A comprehensive survey on Pose-Invariant Face Recognition

© 2016 ACM. The capacity to recognize faces under varied poses is a fundamental human ability that presents a unique challenge for computer vision systems. Compared to frontal face recognition, which has been intensively studied and has gradually matured in the past few decades, Pose-Invariant Face Recognition (PIFR) remains a largely unsolved problem. However, PIFR is crucial to realizing the full potential of face recognition for real-world applications, since face recognition is intrinsically a passive biometric technology for recognizing uncooperative subjects. In this article, we discuss the inherent difficulties in PIFR and present a comprehensive review of established techniques. Existing PIFR methods can be grouped into four categories, that is, pose-robust feature extraction approaches, multiview subspace learning approaches, face synthesis approaches, and hybrid approaches. The motivations, strategies, pros/cons, and performance of representative approaches are described and compared. Moreover, promising directions for future research are discussed

Learning-based descriptor for 2-D face recognition.

Cao, Zhimin.Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2010.Includes bibliographical references (leaves 30-34).Abstracts in English and Chinese.Chapter 1 --- Introduction and related work --- p.1Chapter 2 --- Learning-based descriptor for face recognition --- p.7Chapter 2.1 --- Overview of framework --- p.7Chapter 2.2 --- Learning-based descriptor extraction --- p.9Chapter 2.2.1 --- Sampling and normalization --- p.9Chapter 2.2.2 --- Learning-based encoding and histogram rep-resentation --- p.11Chapter 2.2.3 --- PCA dimension reduction --- p.12Chapter 2.2.4 --- Multiple LE descriptors --- p.14Chapter 2.3 --- Pose-adaptive matching --- p.16Chapter 2.3.1 --- Component -level face alignment --- p.17Chapter 2.3.2 --- Pose-adaptive matching --- p.17Chapter 2.3.3 --- Evaluations of pose-adaptive matching --- p.19Chapter 3 --- Experiment --- p.21Chapter 3.1 --- Results on the LFW benchmark --- p.21Chapter 3.2 --- Results on Multi-PIE --- p.24Chapter 4 --- Conclusion and future work --- p.27Chapter 4.1 --- Conclusion --- p.27Chapter 4.2 --- Future work --- p.28Bibliography --- p.3

A survey of face recognition techniques under occlusion

The limited capacity to recognize faces under occlusions is a long-standing problem that presents a unique challenge for face recognition systems and even for humans. The problem regarding occlusion is less covered by research when compared to other challenges such as pose variation, different expressions, etc. Nevertheless, occluded face recognition is imperative to exploit the full potential of face recognition for real-world applications. In this paper, we restrict the scope to occluded face recognition. First, we explore what the occlusion problem is and what inherent difficulties can arise. As a part of this review, we introduce face detection under occlusion, a preliminary step in face recognition. Second, we present how existing face recognition methods cope with the occlusion problem and classify them into three categories, which are 1) occlusion robust feature extraction approaches, 2) occlusion aware face recognition approaches, and 3) occlusion recovery based face recognition approaches. Furthermore, we analyze the motivations, innovations, pros and cons, and the performance of representative approaches for comparison. Finally, future challenges and method trends of occluded face recognition are thoroughly discussed

Contribution to Graph-based Manifold Learning with Application to Image Categorization.

122 pLos algoritmos de aprendizaje de variedades basados en grafos (Graph,based manifold) son técnicas que han demostrado ser potentes herramientas para la extracción de características y la reducción de la dimensionalidad en los campos de reconomiento de patrones, visión por computador y aprendizaje automático. Estos algoritmos utilizan información basada en las similitudes de pares de muestras y del grafo ponderado resultante para revelar la estructura geométrica intrínseca de la variedad

