Xây dựng công cụ nhận dạng khuôn mặt theo thời gian thực hiện trên nền hệ điều hành mã nguồn mỡ

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu xây dựng phần mềm nhận diện khuôn mặt theo thời gian thực trên hệ điều hành mã nguồn mở áp dụng phương pháp trích rút các thành phần chính ma trận đặc trưng, đặc tính màu của ảnh. Phần mềm được thử nghiệm trên kít phát triển Pandaboard của hãng Texas Instrument sử dụng chip 02 lõi ARM-Cotex A9 với hệ điều hành Linux. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy công cụ đã làm việc khá hiệu quả và có khả năng áp dụng vào thực tiễn trên nhiều lĩnh vực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng công cụ nhận dạng khuôn mặt theo thời gian thực hiện trên nền hệ điều hành mã nguồn mỡ Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> <br /> X©y dùng c«ng cô nhËn D¹ng khu«n mÆt<br /> theo thêi gian thùc trªn nÒn hÖ ®iÒu hµnh<br /> m· nguån më<br /> NguyÔn B¸ §¹i*, D­¬ng Quèc Dòng**<br /> <br /> Tãm tắt: Bµi b¸o tr×nh bµy kÕt qu¶ nghiªn cøu x©y dùng phÇn mÒm nhËn diÖn<br /> khu«n mÆt theo thêi gian thùc trªn hÖ ®iÒu hµnh m· nguån më ¸p dông ph­¬ng<br /> ph¸p trÝch rót c¸c thµnh phÇn chÝnh ma trËn ®Æc tr­ng, ®Æc tÝnh mµu cña ¶nh.<br /> PhÇn mÒm ®­îc thö nghiÖm trªn kÝt ph¸t triÓn Pandaboard cña h·ng Texas<br /> Instrument sö dông chip 02 lâi ARM-Cotex A9 víi hÖ ®iÒu hµnh Linux. KÕt qu¶ thö<br /> nghiÖm ban ®Çu cho thÊy c«ng cô ®· lµm viÖc kh¸ hiÖu qu¶ vµ cã kh¶ n¨ng ¸p dông<br /> vµo thùc tiÔn trªn nhiÒu lÜnh vùc.<br /> <br /> Tõ khãa: ThÞ gi¸c m¸y, Xö lý ¶nh, NhËn d¹ng ®èi t­îng, M· nguån më, NhËn d¹ng mÆt, PCA.<br /> <br /> 1. ®Æt vÊn ®Ò<br /> Khu«n mÆt ng­êi ®ãng vai trß quan träng trong c¸c t­¬ng t¸c x· héi cña chóng<br /> ta, cho phÐp chóng ta nhËn d¹ng ®­îc ng­êi nµy víi ng­êi kh¸c. ViÖc nhËn d¹ng<br /> ®èi t­îng dùa vµo khu«n mÆt nhËn ®­îc sù quan t©m ®¸ng kÓ trong nh÷ng n¨m gÇn<br /> ®©y do tiÒm n¨ng cña nã cho hµng lo¹t c¸c øng dông trong ®iÒu khiÓn robot, trong<br /> c¸c øng dông an ninh nh­ xuÊt nhËp c¶nh, qu¶n lý tßa nhµ, qu¶n lý c¸c ca kÝp lµm<br /> viÖc trong c¸c ph©n x­ëng, nhËn d¹ng vµ truy b¾t téi ph¹m NhËn d¹ng mÆt ng­êi<br /> (Face Recognition) lµ mét lÜnh vùc nghiªn cøu cña ngµnh thÞ gi¸c m¸y (Computer<br /> Vision) vµ cã liÖn hÖ mËt thiÕt víi c¸c nghiªn cøu cña ngµnh sinh tr¾c häc. Nã cã<br /> nhiÒu ®iÓm t­¬ng tù víi c¸c nghiªn cøu nhËn diÖn mèng m¾t hay nhËn d¹ng v©n<br /> tay mµ c¸c nghiªn cøu ®· ®¹t ®Õn sù chÝn muåi. Tuy nhiªn nhËn khu«n mÆt vÉn cßn<br /> lµ mét vÊn ®Ò phøc t¹p, khoa häc ®ang gÆp nhiÒu khã kh¨n khi gi¶i quyÕt nã ®Æc<br /> biÖt lµ bµi to¸n x©y dùng hÖ thèng lµm viÖc theo thêi gian thùc do c¸c giíi h¹n vÒ<br /> tèc ®é, bé nhí l­u tr÷ ®èi víi c¸c Board ho¹t ®éng ®éc lËp.<br /> HÖ thèng nhËn d¹ng khu«n mÆt thêi gian thùc lµ hÖ thèng nhËn d¹ng khu«n mÆt<br /> tõ nh÷ng h×nh ¶nh video mµ ®­îc cung cÊp bëi camera. Nh­ vËy, hÖ thèng nµy sö<br /> dông cïng lóc hai kü thuËt ®ã lµ kü thuËt nhËn diÖn khu«n mÆt vµ kü thuËt nhËn<br /> d¹ng, ph©n líp ®èi t­îng.