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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: A fast and robust negative mining approach for user enrollment in face recognition systems = Uma abordagem eficiente e robusta de mineração de negativos para cadastramento de novos usuários em sistemas de reconhecimento facial
Title Alternative: Uma abordagem eficiente e robusta de mineração de negativos para cadastramento de novos usuários em sistemas de reconhecimento facial
Author: Martins, Samuel Botter, 1990-
Advisor: Falcão, Alexandre Xavier, 1966-
Abstract: Resumo: Sistemas automáticos de reconhecimento de faces tem atraído a atenção da indústria e da academia, devido à gama de possíveis aplicações, tais como vigilância, controle de acesso, etc. O recente progresso em tais sistemas motiva o uso de técnicas de aprendizado em profundidade e classificadores específicos para cada usuário em cenários de operação não-controlado, que apresentam variações consideráveis em pose, iluminação, etc. Sistemas automáticos de reconhecimento de faces possibilitam construir bases de imagens anotadas por meio do processo de cadastramento de novos usuários. Porém, à medida que as bases de dados crescem, torna-se crucial reduzir o número de amostras negativas usadas para treinar classificadores específicos para cada usuário, devido às limitações de processamento e tempo de resposta. Tal processo de aprendizado discriminativo durante o cadastramento de novos indivíduos tem implicações no projeto de sistemas de reconhecimento de faces. Apesar deste processo poder aumentar o desempenho do reconhecimento, ele também pode afetar a velocidade do cadastramento, prejudicando, assim, a experiência do usuário. Neste cenário, é importante selecionar as amostras mais informativas buscando maximizar o desempenho do classificador. Este trabalho resolve tal problema propondo um método de aprendizado discriminativo durante o cadastramento de usuários com o objetivo de não afetar a velocidade e a confiabilidade do processo. Nossa solução combina representações de alta dimensão com um algoritmo que rapidamente minera imagens faciais negativas de um conjunto de minerção grande para assim construir um classificador específico para cada usuário, baseado em máquinas de vetores de suporte. O algoritmo mostrou ser robusto em construir pequenos e eficazes conjuntos de treinamento com as amostras negativas mais informativas para cada indivíduo. Avaliamos nosso método em duas bases contendo imagens de faces obtidas no cenário de operação não-controlado, chamadas PubFig83 e Mobio, e mostramos que nossa abordagem é capaz de alcançar um desempenho superior em tempos interativos, quando comparada com outras cinco abordagens consideradas. Os resultados indicam que o nosso método tem potencial para ser explorado pela indústria com mínimo impacto na experiência do usuário. Além disso, o algoritmo é independente de aplicação, podendo ser uma contribuição relevante para sistemas biométricos que visam manter a robustez à medida que o número de usuários aumenta

Abstract: Automatic face recognition has attracted considerable attention from the industry and academy due to its wide range of applications, such as video surveillance, access control, online transactions, suspect identification, etc. The recent progress in face recognition systems motivates the use of deep learning techniques and user-specific face representation and classification models for unconstrained scenarios, which present considerable variations in pose, face appearance, illumination, etc. Automatic face recognition systems make possible to build annotated face datasets through user enrollment. However, as the face datasets grow, it becomes crucial to reduce the number of negative samples used to train user-specific classifiers, due to processing constraints and responsiveness. Such a discriminative learning process during the enrollment of new individuals has implications in the design of face recognition systems. Even though it might increase recognition performance, it may affect the speed of the enrollment, which in turn may affect the user experience. In this scenario, it is important to select the most informative samples in order to maximize the performance of the classifier. This work addresses this problem by proposing a discriminative learning method during user enrollment with the challenges of not negatively affecting the speed and reliability of the process, and so the user experience. Our solution combines high-dimensional representations from deep learning with an algorithm for rapidly mining negative face images from a large mining set to build an effective classification model based on linear support vector machines for each specific user. The negative mining algorithm has shown to be robust in building small and effective training sets with the most informative negative samples for each given individual. We evaluate our approach on two unconstrained datasets, namely PubFig83 and Mobio, and show that it is able to attain superior performance, within interactive response times, as compared to five other baseline approaches that use the same classification scheme. The results indicate that our approach has potential to be exploited by the industry with minimum impact to the user experience. Moreover, the algorithm is application-independent. Hence, it may be a relevant contribution for biometric systems that aim to maintain robustness as the number of users increases
Subject: Aprendizado de máquina
Reconhecimento de padrões
Processamento de imagens
Identificação biométrica
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:IC - Tese e Dissertação

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