表情分析系統是主要的神經行為測試工具之一，該系統是一款分析工具軟件，可自動分析面部表情和面部微表情動作，同時系統內嵌情感效價識別模型，直接測量個體的“消極”、“中性”、“積極”的情感狀態，還提供視線方向、頭部朝向、個人特征等數據。
系統通過面部動作編碼體系將許多現實生活中人類的表情進行了分類，是如今面部表情的肌肉運動的參照標準。具備情緒狀態識別、面部表情分析等功能，根據人臉的解剖學特點，將其劃分成若干既相互獨立又相互聯系的運動單元（AU），并分析了這些運動單元的運動特征及其所控制的主要區域以及與之相關的表情。
表情分析系統的工作過程分三個步驟：
面部尋找，面部建模和面部表情分類。可以使用視頻錄像文件分析表情，可以使用USB攝像頭實時分析表情，還可以使用照片文件分析表情。
這三種分析方法中，系統都能生成數據，深入了解參試者的情緒變化。在分析視頻錄像時，可以選擇一個精確的幀幀模式或跳幀模式進行高速分析。通過試驗參與者的正面彌漫光源，能得到最佳的結果。
表情分析系統能夠快速的檢測到有趣的片段，即使是很長的系列事件。該系統包含有一個基本的人類表情算法模型，系統根據事先輸入原始面部圖像來識別觀察對象的表情。
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