Indonesi an  Journa l  of El e ct ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   14 ,  No.   1 ,  A pr il   201 9 , p p.  503 ~ 512   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 4 .i 1 .pp 503 - 512          503       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   A comp uter visi on based  image p rocessin g system  for  depressi on dete ction am on g s tud en ts for coun seling       Na m boodiri   S an d hya P ar am esw aran ,   D.Venk atar am an   Depa rtment  o f  C om pute r  Scie n ce a nd  Engi n ee rin g,   Am rit a   Schoo l  of  Engi n ee ring ,   Coim bat ore ,   A m rit a  Vishw a   Vid y ap eetha m ,   I ndia         Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   11 , 201 8   Re vised  Jun  12 , 2018   Accepte d  Ja n 7 , 201 9       Ps y chol ogi ca l  p roble m s  in  col le ge  student s  like  depr ession,   pessim ism ,   ec c ent ri ci t y ,   an xie t y   etc.   are  ca used  pr inc ip a lly   due   to  the  negl e ct  of  cont inuous  m onit oring  of   stude nts’  ps y cho logic al   we ll - be ing.  I dent ifica ti on   of  depr ession  at  col le g e  le v el   i s  desira ble   so  t hat   it   ca n  be  c ontrol le d  b y   givi ng  better   co unseli ng  at  the   s ta rti ng  st age   it se lf.   If  a  counse lo r  ide ntifies   depr ession  in  a  student   in  the   in itial   stage s  it se lf,   he  ca n  eff e ctively   hel p  th at  student   to  over come  depr ession.   But  among  la rge   num ber   of  student s,  i t   bec om es  a  d ifficult   ta sk  for  the  counse lor  to  k ee p  tr ac k   of  th e   signifi c ant  cha nges  tha t   oc c ur  in  stud ent s   as   a  r esult   of   depr ession.   But   advance s  in   th e   Im age - Proce ss ing  fie ld  h ave   le d   to  the  develop m ent   of  eff e ct iv e  s y st ems ,   which  prove   capabl e  of   detec ting  emotions  fro m   fa ci al  images ,   in  a  m uch  sim ple r  wa y .   Th us,  we  nee d  an  a utomate d  s y st em  tha t  ca p ture s  fa ci a l  images  of  student s  and  ana l y z e  th em,  for  eff ective   d et e ct ion  of  depr ession.   In  th e   proposed  s y ste m ,   an  at t empt  is  bei ng  m ade   to  m ake   use  of  the   Im age  proc essing  te chn ique s,  to  stud y   t he  fronta l  fa ce   f ea tur es  of  col lege  student s   and  pre d ic t   depr ession.   Th is  s y s te m   will  be  trai ned  with   fa ci a l  fe at ur es  of   positi ve  and  n eg at iv e  fa c ia l  emotions.   To  pre d ict   depr ession,   a  vi deo  of  the  student   is  ca ptu re d,   from   which  the   fa ce   of  th e   student   is  ext ra ct ed .   The n   using  Gabor  filt ers,   th e  fa cial  f e at ure s  are   ext r ac te d.   Cla ss ifica t i on  of  the s e  fa cial  f eature s  i s  done  using  S VM   cl assifie r .   The   l evel  of  d e pre ss ion  is  ide nti f ie d  b y   c a lc ul at ing  th e  a m ount  of  nega tive  emotions  pre sent  in  th e   ent ir e  vide o .   Based  on  the   le ve l  o f  depr ession,   not ifi c at ion  is  send  to  the   class   advi sor,  dep artm ent   counse lor   or  unive rsit y  counse lor,   in dic a ti ng  th e   student ’s  disturb ed  m ent al   sta te .   The   pre sent  s y st em  works   with  an  ac cur a c y   of  64. 38%.   Th e  paper  con cl u des  with  th e  d esc ription  of  a n  ext end ed   arc hi te c ture   usi ng  othe r  inpu ts  li ke  acade m ic   score s,  soci al   c onte nt ,   pe e r   opini ons  and  hostel   ac t ivi t ie s  to  buil d  a  h y b rid  s y stem  for  depr ession   det e ct ion   as  fu tu re   work.   Ke yw or d s :   Com pu te r  visi on   Depressi on d et ect ion   Faci al  f eat ures   Feat ur e  ex tr act ion   Im age p r ocessi ng     Copyright   ©   201 9   Ins ti tute  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Nam bo odiri Sa ndhya Pa ram es war a n ,   Dep a rtm ent o f C om pu te r  Scie nce a nd E ng i ne erin g,     Am rita  Sch ool  of Enginee rin g,    Coim bator e, Am ri ta  V ishw a   Vidyapeet ham , Ind ia .   Em a il :  cb. en.p 2cv i 16004@c b.st udents.am rita .edu       1.   INTROD U CTION     In   c ollege  stu de nts,  de pressi on  is  the  res ult  of   the  so ci al   c hange  du e  t o  e m erg ence  of   t he  inter net,   sm art  ph on es  and   dif fer e nt  so ci al   m edia  s it es.  Ma j or it y  of   st ud e nts  te nd   t o  co nceal   their  ps yc ho l o gica l   pro blem s  du e  to  the  s ocial   sti gm as  relat ed  t o  de pr e ssio n  a nd   al s o  due  to  peer   pr es sure.  So m e  stud ents  rem ai n   total ly   un aware   of   their  ps yc ho l og ic al   pro bl e m s  and   thus  r e m ai n  dep ri ve d  of  any  help  t hat  m ay   pr ov e  vital   to  their  m ental   healt h.   I t  bec om e s  a  di ff ic ult  ta s k  f or  the   co uns el or   t o  ke ep  t r ack  of   t he  si gnific ant  cha nges   that  occur  i n  stu de nt s  as  a  resu lt   of  de pr es sio n   in   a  la rg e   num ber  of  stu de nts .  T hu s   we   ne ed   a nd  aut om at ed  syst e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   14 , N o.   1 ,  A pr il   2019   :   503   –   512   504   that  captur es  i m ages  of   stu de nts  and   a naly ze  the m   fo r  eff e ct ive  de pressi on  detect ion.  Fa ci al   exp ressi ons  are   the  m os t  i m po rtant  f or m   of   non - ve rb al   c om m un ic at ion s  to  ex pr e ss  a  pe rsons ’  em otion al   or  m ental   sta te .  A   la rg e  num ber   of   stu dies  are   currently   un de rgoin g  on  ‘ Fac ia l  featur e   anal yse s’  f or  em otion   rec ogniti on  f r o m   im ages  wh ic h  eff ect ively   hel p  in  pr e dicti on  of   m ental   healt h  co nd it io n  of   hu m an  bein gs.   This  stu dy  pro po s es  an  autom at ed  syst e m   that  detect s  dep ressi on  le vels  in  stu den ts  by  analy zi ng   f rontal   fa ce  i m ages  of   colle ge  stud e nts.  T o  predict   de pr e ssion,  a  vid e o  of   the  stud e nt  is  captur e d,   fro m   wh ic h  the  f ace  of   the  st udent  i s   extracte d.  The n  us in g  Ga bor  filt ers,   the  facial   featur es  are  extracte d.  Cl assifi cat ion   of  these  facial   featur es  is   done  usi ng  S VM  cl assifi er.   The  le vel  of  depressio n  is  identifie d  by   cal culat i ng   th e  a m ou nt  of  neg at iv e   e m otion s  pr e se nt in  t he  e ntire  vid e o.     A  com par iso n  of   Ma nual   F ACS  co ding  and   A uto m at e d  FA C S  co di ng   for  fi nd i ng  ou t  Faci al   Ex pr essi ons  of  depresse d,   s howe d  high  sim il arity  in  resu lt s  of   both  t he  m e tho ds  [1] .  High ly   depr essed   patie nts  we re  fou nd   to  e xhib it   low  presenc e  of   sm il e  (A U12)   or  sad ne ss  (AU  15) .  