Iris recognition method based on segmentation

The development of science and studies has led to the creation of many modern means and technologies that focused and directed their interests on enhancing security due to the increased need for high degrees of security and protection for individuals and societies. Hence identification using a person's vital characteristics is an important privacy topic for governments, businesses and individuals. A lot of biometric features such as fingerprint, facial measurements, acid, palm, gait, fingernails and iris have been studied and used among all the biometrics, in particular, the iris gets the attention because it has unique advantages as the iris pattern is unique and does not change over time, providing the required accuracy and stability in verification systems. This feature is impossible to modify without risk. When identifying with the iris of the eye, the discrimination system only needs to compare the data of the characteristics of the iris of the person to be tested to determine the individual's identity, so the iris is extracted only from the images taken. Determining correct iris segmentation methods is the most important stage in the verification system, including determining the limbic boundaries of the iris and pupil, whether there is an effect of eyelids and shadows, and not exaggerating centralization that reduces the effectiveness of the iris recognition system. There are many techniques for subtracting the iris from the captured image. This paper presents the architecture of biometric systems that use iris to distinguish people and a recent survey of iris segmentation methods used in recent research, discusses methods and algorithms used for this purpose, presents datasets and the accuracy of each method, and compares the performance of each method used in previous studie

Beyond sight : an approach for visual semantic navigation of mobile robots in an indoor environment

Orientador: Eduardo TodtDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa : Curitiba, 22/02/2021Inclui referências: p. 134-146Área de concentração: Ciência da ComputaçãoResumo: Com o crescimento da automacao, os veiculos nao tripulados tornaram-se um tema de destaque, tanto como produtos comerciais quanto como um topico de pesquisa cientifica. Compoem um campo multidisciplinar de robotica que abrange sistemas embarcados, teoria de controle, planejamento de caminhos, localizacao e mapeamento simultaneos (SLAM), reconstrucao de cenas e reconhecimento de padroes. Apresentamos neste trabalho uma pesquisa exploratoria de como a fusao dos dados de sensores e algoritmos de aprendizagem de maquinas, que compoem o estado da arte, podem realizar a tarefa chamada Navegacao Visual Semantica que e uma navegacao autonoma utilizando observacoes visuais egocentricas para alcancar um objeto pertencente a classe semantica alvo sem conhecimento previo do ambiente. Para realizar experimentos, propomos uma encarnacao chamada VRIBot. O robo foi modelado de tal forma que pode ser facilmente simulado, e os experimentos sao reproduziveis sem a necessidade do robo fisico. Tres diferentes pipelines EXchangeable, AUTOcrat e BEyond foram propostos e avaliados. Nossa abordagem chamada BEyond alcancou a 5a posicao entre 12 no conjunto val_mini do Habitat-Challenge 2020 ObjectNav quando comparada a outros resultados relatados na tabela classificativa da competicao. O resultado da pesquisa mostra que a fusao de dados em conjunto com algoritmos de aprendizado de maquina sao uma abordagem promissora para o problema de navegacao semantica. Palavras-chave: Navegacao-visual-semantica. SLAM. Aprendizado-profundo. Navegacao- Autonoma. Segmentacao-semantica.Abstract: With the rise of automation, unmanned vehicles became a hot topic both as commercial products and as a scientific research topic. It composes a multi-disciplinary field of robotics that encompasses embedded systems, control theory, path planning, Simultaneous Localization and Mapping (SLAM), scene reconstruction, and pattern recognition. In this work, we present our exploratory research of how sensor data fusion and state-of-the-art machine learning algorithms can perform the Embodied Artificial Intelligence (E-AI) task called Visual Semantic Navigation, a.k.a Object-Goal Navigation (ObjectNav) that is an autonomous navigation using egocentric visual observations to reach an object belonging to the target semantic class without prior knowledge of the environment. To perform experimentation, we propose an embodiment named VRIBot. The robot was modeled in such a way that it can be easily simulated, and the experiments are reproducible without the need for the physical robot. Three different pipelines EXchangeable, AUTOcrat, and BEyond, were proposed and evaluated. Our approach, named BEyond, reached 5th rank out of 12 on the val_mini set of the Habitat-Challenge 2020 ObjectNav when compared to other reported results on the competition's leaderboard. Our results show that data fusion combined with machine learning algorithms are a promising approach to the semantic navigation problem. Keywords: Visual-semantic-navigation. Deep-Learning. SLAM. Autonomous-navigation. Semantic-segmentation

Efficient evolutionary-based neural architecture search in few GPU hours for image classification and medical image segmentation

