T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   3 J une   2020 ,   pp.   1671 ~ 167 7   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/ E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i3. 14787     1671       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   D e e p  h y p e r sp h e r e   e m b e d d in g  f or  r e al - t im e   f a c e   r e c ogn itio n         Ryann   Alim u in ,   E lm e r   Dadi os ,   Jon at h a n   Dayao ,   S h e ar yl   Ar e n as   T ech n o l o g i ca l   In s t i t u t o t h Ph i l i p p i n es - Q u ez o n   Ci t y ,   D L Sal l U n i v er s i t y ,   Ph i l i p p i n es       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT     A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  Aug  31 ,   2019   R e vis e De c   7 ,   20 19   Ac c e pted  De c   12 ,   20 19     W i t h   t h ad v an ceme n t   o h u man - c o mp u t er  i n t eract i o n   cap ab i l i t i es   o r o b o t s co mp u t er  v i s i o n   s u rv e i l l an ce  s y s t ems   i n v o l v i n g   s ec u ri t y   y i el d s   l arg i mp ac t   i n   t h res earc h   i n d u s t r y   b y   h el p i n g   i n   d i g i t a l i za t i o n   o cert ai n   s ecu r i t y   p ro ce s s e s .   Reco g n i zi n g   face  i n   t h co m p u t er  v i s i o n   i n v o l v es   i d en t i f i cat i o n   an d   cl as s i fi cat i o n   o w h i c h   faces   b el o n g s   t o   t h s ame   p ers o n   b y   mean s   o f   co mp ar i n g   face  emb ed d i n g   v ec t o r s .   In   an   o rg an i zat i o n   t h at   h as   l arg an d   d i v ers l ab e l l e d   d at a s et   o n   l arg n u mb er  o ep o c h ,   o ft en t i mes ,   creat es     t rai n i n g   d i ff i cu l t i es   i n v o l v i n g   i n c o mp at i b i l i t y   i n   d i ffe re n t   v ers i o n s   o fa ce   emb ed d i n g   t h a t   l ead s   t o   p o o face  reco g n i t i o n   accu racy .   In   t h i s   p a p er,     w w i l l   d e s i g n   a n d   i mp l emen t   r o b o t i v i s i o n   s ec u ri t y   s u r v ei l l a n ce  s y s t em   i n c o rp o rat i n g   h y b ri d   co mb i n a t i o n   o MT CN N   fo face  d et ect i o n ,     an d   FaceN e t   as   t h u n i f i ed   e mb e d d i n g   fo face  reco g n i t i o n   an d   cl u s t eri n g .   K e y w o r d s :   De e h ype r s phe r e   e mbedding   R e a l - t im e   f ace  d e tec ti on   R e a l - t im e   f ace  r e c ognit ion   R oboti c   v is ions     S e c ur it s ur ve il lanc e   s ys tem   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   R ya nn  Alim uin,     T e c hnologi c a I ns ti tut e   of   the  P hil ippi ne s - Que z on  C it y,     De   L a   S a ll e   Unive r s it y ,   M a nil a P hil ippi ne s .   E mail:   r ya nn. a li mui n@ti p . e du. ph       1.   I NT RODU C T I ON   W i th   t he   e me r gi ng   d e v e l op me nt   o f   r o bo ts   c a pa bl e   o f   hu ma n - c o mp ut e r   in te r a c t i on ,   r e c og ni z i ng   pe o pl e   i n   c om pu te r   v is io n   a n d   p a t te r n   r e c o gn it i on   h a s   a tt r a c t e d   i m me ns e   a tt e n ti on   a s   i p r o vi de s   hu ge   a p p li c a t io ns   in  t e r ms   o f   f i na n c e ,   m i li ta r y ,   p u b li c   s e c u r i ty   a nd   da il y   l i f e .   Am on g   va r io us   b io me t r i c s   us e d   f o r   pe r s o n   r e c o g ni ti on ,   t he   f a c e   is   on e   o f   t he   mos t   p op ul a r ,   s in c e   t h is   ub i qu it o us   b i ome t r i c   c a n   be   a c q ui r e d   in   u nc ons t r a in e d   e nv i r o n men ts   w h il e   p r ov id in g   s t r o ng   d is c r i m ina t ive   f e a tu r e s   f o r   r e c o gn it io n   [ 1] .   O ve r   th e   y e a r s ,   th e r e   a r e   man y   b r e a kt h r o ug hs   t ha t   c o nt r ib ut e d   to   t he   s uc c e s s   o f   f a c e   r e c o gn it i on   t e c h no l og y .   T h is   is   w it h   th e   h e l p   o f   a d va n c e n e two r a r c h i te c t u r e s   [2 - 5 ] ,   d is c r im i na t i ve   a pp r oa c h   [ 2 ] .   