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View/Open - Instituto Politécnico Nacional

1. global T global S global xx global yy T T str2double get handles editl String S str2double get handles edit2 String xx str2double get handles edit3 String yy str2double get handles edit4 String i Js 59 Car_Mat zeros T S xx yy x0 X xx 5 y0 Y yy fi 0 S 1 pi S definimos los valores de los angulos for i 1 T F i pi 2 i definicion del tama o del radio de la gausiana end 355 generar matriz de mismo tama o que un bloque de imagen de rostro acentro x0 2 round x0 2 if acentro xv fix x0 2 fix x0 2 1 indice de x centro 0 yv fix y0 2 fix y0 2 1 5 indice de y centro 0 end if acentro 0 xv fix x0 2 fix x0 2 indice de x centro 0 yv fix y0 2 fix y0 2 55 indice de y centro 0 end ind_Gabor 1 face zeros xXx yy for ind F 1 T 54 combinaciones de F fi c_F F ind_F for ind_fi 1 S c_fi fi ind_fi XVp xv cos c_fi yv sin c_fi S S aplicaci n de rotaci n yVp xv sin c_fi yv cos c_fi S S aplicaci n de rotaci n Gauss g XVp yvp x0 Mc Ms Mod_cs c_F xv yv c_fi Hc Gauss Mc g es funci n gausiana Hs Gauss Ms ind_bloque 1 Magc 1 oro 1 for bloque_x 1 xx 5 5 96 bloques en una imagen for bloque_y 1 yy B imagen2 y0 bloque_y 1 1 y0 bloque_y x0 bloque_x 1 1 x0 bloque_x Corr_Hc sum sum B Hc Corr_Hs sum
2. Despliega los resultados de la aproximacion y los coeficientes del nivel axes handles axes2 image wcodemat A2 192 axes handles axes3 image wcodemat V2 192 axes handles axes4 image wcodemat H2 192 axes handles axes5 image wcodemat D2 192 axes handles axes6 image wcodemat V1 192 axes handles axes7 image wcodemat H1 192 axes handles axes8 image wcodemat D1 192 Srecostruccion de la imagen original desde los niveles de descomposicion XO waverec2 C S f1 compresion de la imagen thr so kk ddencmp cmp wv gd ddcomp CXC LXC PERF0 PERFL2 wdencmp gb1 C S f1 2 thr so kk axes handles axes9 imshow ddcomp title Compressed Image Executes on button press in pushbutton5 function pushbutton5_Callback hObject eventdata handles sGUARDAR hobject handle to pushbutton5 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA open savewavelet fig 80 Executes on selection change in popupmenu2 function popupmenu2_Callback hObject eventdata handles o o hObject handle to popupmenu2 see GCBO o handles structure with oe Hints contents get hOb A AS from popupmenu2 global fi val get hObject Value if val fi db1 else if val fi coifl else if v
3. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA SECCION DE ESTIDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACION UNIDAD CULHUACAN ELABORACION DE ALGORITMOS PARA LA EXTRACCION DE CARACTERISTICAS DE ROSTROS CON MATLAB TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS DE INGENIERIA EN MICROELECTRONICA PRESENTA JAZMIN RODRIGUEZ SANCHEZ ASESORES ESIME DR H CTOR P REZ MEANA See DR DANIEL CRUZ PEREZ MEXICO D F JULIO 2010 SIP 14 BIS INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL SECRETARIA DE INVESTIGACION Y POSGRADO ACTA DE REVISION DE TESIS En la Ciudad de M xico D F siendo las _ 11 30 _ horas deld a 16 delmes de junio del 2010 se reunieron los miembros de la Comisi n Revisora de Tesis designada por el Colegio de Profesores de Estudios de Posgrado e Investigaci n de SEPI ESIME CULH para examinar la tesis titulada Elaboraci n de algoritmos para la extracci n de caracter sticas de rostros con matlab Presentada por el alumno Rodr guez S nchez Jazm n Apellido paterno Apellido materno Nombre s Con registro a_ o s lo 3 5 Ja aspirante de Maestr a en Ciencias de Ingenier a en Microelectr nica Despu s de intercambiar opiniones los miembros de la Comisi n manifestaron APROBAR LA TESIS en virtud de que satisface los requisitos se alados por las disposiciones reglamentarias vigentes LA COMISI N REVISORA Directores de tesis
4. A A A AS pi n See also GUIDE GUIDATA GUIHANDL o Edit the above text to modify the response to help menu o Last Modified by GUIDE v2 5 18 Nov 2009 10 02 58 9 Begin initialization code DO NOT EDI gui_Singleton 1 gui_State struct gui_Name mfilename gui_Singleton gui_Singleton gui_OpeningFcn menu_OpeningFcn gui_OutputFcen menu_OutputFcn gui_LayoutFecn EJ y gui_Callback al if nargin amp amp ischar varargin 1 gui_State gui_Callback str2func varargin 1 end 64 if nargout varargout l nargout gui_mainfcn gui_State varargin else gui_mainfcn gui_State varargin end End initialization code DO NOT EDIT A Executes just before menu is made visible function menu_OpeningFcen hObject eventdata handles varargin This function has no output args see OutputFcn AS hObject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA varargin command line arguments to menu see VARARGIN AS Choose default command line output for menu andles output hObject Ds Ao Update handles structure guidata hObject handles o UIWAIT makes menu wait for user response s UIRESUME uiwait handles figurel AS Outputs from this function are returned to the command line
5. Duchen S nchez Dr Gonzal ys Dr Gualberto Aguilar Torres PRESIDENTE DEL COLEGIO E PROFESORES Dr Gonzalg Is Duchen S nchez INSTITUTO POLITECNICO NACI ONAL SECRETAR A DE INVESTIGACI N Y POSGRADO CARTA CESI N DE DERECHOS En la Ciudad de M xico D F el d a 26 del mes julio del a o 2010 el la que suscribe Jazmin Rodriguez S nchez _ alumna del Programa de Maestr a en Ciencias de Ingenier a en Microelectr nica con n mero de registro A080354 adscrito a La Escuela Superior de Ingenier a Mec nica y El ctrica Unidad Culhucan manifiesta que es autora intelectual del presente trabajo de Tesis bajo la direcci n del Dr H ctor Manuel P rez Meana y del Dr Daniel Cruz P rez y cede los derechos del trabajo titulado Elaboraci n de Algoritmos para la Extracci n de Caracter sticas Rostros con Matlab al Instituto Polit cnico Nacional para su difusi n con fines acad micos y de investigaci n Los usuarios de la informaci n no deben reproducir el contenido textual gr ficas o datos del trabajo sin el permiso expreso del autor y o director del trabajo Este puede ser obtenido escribiendo a la siguiente direcci n _hmperezm ipn mx Si el permiso se otorga el usuario deber dar el agradecimiento correspondiente y citar la fuente del mismo PX Jazm n Rodr guez S nchez AGRADECIMIENTOS Quisiera dedicar mi tesis en primer lugar a Dios por darme la oportunidad de terminar este p
6. SaveGaborAs_OpeningFcn gui_OutputFcn SaveGaborAs_OutputFcn gui_LayoutFecn ll gui_Callback IDA if nargin amp amp ischar varargin 1 gui_State gui_Callback str2func varargin 1 end oe AS AS if nargout varargout l nargout gui_mainfcn gui_State varargin else gui_mainfcn gui_State varargin end End initialization code DO NOT EDIT o 9 Executes just before SaveGaborAs is made visible function SaveGaborAs_OpeningFcn hObject eventdata handles varargin This function has no output args see OutputFcn hObject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB ol 71 ol handles structure with handles and user data see GUIDATA varargin command line arguments to SaveGaborAs see VARARGIN Choose default command line output for SaveGaborAs andles output hObject ol Update handles structure guidata hObject handles A UIWAIT makes SaveGaborAs wait for user respons s UTRESUME uiwait handles figurel Ao Outputs from this function are returned to the command line function varargout SaveGaborAs_OutputFcn hObject eventdata handles varargout cell array for returning output args see VARARGOUT hObject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user
7. Update handles structure guidata hObject handles Ao UIWAIT makes gabor wait for user response s UIRESUME uiwait handles figurel AS AS Outputs from this function are returned to the command line function varargout gabor_OutputFen hObject eventdata handles varargout cell array for returning output args see VARARGOUT hObject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA o Get default command line output from handles structure varargout 1 handles output 57 A A AS FIGU Dey Wi functi hobj even functi hObj even hand close S RAS Executes on button press in pushbuttonl on pushbuttonl_Callback hObject eventdata ect handle to pushbuttonl see GCBO tdata reserved to be defined in a future les structure with handles and user data all menu fig Executes on button press in pushbutton2 on pushbutton2_Callback hObject eventdata ect handle to pushbutton2 see GCBO tdata reserved to be defined in a future les structure with handles and user data all Executes on button press in pushbutton3 handles SREGRESAR version of MATLAB see GUIDATA handles SALIR version of MATLAB see GUIDATA handles SABRIR IMAGEN version of MATLAB see GUIDATA functio
8. genes donde se extraen las caracter sticas principales obtenidos por alguno de los m todos antes mencionados permitiendo demostrar que los vectores caracter sticos son diferentes para cada persona y presentan peque as variaciones si la imagen de un individuo sufre cambios no muy significativos El enfoque de este proyecto en estos m todos es debido a que estos son los de mayor difusi n en lo que corresponde a extracci n de caracter sticas dada su practicidad y facilidad de manejo Es importante mencionar que el toolbox que se realizo permite al usuario de manera amigable utilizar los datos obtenidos como m s le convenga haciendo que sea sencillo su almacenamiento y utilizaci n en alg n otro m todo para cualquier necesidad que pudiese tener el usuario en un futuro El toolbox cuenta con cuatro ventanas de trabajo de las cuales la primera muestra un men con los m todos de extracci n que puede utilizar el usuario una vez seleccionado el m todo le sit a en una sub ventana correspondiente al m todo seleccionado en esta ventana se podr realizar el an lisis en donde se deber n ingresar los datos que en la ventana se especifican de lo i contrario no permitir realizar el an lisis De las ventanas principales del toolbox las tres restantes var an con relaci n al m todo seleccionado de tal forma que puedan ser utilizadas de una forma m s personalizada El sistema pretende ser una herramienta de trabajo para cualqu
9. set hObject BackgroundColor white en d function edit4_ Callback hObject eventdata handles A A A o A AS hObject handle to edit4 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Hints get hObject String returns contents of edit4 as text str2double get hObject String returns contents of edit4 as a double Executes during object creation after setting all properties function edit4 CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to edit4 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns called 61 Hint edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER if ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end o Executes on button press in pushbutton5 function pushbutton5_Callback hObject eventdata handles hObject handle to pushbutton5 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA ol A AS open SaveGaborAs fig B 4 Funci n Imagen vararigin function varargout imagen varargin IMAGEN M file for image
10. 1 Adquirir un conjunto de im genes de entrenamiento 2 Calcular los Eigenfaces del conjunto de entrenamiento almacenando solamente las M mejores im genes con los m s altos Eigenvalores Estas M im genes definen el espacio de rostro 3 Calcular la correspondiente distribuci n del espacio de rostros M dimensional para cada individuo conocido imagen de entrenamiento proyectando su imagen de rostro sobre el espacio de rostro El c lculo del m todo de Eigenfaces es el siguiente Se obtiene una imagen de rostro F x y de dos dimensiones NxN Una imagen tambi n puede ser un vector de dimensi n N2 El objetivo del an lisis de componentes principales es encontrar el vector que mejor describa la distribuci n de im genes de rostro sin el espacio de imagen entero 27 Estos vectores definen el subespacio de im genes de rostro llamado espacio de rostro Cada vector es de longitud N lo cual describe una imagen NxN y es una combinaci n lineal de las im genes de rostro originales Debido a que estos vectores son los Eigenvectores de la matriz de covarianza correspondiente a las im genes de rostro originales y debido a que son parecidos a los rostros se les llama Eigenfaces Considerando inicialmente M rostros de entrenamiento cada uno con NxN pixeles BBB IM 5 10 Se representa cada matriz ri como un vector de N x1 elementos siendo NxN el tama o de la imagen Seguidamente se calcula el promedio de las M
11. Bot n Eigenfaces abre la ventana que permite aplicar el m todo de Eigenfaces e Bot n Gabor Filter abre la ventana que permite aplicar el m todo del filtro de Gabor e Bot n Discrete wavelet tarnsform abre la ventana que permite aplicar la transformada discreta de Wavelet e Bot n Close cierra la ventana 20 3 1 EIGENFACES Para esta parte del desarrollo de la caja de herramientas se utilizo el programa de Eigenfaces haci ndole algunas variaciones para poder hacerlo capaz de soportar los requerimientos de la caja de herramientas EIGENFACES 1 Panel Number of images Open Images Files type JPG 0 8 0 6 Analyze Fig 6 Componentes principales de la pantalla de Eigenfaces Componentes de la ventana de Eigenfaces Number of images permite elegir el numero de rostros de una misma persona que se desean analizar Open images le situa en la pantalla para abrir las imagenes que se desean analizar en la pantalla aparece la ventana correspondiente a las carpetas donde se encuentren las imagenes estas imagenes deben de estar guardadas en el mismo directorio donde se encuentra el Toolbox ya que solo abre subcarpetas de esta 21 Browse For Folder A ES Select Directory to Open Lo 3 SEMESTRE de Articulos j 4 avances tesis de avances Le imagenes 4 programas eigenfaces Labor Folder eigenfaces Make New Fo
