I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - A I )   V ol . 13, No. 4, D e c e m be r  2024, pp.  4435 ~ 444 4   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v13.i4.pp 4435 - 444 4          4435     Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   O p t i m i z e d   m u l t i - l aye r  se l f - at t e n t i on   n e t w or k  f or   f e at u r e - l e v e l   d at a f u si on  i n  e m ot i on  r e c ogn i t i on       B as am m a U m e s h  P at il 1, 2 , A s h ok a D avan age r i  V ir u p ak s h ap p a 2 , A j ay P r ak as h  B as ap p a V ij aya 3   1 D e pa r t m e nt  of  C om put e r  S c i e nc e  a nd E ngi ne e r i ng, J S S  A c a de m y of   T e c hni c a l  E duc a t i on B e nga l ur u, V i s ve s va r a ya  T e c hnol ogi c a l   U ni ve r s i t y, B e l a ga vi , I ndi a   2 D e pa r t m e nt  of  I nf or m a t i on  S c i e nc e  a nd E ngi ne e r i ng, J S S  A c a de m y of  T e c hni c a l  E duc a t i on, B e nga l ur u, V i s ve s va r a y a  T e c hnol ogi c a l   U ni ve r s i t y, B e l a ga vi , I ndi a   3 D e pa r t m e nt  of  A r t i f i c i a l  I nt e l l i ge nc e  a nd M a c hi ne   L e a r ni ng, D r . A m be dka r  I ns t i t ut e  of  T e c hnol ogy, B e nga l ur u, V i s ve s va r a ya   T e c hnol ogi c a l  U ni ve r s i t y, B e l a ga vi , I ndi a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d  D e c  1, 2023   R e vi s e d  M a y 2, 2024   A c c e pt e d  J un 1,  2024       Understanding  human  emotions  across  diverse  data  sources  presents  challenges   in  various  applicati ons  includi ng  healthcare,  human - machine  interactio n,  security,  marketing,  and  gaming.  Prior  resear ch  has  ex plored  fusion  techniques  to  address  multimodal  data  heterogeneity,  yet   often   overlooks  the  importance  of  discriminative  unimodal  informatio n  and  potential  complementarity  among  fusion  strategies.  Recognizing   em otions  from  video  and  audio  data  poses  challenges  such  as  non - verba l  cues  interpreta tion,  varying  expressio n,  ambigui ty   in  context,   and   the  ne ed  for   nuanced  feature  extraction  to  capture  subtle  emotional  nuances  accurat ely.  To   tackle  these  issues,  it  is  imperative  to  employ  efficient  emotion  representation  and mul timodal  fusion  techniq ues, as t hese tas ks have significant impo rtance  within  the  realm  of   multifaceted  recognizing   study.  This   study  introd uced  a  novel  approach,  optimized  multi - layer  self - attenti on  network  for  e motion   recognition   (OMSN - ER),  focusing  on  feature - level  data  fusion.   OM SN - ER  precis ely  assesses  emotional  states   by  merging   facial  and   voice  data,  ut ilizing  a  multi - layer  progressive  dense  residual  fusion  network  and  a  self - att ention  mountain  gazelle  convolution  neural   network.  Implemented   in  Pytho n  with   the  RAVDESS  dataset,  the   methodol ogy  achieves  exceptional   accuracy  (0.9908),  surpassing   benchmarks  and  demonstrati ng  efficacy  in  multi modal  emotion  recognit ion. Th is research  represents  promis ing  advancement s  in th e   intricate  field of e motion reco gnition.   K e y w o r ds :   E m ot io n  r e c ogni ti on  M ul ti m oda li ti e s   F e a tu r e  l e ve l  f us io n    M ul ti - la ye r  pr ogr e s s iv e  de ns e   r e s id ua l  f us io n ne twor k    S e lf - a tt e nt io n m ount a in  ga z e ll e   c onvolut io n ne ur a l  ne twor k   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   B a s a m m a  U m e s h P a ti l   D e pa r tm e nt  of  I nf or m a ti on S c ie nc e  a nd E ngi ne e r in g, J S S  A c a de m y of  T e c hni c a l  E duc a ti on   V is ve s va r a y a  T e c hnol ogi c a l  U ni ve r s it y   Dr . V is hnuva r dha na  R oa d,  B e nga lu r u - 560060, Ka r na ta ka , I ndi a   E m a il :  bupa ti l2 5@ gm a il .c om       1.   I N T R O D U C T I O N   E m ot io ns ,  in ta ngi bl e   ye t  pr o f ound  m e nt a l  s ta te s   e xpr e s s e d  th r ough  w r it te n,  vi s ua l,   a nd  ve r ba l  c ue s ,  la c k  c le a r   phys io lo gi c a l  in di c a to r s   [ 1] ,  [ 2] .  U nde r s ta ndi ng  th e s e   e m ot io ns   pr of oundly  in f lu e nc e s   c om m uni c a ti on  a c r os s   dom a in s   li ke   li e   de te c ti on  a nd  s ur ve il la nc e ,  unde r s c or in g  th e   ne e d  to   e xpl or e   e m ot io na l   va r ia bi li ty   f or   in s ig ht s   in to   ps yc hol ogi c a l   w e ll - be in g.  I n  to da y’ s   s oc i e ty ,  e m ot io ns   pl a y  a n  in te gr a l   r ol e   in   our   da il y  li ve s ,  pr om pt in g  th e   c r uc ia l  ne e d  f or   m a c hi ne s   to   c om pr e he nd  a nd  r e s pond  a ppr opr ia te ly .  F or   be tt e r   out c om e s ,  it   is   a ls o c r uc ia l  f or   m a c hi ne s   to   de te c t  hum a n  e m ot i ons   [ 3] ,  [ 4] .  A dva nc in g  e m ot io n  c la s s if ic a ti on  te c hni que s   is   k e y  f or   s oc ie ta l  pr ogr e s s ,  in te gr a ti ng  in to   da il y  li f e   [ 5] ,  [ 6] . E m ot io n  r e c ogni ti on  in   c onve r s a ti ons   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :  2252 - 8938   I nt  J  A r ti f  I nt e ll , V ol . 13, No. 4, D e c e m be r  2024:  4435 - 444 4   4436   ( E R C ) ,  e nc om pa s s in g  te xt ua l,   vi s ua l,   a nd  a udi o  c ue s ,  s ta nds   pi vot a l  in   a na ly z in g  m ul t im e di a   in f o r m a ti on,   e s s e nt ia l  f or   a s s e s s in g  u s e r - c ont e nt   in te r a c ti ons   [ 7] – [ 9] .  M or e ove r ,  a s   he a lt hc a r e   c onc e r ns ,   s uc h  a s   a ir   pol lu ti on,  e s c a la te ,  le v e r a gi ng  m a c hi ne   le a r ni ng  in s pi r e d  by   hum a n  e m ot io n  r e c ogni ti on  be c om e s   vi ta l    [ 10] – [ 12] .  A ddi ti ona ll y, pr e c is e  r e c ogni ti on o f  huma n a c ti vi ti e s  vi a  m ul ti s e ns or y m oda li ti e s  f ur th e r  m ot iv a te s   a dva nc e m e nt s   in   e m ot io n  r e c ogni ti on  s ys te m s   [ 13] ,  [ 14] .  P s yc hol ogi s ts   ha r ne s s   th e   s tr e ngt h s   of   te xt ua l,   vi s ua l,   a nd  a udi o  m ode ls   in   a   c om bi ne d   a ppr oa c h  to   a c hi e ve   a   m or e   c o m pr e he ns iv e   unde r s ta ndi ng  of   hum a n  e m ot io ns   [ 15] – [ 17] .   N ot a bl y,  s tu di e s   hi ghl ig ht   th e   in a de qua c y  of   r e ly in g  s ol e ly   on  one   m oda li ty   f or   e m ot io n   r e c ogni ti on,   e m pha s iz in g t he  s up e r io r it y of  a ppr oa c he s  i nt e gr a ti ng mul ti pl e  m oda li ti e s .   F or   a   c ons id e r a bl e   pe r io d,  s ta te - of - th e - a r t  s ys te m s   in   s pe e c h  e m ot io n  r e c ogni ti on  ( S E R )   f a c e d   c ha ll e nge s   of   lo w   a c c ur a c y  a nd  hi gh  c om put a ti ona l  de m a nds   [ 18] ,  [ 19] .  H ow e ve r ,  r e c e nt   a dva nc e m e nt s   ha ve   in tr oduc e d  r e a l - ti m e   s ys te m s   e xhi bi ti ng  not a bl e   pe r f or m a nc e s   in   e m ot io n  r e c ogni ti on.  A nva r jo n  e t  al .   [ 20]   in tr oduc e d  a   li ght w e ig ht   c onvolut io na l  ne ur a l   ne twor k  ( C N N )   m ode l  w it h  pl a in   r e c ta ngul a r   ke r ne ls   a nd   c us to m iz e d pooli ng l a ye r s ,  a c hi e vi ng r e m a r ka bl e  a c c ur a c y on  t he   in te r a c ti ve   e m ot io na l  dya di c  m ot io n c a pt ur e   ( I E M O C A P )   ( 77.01 % )   a nd  e m ot io na l  s pe e c h  da ta ba s e   ( E M O - D B )   da ta s e ts   ( 92.02% ) .  C ha ll e nge s   pe r s is t,   pa r ti c ul a r ly  i n t he  i nt e gr a ti on of  a ddi ti ona l  m ul ti m oda l  in put  s our c e s  l ik e  f a c ia l  e xpr e s s io n s , a s  s e e n  i n s tu di e s   s uc h  a s   F r a nz oni   e t  al .   [ 21] ,  w he r e   pa r ti a l  f a c ia l  im a ge s   f oc u s in g  s ol e ly   on  m out h  m ove m e nt s   m a in ta in e d  a   5%   a c c ur a c y l os s  c om pa r e d t o f ul l - f a c e  i m a ge s  a c r os s  f our  e m ot io ns :  ne ut r a l,  ha ppy, s ur pr is e d, a nd a ngr y.   A not he r   e m e r gi ng  s our c e   of   in f or m a ti on  f or   r e a l - ti m e   s ys te m s   is   te xt u a l  da ta .  W it h  th e   a dv e nt   of   tr a ns f or m e r s   [ 22]   a nd  bi di r e c ti ona l  e nc ode r   r e pr e s e nt a ti ons   f r om   tr a ns f or m e r s   ( B E R T )   m ode ls   [ 23] ,  nu m e r ous   publ ic a ti ons   ha ve   hi ghl ig ht e d  th e   a dva nt a ge s   of   us in g  na tu r a l  la ngua ge   due   to   s m a ll e r   f il e   s iz e s   a nd  th e   a bunda nc e   of   a va il a bl e   da ta s e ts .  