Je leest:

Gezicht aftasten op foto

Gezicht aftasten op foto

Software vertaalt gezicht naar tastplaatje voor blinden

Auteur: | 17 februari 2011

Aan een uitgeprinte foto hebben blinden niet veel. Tenzij je een speciale printer hebt én het computerprogramma van onderzoekers aan de Arizona State University. Zij ontwikkelden een systeem dat een portretfoto op zo’n manier naar een zwart-witplaatje vertaalt, dat blinden het kunnen gebruiken om het gezicht op gevoel te leren kennen.

Met alle digitale foto’s van tegenwoordig is het jammer dat blinden weinig hebben aan printje. Zij gebruiken hun tastzin om een gezicht te leren kennen dus met een platte foto kunnen ze niets. Daarnaast is ‘kijken’ met je vingertoppen veel moeilijker dan gewoon met je ogen, waardoor een rechtstreeks reliëfplaatje ook niet zou werken. Je raakt dan eerder in de war van alle vormen dan dat je er iets van leert.

Een kaart in reliëf brengt het hoogteverschil mooi in beeld. Voor een gezicht is zo’n soort afdruk helaas lastig te maken.
Flickr: Ruth Ellison

Wetenschappers van Arizona State University hebben nu een manier gevonden om van een portretfoto een plaatje te maken dat wel goed af te tasten is. Hun systeem kijkt eerst welke lijnen in de foto relevant zijn en maakt dan een zwart-witplaatje waar alleen díe informatie in te zien is. Als je het plaatje vervolgens (in reliëf) uitprint of op een speciaal scherm bekijkt, krijg je door te voelen een goed beeld van het gezicht.

Variatie op standaard

In elke foto kun je lijntjes weglaten zonder dat je belangrijke informatie mist. De vraag is alleen: welke lijntjes zijn relevant en welke niet? Dat is moeilijk vast te stellen voor alle foto’s in het algemeen (je kunt een plaatje van een auto niet vergelijken met die van een bergmeer) en de onderzoekers hebben er daarom voor gekozen zich speciaal op foto’s van gezichten te richten. Die zijn erg belangrijk voor sociale interactie en zeker tegenwoordig — met sociale netwerken als Facebook — zou het voor blinden fijn zijn als ze gezichtsfoto’s snel konden ‘zien’.

De onderzoekers begonnen met het maken van een standaardmodel voor gezichten. Natuurlijk variëren gezichten heel erg, maar er toch altijd binnen bepaalde grenzen (een neus zit altijd enigszins in het midden bijvoorbeeld). Met die voorkennis maakten ze een model dat je gemakkelijk kunt aanpassen door iets andere waarden (parameters) in te vullen.

In het midden zie je het standaardmodel. De blauwe pijltjes geven aan hoe het gezicht vervormt als je een bepaalde parameter in het model verandert.
Wang&Li, 2010

Dat aanpassen is stap twee. Wanneer je een nieuwe foto invoert, gaat het systeem kijken hoe het standaardmodel vervormd moet worden. Oftewel, welke waarden moet je invullen om het juiste gezicht te krijgen? Daar komt het systeem achter door het standaardmodel steeds in te vullen met allerlei waarden en dan te checken of het resultaat goed lijkt op het echte gezicht. Uiteindelijk kom je zo achter de beste waarden en heb je dus een lijntekening van het gezicht.

Extra informatie

Die lijntekening is echter wel érg simpel. De onderzoekers voegen daarom toch wat extra lijntjes toe, zodat belangrijke informatie niet verloren gaat. Ze letten er daarbij wel op waar ze toevoegingen doen. Bij de ogen, wenkbrauwen, mond en neus zijn extra lijnen bijvoorbeeld interessant, maar op het voorhoofd of bij de kin scheppen ze vooral verwarring. Alles buiten het gezicht, zoals het haar en de kleding, blijft wel bewaard.

Daarnaast variëren de onderzoekers met inkleuren en lijndikte. Donkere stukken krijgen bijvoorbeeld een dichter stippenpatroon dan lichte gedeelten, zodat het verschil goed te voelen is. De hoofdlijnen van het gezicht moeten natuurlijk opvallen en worden daarom dikgedrukt getekend. Extra lijnen, zoals rimpels, mogen iets minder nadrukkelijk aanwezig zijn. Hieronder zie je het resultaat van het systeem.

De originele foto is (a). Als je ‘gewone’ lijnherkenning (edge detection) zou toepassen en dus alle lijnen in de foto gaat detecteren, krijg je het linkerplaatje als resultaat. Niet erg duidelijk, zeker niet als je alleen je handen mag gebruiken. De foto’s rechts laten zien hoe de onderzoekers van Arizona het aanpakken. Eerst passen ze hun standaardmodel voor gezichten zo aan dat het klopt met het gezicht in de foto, dat zie je in (b). Afbeelding © geeft het resultaat van het omzetten: de hoofdlijnen van het gezicht zijn bijvoorbeeld dikgedrukt en het haar heeft extra lijntjes om de textuur aan te geven. Wanneer je dit uitprint, krijg je afbeelding (d).
Wang&Li, 2010

Op papier of op het scherm

De laatste stap is het printen van het plaatje. Daarvoor heb je een speciale printer nodig die in reliëf kan afdrukken. Helaas vind je die niet in de gemiddelde computerwinkel; de goedkoopste kost – volgens de onderzoekers – enkele duizenden dollars.

Maar in de toekomst is er wellicht nog een optie: een tactiel scherm (tactile display). Dat is een touchscreen, maar dan zo dat je reliëf voelt. Een aantal van zulke schermen zijn al opgedoken. Zo heeft Nokia een prototype van de N900-smartphone ontwikkeld waarbij je de icoontjes kunt voelen (zie ook het filmpje hieronder) en heeft Microsoft patent aangevraagd voor een tactiel scherm.

Onderzoekers van de Technical University of Dresden presenteerden in 2009 ook een display met reliëf . Zij gebruikten een laag met bolletjes van hydrogel, een materiaal dat je bijvoorbeeld vindt in contactlenzen en maandverband. Wanneer je een druppel van die gel verwarmt, laat het een deel van zijn vocht los, waardoor het bolletje platter wordt. En daalt de temperatuur, dan absorbeert de gel al het water en zwelt de druppel op. Een raster van lichtstralen achter het scherm zorgt ervoor dat de juiste druppels opzwellen of inkrimpen. Zo kun je dus een plaatje mét reliëf tonen.

Zie ook:

Literatuur

Wang and Li, ‘A bayesian approach to automated creation of tactile facial images’, IEEE Transactions on Multimedia, 12 (4), art. no. 5437233, pp. 233-246, 2010

Lees meer over gezichtsherkenning en tactiele schermen op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/gezichtsherkenning/tactiele-schermen/index.atom?m=of", “max”=>"6", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 17 februari 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.