12. M file 5KB Ji Maestria Fl E Mod_cs 25 05 2007 01 55 MATLAB M file 1KB Ji ter semestre F saveeigen 02 03 2010 10 30 MATLAB Figure 3KB 2do semestre saveeigen 03 03 2010 11 24 a MATLAB M file 8KB 3 semestre SaveGaborAs asv 23 04 2010 11 36 a ASV File 8 KB l 3er semestre T SaveGaborAs 23 04 2010 11 21 a MATLAB Figure 3K8 d articulo 2009 SaveGaborAs 23 04 2010 11 39 a MATLAB M file 8 KB de Articulos _ wavel asv 02 03 2010 11 29 ASV File 8 KB Ji avances tesis H wavel 03 03 2010 11 27 a MATLAB Figure 19 KB de avances H wavel 02 03 2010 11 56 MATLAB M file 9KB J programas Ji eigenfaces de gabor E A eigen Date modified 18 03 2010 12 52 p m MATLAB M file Size 16 3 KB Date created 19 11 2009 12 34 p m Fig 21 Organizaci n de la Carpeta toolfeatureextract 34 Cada pantalla del Toolbox est guardada en una funci n independiente a las dem s Para la instalaci n del Toolbox se debe de guardar esta carpeta en la direcci n deseada Despu s en Current Directory se selecciona la direcci n donde se guardo el Toolbox MATLAB 74 0 R2007a File Edt View Debug Desktop Window Help os ha oo o Y Current Directory CAUSersUaDhazaWDocumentsVazrlMeestrislavences tesistprogramasiToolbcrfeatureestras Y 67 Shortcuts Z Howto Add 2 What s New To get started select MATLAB Help or Damas from the Help menu x Figure Mofile Figure Nefile Mile I
13. after all CreateFcns called ol A 74 Hint edit controls usually have a white background on Windows A See ISPC and COMPUTER if ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end B 8 Funci n Toolboxmenu varargin function varargout Toolboxmenu varargin TOOLBOXMENU M file for Toolboxmenu fig TOOLBOXMENU by itself creates a new TOOLBOXMENU or raises the existing singleton A A A oe Ae A T o or the handle to the existing singleton oe ol oe 1 TOOLBOXMENU CALLBACK hObject eventData handles calls the local A T AS A input arguments or raises the AS A pairs are AJP Ae oN o via varargin oe E See GUI Options on GUIDE s Tools menu A AN oP AS See also GUIDE GUIDATA GUIHANDL E uN AS Ao Last Modified by GUIDE v2 5 18 May 2010 11 25 39 9 Begin initialization code DO NOT EDI gui_Singleton 1 gui_State struct gui_Name mfilename gui_Singleton gui_Singleton gui_OpeningFcn Toolboxmenu_OpeningFcn gui_OutputFen Toolboxmenu_OutputFcn gui_LayoutFecn ay gui_Callback EY if nargin amp amp ischar varargin 1 gui_State gui_Callback str2func varargin 1 end if nargout va
14. data see GUIDATA Get default command line output from handles structure varargout 1 handles output SF IGURAS Executes on button press in pushbuttonl function pushbuttonl_Callback hObject eventdata handles SAVE hobject handle to pushbuttonl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global xx global yy global did global fna global ji fna get handles edit2 String set handles editl String fna direc_p strcat did fna Ji fidl fopen direc_p w for i 1 yy xx Scolumnas fprintf fidl 12f face i f rintf fidli Ant end fclose fidl 72 close SaveGaborAs Executes on button press in pushbutton2 function pushbutton2_Callback hObject eventdata handles SCANCEL hObject handle to pushbutton2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA close SaveGaborAs Executes on selection change in popupmenu2 function popupmenu2_Callback hObject eventdata handles SSAVE AS TYPE hObject handle to popupmenu2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Hints contents get hObject String returns popupmenu2
15. de ciertas caracter sticas faciales para reconocer a un individuo dentro de una base de datos previamente elaborada El reconocimiento de rostros consiste en la obtenci n de la imagen pre procesamiento procesamiento extracci n de caracter sticas clasificaci n y verificaci n La etapa de obtenci n de la imagen divide la regi n de la imagen en la que se encuentra localizado el rostro a fin de aislarlo del fondo En el pre procesamiento se realiza la normalizaci n de la regi n extra da para mejorar el funcionamiento del sistema por ejemplo Modificaci n del histograma Aplicaci n de filtros eliminadores de ruido Algoritmos de detecci n de bordes Transformaciones El procesamiento somete a la imagen a operaciones morfol gicas b sicas para quitar elementos que por su tama o no pueden ser rostros y tambi n para mantener las posibles reas del rostro conectadas La extracci n de caracter sticas obtiene una representaci n de los rostros mediante el mapeo de la imagen a un conjunto reducido de caracter sticas que sean lo m s invariante posibles La etapa de clasificaci n procesa los vectores caracter sticos obtenidos para clasificarlos de acuerdo a su identidad La verificaci n es la ltima etapa de un sistema caracter stico de reconocimiento de rostros en esta por medio de una red neuronal modelo de mezclas Gaussianas etc Se puede verificar la identidad del sujeto 5 OBTENCION
16. es cperez Documentos SeminarioCastellon pdf Marta lucia Guevara Juli n David Echeverry William Ardila Urue a Detecci n de rostros en im genes digitales usando clasificadores en cascada 2008 Universidad Tecnol gica Pereira ISSN 0122 1701 1 www icm espol edu ec jornadas 14 archivos BandaHugo_Reconocimiento_de_Ro stros Utilizando _Una_Red_Neuronal pdf http webs uvigo es gpi rv pub papers said pdf S Raju S P B Pati A G Ramakrishna Gabor filter base block energy analysis for text extraction from digital document images proc IEEE Bangalore India 2004 X Zhitao G Chengming Y Ming L Quiang Research on log Gabor Wavelet and its application in image edge detection proc lEEE Tianjin China 2002 Smith A tutorial on Principal Components Analysis February 26 2002 H Ando N Fuchigami M Sasaki and A Iwata Human Face Detection and Recognition using Principle Component Analysis Graduate School of Advanced Sciences of Matter Hiroshima University Eduardo Pedro serrano Introducci n a la transformada wavelet y sus aplicaciones al procesamiento de se ales de emisi n ac stica escuela de ciencia y tecnolog a Universidad Nacional de General San M art n 33 Anexo I Manual de Usuario 1 Objetivo del Toolbox El objetivo de este Toolbox es presentar en forma sistem tica algunos de los m todos de extracci n de caracter sticas m s utilizados para el reconocimiento de rostro este Toolbox fue
17. function varargout menu_OutputFen hObject eventdata handles varargout cell array for returning output args see VARARGOUT hobject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Get default command line output from handles structure varargout 1 handles output figuras Executes on button press in pushbuttonl function pushbuttonl_Callback hObject eventdata handles SEIGENFACES hObject handle to pushbuttonl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA close all open eigen fig function pushbutton10_Callback hO0bject eventdata function pushbutton2_Callback hObject eventdata function pushbutton9_Callback hObject eventdata function pushbuttonl1_Callback hObject eventdata 65 unctio unctio unctio unctio pushbutton7_Callback hObject eventdata pushbutton8_Callback hObject eventdata popupmenul_Callback hObject eventdata popupmenul_Callback hObject eventdata Fh FH Fh Fh PY YD Executes on button press in pushbutton2 function pushbutton2_Callback hObject eventdata handles SFILTRO GABOR hObject handle to pushbutton2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MA
18. guidata hObject handles 77 UIWAIT makes wavel wait for user response s UIRESUME uiwait handles Wavelet Outputs from this function are returned to the command line function varargout wavel_OutputFcn hObject eventdata handles varargout cell array for returning output args see VARARGOUT hObject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Get default command line output from handles structure vatang ut Ii handles output figuras Executes on button press in pushbuttonl function pushbuttonl_Callback hObject eventdata handles SREGRESAR hobject handle to pushbuttonl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA close all open menu fig Executes on button press in pushbutton2 function pushbutton2_Callback hObject eventdata handles SALIR hObject handle to pushbutton2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA close all Executes on button press in pushbutton3 function pushbutton3_Callback hObject eventdata handles SABRIR DE IMAGEN hObject handle to pushbutton3 see GCBO eventdata reserved to be defi
19. la ecuaci n 17 en la ecuaci n 19 se obtiene Xk Xn Xp AT Up n ATU Xk Xn XkXn AT Up T ATUn Xk Xn XkXn Uy AJAT Un De la ecuaci n 14 se obtiene AA Uy AU Asi Xk Xn p Uk AnUn Up Ug I Cuando n la condici n de ortonormalidad de x y u establecen que 12 14 15 18 20 Ux Ux 1 e xed Entonces Xk Xk Xg Ak 1 22 Oj z 23 Tenemos que Yy AT Uk 24 De manera que multiplicando por A por la izquierda obtenemos AY AAT Uk 25 Y de la ecuaci n 14 se tiene AY Ax Uy De donde Pis A a Ux T k Xk k iTe 26 Alk Uk Jak 27 Una vez calculados los Eigenvectores U es posible obtener un vector caracter stico para un rostro no conocido r mediante o r 28 Wk U 29 Donde Y es la imagen promedio de entrenamiento 13 2 7 FILTROS GABOR Las funciones de Gabor est n determinadas por cuatro par metros donde dos determinan su localizaci n en el dominio espacial x y y los otros dos determinan de la frecuencia espacial de sinton a F y orientaci n 12 esto se expresa de la siguiente manera h x y g x y exp 27jFx 30 Donde x y y son componentes rotados de x y y coordinadas en sistemas de coordenadas rectangulares x cos sin01 x O E Bee l le 31 La se al de Gabor bidimensional espacial est en funci n de la respuesta Gaussiana bidimensional glx y la frecuencia espacial F
20. mpty handles not created until after all CreateFcns alled Hh oe A AS Q A Hint edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white o H Hh end Executes on button press in pushbutton3 function pushbutton3_Callback hObject eventdata handles SAVE IN hObject handle to pushbutton3 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global di global did di uigetdir C Users JaDhaza Documents Jazz Maestria avances tesis programas gabor did strcat di function edit2_Callback hObject eventdata handles hObject handle to edit2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA A Hints get hO0bject String returns contents of edit2 as text str2double get hObject String returns contents of edit2 as a AS double Executes during object creation after setting all properties function edit2_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to edit2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until
21. oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe ale Ale ale le ale le ale ale Ale Ale ale ale ale ale ale ale ale ale ale oe oe oe oe oe E oe 00000000000 m 6665666 66S SSE oe le ole Ale le Ao Ao Ao Ao Ao ole oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe ale ale ale le Ao o9 ale ale ale ae le ole ole ole Ao le oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe e oe Ale ole ole Ao Ale le ole le Ale le ole ole ole ole ole ole ole le ole oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe le ole Ale ole le le le ole ale ole F sqrt auto_val j j ntrenamiento n 3 1 imagenes d r r r r A auto_vec ores Imag 1 oe oe oe Ao Ao Ao ale ole le Ao o9 o9 le ole le ole le le le le le ole oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe ole le Ao o9 DIO PROM I T Pp GUARDA y ES EA igenvec N2 J eig Covarianza amy Averag T U 1 eigen_U reshape round promedio ancho largo axes handles eaxes7 imshow uint8 re titl for j l n S numero qd eigen end axes handles eaxes8 plot title auto_val re T auto_vec Ale Ao Ao o9 o9 Ao oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe ole le le le le Ale le Al
22. of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global I I imread uigetfile Jpg JPEG BMP file selector axes handles axes1 imshow 1 63 Executes on button press in pushbutton2 function pushbutton2_Callback hObject eventdata handles hObject handle to pushbutton2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global I BW im2bw 1 0 4 axes handles axes2 B 5 Funci n Menu varargin function varargout menu varargin MENU M file for menu fig MENU by itself creates a new MENU or raises the existing singleton A AS e A AS I MENU returns the handle to a new MENU or the handle to the existing singleton A AS 5 MENU CALLBACK hObject eventData handles calls the local function named CALLBACK in MENU M with the given input arguments MENU Property Value creates a new MENU or raises the existing singleton Starting from the left property value Ao pairs are applied to the GUI before menu_OpeningFunction gets called An unrecognized property name or invalid value makes property application stop All inputs are passed to menu_OpeningFcn via varargin AP e oN o A See GUI Options on GUIDE s Tools menu Choose GUI allows only one instance to run singleton
