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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: An IoT-based face recognition solution using a residual network model for deep metric learning
???metadata.dc.creator???: Teixeira, Eduardo Henrique
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Mafra, Samuel Baraldi
First advisor-co: Rodrigues, Joel José Puga Coelho
???metadata.dc.contributor.referee1???: Mafra , Samuel Baraldi
???metadata.dc.contributor.referee2???: Rodrigues, Joel José Puga Coelho
???metadata.dc.contributor.referee3???: Carvalho Filho, Antônio Oseas de
???metadata.dc.contributor.referee4???: Figueiredo, Felipe Augusto Pereira de
???metadata.dc.contributor.referee5???: Brito, José Marcos Câmara
???metadata.dc.description.resumo???: A identificação biométrica tem sido amplamente utilizada nos últimos anos, principalmente por representar sistemas de autenticação mais seguros que os convencionais. Neste contexto, destaca-se o reconhecimento facial que permite detectar e reconhecer uma pessoa, em tempo real, pelas suas características faciais. Essa tecnologia é particularmente importante e usada em muitas aplicações, como vigilância inteligente. A evolução das tecnologias de vigilância, graças à Internet das coisas (do Inglês, Internet of Things – IoT), permite maior automação desse processo, já que grande parte das funções de monitoramento desempenhadas por um ser humano podem ser substituídas por técnicas de reconhecimento, tornando o sistema ainda mais inteligente, dando mais informações ao usuário ou aumentando a segurança em ambientes de monitoramento. Nota-se que nossa sociedade está em um ponto em que diferentes tipos de tecnologias estão convergindo, as técnicas de visão computacional estão sendo incorporadas aos sistemas de vigilância e que os modelos de aprendizado profundo têm se mostrado inovadores na solução de diversos problemas de reconhecimento visual. Nesse sentido, esta dissertação propõe a construção de um sistema de vigilância que utiliza essas técnicas para identificar os indivíduos presentes no campo de visão da câmera por meio de uma combinação de Histograma de Gradiente Orientado, Máquina de Vetores de Suporte e o modelo de aprendizagem profunda, ResNet. O conjunto de técnicas de detecção e reconhecimento foi implementado em um hardware com poder de processamento limitado, muito comum em dispositivos IoT. A ideia é demonstrar que mesmo nessas condições, a arquitetura proposta ainda consegue trabalhar com alta precisão e em tempo real. Para avaliar o desempenho da solução proposta para atingir o objetivo deste estudo, foram realizados experimentos em diferentes cenários para verificar a precisão e robustez das técnicas adotadas nas diferentes condições. Duas técnicas foram empregadas no cenário de detecção, porém apenas uma foi levada adiante nos experimentos devido ao fato de consumir 20 vezes menos tempo de processamento em comparação com a segunda. A xiv precisão do modelo ResNet utilizado alcançou 99,38% no LFW (do inglês, Labeled Faces in the Wild) Benchmark, enquanto consegue entregar uma taxa de 1-3 fps (do inglês, frames per second), apresentando ótimos resultados, principalmente levando em consideração um sistema embarcado. A avaliação do sistema contra diferentes tipos de ruído demostrou alta invariabilidade com escurecimento das imagens e alta precisão e robustez contra interferência do tipo “blur”.
Abstract: Biometric identification has been widely used in recent years, mainly because they represent more secure authentication systems than conventional ones. In this context, facial recognition is highlighted since it allows detecting and recognizing a person in real-time for their facial characteristics. This technology is particularly important and used in many applications such as smart surveillance. The evolution in surveillance technologies, thanks to Internet of Things (IoT), allows greater automation of this process since many monitoring functions performed by people can be replaced by realtime recognition techniques, turning the system even smarter, giving more information to the user, or increasing security in monitoring environments. It is noted that society is at a point where different types of technologies are converging and adding up. It is known that computer vision techniques are being incorporated into surveillance systems and deep learning models have proven innovative in solving various visual recognition problems. In this sense, this dissertation proposes a surveillance system, which uses these techniques to identify the individuals present in the vision field of a camera through a combination including Histogram of Oriented Gradient (HOG), Support Vector Machine (SVM), and a deep learning model, called ResNet (Residual Network). The set of detection and recognition techniques was deployed in a hardware with limited processing power, quite common in IoT devices. The idea is to demonstrate that even under these conditions, the proposed architecture still manages to work with high precision and in real-time. To achieve the proposed objective, experiments were carried out in different scenarios to verify the accuracy and robustness of the techniques adopted under different conditions. Two techniques were used in the detection scenario, but only one was carried out in the experiments since it consumes 20 times less processing time when compared to the second. The accuracy of the ResNet model used reached about 99.38% in the Labeled Faces in the Wild (LFW) Benchmark while it manages to deliver a rate of 1-3 fps (frames per second), showing excellent results, especially considering an embedded system. The performance evaluation of the system against different types of noise showed high invariability with darkening of the images and high precision and robustness against blur type interference.
Keywords: Internet das Coisas; Reconhecimento Facial; ResNet; Aprendizado Métrico Profundo; Precisão; Computação de Borda
Internet of Things; Face Recognition; ResNet; Deep Metric Learning; Accuracy; Edge Computing
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia - Telecomunicações
Language: eng
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Instituto Nacional de Telecomunicações
???metadata.dc.publisher.initials???: INATEL
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto Nacional de Telecomunicações
???metadata.dc.publisher.program???: Mestrado em Engenharia de Telecomunicações
Citation: Teixeira, Eduardo Henrique. An IoT-based face recognition solution using a residual network model for deep metric learning. 2021. [110]. dissertação( Mestrado em Engenharia de Telecomunicações) - Instituto Nacional de Telecomunicações, [ Santa Rita do Sapucai] .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
???metadata.dc.rights.uri???: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
URI: https://tede.inatel.br:8080/tede/handle/tede/212
Issue Date: 11-Jan-2021
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia de Telecomunicações

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