F a c e   r e c o gn it io n   b e g ins   w it h   e xt r a c t in g   the   c o o r d in a t e s   o f   f e a t ur e s   s u c h   a s   w id th   o f   m ou th ,   wi dt h   o f   e ye s ,   p up i l ,   a nd   c o mpa r e   t he   r e s ul t   w i th   the   me a s u r e me nts   s to r e d   in    t he   da tab a s e   a nd   r e tu r th e   c l os e s t   r e c o r d   ( f a c ia me tr i c s )   [ 3 ] .   T he r e   ha v e   be e n   a   h ug e   n um be r   o f   r e s e a r c o n   wa ys   o f   i mp r ov in g   th e   lo c a l   d e s c r ip to r s ,   f e a t u r e   t r a ns f o r m a ti ons   a n d   p r e - p r oc e s s in g   in   f a c e   r e c o gn it io n   s uc h   a s   l in e a r   s ubs pa c e   [ 4] ,   in   ma ni f o l ds   [ 5 6 ] ,   a n d   s p a r s e   r e p r e s e nt a t io n   [ 5 ] .   B u t   t he s e   a p pr oa c he s   ta r g e ts   on ly   a a s pe c t   o f   c ons t r a in ts   in   f a c ia l   f e a t u r e   a n d   i mp r o ve d   f a c e   r e c o gn i t i on   a c c u r a c y   s l ow ly   [ 1 ] .   F u r t he r m o r e ,   c h a l le nge s   i n   t e r ms   o f   i ll um in a t io n ,   e xp r e s s i on   a nd   pos e   a r e   th e   t h r e e   mo s t   kn ow n   p r o b lems   i n   f a c e   r e c o gn i ti on   ( F R ) .   I n   t he   r e c e n t   ye a r s ,   r e s e a r c h   la nds c a pe   in   f a c e   r e c og n it io n   s ig n if ic a n tl y   r e s ha pe d   in to   t he   b r e a k th r ou gh  o f   de e p   le a r n in g   s u c h   a s   de e p f a c e   m e t ho d .   D e e p   lea r ni ng   a p pl ies   m ul t ip le   p r oc e s s i ng   la ye r s   t o   le a r r e p r e s e nt a t io ns   o f   d a t a   w i th   m ul ti p le   le ve ls   of   f e a tu r e   e x t r a c t io n   [ 7] .   T h e   mos t   po pu la r   de e p   lea r ni ng   a r c h i tec tu r e   i s   t he   c o nv o lu ti on a l   n e u r a l   n e t wo r k   ( C NN )   t ha c o mb a ts   s ig ni f ic a n p r o bl e ms   in   c om pu te r   v is io ns   s uc h   a s   im a ge   c las s i f i c a ti on ,   s e gme n ta ti on ,   o bj e c t   d e t e c ti on ,   e tc .   [ 8 ] .   M a n f a c e   r e c o gn i ti on   a p p li c a t io ns   s e e a   d e s i r a b le    l o w - di me ns io na l   r e p r e s e nta t io n   tha t   ge ne r a li z e s   we ll   t o   ne w   f a c e s   th a t   t he   ne u r a l   n e t wo r k   w a s n t   t r a ined   o n   bu t he   r e p r e s e n ta ti on   is   a   c o ns e q ue nc e   o f   t r a i ni ng   a   ne t w or k   f o r   hi gh - a c c u r a c y   c l a s s i f ica t io n   o n   t he i r   t r a ini n g   da ta .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1671   -   167 7   1672   O ne   of   th e   c ha l le ng e s   o f   t h is   k in d   o f   a pp r o a c h   is   t ha t   t he   r e p r e s e nt a t io n   i s   d if f ic ul t   t o   us e   be c a us e   f a c e s   o f     t he   s a m e   pe r s on   a r e n t   n e c e s s a r i ly   c l us t e r e d ,   th a t   the   c l a s s i f ica t io n   a l go r i th ms   c a n   t a k e   a d va nt a ge   o f   [ 9 ] .   T h is   pa pe r   d is c us s e a bo u th e   c om pu te r   v is ion   of   r o bo ts   i nv ol vi ng   f a c e   r e c o gn it i on   p r o c e s s   i nc o r p o r a ti ng   F a c e N e t   a s   th e   un i f ie d   e m be d d in g   f or   f a c e   r e c o gn it i on   a n d   c lus te r in g   th a t   le a r ns   ho w   to   c lus te r   r e p r e s e nt a t io ns   o f   th e   s a me   pe r s o n   a nd   th a t   c a n   a l le vi a t e   t r a i ni ng   di f f icu l ti e s   t ha t   c a n   s i gn i f ica nt ly   i mp r ov e   F R   a c c u r a c y   u ti li z i ng   P yt ho n   a s   t he   pr og r a m mi ng   la ng ua ge   f or   t he   s u r ve i ll a nc e   s ys te m .   I n   t his   pa pe r ,   w e   p r o p os e d   a   s ys t e m   a nd   a   met ho d   f o r   ta r ge t   i de n t i f ic a t io n   us in g   a r ti f ic ia l   n e u r a l   n e t wo r ks   i nt e g r a te d   in   r o bo t ic  v is io n .     