T hey  showe d  th e   hi gh   pr ese nce  of   c onte m pt  (A U14 )  an d  dis gu st  ( AU1 0)   al on g  with  sm i le .  Figu re  1  sho ws  ac ti on   unit s  fou nd  to  be   pr ese nt  in  de pressi on   vid e os   [ 1] –   (a)   AU   10   –   Disgust,  ( b)  AU   12   –   Happ y,  (c)   A U  14  –   Con te m pt,  (d )   AU  15  –   Sa d.           Figure  1. Acti on  Un it s  fou nd to be  pr ese nt in   depressi on v i de os   [1 ] –   (a ) A U 10  –   Dis gust, (b)  AU  12  –   Happy,  (c) A U  14  –   C on te m pt,  ( d)   A U 15  –   Sad       The  res ults  poi nted  out  that  t he   m os t  accur at e  act ion  unit   f or  depressio n  de te ct ion   w as  A U14  (acti on   un it   relat ed  to   con te m pt).   In  [2 ] ,  the  ident ific at ion   of   de pr essi on  was  done  by  analy sing   facial   la ndm ark   po i nts.  T he  dis ta nces  bet wee n  them   wer e  f ound  out  us in g  eucli dea n  an d  ci ty   blo ck  dis ta nce  m e tho ds .   Her e   bo t h  vid e o  a nd  a ud i o  fe at ures  are  e xtract ed  a nd  the n  f us e d  to gethe r  and  the n  cl ass ifie d.   In  [ 3]  a   cross   database  a naly sis  of   th ree  m a in  dataset s  –   ‘ Bl ack  D og   In st it ute  depressio n  dataset   (Bla c kDo g) ,  U niv e r sit y  of  Pit tsbu r gh  de pressi on  dataset   ( Pit t),  an d  A ud i o/Vis ual  Em ot ion   Chall e ng e  de pr essi on  dataset   (AVE C)  ha s   been  do ne  w hi ch  analy sis  th e  three  dataset s  ind i viduall y  as  well   as  by  com bin ing   t he m   fo r  detect io n  of  depressi on   featur es .  The  data set   was  ge ner a li zed  into  ey e  act ivit y  data,  head   pos e  data,   featur e  fusio n  data   and  hy br i d  dat a.  O f  al l,  the   ey e  act ivit y  m od al it y  sho we d  bette r  pe r for m ance.  T he  re su lt s  in dicat ed   that  if  var ia bili ty   in  trai ning  data  is   m or e  the  te sti ng   res ults  will   be  be tt er.  I n  [4 ] ,  t hr ee   dif fer e nt  m et ho ds  are   discusse d  f or   e m ot ion   rec ogni ti on .  O ne  is  us e  of   A U  rathe r  than  A AM  fe at ur es  f or   cl ass ific at ion   w her e   AU  14,  pro ve d  to  be  the  m os t  accurate  AU   for  de pr es sio n  identific at io n.   The  sec ond  m et hod  is  by  us ing   th e   app ea ra nce  fea tures  from   the  AA M  f or   cl ass ific at ion   us in g  S VM  a nd  the  t hir d  is  m ultim od al   f us io n  of  vo cal   and   vid e o  fea tures.   T his  stud y  cl aim s  that  du ri ng   cl in ic al   interviews   of   the  de pr e ssed,   the  depr ession  sy m pto m s  are  com m un ic at ed  nonver bally   and   ca n  be  dete ct ed  autom at icall y.  An ot her   s tud y  f or   fin ding  ou t   dep ressi on   f r om   facial   featur es  has  bee n  do ne  by  m easur ing   ‘Multi - Scal e  Entropy’  (M SE)  ove r  tim e  per i od   on   t he  patie nt  inter view  vid e o.  [ 5 ]   MSE  capt ur es  t he  va riat ion s  t hat  occ ur   in  the  vi de o  ac ro ss  a  sin gle  pi xel.  The  vid e os   of  patie nts  w ho  ha d  lo wer  de pre ss ion  le vels  w ere  hi gh ly   e xpressive  of  their   em otion s  an d  su c h  vid e os  s howe d hig h  e ntr opy l evels , othe rw is e  the e ntr op y l evel wa s lo w.    In   [6 ]   patie nts  wer e as ke d  to  wear   de vices to obse rv e  their  h eart - rate, slee p  patte r n,  t heir red uctio n  i n  so ci al   interact i on,  th ei r  GP S   locat ion  to  c he ck  if   they   a re  sk ip ping  w ork   et c.  f or  depre ssion  analy sis.   Data   colle ct ion   of  de pr es sed  patie nts  has  al s o  be en  do ne  in  [ 7]  by  ind ic at in g  them   fil m - c li ps   to  cat ch  the  outwa r d  app ea ra nces  of   feeli ng s  a nd  f ur t her m or e  by g ivin g  a n  assig nm ent  of   pe rce iving  n e gative and  posit ive  fe el ing s  from   var io us   f aci al   pictures .  In  [ 8],  f or  a   vi deo,  t he  face  r egio n  is   first   m anu al ly   init ia li zed  an d  t hen  KL T  (K a na de - T om a si - Lucas )  trac ke r  is  util iz ed  to  ext ract  cu rvat ur e  in f or m at i on   from   the   pi ct ur e .  Vide o  base d  appr oach  in dic at ed  m or e  pr e ci sion   a s  it   s um s  up   the   face   area   al l  the  m or e   preci sel y.   A  te c hn i qu e   f or  face   recog niti on   wit h  t he  assist a nc e  of  Ga bor  Wa velet   has   li ke w ise   bee n  pro posed.  [ 9].  Her e   recog niti on   of  faces  inv a riant  to  P os e  a nd  O rie nt at ion   is  do ne.  The  featu res   extracte d  are   cl assifi ed  with  the  hel p  of   SV M   cl assifi er.  This   fr am ewo rk   cl a i m s  to  ou tpe rfor m   oth er  face   reco gnit io n  te chn i qu e s.T he  work   in  [10]  pro poses   an  im pr oved   f ace  rec ogniti on  syst em   wh ic h  us es   Stat iona ry  W a velet   T ran s f or m   for  f eat ur e  e xtracti on  a nd   Con se r vative  Bi nar y  Partic le   Sw arm   Op tim iz at ion   for  featur e  sel ect ion.  The  pro posed  m et ho d  cl aim s  to  giv e   good  pe rfo rm ance  un der   cl uttered  bac kgr ound  an d  is  m uch   eff ect iv e  and   r obus t   to  cha nges  du e  t o  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A com pu te r vis ion   base d  im ag e p r ocessi ng sy ste m  for  d e p re ssion …   ( Namboo diri S andhy a  P aramesw aran )   505   il lu m inati on ,  oc cl us io n,   a nd   expressi on.  Uti li zat ion   of   la ndm ark   points  [ 11 ]   to  c om pu te   the  LBP H  of   facial   featur e reduces   LBP  histogra m ’s  di m ension,  wh ic h  is  us e d  fo r  face  detect ion .  T oo  few   la nd m ark   points resu lt   in  loss  of  feat ures.  T he refor e   m or e  la nd m ark   points  need  to   be  e x tract e d  to  im pr ove  the  true  posit ive  ra te   of   the r ec ogniti on  p r ocess . In [12]  the eye a nd   ey ebrow   featu r es are  detect ed wit h 4 a nd   3 fe at ur e  po i nts fo r  each   ey e  and   ey eb r ow   res pecti vely .  On e  ca n  al s o  di vid e  the  e ye brow   int o  th ree  eq ual  pa rts:  the  inn er ,  th e   centre   and  the o ute r  pa rt  as  in [ 13] . F eat ur e points can  al so  be  det ect ed  us i ng  dif fer e nt  te m plate  m a tc hin g  te c hniq ues   [14].  Faci al   e xpressi on  rec og niti on   ca n  al so  be  done   in  t w o  ph a ses:  m anu al ly   locat ing  f ourteen   points  in  face   reg i on   a nd   c re at e  a  gr ap h   with  ed ges  [ 15]   th at   connect  su c h  points  a nd   t he n  trai ni ng   a rtific ia l  neu ral n e tworks  to  recog nize  th e  six  basic  em otions.  