T hi s   ha s   le d  to   it   is   a ppl ic a t io n  in   va r io us   ta s ks ,   in c lu di ng  s e nt im e nt   a nd   e m ot io n  r e c ogni ti on  [ 24] ,  [ 25] ,  s how c a s in g  it   is   ve r s a ti li ty   a c r os s   dom a in s .  J im é n e z   e t  al .   [2 6]   pr opos e d  a n   e m ot io n  r e c ogni ti on  s y s te m   ut il iz in g  tr a ns f e r   l e a r ni ng  te c hni que s .  T h e   f r a m e w or k  in vol ve d   a   pr e - tr a in e d  s pa ti a l   tr a ns f or m e r  ne twor k on s a li e nc y m a ps  a nd f a c ia l  im a ge s , f ol lo w e d by a  bi di r e c ti ona l  lo ng s hor t - te r m  m e m or y   ( B iL S T M )   w it h  a n  a tt e n ti on   m e c ha ni s m .  E m pl oyi ng  a   la te   f us i on  s tr a te gy  yi e ld e d  a n  a c c ur a c y  of   80.08%   on   th e   r ye r s on  a udi o - vi s ua l  da ta ba s e   of   e m ot io na l  s pe e c h  a nd   s ong  ( R A V D E S S )   da ta s e t.   H ow e ve r ,  di r e c t  a ppl ic a ti on t o vi de o - ba s e d t a s k s  e nc ount e r e d doma in  a da pt a ti o n i s s ue s .   J im é ne z   e t  al .   [ 13 ]  pr opos e d  a n e m ot io n r e c ogni ti on s ys t e m  e m pl oyi ng a ur a l  tr a ns f or m e r s  a nd a c ti on  uni ts   f or   th e   R A V D E S S   da ta s e t.   T hi s   c om pr is e d  a   s pe e c h  e m ot io n  r e c ogni z e r   ( S E R )   a nd  a   f a c ia l  e m ot io n   r e c ogni z e r   ( F E R ) .  T he   S E R   u ti li z e d  a   pr e - tr a in e d  xl s r - W a v2V e c 2.0  tr a ns f or m e r   w it h  tr a ns f e r - le a r ni n g   te c hni que s   s uc h  a s   e m be ddi ng  e xt r a c ti on  a nd  f in e - tu ni ng.   T he   F E R   in vol ve d  th e   e xt r a c ti on  o f   a c ti on  uni ts   f r o m   vi de os .  A   la te   f us io n  te c hni que   c om bi ni ng  th e s e   m oda li ti e s   a c hi e ve d  a n  a c c ur a c y  of   86.70% .  L im it a ti ons   in c lu de d  th e   in c a pa c it y  of   a c ti on  uni ts   to   c a pt ur e   c r uc ia l  in f o r m a ti on  f r om   vi de o  f r a m e s .  R a doi   e t  al .   [2 7 ]  pr opos e d  a n  e nd - to - e nd  e m ot io n  r e c ogni ti on  f r a m e w or k  ba s e d  on  th e   te m por a l  a ggr e ga ti on  of   m ul ti m oda l   in f or m a ti on.  T e m por a l  a udi o - vi s ua l  in f or m a ti on  w a s   e xt r a c te d   us in g  th e   te m por a ll y  a ggr e ga te d   a udi o - vi s ua l   ne twor k  ( T A - A V N ) ,  a c hi e vi ng  a n  ove r a ll   a c c ur a c y   of   84%   f or   th e   C R E M A - D   da t a s e t  a nd  78.7%   f or   th e   R A V D E S S   da ta s e t.   H ow e ve r ,  us in g  li m it e d  a nnot a te d  da ta ,  obt a in e d  th r ough  a   r a ndom  s e le c ti on  of   te m p or a l   w in dow s  w it hi n i ndi vi dua l  vi de o f r a gm e nt s , pr ove d i ns uf f ic ie nt  f or  e m ot io n r e c ogni ti on.    E xi s ti ng  m e th odol ogi e s   in   e m ot io n  r e c ogni ti on  of te n  gr a ppl e   w it h  c ha ll e nge s   r e la te d  to   th e   in te gr a ti on   of   di ve r s e   m oda li ti e s ,  le a di ng  to   in e f f ic ie nc ie s   in   in f or m a ti on  pr oc e s s in g  a nd  in a c c ur a c ie s   in   e m ot io n  de t e c ti on.  T r a di ti ona l  a ppr oa c he s   m a y  la c k   pr e c is e   c ont r ol   ove r   in f or m a ti on  f lo w ,  r e s ul ti ng  in   th e   lo s s   of   va lu a bl e   da t a   a nd  une xpe c te d  noi s e   f r om   in di vi dua l   m oda li ti e s .  A ddi ti ona ll y,  th e s e   m e th ods   te nd  to   c ons um e   s ubs ta nt ia l  pr oc e s s in g  ti m e   w it hout   a c hi e vi ng  opt im a l  a c c ur a c y.  T o   a ddr e s s   th e s e   li m it a ti ons ,  th is   r e s e a r c h  pr opo s e s   th e   a dopt io n of  f e a tu r e - le ve l  da ta   f us io n t e c hni que s . B y i nt e gr a ti ng  f e a tu r e s  e xt r a c te d f r om   m ul ti pl e  m oda li ti e s  a t   a   f e a tu r e - le ve l  r e pr e s e nt a ti on,  th is   a ppr oa c h  of f e r s   s e ve r a l  a dva nt a ge s .  F e a tu r e - le ve l  f us io n  f a c il it a te s   a   m or e   ef f e c ti ve   c om bi na ti on  of   in f or m a ti on  f r om   di f f e r e nt   s our c e s ,  e na bl in g  e nha nc e d   c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y  a nd   r e duc e d  noi s e .  M or e ove r ,  it   a ll ow s   f or   a   m or e   c om pr e he ns iv e   ut il iz a ti on  of   a va il a bl e   da ta   w hi le   m in im iz in g   pr oc e s s in g  ti m e .   T he   ut il iz a ti on  of   f e a tu r e - le ve l  da t a   f us io n  in   th is   s tu dy  a im s   to   ov e r c om e   th e   s hor tc om in gs   of   e xi s ti ng  m e th ods ,  s tr iv in g  f or   e nha nc e d  m ul ti m oda l  f us io n   a nd  c la s s if ic a ti on  e f f ic ie nc y.  B y  le ve r a gi ng   f e a tu r e - le ve l  f us io n  te c hni que s ,  th e   pr opos e d  a ppr oa c h  e nde a vor s   to   a c hi e ve   s upe r io r   a c c ur a c y,  c om pr e he ns iv e   in f or m a ti on  ut i li z a ti on,  r e duc e d  noi s e ,  m in im iz e d  pr oc e s s in g  ti m e ,  a nd  r obus t  f us io n.  U lt im a te ly ,  th is   in nova ti ve   m e th odol ogy  s e e ks   to   r e vol ut io ni z e   e m ot io n  r e c og ni ti on  s ys te m s ,  of f e r in g  nua nc e d  in s ig ht s   a nd   a c c ur a te   a s s e s s m e nt s   of   e m ot io na l  s ta te s   a c r os s   di ve r s e   d om a in s ,  th e r e by  r e s ha pi ng  hum a n - c om put e r   in te r a c ti ons  a nd e m ot io na l  unde r s ta ndi ng.   E f f e c ti ve   e m ot io n   r e c ogni ti on  a c r os s   m ul ti pl e   m oda li ti e s   r e m a in s   a   f or m id a bl e   c ha ll e nge   due   t o   li m it a ti ons  i n t r a di ti ona l  f e a tu r e  e xt r a c ti on m e th ods  a nd  t he  n e e d f or  e nha nc e d  ge ne r a li z a ti on  a nd c r os s - m oda l  in f or m a ti on  in te gr a ti on.  C ur r e nt   a ppr oa c he s   of te n  e nc ount e r   c om pl e xi ty   li m it a ti ons   a nd  in e f f ic ie nc ie s   in   c a pt ur in g  te m por a l  de pe nde nc i e s .  T hi s   l ead s   to   s ubopti m a l  p e r f or m a nc e   in   r e c ogni z in g  nua nc e d   e m ot io na l  s ta te s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll     I S S N :  2252 - 8938       O pt imi z e d m ul ti - la y e r  s e lf - at te nt io n ne tw or k  f or  f e at u r e - le v e l  d at a f us io n i n …   ( B as am m a U m e s h P at il )   4437   I n  th is   s tu dy,  a   nove l  a ppr oa c h  ha s   be e n   pr opos e d  to   a ddr e s s   k e y  c ha ll e nge s   in   e m ot io n  r e c ogni ti on  a c r os s   va r io us   m oda li ti e s .   T he   pr opos e d  c ont r ib ut io ns   e nc om pa s s   s e ve r a l  in nova ti ve   m e th odol ogi e s :    i)   ha ndc r a f te d  f e a tu r e   e xt r a c ti on  is   ti m e - c ons um in g.  B iL S T M   a ll ow s   e nd - to - e nd  le a r ni ng  f or   be tt e r   pe r f or m a nc e ,  a voi di ng  c om pl e xi ty   li m it a ti ons ;  ii )   to   boos t  ge ne r a li z a ti on,  th e   m ode l  e m pl oys   B iL S T M   f or   a udi o - vi s ua l  ta s ks ,  c a pt ur in g  te m por a l  de pe nde nc ie s   e f f e c ti ve ly .  I t  e nha nc e s   e f f ic ie nc y  by  pr io r it iz in g   ke yf r a m e s ;  ii i)   th e   m ul ti - la ye r   pr ogr e s s iv e   de ns e   r e s id u a l  f us i on  ne twor k  ( M P D R F - ne t)   e nha nc e s   e m ot io n  c la s s if ic a ti on  by  in te gr a ti ng  m ul ti - m oda l  in f or m a ti on  us in g   f e a tu r e - le ve l  f us io n,  a ddr e s s in g  uni m oda l  s hor tc om in gs   f or   im pr ove d  c r os s - m oda l  in f or m a ti on  e xc ha nge   a nd  r e c ogni ti on  pe r f or m a nc e ;  a nd  iv )   in   e xi s ti ng  m e th ods ,  a   to ta l  8 c la s s e s   in   th e   R A V D E S S   da ta s e t  a r e   not   c la s s if ie d,  but   th e   s e lf - a tt e nt io n  M ount a in   G a z e ll e   C N N   ( S M G C N N )   a c c ur a te ly   c a te gor iz e s   ha ppy,  a ngr y,  di s gus te d,  f e a r f ul ,  c a lm ,  s a d,  s ur pr is e d,  a nd  ne ut r a l   s ta te s .       2.   M E T H O D     I n  th e   r e a lm   of   e m ot io n  id e nt if ic a ti on  th r ough  m ul ti m oda l   da ta   li ke   vi de o  a nd   a udi o,  f e a tu r e   r e pr e s e nt a ti on  a nd  f us io n  s ta nd  out   a s   c r uc ia l  ye t  c ha ll e ngi ng   ta s ks .  