,量化输出与逐帧识别能力一并列出。

7 种情绪实时识别(+ 1 类平静)
68 个面部特征点识别与定位
17 个面部动作单元(AU)强度计算
720p / 30fps摄像头采集分辨率

长视频 → 结构化、可读的时间轴报告

集成多模态大模型,先给出整段视频的概括性总结,再按时间分段给出行为内容描述

视频总结

视频中人物全程保持静坐姿态,面部表情稳定,无明显情绪波动或剧烈动作,仅偶有嘴唇微张似在低语,头部轻微前倾,暗示专注或交谈状态。背景电脑屏幕内容基本不变,仅在最后 15 秒有轻微变化,未见主动操作。整体无疲劳或情绪起伏迹象,典型表现为长时间专注工作的场景,人物可能为远程会议或视频录制中的参与者,状态沉稳、专注,无明显压力或倦怠表现。

分段总结
15:58:32–16:00:33

人物面部表情基本不变,无明显眨眼或皱眉。身体静止,无肢体动作。背景电脑屏幕内容未变,整体画面无显著动态变化。

16:00:32–16:02:33

人物面部表情自然,嘴唇微张似在说话。身体前倾,头部略低,眼镜反光。背景电脑屏幕内容未变,无明显肢体动作或表情剧烈变化。

16:02:32–16:04:33

人物面部表情平静,未见明显变化;无显著肢体动作;头部保持稳定,未有摇头或前倾后仰;整体姿态静止,处于视频片段中相对固定状态。

16:04:32–16:06:33

人物面部表情自然,嘴唇微张似在说话,头部轻微前倾。背景电脑屏幕亮着,无明显肢体动作或显著表情变化。

16:06:32–16:06:45

人物面部表情基本稳定,未见明显变化。身体无显著动作,保持坐姿。背景电脑屏幕内容有轻微变化,但人物无主动行为或姿势调整。

情绪分布与疲劳程度图表

离线分析的量化输出

  • 主导情绪识别
  • 复合情绪占比
  • 情绪切换转折点
  • 疲劳 / 清醒时长占比
  • 眨眼 / 打哈欠次数

逐帧输出情绪强度、疲劳程度与面部动作单元

采集界面同步呈现人脸视频、7 类情绪概率、疲劳指数、面部特征点与动作单元强度条,并支持手动 / 自动打点

7 种情绪实时强度

高兴、愤怒、惊讶、恐惧、悲伤、厌恶、平静,逐帧给出置信度并实时显示。

疲劳程度量化

综合眼睑闭合、眨眼频率、PERCLOS、微点头频率等先验特征计算,输出可量化疲劳程度。

面部动作单元强度

17 个面部动作单元实时强度条(如 AU6 抬高脸颊、AU12 微笑、AU5 抬高上眼睑、AU9 皱鼻子、AU17 抬高下巴)。

打点事件同步显示

支持手动打点标记,事件标记实时同步显示在采集监控界面的时间轴上。

06Comparison

选型对比

与「人工编码 / 通用视觉 API」相比,差别集中在粒度、连续性、长视频与报告四处。

对比维度PT-FACE 面部表情分析系统人工编码 / 通用视觉 API
情绪识别7 类情绪实时识别并给出各类置信度人工逐帧编码,或通用 API 仅给粗粒度结果
面部指标68 个特征点 + 17 个动作单元强度人工 FACS 编码,培训成本高、速度慢
疲劳评估输出可量化的疲劳程度,支持连续监测依赖主观量表,难以连续采样
长视频处理离线动态追踪,自动定位情绪转折点需人工分段观看与记录
报告输出多模态大模型生成时间轴式结构化报告人工撰写摘要,口径因人而异
部署方式随数据工作站本地部署,录像不出内网云端 API 需上传视频,存在合规顾虑

对比为选型参考,识别类别与指标以实际交付版本为准。

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