T he  process  of  facial   featur e  e xtracti on   ca n  al so   be  done  usi ng  A rtific ia l  Neural  Net wor ks   Mult il ay er  Perce ptron  (M LP)  with  back - pro pa gation  a lgorit hm   trai ni ng   t he  ANN  with  a  nu m ber   of  e xa m ples,  cal le d  le arn i ng  set   [ 16]   an d  t hen  as sign i ng  wei gh t s  to  m ake  the   netw ork  ca pa bl e  of   cl assify ing   facial   expressi on s .   Feat ures  of   vi deo  an d  a udio  inf or m at ion   ar e  sepa rated  fro m   the  vid e o  util iz ing   a Mov em ent H ist or y Hist ogra m  ( MHH)  whi ch  re pr ese nts to  the quali ti es  of  m inu te  ch an ges  that occ ur  i n  face   and  vocal   a ppearances   of  t he   de pr ess ed  [ 17] .   Em otion   re cogniti on  f ro m   faces  ca n  al s o  be  detect ed  us in g  Ra ndon  a nd  Wav el et   t ran s f or m s.  The   Ra ndon  proc ess   pro j ect s  the   2D  im age  into   Ra ndon  s pace   an d   t he  D WT  f ram ewo r k  e xtracts  t he   coe ff ic ie nts  at   the  sec ond  le vel  dec om posit ion   [ 18] .  T he   f undam ental   facial   featur e s  ch os e n  are  ey e,  nos e  and   m ou th  local es  that  can  be  sepa rate d  by  ap plyi ng  Haar   featu re  base d  Ad a boos t  al gorithm .  This  strat egy  dim inishes  the  face  pr e processi ng   ti m e  for  la r ge  data bases.   Faci al   A ct ivit y  Un it s ar e ad diti on al ly  b ei ng   r ecognize d, w he re a  com bin at ion  of v a rio us  f aci al  acti vity  un it s can  f orm   disti nct   com plex  facial   expressio ns   f or   bet te r  inv e sti gation  [ 19 ] .   On   the  off  c han ce  th at   the  stud e nts'   dep ress e d  feeli ng s   are  m app e d  t o  their  act ion s  in   cl ass room ,  their  ent hu sia sti c  sta te   can  be  see n  if  they   are  disco urage d  or   not,  an d  in  li gh t  of   this  the   instru ct or  can   help  the  stud e nt  by  giv in g  caref ul  con si derat ion   to  that  spe ci fic   stud e nt  as  in  [2 1].  I n  the  eve nt  that  div erse  faces  in  a  sa m e  scene  dem on strat e  a  si m il ar   po sit ive  or   ne gative   e m otion ,  it   would  com pr e hend  the  entire  ci rcu m sta nce  of  the  scene,  re ga rd le ss  of   w he ther  sub j ect s  in  th e   scene  are  upbe at   or   in  t he  cas e  of   s om et hin g  inco rr ect ly   is  go i ng   on  in  the   scene  as  in  [ 24] .  The  w ork  i n  [ 25]   pro po ses  a  sys tem   that  identi fies  de pr essi on  in  colle ge  stu den ts  by  fin din g  out  the  pre sence  of  lo w  le vel  of   happy  f eat ur e s   in  f r on ta l  fa c e  vid e os   of  st ud e nts.  If  the  happy  f eat ur e s   are  lo w  i n  th e  vid e o  t he  st ud e nt  is  pr e dicte d  of   ha ving  de pressi on.  I n  [ 26]   the   process  of   em otion   rec ogniti on   is  done  bas ed  on  s peec h  s ign al   processi ng   a nd  e m otion   trai ni ng   rec ogniti on.  T he  pro sodi c  par am et ers  fr om   sp eech  si gn al s  a nd   t he  facial   featur e s  f r on   t he  vid e o  sig nal s  are  e xtracte d  and  cl assifi ed   par al le ll y.  Bot h  the   cl assifi er   res ults  are  c om bin ed   us in g  ‘Bim od al ’  integrati on  for  the  final  e xpressi on   rec ogniti on  res ult.  A  face  recog niti on   syst em   wh i c h  represe nt s  a  fa ce  us in g  Ga bor - HOG  featu re s  is  pro pose d  in  [ 27] .  T he  fa ce  i m age  is  filt ered   us in g  a   Gabo r   Fil te r  ba nk.  T he   Ga bor  m agn it ud e  im ages  ar e  obta ined   an d  the  Hist ogram   of  O riente d  G rad ie nt  is  com pu te d  on   the se  m ag nitud e  im ages.  The  res ults   sh ow  that  th e  fu s io n  of   both  the  m et ho ds   outper f orm s   the  perform ance  of  both   the  proc esses  w he n  perform ed  ind ivi dual ly .  A  featu r e  sel ect ion   al gorithm   is  propose d  in   [28],  w hich  use s  2D   Gabo r  wav el et   tran sf or m at ion   to  process  only   the  ey e  and   nose  r egio ns   of  face  i m ages  whi c h  s hows   hi gh e r  acc ur acy   in  detect ion  of  m ulti - po se   a nd  m ulti   exp re ssion  face .  Ta ble  1  s hows   a naly sis   ta bu la te d.   Ta ble  1  de picts  the   analy sis  of  m ai n  fi ve  pap e rs   ta ken  f or  re fe ren ce   wic h  inc lud e  t he  depre ssio n  featur e s  ext rac te d  in  eac h  pa per,  the  li m i tati on s  of   eac h  pap e r  a nd  the   possible  fu t ure  w ork  that  c an  be   unde rd at e n  f or  each  par ti cula r  r esea rch pa per.       Table   1.   A naly sis Tab ulate d   Papers   Depressi o n f ea tur es ex tracted   Li m ita tions   Fut ure  sco pe   “ So cial  Ris k ……”   Actio n  Units   Intervi ews in  gen e ral  a re  le ss  stru ctu red.   Dep ressio n  r elated  qu estio n n aires  m a y  captu re  dep re ss iv e f acial  ex p ressio n s   "Cros s - cu ltu ral  .. .. ”   Ey e   m o v e m en t   an d   Head p o se  m o v e m en t   Tr ain in g  on  sp ecif i c datasets   - p reven ts f ro m  gen eralizing  to  d if f erent ob serv ati o n s.   More vari ed  datas e ts  can b e created   "Discri m - in atin g   clin ical . . .”   Un su p ervis ed  f eat u res -   Multi Scale  E n trop y ,D y n a m i cal  an aly sis ,  Ob se rvab ility  f eatu res   Un su p ervis ed  f eat u res ar e  us ed   in  an exp lo ratory  s ettin g .   Featu res ca n  be  cla ss if ied  acc o rdin g   to  their dis cri m in at o ry  po we r   "Facial   g eo m et ry... ”   Facial land m a rks ’  (vid eo )  &   Statistical d escr ip to rs ( au d io )  are   f u sed .   No n  dep ressed  I n d iv id u als n o t  class if ied  pro p erly   Op ti m izin g  of  f eatu res fo r  d etectio n   o f  non d ep ressiv e f eatu res.   "Video - b ased .. .”   Face reg io n  was  m an u ally  ini tialized  &  then  tr acked  wit h  KL T   Rein itialized  of  f ace  regio n   requ ired if  the trac k ed  po in ts are  b elo w a  th resh o ld .   Can  con sid er  f ace  as a who le f o r  th e  en tire  v id eo .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   14 , N o.   1 ,  A pr il   2019   :   503   –   512   506   2.   RESEA R CH MET HO D OL OGY   In  [ 1],  the   m os t  accurate   act ion  unit   on e   f or  depressio n  de te ct i on   dep ic t ed  as   A U 14.  B ased  on  this   theo ry,  the  cu r ren t  stu dy  pro poses  a  syst em   t hat  will   be  trai ned   with  feat ures  of   ha pp y,  ne utral,  c on te m pt  an d  disgust  fa ces.  The n  in  t he  te s ti ng   ph a se,  vide os   of  colle ge   stud e nts  will   be   colle ct ed  wh i le   they   are  a nsweri n g  diff e re nt  quest ionnaires.   T he  stud e nts’  facia l  featur e s  will   be  e xtracted   a nd  cl assifi ed   by   SV M  cl assif ie r  f or  depressi on   detect ion .  