+ All Categories
Home > Technology > DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Date post: 21-Jan-2018
Category:
Upload: geekslab-odessa
View: 173 times
Download: 4 times
Share this document with a friend
37
Survey of Face Detection Approaches Yurii Pashchenko DataScience Lab, Odessa, 2017
Transcript
Page 1: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Survey of Face Detection Approaches

Yurii Pashchenko

DataScience Lab, Odessa, 2017

Page 2: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Classification vs. Detection

http://tutorial.caffe.berkeleyvision.org/caffe-cvpr15-detection.pdf 2

Page 3: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Evaluation

3

Page 4: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Evaluation metric. Receiver Operating Characteristic (ROC)

4

Page 5: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Benchmarks● FDDB● AFW● PascalFace● IJB-A● MALF● WIDER Face

5

Page 6: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

FDDB: A Benchmark for Face Detection in Unconstrained Settings

● 2 845 images with a total of 5 171 faces; ● a wide range of difficulties:

○ occlusions ○ different poses○ low resolution○ out-of-focus faces

● the specification of face regions as elliptical regions

● both grayscale and color images.

http://vis-www.cs.umass.edu/fddb/ 6

Page 7: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

FDDB. Annotation

http://vis-www.cs.umass.edu/fddb/fddb.pdf 7

Page 8: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

FDDB.Evaluation

8

Page 9: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

IARPA Janus Benchmark A (IJB-A)

• 5 712 images and 2085 videos, with an average of 11.4 images and 4.2 videos per subject

• full pose variation• joint use for face recognition and

face detection benchmarking • a mix of images and videos• wider geographic variation of

subjects• landmark locations

Brendan F Klare, Emma Taborsky, Austin Blanton, Jordan Cheney, Kristen Allen, Patrick Grother, Alan Mah, Mark Burge, and Anil K Jain. 2015. Pushing the frontiers of unconstrained face detection and recognition: IARPA Janus Benchmark A. In

Proc. IEEE Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit. 1931–1939 9

Page 10: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

IJB-A. Evaluation

* False Accept and Detection Rate are computed per image

10

Page 11: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

WIDER FACE: A Face Detection Benchmark

• It consists of 32 203 images with 393 703 labeled faces, which is 10 times larger than the current largest face detection dataset

• The faces vary largely in appearance, pose, and scale

• Annotated multiple attributes: occlusion, pose, and event categories, which allows in depth analysis of existing algorithms.

http://mmlab.ie.cuhk.edu.hk/projects/WIDERFace/ 11

Page 12: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

WIDER FACE. Annotations

https://arxiv.org/pdf/1511.06523.pdf 12

Page 13: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

WIDER FACE. Evaluation results

13

Page 14: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Comparison of Face Detection Datasets

https://arxiv.org/pdf/1511.06523.pdf 14

Page 15: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Viola-Jones Object Detector

• Very popular for Human Face Detection• May be trained for Cat and Dog Face detection• Available free in OpenCV library (http://opencv.org)

O. Parkhi, A. Vedaldi, C. V. Jawahar, and A. Zisserman. The Truth about Cats and Dogs // Proceedings of the International Conference on Computer Vision (ICCV), 2011. J.

Liu, A. Kanazawa, D. Jacobs, P. Belhumeur. Dog Breed Classification Using Part Localization // Lecture Notes in Computer Science Volume 7572, 2012, pp 172-185.

Page 16: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Main Principles

● Scanning window● Features● Integral image● Boosted feature selection● Cascaded classifier

P.A. Viola, M.J. Jones, Rapid object detection using a boosted cascade of simple features, in: CVPR, issue 1, 2001, pp. 511–518.

16

Page 17: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Scaning window

17

Page 18: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Integral Image

18

Page 19: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Features

⚫Available features:⚫ HAAR⚫ LBP⚫ HOG

⚫Too many features!⚫ location, scale, type⚫ 180,000+ possible features

associated with each 24 x 24 window

⚫Not all of them are useful!

19

Page 20: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Feature selection

⚫ Idea: Combining several weak classifiers to generate a strong classifier

α1 α

2

α3 α

T

……

α1h

1+ α

2h

2 + α

3h

3 + … + α

Th

T ><

Tthreshol

d

weak classifier (feature, threshold)h

1 = 1 or 0

20

Page 21: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Cascaded Classifier

● A 1 feature classifier achieves 100% detection rate and about 50% false positive rate.

● A 5 feature classifier achieves 100% detection rate and 40% false positive rate (20% cumulative) – using data from previous stage.

● A 20 feature classifier achieve 100% detection rate with 10% false positive rate (2% cumulative)

21

Page 22: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Viola Jones Pipeline

https://habrahabr.ru/post/133826/22

Page 23: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Viola Jones. Evaluation Results on FDDB

23

Page 24: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

A Convolutional Neural Network Cascade for Face Detection

● 12-net● 12-calibration-net● 24-net● 24-calibration-net● 48-net● 48-calibration-net

http://www.cv-foundation.org/openaccess/content_cvpr_2015/papers/Li_A_Convolutional_Neural_2015_CVPR_paper.pdf 24

Page 25: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Cascade CNN. Calibration Net

The calibration pattern adjusts the window to be

N = 45 patterns, formed by all combinations of

http://www.cv-foundation.org/openaccess/content_cvpr_2015/papers/Li_A_Convolutional_Neural_2015_CVPR_paper.pdf 25

Page 26: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Cascade CNN. Evaluation Results on FDDB

~14 fps on CPU ~100 fps on GPU

http://www.cv-foundation.org/openaccess/content_cvpr_2015/papers/Li_A_Convolutional_Neural_2015_CVPR_paper.pdf 26

Page 27: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Joint Face Detection and Alignment using Multi-task Cascaded Convolutional Networks (MTCCN)

• Improved previous approach• Joint face detection and alignment• Online Hard sample mining• Multi-source training

https://arxiv.org/pdf/1604.02878.pdf27

Page 28: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

MTCNN. Evaluation on FDDB and WIDER

https://arxiv.org/pdf/1604.02878.pdf28

Page 29: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Faster R-CNN

29

Page 30: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Region proposal network

30

Page 31: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Bootstrapping Face Detection with Hard Negative Examples

• ResNet-50• Foreground ROI thr >=0.5• Background ROI in the interval [0.1, 0.5) • Balancing bg-fg RoIs: 3:1• Hard Negative mining

https://arxiv.org/pdf/1608.02236.pdf 31

Page 32: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Face Detection using Deep Learning: An Improved Faster RCNN Approach (DeepIR)

• VGG16 architecture• Hard negative mining• Feature concatenation• Multi-scale training

https://arxiv.org/pdf/1701.08289.pdf32

Page 33: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

DeepIR. Evaluation on FDDB

DeepIR

https://arxiv.org/pdf/1701.08289.pdf33

Page 34: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

Finding Tiny Faces (HR-ER)

https://arxiv.org/pdf/1612.04402.pdf 34

Page 35: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

HR-ER. Approach

What about context?

https://arxiv.org/pdf/1612.04402.pdf 35

Page 36: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

HR-ER. Evaluation on WIDER and FDDB

https://arxiv.org/pdf/1612.04402.pdf 36

Page 37: DataScience Lab 2017_Обзор методов детекции лиц на изображение

THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!

e-mail: [email protected]: george.pashchenko

37


Recommended