T hi s   r e s e a r c h  in tr oduc e s   a n  e nh a nc e d   opt im iz e d  m ul ti - la ye r   s e lf - a tt e nt io n  ne twor k  f o r   e m ot io n  r e c ogni ti on  ( O M S N - E R )   a im e d  a t  a c c ur a te ly   a s s e s s in g  th e   pa r ti c ip a nt ’ s   e m ot io na l  s ta te s   a c r os s   di f f e r e nt   m oda li ti e s .  T hi s   te c hni que   a m a lg a m a te s   in f or m a ti on  f r o m   a udi o  a nd  vi de o  s our c e s ,  e na bl in g  a   c om pr e he ns iv e   a ppr oa c h  to   a udi o - vi de o  e m ot io n  id e nt if ic a ti o n.  T he   w or kf lo w   of   th is   r e s e a r c h  is   de pi c te d  in   F ig u r e   1.  I ni ti a l   da ta   a c qui s it io n  in vol ve s   ga th e r in g   vi s ua l  a nd  a udi o  da ta   f r om   th e   R A V D E S S   da ta s e t.   P r e - pr o c e s s in g  te c hni que s   a r e   a ppl ie d  to   m in im iz e   unde s ir a bl e   e f f e c ts ,  e nha nc in g  th e   qua li ty   of   vi de o   da ta   a nd  r e f in in g  s pe e d  s ig na ls .  T he   pr e - pr oc e s s e d  out put   f e e ds  i nt o t he   B iL S T M - ba s e d f e a tu r e  e xt r a c ti on  pr oc e s s . A udi o  f e a tu r e  e xt r a c ti on i nvol ve s   c a pt ur in g t im e  a nd   f r e que nc y  dom a in   f e a tu r e s   a lo ng  w it h  M e l - ba s e d  f e a tu r e s .  F or   v id e o,  c ont e xt ua l  in f or m a ti on  w i th in   w or d - le ve l   vi s ua l  f e a tu r e s   is   e xt r a c te d.  T he   e xt r a c te d  f e a tu r e s   unde r go  f us io n  us in g  th e   M P D R F - N e t.   T he s e   f us e d  f e a tu r e s   a r e   th e n  in put te d  in to   th e   S M G C N N   to   a c c ur a te ly   c la s s if y   th e   e m ot io n  s ta te s   s uc h  a s   ne ut r a l,   c a lm ,  ha ppy,  s a d,   a ngr y,  f e a r f ul ,  di s gus te d,  a nd  s ur pr is e d.  T he   e f f ic a c y  of   th is   pr op os e d  m e th od  is   a s s e s s e d  a nd  c om pa r e d  a ga in s t  e xi s ti ng  m e th ods   us in g  va r io us   e va lu a ti on  m e tr ic s .  T he   a udi o  a nd  vi de o  da ta   a r e   pr e pr oc e s s e d  to   r e m ove   noi s e   a nd pr e pa r e  t he m  f or  f ur th e r  a na ly s is .           F ig ur e  1. T he  w or kf lo w  of  O M S N - D E R  f or  e m ot io n de te c ti on  us in g t he  R A V D E S S  da ta s e t       2.1.  Dat as e t   d e s c r ip t io n   T he   R A V D E S S   da ta ba s e   [ 2 8 ]   is   a   va li da te d  m ul ti m oda l  da ta s e t  c ont a in in g  e m ot io na l  s pe e c h  a nd  s ong   r e c or di ngs .  I t  is   d e s ig ne d   s pe c if ic a ll y   f or   r e c ogni z in g  e m ot io ns   a nd  is   u s e d  e xt e ns iv e ly   in   th e   f ie ld   of   c om put in g  a nd  a udi o  a na ly s i s .  I t  c ons is t s   of   24  pr of e s s io na l  a c to r s   ( 12  f e m a le   a nd   12  m a le )   pe r f or m in g  s c r ip te d  s pe e c h  a nd  s ong  in   8  di f f e r e nt   e m ot io na l  s ta te s   s uc h  a s   ha ppy,  f e a r f ul ,  c a lm ,  a ngr y,  s a d,  di s gus te d,  ne ut r a l  a nd   s ur pr is e d.  T h e r e   a r e   7,356  f il e s   in   th e   R A V D E S S .  T hr e e   m oda li ty   f or m s ,  in c lu di ng  a udi o - onl y  ( 16  bi t,     48  kH z   .w a v) ,  a udi o - vi de o  ( 720   p  H .264,  A A C   48   kH z ,  .m p4) ,   a nd  vi de o - onl y  ( no   s ound) ,  a r e   p r e s e nt   in   th e   da ta s e t.   T h e   a udi o  f il e s   a r e   ty pi c a ll y  s to r e d  in   th e   W A V   f or m a t,   w hi c h  is   a   s ta nda r d  unc om pr e s s e d  a udi o  f or m a t.  A c to r s  e xpr e s s e d e m ot io ns   a t  nor m a l  a nd   s tr ong int e ns i ty  l e ve ls .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :  2252 - 8938   I nt  J  A r ti f  I nt e ll , V ol . 13, No. 4, D e c e m be r  2024:  4435 - 444 4   4438   2.2.  P r e - p r oc e s s in g t e c h n iq u e s   T he   in it ia l  s te p  in   pr e p a r in g  th e   a udi o   a nd  vi de o   da ta   f r o m   th e   R A V D E S S   da ta s e t  in vol ve s   c om pr e he ns iv e   pr e - pr oc e s s in g  [ 29 ] .  T hi s   s ta ge   is   c r uc ia l  to   m it i ga te   is s ue s   li ke   in c om pl e te ne s s ,  in c ons i s te nc y,   a nd nois e  t ha t  c om m onl y a f f li c t  r a w  da ta .  T hr ough te c hni que s   s uc h a s  bi la te r a l  f il te r in g f or  vi de o a nd s pe c tr a l  noi s e   ga te   ( S N G )   f or   a udi o,  unw a nt e d  a r ti f a c ts   a r e   r e m ove d  to   e nha nc e   th e   qua li ty   of   th e   vi s u a l  f r a m e s   a nd  s pe e c h  s ig na ls .   N oi s e   ha ndl in g:   m a na gi ng   noi s e   in   a udi o  a nd   vi de o  da ta   is   pi vot a l  to   e ns ur in g  th e   r obus tn e s s   of   s ubs e que nt   m ode ls   a ga in s t  ove r f it ti ng.  A ddr e s s in g  s e ns or   noi s e ,  c om pr e s s io n  a r ti f a c ts ,  a nd  e nvi r onm e nt a l  c ondi ti ons ,  a   de noi s in g  th r e s hol d  of   0.1  is   a ppl ie d  to   s tr ik e   a   ba la nc e   be twe e n  pr e s e r vi ng  da ta   in te gr it y  a nd  noi s e   r e m ova l.   S to r a ge   e f f ic ie nc y  a nd   tr a c ki ng:   vi de o s   in he r e nt ly   de m a nd  e xt e ns iv e   s to r a ge   due   to   th e ir     hi gh - di m e ns io na l  na tu r e .  E m pl oyi ng  pr e - pr oc e s s in g  te c hni qu e s   a id s   in   r e duc in g  vi d e o  f il e   s iz e s   w it hout   c om pr om is in g  qua li ty .  F ur th e r m or e ,  obj e c t  de te c ti on  a nd  tr a c k in g  m e c ha ni s m s   e na bl e   th e   id e nt if ic a ti on  a nd   m oni to r in g  of   s pe c if ic   obj e c t s   or   r e gi on s   of   in te r e s t  w it hi n  th e   f r a m e s .  A udi o   s e pa r a ti on   a nd  l a ngua ge   de te c ti on:   th e   pr oc e s s   in vol ve s   tr a n s c r i bi ng  s pe e c h  c ont e nt ,  id e nt if yi ng  s poke n  la ngua ge s ,  a nd  d e lv in g  in to   th e   e m ot io na l  or  s e nt im e nt a l  a s pe c ts  of  t he  a udi o. S im ul ta ne ous ly , s e gr e ga ti ng s pe e c h f r om  ba c kgr ound nois e  i s  e s s e nt ia l  to   c a pt ur e  t he  i nt e nde d c ont e nt  e f f e c ti ve ly . F e a tu r e s   a r e  e xt r a c te d   f r om  t he  pr e pr oc e s s e d a udi o a nd vide o da ta .       2.3.  M u lt im od al  f e at u r e  e xt r ac t io n  w it h   b id ir e c t io n al  l on g s h or t - t e r m  m e m or y   F e a tu r e   e xt r a c ti on  is   a   c r uc ia l  s t e p  in   da ta   r e c ove r y,  a im in g  to   e xt r a c t  pe r ti ne nt   a udi o  a nd  vi de o  f e a tu r e s   f or   im p r ove d  c la s s if ic a ti on  out c om e s .  P a tt e r ns   a r e   ty pi c a ll y  e xt r a c te d  f r om   r a w   a udi o  da ta   th r ough   ha nd - c r a f te d  f e a tu r e s ,  e s s e nt ia l  a s   r a w   a udi o  da t a   is   in he r e nt ly   in   th e   t im e   dom a in ,  w it h   vi ta l  in f or m a ti o n   unve il e d  in   th e   f r e que nc y  dom a in .  T hi s   pa pe r   in tr oduc e s   a   f e a tu r e   ve c to r   e nc om pa s s in g  s e lf - e ngi ne e r e d  f e a tu r e s  f r om  bot h doma in s . T he  B iL S T M - ba s e d e nc od e r  i s  e m pl oye d f or  e xt r a c ti on.    A udi o  f e a tu r e   e xt r a c ti on  [ 30 ] :   th is   pha s e   in vol ve s   e xt r a c ti ng  va r io us   f e a tu r e s   li ke   M e l - f r e que nc y   c e ps tr a l  c oe f f ic ie nt s ,  e ne r gy,  pi tc h,  a nd  f a s t  f our ie r   tr a ns f or m   ( F F T )   pa r a m e te r s .  T r a ns f or m in g  a udi o  s ig na ls   f r om   th e   ti m e   to  f r e que nc y  dom a in   r e ve a ls   s ubs ta nt ia l  in s ig ht s .  F e a tu r e s   s uc h  a s   a m pl it ude   e nve lo pe ,  z e r o,  a nd   m e a n c r os s in g r a te  a r e   c om put e d t o   e nr ic h t he  t im e  doma in  c ha r a c te r is ti c s .   V id e o  f e a tu r e   e xt r a c ti on:   th e   ut il iz a ti on  of   hi s to gr a m   of   or ie nt e d  gr a di e nt   m ode ls   f a c il it a te s   th e   e xt r a c ti on  of   lo c a l  s ha pe   a nd  te xt ur e   in f or m a ti on   f r om   vi de o  c ont e nt .  B iL S T M   a id s   in   a c qui r in g  c ont e xt ua l  in f or m a ti on  f r om   th e   f r a m e s ,  c ont r ib ut in g  to   a   d e e p e r   unde r s t a ndi ng  of   th e   vi s u a l  da ta .   T he   pr oc e s s   in vol ve s   pow e r   s pe c tr a   c om put a ti on,  m e l - f il te r   ba nk  a ppl ic a ti on,  lo ga r it hm ic   tr a ns f or m a ti on,  a nd  F F T .  