<br /> Ngµy nay, c¸c hÖ thèng nhóng ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ ®­îc øng dông rÊt réng r·i<br /> trong c¸c hÖ thèng kü thuËt còng nh­ c¸c thiÕt bÞ cÇm tay. HÖ thèng nhóng víi hÖ<br /> ®iÒu hµnh ®ãng vai trß quan träng trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn ®ã. Cã rÊt nhiÒu c¸c hÖ<br /> ®iÒu hµnh nhóng ®­îc ra ®êi nh­ c¸c hÖ ®iÒu hµnh Windows CE, VxWorks (Wind<br /> River Systems), Windows NT, QNX RTOS vµ Linux.<br /> Trong nh÷ng hÖ ®iÒu hµnh trªn, hÖ ®iÒu hµnh m· nguån më Linux ®­îc ®Æc biÖt<br /> quan t©m v× søc m¹nh còng nh­ tµi nguyªn to lín cña nã cho viÖc ph¸t triÓn c¸c hÖ<br /> thèng nhóng víi CPU ®a lâi. Mét thùc tÕ kh«ng thÓ phñ nhËn lµ Linux hay nãi<br /> chung c¸c dßng hÖ ®iÒu hµnh ph¸t triÓn tõ Unix lµ tèc ®é xö lý nhanh h¬n h¼n c¸c<br /> Window bëi lý do Linux ®¹t ®­îc hiÖu qu¶ cao trong viÖc qu¶n lý vµ sö dông tµi<br /> nguyªn hÖ thèng. Ngoµi ra nã lµ hÖ ®iÒu hµnh miÔn phÝ víi m· nguån më, cho phÐp<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN Qu©n sù, Sè 29, 02 - 2014<br /> 53<br />  Kü thuËt ®iÖn tö & Khoa häc m¸y tÝnh<br /> <br /> ng­êi dïng can thiÖp s©u, tèi ­u hãa c¸c phÐp to¸n ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng tÝnh to¸n, ®¸p<br /> øng yªu cÇu thêi gian thùc trong mét sè bµi to¸n.<br /> Môc tiªu cña ®Ò tµi lµ nghiªn cøu x©y dùng c«ng cô nhËn d¹ng mÆt trªn c¸c thiÕt<br /> bÞ cã tèc ®é xö lý còng nh­ tµi nguyªn h÷u h¹n ®Ó ¸p dông cho c¸c bµi to¸n thùc<br /> tiÔn cô thÓ lµm viÖc theo thêi gian thùc, vÝ dô nh­ c¸c bé chÊm c«ng cho nh©n viªn<br /> c«ng ty, nhµ m¸y; thiÕt bÞ gi¸m s¸t vµo ra cho c¸c ®¬n vÞ cã tÝnh an ninh, b¶o mËt<br /> cao...ThiÕt bÞ ph¶i ®¶m b¶o gän nhÑ, ho¹t ®éng æn ®Þnh vµ nhËn diÖn ®­îc c¸c ®èi<br /> t­îng ®ang di chuyÓn ë tèc ®é cña ng­êi ®i bé b×nh th­êng. Trong ph¹m vi bµi b¸o,<br /> t¸c gi¶ nghiªn cøu øng dông c¸c kü thuËt nhËn diÖn ®èi t­îng, ph­¬ng ph¸p sö<br /> dông khu«n mÆt ®Æc tr­ng (Eigenfaces) kÕt hîp víi ph­¬ng ph¸p so s¸nh t­¬ng<br /> quan ®Ó so khíp vµ nhËn d¹ng ®èi t­îng. Trong ®ã, t¸c gi¶ tËp trung nghiªn cøu<br /> kh¶ n¨ng øng dông cña ph­¬ng ph¸p mÆt ®Æc tr­ng (Eigenfaces) cho bµi to¸n x©y<br /> dùng bé ®Æc tr­ng nhËn d¹ng mÆt, ®ång thêi xem xÐt c¸c th«ng sè ¶nh h­ëng ®Õn<br /> thêi gian tÝnh tÝnh to¸n, ­íc l­îng ®Ó ®­a ra bé th«ng sè ¶nh ®Çu vµo ®¶m b¶o tèc<br /> ®é tÝnh to¸n ®¸p øng yªu cÇu bµi to¸n thêi gian thùc trªn board nhóng. Tõ c¸c<br /> th«ng sè thu ®­îc, t¸c gi¶ ®· tiÕn hµnh thö nghiÖm trªn kÝt ph¸t triÓn Pandaboard<br /> cña h·ng Texas Instrument sö dông chip 02 lâi ARM-Cotex A9 víi hÖ ®iÒu hµnh<br /> Linux vµ thu ®­îc kÕt qu¶ kh¶ quan.<br /> <br /> 2. néi dung gi¶i quyÕt<br /> 2.1. Lùa chän ph­¬ng ph¸p<br /> Nh­ ®· nãi ë trªn, ®Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n nhËn d¹ng mÆt ng­êi theo thêi gian<br /> thùc, cÇn gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò vÒ nhËn diÖn khu«n mÆt vµ nhËn d¹ng, ph©n líp ®èi<br /> t­îng.<br /> §Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n nhËn d¹ng khu«n ...