Εφαρμογή τεχνητών νευρωνικών δικτύων στην αναγνώριση προσώπων

Abstract

Η Αναγνώριση Προσώπου (Face Recognition) έχει την τελευταία δεκαετία εξελιχθεί σε μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές της Επεξεργασίας Εικόνας (Image Processing), εξαιτίας της ανάπτυξης και της διαθεσιμότητας των αντίστοιχων τεχνολογιών, αλλά και των απαιτήσεων για ασφάλεια και επιβολή των νόμων. Συνεπώς, σήμερα αναπτύσσονται και εξαπλώνονται γοργά πολλές εμπορικές εφαρμογές στο πεδίο αυτό.Το πρόβλημα της Αναγνώρισης Προσώπου δεν σχετίζεται μόνο με την ταυτοποίηση των χαρακτηριστικών ενός προσώπου,αλλά περιλαμβάνει την ανίχνευση ενός προσώπου μέσα σε μία ψηφιακή εικόνα ή σε έναπλαίσιο ενός βίντεο, την εξαγωγή των χαρακτηριστικών του και την μετέπειτα αναγνώρισητης ταυτότητας του προσώπου. Μολονότι πολλές αξιόπιστες μέθοδοι αναγνώρισης βιομετρικών ανθρώπινων χαρακτηριστικών υπάρχουν, όπως η ανάλυση αποτυπωμάτων, ησάρωση της ίριδας κ.α., αυτές οι μέθοδοι απαιτούν την συνεργασία των ανθρώπων. Αντίθετα, ένα σύστημα αναγνώρισης προσώπων βασίζεται στην ανάλυση εικόνων προσώπων εμπρόσθιων ή/και κατατομής χωρίς την συνεργασία ή την ενημέρωση τωνανθρώπων των οποίων τα πρόσωπα απεικονίζονται στις εικόνες. Η ανάπτυξη ενός συστήματος αναγνώρισης προσώπου είναι αρκετά δύσκολη και επίπονη διαδικασία, εξαιτίας του ότι τα ανθρώπινα πρόσωπα είναι αρκετά πολύπλοκα, πολυδιάστατα και υπόκεινται σε αλλαγές του περιβάλλοντος. Επιπρόσθετα, οι αλλαγές στα χαρακτηριστικά του προσώπου, και οι ποικίλες απεικονίσεις του ίδιου προσώπου μεταξύ των εικόνων εξαιτίας διαφορετικής γωνίας λήψης της φωτογραφίας, του φωτισμού και λοιπά, καταστούν το πρόβλημα του αυτόματου εντοπισμού ανθρώπων μέσω της αναγνώρισης ανθρώπινων προσώπων μία τεχνολογική πρόκληση. Ενδεικτικά, ορισμένα από τα κύρια ερευνητικά ζητήματα αφορούν τον τρόπο που τα χαρακτηριστικά υιοθετούνται για να περιγράψουν ένα πρόσωπο κάτω από περιβαλλοντικές αλλαγές και στο πως θα ταξινομηθούν με βάση μια νέα εικόνα ενός προσώπου στην επιλεγμένη αναπαράσταση. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι αφενός μεν η κατανόηση και η όσο το δυνατό ενδελεχής περιγραφή του προβλήματος της Αναγνώρισης Προσώπου, καθώς και η παρουσίαση των έως σήμερα προτεινόμενων μεθόδων, αφετέρου δε ο τρόπος εφαρμογής των Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων τονίζοντας τη συμβολή τους στην επίλυση του εν λόγω προβλήματος.