De pres sion   detect io n  will   be  done  by   ov erall   pr e se nce  of  happy,  neu t ral,  co ntem pt   and   disgust  featu re s  thr ough ou t   the  vid e o  fr am es  an d  st udent  will   be  cl assifi ed  as   ha ving   low,  m od erate  or  hi gh   depressi on.  T he   arc hitec tural   diag ram   of   t he   pro posed   a uto m at ed  syst e m   can   be   m od el ed  in   the   f ollo wing  way.     2.1.   Pr oposed   Archi tectu r al  D ia gr am   Figure  2  s hows  arc hitec tural  di agr am   fo r  the  pro po se d ‘ Depressio n Dete ct ion’ syst em .           Figure  2. A rch i te ct ur al  d ia gr a m  f or  the  pro pose d  ‘ De pr es sion Detec ti on’  s yst e m       2.2.   D es c ri pt i on   of Pr opose d A rc hitect ur al D i ag r am .   2.2.1.   Tr ainin g Datase t Cre at i on   In   a ddit ion   to  happy,  c on te m pt  an d  dis gust  e m otion s,  t he  e m ot ion   ‘ Ne utr al ’  face  al so   i m pl ie s  la ck  of   interest ,  or  em otion le ss  face  wh ic h  m ay  be  pu t  f ort h  by  th e  depresse d. T he   input  is  con s equ e ntly   a  dataset   of  happy,  ne utral,   co ntem pt  and  disgust  faces.   For  c ollec ti ng  the  in put  data set   a  G U I   is  c reated  t hat  cap tures   i m ages ( f or ea ch 4 em otion s)  of the  stu den t  as Fig ur e  3 bel ow :           Figure  3. Faces  of stude nt cap t ur e d for trai ning set       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A com pu te r vis ion   base d  im ag e p r ocessi ng sy ste m  for  d e p re ssion …   ( Namboo diri S andhy a  P aramesw aran )   507   The  trai ning  da ta set   create d  con ta in s  40   i m ages  each  of  Happy,  Neu t r al ,  Con te m pt  and   Dis gust  faces.  Finall y  we have  a total  of  160  im ages in  the  in pu t  tra ining dataset .     2.2.2.   F ace  D etectio n  an d  F eature E xtr ac tion   On ce  t he  trai ni ng   set   is  c rea te d,   face   f ro m   each  im age  is  detect ed  us i ng   t he  Viola  Jo ne s  Face   Detect ion   al go rithm .  This  alg ori th m   m ake s  us e  of  Haa r   featur es ,  w hi ch  w he n  co nvolv e d  thr ough ou t  th e   i m age,  we  get  high  out pu t  va lues  only   at   th os e  re gi on s  t ha t  m at ch  the  pa tt ern   of  the   ha ar  feat ur es  a nd  the n  us in g  A da boost   al go rithm   and   casca ding  cl assifi ers,   it   det ect s  a  face  as  in  Fig ur e   4(b ).   Faci al   featur es   from   each  face  im age  are   extr act ed   us i ng  G ab or  f il te rs.   A   Ga bor   filt er  bank   of  40  filt ers   is  cr eat ed  us in g  5  s cal es   (2,  3,   3.5 ,  4  an d  5)   a nd   8  or ie ntati on s  ( 0,   23,   45 ,  68,  90,  113,   13 5  and   158.)  as  in  [20].  The  Ga bor  filt er  ba nk   of   4 0  filt ers  cr eat ed  is  show n  in  Fig ur e  4  (c ).   F or   a  face  de te ct ed,   the  G a bor  feat ur es  e xt racted  are  s ho wn   i n  Figure  4 (d).         (a)     (b)     (c)     (d)     Figure  4. (a )  I nput im age,  ( b)  Face detect e d,   (c)   Ga bor Fi lt er Ban k ( d)   Ga bor  Featu res        Fo r  e ver y  im a ge  a  Ga bor  fe at ur e  vect or   is   fo rm ed  as  an  ‘n   x  1’   c olu m n  vecto r  as  in  Figure  5  (a) .  Feat ur e  vecto r s  of   al l  the  in put  i m ages  found  out  an d  com bin e d  to  f or m   a  featur e  vecto r  of  ‘ n  x  160’   f eat ur e  set   as  in  Fig ure  5  (b).  T he  dim ension   of  th is  feat ure  set   i s  ve ry  hi gh  an d  s o  P rini pal  Com po ne nt  A naly sis  (P CA )  is  app l ie d  to  this  featur e  set   fo r  dim ension al it y  red uctio n.   T hu s  we  get  a  ‘1 60   x  160’  reduce d  dim ension   featur e  set   after  ap pling   PC A  as  in  Fig ur e  5  (c ).  This  ‘G a bor  F eat ur e  Set’  is  the  input  f eat ur e  set  for  trai ning.  Cl asses  are  assig ned   to  eac h  fea ture  vect or.  Th e  Happy  an d  th e  Neu tral   im ages  are  co ns ide r ed  as  po sit ive  cl ass  and   he nce  assigne d  the  value   ‘+1 ’  a nd  the  Con te m pt  and  Disgust  i m ages  are  co ns ide red   as   neg at ive   cl ass  and  he nce   assi gn e d  t he  value   ‘ - 1’.  Finall y  we  get  a  Ga bor  Feat ur e   Set  f or  trai ni ng  wit h  ‘16 0  x  161’  dim ension   with the  16 1 st   colum n  as t he  class val ue  as   in Figu re  5  ( d).           (a)     (b)     (c)     (d)     Figur e  5. (a )  F eat ur e  vecto r f or one im age; ( b) Featue  v ect or set f or 16 0  i m ages; (c) PC A  a pp li ed  f eat ur e  set;   (d)  Feat ur e  set  assigne d wit h cl asses       2.2.3.   D atase t  C re at i on   fo r   Te sting   Fo r  test ing, a  GUI is c reated,  w he re t he  stu de nt is g i ven a li nk to  a nswe r  a  si m ple o nline  ‘ Depressi on   An al ysi s  Te st’   as  s how n  i n  F igure  6( a ).  The   syst em   captures  the   f rontal   f ace  vi deo  of  t he   stu den t,   us in g  t he  syst e m   web ca m .  This  vid eo  i s  co nv e rted  i nto   f ram es  and   f ro m   each  f ram e,  the  f ace  is  cr oppe d  a nd   t he  Gabo r   featur e s ar e e xtracted in  t he  sa m e w ay  as in  the traini ng   pha se. Th e  Ga bor feat ur e  vect or  for  all  the fram es are   con cat e nated  t o  f or m   a  te st   featur e  set .  F or  a  sa m ple  vid eo  of  160  fr am es  the  te st  featur e  set   is  as  sh own  i n  Figure  6(b ).       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   14 , N o.   1 ,  A pr il   2019   :   503   –   512   508     (a)     (b)     Figure  6. (a ) G UI   f or   capt ur in g  st ud e nt’s vi de o for test in g; (b) Test  Feat ur e  Set f or 16 0 fr a m es       2.3.   Cl as sific ati on w ith SV M   The  in pu t  featur e  set   is  gi ve n  to  a  S uppor t  Vector   Ma c hi ne  cl assifi er  f or   trai ning.  T he  S upport   Vecto r  Ma chi ne   is  a  m od el   that  sp li ts  the  two  set s  in  the  be st  po ssi ble  wa y.  This  is  the  be st  sp li t  becau s e  it   is  the  wide st  m ar gin   that  se pa ra te s  the  two  groups.   This  li ne   is  cal le d  the  hype rp la ne.   T he  nea rest  poi nts  ar e   cal le d  the  Sup port  Vectors.     x +   = 0    ( E quat ion o f hype rp la ne)               (1)     ( ) = ∑ ( x T x ) +       (Equati on  of  functi on)           (2).     Wh e re,  t he  set     are  the  suppo rt  vecto rs.  Since    x +   = 0   an d    ( x +   ) = 0    def i ne  the   sa m e   plane  f or   posit ive  sup port  v e ct or s:    x + +   = + 1   an d  f or   ne gative  s uppo rt  vect or s:  x − +   = − 1 .  The n  the  m arg in is  giv e n by:     | | | |   . ( +   −   − )  =   ( +   −   − ) | | | |   =  2 | | | |                 (3)     To  ob ta in   the  op ti m al   hyperplane  we  need  to  m axi m iz e  t he  m arg in | | | | or  w e  m ini m iz e  the   weig ht  vect or  ½  (w.w ) .  