Detecció de cares

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Detecció de cares

La detecció de cares és un cas específic de la detecció d'objectes en l'anàlisi automàtica d'imatges. El que es pretén amb la detecció de cares és localitzar la cara o cares, si aquestes existeixen, i retornar la seva ubicació a la imatge i la mida d'aquestes. La localització facial es realitza mitjançant la detecció de característiques facials, com ara els ulls, el nas, etc.

Evolució[modifica | modifica el codi]

Va ser cap als anys 70 quan van aparèixer els primers algorismes, basats en tècniques heurístiques i antropomètriques, però no eren molt eficients ja que fallaven bastant i eren molt sensibles a canvis. La investigació es va deixar de banda perquè encara no tenia utilitat. Va ser als anys 90 quan, gràcies al desenvolupament de la tecnologia i al descobriment d'aplicacions útils, es va reprendre la investigació.[1]

Dels models anteriors, el que s'utilitza actualment[2] són els mètodes basats en l'aspecte ja que són els que donen millor resultats. Això és degut al fet que en funció de la variabilitat de la col·lecció d'imatges o mostres amb les que es realitza l'entrenament s'obtindran detectors amb taxes altes de detecció i baixes taxes de fals positius. A més d'una gran robustesa, presenten una eficiència en el sistema de detecció i reducció del cost computacional.

Encara que la detecció de cares té moltes aplicacions, és al camp de la fotografia digital on més s'apropa al públic. Fujifilm va ser la primera empresa anunciant la nova tecnologia el 2004, però va ser Nikon, el 2005, la primera que va treure al mercat una càmera utilitzant aquest sistema. Actualment, la majoria de càmeres ho incorporen.[3]

Factors que intervenen en la localització de la cara[modifica | modifica el codi]

  • Posició: la posició relativa de la càmera envers la cara farà que la imatge de la cara varii (vista frontal, de perfil ...).
  • Presencia o absència de components: la cara pot contenir components com ulleres, barba o bigoti que poden aparèixer o no, i que de fer-ho, tant la seva mida com color o forma pot ser molt diferent.
  • Escala: l'aspecte de la cara dependrà molt del la seva mida a la imatge.
  • Expressió facial: l'aspecte de la cara estarà afectada per l'expressió facial de la persona en qüestió.
  • Oclusió: la imatge de la cara pot estar parcialment obstruïda per altres objectes.
  • Orientació: la imatge de la cara serà diferent depenent la seva orientació respecte a l'eix òptic de la càmera.
  • Condicions de la imatge: Al moment de treure la imatge, factors com la il·luminació, la lent de la càmera o el temps d'exposició afectaran a l'aspecte de la imatge.

Mètodes de detecció de cares[modifica | modifica el codi]

Mètodes basats en el coneixement[modifica | modifica el codi]

Aquests mètodes es basen en regles que codifiquen el coneixement humà de com es constitueix una cara típica. L'objectiu és obtenir les relacions entre el trets facials i identificar-los basant-se en aquestes regles. El gran desavantatge d'aquest tipus de mètodes no és només la dificultat que implica traslladar el coneixement humà en regles precises, si no també, la impossibilitat de crear aquestes regles per cada possible orientació de la cara. Aquests mètodes s'utilitzen principalment per a la localització de cares.

Aproximacions a característiques no variables[modifica | modifica el codi]

Aquests algoritmes tenen com a objectiu trobar els trets de la cara que, tot que hi hagi canvis de posició, orientació o condicions de lluminositat, es mantenen constants. I utilitzen aquests trets per detectar el rostre. La base d'aquest mètode es troba en el fet que els humans podem reconèixer els objectes en distintes circumstàncies, per tant, es necessiten unes propietats en els rostres que són invariants encara que es canviïn aquestes circumstàncies. Aquestes característiques son tant els ulls, nas, boca i les seves relacions entre ells, com les propietats de la textura i color de la pell. Aquests mètodes són designats normalment per la localització de cares. Els sistemes més utilitzats són:

  • Facial Features.
  • Texture.
  • Skin Color.
  • Multiple Features

Mètodes de cerca de models[modifica | modifica el codi]

Aquests mètodes consten d'una sèrie de patrons estàndards per descriure una cara com una part sencera o com a característiques facials. Les correlacions entre una imatge d'entrada i els patrons emmagatzemats són utilitzats per la detecció. Els patrons poden ser predefinits manualment o parametritzats per una funció. El principal avantatge d'aquests mètodes és la seva simplicitat, tot i que també presenta desavantatges com haver d'inicialitzar el model a prop de la regió on es troba el rostre i la dificultat de tindre un model per a cada posició. Aquests mètodes poden ser emprats tant per la localització com per la detecció de cares. Els sistemes més utilitzats són:

  • Predefined
  • Face Templates.
  • Deformable Templates.

Mètodes basats en l'aspecte[modifica | modifica el codi]

En contrast amb els altres mètodes, aquestos són generats des d'una col·lecció d'imatges d'entrenament les quals han de capturar les variacions representatives de l'aspecte facial. Estan basats en tècniques d'anàlisi estadístic i en l'aprenentatge automàtic per trobar les característiques rellevants de les cares. Aquestes característiques apreses són les utilitzades per la detecció. Aquests algoritmes són ràpids i robustos i detecten les cares independentment de la posició o orientació. El desavantatge principal es que es té una etapa d'entrenament que necessita una gran quantitat d'exemples positius i negatius per obtindre bons resultats.

Camps d'ús de la detecció de cares[modifica | modifica el codi]

La detecció de cares s'utilitza normalment per:

  • Identificació de cares: on es compara una imatge d'entrada front una base de dades de imatges i es confirmarà si hi ha coincidència o no.
  • Autentificació de cares: per verificar l'afirmació de la identitat d'un individu en una imatge prèvia.
  • Seguiment de cares: aquest procés estima contínuament la localització i possible orientació d'una cara en una seqüència de imatges en temps real.
  • Reconeixement d'expressions facials: identifica els estats d'ànim.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

Hi han diverses aplicacions de detecció de cares, com ara:

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. "Detección de caras y análisis de expresiones faciales" (castellà) http://alojamientos.us.es/gtocoma/pid/pid10/deteccioncaras.htm
  2. "Detecting Faces in Images: A Survey", Gener 2002 (anglès) http://vision.ai.uiuc.edu/mhyang/papers/pami02a.pdf
  3. "CES 2008: Face Detection a New Trend for Camcorders", Gener 2008 (anglès) http://www.camcorderinfo.com/content/CES-2008-Face-Detection-a-New-Trend-for-Camcorders-34250.htm
  4. "Luxand: face recognition", 2005-2010 (anglès) http://www.luxand.com/facesdk/
  5. "MyFaceID WebPage", (anglès) http://www.myfaceid.com/
  6. "Face Detection & recognition", 2005-2010 (anglès) http://www.betaface.com/
  7. "Facecropper: cropping face images from video", 2006 (anglès) http://vipbase.net/facecropper/

Articles relacionats[modifica | modifica el codi]

Seguiment de cares