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Title: Aplicación de técnicas de visión artificial para el reconocimiento de las emociones básicas
Authors: Tenesaca Luna, Gladys Alicia
Castro Merino, Rafael Guillermo
Keywords: Ecuador.
Tesis digital.
Issue Date: 2025
Citation: Castro Merino, R. G. Tenesaca Luna, G. A. (2025) Aplicación de técnicas de visión artificial para el reconocimiento de las emociones básicas [Tesis de Posgrado, Universidad Técnica Particular de Loja]. Repositorio Institucional. https://dspace.utpl.edu.ec/handle/29.500.19856/71591
Abstract: Abstract: This study focuses on the development of a sophisticated facial emotion recognition model based on deep learning techniques. A model ensemble method using VGG (Visual Geometry Group) architecture is employed in combination with K-Fold cross-validation to optimize both accuracy and the system s generalization capability. The FER2013 dataset was transformed using specific data augmentation techniques, such as rotations, brightness adjustments, and scaling, to address class imbalance and enhance the model s robustness and performance in handling variations in facial images. The proposed architecture is based on an ensemble model that combines the predictions of multiple VGG models trained on different training subsets, all derived from the original dataset. These predictions are then fed into a meta-model (MLP), which learns from the probability outputs of each fold, thereby optimizing the system's overall performance and leveraging the specific strengths of each base model. Additionally, an interactive web application was developed using the Django framework, enabling image uploads, automatic processing for emotion classification, and the generation of visual and statistical reports. The application allows users to compare the model s predictions against ground truth labels, making the analysis more intuitive and user-friendly. Experimental results with various models indicate that cooperative learning can significantly improve emotion detection accuracy. Furthermore, the combination of different models proves highly effective in real-world conditions, making this approach applicable to disciplines such as psychology, human-computer interaction, and security.
Description: Resumen:Este estudio se enfoca en la elaboración de un modelo sofisticado de reconocimiento de emociones faciales, fundamentado en técnicas de aprendizaje profundo. Se emplea un método de ensamblaje de modelos VGG (Visual Geometry Group) en combinación con validación cruzada K-Fold para optimizar tanto la precisión como la capacidad de generalización del sistema. El conjunto de datos FER2013 fue transformado mediante determinadas técnicas de incremento de datos, como rotaciones, cambios de brillo, escalado, para solventar el desbalanceo del conjunto de clases y aumentar la fortaleza del modelo o el rendimiento del modelo con respecto a la variación de las imágenes que hacer referencia a imágenes faciales. La arquitectura propuesta se basa en un modelo de ensamblado que combina las predicciones de modelos VGG entrenados en conjuntos de datos de entrenamiento distintos, todos ellos hechos a partir del dataset. Estas predicciones se incorporan en un metamodelo (MLP), que adquiere conocimientos a partir de las probabilidades producidas por cada Fold, optimizando de esta manera el rendimiento global del sistema y capitalizando las fortalezas específicas de cada modelo de base. Adicionalmente, se diseñó una aplicación web interactiva empleando el marco de trabajo Django, que facilita la carga de imágenes, su procesamiento automático para la clasificación de emociones, y la generación de informes visuales y estadísticos. La aplicación ofrece a un usuario la capacidad de contrastar el modelo frente a la verdad de campo que éste determina, ayudando, con ello, a que el análisis sea intuitivo para un usuario. Los resultados que se desprenden de experimentos con los distintos modelos revelan que el aprendizaje cooperativo puede llegar a mejorar de forma notable la precisión en la detección de emociones, así como que la mezcla de los distintos modelos es muy adecuada en las condiciones de un caso real, lo que también es razonablemente aplicable a disciplinas como la psicología, la interacción humano-computadora o la seguridad.
URI: https://bibliotecautpl.utpl.edu.ec/cgi-bin/abnetclwo?ACC=DOSEARCH&xsqf99=146023.TITN.
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