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Testes e Resultados

O pré-processamento descrito acima foi realizado em todas as imagens da base, sendo criado assim, um conjunto de imagens de olhos e outro de faces. Posteriormente, as imagens de treinamento da base de faces são utilizadas para treinar uma transformada PCA, obtendo-se, dessa forma, os eigenfaces. O mesmo foi feito para as imagens de olhos possibilitando a obtenção dos eigeneyes. Alguns eigeneyes e eigenfaces obtidos a partir de uma base treinada com 5 imagens por pessoa são mostrados na figura 5.4. A seção 3.2.2 contém maiores detalhes a respeito da transformada PCA.

[width=8cm, height=5cm]micai_eigs.eps Os quatro primeiros auto-vetores mostrados como imagens e seus respectivos auto-valores, obtidos através da base de faces (acima) e da base de olhos (abaixo)

Dois experimentos foram realizados: no primeiro utilizando três imagens por pessoa para treinar o sistema e, no segundo, cinco. Em ambos os experimentos foi utilizada apenas uma imagem de teste por pessoa, a qual não foi utilizada no treinamento. A classificação foi efetuada utilizando a técnica do vizinho mais próximo.

Os resultados obtidos são bastante satisfatórios como meios de comparação entre faces e olhos para reconhecimento de pessoas. Obviamente, se forem realizados testes utilizando imagens pertencentes ao conjunto de treinamento, a taxa de acerto será de 100%, já que foi utilizado o classificador de vizinho mais próximo (vide seção 2.2.3). Os resultados dos testes realizados com imagens que não pertenciam ao conjunto de treinamento estão ilustrados nas tabelas 5.1 (com treinamento usando 3 imagens por pessoa) e 5.2 (com treinamento usando 5 imagens por pessoa).


Desempenho do classificador para reconhecimento de olhos e de faces quando treinado com 3 imagens por pessoa.
# Auto- Olhos Faces
vetores % %
3 25,00 31,25
4 25,00 37,50
5 50,00 37,50
10 56,25 43,75
13 62,50 43,75
15 62,50 43,75
24 62,50 43,75
48 62,50 43,75


Desempenho do classificador para reconhecimento de olhos e de faces quando treinado com 5 imagens por pessoa.
# Auto- Olhos Faces
vetores % %
3 40,00 46,67
15 73,33 66,67

Através dessas tabelas, é possível notar que, em geral, o reconhecimento com olhos foi melhor que com faces. Esse fato é intuitivamente inesperado, já que as imagens de faces contém mais informações que as de olhos. Mas, devido ao problema da dimensionalidade, sabe-se que o aumento na dimensionalidade dos dados deve ser compensado por um aumento do número de exemplos de treinamento para que a taxa de acerto permaneça estável. Isso justifica o fato de que as taxas de reconhecimento aumentam significativamente para ambos os sistemas de classificação quando se aumenta o tamanho do conjunto de treinamento. Além disso, pode-se notar que, quando treinado com 3 imagens por pessoa, o desempenho do sistema não melhora se forem utilizados mais que 13 auto-vetores. Isso ocorre pois 13 é a dimensionalidade ideal para esse problema, o que indica que esse número de autovetores é suficiente para discriminar esses padrões. Portanto, quando são utilizados mais autovetores, esses não adicionam informações relevantes para a classificação. Maiores detalhes sobre o problema da dimensionalidade estão na seção 2.3.

Além desse problema genérico de reconhecimento de padrões, há um fator relativo às seguintes propriedades específicas da face que corroboram com esses resultados [Gong et al., 2000]:

Por isso, as imagens de faces são mais distorcidas, esse fato causa uma maior dificuldade em obter boas taxas de reconhecimento usando tais imagens com um conjunto de treinamento pequeno. Isso requer que o classificador tenha um poder de generalização maior, já que essas partes da face são características que podem ser muito correlacionadas e ruidosas. Assim, para possibilitar a obtenção de boas taxas de acerto utilizando imagens de toda a face, dever-se-ia aumentar o tamanho do conjunto de treinamento [Campos et al., 2000d].


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Teofilo Emidio de Campos 2001-08-29