גילוי אוטומטי של פנים על התמונה ומנוע חיפוש לפריטים מצולמים
Automatic Detection and Management of Photographed Faces
AFEKA PR SO AL KM T59.7- 59.77 Human engineering in industry.
הוגש ע"י
,כץ מרינה,עבודת גמר ב אפקה המכללה האקדמית להנדסה בת"א , הנדסת תוכנה וניהול
Submitted by
Katz Marina, Final Project -Software Engineering AFEKA Tel-Aviv academic college of engineering
מנחה ויקטור טאובקין victor-t@013.net
Advisor
Victor Taubkin mailto:victor-t@013.net
תמצית
בעידן של מאגרי מידע ממוחשבים קיים צורך ברור בסיווג וארגון מידע שיאפשר חיפוש יעיל ושליפה מהירה של מידע רלוונטי לאדם המעוניין בו. כיום קיימים מאגרים ענקיים של מידע ומנועיי חיפוש, כגון GOOGLE, שבעזרתם ניתן לאתר כמעט כל דבר שניתן לעלות על הדעת בצורת טקסט וקבציי מולטימדיה, וביניהם תמונות מצולמות של אנשים. יחד עם זאת, המידע שניתן לשליפה על תמונות מצולמות אלה אינו שלם ובהרבה מקרים אינו כולל את הפרטים של המצולמים שבתמונה, ובטח לא את מיקומם עליה.
תוכנת ה-PhotoFace באה לענות על הצורך של תיעוד פניי אנשים מצולמים שמופיעים בתמונות, לדוגמא באלבומי משפחה, שיאפשר הצגתם של פרטיי המצולמים יחד עם התמונות ושליפת תמונות על סמך פרטיי המצולמים בהן. בעזרתה של תוכנת הPhotoFace- יוכל המשתמש להעלות תמונות חדשות למאגר המידע, לסמן (ידנית או אוטומטית) פרצופים שעל התמונה ולתעד את פרטיהם ,כגון שם, תאריך לידה וכדומה. המשתמש יוכל לבצע חיפושים במאגר המידע לפי שם או נתונים אחרים של הבן-אדם הרצוי ולקבל את כל התמונות שבהן הוא מופיע. המערכת נגישה דרך האינטרנט, בעזרת מספר מסכים פשוטים, ולכן מאפשרת שימוש פשוט ואינטואיטיבי ע''י כל בן-אדם מכל מחשב.
אחד החלקים המרכזיים של עבודה זו היא יכולת הגילוי האוטומטי של מיקומם של פרצופים אנושיים שעל התמונה, ללא הבדל במספר המצולמים בה, צבעוניותה, גילה ואיכותה. המערכת מממשת אלגוריתם מתוחכם לגילוי פנים על תמונות אשר משיג אחוזים גבוהים של גילוי נכון ואחוזים נמוכים של גילוי שגוי. האלוריתם, המתבסס על עקרונות של למידה חישובית, מתלמד אוטומטית להבדיל פניי אנוש מעצמים אחרים שעל התמונה, ואינו דורש כיוונון עדין ידני כפי שחלק מהאלגוריתמים האחרים הידועים בתחום דורשים. הוא גם משיג זמני ריצה טובים, שמאפשרים את השימוש בו במערכת אינטראקטיבית כגון PhotoFace.
בעידן של מאגרי מידע ממוחשבים קיים צורך ברור בסיווג וארגון מידע שיאפשר חיפוש יעיל ושליפה מהירה של מידע רלוונטי לאדם המעוניין בו. כיום קיימים מאגרים ענקיים של מידע ומנועיי חיפוש, כגון GOOGLE, שבעזרתם ניתן לאתר כמעט כל דבר שניתן לעלות על הדעת בצורת טקסט וקבציי מולטימדיה, וביניהם תמונות מצולמות של אנשים. יחד עם זאת, המידע שניתן לשליפה על תמונות מצולמות אלה אינו שלם ובהרבה מקרים אינו כולל את הפרטים של המצולמים שבתמונה, ובטח לא את מיקומם עליה.