Real Time Sequential Non Rigid Structure from motion using a single camera

En la actualidad las aplicaciones que basan su funcionamiento en una correcta localización y reconstrucción dentro de un entorno real en 3D han experimentado un gran interés en los últimos años, tanto por la comunidad investigadora como por la industrial. Estas aplicaciones varían desde la realidad aumentada, la robótica, la simulación, los videojuegos, etc. Dependiendo de la aplicación y del nivel de detalle de la reconstrucción, se emplean diversos dispositivos, algunos específicos, más complejos y caros como las cámaras estéreo, cámara y profundidad (RGBD) con Luz estructurada y Time of Flight (ToF), así como láser y otros más avanzados. Para aplicaciones sencillas es suficiente con dispositivos de uso común, como los smartphones, en los que aplicando técnicas de visión artificial, se pueden obtener modelos 3D del entorno para, en el caso de la realidad aumentada, mostrar información aumentada en la ubicación seleccionada.En robótica, la localización y generación simultáneas de un mapa del entorno en 3D es una tarea fundamental para conseguir la navegación autónoma. Este problema se conoce en el estado del arte como Simultaneous Localization And Mapping (SLAM) o Structure from Motion (SfM). Para la aplicación de estas técnicas, el objeto no ha de cambiar su forma a lo largo del tiempo. La reconstrucción es unívoca salvo factor de escala en captura monocular sin referencia. Si la condición de rigidez no se cumple, es porque la forma del objeto cambia a lo largo del tiempo. El problema sería equivalente a realizar una reconstrucción por fotograma, lo cual no se puede hacer de manera directa, puesto que diferentes formas, combinadas con diferentes poses de cámara pueden dar proyecciones similares. Es por esto que el campo de la reconstrucción de objetos deformables es todavía un área en desarrollo. Los métodos de SfM se han adaptado aplicando modelos físicos, restricciones temporales, espaciales, geométricas o de otros tipos para reducir la ambigüedad en las soluciones, naciendo así las técnicas conocidas como Non-Rigid SfM (NRSfM).En esta tesis se propone partir de una técnica de reconstrucción rígida bien conocida en el estado del arte como es PTAM (Parallel Tracking and Mapping) y adaptarla para incluir técnicas de NRSfM, basadas en modelo de bases lineales para estimar las deformaciones del objeto modelado dinámicamente y aplicar restricciones temporales y espaciales para mejorar las reconstrucciones, además de ir adaptándose a cambios de deformación que se presenten en la secuencia. Para ello, hay que realizar cambios de manera que cada uno de sus hilos de ejecución procesen datos no rígidos.El hilo encargado del seguimiento ya realizaba seguimiento basado en un mapa de puntos 3D, proporcionado a priori. La modificación más importante aquí es la integración de un modelo de deformación lineal para que se realice el cálculo de la deformación del objeto en tiempo real, asumiendo fijas las formas básicas de deformación. El cálculo de la pose de la cámara está basado en el sistema de estimación rígido, por lo que la estimación de pose y coeficientes de deformación se hace de manera alternada usando el algoritmo E-M (Expectation-Maximization). También, se imponen restricciones temporales y de forma para restringir las ambigüedades inherentes en las soluciones y mejorar la calidad de la estimación 3D.Respecto al hilo que gestiona el mapa, se actualiza en función del tiempo para que sea capaz de mejorar las bases de deformación cuando éstas no son capaces de explicar las formas que se ven en las imágenes actuales. Para ello, se sustituye la optimización de modelo rígido incluida en este hilo por un método de procesamiento exhaustivo NRSfM, para mejorar las bases acorde a las imágenes con gran error de reconstrucción desde el hilo de seguimiento. Con esto, el modelo se consigue adaptar a nuevas deformaciones, permitiendo al sistema evolucionar y ser estable a largo plazo.A diferencia de una gran parte de los métodos de la literatura, el sistema propuesto aborda el problema de la proyección perspectiva de forma nativa, minimizando los problemas de ambigüedad y de distancia al objeto existente en la proyección ortográfica. El sistema propuesto maneja centenares de puntos y está preparado para cumplir con restricciones de tiempo real para su aplicación en sistemas con recursos hardware limitados