Since  it   bec om es  a  co ns trai ne d  opti m iz at ion   pro ble m   this  pro blem   can  be  co nv erted  t o  un c on strai ned  op ti m iz ation   prob le m  b y usi ng La Gr a nge m ulti ple.     =    ( , ) =   1 2 ( . ) − ∑   .   . ( . ) − ∑   .   . +   ∑         (4)     Her e  ‘ w ’  has   to  be  m ini m iz e d  a nd  bias  te r m   ‘ b ’   has   to  be   m axi m iz ed.   First,  we  ta ke   the  de rivati ve   of   t he   LaGr a nge  with  r es pect to  ‘ b ’  t o get:         =   ∑   .   = 1 = 0     Wh ere , m  is the num ber  of  fe at ur e  vecto r        (5)   This  is  one  of  the  co ns trai ns  we  ha ve  now.   The n  we  ta ke  the  der i vative  of   La Gr a nge  with  res pect  to   w  to   get:             =   ∑   .   . = 1   Wh ere , ‘ m’   is  nu m ber   of trai ning sam ple s        (6)       Wh e n we  subst it ute the a bove wei ght ex press ion   with t he ori gin al  e xpressi on  of the La G ra ng e:     ∑ = 1 −   1 2 ∑   .   . .   ( . )                  (7)     Th us   the  Deci sion   ru le   de pe nd s   m ai nly  on ly   on   the  dot  pro du ct   of   t he   unknow n  sam ples   ( . ) .   Given   a   po i nt ‘ z ’,  t he d eci sion   w hethe r  the  point  belo ng s  to  class  1 o r  cl ass  2:     ( ) =    ( ∑   . . . + = 1 )                 (8)     If  t he  sig n  is   po sit ive   the n  ‘ z ’  is  cl assifi ed   to  cl ass   ‘1’  if   ne gative  ‘ z ’  is  cl assifi ed  t o  cl ass‘ - 1’.  T he  SV M   cl assifi er  cl assifi es  the  te st  data  an d  gi ves  th e   pr e dicte d  cl as ses.  A s  in  Fig ure  7,  fi rst  im ag e  is  cl assifi ed  as  1 -   po sit ive  im age,  im age  2  –   ( - 1)  so  ne gative  i m age,  im age  3  is  cl assifi ed  a s  1 -   so  p os it iv e  i m age  and  so  on  al l  the 16 0  im ages g et  classi fie d  t o get a  160 X  1 m a trix of  pr e di ct ed  cl asses.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A com pu te r vis ion   base d  im ag e p r ocessi ng sy ste m  for  d e p re ssion …   ( Namboo diri S andhy a  P aramesw aran )   509         Figure  7. Pr e di ct ed  cl asses  for  the  160  te st  fra m es       2.3.1.   De press ion Le vel Iden tifica tion    Fo r   ide ntifyi ng  the  le vel  of   der es sio n  f rom   the  vid e o   we  nee d  t o  fi nd   out  the  tot al   a m ou nt  of   neg at ive  em otion s  in  the  vid e o  fr am es.  The  stud e nt’s  em otion   le vel  m a y  change  withi n  the  tim e   du rati on   of   the v i deo. T he vide o  is t her e f or e  d i vid e d  int o  th ree  par ts  of  equal t im e d urat ion . As  d e pic te d  in t he  Ta bl e 2 :     If   al l  the  th ree p arts o f  t he  vi de o  ha ve  m or e o f  posit ive  em otions  –   t he  stu den t  ca n  be  cl assifi ed  as h a ving   ‘No Dep ressei on’.     If   first  tw o  pa r ts  of   the  vid e o  sh ow  posit ive  e m otion   an d  th e  third   pa rt  sh ow  ne gative  em otion,  the  vid e o  is cl assifi ed  as   ‘Low   De pr es sion’ si nce  on ly   end p a rt  of  t he vide o  is s howi ng n e gative  em otion.     If   tw o  par ts  of   the  vid eo  is  sh owin g  posit iv e  e m otion ,  the n  the  stud e nt  m ay   be  su ff eri ng   f r om   ‘Mild   Depressi on’,  a s m os t par ts  of  the v i deo s how  posit ive em oti on.     If   out  of  the  thre e  par ts,  tw o  pa rts  of   the   vid eo  s how  ne gative  em otion s,  the n  the  st ud e nt  is  m os tl y  sh owin g ne gative e xpressi on s   so   pr e dicte d  a s  h a ving  ‘H i gh  Depressi on’.       Table   2.   De pr e ssion Le vel Ide ntific at ion   Tab le   Ti m e  Duratio n   First  Part of  Vide o   M iddle P a rt  of Vi de o   La st   Part  of Vid e o   Depressi o n Lev el   Features  Presen t   (H a ppy ,  Neut ra l  –   Pos itive  cla ss -   ‘P o sitiv e ’   Co nte m pt  and Di sg ust  –   Neg a tive cla ss   –   ‘ Neg a tive’)   Po sitiv e   Po sitiv e   Po sitiv e   No  Depressio n   Po sitiv e   Po sitiv e   Neg ativ e   Low Depress io n   Po sitiv e   Neg ati ve   Po sitiv e   Mild Dep ressio n   Po sitiv e   Neg ativ e   Neg ativ e   Hig h  Depressio n   Neg ativ e   Po sitiv e   Po sitiv e   Mild Dep ressio n   Neg ativ e   Po sitiv e   Neg ativ e   Hig h  Depressio n   Neg ativ e   Neg ativ e   Po sitiv e   Hig h  Depressio n   Neg ativ e   Neg ativ e   Neg ativ e   Hig h  Depressio n       3.   E X PERI MEN TAL RES UL TS A ND AN A LYSIS   Her e  vid e os  fi ve  diff e re nt  stud e nts  wer e   ta ken  f or  ex per i m ental   analy sis.  F or   a   sin gle   vid e o,  each   fr am e  of   the  vi deo   was  analy sed  m anu al ly   and,  base d  on  the  em otion   present  they   were  assigne d  as  hav i ng  po sit ive  ‘+ 1’   or   ne gative  ‘ - 1’   em otion .   T hese  a re  th us   the  act ual  cl as ses  of  the  te st   vid e o  f ram es.  The  cl assifi er pre dicte d  eac h  f ram e to  belo ng to   ei ther po sit ive   or n e gative cla ss.        Table   3.   C onf usi on Mat rix for  v ide o I   E m o tion   Neg a tive (Ac tual)   Pos itive (A ctual)   To t al   Neg a tive (P r edict ed)   65   16   81   Pos itive (P redic te d)   41   38   79   To tal   106   54   160       Table  3  re pr e s ents  the  co nfu sion   m at rix  of  act ual  and   pr edict ed  cl asses   fo r  t he  te st  vid eo  fr am es.   Ov e rall   160  i m ages  of  the  te st  vid eo  wh e re  con si der e d.   65   vid e o  fr am es  wh e re  co rr ect l y  cl assifi ed  as  hav i ng   neg at ive  em otion   an d  the  r e m ai nin g  16  f ram es  incorre ct ly   c la ssifie d  as  po sit ive  cl ass.  Fo r  the  po sit ive   e m otion   f ram e s,  out  of   the  79,  38  we re  co r rectl y  cl assifi e d  as  posit ive  and   the  rem ai ni ng   41   wer e  wrongly   cl assifi e d.   F or  this  par ti c ular  vid e o  the  cl ass ifie r  w orke d  w it h  an  acc ur ac y  of   64.38%  a s  show n  i n  Ta ble  4  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   14 , N o.   1 ,  A pr il   2019   :   503   –   512   510   belo w  w hich  dep ic ts  the  Pe rfor m ance  m e t rics  of   t he  sys tem   fo r  a  sam ple  vid e o.   He r e  Error   perce nt age  is  qu it e  l ow  –   35 .62%.   Se ns it iv it y  wh ic h  is  th e  abili ty   of   th e  syst e m   to  co rr ect ly   cl assify   as  hav i ng  negat ive   e m otion   (tr ue  po sit ive  rate)  i s  arou nd   61. 32%  w he re  as  sp eci fici ty -   the   abili ty   of   the  syst e m   to  cor rectl y  identify   po sit iv e  em otion   (tr ue   ne gative  rate)  is  70.37%.   P r eci sion   w hich  dep ic ts  how  cl os e  diff ere nt  s a m ples  are to  each  o t he r  is  80.25% .       Table   4.    