Metodologia para a captura, detecção e normalização de imagens faciais

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Prodossimo, Flávio das Chagas
• Orientador(a): Lopes, Heitor Silvério
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• Palavras-chave em Português: Percepção facial; Sistemas de reconhecimento de padrões; Processamento de imagens - Matemática; Normalização; Visão por computador; Face perception; Pattern recognition systems; Image processing - Mathematics; Standardization; Computer vision
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/570

O reconhecimento facial está se tornando uma tarefa comum com a evolução da tecnologia da informação. Este artefato pode ser utilizado na área de segurança, controlando acesso a lugares restritos, identificando pessoas que tenham cometido atos ilícitos, entre outros. Executar o reconhecimento facial é uma tarefa complexa e, para completar este processo, são implementadas etapas que compreendem: a captura de imagens faciais, a detecção de regiões de interesse, a normalização facial, a extração de características e o reconhecimento em si. Dentre estas, as três primeiras são tratadas neste trabalho, que tem como objetivo principal a normalização automática de faces. Tanto para a captura de imagens quanto para a normalização frontal existem normas internacionais que padronizam o procedimento de execução destas tarefas e que foram utilizadas neste trabalho. Além disto, algumas normas foram adaptadas para a construção de uma base de imagens faciais com o objetivo de auxiliar o processo de reconhecimento facial. Também foi criada uma nova metodologia para normalização de imagens faciais laterais, baseando-se nas normas da normalização frontal. Foram implementadas normalização semiautomática frontal, semiautomática lateral e automática lateral. Para a execução da normalização facial automática são necessários dois pontos de controle, os dois olhos, o que torna indispensável a execução da etapa de detecção de regiões de interesse. Neste trabalho, foram comparadas duas metodologias semelhantes para detecção. Primeiramente foi detectada uma região contendo ambos os olhos e, em seguida, dentro desta região, foram detectados cada um dos olhos de forma mais precisa. Para as duas metodologias foram utilizadas técnicas de processamento de imagens e reconhecimento de padrões. A primeira metodologia utiliza como filtro o Haar-Like Features em conjunto com a técnica de reconhecimento de padrões Adaptative Boosting. Sendo que as técnicas equivalentes no segundo algoritmo foram o Local Binary Pattern e o Support Vector Machines, respectivamente. Na segunda metodologia também foi utilizado um algoritmo de otimização de busca baseado em vizinhança, o Variable Neighborhood Search. Os estudos resultaram em uma base com 3726 imagens, mais uma base normalizada frontal com 966 imagens e uma normalizada lateral com 276 imagens. A detecção de olhos resultou, nos melhores testes, em aproximadamente 99% de precisão para a primeira metodologia e 95% para a segunda, sendo que em todos os testes a primeira foi o mais rápida. Com o desenvolvimento de trabalhos futuros pretende-se: tornar públicas as bases de imagens, melhorar a porcentagem de acerto e velocidade de processamento para todos os testes e melhorar a normalização, implementando a normalização de plano de fundo e também de iluminação.