Robust face recognition based on three dimensional data

Résumé : La reconnaissance faciale est l'une des meilleures modalités biomêtriques pour des applications liées à l'identification ou l'authentification de personnes. En effet, c'est la modalité utilisée par les humains; elle est non intrusive, et socialement bien acceptée. Malheureusement, les visages humains sont semblables et offrent par conséquent une faible distinctivité par rapport à d'autres modalités biométriques, comme par exemple, les empreintes digitales et l'iris. Par ailleurs, lorsqu'il s'agit d'images de texture de visages, les variations intra-classe, dues à des facteurs aussi divers que les changements des conditions d'éclairage mais aussi de pose, sont généralement supérieures aux variations inter-classe, ce qui rend la reconnaissance faciale 2D peu fiable dans des conditions réelles. Récemment, les représentations 3D de visages ont été largement étudiées par la communauté scientifique pour palier les problèmes non résolus dans la reconnaissance faciale 2D, qui sont notamment causés par les changements d'illumination et de pose. Cette thèse est consacrée à la reconnaissance faciale robuste utilisant les données faciales 3D, incluant la reconnaissance de visage 3D, la reconnaissance de visage 3D texturé ainsi que la reconnaissance faciale asymétrique 3D-2D. La reconnaissance faciale 3D, utilisant l'information géométrique 3D représentée sous forme de nuage de points 3D ou d'image de profondeur, est théoriquement non affectée par les changements dans les conditions d'illumination et peut facilement corriger, par l'application d'une approche de recalage rigide comme ICP, les changements de pose. Le principal défi réside dans la représentation, avec précision, de la surface faciale 3D, mais aussi dans le recalage robuste aux changements d'expression faciale. Dans cette thèse, nous concevons une approche efficace et performante pour la reconnaissance de visage 3D. Concernant la description du visage, nous proposons une représentation géométrique basée sur les cartes extended Local Binary Pattern (eLBP), qui décrivent de manière précise les variations de la géométrie locale de la surface faciale 3D; tandis qu'une étape combinant l'appariement local, basé 81FT, aux informations compositionnelles du visage et aux contraintes de configuration permet d'apparier des points caractéristiques, d'un même individu, entre les différentes représentations de son visage. Évaluée sur les bases de données FRGC v2.0 et Gavab DB, l'approche proposée prouve son efficacité. Par ailleurs, contrairement à la plupart des approches nécessitant une étape d'alignement précise et couteuse, notre approche, en raison de l'utilisation de l'appariement local, ne nécessite pas d'enrôlement dans des conditions de pose frontale précise et se contente seulement d'un alignement grossier. Considérant que la plupart des systèmes actuels d'imagerie 3D permettent la capture simultanée de modèles 3D du visage ainsi que de leur texture, une tendance majeure dans la littérature scientifique est d'adopter à la fois la modalité 3D et celle de texture 2D. On fait valoir que l'utilisation conjointe de ces deux types d'informations aboutit généralement à des résultats plus précis et plus robustes que ceux obtenus par l'un des deux séparément. Néanmoins, les deux facteurs clés de la réussite sont la représentation bimodale du visage ainsi que la fusion des résultats obtenus selon chaque modalité. Dans cette thèse, nous proposons une représentation bio-inspirée du visage, appelée Cartes de Gradients Orientés (Oriented Gradient Maps: OGMs), qui peut être appliqué à la fois à la modalité 3D et à celle de texture 2D. Les OGMs simulent la réponse des neurones complexes, à l'information de gradient dans un voisinage donné et ont la propriété d'être très distinctifs et robustes aux transformations affines d'illumination et géométriques. [...]
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Thèse
Other. Ecole Centrale de Lyon, 2011. English. <NNT : 2011ECDL0025>
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Soumis le : mercredi 2 mai 2012 - 01:10:29
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Document(s) archivé(s) le : vendredi 3 août 2012 - 02:35:18

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Di Huang. Robust face recognition based on three dimensional data. Other. Ecole Centrale de Lyon, 2011. English. <NNT : 2011ECDL0025>. <tel-00693158>

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