23. realizado en Matlab utilizando interfaces graficas de usuario GUI s debido a que facilitan la visualizaci n de los c lculos y permiten el manejo de los programas para aquellas personas que desean beneficiarse de las ventajas de estos m todos 2 Organizaci n del material El Toolbox est estructurado de la siguiente manera 1 Instalaci n del Toolbox 11 Men de inicio 111 M todo de Eigenfaces 1v Filtro de Gabor v Transformada discreta de Wavelet 2 1 Instalaci n del Toolbox Primeramente se debe copiar el folder toolfeatureextract a la carpeta que sea de su preferencia bralo y podr ver que en l se contienen los c digos fuente de cada m todo para la extracci n de caracter sticas Eigenfaces Filtro de Gabor y Transformada discreta de Wavelet Lo avances tesis programas Toolboxfeatureextrac Open i Email fr Share Favorite Links Name Date modified Type Size Tags E DOCE a eigen 14 04 2010 10 08 a MATLAB ant 9KB E eigen 18 03 2010 12 52 MATLAB Mile 17KB ink Do 11 05 2007 02 43 a MATLAB M file 1K8 6 gabor 23 04 2010 11 08 a MATLAB Figure 7KB Folders Y E gabor 14 04 2010 10 14 a MATLAB M file 12 KB Ji Config_kingston a imagen 09 12 2009 11 57 a MATLAB Figure 6K8 Ji Dhayan E imagen 09 12 2009 12 06 MATLAB M file 4KB Jazz gt fl menu 26 11 2009 01 52 MATLAB Figure 2K8 de AUA service E menu 23 04 2010 10 20 a MATLAB
24. su histograma igualado a la unidad de superficie es decir p D f H D 1 Cuando H D es el histograma y 40 es el rea de la imagen Recordemos tambi n que la funci n de distribuci n acumulativa FDA de una imagen es su funci n de umbral rea normalizada p D fy plu du 2 J H u du 2 Ao Por lo tanto la FCD es el punto de operaci n que aplana el histograma es decir Y la funci n de ecualizaci n del histograma es GST d D Dj P D 3 La FCD es una particular funci n de buen comportamiento ya que siempre es nonegativa la pendiente definida B x y flA x y DmP A x y 4 Despu s de una operaci n de punto de ecualizaci n del histograma el histograma real por lo general toma una apariencia m s bien irregular debido al n mero finito de niveles de grises disponibles Algunos niveles de gris estar desocupado y otras muy pobladas En promedio el histograma ser aproximadamente plano Aplicaci n de filtros eliminadores de ruido esta t cnica se pretende remover el ruido de la imagen Algoritmos de detecci n de bordes esta t cnica detecta los bordes de una imagen facilitando as la segmentaci n y el reconocimiento de objetos etc 7 Si un p xel cae en el l mite de un objeto en una imagen entonces su espacio ser una zona de transici n de niveles de gris Las dos caracter sticas principales son la pendiente y la direcci n de esta transici n Se trata de la magnitud
25. y direcci n respectivamente del vector gradiente Los operadores de detecci n de bordes examinan cada p xel de vecindad y cuantifican la pendiente y con frecuencia la direcci n de la transici n en escala de grises Hay varias maneras de hacer esto la mayor a de los cuales est n basados en la convoluci n con una serie de m scaras de direcci n derivados Algunos de estos m todos son Operador de Roberts El detector de bordes Roberts es un operador diferencial local Esta dado por ge EA RAT ADA Donde f x y es la imagen de entrada con coordenadas de pixeles enteras x y Las ra ces cuadradas internas del funcionamiento asemejan a la transformaci n que tiene lugar en el sistema de visi n humano Operador Sobel Los dos n cleos convoluci n muestra en la figura 2 borde del operador Sobel Cada punto de la imagen es convolucionada para ambos n cleos Uno de los archivos responde a una m xima ventaja general vertical y la otra a un borde horizontal El valor m ximo de dos convoluciones se toma como el valor de salida para ese resultado es un pixel de la imagen Se produce una imagen de magnitud del borde 1 2 1 1 0 1 0 0 0 2 0 2 1 2 1 1 0 1 Fig 2 Operador Sobel 8 Operador Prewitt Los dos n cleos de convoluci n del detector de borde Prewitt se muestra en la figura Como con el operador Sobel cada punto de la imagen es convolucionada por ambo
26. Con el bot n FEATURE VECTOR se calcula el vector caracter stico se debe tener en cuenta que para que funcione este bot n anteriormente se debe de haber calculado la imagen promedio y los Eigenvectores El vector caracter stico obtenido puede ser guardado con el bot n SAVE este te abre una ventana donde el usuario puede elegir la direcci n el nombre del archivo y la extensi n que desee Save In File Name IS Save as Type Pa Save Cancel Fig 28 El bot n Save abre la ventana que permite personalizar la manera en que se guardara el vector caracteristico 38 Se toman 10 im genes El bot n BACK transfiere al usuario a la ventana principal mientras que el bot n CLOSE concluye la operaci n del Toolbox Ejemplo Se analizan diez im genes de una misma persona tomadas de la base de datos arfacedatabase las cuales cuentan con distinto tipo de iluminaci n y diferentes expresiones lo cual mejora la posibilidad de que el rostro sea identificado de manera correcta EIGENFACES TE l i lt lt 5 Average Image eee Meneses ED Se muestra la imagen promedio ESS calculada con el bot n Analyze Se la Ateni Pe fre gt de las im genes Se muestran los Eigenvectores calculados con el bot n Analyz Eigenvectores Feature Vector Muestra el vector caracter stico calculado con el bot n Feature Vector Fig 29 El ejemplo muestra un an lis
27. Figure Mofile Editor Autos _ global diz global did ai did fna res1 fna res fna rea 31 direc p strcat did fna direc_p cle 7 0 55 PM J Fig 22 Ventana de Matlab donde se deber cambiar la direcci n de Current Directory Una vez que las carpetas est n en Current directory el toolbox est listo para ser usado El Toolbox est dise ado de modo que no instalar ning n archivo adicional en la computadora Si se desea remover el Toolbox simplemente se deber borrar el folder toolboxfeatureextrac 2 2 Men de Inicio Una vez instalado el Toolbox est listo para poder ser utilizado se ejecuta el archivo llamado men m En la figura 3 muestran los diferentes m todos que el usuario puede escoger para extraer las caracter sticas de la imagen deseada 35 FACE FEATURE EXTRACTION EIGENFACES GABOR FILTER DISCRETE WAVELET TRANSFORM Fig 23 Menu del Toolbox Seg n el m todo que se escoja es la pantalla a la que ser direccionado el bot n SALIR permite salir de el Toolbox 2 3 M todo de Eigenfaces Para utilizar el m todo de Eigenfaces se pide el n mero de im genes que se van a analizar estas deben ser de la misma persona estas deben de estar guardadas en la misma carpeta con el mismo nombre diferenciadas por un n mero EIGENFACES Panel a Nuniber of images 0 5 0 6 Os 0 6 0 4 0 2 o
28. LEM Asc licen css badiudeswendanmadsanatnamecdasisanieit idvoanedeannes 3 OBJETIVOS ESPECIFICOS Truim uai Gin ninna tad CAPITULO 2 ESTADO DEL ARTE 2 1 BIOMETRIAS z tacha 2 2 RECONOCIM IENTO DE ROSTRO 2 3 PREPROCESAM IENTO 2 4 PROCESAM IENTO gt 2 5 EXTRACCION DE CARACTERISTICAS CAPITULO 3 RESULTADOS 3 1 EIGENFACES ANEXO MANUAL DE USUARIO ANEXO II CODIGOS EN MATLAB DE LAS FUNCIONES DESARROLLADAS vesestrsssrssessnensnsnse 2 CONTENIDO N ite de S5S ioDau 14 16 wall 24 27 31 32 11 34 47 RESUM EN El reconocimiento de rostros actualmente es un m todo muy pr ctico ampliamente utilizado en la identificaci n de personas dada su utilidad frente a los dem s m todos biom tricos El desarrollo de este m todo pese a ser uno de los m todos m s tiles de la biometr a ha sido gradual en comparaci n con los desarrollos en otras reas de la biometr a por lo que este trabajo est enfocado al desarrollo de herramientas pr cticas que favorezcan un avance m s sencillo en esta rea El presente trabajo de extracci n de caracter sticas se desarrollo con el prop sito de realizar una implementaci n que permita a los programadores generar m s mejoras y con mayor rapidez utilizando los m todos de extracci n de caracter sticas Eigenfaces Filtro de Gabor y Transformada Discreta de Wavelet Este sistema se basa en la obtenci n de vectores caracter sticos e im
29. MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global did global direc_p global Vector_carac global n global fna global ji fna get handles editl String set handles edit2 String fna direc_p strcat did fna Ji fidl fopen direc_p w for i 1 n Scolumnas for j 1 n Sreglones fprintf fidl 12f Vector_carac j i end fprintf fidi inv end fclose fidl close saveeigen Executes on button press in pushbutton2 function pushbutton2_Callback hObject eventdata handles CANCEL hobject handle to pushbutton2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB 68 handles structure with handles and user data see GUIDATA close saveeigen Executes on selection change in popupmenu2 function popupmenu2_Callback hObject eventdata handles SSAVE AS TYPE hObject handle to popupmenu2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA o A A A Hints contents get hObject String returns popupmenu2 contents as cell array contents get hObject Value returns selected item from popupmenu2 AS A global ji val get hObject Value if val ji jpg else 1f val ji bmp else 1f val JLS OL EXES end end end A Executes during object creation after s
30. PREPROCESA PROCESA EXTRACCION DE BASE DE DE LA MIENTO MIENTO CARACTERISTIC VERIFICACION CLASIFICACION Fig 1 Diagrama de un sistema de reconocimiento de rostros Existen varios m todos de reconocimiento basados en la caracterizaci n de ciertos rasgos del rostro 2 3 PREPROCESAM IENTO Con el fin de mejorar las im genes en cuanto a iluminaci n orientaci n tama o etc A la imagen se le aplican ciertos algoritmos que la normalizan y facilitan la extracci n de caracter sticas algunos de estos algoritmos son e Modificaci n del histograma esta t cnica modifica o ecualiza el histograma de la imagen para reducir las variaciones producidas por cambios de luz Algunas de las modificaciones al histograma son Ecualizaci n del histograma Por otro lado la especificaci n del histograma se refiere a una clase de transformaci n de la imagen con el objetivo de obtener una imagen a partir del histograma de una forma deseada Supongamos que deseamos una operaci n de punto para transformar una imagen de entrada dada en una imagen de salida con igual n mero de p xeles en cada nivel de gris un histograma plano Esto puede ser til para poner im genes en un formato coherente antes de la comparaci n o la segmentaci n El n mero de p xeles en cada nivel de gris es DmlA0 donde Dm es el nivel m ximo gris y 40 es el rea de la image 6 De la funci n de densidad de probabilidad PDF de una imagen es
31. S A arguments SAVEEIGEN existing pairs are called property AS AP NN AP AP AP KX a ay A AS AS Edit the above AS 9 Begin initiali See also GUID the existing singleton CALLBACK hObject eventData handles calls the local function named CALLBACK in SAVEEIGEN M with the given input SAVEEIGEN Property Value creates a new or raises the singleton Starting from the left property value applied to the GUI before saveeigen_OpeningFunction gets An unrecognized property name or invalid value makes application stop All inputs are passed to saveeigen_OpeningFcn via varargin See GUI Options on GUIDE s Tools menu Choose GUI allows only one instance to run singleton F a GUIDATA GUIHANDLES text to modify the response to help saveeigen Last Modified by GUIDE v2 5 02 Mar 2010 21 30 13 gui_Singleton gui_State stru zation code DO NOT EDI 1 ct gui_Name mfilename gui_Singleton gui_Singleton gui_OpeningFcn saveeigen_OpeningFcn gui_OutputFcn saveeigen_OutputFcn gui_LayoutFecn lee gui_Callback if nargin amp amp ischar varargin 1 gui_State gu end if nargout varargout 1 else i_Callback str2func varargin 1 nargout gui_mainfcn gui_State varargin gui_mainfcn gui_State varargin end AS End initi
32. TLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA close all open gabor fig Executes on button press in pushbutton3 function pushbutton3_Callback hObject eventdata handles SWAVELET hObject handle to pushbutton3 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA close all open wavel fig Executes on button press in pushbutton4 function pushbutton4_Callback hObject eventdata handles SFIN hObject handle to pushbutton4 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA B 6 Funci n Mod_cs c_F xv yv C_fi function C S Mod_cs c_F xv yv c_f1 M length xv N length yv for k1 1 M for k2 1 N xp xv k1 cos c_fi yv k2 sin c_fi1 2 xv k1 cos c_fi yv k2 sin c_fi M C k1 k2 cos 2 c_F xp S k1 k2 sin 2 c_F xp end end B 7 Funci n saveeigen varargin function varargout saveeigen varargin SAVEEIGEN M file for saveeigen fig SAVEEIGEN by itself creates a new SAVEEIGEN or raises the existing singleton AS A AS A A H SAVEEIGEN returns the handle to a new SAVEEIGEN or the 66 handle to A Ur Ao SAVEEIGEN A