T he   e xt r a c te d   a udi o a nd vide o f e a tu r e s  a r e  t he n f us e d t o c r e a te  a  m ul ti m oda l  r e pr e s e nt a ti on of  t he  e m ot io na l  s ta te .     2.4.   F e at u r e - l e ve l  m u lt i m od al   f e at u r e   f u s io n   w it h   m u lt i - la ye r  p r og r e s s iv e  d e n s e   r e s id u al   f u s io n  n e t w or k     F ol lo w in g  th e   e xt r a c ti on  of   f e a tu r e s   f r om   bot h  a udi o  a nd   vi de o  s our c e s ,  th e   in te gr a ti on  of   th e s e   di ve r s e   f e a tu r e s   a s s um e s   pa r a m ount   im por ta nc e .  F e a tu r e - le ve l  da ta   f u s io n,  f a c il it a te d  by  th e   M P D R F - N e t,   be c om e s   pi vot a l  in  ha r m oni z in g  th e  e xt r a c te d f e a tu r e s  t o m in i m iz e  i nf or m a ti on l os s  [ 3 1 ] ‒ [3 3 ] .  T hr ough the  i nt e gr a ti o n   of   f e a tu r e s   us in g  dow n - s a m pl in g  a ggr e ga te d  r e s id ua l  ( D A R )   m odul e s   a nd  a   r e s id ua l  tr a ns f or m e r ,  th e     M P D R F - N e t  e f f e c ti ve ly   c om bi ne s   f e a tu r e - le ve l  r e pr e s e nt a ti ons   to   e xt r a c t  lo ng - di s ta nc e   in f or m a ti on.  T he   r e s ul ti ng  f us e d  f e a tu r e   r e c ons tr uc ti on  e nha nc e s   s e m a nt ic   in f or m a ti on,  c ont r ib ut in g  to   im pr ove d  e m ot io n   c la s s if ic a ti on.     2.4.1. P r ogr e s s iv e   f e at u r e   f u s io n   M P D R F - N e t’ s   a r c hi te c tu r e   is   s tr uc tu r e d  to   a de pt ly   c om bi ne   th e   r ic h  a udi o   a nd  vi de o  f e a tu r e s .   T hr ough  pr ogr e s s iv e   f e a tu r e   f us io n,  it   s tr a te gi c a ll y  a m a lg a m a te s   th e   nua nc e d  d e ta il s   c a pt ur e d  by  bot h   m oda li ti e s .  T he   in te gr a ti on  pr oc e s s   in vol ve s   a   s e r ie s   of   tr a n s f or m a ti ons   th a t  r e f in e   th e   f us e d  f e a tu r e s .  T he   a r c hi te c tu r e   of   th e   M P D R F - N e t  m ode l,   de pi c te d   in   F ig ur e   2,  e nc om pa s s e s   b il a t e r a l  c ha nne l   pi xe l  w e ig ht e d   ( B C P W )   m odul e s ,  s pe c if ic a ll y  de s ig ne d  to   le ve r a ge   th e   r ic h  a r r a y  of   f in e - g r a in e d  f e a tu r e s   pr e s e nt   in   bot h  a udi o   a nd  vi s ua l  da ta .   B y  in c or por a ti ng  D A R   m odul e s   a lo ng s id e   r e s i dua l  tr a ns f or m e r s ,  th e   m ode l  a de pt ly   c a pt ur e s   lo ng - di s ta nc e   in f or m a ti on,  f a c il it a ti ng  th e   ge ne r a ti on  of   f us e d  f e a tu r e s   th a t  e nc a ps ul a te   th e   e s s e nc e   of   bot h  m oda li ti e s .  T h e s e   f us e d   f e a tu r e s   a r e  s ubs e qu e nt ly   in put te d  in to  a   c la s s if ic a ti on  m ode l,   s uc h   a s   a   s e lf - a tt e nt io n   m ount a in   ga z e ll e   C N N ,  to   pr e di c t  th e   e m ot io na l  s ta te   of   th e   in di vi dua l  in   th e   da ta s e t.   T hr ough  th e     M P D R F - N e t,   th e   e xt r a c te d  f e a tu r e s   f r om   a udi o  a nd  vi de o  s our c e s   a r e   f us e d,  u ti li z in g  pr ogr e s s iv e   f e a tu r e   f us io n  te c hni que s   to   m it ig a te   in f or m a ti on   lo s s   e f f e c ti ve ly .  T he   a udi o  a nd  vi de o  f e a tu r e s ,  e a c h  r e pr e s e nt e d  by  a   ( 10,10 )   m a tr ix ,  a r e   f e d  in to   in put   la ye r s   1  a nd  2,  r e s p e c ti ve ly ,  w he r e   th e   P M C - N e t  in   th e   f e a tu r e   f us io n  la ye r   pr og r e s s iv e ly   in te gr a te s   m ul ti m oda l  f e a tu r e s   w hi le   le a r ni ng  th e   in tr ic a c ie s   of   e a c h  la ye r .  T he   f us io n  pr oc e s s   in te gr a te s   c ol le c te d  f e a tu r e s   us in g  a   c om bi na ti on  of   D A R   m od ul e s   a nd  r e s id ua l  tr a n s f or m e r s ,  f a c il it a ti ng  th e   e xt r a c ti on  of   c r uc ia l  lo ng - di s ta nc e   in f or m a ti on.  D ur in g  de c odi ng ,  th e   f us e d  f e a tu r e   in f or m a ti on  is   r e c on s tr uc te d  us in g  th e   e xt r a c te d  s e m a nt ic   in f or m a ti on,   w it h  a ggr e ga te d  r e s id ua l  ope r a ti ons   ups a m pl in g  f e a tu r e s   a c r os s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll     I S S N :  2252 - 8938       O pt imi z e d m ul ti - la y e r  s e lf - at te nt io n ne tw or k  f or  f e at u r e - le v e l  d at a f us io n i n …   ( B as am m a U m e s h P at il )   4439   s ta ge s   1  to   3.   E m pl oyi ng  de ns e   s ki p  c onne c ti ons   f or   in put   f e a tu r e s ,  node s   in   s ta ge s   1  to   4   e nha n c e   th e   m ove m e nt   of   f e a tu r e   in f or m a ti on  a t  e a c h  la ye r ,  ul ti m a te ly   a m a lg a m a ti ng  f e a tu r e s   f r om   a ll   m oda li ti e s   to   ge ne r a te   f us e d   f e a tu r e s .           F ig ur e  2. A r c hi te c tu r e  of  t he  pr opos e d f us io n m ode l       2.5.   S e lf - at t e n t io n   m ou n t ai n  g az e ll e   c on vol u t i on al  n e u r al  n e t w or k - b as e d   c la s s i f i e r   f o r  8  e m ot io n al   s t at e s   T he   s ub s e que nt   ph a s e   in vol ve s   de pl oyi ng  th e   S M G C N N ,  a n  a tt e nt io n  m e c ha ni s m - in te gr a te d  de e p   C N N ,  s pe c if ic a ll y  ta il or e d  f or   e m ot io n   r e c ogni ti on  f r om   f a c ia l  e xpr e s s io ns   a nd  a udi o  c ue s .  D e e p  le a r ni ng  pe r f or m a nc e   s c a le s   up  by  in it ia ll y  dow ns a m pl in g  a nd  e xt r a c ti ng  e xpr e s s io n  f e a tu r e s ,  a ppl yi ng  th e m   to   a     s e lf - a tt e nt io n r e s id ua l  m odul e . T he  f in a l  e xpr e s s io n i s  c la s s if ie d  t hr ough a  f ul ly  c onne c te d l a ye r .     2.5.1. Re s id u al  n e t w or k  an d  s e lf - at t e n t io n  m od u le   T he   a dopt io n  of   a   r e s id ua l  ne twor k  a ddr e s s e s   th e   c h a ll e nge   of   th e   gr a di e nt   va ni s hi ng  pr obl e m   e nc ount e r e d  w he n  de e pe ni ng  th e   ne twor k  la ye r s ,  m a ki ng  it   di f f ic ul t  to   e f f e c ti ve ly   tr a in   a   m ode l.   B y  e m pl oyi ng  a   r e s id ua l  ne twor k,  th e   c onvolut io na l   la ye r   le a r ns   th e   r e s id ua l  be twe e n  in put   a nd  out put ,   f a c il it a ti ng   th e   id e nt if ic a ti on  of   th e   m a ppi ng  be tw e e n  th e   in put   a nd   out put   by   e s ta bl is hi ng   c onne c ti on s   be tw e e n  th e m .   T he   out put  of  t he  r e s id ua l  ne twor k i s  de f in e d m a th e m a ti c a ll y, r e pr e s e nt in g t he  out put  of  t he  r e s id u a l   c onne c ti on  a s   a   f unc ti on  of   th e   in put   ve c to r   a nd  th e   m a ppi ng  be tw e e n  in p ut   a nd  out put .  A ddi ti ona ll y,  th e   s e lf - a tt e nt io n  m odul e   is   in tr oduc e d  to   ove r c om e   th e   li m it a ti ons   im pos e d  by  t he   s m a ll   s iz e   of   c onvolut io na l  ke r ne l  s iz e s   in   C N N s ,  w hi c h  r e s tr ic ts   e a c h  c onvolut io na l  ope r a ti on  to   c ove r in g  a   s m a ll   a r e a   a r ound  th e   pi xe l.   T hi s   m odul e   le ve r a ge s   non - lo c a l   ope r a ti ons   to   c a lc ul a t e   th e   c or r e la ti on  w e ig h t  be twe e n  e a c h  po s it io n  of   th e   f e a tu r e   m a p  a nd  th e   im a ge   s ig na l  r e pr e s e nt a ti on,  e na bl in g  th e   c a pt ur e   of   lo ng - di s ta nc e   f e a tu r e s .  T hr ough  va r io us   tr a ns f or m a ti ons   a nd  nor m a li z a ti on  f unc ti ons ,  th e   s e lf - a tt e nt io n  la ye r   tr a ns f or m s   in put   f e a tu r e   m a ps   in to   two   e m be ddi ng  s pa c e s ,  r e duc in g  bot h  th e   c om put a ti ona l  c om pl e xi ty   a nd  th e   num be r   of   c ha nne ls .  T he   out put   of   th e   a tt e nt io n  la ye r   is   obt a in e d  th r ough   m a tr ix   m ul ti pl ic a ti on  w it h  le a r ni ng  pa r a m e te r s ,  c ont r ib ut in g   to   th e   pr opa ga ti on  of   gr a di e nt s   th r ough  th e   r e s id ua l  c onne c ti on.  D ur i ng  m ode l  tr a in in g,  bi na r y  c r os s - e nt r opy  lo s s   is   e m pl oye d  to   m e a s ur e   th e   di s s im il a r it y  be twe e n  pr e d ic te d  pr o ba bi li ti e s   a nd  tr ue   bi na r y  la be l s ,  pr ovi di ng  a   m e c ha ni s m  f or  opt im iz in g m ode l  pe r f or m a nc e .     