Reconocimiento facial

Universidad Nacional del Litoral
Facultad de Ingenier´ıa y Ciencias H´ıdricas

Proyecto Final de Carrera - Ingenier´ıa en Inform´atica

´ n biom´
´ tica
Verificacio
etrica automa
de identidad mediante
reconocimiento facial

Autores: Long, Sebasti´an
M¨uller, Omar V.
Director: Bioing. Mart´ınez, Cesar

Santa Fe - 2006

Prefacio

El reconocimiento facial humano en unahabilidad robusta, capaz de soportar variaciones de expresi´on, transcurso del tiempo, oclusi´on parcial, pose, punto de vista y diversidad de fondo. Sin embargo, construir un sistema
computacional similar, aun es una ´area de investigaci´on en curso, encontrando los mayores obst´aculos en la iluminaci´on y la variabilidad de la pose.
Este proyecto pretende aplicar algoritmos de reconocimientoexistentes y
utilizar t´ecnicas ad-hoc en los pasos del reconocimiento que sea necesario, a
fin de corroborar la fiabilidad de un sistema de este tipo en un ambiente real.
Este documento se encuentra organizado como se indica a continuaci´on.
El Cap´ıtulo 1 introduce al lector en los sistemas biom´etricos, haciendo
hincapi´e en los de reconocimiento facial autom´atico. Se explica la evoluci´on
de last´ecnicas, el estado del arte y se hace una descripci´on general de la
motivaci´on para el desarrollo del proyecto, los objetivos y la propuesta. El
Segundo Cap´ıtulo expone los conceptos del procesamiento digital de im´agenes utilizados en el proyecto, como asi tambi´en se introduce al An´alisis de
Componentes Principales (PCA) y a las t´ecnicas de clasificaci´on de patrones.
Los Cap´ıtulos3 y 4 detallan el dise˜
no y desarrollo del m´odulo. Especificamente el Tercer Cap´ıtulo realiza un an´alisis y dise˜
no del sistema propuesto, en
base a los conceptos del Lenguaje de Modelaci´on Unificado (UML), efectuando el an´alisis de requerimientos y los diagramas necesarios para el desarrollo
y la implementaci´on del m´odulo. El Cap´ıtulo 4 introduce a los sistemas de
reconocimientogen´ericos, mostrando como el sistema dise˜
nado se adapta a
ese esquema y luego hace una revisi´on completa y detallada del algoritmo
desarrollado, justificando y mostrando ejemplos con secuencias de im´agenes

III

IV

y gr´aficos en cada paso.
Finalmente en el Cap´ıtulo 5 se muestra el dise˜
no, aplicaci´on y resultados de
las pruebas determinadas, mediante las cuales se comprueba eldesempe˜
no
general del algoritmo y el an´alisis del mismo en situaciones particulares.
Estos experimentos se evaluan y discuten, dando lugar a las conclusiones y
experimentos futuros del Cap´ıtulo 6.

´Indice general

Prefacio
´Indice de figuras

III

VIII

´Indice de tablas

X

1. Introducci´
on

1

1.1. Motivaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .

1

1.2. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.2.1. Objetivos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.2.2. Objetivos espec´ıficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.3. Antecedentes en reconocimiento de caras . . . . . . . . . . . .

3

1.3.1. El problema de la localizaci´on . . . . . . . . . . . . . .

41.3.2. Algoritmos de reconocimiento en la actualidad . . . . .

5

1.4. Descripci´on general de la propuesta . . . . . . . . . . . . . . .

8

2. Fundamentos te´
oricos

11

2.1. Procesamiento digital de im´agenes . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.1. Introducci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.2. Filtro de mediana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
2.1.3. Correcci´on Gamma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
V

´INDICE GENERAL

VI

2.1.4. Modelos de Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.5. Segmentaci´on en el espacio vector RGB . . . . . . . . . 16
2.1.6. Transformaciones morfol´ogicas . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2. An´alisis de componentes principales . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.1....