Detail publikace

Head Poses and Grimaces: Challenges for automated face identification algorithms?

URBANOVÁ, P.; GOLDMANN, T.; ČERNÝ, D.; DRAHANSKÝ, M. Head Poses and Grimaces: Challenges for automated face identification algorithms?. SCIENCE & JUSTICE, 2024, vol. 64, no. 4, p. 421-442. ISSN: 1355-0306.
Název česky
Polohy hlavy a grimasy: Výzvy pro automatizovanou identifikaci obličejů?
Typ
článek v časopise
Jazyk
anglicky
Autoři
Urbanová Petra, prof. RNDr., Ph.D. (UITS)
Goldmann Tomáš, Ing., Ph.D. (UITS)
Černý Dominik, Mgr.
DRAHANSKÝ, M.
URL
Klíčová slova

forenzní identifikace, automatizované algoritmy, pozice hlavy, výrazy obličeje

Abstrakt

V dnešních biometrických a komerčních aplikacích se špičkové zpracování obrazu
spoléhá výhradně na umělou inteligenci a strojové učení, což zajišťuje vysokou
úroveň přesnosti. Tyto principy jsou však hluboce zakořeněny v abstraktních
a složitých "black-box systémech". Při aplikaci na forenzní identifikaci obrazu
tak vyvstávají obavy ohledně transparentnosti a odpovědnosti. Tato studie zkoumá
vliv dvou náročných faktorů na automatizovanou identifikaci obličejů: výrazu
tváře a polohy hlavy. Výzkumný vzorek tvořily 3D modely obličejů s devíti
prototypovými výrazy, získané od 41 účastníků (13 mužů, 28 žen) evropského původu
ve věku od 19,96 do 50,89 let. Předzpracování zahrnovalo převod 3D modelů na 2D
barevné snímky (256×256 px). Testovací sada obsahovala 9 snímků na osobu
s neutrálním výrazem a polohami hlavy odlišujícími se o 5° ve směrech
doleva-doprava (yaw) a nahoru-dolů (pitch). Druhá sada zahrnovala 3 610 snímků na
osobu, přičemž úhly hlavy se měnily v krocích po 5° od -45° do 45° a obsahovaly
různé výrazy tváře, tvořící cílové snímky. Párové porovnání pomocí ArcFace,
algoritmu pro rozpoznávání obličejů, vygenerovalo 54 615 690 hodnot míry
nepodobnosti. Výsledky ukazují, že malé odchylky hlavy v testovacích snímcích
mají minimální vliv na přesnost. Výkon se však zhoršoval s rostoucí odchylkou
cílových snímků od čelní polohy. Pohyb hlavy zprava doleva měl menší vliv než
pohyb nahoru a dolů, přičemž sklon dolů měl menší dopad než sklon nahoru.
Nejnižší přesnost byla zaznamenána při náklonu hlavy vzhůru o 45°. Hodnoty
rozdílového skóre (míry nepodobnosti) byly konzistentně vyšší u mužů než u žen
napříč všemi zkoumanými faktory. Výraznější rozdíly ve výkonu se objevily při
pohybech hlavy nahoru, a to již od úhlu 15°. Mezi testovanými výrazy dosáhly
nejlepších výsledků výrazy radost a pohrdání, zatímco nejnižší hodnoty AUC byly
zaznamenány u výrazu odporu.

Rok
2024
Strany
421–442
Časopis
SCIENCE & JUSTICE, roč. 64, č. 4, ISSN 1355-0306
DOI
10.1016/j.scijus.2024.06.002
UT WoS
001262494100001
EID Scopus
2-s2.0-85196971579
BibTeX 
@article{BUT189728,
  author="URBANOVÁ, P. and GOLDMANN, T. and ČERNÝ, D. and DRAHANSKÝ, M.",
  title="Head Poses and Grimaces: Challenges for automated face identification algorithms?",
  journal="SCIENCE & JUSTICE",
  year="2024",
  volume="64",
  number="4",
  pages="421--442",
  doi="10.1016/j.scijus.2024.06.002",
  issn="1355-0306",
  url="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1355030624000522"
}
Nahoru