Systém pro automatické detekování a identifikaci osob na základě digitálního obrazu obličeje

Martin Matoušek

Bachelor's thesis

System for automatic human face detection and identification from digital image

Abstract:

Tato bakalářská práce se zaměřuje na problematiku zpracování a rozpoznání obrazu, primárně na problematiku detekování a identifikování osob z digitálního obrazu obličeje. V teoretické části je řešena hlavně analýza hlavních komponent (PCA) a metoda podpůrných vektorů (SVM). U těchto metod je popsána jejich funkce a využití, různé variace těchto me-tod a obecný postup jejich implementace. Cílem vlastní praktické části je navrhnout a realizovat aplikaci pro poloautomatické stahování fotografií konkrétních osob z webu a pomocí tohoto programu vytvořit databázi obličejů osob. Tato databáze obsahuje zhruba 300 mužů a 300 žen. Na dané databázi jsou otestovány a porovnány různé algoritmy pro detekování a identifikaci osob. Je testována funkčnost, přes-nost a využití jednotlivých metod pro rozpoznání pohlaví, věku a samotných osob, na základě jejich obličejů. Z těchto testů a experimentů jsou vyvozeny porovnání mezi různými metoda-mi. Na různých parametrech je porovnána efektivita daných algoritmů a jejich vhodnost pro využití v určitých situacích, případně použití pro rozdílná data. Na základě předchozí analýzy a testování je vytvořena komplexní aplikace, která slouží pro automatické detekování obličejů osob a jejich identifikaci. Aplikace umožňuje na vložených obrazových datech či videích identifikovat obličeje a rozpoznat pohlaví, věk a danou osobu. Aplikace využívá metody a externí knihovny, které jsou v předchozích fázích testování a ex-perimentace vyhodnoceny, jako nejvhodnější pro dané využití a použitá data.

Abstract:

This bachelor's thesis focuses on the issue of image proccesing and recognition., primarily on the issue of detection and identification of persons from the digital image of the face. In the theoretical part, the analysis of the main components (PCA) and the method of suppor-ting vectors (SVM) are addressed. For these methods, their function, usage, various variations of these methods and the general procedure for their implementation is described. The aim of the practical part is to design and implement an application for semi-automatic downloading of photos of specific persons from the web and using this application to create a database of people's faces. This database contains roughly 300 men and 300 women. Various algorithms for detecting and identifying people are tested and compared on this database. The functionality, accuracy and use of individual methods for recognizing gender, age and the individuals themselves, based on their faces, is tested. From these tests and experiments, comparisons between different methods are derived. The effectiveness of given algorithms and their suitability for use in certain situations, or use for different data are compared for different parameters. Based on previous analysis and testing, a comprehensive application is created to automati-cally detect people's faces and identify them. The application allows you to identify faces and identify gender, age and person on the input image data or videos. The application uses met-hods and external libraries that are evaluated in the previous stages of testing and experimen-tation as the most suitable for the given use and the data used.

Keywords

zpracování obrazu, rozpoznání obličeje, identifikace osob, databáze osob, analýza hlavních komponent (PCA), metoda podpůrných vektorů (SVM)

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Josef Chaloupka, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Bachelor programme / field:
Information Technology / Information Technology