2.5.2. L e ar n in g p ar am e t e r  op t im iz at io n  u s in g m ou n t ai n  ga z e ll e  op t im iz e r   I ns pi r e d  by  th e   hi e r a r c hi c a l  s tr uc tu r e   a nd  s oc ia l  dyna m ic s   obs e r ve d  in   w il d  m ount a in   ga z e ll e s ,  th e   m ount a in   ga z e ll e   opt im iz e r   ( M G O )   opt im iz e s   le a r ni ng   r a te   pa r a m e te r s   w it hi n  th e   s e lf - a tt e nt io n    m e c ha ni s m - in te gr a te d  de e p c onvolut io na l  ne ur a l  ne twor k  ( S M G C N N ) .  L e ve r a gi ng  te r r it o r ia l  be ha vi or s ,  he r d  dyna m ic s ,  a nd  m ig r a ti on  pa tt e r ns   of   ga z e ll e s ,  th is   opt im iz e r   or c he s tr a te s   a n  e f f e c ti ve   le a r ni ng  r a te   f or   th e   c la s s if ie r .  T he   a lg or it hm   of   th e   M G O   [ 3 4 ]   is   e num e r a te d  be l ow .  T he   A lg or it hm   1,  de s c r ib e d  is   a   he ur is ti c   opt im iz a ti on  a ppr oa c h  in s pi r e d   by  th e   s oc ia l   be ha vi or s   of   g a z e ll e s   in   na tu r e .  I t  b e gi ns   by   in it ia li z in g  a   popula ti on  of   ga z e ll e s   w it h  50  a nd   to ta l  it e r a ti ons   to   100.  E a c h  ga z e ll e ’ s   f it ne s s   is   th e n  e va lu a te d  ba s e d  on  m a th e m a ti c a l  r e pr e s e nt a ti ons   of   be h a vi or s   s uc h  a s   te r r it or ia l  s ol it a r y  m a le s   ( T S M ) ,  m a te r ni ty   he r ds   ( M H ) ,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :  2252 - 8938   I nt  J  A r ti f  I nt e ll , V ol . 13, No. 4, D e c e m be r  2024:  4435 - 444 4   4440   ba c he lo r   m a le   he r ds   ( B M H ) ,  a nd   m ig r a ti on  to   s e a r c h  f or   f ood  ( M S F ) .  T he s e   be ha vi or s   a r e   f or m ul a te d  a s   e qua ti ons   th a t  a s s e s s   a s p e c ts   li ke   te r r it or y  e s ta bl is hm e nt ,  r e pr oduc ti on,  a nd  r e s our c e   s e a r c hi ng.  T he   f it ne s s   f unc ti on  is   de f in e d  a s   th e   m in im iz a ti on  of   th e   lo s s   f unc ti on  of   th e   S M G C N N ,  c ons id e r in g  pr e di c te d   pr oba bi li ti e s   a nd  tr ue   bi na r y  la be ls .   T h e   popula ti on  is   th e n  a r r a nge d  ba s e d   on  f it ne s s ,   a nd  th e   po s it io n  of   th e   be s t - pe r f or m in g  ga z e ll e   is   upda t e d  a c c or di ngl y.  T hi s   pr oc e s s   it e r a te s   unt il   a   t e r m in a ti on  c ondi ti on  is   m e t,   ty pi c a ll y  in vol vi ng  a   m a xi m um   num be r   of   it e r a ti ons   or   s a ti s f a c to r y  f it ne s s   le ve ls .  U lt im a te ly ,  th e   a lg or it hm   a im s   to   opt im iz e   le a r ni ng  r a te   pa r a m e te r s   w it hi n  th e   S M G C N N  m ode l,   e nha nc in g  it s   pr e di c ti ve   c a pa bi li ti e s   by   le ve r a gi ng pr in c ip le s   in s pi r e d by ga z e ll e   s oc ia l  dyna m ic s .     A lg or it hm  1. M ount a in  ga z e ll e  opt im iz e r   1   I nput     T ot a lI te r a ti on= 100, P opul a ti onS iz e = 50   2   O ut put s     O pt im a lP os it io n, B e s tF it ne s s   3   I ni ti a li z e  P opul a ti on r a ndoml y a s  X _i  ( i= 1, 2, ..., P opul a ti onS iz e )   3   C a lc ul a te  f it ne s s  l e ve ls  f or  e a c h i ndi vi dua l  in  t he  popula ti on   4   W hi le  c ondi ti on not m e t  do:     5     F or  e a c h G a z e ll e  ( X _i )  i n P opul a ti on do:   6       C a lc ul a te   T S M , M H ,  B M H , a nd  M S F   be ha vi or s   7       C a lc ul a te  f it ne s s  va lu e s  f or  e a c h b e ha vi or :   8       T S M F it ne s s = |m a le - |( r i_ 1*B H - r i_ 2*X ( t) ) * F |*C of _r |   9       M H F it ne s s = |( B H + C of _( 1,r ) ) + ( r i_ 3* ma le - r i_ 4*X _r a nd) *C of _ ( 1, r ) |   10       B M H F it ne s s = |( X ( t) - D ) + ( r i_ 5*±*ma le - r i_ 6*B H ) *C of _ r |   11       M S F F it ne s s = |( ub - lb ) *r i_ 7+ lb |   12       C a lc ul a te  f it ne s s  va lu e  a s  t he  m in im iz a ti on of  t he  l os s  f unc ti on  of  S M G C N N   13        =  { ∑ ( ∗ ( _ ) + ( 1 − ) ∗ ( 1 − _ ) ) }     14     A r r a nge  t he  ga z e ll e  popula ti on ba s e d on f it ne s s  va lu e s   U pda te  t he  pos it io n of  t he  be s t  ga z e ll e   15   E nd w hi le   16   R e tu r n t he  be s t  ga z e ll e ' s  pos it io n a nd i ts  f it ne s s  va lu e   17   E nd P r oc e dur e       3.   E X P E R I M E N T A L  R E S U L T S   F or   e xpe r im e nt a ti on,  W in dow s   10  P r o,  s pe c if ic a ll y  on  bui ld   19045.2965,  w a s   e m pl oye d  a s   th e   ope r a ti ng  s ys te m .  T he   pr ogr a m m in g  la ngua ge   P yt hon  ve r s io n  3.10.9  a nd  li br a r ie s   s uc h  a s   N um P y,  L ib r os a ,  M a tp lo tl ib , O pe nC V , a nd T e ns or F lo w  a r e  ut il iz e d t o i m pl e m e n t  t he  t a s ks  w it hi n t he  e xpe r im e nt . T he  da ta s e ts   us e d  f or   a na ly s is   a r e   s our c e d  f r om   R A V D E S S .  T he   pr opos e d   O M S N - D E R   m ode l  is   bui lt   a nd  ut il iz e d  f or   e m ot io n  r e c ogni ti on  a c ti vi ty .  T he   s y s te m   is   e qui ppe d  w it h  16. 0  G B   of   R A M ,  w it h  15.8  G B   be in g  us a bl e   f or   pr oc e s s in g  ta s k s   th r oughout  th e   e xpe r im e nt s .  T o  m a ke   a   c om pl e te   de s c r ip ti on  of   m ul ti m oda l  e m ot io n   r e c ogni ti on,  th is   s e c ti on  di s c us s e s   th e   R A V D E S S   da ta s e t - ba s e d  di f f e r e nt   s c or e s   to   c om put e   th e   s im il a r it ie s   a nd   di f f e r e nc e s  be twe e n pr opos e d a nd t r a di ti ona l  m e th ods . T h is  s e c ti on a ls o t a ke s  a  qua nt it a ti ve  a na ly s is  i n t e r m s   of   s om e   e va lu a ti on  m e tr ic s   im pl e m e nt e d  in   P Y T H O N .  T he   e va lu a ti on  m e tr ic s   s uc h  a s   a c c ur a c y,  r e c a ll ,    F1 - s c or e ,  s pe c if ic it y,  pr e c is io n,  a nd  r e c e iv e r   ope r a ti ng  c ha r a c t e r is ti c s   ( R O C )   c ur ve   a r e   us e d  to   c om p a r e   th e   pr opos e d m ode l  w it h t he  r e la te d m e th ods .     3.1.  Con f u s io n  m at r ix   f or  m u lt im od al   f e at u r e s   T he   pe r f or m a nc e   a s s e s s m e nt ,  a s   de pi c te d  by  th e   c onf us io n  m a tr ix ,  hi ghl ig ht s   th e   m ode l’ s   a c c ur a c y  in   pr e di c ti ng  e m ot io na l  s ta te s .  I t  a ls o  r e v e a ls   pot e nt ia l  a r e a s   of   m is c la s s if ic a ti on  a nd  c onf us io n   be twe e n   c e r ta in   e m ot io ns . A c c or di ng t o  F ig ur e  3, t he  m ode l  d e m on s tr a te d e x c e l le nt  pe r f or m a nc e  f or  m os t  s a m pl e s ,  w it h a  f e w   e xc e pt io ns .  A t   ‘ ne ut r a l’ ,  s om e   two  c la s s e s   a r e   pr e di c te d   a s   ‘ s a d’   a nd  ‘ f e a r f ul ’ .  M or e ove r ,  th e   two  ‘ ha ppy’   c la s s e s   a r e  pr e di c te d  a s  ‘ ne ut r a l’  a nd ‘ s ur pr is e d’   a nd t he  40 c la s s e s  a r e  a c c ur a te ly  p r e di c ti ng  t he  ‘ ha ppy’  c l a s s .   T he   two  c la s s e s   in   ‘ s ur pr is e d’   a r e   c onf us e d  a nd  pr e di c te d  a s   ‘ c a lm ’   a nd  ‘ s a d’ .  T hi s   c onf us io n  be twe e n  ‘ s a d’   a nd ‘ f e a r f ul ’  c a n be  a tt r ib ut e d t o t he  l ow  a r ous a l  le ve ls  pr e s e nt  i n both e m ot io ns .     3.2.  An al ys is  of  r u n t im e  a c c u r ac y an d  l os s   T he  m e th od  unde r w e nt  t r a in in g  a nd e v a lu a ti on ove r  200  e poc h s , di vi di ng t he   R A V D E S S   d a ta s e t  i nt o  80%   tr a in in g  a nd  20%   va li da ti on  s ubs e ts .  T h e   O M S N - D E R   a ppr oa c h  is   a n a ly z e d  in   F ig ur e   4,  w he r e     F ig ur e   4( a )   s how s   th e   hi gh  tr a in in g  a c c ur a c y a tt a in e d,  a nd  F ig u r e   4( b)   de m ons tr a te s   a   de c r e a s e d  tr a in in g  lo s s   f or   m ul ti m oda l  da ta .   T he   r e s ul ts   s p e c if y  th a t  th e   pr opos e d   m ode l  e xhi bi ts   hi ghe r   a c c ur a c y  in   e m ot io n  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll     I S S N :  2252 - 8938       O pt imi z e d m ul ti - la y e r  s e lf - at te nt io n ne tw or k  f or  f e at u r e - le v e l  d at a f us io n i n …   ( B as am m a U m e s h P at il )   4441   id e nt if ic a ti on  f or   m ul ti m oda l  da ta   ( a udi o  a nd   vi de o) .  F ur th e r m or e ,  it   de m ons tr a te d  s upe r io r   pe r f or m a nc e   in   bot h  th e   tr a in in g  a nd  te s ti ng  s e ts .  