33. abor se obtienen los vectores caracter sticos de la respuesta de la imagen en funci n de la posici n y frecuencia espacial El contraste de energ a M x y se obtiene de la siguiente manera M x y h h 38 Donde M x y presenta un comportamiento parecido a las c lulas complejas y da una medida de la respuesta del canal la cual es independiente del cambio de fase local Cuando se promedian las amplitudes de la se al resultante se obtienen los vectores caracter sticos de la respuesta de la imagen 15 Y M x y Ma 39 B Donde B es el n mero de bancos de filtros de Gabor 2 8 TRANSFORM ADA DISCRETA DE WAVELET La Transformada Discreta de Wavelet DWT la cual transforma una se al discreta de tiempo en una representaci n wavelet Fue introducida en los ochenta por Mallat El algoritmo de Mallat es un esquema cl sico de dos canales codificador de sub banda e Sus principales aplicaciones JPEG 2000 e Eliminaci n de ruido e Ocultamiento de datos e Reconocimiento de patrones e Analisis de la imagen El comportamiento de Wavelets es opuesto al las se ales elementales de Gabor es decir el numero de oscilaciones es constante y lo que varia es la duraci n temporal o el ancho bidimensional El principio b sico es factorizar la matriz de poli fase del filtro de Gabor en secuencias alternando altas y bajas en marices triangulares y matrices diagonales Generalmente la informaci n m s imp
34. adas matem ticas en teor a de se ales Academia de ciencias exactas f sica qu mica y naturales de Zaragoza 1998 3 Michel Misiti Yves Misiti Georges Oppenheim Jean Michel Poggi Wavelet toolbox 4 user s 4 5 6 guide The Math Works Inc 1997 2009 MacA Cody The fast Wavelet transform beyond Fourier transform unpublished Marc Antonini Michel Barlaud Pierre Mathieu Ingrid Daubechies Image coding using wavelet transform IEEE Transactions image processing vol 1 No 2 pp 205 220 April 1992 Ronald A De Vore Bjorn Jawerth Bradley J Lucier Image compression through wavelet transform coding IEEE Transaction on information theory vol 38 No 2 pp 719 746 March 1992 7 John G Daugman Complete Discrete 2 D Gabor transform by Neuronal Networks for image 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 analysis and compression IEEE transaction on Acoustics speech and signal processing vol 36 No 7 pp 1169 1179 July 1988 Pawan Sinha Benjamin Balas Yuri Ostrovsky Richard Russell Face recognition by Humans Nineteen results all computer vision researchers should know about IEEE Proceedings vol 94 No 11 pp 1948 1963 November 2006 M Kirby L Sirovich Application of the Karhunen Loeve procedure for the characterization of Humans faces IEEE transactions on pattern analysis an d Machine Intelligence Vol 12 No 1 pp 103 109 Janua
35. al fi dmey else if val fi bior3 7 else 1f val eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles and user data see GUIDATA ject String returns popupmenu2 contents as cell arrays contents get hObject Value returns selected item 1 L fi sym2 end end end Executes during object creation after setting all properties function popupmenu2_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to popupmenu2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns called Hint popupmenu controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTI ER F ER if ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end 81
36. alization code DO NOT EDIT Executes j ust before saveeigen is made visible function saveeigen_OpeningFcn hObject eventdata handles varargin AS This function AS A has no output args see OutputFcn hobject handle to figure eventdata res handles str varargin com AS Ao Choose default handles output 9 Update handles guidata hObject rved to be defined in a future version of MATLAB ucture with handles and user data see GUIDATA mand line arguments to saveeigen see VARARGIN command line output for saveeigen hObject structure handles 67 o UIWAIT makes saveeigen wait for user response s UIRESUME uiwait handles figurel AS Ao Outputs from this function are returned to the command line function varargout saveeigen_OutputFcn hObject eventdata handles varargout cell array for returning output args see VARARGOUT hObject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA o Get default command line output from handles structure varargout 1 handles output SF IGURAS Executes on button press in pushbuttonl function pushbuttonl_Callback hObject eventdata handles SAVE hObject handle to pushbuttonl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of
37. andles o edit3 see GCBO hObject handle t eventdata reserved handles mpty CreateFc to be defined in a future version of MATLAB handles not created until after all ns called 49 Hint AS edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER if ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end function edit4 Callback hObject eventdata handles ancho de la imagen hObject handle to edit4 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA oe Je A Ao Fh ol o even ol alled Q A p Hh get 0 Hint Hints get hObject String returns contents of edit4 as text str2double get hObject String returns contents of edit4 as a double Executes during object creation after setting all properties unction edit4_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to edit4 see GCBO tdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor defaultUicontrolBackgroundColor set hO
38. ardar el vector caracteristico 2 5 Transformada discreta de Wavelet Para poder aplicar el m todo de DWT lo primero que se debe de hace es obtener la imagen esto es por medio del bot n DOWNLOAD IMAGE el cual te abre una ventana donde te permite elegir la imagen deseada El nico requisito de esta ventana es que la imagen debe de estar guardada en la carpeta del Toolbox 42 an IA Buscar en ld Toolboxfeatureextrac y El ex Nombre de archivo Abrir Archivos de tipo jpg Cancelar Fig 37 Ventana que permite al usuario elegir la imagen que desea analizar con la DWT Para la obtenci n del primer nivel de DWT es necesario elegir el tipo de filtro que se desea usar en el c lculo del primer y segundo nivel de la transformada ALTA Level 1 Level 2 Original Compressed Image Image Fig 38 Esquema de la DWT Los resultados de las descomposiciones ser n mostrados en la imagen central y la imagen comprimida ser mostrada en la imagen del lado izquierdo 43 Ecm RS WAVELET TRANSFORM Fig 39 Ventana principal de DWT Una vez obtenida la imagen comprimida con el bot n SAVE se podr guardar en el formato deseado al utilizar este bot n se abre una ventana para que se elija la direcci n en donde se desea guardar el nombre y la extensi n lt savewavelet e 12 Save In File Name Save as Type TE Save Cancel Fig 40 Ventana que permite pe
39. bject BackgroundColor white end function edit5_Callback hObject eventdata handles S direccion de las imagenes hObject handle to editb see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA oe Ae AS Hints get hObject String returns contents of edit5 as text str2double get hObject String returns contents of edit as a double Executes during object creation after setting all properties function edit5_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to edit5 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns called 50 Hint edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER if ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor AS set hObject BackgroundColor white end Executes on button press in epushbutton2 function epushbutton2_Callback hObject eventdata handles Sanalizar hObject handle to epushbutton2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global dd global dir_p global ancho global largo global n AS dd get handles eedit5 String str2double ge
40. ckgroundColor set hObject BackgroundColor white end o p Hh 70 B 8 Funci n SavaeGaborAs varargin function varargout SaveGaborAs varargin SAVEGABORAS M file for SaveGaborAs fig SAVEGABORAS by itself creates a new SAVEGABORAS or raises the existing singleton AS A oe Je AS H SAVEGABORAS returns the handle to a new SAVEGABORAS or the handle to the existing singleton e Je AS SAVEGABORAS CALLBACK hObject eventData handles calls the local function named CALLBACK in SAVEGABORAS M with the given input arguments A AP Ae A SAVEGABORAS Property Value creates a new SAVEGABORAS or raises the existing singleton Starting from the left property value pairs are applied to the GUI before SaveGaborAs_OpeningFunction gets called An unrecognized property name or invalid value makes property application stop All inputs are passed to SaveGaborAs_OpeningFcn via varargin AS AJP AP WP AAP oP OO ol See GUI Options on GUIDE s Tools menu Choose GUI allows only one instance to run singleton o A AS See also GUIDE GUIDATA GUIHANDLES Edit the above text to modify the response to help SaveGaborAs Last Modified by GUIDE v2 5 02 Mar 2010 21 30 13 Begin initialization code DO NOT EDIT gui_Singleton 1 gui_State struct gui_Name mfilename gui_Singleton gui_Singleton gui_OpeningFcn
41. cn wavel_OpeningFcn gui_OutputFen wavel_OutputFcn gui_LayoutFecn REF gui_Callback if nargin amp amp ischar varargin 1 gui_State gui_Callback str2func varargin 1 end if nargout varargout l nargout gui_mainfcn gui_State varargin else gui_mainfcn gui_State varargin end End initialization code DO NOT EDIT A Executes just before wavel is made visible H WAVEL returns the handle to a new WAVEL or the handle to CALLBACK hObject eventData handles calls the local function named CALLBACK in WAVEL M with the given input arguments i Property Value creates a new WAVEL or raises the existing singleton Starting from the left property value pairs is applied to the GUI before wavel_OpeningFunction gets called An unrecognized property name or invalid value makes property are application stop All inputs are passed to wavel_OpeningFcn See GUI Options on GUIDE s Tools menu Choose GUI allows only function wavel_OpeningFcn hObject eventdata handles varargin ol This function has no output args see OutputFcn hobject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA varargin command line arguments to wavel see VARARGIN 9 Choose default command line output for wavel handles output hObject Update handles structure
42. contents AS as cell array contents get hObject Value returns selected item from popupmenu2 A global ji val get hObject Value if val JLS Ke 5 else if val ji dat end end A Executes during object creation after setting all properties function popupmenu2_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to popupmenu2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns called ol Hint popupmenu controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER f ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end ol pe function editl_Callback hObject eventdata handles SFILE NAME hobject handle to editl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA 73 ol Hints get hObject String returns contents of editl as text str2double get hObject String returns contents of editl as a double o ol o Executes during object creation after setting all properties unction edit1_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to editl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles
43. convoluciones tenemos foaalmn x y p x y 2m 2n foea mn Lx y WU x y 2m 2n fojalm n 9 c y x y 2m 2n foja lmn x y 0 x y 2m 2n 41 Y las mismas cuatro operaciones de sub muestras de filtrado son requeridas para cada nivel Desde el escalamiento y las funciones de wavelet son separables cada convoluci n se descompone en una convoluci n de una dimensi n de filas y columnas f Hay 17 y k E Fig 4Transformada discrete de Wavelet de dos dimensiones a original b primer nivel c Segundo nivel 18 CAPITULO 3 Resultados Esta herramienta ha evolucionado en diferentes frentes ampliando sus posibilidades con distintos m todos de extracci n de caracter sticas posibilidad de trabajar con distintos formatos de im genes e incluso poder utilizar los resultados de la manera que el usuario desee Esta herramienta ha sufrido importantes modificaciones todas ellas basadas en el enfoque hacia el sector de la ense anza Aprovechando las caracter sticas graficas que nos brinda MatLab en los que se recurre a la utilizaci n de met foras visuales representadas por iconos para relacionar a estos con la funci n que desempe an cada s mbolo en la pantalla un campo que contiene los datos un bot n y cada uno de ellos contiene un conjunto de instrucciones y todo un conjunto de objetos constituyen la aplicaci n y est n interrelacionados formando par
44. ct eventdata handles varargout cell array for returning output args see VARARGOUT hobject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Get default command line output from handles structure varargout 1 handles output FIGURAS Executes on button press in pushbuttonl function pushbuttonl_Callback hObject eventdata handles SVENTANA EIGENFACES hObject handle to pushbuttonl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA open eigen fig B 9 Funci n Wavel varargin function varargout wavel varargin WAVEL M file for wavel fig WAVEL by itself creates a new WAVEL or raises the existing singleton AS A Ao AS 76 ol o the existing singleton Ao AS WAV 1 A AS oe WAV 1 A AS A A AS via varargin A A A one instance to run singleton AS A See also GUIDE GUIDATA GUIHANDLES AS Edit the above text to modify the response to help wavel A Last Modified by GUIDE v2 5 07 May 2010 12 07 36 Begin initialization code DO NOT EDIT gui_Singleton 1 gui_State struct gui_Name mfilename gui_Singleton gui_Singleton gui_OpeningF