Per f orm ance  m et rics  of the  syst em   for  a  sam ple v ideo   Perf o r m a nce     Va lue ( %)   Accurac y   6 4 .38   Er ror   3 5 .62   Sen sitiv ity   6 1 .32   Sp ecif icity   7 0 .37   Precisio n   8 0 .25   FalsePo sitiv eRate   2 9 .63   F1 _ sco re   6 9 .52       As  sho wn   in  T able  5,   fi ve  vide os   we re  co ns i der e d  f or   te sti ng.  F or   al l  the  five  vid e os   fi rst  160  f ram es   wer e  c onside re d  f or   te sti ng.  The  vid e o  was   then  div ide d  i nto   th ree  e qu al   par ts.  T he  s um   of   the  posit ive  an d  the  neg at ive   e m ot ion   for  ea ch  par t   was   f ou nd  out.  If  posit ive  em otion s  we re  m or e  c om par ed  t o  ne gativ e   e m otion s  t hen  that  pa rt  of  t he   vid e o  was   la be le d  as  ‘Posit ive’ .  T he  ‘A ct ua l  Em otion   Stat e’  of  the   vi de os   was  fou nd   out  by  cal culat ing   the   am ou nt  of  th e  posit ive  an d  the  ne gative  e m otion s  pr es ent  i n  the   act ua l  cl ass.   Si m il arly ,  the  ‘P re dicte d  Em otion  Stat e’  of  the  vide os  was  fou nd  out   by  cal culat in g  the   am ou nt  of   t he  po sit ive  and t he  n e gative em otion s  pr e sent i n t he pre dicte d  c la ss.       Table  5.   Id e nti fyi ng Lev el   of  Depressi on       Ou t  of  the  five   vid eos ,  Vide os  –   I  and   I I  sho wed   sam e  Act ual  and   P red ic t ed  em otion al   s ta te .  On e  of   the  vi deos,  Vi deo  -   I V  with  Mi ld  De pr essi on  was   pre dicte d  as  ‘ High  D epr es sio n’ .   F or  the  r em ai nin g  two  vid e os ,   Vi deo s   – II   a nd V ,   the A ct ual  a nd  the  Pr e dicte d  Em otion al   sta te   w er e  co ntra dicti ng.  T he  syst em   wo r ks   with  a  m axi m um   accuracy  of   64. 38%.  I f  the  stu den t  is  pr e dicte d  as  ha ving  ‘L ow  D epr es sio n’ ,  t he   ‘Cla ss  Advisor’   is  se nt  a  no ti ficat ion  m ail  ind ic at ion   th e  m ental   sta te   of   t he   stu den t.   I f  t he  st ud e nt  has   ‘Mil d  Depressi on’,   t he  ‘Cla ss   A dv i so r ’  a nd  the  ‘ Dep a rtm ent  C ouns el lo r’   are  no ti fie d.   If   t he   stud e nt  has  got  ‘ High   Depressi on’  al ong  with  t he  ‘ Cl ass  Advis or’ ,  the  ‘D e pa rtm ent  Co unsel lor ’  an d  t he  ‘Uni ver sit y  co u ns el lor’  are  al so  in form ed  about the  stu de nt’s dist urbe d m ental  stat e.   The  a naly sis  of  this  w ork  de pi ct s  that,  us in g  al gorithm   pr op os e d  in  the  c ur ren t  stu dy,  the  p rese nce o f  depressi on   feat ur es   can   be   ef f ect ively   found  ou t  e ve n  f or  a  sm a ll   du ra rio n  of  vi de o.  T his   process   can   in   tur n  be  ap plied  f or   a  vid e o  of   a ny  la rg e  du rati on   and   de pr essi on  featur es  ca n  be   identifie d  ef f ect ively .  This  wor ks   pro ves  t hat  if  t he  syst em   is  trai ned  ef fecti ve ly   with  the   im a ges  of  depressi on  feat ur es   al one,   the  i den ti fi cat ion  of  de pr es sio n  in  vi deo s   can  be  s uccess fu ll y  done  with  vid eo   m od al it y  al on e.   Ma ny  of  the  pr e vious  works   dealt   with  ide ntific at ion   of  a ll   the  basic  six  hu m an  e m oti on s ,  but  he re  on ly   the  ide ntific at ion   of  f ou r  m a in  e m otion s  -   ha ppy,  co ntem pt,  disgust  an d  ne utral   are  c onsidere d  wh ic h  ar e  m ai nly  fo un d  in  de pr esse d  as  in   [1 ] .  T his  in  trun   reduces  the   trai nin g  a nd   t est ing   ove rloa d  an d  im pr ov e s  the  cl assifi er  per f orm ance.  In   thi s   work,  the   m ai n   fo c us  w as  t o  find  out  de pressi on  in  st ud e nts,  who  a re n ot f orm erly   diagn os ed  with  de pres sion.   This  syst em   does  no t  m ake  use   of   a ny  sta nd a rd   em otion   rec ogniti on  d at ab ases  for  trai ni ng.  I ns te a d  it   captu res  Vid eo   Actual   – v e    Actual   +v e    Actual   E m o tion  State   Predi cted  – v e    Predi cted  +v e      Accura cy  ( % )   First  Part  E m o tion   Seco nd  Part  E m o tion   Third  Part  E m o tion   Predic ted    E m o tion  State   I   106   54   Hig h   Dep ressio n   81   79   6 4 .38   Neg ativ e   Po sitiv e   Neg ativ e   Hig h   Dep ressio n   II   83   77   Mild  Dep res sio n   72   88   5 1 .88   Po sitiv e   Neg ativ e   Po sitiv e   Mild  Dep ressio n   III   41   119   No t  Dep ressed   84   76   5 5 .63   Neg ativ e   Neg ativ e   Po sitiv e   Hig h   Dep ressio n   IV   88   72   Mild  Dep ressio n   91   69   5 4 .38   Po sitiv e   Neg ativ e   Neg ativ e   Hig h   Dep ressio n   V   101   59   Hig h   Dep ressio n   79   81   42 .50   Po sitiv e   Po sitiv e   Neg aiv e   Low  Dep ressio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A com pu te r vis ion   base d  im ag e p r ocessi ng sy ste m  for  d e p re ssion …   ( Namboo diri S andhy a  P aramesw aran )   511   the  stu den t  f ac e  e m otion s  it s el f  for  trai ni ng   the  cl assifi er.   The  te sti ng  vi deo   is  ta ken   c aptu red   at   the  sam e   tim e, w it h  the s am e  ca m era u nd e r  the sam e b ack gro und  c onditi ons.  T his  helps  cl assifi e r  to  eff ic ie ntly  iden ti fy  e m otion s  from  the v i deo of t he  sam e p erson wh os e im ages  wer e  take n pr i or for  trainin g  t he  cl assifi er .        4.     CONCL US I O N   AND  F UT U RE W ORK   This  stu dy  was   unde rtake n   for  fi nd i ng   out  the  le vel  of  de pressi on  in   fi ve  diff e re nt  vi deos  of  colle ge   stud e nts.  T he  pr ese nce  of   ‘ Happy’ ,’Neut r al ,  -   ( posit ive  e m otion )  a nd  ’Conte m pt’  and   ‘ Digust’ - ( Ne gative  e m otion )  fa ci al   featur es ,  w hich  are  f ound  pr om inent  in  depressio n  vi deo s  wer e  f ound  ou t  and   analy sed .   The  dataset   f or   trai ning  an d  te sti ng  wa s  capt ur e d  se par at el y  and   t he  facial   f eat ur es  of   t he  sam e  wer e  cl assifi e d  us in g  a  S uppo r t  Vector  Ma ch ine  cl assifi er.  The  am ou nt  of  the  posit ive  a nd   ne gative  e m ot ion s  in   eac h  vi de o  was  a naly si ed  and  the  vid e os  wer e   pre dicte d  as  vide os  wi th  ‘ High  Depr ession’,  ‘Mil d  Depressi on’  or  ‘L ow   Depressi on’.   T he  cl assifi er  pr edict ed  t he ou t com es w it h  a  m axi m u m  accur acy  of  64.38%  accu racy.     The  m or e  the  nu m ber   of  trai ning  sam ples,  the  m or e  accur at e  will   be   the  cl assifi er  pr e di ct ion .  The   te sti ng   vid e os  captur e d  are  of   m or e  than  thousa nd   f ram es,  out  of   w hi ch  only   the  first  160  f ram es   wer e   consi der e d  he r e  fo r  te sti ng  pur pose.  T his  proces s  can  be  done  f or   t he  entire  vid e o,   by  find i ng   ou t  th e  key   fr am es  of   t he  v ide o,   by  us in g  a  key  fr am e  extracti on  te ch nique  in   the  f ut ur e  w ork.   