B e tt e r   a c c ur a c y  a nd  lo w   lo s s   va lu e   a r e   a c hi e ve d  a f te r   c r os s in g  100  it e r a ti ons .             F ig ur e  3. C onf us io n m a tr ix  of  R A V D E S S  da ta s e t           ( a )   ( b)     F ig ur e  4. A na ly s is   f or  di f f e r e nt  e poc hs   of   ( a )  a c c ur a c y a nd ( b)  l os s       3.3.  R e c e iv e r  op e r at in g c h ar ac t e r i s t ic s   c u r v e     F ig ur e   5  s how s   th e   R O C   c ur ve   f or   th e   m in im um   num be r   of   s a m pl e s   ne e de d  to   tr a in   a n  S M G C N N ,   w hi c h i s  hi ghl y  de pe nde nt  on t he  s p e c if ic  c la s s if ic a ti on t a s k.  T h e  R O C  c ur ve  us e s  t he  c a lc ul a t e d f a ls e  pos it iv e   r a te   ( F P R )   a nd  tr ue   pos it iv e   r a te   ( T P R )   va lu e s .  I t  is   a   pl ot   of   T P R   a ga in s t  F P R ,  w it h  di f f e r e nt   poi nt s   on  th e   c ur ve   c or r e s ponding  to   di f f e r e nt   c la s s if ic a ti on  th r e s hol ds .  T h e   R O C   c ur ve   s ta r ts   a t  ( 0.0,  0.0)   a nd  e nds   a t    ( 1.0, 1.0) , i ndi c a ti ng t ha t  it  s uc c e s s f ul ly  c la s s if ie s  a ll  po s it iv e  s a m pl e s .           F ig ur e  5. R O C  c ur ve  of  S M G C N     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :  2252 - 8938   I nt  J  A r ti f  I nt e ll , V ol . 13, No. 4, D e c e m be r  2024:  4435 - 444 4   4442   3.4.  Com p ar is on  o f  O M S N - D E R  w it h  e xi s t in g e m ot io n  r e c o gn it io n  m e t h od s   T a bl e   1   s how s   th e   c om pa r is on  of   O M S N - D E R   w it h  e xi s ti ng  e m ot io na l  r e c ogni ti on  m e th ods   w h e r e     “ - ”  i ndi c a te s  t ha t  th e  c or r e s ponding e va lu a ti on me tr ic s  a r e  not  a va il a bl e  i n t ha t  r e s e a r c h. A ll  e va lu a ti on  s how s   th a t  th e   pr opos e d  m e th od  a c hi e ve s   hi gh  a c c ur a c y  a nd  ot he r   s c or e s   w hi c h  c onc lu de s   th a t  th e   O M S N - D E R   a tt a in s   be tt e r   pe r f or m a nc e   in   th e   c la s s if ic a ti on  of   a ll   c la s s e s . T he   f us io n  a ppr oa c h  pr ovi de s   th e   be s t  a nd  m os t  r e le va nt   f e a tu r e s   of   a ll   c la s s e s   w he r e   a ll   th e   in di vi dua l  f e a tu r e s   a r e   c onc a te na te d  a nd  gi ve n  to   c la s s if ic a ti on.  T hi s  r e duc e s  t he  c om put a ti ona l  c om pl e xi ty  a nd t im e .       T a bl e  1. C om pa r is on of  O M S N - D E R  w it h e xi s ti ng me th ods   T e c hni que s   P r e c i s i on   F1 - s c or e   A c c ur a c y   R e c a l l   S pe c i f i c i t y   S E R  a nd F E R  [ 13]   0.9399   -   0.9805   0.7237   -   O pt i m a l   m ul t i m oda l  e m ot i on r e c ogni t i on  [ 14]   0.86   0.86   0.86   0.86   0.98   B i di r e c t i ona l  pa r a l l e l  E S N   [ 15]   0.8656   0.8519   0.7539   0.8854   -   M F A   [ 16]   0.97   0.97   0.9507   0.98   -   M C C A  [ 17 ]   0.9098   0.9014   0.9525   0.9061   -   S e l f - s upe r vi s e d l e a r ni ng  a l gor i t hm   [2 8 ]   0.8950   0.8168   0.876   0.8550   -   3D C N N - L S T M  [ 29 ]   -   0.9609   0.90   -   99.45   O M S N - D E R  ( P r opos e d)   0.9633   0.9633   0. 9908   0.9633   0.9947       3.5.  Com p ar is on  o f  O M S N - D E R  w it h  e xi s t in g e m ot io n  r e c o gn it io n  m e t h od s   T a bl e   2   il lu s tr a te s   th e   c om pa r is on  of   th e   a c c ur a c y  of   O M S N - D E R   w it h  e xi s ti ng  m e th ods   ba s e d  on  8   e m ot io na l  c la s s e s   ( ha ppy,  f e a r f ul ,  c a lm ,   a ngr y,  s a d,  di s gu s te d, ne ut r a l ,   a nd  s ur pr is e d)  w he r e   “ - ”  in di c a te s   th a t   th e   c or r e s ponding  c la s s   w a s   not   c la s s if ie d  by  th e   e xi s ti ng  m e th ods .  F r om   a ll   th e   obs e r va ti ons ,  it   is   obvi ous   th a t   th e   O M S N - D E R   a tt a in s   hi gh  a c c ur a c y  in   a ll   8  c la s s e s .  I t  is   c onc lu de d  th a t  th e   O M S N - D E R   a tt a in s   be tt e r   pe r f or m a nc e   in   th e   c la s s i f ic a ti on  of   a ll   c la s s e s .  C l a s s if ic a ti on  r e s ul ts   a r e   ba s e d  on   f a c to r s   s u c h  a s   s iz e ,  a nd   qua li ty  of  t he  da ta s e t,  t he  a r c hi te c tu r e  a nd pa r a m e te r s  of  t he  m ode l,  t he  pr e pr oc e s s in g t e c hni que s  a ppl ie d, a nd  th e  f us io n t a s k a t  ha nd.       T a bl e  2. C om pa r is on of  O M S N - D E R  a c c ur a c y w it h e xi s ti ng me th ods  ba s e d on 8  e m ot io na l  c la s s e s   T e c hni que s   H a ppy   F e a r f ul   C a l m   A ngr y   S a d   D i s gus t e d   N e ut r a l   S ur pr i s e d   B i di r e c t i ona l  pa r a l l e l  E S N   [ 11]   0.73   0.82   0.89   0.84   0.58   0.89   0.57   0.72   M F A   [ 12]   0.97   0.98   -   0.96   0.99   0.99   0.96   -   S e l f - s upe r vi s e d l e a r ni ng  a l gor i t hm   [ 13]   0.79   0.806   0.816   0.830   0.782   0.851   0.773   0.883   M ul t i - he a d  s e l f - a t t e nt i on m e c ha ni s m   [ 14]   0.87   0.85   -   0.97   0.98   0.97   -   0.95   D e e p E S N  m ode l  [ 16]   0.75   0.97   0.91   0.95   0.87   0.89   0.94   -   O M S N - D E R  ( P r opos e d)   0.993   0.996   0.99   0.99   0.983   0.996   0.99   0.986       3.6.  Dis c u s s io n s   T he   O M S N - D E R   m ode l  m a r ks   a   s ig ni f ic a nt   a dva nc e m e nt   in   th e   f ie ld   o f   m ul ti m oda l  e m ot io n   r e c ogni ti on,  s how c a s in g  r e m a r ka bl e   a c c ur a c y  a nd  e f f ic ie nc y  i n  c la s s if yi ng  a   w id e   r a ng e   of   e m ot io na l  s ta te s   f r om   a udi o - vi s ua l  da ta .  I t  is   in nova ti ve   us e   of   opt im iz e d  m ul ti - la ye r   s e lf - a tt e nt io n  m e c ha ni s m s   a nd  dyna m ic   e m ot io n  r e c ogni ti on  te c hni que s   s e t s   a   ne w   be n c hm a r k  a nd  out pe r f or m s   e xi s ti ng  m ode ls   in   pr e c is io n,  r e c a ll ,  a nd  s pe c if ic it y.  T hi s   m ode l’ s   a bi li ty   to   a c c ur a te ly   in te r pr e t  c o m pl e x  e m ot io na l  e xpr e s s io ns   hol ds   s ubs ta nt ia l   pr om is e  f or  e nha nc in g  hum a n - c om put e r  i nt e r a c ti on a nd  e m ot io na l  a na ly s i s  a ppl ic a ti on s . T h e  r e s e a r c h, t hough  a dva nc e d  in   m ul ti m oda l  e m ot io n  r e c ogni ti on,  ha s   li m it a ti on s .  I t  pr im a r il y  f oc us e s   on  a udi o  a nd  vi d e o,  ne gl e c ti ng  th e   r ic hne s s   of   te xt ua l  a nd  phys io lo gi c a l  da ta .  F ut u r e   r e s e a r c h  s houl d  a im   to   in te gr a te  t e xt   m oda li t y   to  e nr ic h e m ot io n r e c ogni ti on c a pa bi li ti e s .       4.   C O N C L U S I O N     T hi s   r e s e a r c h  e m pha s iz e s   e m ot io n  r e pr e s e nt a ti on  a nd  f e a tu r e   f us io n  us in g  O M S N - D E R   f or   a c c ur a te   e m ot io na l  a s s e s s m e nt   f r om   a udi o  a nd  v id e o  m oda li ti e s .  E m pl o yi ng  M P D R F - N e t  a nd  S M G C N N ,  th e   m e th od   a c hi e ve s   s upe r io r   e m ot io n  c la s s if ic a ti on  ( f e a r f ul ,  a ngr y,  ne ut r a l,   s ur pr is e d,  ha ppy,  c a lm ,  di s gu s te d,  a nd  s a d)   on  th e   R A V D E S S   da ta s e t.   E va lu a ti on  a ga in s t  e xi s ti ng  m e th ods   r e ve a ls   out s t a ndi ng  pe r f or m a nc e   w it h  a n  a c c ur a c y   of   0.9908,  pr e c is io n  of   0.9633,  r e c a ll   of   0.9633,  F 1 - s c or e   of   0.9633,  a nd  s pe c if ic it y  of   0.9947.  T he s e   r e s ul t s   de m ons tr a te   th e   e f f e c ti ve ne s s   of   O M S N - D E R   in   m ul ti m oda l  e m ot io n  r e c ogni ti on,  c ont r ib ut in g  a   r obus t   a ppr oa c h  to   a ddr e s s   c om pl e xi ty   in   e m ot io n  a s s e s s m e nt .  T he   r e s e a r c h   pr im a r il y  f oc us e s   on  a udi o  a nd  vi de o   m oda li ti e s , pot e nt ia ll y ove r lo oki ng t he  be ne f it s  o f  i nc or por a ti n g ot he r  m oda li ti e s . T hi s  i nc lu de s  t e xt , w hi c h i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll     I S S N :  2252 - 8938       O pt imi z e d m ul ti - la y e r  s e lf - at te nt io n ne tw or k  f or  f e at u r e - le v e l  d at a f us io n i n …   ( B as am m a U m e s h P at il )   4443   c r uc ia l  f or   c om pr e he ns iv e   e m ot io n  r e c ogni ti on  s y s te m s .   