45. cteristico El bot n BACK transfiere al usuario a la ventana principal mientras que el bot n CLOSE concluye la operaci n del Toolbox Ejemplo Se toma la imagen de un rostro tomado de la base de datos Arfacedatabase como tiene un tama o de 198x288 decidimos dividirla en 12 bloques verticales y 8 horizontales para que cada bloque quede de 24x24 E ba BET sa IERE BA TEESE RESE 2n Bi EERE AM SERRE BSRE aeaenperenapuaaue 32 E2BBEEE SS BEBERaSBSE 8 Fig 34 El usuario elige en cuantos bloques se dividira la imagen en este caso se utilizan 8 bloques horizontales y 12 bloques verticales Con estos datos podemos calcular el vector caracter stico 41 El sabor es err e Fee oS ee j en GABOR FILTER panel Original Image Permite elegir t la imagen a analizar Muestra el vector Angles number B caracter stico Permite elegir eg valores que tendr la Frequencies Number z gaussiana Se elige el n mero E Horizontal blocks 8 bloques en los que s N dividir la imagen Vertical blocks 12 Obtenidos los datge anteriores calcula el i vector caracter stico Back Close Save Fig 35 Ejemplo de la aplicaci n del Filtro de Gabor Se guarda el vector caracter stico en mis documentos con el nombre de vect1 txt Al SaveGaborAs Save In File Name vectl Save as Type TXT gt Save Cancel Fig 36 Ejemplo de como introducir los datos para gu
46. d by GUIDE v2 5 15 Jun 2010 09 31 37 Begin initialization code DO NOT EDIT gui_Singleton 1 gui_State struct gui_Name mfilename gui_Singleton gui_Singleton gui_OpeningFcn eigen_OpeningFcn gui_OutputFcen eigen_OutputFcn gui_LayoutFcn Lo gui_Callback AE if nargin amp amp ischar varargin 1 gui_State gui_Callback str2func varargin 1 end if nargout varargout l nargout gui_mainfcn gui_State varargin else gui_mainfcn gui_State varargin end A End initialization code DO NOT EDIT 47 A Executes just before eigen is made visible function eigen_OpeningFcn hObject eventdata handles varargin This function has no output args see OutputFcn o hObject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA varargin command line arguments to eigen see VARARGIN A Choose default command line output for eigen handles output hObject AS Update handles structure guidata hObject handles A UIWAIT makes eigen wait for user response s UIRESUME uiwait handles figurel AS AS Outputs from this function are returned to the command line function varargout eigen_OutputFen hObject eventdata handles varargout cell array for returning output args see VARARGOUT hobject ha
47. de estar guardadas en el mismo directorio donde se encuentra el Toolbox ya que solo abre subcarpetas de esta O Buscar en m Toolboxfeatureextrac y El ex Nombre de archivo Abrir Archivos de tipo jpg Vv Cancelar Fig 17 Pantalla para abrir la imagen para analizar con DWT 28 e Filters permite elegir qu tipo de filtro se va a aplicar dentro de la DWT dentro de estos estan Daubechies Coiflets Discrete Meyer Biortogonal Symlets e Analyze una vez elegida la imagen y el filtro se calculan los componentes diagonales horizontales y verticales as como sus componentes principales Como se aplica una transformada de 2 niveles el filtro se aplica 2 veces por lo que quedar a Lewel 1 Level 2 Original Compressed Image Image Fig 18 Esquema basico de la DWT Fig 19 Componentes obtenidos por los filtros del 2 nivel dela DWT e Save permite personalizar la manera en que el usuario desea guardar los datos obtenidos en esta pantalla 29 Save In FileName Save as Type spa Save Cancel Fig 20 Pantalla para guardar la imagen comprimida por la DWT 30 CAPITULO 4 Conclusiones Por medio de este proyecto se realizo un toolbox que emplea los tres principales m todos de extracci n de caracter sticas para rostros de esta forma poniendo al alcance de cualquier usuario una herramienta practica que facilite el desarrollo de nuevos avances en una
48. de las reas m s importantes de la biometr a actualmente Esta herramienta esta ideada para ser utilizada tanto por el usuario avanzado que busca el desarrollo de nuevos conocimientos por medio de la investigaci n en esta rea como para el usuario principiante que busca facilitar su trabajo en los m todos de reconocimiento de rostros Con este toolbox se facilita el trabajo con m todos para la extracci n de caracter sticas para programas como son el de Eigenfaces Filtro de Gabor Transformada discreta de Wavelet de tal forma que pueda estar al alcance de pr cticamente todo usuario cuyo trabajo est relacionado al reconocimiento de rostros De esta forma cualquier usuario podr a interactuar con cada uno de estos m todos de manera personalizada seg n sus necesidades El Toolbox desarrollado para estos prop sitos facilita el trabajo por medio del ambiente gr fico de Matlab por medio del cual se realiza una sinergia entre los programas utilizados emple ndolos de forma pr ctica para la administraci n y almacenamiento de las caracter sticas necesarias para el reconocimiento de rostros de tal forma que puedan ser utilizada de manera individual o combinando su uso con el de cualquier otro toolbox 31 1 2 CAPITULO 5 Referencias Ying Z Lu Z Hang You Wei Facial expression recognition based on wavelet transform and MLP neuronal network IEEE vol pp April 2004 Ilmo Sr D Jos Garay de Pablo Transform
49. e le ole ovoooocoocoococococdo 7 AAS oe ale ale ale le ole ole ale ole ae ale promedio j i f r Users JaDhaza Documents Jazz Maestria avances tesis programas eigenfaces resultados promediol 20 1 txt w r Scolumnas N2 Sreglones 1 1 fprintf fid2 fopen C 1 for 3 end fprintf fid2 In fclose fid2 fid2 for i end 52 o9 Ao o9 le le Ale le Ale le ole oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe ole oN ole nA ole oO Ao Os AS gs ole Dos oe gt o p Ao a xX oe p ol A e ole Ma O Yo gt no H UN T oO O gt aa oO 50 N H N p Z On D D O H Z n lt HE p n a gs oO N UD sie H ED ag 5 4 E Od G O B S z a oO a D x o H el H N oO Dn 8 G Q TU n A v H lt a How G oe D a G O oO n no owo a O H G O wy n E H ole Pe BD oe ole Zu ole G ON O EUZ oe oe ole y oO O Y Q a un A n oO p E 1 n fprintf fid2 fopen C 1 fprintf fid2 n fid2 for i for j end end fclose fid2 Executes on button press in epushbutton7 function epushbutton7_Callback hObject eventdata handles regresar hObject handle to epushbutton7 see GCBO A to be defined in a future version of MATLAB see GUIDATA reserved structure with handles and user data eventdata handles close all open menu fig Executes on button press i
50. e Guardar 23 3 2 FILTRO DE GABOR Para esta parte del desarrollo de la caja de herramientas se utilizo el programa de filtro de Gabor haci ndole algunas variaciones para poder hacerlo capaz de soportar los requerimientos de la caja de herramientas E sabor eorn gt Ff alle GABOR FILTER Panel Load Image Angles number Frequencies Number Horizontal blocks Vertical blocks Fig 10 Componentes principales de la pantalla del filtro de Gabor Los componentes de la pantalla del filtro de Gabor son e Load image le situa en la pantalla para abrir las imagenes que se desean analizar en la pantalla aparece la ventana correspondiente a las carpetas donde se encuentren las imagenes estas imagenes deben de estar guardadas en el mismo directorio donde se encuentra el Toolbox ya que solo abre subcarpetas de esta 24 ff file selector a x Buscar en im Toolboxfeatureextrac y e exl de rostrol w 1 1 Nombre de archivo Abrir Archivos de tipo jpg y Cancelar Fig 11 Pantalla para abrir la imagen a analizar con el filtro de gabor e Angles number permite elegir en cuantos ngulos se desea dividir el c rculo para la gaussiana e Fequencies number permite elegir el n mero de frecuencias de 0 a 1 que se van a tomar para la gaussiana Fig 12 Representacion de los angulos y las frecuencias en la Gaussiana e Horizontal blocks perm
51. efaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end of H Hh ES Executes on button press in pushbutton3 function pushbutton3_Callback hObject eventdata handles SsSAVE IN hObject handle to pushbutton3 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global di global did di uigetdir C Users JaDhaza Documents Jazz Maestria avances tesis programas eigenfaces did strcat di function edit2_Callback hObject eventdata handles hObject handle to edit2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA AS Hints get hObject String returns contents of edit2 as text str2double get hObject String returns contents of edit2 as a double A AS A Executes during object creation after setting all properties unction edit2_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to edit2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns alled Hh o o o Q A Hint edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBa
52. em making its use simpler and friendly The toolbox has 4 working windows the first one shows the main menu with the different feature extraction methods that the user can select Once the user has selected the method it will appear another window in which you can make the analysis This is the window where the user will introduce all data that is required in the window on the opposite it won t be possible the analysis From the main windows of the toolbox the other 2 working windows vary depending on the method so it can be used more specific The system is a tool work so people working on imaging analysis that use face biometrics with different applications can use the toolbox because of its characteristics so not only face recognition can be done it can be done any imaging analysis The toolbox can be used in different biometric methods it is not exclusively for face recognition iii CAPITULO Introduccion 1 1 DESCRIPCION DEL PROBLEMA Existen diferentes m todos de extracci n de caracter sticas para el reconocimiento de rostros donde cada uno muestra ventajas y desventajas para el an lisis de las im genes variando los resultados obtenidos seg n el escalamiento la rotaci n la traslaci n etc de la imagen a procesar Se elabor una herramienta de software que contenga tres de los m todos de extracci n de caracter sticas m s usados a fin de facilitar el uso y la comparaci n de los resultados obtenidos con cada u
53. entos estos 96 elementos representan los valores de los vectores caracter sticos los cuales son diferentes y nicos para cada persona y son muy similares para la misma persona 26 E sabor SD O oO0 NN TtT lol GABOR FILTER Panel Original Image 0 2 A 0 15 o Frequencies Number 7 Horizontal hlocks ies Vertical blocks 2 o 50 100 f Back Close Save Fig 14 Pantallas del filtro de Gabor vector caracteristico e Save permite al usuario personalizar la manera en que se van a guardar los datos del vector caracter stico SaveGaborAs Ser Save In File Name Save as Type TXT Save Cancel Fig 15 Pantalla para guardar el vector caracteristico con el filtro de Gabor 3 3 TRANSFORM ADA DISCRETA DE WAVELET Para esta parte del desarrollo de la caja de herramientas se conjuntaron funciones de la transformada discreta de wavelet que ya exist an en MatLab haci ndole algunas variaciones para poder hacerlo capaz de soportar los requerimientos de la caja de herramientas 27 Fig 16 Componentes principales de la pantalla de la DWT Los componentes de la pantalla de la transformada discreta de wavelet son e Load image le situa en la pantalla para abrir las imagenes que se desean analizar en la pantalla aparece la ventana correspondiente a las carpetas donde se encuentren las imagenes estas imagenes deben
54. eros n n for g 1 n Snumero qd imagenes d ntrenamientos 53 tl nombres g name t2 strcat path t1 imagen mapa imread t2 rostro imagen y x size imagen N xX N2 x y rostros 1 N2 g reshape rostro N2 1 Vector g rostros g uint8 promedio Vector_carac 9 eigen_U double Vector 9 Vector_carac Vector_carac 1l end end vectores_entradaT Vector_carac axes handles eaxes9 plot vectores_entradaT 1 EIEL Feature Vector EEESECESESESESESEEESESCESESCESCESESESESEESE EE EE EE EE EE EE EE ES ES ES ESESESESESESES SESEEEEEEEESESEESEESSESSESSSESSSE GUARDAN LOS PATRONESS SS SSS SSSSSSSS5S SS5S5 S fidl fopen C Users JaDhaza Documents Jazz Maestria avances tesis programas eigenfaces resultados patrones_entrenamientol 20 1 txt w for i 1 n columnas for j 1 n Sreglones fprintf fid1 12f Vector_carac j 1i end fprintf fidl n end fclose fidl Executes on button press in epushbutton10 function epushbuttonl0_Callback hObject eventdata handles boton de direcciones de imagen hobject handle to epushbutton10 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global dd dd uigetdir C Users JaDhaza Documents Jazz Maestria avances tesis programas eigenfaces dd streat dd Executes on selec
55. etodos de extraccion de caracteristicas del rostro para su posterior reconocimiento Comunicaci n personal 12 Dunn D Higgins W E Optimal Gabor filters for texture segmentation IEEE trans Image Proc Vol 4 No 7 July 1995 46 Anexo II C digos en Matlab de las funciones B 1 Funci n eigen vararin function varargout eigen varargin EIGEN M file for eigen fig EIGEN by itself creates a new EIGEN or raises the existing singleton AS A A oe A H EIGEN returns the handle to a new EIGEN or the handle to the existing singleton AS A A T EIGEN CALLBACK hObject eventData handles calls the local function named CALLBACK in EIGEN M with the given input arguments A Ao EIGEN Property Value creates a new EIGEN or raises the existing singleton Starting from the left property value pairs are applied to the GUI befor igen_OpeningFunction gets called A An unrecognized property name or invalid value makes property application stop All inputs are passed to eigen_OpeningFcn via varargin A oe Je A See GUI Options on GUIDE s Tools menu Choose GUI allows only one instance to run singleton A A AS See also GUIDE GUIDATA GUIHANDLES AS Edit the above text to modify the response to help eigen AS Last Modifie