The   cu rr e nt  stu dy  deals   on ly   with  t he  r ecent  vid e os   of  the   stu de nt.  Howe ver,  for  m or e  accurate   depressi on  det ect ion ,   the  hist or y  of  the  stu de nt  s hould   al s o  t o  be  t aken  int o  c onsiderati on.   T her e fore,  i n  t he  fu t ur e   w ork,  m or e  vi deo s   of  t he   sam e  stud e nt,  ta ke n  at   diff ere nt  ti m e  du rati on  ca n  be  c on si der e d.   T his  m a y  help  to  analy se  and   c om par e  the  past   and  the   prese nt   m ental   sta te   of  the  stu den t   and  pr ov i de  m or e   in form ation   to   the   pr oces s  of  de p ressi on  le vel   identific at ion.     Depressi on   de te ct ion   f ro m   vid eos  al on e   f orm s  on ly   a  pa rt  of  the  whol e  process  of  identify in g  depressi on.  T hose  st ud e nts,  who  m ay   be  c la ssifie d  as  no t  depresse d,   m ay   be  victim s  to  de pressi on  i n  the  fu t ur e.  F or  this   reason,  the ir  ot her   act ivit ie s  hav e  to  be  co nt inu ously   m on it or e d.   This  inc lud es  the  c on ti nuous  m on it or ing   of  their  academ ic   act ivit ie s,  t heir  e xtra  cu r ricular  act ivit ie s  an d  al so   t heir  s ocial   act ivit ie s.  Mon it ori ng  ac adem ic   activities  inclu de  m on it or in g  the  stu de nt’s   gr a des  a nd  at te nd a nce .  Decr easi ng   i n  gr a des   or   at te nda nce  m ay   al so   be  due  to  a  st ud e nt ’s  ext ra  cu rr ic ular  act ivit es,  l ike  en gag i ng   i n  spo rts  or  art s.  If   a  stud e nt’s  gr a de s  or   at te nda nce   are  poor  an d  t hey  are  not  act ive  in  ot her   m e diu m s  li ke  arts  or   s ports   al so ,   then   they   m ay   be  at  a  hig h  ris k  of  fall ing   into  de pr essi on.  He nc e  stud e nts’  ext ra  curricula r  act ivit ie s  hav e  al so   to   be  co ntin uous l y  m on it or ed  for  ind e ntific at io n  of  de pr es sio n.   I n  ad diti on   t o  this,  the re  shou l d  al so   be  a  way  of  m on it or ing  a  s tud e nt ’s  so ci al   m edia  con te nt   beca us e  i f  the   stu den ts ’  s oci al   m edia  con te nt  s how  a   ne ga ti ve   at ti tud e  to ward s  li fe,  t hen  s uc h  a   stu den t   m a y  be  a   victi m   of   stres s  a nd  de pr essi on.    F ur t her m or e,   f or  stud e nts   residin g  in  ho ste ls,  inp ut  f rom   the  ho ste l  a uthoriti es  reg a rd i ng   the  act iv it ie s  of   a  stud ent  within  the  ho ste l   sh oul d  al so   be   con si der e d  f or  m on it or in g  the  stu den ts ’  da y  to  day  act ivit ie s.  If   the  stu den t  le aves  t he   ho ste l  pr em ise s  to  co ll ege,  but  in   tu rn   sk i ps   cl asse s  by  in dulgi ng  in  oth e r  neg at ive  act ivit ie s,  th en   the re  is  a  r isk  of   the  stude nt  fall ing   int o  a  ne ga ti ve  sta te   of   m i nd s et   wh ic h  m ay   even tuall y  le ad  to  depressi on.  The  f utu re  work  to  this  stud y  i s  to  form   an  el aborate  m od el   of   de pressi on   i den ti ficat ion   process ,  by   ta kin g  al l  the   above  m entioned  fact or s  i nto   c onsid erati on   a nd  co m bin ing   it   with  the  c urre nt  work  of  ide ntifyi ng   de pr essi on   wit h  i m ages.         ACKN OWLE DGME NT   The  aut hors  w ou l d  li ke  to ex t end  the  hear t fe lt  g rati tud e to the  fac ulty - in - c harge of  Am rit a - Co gn iz a nt   Inn ov at io n  La b ,  De par tm ent  of  Com pu te r  sci ence   an d  En gin ee rin g,  Am rita   school  of  E ng i ne erin g,   Coim bator e f or the s upport e xt end e d  in  car ry ing   out t his  w ork .       REFERE NCE S   [1]   Gira rd,   Jeffr e y   M.,   Jeffrey   F.  C ohn,   Moham m ad  H.  Mahoor,   Se y edmoham m adMa vada t i,   and  Dea n  P.  Rosenwald.  " Soci al  risk  and   depre ss ion:  Ev i denc e  from  manual  and  automat ic   facial  ex press ion  analy sis . "  In   Autom at ic   Fac e  and  Gesture   Re c ognit ion (F G),  1 0th  IE EE Int ern a ti onal Confe r ence  and   W orkshops   on,   pp .   1 - 8 .   I E EE ,   2013.   [2]   Pam pouchi dou,   A.,   O.   Sim ant ir a ki,   C - M.   Vaz ak opoulou,   C .   Ch a tz ak i,   M .   Pedi ad it is,   A.  Mar ida ki ,   K.   Maria s  et  al.  " Fac ial  geome tr y  and  spe ec h  an aly sis  for  depre s sion  det e ction . "  In  Engi n ee ring   i n  Medic in e  and  Biol og y   Soc i e t y   (EMBC),   39th   A nnual   In te rn at io nal   Conf ere n ce  of  the IEEE, pp .   1433 - 1436.   I EEE,   2017 .   [3]   Guill emin  F,   Bom bar die r  C,   Beaton  D.  Cross - cul tura l  ad aptati on  of  hea lt h - r elate d   qual ity   of  l ife   m ea sures:  liter at u r e   re vie w  and  prop osed  guideline s .   Journal  of   clini c al  ep ide miolog y .   46(12):1417 - 32 .   1993   [4]   Cohn,   Jeffrey   F. ,   Tomas  Sim on  Kruez ,   I ai n  Ma tthews ,   Ying  Yan g,   Minh  Hoai  N gu y en ,   Marg araTe j era   Padi lla,   F eng  Zhou,   and  Fern ando  De  la   Tor re .   " Detect ing  d epre ss ion  from  fac ial   a ct ions  and  voc al  pros ody."   In  Affec t iv e  Com puti ng  and  Inte lligen t  Inte ra ct ion  and  W orkshops .   ACII  2009 .   3rd  Inte rna t ion al   Confer en ce   o n,   pp.   1 - 7.   IEE E ,   2009.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   14 , N o.   1 ,  A pr il   2019   :   503   –   512   512   [5]   Hara ti,  Sahar ,   Andrea   Crowell,  Hele n  Ma y ber g ,   Jun  Kong,  and  Sham imN e m at i.  " Discriminati ng  cl inical  phases  of  rec ove ry   from  major  depre ss iv e   disorder  using  t he  dynami cs  of  f aci al  ex press ion . "  In  Eng ineeri n g  in  Medi ci n e  a nd  Biol og y   Soci ety   (EM BC),   38th   A nnual   In te rn at io nal   Conf ere n ce  of  the,  pp .   2254 - 2257.   IE EE,  201 6.     [6]   Ta snim ,   Mashru ra ,   R ifa tShah ri yar ,   Now shinNah ar,   and  Hos sain   Mahm ud.   " Intelli gen t  d epre ss ion  detec t ion  an d  suppor t  system:  Stat isti cal   ana ly sis,  psyc holog ic al  rev ie w  an d  design  im pli c ati on . "  In  e - He al th  Networki n g,   Applic a ti ons a nd   Services (He a lthcom ),   18th   Internat ion al   Conf er enc e   on,   pp.   1 - 6.   IEEE, 2016.   [7]   Pam pouchi dou,   Anasta sia,  Kos ta s  Maria s,  M anol isTsikna k is,   P.  Sim os,  Fan  Yang,   and  F abr iceMeri aude a u.   " Designing  a  fr amework  fo r  as sisting  depre ss ion  sev erit y  ass e ss ment  from  fac ial   image  analys is . "  In  Signal   and   Im age   Proce ss in g  Applicati ons  (I CS IPA ),   Inte rna t iona l   Confer e nc e  on,   pp.   578 - 58 3.   IE EE,  2015 .     [8]   Madda ge,  Nam unu  C. ,   Ra ji ndaS ena ra tne,  Lu - Shi h  Alex  Low,   M arg aret  Le ch ,   an d  Nicholas  All e n.   " Vi d eo - based   det e ct ion  o f  th e   cl in ic al  d epre s sion  in  adole sc e nts . "  In   Eng inee ring  in  Medi ci n e  and  Bio log y   Socie t y ,   (EMB C).   Annual  Int ern a tional  Conf ere n ce of  th e  I EE E ,   pp.   3723 - 3726.   IEEE,   2009 .   [9]   Kart hika   R,   Par amesw ara n  L.   S tudy   of  Gabor   wa ve l et   for  face  rec ognition  in variant   to  pose  and  orient ati o n .  InProce edi ngs of   the Int ern ationa l  Confer ence  on   Soft  Com puti ng  S y stems ,   pp.   50 1 - 509.   Springe r,  New Del hi . 2016 .   [10]   Babu,   S.   Hite s h,   Sach in  A.  B ira jdh ar,   and  S amart h  T ambad.   " Face  R ec ogn it ion  using   Entr opy  based  Fa c e   Segre gati on  as  a  Pre - proce ss ing  Techni que  and  Conservati ve   BP SO  based  Fe ature  Sel ection . "  India n  Confer e nce  on  Com pute r  Vi sion Gra phic s   an d  Im age   Proc essing,   pp .   46 .   AC M,  2014.     [11]   Xiang,   Gao,   Zh u  Qiu y u,   W ang  Hui,   and  Chen  Yan.   " Fac e  rec ogn it ion  based  on  LBPH  and  r egre ss ion  of  Lo ca l   Bi nary  fe atures. "   In   Audio,   L an guage   and  Im ag e  Proce ss ing  (IC ALIP),  Internat i onal   Conf ere n ce  on,   pp .   414 - 41 7.   IEE E ,   2016 .   [12]   Moreir a,  Julia no   L. ,   Adria na   Br aun,   and   Soraia   R.   Mus se.   " Ey es   and  ey ebrows  det e ct ion  for  pe rform ance   driven  animati on. "  In  G ra phic s,   Pat te rns   and  Im ag es  (SIBG RAP I),   23rd  SIBG RA PI Confe re nc e  on ,   pp .   1 7 - 24.   IE EE,  201 0.   [13]   Florea ,   L aur a ,   and  Ra luc aBo ia.  " E ye brows   lo cal izati on   for  ex press ion  anal ysis. "   In  In telligent  Com puter   Com m unic at ion and  Proce s sing   ( ICCP ),   Inte rn ati onal   Conf ere n ce on, pp. 281 - 284 .   IE EE,  2011 .     [14]   Phuong,  Hoang  Minh,  Le  Dung,   Ton y   de  Souz a - Daw,  Ngu y en  T i enDz ung,   and  T hangMa nh  Hoan g.   " Extracti on   of  human  fac ial   fe a tures  based  on  Haar   fe ature  wit h  Adaboost  and  image  rec ognitio n  te chni qu es . "  In  Comm unic at ion s   and  E le c tronics ( ICCE),   Fourth   I nte rna ti ona l  Con fe re nc e  on ,   pp .   3 02 - 305.   IE EE,  2 012.     [15]   Ta ncho tsrinon,   Chaiy asit,  Suphakant Phim oltare s,  and  Sara n y a Mane ero j .   " Facial  ex press ion  rec ognit ion  usi ng   graph - based  fe a tures  and  artif i ci al  n eu ral  n etwor ks . "  In  Im agi ng  S y st ems   and  Techni ques  (IST),   pp.   331 - 334.   IEE E ,   2011 .     [16]   Ow a y j an,   Mich el ,   Rog er  Achk ar,   and  Mous saIskanda r.   " Fa ce  Dete ction  wit h   Ex press ion  Recogni ti on  usin g   Arti ficial  Neural   Net works . "  In   B iomedic a l  Eng in ee ring   (MECB ME),   3rd  Midd l e  E ast  Confer en ce   on ,   pp .   115 - 1 19.   IEE E ,   2016 .     [17]   Meng,   Hong y in g,   Di  Huang ,   Heng  W ang,   Hong y u  Yang ,   Moham m ed  AI - Shuraifi ,   an d  Yunhong  W ang.   " Depress ion  rec ognit ion   based   on  dynami c  f aci al   and  vo ca l  e xpre ss ion  f e atures  using  p artial   l east  squ are   regress ion ."   In  Proce edi ngs  of  t he  3rd  ACM   int ern ational   works hop  on  Audio/vis ual   emotion  ch al l enge ,   pp .   21 - 3 0.   ACM .   2013.   [18]   Ali  H,  Sritha r an   V,  Hari har an  M,  Za ab a  SK ,   E lshai kh  M.  Fea t ure   ext r action  u sing  Radon  tra n sform   and  Discre te  W ave le t  Tr ansfo rm   for  fa ci al   emotion   re cogn it io n.   InRobot i cs  and  Manufac turin g  Aut omation  ( ROMA ) ,   2016  2n d   IEE E   Inte rnat io nal  Symposium,   pp.   1 - 5 .   IE EE.  2 016.   [19]   Ti an  YI ,   Kan ade  T,  Cohn  JF .   Re cogni z ing  a ct ion   unit s  for  f acia l   expr ession  an alys is .   IEEE  Tr ansacti ons  on  pa tt e rn  analy sis and  ma chi ne   intelligen c e .   23(2 ):97 - 115.   2001   [20]   Haghigha t  M ,   Z onouz  S,  Abdel - Motta l eb  M.  C loudID:  Trustw orth y   cl oud - b ase d  and  cro ss - en te rprise   b iometr ic  ide nti f icati on .   E xpe rt S yste ms   wi th  App li ca ti ons.   42(21):7905 - 16.   2015.   [21]   Sahla   KS ,   Kum a r  TS.  Cl assroom   Te a chi ng  As sess m ent   Based  on  S tude nt  Emotions.  InTh e   Int ernational  Symposium  on  Intelli g ent Sys te ms   Technol og ie s and Applicat i ons  pp.   475 - 486 .   Springer, Cha m .   2016 .   [22]   Nehru,   Manga yar kar asi ,   an d  S.  Padm ava thi .   " Illum inat ion  in vari ant  faces  detec tion  using  vi o la  j ones  algori thm . "   In   Advanc ed  Com puti ng  and  Com m unic at ion  S y stems   (ICACC S ),   4th  Inte rn at io nal   Confer en ce   on,   pp.   1 - 4.   IE E E,  2017.   [23]   Vikra m ,   K.,   and   S.  Padm ava thi .   "F ac ia l  parts  detec t ion  using  Vi o la  Jone s  algorit hm . "  In   Advanc e d  Com puti ng  an d   Com m unic at ion S y stems   (ICACCS ),   4th  In te rn ational Confe re nc e  on,   pp.   1 - 4 .   IE EE ,   2017.   [24]   Athira ,   S.,   R .   Manjusha,   and   La th aPar ames wara n.   " S ce ne   Unders tandi ng  in  Images. "  In   The   Int ern a ti on al   S y m posium   on  Inte lligent  S y st e m s  Te chnol ogi e s  and  Appli ca t io ns,  pp.   261 - 271 .   Springe r  In te rn at ion al   Publishin g,   2016.   [25]   Venka ta r aman,   D.,   Para m eswar an,   N.  S .   " Extracti on  o f  Fa ci al  Fe atures  for  De press ion  Dete cti on  among  Students. "  Inte rna ti ona l  Journal  of  Pure  and  Applie d  Mathe m at i cs,   Inte r nat ion al   Confer enc e  on  Advan ce s  in  Com pute r   Scie nc e ,   Engi n e eri ng  and Te chn olog y ,   pp .   455 - 4 62,   2018 .   [26]   W ang,   Yutai,  Xinghai   Yang,   and  Jing  Zou.   "Resea rc h  of  e m oti on  re cognit ion  base d  on  spee ch  and  fa cial  expr ession. "   Ind onesian  Journal   of  E le c tric al   En gine ering   and  C omputer  Scienc e   11 ,   no.   1:  83 - 90 .   2013 .   [27]   Oua nan,   Ham id ,   Moham m ed  Ouana n,   and  B ra himA ksass e.   "G abor - HO G  F ea tur es  base d  Face   Rec ogn it i on   Scheme. "   Indon esian  Journal   of   El e ct rica l  Eng in ee ring a nd   Computer  Sc ie nc e   15 ,   no .   2:   331 - 335.   2015.   [28]   Li n,   Chu an,   Xi  Qin,   Guo - li ang  Zhu,   Jiang - hu a  W ei ,   and  Cong   Li n.   "F a ce   de t ec t ion  al gor it hm   base d  on  m ult i - orie nt at ion  Gab or  fil t ers  and  fe at ure   fusion . "   In donesian  Journa l  of  E le c tric al   E ngine ering  and  Computer  Sci en c e   11 ,   no .   10:   5986 - 5994.   2013 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.