Detail publikace
Head Poses and Grimaces: Challenges for automated face identification algorithms?
Goldmann Tomáš, Ing., Ph.D. (UITS)
Černý Dominik, Mgr.
DRAHANSKÝ, M.
forenzní identifikace, automatizované algoritmy, pozice hlavy, výrazy obličeje
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.
@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"
}