56. etting all properties function popupmenu2_CreateFcn hO0bject eventdata handles hObject handle to popupmenu2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpt y handles not created until after all CreateFcns called Hint popupmenu controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER if ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end function editli_Callback hObject eventdata handles FILE NAME hObject handle to editl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA A Hints get hObject String returns contents of editl as text str2double get hObject String returns contents of editl as a double AS Qh 69 A Executes during object creation after setting all properties function edit1_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to editl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all A CreateFcns called oe Hint edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 d
57. gabor_OpeningFcn via varargin ol o A A oP o oe 56 function named CALLBACK in GABOR M with the given input arguments ole See GUI Options on GUIDE s Tools menu Choose GUI allows only one instance to run singleton o o ol See also GUIDE GUIDATA GUIHANDL El n ol Edit the above text to modify the response to help gabor Last Modified by GUIDE v2 5 14 Apr 2010 10 07 29 Begin initialization code DO NOT EDIT gui_Singleton 1 gui_State struct gui_Name mfilename gui_Singleton gui_Singleton gui_OpeningFcn gabor_OpeningFcn gui_OutputFcn gabor_OutputFcn gui_LayoutFcn ll gui_Callback 11 if nargin amp amp ischar varargin 1 gui_State gui_Callback str2func varargin 1 end if nargout varargout l nargout gui_mainfcn gui_State varargin else gui_mainfcn gui_State varargin end End initialization code DO NOT EDIT A Executes just before gabor is made visible function gabor_OpeningFcn hObject eventdata handles varargin This function has no output args see OutputFcn AS hobject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA varargin command line arguments to gabor see VARARGIN A Choose default command line output for gabor andles output hObject Ds AS
58. ground on Windows See ISPC and COMPUTER if ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end A x Executes on button press in epushbuttonll function epushbuttonll_Callback hObject eventdata handles SAVE hObject handle to epushbuttonll see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA open Saveeigen fig B 2 Funci n g x_in y_in x0 6 6 S S funci n g gausiano S S function val g x_in y_in x0 sigma x0 2 sigma x0 3 for j 1 length y_in Lor a val 1 3 1 2 pi sigma 2 exp x_in i 2 y_ pera Cu irene en end end B 3 Funci n Gabor varargin function varargout gabor varargin GABOR M file for gabor fig GABOR by itself creates a new GABOR or raises the existing singleton A A oP ye AS H GABOR returns the handle to a new GABOR or the handle to the existing singleton A A A GABOR CALLBACK hObject eventData handles calls the local AP Ae A GABOR Property Value creates a new GABOR or raises the existing singleton Starting from the left property value pairs are applied to the GUI before gabor_OpeningFunction gets called An unrecognized property name or invalid value makes property application stop All inputs are passed to
59. i_mainfcn gui_State varargin else gui_mainfcn gui_State varargin end End initialization code DO NOT EDIT A Executes just before imagen is made visible function imagen _OpeningFcn hObject eventdata handles varargin This function has no output args see OutputFcn AS hobject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA varargin command line arguments to imagen see VARARGIN AS Choose default command line output for imagen andles output hObject Ds A Update handles structure guidata hObject handles o UIWAIT makes imagen wait for user response s UIRESUME uiwait handles figurel AS Outputs from this function are returned to the command line function varargout imagen_OutputFcen hObject eventdata handles varargout cell array for returning output args see VARARGOUT hobject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Get default command line output from handles structure varargout 1 handles output Executes on button press in pushbuttonl function pushbuttonl_Callback hObject eventdata handles hObject handle to pushbuttonl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version
60. ier analista de im genes que empleen biometr as de rostros con diferentes aplicaciones aunque debido a las caracter sticas del toolbox se puede realizar el an lisis de cualquier tipo de imagen no solo el de rostros Esto mismo podr a incluso ser utilizado para implementarse en diversos m todos de biometr a siendo de esta forma un m todo no exclusivo para el reconocimiento de rostros ii ABSTRACT Actually face recognition is a practic method used in people recognition because of its huge utility compared with other methods The development of this method has been gradual comparing with the advances of the other methods that is why this work is focus in the development of practical tools that allow an easier use in this area The actual work based on Feature extraction was developed with the purpose of making an implementation that allows people who is in charge of programming to create better and faster solutions working with different feature extraction method such as Eigenfaces Gabor filter and Discrete Wavelet Transform This system is based on the obtention of features vectors and images where the main features are obtained with the methods before talked and this system allows recognizing that the features vectors are different for each person and they have little variations It is important to mention that the toolbox that was made for this project allows people to use the obtained data as it is more convenient for th
61. im genes y denote este por Y BELAL DEN y 5 2 3 M hy Una vez obtenido el promedio obtenga un conjunto de vectores i dado por oj 5 Y i 1 2 M 7 Despu s se calcula la matriz de covarianza de qi la cual esta dada por 1 C EEM On Pa AAT G Donde _ 07703 omo RT E 9 Se considera Ux ser el k esimo eigenvector de la matriz de covarianza C de manera que esta se puede descomponer como Ug CUL Ay 10 Donde 4 es el k esimo eigenvalor de C y Uy Ug I 11 M ultiplicando la ecuaci n 10 por U por la izquierda de la ecuaci n 11 se obtiene Ux Ug C Upg Ag IC Uk ALU C Up AU 12 Como se muestra en la ecuaci n 8 CU AAT 13 Donde C es una matriz de N xN y A es un vector matriz de N xM El c lculo de la ecuaci n 12 presenta 2 problemas el tama o de C y el hecho de que el c lculo de los eigenvalores y eigenvectores es computacionalmente costoso Para reducir el costo 11 computacional se puede emplear la descomposici n en valores singulares SVD sobre la matriz A as de la ecuaci n 15 se obtiene AAU AU M ultiplicando ambos lados por 4 por la izquierda obtenemos ATA AT Uy AL AT Uk ATA AT Ug Ay A U Haciendo Yp AT Uk De la ecuaci n 14 obtenemos AA Y AY Considerando que A es el eigenvalor de AAT podemos suponer que Xk Xk Yk Es el eigenvector de AAT Aqu el tama o de AAT es MxM As Xp Xn Xp Yk Xn Yn Sustituyendo
62. is de 10 im genes de la misma persona las cuales se encuentran guardadas en un formato jpg Despu s el vector obtenido lo guardamos en mis documentos con el nombre de vectl Txt B savecigen pe Fig 30 Se muestra la manera en la que se introducen los datos para poder guardar el vector caracter stico 39 2 4 Filtro de Gabor Se elige la imagen que debe de estar guardada en la carpeta del toolbox una vez elegida la imagen se seleccionan el numero de bloques en los que se quiere dividir la imagen Ea E file selector Buscar en m Toolboxfeatureextrac y ex Nombre de archivo Abrir Archivos de tipo jpg v Cancelar Fig 31 Ventana que permite al usuario elegir la imagen que analizara con el filtro de Gabor S Se escogen en cuantos ngulos se desea dividir el circulo y el numero de frecuencias de O a 1 que se van a tomar para la gaussiana El bot n ANALYZE se encarga de calcular el vector caracter stico con respecto a los valores antes dados ED IAS ee Angles number Frequencies Number Horizontal blocks Vertical blocks 40 Para guardar se utiliza el bot n SAVE donde el usuario elegir la direcci n el nombre y la extensi n en la que se desea guardar los datos SaveGaborAs e die Save In File Name FO Save as Type TXT gt Save Cancel Fig 33 Pantalla que permite al usuario personalizar la manera en la que se guardara el vector cara
63. it2_Callback hObject eventdata handles hobject handle to edit2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA A AS AS Hints get hObject String returns contents of edit2 as text str2double get hObject String returns contents of edit2 as a Q A A ouble AS Executes during object creation after setting all properties unction edit2_CreateFcn hObject eventdata handles SFRECUENCIAS hobject handle to edit2 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns called Hh o Ao A AS AS Hint edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white of p Hh end Executes on button press in pushbutton4 function pushbutton4_Callback hObject eventdata handles sANALIZAR hObject handle to pushbutton4 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global imagen2 global x0 global y0 global X global Y global fi global F global face global c_fi global xv global yv
64. ite elegir en cuantos bloques horizontales se quiere dividir la imagen e Vertical bocks permite elegir en cuantos bloques verticales se quiere dividir la imagen 25 semua eer vee SRE SER II PSELT 16 Bi BRB R GER SHEHREGBSEE aeepER SHE ZUNE BOND 8 Fig 13 Imagen dividida en 8 bloques horizontales y 12 verticales Analyze una vez que se introdujeron todos los datos anteriores este bot n calcula las funciones Gaussiana bidimensionales en cada punto central de cada bloque a cada campo receptivo donde ya fueron calculadas las funciones Gaussianas se les aplican las fracuencias espaciales y los canales de orientaci n Los ngulos de modulaci n sinusoidales 4 que se utilizaron son los siguientes 0 1 9 27 9 1 3 41 9 57 9 27 3 71 9 y 81 9 Se seleccionaron cinco canales de frecuencia espacial 1 2 1 4 1 8 1 16 1 32 1 64 Dando como resultado 54 filtros de Gabor en cada una de las posiciones espaciales 5184 Filtros de Gabor aplicados en toda la imagen del rostro Con la matriz resultante de cada posici n de 8x12 elementos formamos un vector horizontal de 96 elementos para cada canal de frecuencia y orientaci n espacial Despu s de esto se agrupan estos vectores en una matriz general de 54x96 la cual es la representaci n bidimensional resultante de los 54 bancos de filtros bidimensionales de Gabor BFBG Mediante la ec 33 se reduce el n mero de elementos de salida del filtro de 5184 a 96 elem
65. lder Cancel Fig 7 Pantalla para abrir carpeta Files type una vez elegida la direcci n y el n mero de im genes se debe de seleccionar el tipo de extensi n que tienen estas im genes Tomando en cuenta que todas las im genes deben de tener la misma extensi n Analyze Este bot n permite el c lculo de la imagen promedio y calcula los Eigenvectores Se utilizaron 10 im genes de una persona Obtenemos el promedio de nuestro conjunto de im genes y la diferencia de cada imagen con respecto al promedio para posteriormente trabajar con el vector resultante Despu s calculamos la matriz de covarianza De esta matriz se obtienen los Eigenvectores y eigenvalores respectivos Enseguida se obtienen los Eigenfaces Feature vector Ya calculado todo lo anterior este bot n calcula el vector caracter stico Se forma un vector con pesos que describen la contribuci n de cada Eigenfaces en la imagen de entrada y que nos sirve para poder despu s clasificarla 22 EIGENFACES Average Image Number of images 10 x10 Eigenvectores Feature Vector Save Back Close dd bh amp OND amp mo o Fig 8 Pantalla de Eigenfaces imagen promedio Eigenvectores vector caracteristico e Save abre la ventana correspondiente al m todo de Eigenfaces que permite guardar el vector caracter stico calculado Save In File Name Save as Type JPG Save Cancel Fig 9 Pantalla d
66. n 05 1 o 05 Fig 24 Ventana del M todo de Eigenfaces 36 Rating w13 wit wis w 1 6 w17 wis wid fF fi l A A I h j a wel13 wld m 1 15 w 1 16 wll mw 1 18 ARAAFRRARA Name Datetaken Tags vee 56 well w 1 10 wl 11 mw 1 20 w 1 21 i i i g E E E y w1 23 w 1 24 w 1 25 w 1 26 w 1 27 w 1 28 w 1 29 w 1 30 w 1 31 wel 32 w 1 33 w 1 34 w 1 35 w 1 36 w 1 37 w 1 38 w 1 39 Fig 25 Ejemplo de c mo deben estar guardadas las im genes y como se deben de nombrar Despu s de haber seleccionado el n mero de im genes se selecciona la direcci n donde se encuentran con el bot n OPEN IMAGES Se elige la extensi n de las im genes Browse For Folder am Select Directory to Open gt 3 SEMESTRE gt de Articulos 4 di avances tesis gt Ji avances de imagenes a programas gt de eigenfaces Folder eigenfaces acne 1507 o Fig 26 Esta ventana permite al usuario elegir la carpeta donde las im genes est n guardadas 37 BD eigen _ epi EIGENFACES Panel a Numberofimages wa Open Images 0 6 Files type JPG 02 o o 05 1 1 1 Saw o s os Back 0 6 0 6 Bak 0 4 0 4 Close 02 02 o o 0 05 1 o 05 1 Fig 27 El men File type permite al usuario elegir la extension de las imagenes que desea analizar Ya obtenidos estos datos con el bot n ANALYZE se calcula la imagen promedio y los Eigenvectores