Orientador: Lucas Ferrari de OliveiraTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa : Curitiba, 20/09/2021Inclui referências: p. 132-139Área de concentração: Ciência da ComputaçãoResumo: O uso de aprendizagem profunda (AP) está crescendo rapidamente, já que o poder computacional atual fornece otimização e inferência rápidas. Além disso, vários métodos exclusivos de AP estão evoluindo, permitindo resultados superiores em visão computacional, reconhecimento de voz e análise de texto. Os métodos AP extraem característica automaticamente para melhor representação de um problema específico, removendo o árduo trabalho do desenvolvimento de descritores de características dos métodos convencionais. Mesmo que esse processo sejaautomatizado, a criação inteligente de redes neurais é necessária para o aprendizado adequado da representação, o que requer conhecimento em AP. O campo de busca de arquiteturas neurais (BAN) foca no desenvolvimento de abordagens inteligentes que projetam redes robustas automaticamente para reduzir o conhecimento exigido para o desenvolvimento de redes eficientes. BAN pode fornecer maneiras de descobrir diferentes representações de rede, melhorando o estado da arte em diferentes aplicações. Embora BAN seja relativamente nova, várias abordagens foram desenvolvidas para descobrir modelos robustos. Métodos eficientes baseados em evolução são amplamente populares em BAN, mas seu alto consumo de placa gráfica (de alguns dias a meses)desencoraja o uso prático. No presente trabalho, propomos duas abordagens BAN baseadas na evolução eficiente com baixo custo de processamento, exigindo apenas algumas horas de processamento na placa gráfica (menos de doze em uma RTX 2080Ti) para descobrir modelos competitivos. Nossas abordagens extraem conceitos da programação de expressão gênica para representar e gerar redes baseadas em células robustas combinadas com rápido treinamento de candidatos, compartilhamento de peso e combinações dinâmicas. Além disso, os métodos propostos são empregados em um espaço de busca mais amplo, com mais células representando uma rede única. Nossa hipótese central é que BAN baseado na evolução pode ser usado em uma busca com baixo custo (combinada com uma estratégia robusta e busca eficiente) em diversas tarefas de visão computacional sem perder competitividade. Nossos métodos são avaliados em diferentes problemas para validar nossa hipótese: classificação de imagens e segmentação semântica de imagens médicas. Para tanto, as bases de dados CIFAR são estudadas para atarefa de classificação e o desafio CHAOS para a tarefa de segmentação. As menores taxas de erro encontradas nas bases CIFAR-10 e CIFAR-100 foram 2,17% ± 0,10 e 15,47% ± 0,51,respectivamente. Quanto às tarefas do desafio CHAOS, os valores de Dice ficaram entre 90% e96%. Os resultados obtidos com nossas propostas em ambas as tarefas mostraram a descoberta de redes robustas para ambas as tarefas com baixo custo na fase de busca, sendo competitivas em relação ao estado da arte em ambos os desafios.Abstract: Deep learning (DL) usage is growing fast since current computational power provides fast optimization and inference. Furthermore, several unique DL methods are evolving, enabling superior computer vision, speech recognition, and text analysis results. DL methods automatically extract features to represent a specific problem better, removing the hardworking of feature engineering from conventional methods. Even if this process is automated, intelligent network design is necessary for proper representation learning, which requires expertise in DL. The neural architecture search (NAS) field focuses on developing intelligent approaches that automatically design robust networks to reduce the expertise required for developing efficient networks. NAS may provide ways to discover different network representations, improving the state-of-the-art indifferent applications. Although NAS is relatively new, several approaches were developed for discovering robust models. Efficient evolutionary-based methods are widely popular in NAS, buttheir high GPU consumption (from a few days to months) discourages practical use. In the presentwork, we propose two efficient evolutionary-based NAS approaches with low-GPU cost, requiring only a few GPU hours (less than twelve in an RTX 2080Ti) to discover competitive models. Our approaches extract concepts from gene expression programming to represent and generate robust cell-based networks combined with fast candidate training, weight sharing, and dynamic combinations. Furthermore, the proposed methods are employed in a broader search space, withmore cells representing a unique network. Our central hypothesis is that evolutionary-based NAScan be used in a low-cost GPU search (combined with a robust strategy and efficient search) indiverse computer vision tasks without losing competitiveness. Our methods are evaluated indifferent problems to validate our hypothesis: image classification and medical image semantic segmentation. For this purpose, the CIFAR datasets are studied for the classification task andthe CHAOS challenge for the segmentation task. The lowest error rates found in CIFAR-10 andCIFAR-100 datasets were 2.17% ± 0.10 and 15.47% ± 0.51, respectively. As for the CHAOS challenge tasks, the dice scores were between 90% and 96%. The obtained results from our proposal in both tasks shown the discovery of robust networks for both tasks with little GPU costin the search phase, being competitive to state-of-the-art approaches in both challenges