Αναγνώριση προσώπων σε βίντεο σε πραγματικό χρόνο

Abstract

Η Αναγνώριση Προσώπου (facial recognition) τόσο σε βίντεο όσο και σε εικόνα αποτελεί μία από τις πλέον διαδεδομένες Βιομετρικές Τεχνολογίες, η οποία παρέχει τη δυνατότητα της αναγνώρισης ενός ατόμου μέσω της ψηφιακής του απεικόνισης (φωτογραφία ή βίντεο). Άλλες Βιομετρικές Τεχνολογίες είναι η σάρωση της ίριδας του ματιού καθώς και η σάρωση των δακτυλικών αποτυπωμάτων. Τα συστήματα Αναγνώρισης Προσώπου έχουν αποκτήσει μεγάλη δημοτικότητα τα τελευταία χρόνια, καθώς παρέχουν μια ακριβή μέθοδο για τον εντοπισμό ατόμων και για λόγους ασφαλείας (καταπολέμηση εγκληματικότητας, διασφάλιση δημόσιας τάξης κλπ.). Ραγδαία εξέλιξη παρατηρείται στην τεχνολογία αυτή τα τελευταία χρόνια, η οποία οφείλεται στο γεγονός ότι τόσο οι μέθοδοι αναγνώρισης όσο και οι αλγόριθμοι που εφαρμόζονται για την επεξεργασία των δεδομένων υλοποιούνται πιο εύκολα. Αυτό συμβαίνει γιατί πλέον έχουμε εύκολα πρόσβαση σε πληθώρα δεδομένων (π.χ. εικόνες/φωτογραφίες). Συγκεκριμένα, ύστερα από τα γεγονότα της 11ης Σεπτεμβρίου που έλαβαν μέρος στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής και με τις επαναλαμβανόμενες απειλές για την ασφάλεια, η Αμερικανική Κυβέρνηση κάνοντας μια τεράστια χρηματοδότηση βοήθησε στην ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας αυτής. Το 1964 αποτελεί ορόσημο για την τεχνολογία Αναγνώρισης Προσώπου, με πρωτοπόρο τον Αμερικάνο μαθηματικό και επιστήμονα υπολογιστών Woody Bledsoe. Ο Woody κάνοντας χρήση ενός software και μίας βάσης δεδομένων φωτογραφιών, κατάφερε να ταυτοποιήσει επιτυχώς την φωτογραφία ενός υπόπτου με μία από τις ήδη υπάρχουσες στη βάση δεδομένων. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά σε κάποιες βασικές έννοιες και ορισμούς, οι οποίες επικεντρώνονται στην μηχανική μάθηση. Γίνεται επεξήγηση των εννοιών «Τεχνητή Νοημοσύνη», «κατηγορίες της Μηχανικής Μάθησης», «Νευρωνικά Δίκτυα» και πως λειτουργούν. Επίσης παρουσιάζεται η συσχέτιση που έχουν και γίνεται ανάλυση για τα «Συνελικτικά Δίκτυα». Μετά την επεξήγηση της σημασία που έχουν, διατυπώνεται ο τρόπος αναγνώρισης ενός προσώπου σε μια εικόνα ή ένα βίντεο σε πραγματικό χρόνο. Στην συνέχεια αναλύονται: η «Βιομετρική Ταυτοποίηση», οι τεχνικές και τα βήματα που ακολουθούνται. Στο τέλος του κεφαλαίου αναφέρονται ορισμένα συμπεράσματα και δίνονται μερικά παραδείγματα από πλατφόρμες αναγνώρισης προσώπου ανοιχτού κώδικα. Στο δεύτερο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται ανάλυση της πλατφόρμας OpenCV μέσω Python και των χαρακτηριστικών Αναγνώρισης Προσώπου μέσω Βίντεο, επίσης αναφέρονται τα χαρακτηριστικά Haar και ο αλγόριθμος AdaBoost.