67. n epushbutton8 function epushbutton8_Callback hObject eventdata handles salir hobject handle to epushbutton8 see GCBO to be defined in a future version of MATLAB see GUIDATA reserved structure with handles and user data eventdata handles close all Executes on button press in epushbutton9 function epushbutton9_Callback hObject eventdata handles vectores caraceristicos hObject handle to epushbutton9 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global dd global dir_p global largo global ancho global Vector_carac dd get handles edit5 String n str2double get handles eeditl String j get handles edit2 String largo str2double get handles edit3 String ancho str2double get handles edit4 String fid fopen C Users JaDhaza Documents Jazz Maestria avances tesis programas eigenfaces resul eigen_U fscanf fid largo ancho tados rostrol 4 txt 40 sreglones columnas uments Jazz Maestria avances fid2 fopen C Users JaDhaza Doc tesis programas eigenfaces resultados promediol 4 txt promedio fscanf fid2 Sf largo ancho 1 Sreglones columnas SSESESESESSESSECALCULO MATRIZ DE VECTORES CARACTERISTICOS dir_p strcat dd Jj nombres dir dir_p path dd reconoci z
68. n fig IMAGEN by itself creates a new IMAGEN or raises the existing singleton AS AS o Ae A H IMAGEN returns the handle to a new IMAGEN or the handle to E he existing singleton 5 IMAGEN CALLBACK hObject eventData handles calls the local function named CALLBACK in IMAGEN M with the given input arguments IMAGEN Property Value creates a new IMAGEN or raises the existing singleton Starting from the left property value o pairs are applied to the GUI before imagen_OpeningFunction gets called An unrecognized property name or invalid value makes property application stop All inputs are passed to imagen_OpeningFcn via varargin A A oP oP AS See GUI Options on GUIDE s Tools menu Choose GUI allows only one instance to run singleton A AS A See also GUIDE GUIDATA GUIHANDLES Ao Edit the above text to modify the response to help imagen A Last Modified by GUIDE v2 5 09 Dec 2009 10 41 34 9 Begin initialization code DO NOT gui_Singleton 1 gui_State struct gui_Name mfilename gui_Singleton gui_Singleton gui_OpeningFcn imagen_OpeningFcn gui_OutputFen imagen_OutputFcn DI E 62 gui_LayoutFecn Ms gui_Callback if nargin amp amp ischar varargin 1 gui_State gui_Callback str2func varargin 1 end if nargout varargout l nargout gu
69. n pushbutton3_Callback hObject eventdata hObject handle to pushbutton3 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future handles structure with handles and user data global imagen2 global X global Y dd imread uigetfile Jpg tif bmp png gif file selector d dd 1 imagen2 mat2gray d sconvierte la imagen a escala de grises axes handles axesl imshow dd title Original Image Y X size imagen2 function editl_Callback hObject eventdata handles hObject handle to editl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Hints get hObject String returns contents of editl as text str2double get hObject String returns contents of editl as a double Executes during object creation after setting all properties function edit1_CreateFcn hObject eventdata handles SANGULOS hObject handle to editl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns called 58 Hint edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER if ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white end AS Mh unction ed
70. ndle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Get default command line output from handles structure varargout 1 handles output A AS AS figuras function eeditl_Callback hObject eventdata handles sno de imagenes que se deseen analizar hObject handle to eeditl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA AS Hints get hObject String returns contents of eeditl as text str2double get hObject String returns contents of eeditl as a double AS AS AS Executes during object creation after setting all properties function eeditl_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to eeditl see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns called 48 Hint edit controls See ISPC and if ispc amp amp isequal ge get 0 defaultUicontr set hObject Back end AS function edit2_Callba extension de las ima hObject handle t A AS AS usually have a white background on Windows COMPUTER t hObject BackgroundColor olBackgroundColor groundColor white ck hObject eventdata handles genes o edit2 see GCBO eventdata reser
71. ned in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global gd dd imread uigetfile jpg tif bmp png gif file selector gd mat2gray dd Sconvierte la imagen a escala de grises axes handles axesl imshow dd title Original Image x Executes on selection change in popupmenul function popupmenul_Callback hObject eventdata handles Sfiltros hObject handle to popupmenul see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB 78 handles structure with handles and user data see GUIDATA AS Hints contents get hObject String returns popupmenul contents as cell array contents get hObject Value returns selected item from popupmenul AS AS AS Executes during object creation after setting all properties unction popupmenul_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to popupmenul see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns alled mh A AS A Q AS Hint popupmenu controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor set hObject BackgroundColor white oe H Hh end Executes on button p
72. no de ellos 1 2 OBJETIVOS GENERALES Desarrollar una herramienta de software que permita emplear tres diferentes m todos de extracci n de caracter sticas para im genes de rostros 1 3 OBJETIVOS ESPECIFICOS e Estudiar las t cnicas de procesamiento digital de im genes que permitan extraer caracter sticas de los rostros e Desarrollar m todos de extracci n basados en filtro Gabor Eigenfaces Wavelet e desarrollar una herramienta de software amigable con el usuario que facilite el uso de los m todos anteriores para la soluci n de problemas pr cticos 3 CAPITULO 2 Estado del arte 2 1 BIOMETRIA Es la ciencia que estudia las caracteristicas cuantitativas y cualitativas de los seres humanos como las caracteristicas del rostro voz iris huellas dactilares etc ademas de actividades aprendidas tales como la firma y la forma de caminar con el prop sito de emplear dichas caracter sticas para identificarlos y autentificarlos Hay dos tipos de biometr as la est tica que se refirieren a las caracter sticas f sicas como huella dactilar retina iris rayas de la mano geometr a de la mano caracter sticas est ticas del rostro etc y por otro lado est la biometr a din mica que se refiere a las caracter sticas conductuales como escritura voz gestos movimiento corporal etc Para que las caracter sticas est ticas o din micas puedan ser utilizadas para la identificaci n de las personas stas deben
73. ortante est concentrada en frecuencias bajas El espectro de la imagen est reducido con un incremento de frecuencias Estas propiedades son reflejadas en la transformada discreta de Wavelet Comenzamos con una imagen NXN f x y donde el sub ndice indica la escala y N es el poder de dos Para j 0 la escala es 2 2 1 y esta es la escala original de la imagen 16 El entero de mayor valor de j dobla la escala y la mitad de la resoluci n Alguna de la literatura usa j cono indice de la resoluci n en lugar de la escala En este caso j lt 0 y su signo en las siguientes ecuaciones se invierte La imagen puede ser expandida en t rmino de dos dimensiones de Wavelet como sigue En cada estado de la transformada la imagen es descompuesta en cuatro cuartos del tama o de la imagen como se muestra en la figura 4 Cada una de las cuatro partes de la imagen est formada por productos de las im genes b sicas de Wavelet seguidos por un sub muestreo in x y y por un factor de 2 Para el primer nivel j 1 entonces fe m n f x y x 2m y 2n film n f x y Y lx 2m y 2n f2 m n f x y Y x 2m y 2n f3 m n f x y Y x 2m y 2n 40 Para los siguientes niveles j gt 1 f x y es descompuesto de la misma manera que las cuatro peque as iamagenes de la escala 2 el resultado final es un arreglo como el de la transformada de Haar Escribiendo los productos como
74. rargout l nargout gui_mainfcn gui_State varargin else 75 H TOOLBOXMENU returns the handle to a new TOOLBOXMENU function named CALLBACK in TOOLBOXMENU M with the given existing singleton Starting from the left property value applied to the GUI before Toolboxmenu_OpeningFunction gets called An unrecognized property name or invalid value makes property application stop All inputs are passed to Toolboxmenu_OpeningFcn Choose GUI allows only one instance to run singleton Edit the above text to modify the response to help Toolboxmenu gui_mainfcn gui_State varargin end End initialization code DO NOT EDIT A Executes just before Toolboxmenu is made visible function Toolboxmenu_OpeningFcn hObject eventdata handles varargin This function has no output args see OutputFcn A hobject handle to figure eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA varargin command line arguments to Toolboxmenu see VARARGIN Choose default command line output for Toolboxmenu andles output hObject D oe A Update handles structure guidata hObject handles ol UIWAIT makes Toolboxmenu wait for user respons s UIRESUME uiwait handles figurel A Outputs from this function are returned to the command line function varargout Toolboxmenu_OutputFcn hObje
75. ress in pushbutton4 function pushbutton4_Callback hObject eventdata handles ANALIZAR hObject handle to pushbutton4 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA global gd global ddcomp global A2 global H2 global V2 global D2 global H1 global Vl global D1 global fi SPrimer nivel de la transformada discreta de Wavelet cA1 cH1 cV1 cD1 dwt2 gd bior3 7 S Construcciondel nivel 1 calculo de aproximaci n y coeficientes d wavelet Al upcoef2 a cAl fi 1 Hl upcoef2 h cH1 fi 1 Vl upcoef2 v cV1 fi 1 Dl upcoef2 d cD1 fi 1 Sregeneracion de la imagen con la transformada inversa de Wavelet Xsyn idwt2 cAl cH1 cV1 cD1 fi Sdescomposicion multinivel de Wavelet C S wavedec2 gd 2 f1 Sextraccion de la aproximacion y de los coeficientes del nivel 2 cA2 appcoef2 C S fi 2 cH2 detcoef2 CS2 cV2 detcoef2 v C S 2 cD2 detcoef2 C S 2 79 cHl detcoef2 h C S cVl detcoef2 v C S cDl detcoef2 d C S r PRR i 7 r L r greconstruccion de la aproximacion del nivel 2 y de los coeficientes del nivel 1 y 2 A2 wrcoef2 a C S f1 2 H2 wrcoef2 h C S fi 2 V2 wrcoef2 v C S fi 2 D2 wrcoef2 d C S fi 2 P r H1 wrcoef2 h C Vl wrcoef2 v C Dl wrcoef2 d C r NUUNUU Hh Fh Fh H H H PRR
76. royecto as como la fuerza y perseverancia para afrontarlo en los momentos dif ciles y disfrutarlo en los momentos m s agradables Agradezco a mi familia por que siempre han estado pendiente de mis luchas diarias han compartido mis logros profesionales y personales apoy ndome incondicionalmente me han impulsado a alcanzar la meta que hoy logro se han sacrificado junto a m y han sido mi soporte para no darme por vencida por hacerme una mejor persona con valores y principios para toda la vida A ti Dhayan por haber compartido conmigo los sacrificios gracias por tu paciencia por apoyarme y cuidarme pero sobre todo por tu amor incondicional Agradezco a CONACYT por brindarme los medios necesarios para terminar mi maestr a y su participaci n en mi crecimiento acad mico Agradezco al Instituto Polit cnico Nacional por abrirme las puertas a un mundo tan innovador como lo es el campo de la Microelectr nica A mis profesores por su dedicaci n y amor a la ciencia que me transmitieron durante este periodo brind ndome las herramientas necesarias para mi desarrollo acad mico A mis asesores por su apoyo e inter s que pusieron en este trabajo y sus constantes consejos tambi n por haber compartido su conocimiento conmigo haciendo posible el termino de esta tesis Jazm n Rodr guez S nchez Ingeniero en Electr nica y Comunicaciones Mexico D F a Julio 27 del 2010 4 5 CAPITULO 1 INTRODUCCION 1 1 DESCRIPCION DEL PROB
77. rsonalizar la manera en que se guardara la imagen comprimida El bot n BACK transfiere al usuario a la ventana principal mientras que el bot n CLOSE concluye la operaci n del Toolbox Ejemplo Obtendremos la imagen comprimida por el m todo DWT utilizando un filtro biortogonal 44 beas WAVELET TRANSFORM Permite elegir E Calcula a la DWT imagen a analizar Permite elegir el tip de filtro que se desea Compressed Image Muestra la imagen comprimida obtenida 50 100 150 Muestra los 200 componentes de la 256 DWT 50 100 150 50 100 150 Fig 41 Ejemplo de la aplicaci n de la DWT Fig 42 Componentes de la DWT horizontales Verticales y diagonales obtenidos en los dos niveles de la transformada Se guarda la imagen en Mis Documentos con el nombre de imag1 Jpg 45 E savewavelet Save In File Name imag Save as Type JPG Fig 43 Ejemplo de como se introducen los datos para guardar la imagen obtenida con la DWT 3 Referencias 1 Ying Zi Lu Z Hang You Wei Facial expression recognition based on wavelet transform and MLP neuronal network IEEE vol pp April 2004 2 llmo Sr D Jos Garay de Pablo Transformadas matem ticas en teor a de se ales Academia de ciencias exactas f sica qu mica y naturales de Zaragoza 1998 3 Michel Misiti Yves Misiti Georges Oppenheim Jean Michel Poggi Wa
