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Mémoire de Maîtrise
DOI
Document
Auteur
Nom complet
Sama Rouhani
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2019
Directeur
Jury
Osório, Fernando Santos (Président)
Aroca, Rafael Vidal
Delbem, Alexandre Cláudio Botazzo
Luppe, Maximiliam
Titre en portugais
Reconhecimento de face e de prova de vida com Tensorflow para criação de um sistema de segurança voltado a residências e a ambientes de acesso restrito
Mots-clés en portugais
Inteligência artificial
Prova de vida
Reconhecimento facial
Redes neurais
Segurança
Resumé en portugais
O reconhecimento de faces é aplicado em várias tecnologias de segurança, como desbloqueios de celular, autenticação de entradas e saídas de estabelecimentos, meios de pagamentos via aplicativos móveis e outros. Para melhorar a confiança nos sistemas de segurança, foi desenvolvido também um reconhecedor de vida, com o uso do espectrograma da voz do usuário. Esse projeto propõe a criação de um sistema de segurança de autenticação de portas de residências e de acesso a salas e ambientes restritos (p.ex. laboratórios de pesquisa), com a aplicação das técnicas de reconhecimento de faces e de prova de vida, através de Deep Learning e Aprendizagem de Máquina, com o auxílio da ferramenta Tensorflow (um framework de aprendizado de máquina bastante utilizado no mercado), e com isso, criar um protótipo do sistema de reconhecimento facial e de vida, que pode ser facilmente convertido em um produto comercial. O projeto foi dividido em quatro redes neurais(RN-1, 2, 3, 4). A primeira, RN-1, consiste em treinar a rede com a base LFW ( Face Dataset ) para obter a melhor arquitetura de Aprendizado de Máquina. Então a aplicação realiza a captura da imagem e da voz do usuário. Na segunda rede, RN-2, utilizou-se dessa arquitetura selecionada para treinar a rede em base própria de reconhecimento de face (de complexidade 1:N), que foi criada especificamente para este trabalho. A terceira, RN-3, corresponde ao Reconhecimento da Prova de Vida (de complexidade 1:N), pois o sistema verifica se a voz (áudio) se refere à mesma pessoa da RN-2, evitando que o sistema seja enganado com a simples apresentação de uma foto/imagem no lugar da face humana real ou mesmo de um gravador de voz. Isso aumenta muito o grau de confiabilidade da aplicação, pois a verificação é dupla. A quarta rede, RN-4,(de complexidade 1:1) verifica também a voz da pessoa, porém há somente 2 classes: a do indivíduo em questão e a classe outros (outros usuários), portanto, haverá uma rede separada para cada usuário. Essa análise aumenta ainda mais o grau de confiabilidade da aplicação. Os resultados mostraram que: dentre 9 arquiteturas testadas, na RN-1, apenas a mobilenet_1.0_128 obteve os melhores resultados; a acurácia da rede, com a base própria na RN-2, obteve resultados muito melhores do que na RN-1 com a base LFW; o espectrograma de voz analisado na RN-3 obteve resultados muito satisfatórios com acurácia chegando a 92%; já na RN-4 as acurácias das redes chegaram a 100%.
Titre en anglais
Face recognition and "proof of life" with Tensorflow to create a security system focused on residences and restricted access environments
Mots-clés en anglais
"Proof of life"
Artificial intelligence
Face recognition
Neural networks
Safety
Resumé en anglais
Face recognition is applied in lot of security technologies, such as mobile unlocking, authentication of station inputs and outputs, payment options by mobile applications, and more. To improve confidence in security systems, a life recognizer has also been developed with the use of the user's voice spectrogram. This project proposes creation of a door entry security system and access to classrooms and restricted environments, with an application of face recognition and Life-Proof techniques, through the Deep Learning and Machine Learning, using Tensorflow tool, a framework of machine learning, the most famous of the market, with the objective of creating a prototype to a commercial product. The project was divided into four neural networks (RN-1, 2, 3, 4). The first, RN-1, consists in training a network with LFW (Face Dataset) to get the best architecture. Then the application makes a capture of the image and the voice of the user. In the second network, RN-2, we used this selected architecture to train the network based on its own face recognition dataset (1: N complexity), which was created specifically for this project. The third, RN-3, corresponds to the "Life-Proof" Recognition (of complexity 1: N), since the system checks if the voice refers to the same person as the RN-2, with the simple presentation of a photo / image in place of the actual human face or even of a voice recorder. This greatly increases the degree of reliability of the application, since the verification is double. The fourth network, RN-4 (1: 1 complexity) also verifies the person's voice, but there are only 2 classes: one of the individual in question and the class "other" (other users), so there will be a separate network for each person. This analysis improve the degree of reliability of the application. The results showed the best architecture was the mobilenet_1.0_128; the network with the own dataset (RN-2) obtained much better results than the network with the LFW base (RN-1); the voice spectrogram analyzed in RN-3 obtained very satisfactory results with accuracy reaching 92%; already in RN-4 the accuracy of the networks reached 100%.
 
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SamaRouhani.pdf (3.81 Mbytes)
Date de Publication
2019-08-21
 
AVERTISSEMENT: Apprenez ce que sont des œvres dérivées cliquant ici.
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