תוכנת ה-PhotoFace באה לענות על הצורך של תיעוד פניי אנשים מצולמים שמופיעים בתמונות, לדוגמא באלבומי משפחה, שיאפשר הצגתם של פרטיי המצולמים יחד עם התמונות ושליפת תמונות על סמך פרטיי המצולמים בהן. בעזרתה של תוכנת הPhotoFace- יוכל המשתמש להעלות תמונות חדשות למאגר המידע, לסמן (ידנית או אוטומטית) פרצופים שעל התמונה ולתעד את פרטיהם ,כגון שם, תאריך לידה וכדומה. המשתמש יוכל לבצע חיפושים במאגר המידע לפי שם או נתונים אחרים של הבן-אדם הרצוי ולקבל את כל התמונות שבהן הוא מופיע. המערכת נגישה דרך האינטרנט, בעזרת מספר מסכים פשוטים, ולכן מאפשרת שימוש פשוט ואינטואיטיבי ע''י כל בן-אדם מכל מחשב.
אחד החלקים המרכזיים של עבודה זו היא יכולת הגילוי האוטומטי של מיקומם של פרצופים אנושיים שעל התמונה, ללא הבדל במספר המצולמים בה, צבעוניותה, גילה ואיכותה. המערכת מממשת אלגוריתם מתוחכם לגילוי פנים על תמונות אשר משיג אחוזים גבוהים של גילוי נכון ואחוזים נמוכים של גילוי שגוי. האלוריתם, המתבסס על עקרונות של למידה חישובית, מתלמד אוטומטית להבדיל פניי אנוש מעצמים אחרים שעל התמונה, ואינו דורש כיוונון עדין ידני כפי שחלק מהאלגוריתמים האחרים הידועים בתחום דורשים. הוא גם משיג זמני ריצה טובים, שמאפשרים את השימוש בו במערכת אינטראקטיבית כגון PhotoFace.
Abstract
In the era of computerized knowledge bases there is a clear need in classification and organization of information for the purpose of efficient look up and fast retrieval of relevant data for a person interested in it. Today there exist huge knowledge bases and powerful search engines, such as Google, with assistance of which it is possible to locate practically any piece of information one can imagine, in the form of text and multimedia files, including among others photographed pictures of people. Nevertheless, the information available together with the photographs is not complete, and in many cases does not contain details of those pictured on them, and surely not their positions on the pictures.
The system PhotoFace comes to address the need to document the details of human faces on photographs, for example in family albums, so that this information can be presented together with the photographs, and photographs can be searched using the details of those pictured on them. With assistance of PhotoFace, the user will be able to upload new photographs to the database, to mark (manually or automatically) the pictured human faces and document their details, such as name, date of birth, etc. The user will be able to perform searches in the database by name or any other detail of the desired person, and retrieve all the pictures on which he appears. The system is accessible through Internet with a few simple screens, and therefore allows simple and intuitive usage by anyone from any computer.
One of the main parts of this work is the capability of automatic detection of human faces on photographs, no matter the number of pictured persons, color of the pictures, their age or quality. The system implements a sophisticated face detection algorithm that achieves a high rate of correct detections and a low rate of incorrect ones. The algorithm, which is based on the principles of machine learning, automatically learns to distinguish human faces from other subjects on the pictures, and does not require manual fine tuning, unlike some other known face detection methods. It also demonstrates good run-time performance, which enables its usage in an interactive system, such as PhotoFace.
The system PhotoFace comes to address the need to document the details of human faces on photographs, for example in family albums, so that this information can be presented together with the photographs, and photographs can be searched using the details of those pictured on them. With assistance of PhotoFace, the user will be able to upload new photographs to the database, to mark (manually or automatically) the pictured human faces and document their details, such as name, date of birth, etc. The user will be able to perform searches in the database by name or any other detail of the desired person, and retrieve all the pictures on which he appears. The system is accessible through Internet with a few simple screens, and therefore allows simple and intuitive usage by anyone from any computer.
One of the main parts of this work is the capability of automatic detection of human faces on photographs, no matter the number of pictured persons, color of the pictures, their age or quality. The system implements a sophisticated face detection algorithm that achieves a high rate of correct detections and a low rate of incorrect ones. The algorithm, which is based on the principles of machine learning, automatically learns to distinguish human faces from other subjects on the pictures, and does not require manual fine tuning, unlike some other known face detection methods. It also demonstrates good run-time performance, which enables its usage in an interactive system, such as PhotoFace.
posted by Marina Katz at 2:35 PM
0 comments