78. ry 1990 Conrad Sanderson Marc Saban Yongsheng Gao On local Features for GMM based face verification IEEE proceedings of the third international conference on information Technology and Applications 2005 Gualberto Aguilar Hector Perez Mariko Nakano Metodos de extraccion de caracteristicas del rostrio para su posterior reconocimiento Dunn D Higgins W E Optimal Gabor filters for texture segmentation IEEE trans Image Proc Vol 4 No 7 July 1995 Tapiador Mateos Marino Sig enza Pizarro Juan A Tecnolog as biom tricas aplicadas a la seguridad Alfaomega Ra M a 2005 Ing Gibran Fuentes Pineda Reconocimiento de rostro mediante wavelets y redes neuronales junio 2008 Tesis de M aestria en Ciencias en M icroelectr nica S y kung et al biometric authentication a machine learning approach Prentice Hall PTR 2005 www kimaldi com areadeconocimiento biometria verificacioneidentificacionbiometrica plutarco disca upv es 4cperez Documentos SeminarioCastellon pdf http jc info blogspot com 2007 06 deteccin de bordes algoritmo de canny html 32 19 20 21 22 23 24 25 26 27 26 1 27 28 http bibliotecadigital ilce edu mx sites ciencia volumen 2 ciencia3 084 htm sec_9 htm http bibliotecadigital ilce edu mx sites ciencia volumen 2 ciencia3 084 htm sec_9 htm http www utp edu co php revistas scientiaettechnica docsftp 2021561 6 pdf http plutarco disca upv
79. s n cleos y el m ximo determina la salida El operador de Prewitt tambi n produce una imagen de magnitud borde 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 Fig 3 Operador Prewitt e Transformaciones esta t cnica por medio de diferentes transformaciones se aclara la imagen 2 4 PROCESAM IENTO Tiene como objetivo mejorar el aspecto de las im genes y hacer m s evidentes en ellas ciertos detalles que se desean hacer notar 2 5 EXTRACCION DE CARACTERISTICAS Hay diferentes t cnicas para la extracci n de caracter sticas basadas en diferentes enfoques Por un lado tenemos los basados en rasgos faciales o caracter sticas locales en los que se buscan determinados elementos que componen el rostro estos componentes son nariz ojos boca este enfoque se conoce como Hol stico Por otro lado tenemos los basados en la imagen completa dedicados a buscar caracter sticas globales 9 2 6 EIGENFACES AL utilizar el m todo de Eigenfaces se extrae la informaci n principal de la imagen de rostro esta informaci n se puede codificar y comparar con los datos almacenados en una base de datos de manera eficiente EL objetivo es encontrar los componentes principales de la distribuci n de rostros o los Eigenvectores de la matriz de covarianza de un conjunto de im genes de rostro 26 Con los siguientes pasos se lleva a cabo el reconocimiento con el m todo de Eigenfaces
80. sum B Hs Mag sqrt Corr_Hc 2 Corr_Hs 2 SCONTRASTE U ENERGIA AN matriz ones x0 Mag AN MAG Magc Mag Magc Magc 1 Car_Mat ind_Gabor ind _bloque Mag ind_blogque ind_bloque 1 60 face bloque_x bloque_y face bloque_x bloque_y Mag 5 CHc bloque_x bloque_y CHc bloque_x bloque_y corr_Hc end end ind_Gabor ind_Gabor 1 end end face face T S face vec2mat face 1 axes handles axes2 plot face function edit3_Callback hObject eventdata handles hObject handle to edit3 see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB A A A o A AS AS mh u AP o o Q a o gle hand les structure with handles and user data see GUIDATA Hints get hObject String returns contents of edit3 as text even lled Hint str2double get hObject String returns contents of edit3 as a double Executes during object creation after setting all properties nction edit3_CreateFcn hObject eventdata handles hobject handle to edit3 see GCBO tdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles mpty handles not created until after all CreateFcns edit controls usually have a white background on Windows See ISPC and COMPUTER p Kh ispc amp amp isequal get hObject BackgroundColor get 0 defaultUicontrolBackgroundColor
81. t handles eeditl String j get handles eedit2 String 18 A AS str2double get handles eedit3 String str2double get handles eedit4 String largo ancho AS dir_p strcat dd j nombres dir dir_p path dd 9 rostros zeros largo ancho n for g 1 n Snumero de imagenes d ntrenamiento tl nombres g name t2 strcat path t1 imagen mapa imread t2 rostro imagen y x size imagen N x N2 x y rostros 1 N2 g reshape rostro N2 1 end largo y ancho x S SE CALCULA EL PROMEDIO CONSIDERANDO LAS IMAGENES DE SS ENTRENAMIENTOSS555 51 ntrenamiento r imagenes d promedio COVARIANZA doubl Dp F amy l numero d 1 S n S dond r CALCULA LA MATRIZ D double rostros prom n n i 1 vr sum rostros 2 aL Sede promedio for i omega end prom ale ale ale ale ale le oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe ale ale ale ale ale ale ale le ale ale ale ale ale ale ale ale ale ale ale oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe oe ale ale ale ole ale ale ale Ao ale ale T A A L r sqrt n omega M Covarianza A oe CALCULAN LOS AUTOVECTORES ale ale ale ale ale ale oe oe oe oe oe
82. te de un programa general El Toolbox es una herramienta que puede ser utilizada pr cticamente por cualquier persona que no posea conocimientos de programaci n y de ello es asi gracias a la gran cantidad de objetos preparados que se suministran con la aplicaci n y que permiten comenzar a trabajar sin necesidad de escribir una sola l nea de c digo Para la elaboraci n de este Toolbox de los distintos m todos de extracci n de caracter sticas se busca que el usuario tenga un ambiente grafico amigable y generalizado para distintos tipos de imagen no importando diferencias de tama o extensi n o direcci n Trabajar en el toolbox es realmente sencillo si se poseen unos conocimientos m nimos de ingl s La utilizaci n del toolbox se reduce a usar los botones de la parte inferior derecha y a responder una serie de cuestiones que se plantean en varias pantallas En primer lugar vamos a explicar la funci n de los botones que aparecen en casi todas las pantallas 19 e Close permite en cualquier momento abandonar el Toolbox e Back le situa en el men principal e Save le situa en la ventana correspondiente que le permitir personalizar los resultados que se guardaran Como introducci n se elabora un men para la elecci n de estos tres tipos de m todos FACE FEATURE EXTRACTION EIGENFACES GABOR FILTER DISCRETE WAVELET TRANSFORM Fig 5 Pantalla del menu principal Componentes de la ventana e
83. tener las siguientes caracter sticas e Universalidad Todos deben de tener esa caracter stica e Singularidad las personas se deben distinguir la una de la otra bas ndose en esa caracter stica e Estabilidad esta caracter stica no debe variar mucho a lo largo del tiempo e Cuantificable medible cuantitativamente e Aceptabilidad debe haber aceptaci n de las personas para que se pueda tomar como un sistema biom trico e Rendimiento debe tener un nivel de certeza muy elevado e Robustez el sistema debe ser capaz de resistir intentos de fraude y resistente a alteraciones debido a ruido calidad de la imagen etc Verificaci n e identificaci n 4 M odos de funcionamiento e Verificaci n el sistema confirma que el usuario es quien dice ser Ya sea mediante una tarjeta o una muestra biom trica se compara la identidad el usuario con una muestra registrada del mismo si ambas coinciden se puede verificar que el usuario es quien dice ser Algunas aplicaciones t picas son Control de acceso a un sistema inform tico Control de identidad por las autoridades Identificaci n en votaciones etc e Identificaci n Se examina la identidad de la persona buscando en una base de datos alguna concordancia en los par metros biom tricos Algunas aplicaciones t picas son Identificaci n forense de huellas dactilares latentes Control de fronteras etc 2 2 RECONOCIMIENTO DE ROSTRO Esta tecnolog a se basa en el an lisis
84. tion change in epopupmenul function epopupmenul_Callback hObject eventdata handles extension de imagenes hObject handle to epopupmenul see GCBO 54 eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles structure with handles and user data see GUIDATA Hints contents get h0bject String returns epopupmenul contents as cell array 9 contents get hObject Value returns selected item from epopupmenul global dd global dir_p global name val get hObject Value if val jJ jpg name jpg dir_p strcat dd j set handles edit2 string dir_p else if val j bmp name bmp dir_p strcat dd j set handles edit2 string dir_d else if val jeer ots name gif dir_p strcat dd j set handles edit2 string dir_d else if val j tiff name tiff dir_p strcat dd j set handles edit2 string dir_d else if val j png name png dir_p strcat dd j set handles edit2 string dir_d end end end end end Executes during object creation after setting all properties function epopupmenul_CreateFcn hObject eventdata handles hObject handle to epopupmenul see GCBO eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles empty handles not created until after all CreateFcns called 55 Hint popupmenu controls usually have a white back
85. ved handles structur A A Hints get hObject str2double g a double AS A AS Executes during Hh unction edit2_Create to be defined in a future version of MATLAB e with handles and user data see GUIDATA String returns contents of edit2 as text et hObject String returns contents of edit2 as object creation after setting all properties Fcn hObject eventdata handles o edit2 see GCBO hObject handle t eventdata reserved handles mpty AS called A Hint edit controls See ISPC and ispc amp amp isequal ge get 0 defaultUicontr set hObject Back end o p Hh function edit3_Callba hObject handle t eventdata reserved to be defined in a future version of MATLAB handles not created until after all CreateFcns usually have a white background on Windows COMPUTER t hObject BackgroundColor olBackgroundColor groundColor white ck hObject eventdata handles largo de la imagen o edit3 see GCBO AS handles structur A Hints get hObject str2double g a double Executes during function edit3_Create to be defined in a future version of MATLAB e with handles and user data see GUIDATA String returns contents of edit3 as text et hObject String returns contents of edit3 as object creation after setting all properties Fcn hObject eventdata h
86. velet toolbox 4 user s guide The Math Works Inc 1997 2009 4 MacA Cody The fast Wavelet transform beyond Fourier transform unpublished 5 Marc Antonini Michel Barlaud Pierre Mathieu Ingrid Daubechies Image coding using wavelet transform IEEE Transactions image processing vol 1 No 2 pp 205 220 April 1992 6 Ronald A De Vore Bjorn Jawerth Bradley J Lucier Image compression through wavelet transform coding IEEE Transaction on information theory vol 38 No 2 pp 719 746 March 1992 7 John G Daugman Complete Discrete 2 D Gabor transform by Neuronal Networks for image analysis and compression IEEE transaction on Acoustics speech and signal processing vol 36 No 7 pp 1169 1179 July 1988 8 Pawan Sinha Benjamin Balas Yuri Ostrovsky Richard Russell Face recognition by Humans Nineteen results all computer vision researchers should know about IEEE Proceedings vol 94 No 11 pp 1948 1963 November 2006 9 M Kirby L Sirovich Application of the Karhunen Loeve procedure for the characterization of Humans faces IEEE transactions on pattern analysis an d Machine Intelligence Vol 12 No 1 pp 103 109 January 1990 10 Conrad Sanderson Marc Saban Yongsheng Gao On local Features for GMM based face verification IEEE proceedings of the third international conference on information Technology and Applications 2005 11 Gualberto Aguilar Hector Perez Mariko Nakano M
87. y la rotaci n aplicada La respuesta Gaussiana bidimensional g x y se expresa con la siguiente ecuaci n Oy o a a d ERAS 2mo r 20 ox y oy explica la extensi n espacial y el ancho de banda de la funci n del filtro h x y si B es la frecuencia radial del ancho de banda en octavos y BO el ngulo del ancho de banda dado en grados entonces _ v22 1 0x 3 2a 1 2 pie V 33 y Bo 2 Utan 14 Las funciones de Gabor operan en conjuntos de n meros complejos cuya parte real es la funci n de Gabor sim trica y la parte imaginaria es la funci n de Gabor asim trica x y xcos yseng xseng y cos 34 h x y E h x y jh x y 35 h x y g x y cos 21Fx 36 h x y g x y sen 21Fx 37 Donde h x y es la se al de los componentes reales de Gabor simetr a par y H x y es la se al de los componentes imaginarios simetr a impar Esta informaci n obtenida la podemos ver en cuadratura de fase como un vector bidimensional donde su magnitud da el contraste de energ a en un punto dado y donde su direcci n especifica la fase de la energ a Al contraste de energ a se le conoce como amplitud de la se al cuando se representa en escala de grises se muestra la respuesta de la imagen al par en cuadratura en funci n de la posici n espacial que es independiente de fase 11 cuando se promedian estos contrastes de energ a resultante de cada filtro de G

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