Reconocimiento de rostros

Proyecto de Grado

´
Aplicacion de las Redes Neuronales Artificiales
en el Reconocimiento de Rostros a Partir de
Fotograf´
ıas.
Por

Br. Carlos Javier Montilla Ben´
ıtez
Tutor: Prof. Luciano Maldonado

Enero 2014

c 2014 Universidad de Los Andes M´rida, Venezuela
e

Aplicaci´n de las Redes Neuronales Artificiales en el
o
Reconocimiento de Rostros a Partir de Fotograf´
ıas.Br. Carlos Javier Montilla Ben´
ıtez
Proyecto de Grado — Investigaci´n de Operaciones, 115 p´ginas
o
a
Resumen: La investigaci´n llevada a cabo comprendi´ la realizaci´n de una serie de
o
o
o
pruebas de reconocimiento autom´tico de rostros recurriendo al uso de los modelos
a
de redes neuronales artificiales preceptr´nicas multicapas. Se cre´ una base de datos
o
o
constituida por cienfotograf´
ıas, veinte fotograf´ de cada uno de cinco individuos.
ıas
A este conjunto de fotograf´ se le aplic´ un pre-procesamiento, el cual consisti´
ıas
o
o
en realizar el aislamiento del rostro dentro de la imagen principal.

La actividad

correspondiente al reconocimiento de rostros se realiz´ siguiendo dos estrategias,
o
la primera trabajando con el rostro completo y la segundadividendo el rostro en
distintas franjas (frente, ojos, nariz, boca, lado izquierdo y lado derecho).

En

esta segunda estrategia se hizo reconocimiento tanto en forma aislada por franjas
como en forma global. La t´cnica de extracci´n de caracter´
e
o
ısticas empleada fue la
transformada discreta de wavelet (TWD). Los resultados obtenidos fueron altamente
satisfactorios, ya que se gener´una gran cantidad de modelos de redes neuronales
o
artificiales que presentaron un 100% de reconocimiento con los conjuntos de validaci´n
o
y entrenamiento.
Palabras clave: Reconocimiento Autom´tico de Rostros, Redes Neuronales
a
Artificiales, Procesamiento de Im´genes, T´cnicas de Extracci´n de Caracter´
a
e
o
ısticas,
Wavelets
A
Este trabajo fue procesado en L TEX.

A Dios pordarme el don de la vida,
guiarme y protegerme.
A mis padres por brindarme su amor,
confianza y apoyo.
A mis hermanas por darme su cari˜o
n
y comprensi´n.
o

´
Indice
´
Indice de Tablas

viii

´
Indice de Figuras

xv

Agradecimientos

xvi

1 Introducci´n
o

1

1.1

Planteamiento del Problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1.2

Justificaci´n . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o

2

1.3

Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.4

Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.4.1

Objetivo General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.4.2

Objetivos Espec´
ıficos . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .

4

Metodolog´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ıa

4

1.5

2 Marco Te´rico y Conceptual
o

6

2.1

Reconocimiento de Rostros

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

2.2

Tarea del Reconocimiento de Rostros . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.3

T´cnicas de Pre-procesamiento . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .
e

9

2.4

Procesamiento de Im´genes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a

10

2.4.1

Procesamiento Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.4.2

Ruido en las Im´genes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a

11

Extracci´n de Caracter´
o
ısticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

122.5.1

M´todos basados en caracter´
e
ısticas invariantes . . . . . . . . . .

13

2.5.2

M´todos Hol´
e
ısticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

2.5

iv

2.5.3

18

Redes Neuronales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

2.6.1

Historia de las Redes Neuronales Artificiales . . . . . . . . . . .

19

2.6.2...