Face Detection & Recognition based on Fusion of Omnidirectional & PTZ Vision Sensors and Heteregenous Database

International audienceLarge field of view with high resolution has always been sought-after for Mobile Robotic Authentication. So the Vision System proposed here is composed of a catadioptric sensor for full range monitoring and a Pan Tilt Zoom (PTZ) camera together forming an innovative sensor, able to detect and track any moving objects at a higher zoom level. In our application, the catadioptric sensor is calibrated and used to detect and track Regions Of Iinterest (ROIs) within its 360 degree Field Of View (FOV), especially face regions. Using a joint calibration strategy, the PTZ camera parameters are automatically adjusted by the system in order to detect and track the face ROI within a higher resolution and project the same in faces-pace for recognition via Eigenface algorithm. Face recognition is one important task in Nomad Biometric Authentication (NOBA 1) project. However, as many other face databases, it will easily produce the Small Sample Size (SSS) problem in some applications with NOBA data. Thus this journal uses the compressed sensing (CS) algorithm to solve the SSS problem in NOBA face database. Some experiments can prove the feasibility and validity of this solution. The whole development has been partially validated by application to the Face recognition using our own database NOBA

Modeling the environment with egocentric vision systems

Cada vez más sistemas autónomos, ya sean robots o sistemas de asistencia, están presentes en nuestro día a día. Este tipo de sistemas interactúan y se relacionan con su entorno y para ello necesitan un modelo de dicho entorno. En función de las tareas que deben realizar, la información o el detalle necesario del modelo varía. Desde detallados modelos 3D para sistemas de navegación autónomos, a modelos semánticos que incluyen información importante para el usuario como el tipo de área o qué objetos están presentes. La creación de estos modelos se realiza a través de las lecturas de los distintos sensores disponibles en el sistema. Actualmente, gracias a su pequeño tamaño, bajo precio y la gran información que son capaces de capturar, las cámaras son sensores incluidos en todos los sistemas autónomos. El objetivo de esta tesis es el desarrollar y estudiar nuevos métodos para la creación de modelos del entorno a distintos niveles semánticos y con distintos niveles de precisión. Dos puntos importantes caracterizan el trabajo desarrollado en esta tesis: - El uso de cámaras con punto de vista egocéntrico o en primera persona ya sea en un robot o en un sistema portado por el usuario (wearable). En este tipo de sistemas, las cámaras son solidarias al sistema móvil sobre el que van montadas. En los últimos años han aparecido muchos sistemas de visión wearables, utilizados para multitud de aplicaciones, desde ocio hasta asistencia de personas. - El uso de sistemas de visión omnidireccional, que se distinguen por su gran campo de visión, incluyendo mucha más información en cada imagen que las cámara convencionales. Sin embargo plantean nuevas dificultades debido a distorsiones y modelos de proyección más complejos. Esta tesis estudia distintos tipos de modelos del entorno: - Modelos métricos: el objetivo de estos modelos es crear representaciones detalladas del entorno en las que localizar con precisión el sistema autónomo. Ésta tesis se centra en la adaptación de estos modelos al uso de visión omnidireccional, lo que permite capturar más información en cada imagen y mejorar los resultados en la localización. - Modelos topológicos: estos modelos estructuran el entorno en nodos conectados por arcos. Esta representación tiene menos precisión que la métrica, sin embargo, presenta un nivel de abstracción mayor y puede modelar el entorno con más riqueza. %, por ejemplo incluyendo el tipo de área de cada nodo, la localización de objetos importantes o el tipo de conexión entre los distintos nodos. Esta tesis se centra en la creación de modelos topológicos con información adicional sobre el tipo de área de cada nodo y conexión (pasillo, habitación, puertas, escaleras...). - Modelos semánticos: este trabajo también contribuye en la creación de nuevos modelos semánticos, más enfocados a la creación de modelos para aplicaciones en las que el sistema interactúa o asiste a una persona. Este tipo de modelos representan el entorno a través de conceptos cercanos a los usados por las personas. En particular, esta tesis desarrolla técnicas para obtener y propagar información semántica del entorno en secuencias de imágen

Combined object recognition approaches for mobile robotics

There are numerous solutions to simple object recognition problems when the machine is operating under strict environmental conditions (such as lighting). Object recognition in real-world environments poses greater difficulty however. Ideally mobile robots will function in real-world environments without the aid of fiduciary identifiers. More robust methods are therefore needed to perform object recognition reliably. A combined approach of multiple techniques improves recognition results. Active vision and peripheral-foveal vision—systems that are designed to improve the information gathered for the purposes of object recognition—are examined. In addition to active vision and peripheral-foveal vision, five object recognition methods that either make use of some form of active vision or could leverage active vision and/or peripheral-foveal vision systems are also investigated: affine-invariant image patches, perceptual organization, 3D morphable models (3DMMs), active viewpoint, and adaptive color segmentation. The current state-of-the-art in these areas of vision research and observations on areas of future research are presented. Examples of state-of-theart methods employed in other vision applications that have not been used for object recognition are also mentioned. Lastly, the future direction of the research field is hypothesized