A ddi ti ona ll y,  th e   s tu dy’ s   r e li a nc e   on  s p e c if ic   da ta s e ts ,   li ke   R A V D E S S ,  r a is e s   c on c e r ns   a bout   ge ne r a li z a bi li ty ,  w a r r a nt in g  e xpl or a ti on  a c r os s   di ve r s e   da ta s e ts   f or   a   m or e  r obus t  e va lu a ti on. I n  t he  f ut u r e , m or e  e va lu a ti on pa r a m e te r s  w il l  be  f oc us e d on f in d in g t he  pe r f or m a nc e   of  t he  r e s e a r c h w or k a nd w il l  im pr ove  t he  m ul ti m oda l  e va lu a ti on w it h t e xt  m oda li ty  t oo. T he  c ur r e nt  m ode l  is   va li da te d  by  e m pl oyi ng  va r io us   a dva nc e d  f us io n   m ode ls .  A ddi ti ona ll y,  opt im i z a ti on  of   c r uc ia l   hype r pa r a m e te r s   is  pe r f or m e d, pote nt ia ll y i nf lu e nc in g t he  c la s s if ic a ti on a ppr oa c h  s ig ni f ic a nt ly .       R E F E R E N C E S   [ 1]   M .  L i   e t   al . ,  “ M ul t i m oda l   e m ot i on  r e c ogni t i on   a nd  s t a t e   a na l ys i s   of   c l a s s r oo m   vi de o  a nd  a udi o  ba s e d  on  de e p  ne ur a l   ne t w or k,”   J our nal  of  I nt e r c onne c t i on N e t w or k s , vol . 22, J un. 2022, doi :  10.1142/ S 0219265921460117.   [ 2]   K .  Z ha ng,  Y .  L i ,  J .  W a ng,  Z .  W a ng,  a nd  X .  L i ,  “ F e a t ur e   f us i on  f or   m ul t i m oda l   e m ot i on  r e c ogni t i on  ba s e d  on  de e p  c a noni c a l   c or r e l a t i on a na l ys i s ,”   I E E E  Si gnal  P r oc e s s i ng L e t t e r s , vol . 28, pp. 1898 – 1902,  2021, doi :  10.1109/ L S P .2021.3112314.   [ 3]   L. - N .  D o,  H . - J .  Y a ng,   H . - D .  N guye n,   S . - H .  K i m ,  G . - S .  L e e ,   a nd  I . - S .  N a ,   “ D e e p  ne ur a l   ne t w or k - ba s e d   f us i on  m ode l   f or   e m ot i on   r e c ogni t i on us i ng vi s ua l  da t a ,”   T he  J our nal  of  Supe r c om put i ng , vol . 77, no.  10,  pp. 10773 – 10790, O c t . 2021, doi :  10.1007/ s 11227 - 021 - 03690 - y.   [ 4]   C .  A .  D e vi   a nd  D .  K .  R e nuka ,  “ M ul t i m oda l   e m ot i on  r e c ogni t i on  f r a m e w or k  us i ng  a   de c i s i on - l e ve l   f us i on  a nd  f e a t ur e - l e ve l  f us i on  a ppr oa c h,”   I E T E  J our nal  of  R e s e ar c h , vol . 69, no. 12, pp. 8909 – 8920, D e c . 202 3, doi :  10.1080/ 03772063.2023.2173668.   [ 5]   D .  D r e s vya ns ki y,  E .  R yum i na ,  H .  K a ya ,  M .  M a r ki t a nt ov,  A .   K a r pov,  a nd  W . M i nke r ,  “ E nd - to - e nd m ode l i ng  a nd  t r a ns f e r   l e a r ni ng   f or   a udi ovi s ua l   e m ot i on  r e c ogni t i on  i n - t he - w i l d,”   M ul t i m odal   T e c hnol ogi e s   and  I nt e r ac t i on ,  vol .  6,   no.  2,  J a n.  2022,   doi :   10.3390/ m t i 6020011.   [ 6]   S .  L i u,  P .  G a o,  Y .   L i ,  W .  F u,  a nd  W .   D i ng,  “ M ul t i - m oda l   f us i on  ne t w or k  w i t h  c om pl e m e nt a r i t y  a nd  i m por t a nc e   f or   e m ot i on   r e c ogni t i on,”   I nf or m at i on Sc i e nc e s , vol . 619, pp. 679 – 694, J a n. 2023, doi :  10.1016/ j .i ns .2022.11.076.   [ 7]   S .  L e e ,  D .  K .  H a n,  a nd  H .  K o,  “ M ul t i m oda l   e m ot i on  r e c ogni t i on  f us i on  a n a l ys i s   a da pt i ng  B E R T   w i t h  he t e r oge ne ou s   f e a t ur e   uni f i c a t i on,”   I E E E  A c c e s s , vol . 9, pp. 94557 – 94572, 2021, doi :  10.1109/ A C C E S S .2021.3092735.   [ 8]   J .  Z he ng,  S .  Z ha ng,  Z .  W a ng,  X .  W a ng,  a nd  Z .  Z e ng,  “ M ul t i - c ha nne l   w e i ght - s ha r i ng  a ut oe nc ode r   ba s e d  on  c a s c a de   m ul t i - he a d   a t t e nt i on  f or   m ul t i m oda l   e m ot i on  r e c ogni t i on,”   I E E E   T r ans ac t i ons   on  M ul t i m e di a ,  vol .  25,  pp.  2213 – 2225,   2023,  doi :   10.1109/ T M M .2022.3144885.   [ 9]   M .  L i   e t   al . ,  “ M ul t i m oda l   e m ot i on  r e c ogni t i on m ode l   ba s e d  on  a   de e p  ne ur a l   n e t w or k  w i t h  m ul t i obj e c t i ve   opt i m i z a t i on,”   W i r e l e s s   C om m uni c at i ons  and M obi l e  C om put i ng , pp. 1 – 10, A ug. 2021, doi :  10.1155/ 20 21/ 6971100.   [ 10]   D .  W e n,  S .  Z he ng,  J .  C he n,  Z .  Z he ng,  C .  D i ng,  a nd  L .  Z ha ng,  “ H ype r pa r a m e t e r - opt i m i z a t i on - i ns pi r e d  l ong  s hor t - t e r m   m e m o r y  ne t w or k f or  a i r  qua l i t y g r a de  pr e di c t i on,”   I nf or m at i on , vol . 14, no. 4, A pr . 2023 , doi :  10.3390/ i nf o14040243.   [ 11]   Y . R . P a nd e ya  a nd  J . L e e , “ D e e p l e a r ni ng - ba s e d l a t e  f us i on of  m ul t i m oda l  i nf o r m a t i on f or  e m ot i on c l a s s i f i c a t i on of  m u s i c  vi de o, ”   M ul t i m e di a T ool s  and A ppl i c at i ons , vol . 80, no. 2, pp. 2887 – 2905, J a n. 2021, d oi :  10.1007/ s 11042 - 020 - 08836 - 3.   [ 12]   P .  S i ngh,  R .  S r i va s t a va ,  K .  P .  S .  R a na ,  a nd  V .  K um a r ,  “ A   m ul t i m oda l   hi e r a r c hi c a l   a ppr oa c h  t o  s pe e c h  e m ot i on  r e c ogni t i on  f r om   a udi o a nd t e xt ,”   K now l e dge - B as e d S y s t e m s , vol . 229, O c t . 2021, doi :  10.1016/ j .knos ys .2021.107316.   [ 13]   C .  L .  - J i m é ne z ,  R .  K l e i nl e i n,  D .   G r i ol ,  Z .  C a l l e j a s ,   J .  M .  M ont e r o,  a nd  F .  F .  - M a r t í ne z ,  “ A   pr opos a l   f or   m ul t i m oda l   e m ot i on   r e c ogni t i on  us i ng  a ur a l   t r a ns f or m e r s   a nd   a c t i on  uni t s   on  R A V D E S S   da t a s e t ,”   A ppl i e d  Sc i e nc e s ,   vol .  12,  no.   1,  D e c .  2021,  doi :   10.3390/ a pp12010327.   [ 14]   A . I . M i ddya , B . N a g, a nd S . R oy,  “ D e e p l e a r ni ng ba s e d m ul t i m oda l  e m ot i on r e c ogni t i on us i ng m ode l - l e ve l  f us i on of  a udi o - vi s ua l   m oda l i t i e s ,”   K now l e dg e - B as e d Sy s t e m s , vol . 244, M a y 2022, doi :  10.1016/ j .kn os ys .2022.108580.   [ 15]   H .  I br a hi m ,  C .  K .  L oo,  a nd  F .  A l na j j a r ,  “ B i di r e c t i ona l   pa r a l l e l   e c ho  s t a t e   ne t w or k  f or   s pe e c h  e m ot i on  r e c ogni t i on,”   N e u r al   C om put i ng and A ppl i c at i ons , vol . 34, no. 20, pp. 17581 – 17599, O c t . 2022, doi :  10.1007/ s 00521 - 022 - 07410 - 2.   [ 16]   P .  V .  V .  S .  S r i ni va s   a nd  P .   M i s hr a ,  “ H um a n  e m ot i on  r e c ogni t i on   by  i nt e g r a t i n g  f a c i a l   a nd  s pe e c h  f e a t ur e s :   a n  i m pl e m e nt a t i on   o f  m ul t i m oda l   f r a m e w or k  us i ng  C N N ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of  A dv anc e d  C om put e r   Sc i e nc e   and  A ppl i c at i ons ,  vol .  13,   no.  1,  2022,   doi :  10.14569/ I J A C S A .2022.0130172.   [ 17]   F .  M .  A l a m gi r   a nd  M .  S .  A l a m ,  “ H ybr i d   m ul t i - m oda l   e m ot i on  r e c ogni t i on  f r a m e w or k  ba s e d  on  I nc e pt i onV 3D e ns e N e t ,”   M ul t i m e di a   T ool s  and A ppl i c at i ons , vol . 82, no. 26, pp. 40375 – 40402, N ov. 2023, doi :   10.1007/ s 11042 - 023 - 15066 - w.   [ 18]   M .  M c T e a r ,  Z .  C a l l e j a s ,  a nd  D .  G r i ol ,  “ T he   c onve r s a t i ona l   i nt e r f a c e :   t a l ki ng  t o  s m a r t   de vi c e s ,”   T he   C onv e r s at i onal   I nt e r f ac e :   T al k i ng t o Sm ar t  D e v i c e s , pp. 1 – 422, 2016, doi :  10.1007/ 978 - 3 - 319 - 32967 - 3.   [ 19]   B .  W .  S c hul l e r   a nd  A .  M .   B a t l i ne r ,   C om put at i onal   par al i ngui s t i c s :   e m ot i o n,  af f e c t   and  pe r s onal i t y   i n  s pe e c h   and  l anguage   pr oc e s s i ng .  H oboke n, U ni t e d S t a t e s :  J ohn W i l e y a nd S ons , 2013. doi :  10.1002/ 9781118706664.   [ 20]   T .  A nva r j on,  M us t a qe e m ,  a nd  S .   K w on,  “ D e e p - N e t :   a   l i ght w e i ght   C N N - ba s e d  s pe e c h  e m ot i on  r e c ogni t i on  s ys t e m   us i ng  d e e p   f r e que nc y f e a t ur e s ,”   Se ns o r s , vol . 20, no. 18, S e p. 2020, doi :  10.3390/ s 2018521 2.   [ 21]   V .  F r a nz oni ,  G .  B i ondi ,  D .   P e r r i ,   a nd  O .  G e r va s i ,  “ E nha nc i ng  m out h - ba s e d  e m ot i on  r e c ogni t i on  us i ng  t r a ns f e r   l e a r ni ng,”   Se ns or s ,  vol . 20, no. 18, S e p. 2020, doi :  10.3390/ s 20185222.   [ 22]   A . V a s w a ni   e t  al . , “ A t t e nt i on i s   a l l  you ne e d,”   A dv anc e s  i n ne ur al  i nf or m at i on  pr oc e s s i ng s y s t e m s , vol . 30, 2017.   [ 23]   J .  D e vl i n,  M . - W .  C ha ng,  K .  L e e ,  a nd  K .  T out a nova ,  “ B E R T :   p r e - t r a i ni ng   of   de e p  bi di r e c t i ona l   t r a ns f or m e r s   f o r   l a ngua ge   unde r s t a ndi ng,”   i n  P r oc e e di ngs   of   t he   2019   C onf e r e nc e   of   t he   N or t h ,  S t r ouds bur g,  U S A :   A s s oc i a t i on  f or   C om put a t i ona l   L i ngui s t i c s ,   2019, pp. 4171 – 4186. doi :  10.18653/ v1/ N 19 - 1423.   [ 24]   V .  S a nt uc c i ,  S .  S pi na ,  A .  M i l a ni ,  G .  B i ondi ,  a nd  G .   D .  B a r i ,  “ D e t e c t i ng  ha t e   s p e e c h  f or   i t a l i a n  l a ngua ge   i n  s oc i a l   m e di a ,”   i n  E V A L I T A   E v al uat i on  of   N L P   and  Spe e c h  T ool s   f or   I t al i an ,  T or i no:   A c c a de m i a   U ni ve r s i t y  P r e s s ,  2018,  pp.  239 – 243.  doi :   10.4000/ books .a a c c a d e m i a .4799.   [ 25]   V .  F r a nz oni ,  A .  M i l a ni ,  a nd   G .  B i ondi ,  “ S E M O :   a   s e m a nt i c   m ode l   f or   e m ot i on  r e c ogni t i on  i nw e b  obj e c t s ,”   i n  P r oc e e di ng s   of   t h e   I nt e r nat i onal  C onf e r e nc e  on W e b I nt e l l i ge nc e , N e w  Y or k, U S A :  A C M , A ug. 2 017, pp. 953 – 958. doi :  10.1145/ 3106426.3109417.   [ 26]   C .  L .  - J i m é ne z ,  D .  G r i ol ,  Z .  C a l l e j a s ,  R .  K l e i nl e i n,   J .  M .  M ont e r o,  a nd  F .   F .  - M a r t í ne z ,  “ M ul t i m oda l   e m ot i on  r e c ogni t i on  o n   R A V D E S S  da t a s e t  us i ng t r a ns f e r  l e a r ni ng,”   Se ns o r s , vol . 21, no. 22, N ov. 2021 , doi :  10.3390/ s 21227665.   [ 27]   A .  R a doi , A .  B i r ha l a ,   N . - C .  R i s t e a , a nd L . - C .  D ut u, “ A n  e nd - to - e nd  e m ot i on   r e c ogni t i on  f r a m e w or k  ba s e d  on   t e m por a l   a ggr e ga t i on   of  m ul t i m oda l  i nf o r m a t i on,”   I E E E   A c c e s s , vol . 9, pp. 135559 – 135570, 2021, d oi :  10.1109/ A C C E S S .2021.3116530.   [ 28]   S .  R .  L i vi ngs t one   a nd  F .  A .  R us s o,  “ T he   r ye r s on  a udi o - vi s ua l   da t a b a s e   of   e m ot i ona l   s pe e c h  a nd  s ong  ( R A V D E S S ) :   A   dyna m i c ,   m ul t i m oda l   s e t   of   f a c i a l   a nd  voc a l   e xpr e s s i ons   i n  N or t h  A m e r i c a n  E ngl i s h,”   P L O S  O N E ,  vol .  13,   no.  5,  M a y  2018,  doi :   10.1371/ j our na l .pone .0196391.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :  2252 - 8938   I nt  J  A r ti f  I nt e ll , V ol . 13, No. 4, D e c e m be r  2024:  4435 - 444 4   4444   [ 29]   A .  C ha udha r i ,  C .  B ha t t ,  A .  K r i s hna ,  a nd  C .  M .  T .  - G onz á l e z ,  “ F a c i a l   e m ot i on   r e c ogni t i on  w i t h  i nt e r - m oda l i t y - a t t e nt i on - t r a ns f or m e r - ba s e d s e l f - s upe r vi s e d l e a r ni ng,”   E l e c t r oni c s , vol . 12, no. 2, J a n. 2023, doi :  10.3 390/ e l e c t r oni c s 12020288.   [ 30]   O .  A t i l a   a nd  A .  Ş e ngür ,  “ A t t e nt i on  gui de d  3D   C N N - L S T M   m ode l   f or   a c c u r a t e   s pe e c h  ba s e d  e m ot i on  r e c ogni t i on,”   A ppl i e d   A c ous t i c s , vol . 182, N ov. 2021, doi :  10.1016/ j .a pa c ous t .2021.108260.   [ 31]   M .  K ha n,  A .  E l   S a ddi k,  F .  S .  A l ot a i bi ,  a nd  N .  T .  P ha m ,  “ A A D - N e t :   A dva nc e d  e nd - to - e nd  s i gna l   pr oc e s s i ng  s y s t e m   f or   hum a n   e m ot i on  de t e c t i on  & a m p;   r e c ogni t i on  u s i ng  a t t e nt i on - ba s e d   de e p  e c ho  s t a t e   n e t w or k,”   K now l e dge - B as e d   Sy s t e m s ,  vol .  270,   J un.   2023, doi :  10.1016/ j .knos ys .2023.110525.   [ 32]   D .  M a m i e va ,  A .  B .  A bdus a l om ov,  A .  K ut l i m ur a t ov,  B .  M um i nov,  a nd  T .  K .  W ha ngbo,  “ M ul t i m oda l   e m ot i on  de t e c t i on  vi a   a t t e nt i on - ba s e d f us i on of  e xt r a c t e d f a c i a l  a nd s p e e c h f e a t ur e s , ”   Se ns o r s , vol . 23, no. 12, J un. 2023, doi :  10.3390/ s 23125475.   [ 33]   S . S i ngkul  a nd K . W or a r a t pa nya , “ V e c t or  l e a r ni ng r e pr e s e nt a t i on f or  ge ne r a l i z e d s pe e c h e m ot i on r e c ogni t i on,”   H e l i y on , vol . 8, no.   3, M a r . 2022, doi :  10.1016/ j .he l i yon.2022.e 09196.   [ 34]   B .  A bdol l a hz a de h,  F .  S .  G ha r e hc hopogh,  N .  K hoda da di ,  a nd  S .  M i r j a l i l i ,   “ M ount a i n  ga z e l l e   opt i m i z e r :   a   ne w   na t ur e - i ns pi r e d   m e t a he ur i s t i c   a l gor i t hm   f or   gl oba l   opt i m i z a t i on  pr obl e m s ,”   A dv anc e s   i n  E ngi ne e r i ng  Sof t w ar e ,  vol .  174,  D e c .  2022,  doi :   10.1016/ j .a dve ngs of t .2022.103282.       B I O G R A P H I E S  O F  A U T H O R S       Basamma  Umesh  Patil           working  as  an  Assistant  Professor   in  the  Department  of   Information  Science  and  Engineering,   JSS  Academy   of  Technical   Ed ucation,  Bengaluru.  She   received her M.Tech .   from VTU in  the year  2014 and  her B.E .   from V TU in the year  2009. Sh e   is  pursuing  her  Ph.D.   in  Computer   Science  and  Engineering   in  the   Department  of  Computer   Scienc e  and  Engine ering,   JSSATE,  Bengal uru.   She  has  12   years   of  academic   teaching   experience  and  years  of  research  experience.  Her   research  field   of   interest s  includes   data   science,  artificial  intelligence,  and  machine  learning.  She  has  publis hed  around  16  researc h  papers  in  internationa l  journals  and  conferences   like  IEEE,  Springer ,  and  Elsevier.   She  can  be   contacted  at email : bupat il25@ gmail.co m or pat ilbu@ jssateb. ac.in.         Ashoka  Davanageri  Virupakshappa          working  as  a  Professor   (ISE)  at  JSS   Academy  of  Technical  Education  Bengaluru.  He  served  as  Professor   a nd  Head,  Dean  at  various  reputed  engineering  colleges  of   Karnataka.  He   received  his   Ph.D.  in   Computer  Science  and   Engineering  from  Dr.  MGR  University  in  2009 - 10.  He  is  a  member  of  IEEE,  MCSI,  MISTE,   Fellow  Institute  of  Engineers.  Six   students  have  been   awarded  Ph. D .   degrees .  in  Computer  Scienc e  and  Engine ering  under   his   guidanc e.  He  was   one  of  the   Nat ional  Awar d  winner s  in   “ Rashtriya   Ekta  Samman - 2013”.  He  is  an  editorial   board  member  of   reputed  internatio nal   journals.  His  biography  is  included   in  Who’s   Who  in  the   World  20 11 - 12.  He  has  over   100   publications  in  different  internationa l  and  national  journals  and  confere nces .  His  areas  of  e xpertise  include  software  engineering,  software  architecture,  requir ement  engineering,  data  science,  knowledge  engineering ,   and  operating   system  virtualization.   He  can  be   contacted  at   email:  dr.dvasho ka@ gmail.co m .         Ajay  Prakash  Basappa  Vijaya           currently  working  as  a  Research  Professo r  in  the   Department  of  Artificial  Intelligence  and  Machine  Learning   at  Ambedkar  Institute  of  Technology,  Bengaluru.  He  worked  as  an  Associate  Professor   in  the  Department  of  Computer  Scienc e  and  Engine ering,   SJBIT  Bengal uru.  He  rece ived  his  Ph.D.  in  Computer   Scienc e  and  Engineering from VTU in 2018. He received his M.Tech .   from VTU i n the year 200 8 and B.E .   from  VTU  in  the  year  2005.  He  has  15   years  of  academic  teaching  experience  and  8  years  of  research  experience .  He  is  a  Wipro   Certified  Faculty  (WCF)   for   project  based  learning  f ramework  in  Java - J2EE   and  imparting   the  learning   to  students.   His  research  field  of   interest   includes know ledge eng ineering,  software  archite cture, da ta scienc e, and ma chine lea rning. He  has  published  around  22  research  papers  in  international   journals  an d  conference  like  IEEE,   Springe r,  Elsevie r ,   and  Inderscience.  Recently  received  Rs.  5,00,000/ - L ahks   grants  from  VGST,  the gover nment of Ka rnataka  for  the data  science  project  titled “intellig ent and inte ractive  plant   disease  supervision  using  deep  learning”.   He  can  be  contacted   at  email:  ajayprakas@gmail.com.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.