T h e   c on t r i bu ti ons   o f   t hi s   pa pe r   s um ma r ize s   a s   f ol l ows :   a.   W e   pr e s e nt  a   s e c ur it s ur ve il lanc e   s ys tem  that  a uth e nti c a tes   a   pe r s on  in  the  r obo ti c   c a mer a .   b.   method  to  p r ovide  a n   e quivale nt   vir tual   ins tr u ment  that   ha s   the  s a me   c a pa bil it a nd   f unc ti ona li t that   c ontains   the  f oll owing:  ( 1 )   a   digi tal  f il ter   that  is   us e f or   im a ge   p r oc e s s ing  ( 2)   a   mac hine  lea r ning  a lgo r it hm  that  us e s   a r ti f icia ne ur a l   ne twor ks   by  mea ns   of   f a c e   ve c tor   identif ica ti on   f o r   tar ge t   identif ica ti on .     c.   W e   uti li z e s   a   method  ha ving  a   un if ied  f a c e   im a ge   r e pr e s e ntation  ne c e s s a r f or   be tt e r   r e c ognit ion  of     f a c e   im a ge s .   d.   T he   s ys tem  that   c a be   a da pted   to  a ny   e xis ti ng  s u r ve il lanc e   s ys tems ,   pr ovides   low   c os memor y   s to r a ge ,   ha s   da ta  loggi ng  f e a tur e s   a nd  low   maintena nc e .       2.   RE S E AR CH  M E T HO D   T he   input   of   the  s ys tem  will   c a me  f r om  the  wir e le s s   c a mer a   e mbedd e in  R obots   f e e ds   that  will   be   pr oc e s s e a nd  e xa mi ne by  the   s ys tem.   Onc e   a   f a c e   im a ge   is   de tec ted  in   the   c a mer a   f e e ds ,   then  i wil de c ide   whe ther   the  f a c e   de tec ted  is   r e c ognize or   not ,   if   the   f a c e   is   r e c ognize then   the   s ys tem  logs   t he   da te,     ti me  a nd  the  c a mer a   number   other wis e   the  s ys t e s ti ll   logs   the  da te,   ti me,   a nd  a c ti va tes   the  a lar a nd  noti f ica ti on  s ys tem.     Algor it hm   1 .   Algo r it hm  o f   the   s ys tem   Algorithm of the  s ystem   Input: Camera’s real - time image data    Step 1:  While     face_image   Step 2:       Process Video feeds   Step 3:  If  =   face_image,  then   Step 4:      If  =   face_authorized,  then   Step 5:           System logs  date, time and cam era number   Step 6:      Else    Step 7:           System logs  date, time and camera number   Step 8:           Alarm and Notification is activated   Step 9:      End if   Step 10: End if     2. 1.   S ign al   c on d it io n in g   F igur e   1   s hows   the  ge ne r a ove r view   of   the  pr opos e s y s tem.   T a na lyze ,   mea s ur e   a nd  manipulate   da ta  f e e ds   f r om  c a mer a   f ootage ,   a na log  s ignals   s hould  be   c onve r ted  int o   digi tal   s ignal  uti li z ing   the  t he or of   digi tal  s ignal  p r oc e s s ing.   Ana log  to   digi tal   c onve r t e r   ( AD C )   is   the   one   r e s pons ibl e   in   s a mpl ing,   qua nti z ing  a nd  e nc oding  the  c onti nuous - a mpl it ude   a na log  s ignal  i nto  dis c r e te  ti me  a nd   a mpl it ude   digi tal   s ignal.     ( ) = [ (  ) (  ) ] =   ( 1)     A   nu mb e r   o f   va r iab le   bi t - r a t e   da ta   s tr e a ms   o f   i np ut   s i g na ls   f r om   d i f f e r e nt   w i r e les s   c a me r a s   wi l be   in teg r a te i nt a   c o ns tan t   c a p a c it y   s ig na l   th r o ug h   ti me   d iv is io n   m ul t ip le xe r   ( T DM )   us e d   f or   a   h ig he r   bi t - r a t e   f l ow   o f   da ta   [ 10 ] S u bs e que nt l y ,   t he   s ig na ls   we r e   be in g   d i gi ta ll y   f i lt e r e d   t h r o ug h   d ig it a l   s ig na l   p r oc e s s i ng   ( D S P )   t p r oc e s s     t he   i mag e   f o r   the   in te g r a ti on   o f   f a c e   de tec t io n   a n d   da ta   lo gg in g   tec hn ol og y   us in g   a r ti f ic ia l   ne u r a l   ne tw o r k i ng .     2. 2.   I m age   p r oc e s s in g   M ult it hr e a d ing  a nd  GPU  ba s e pr oc e s s ing  tec hnol ogies   we r e   us e to  pe r f or the  im a ge   pr oc e s s ing.   Ar c hit e c tur e   of   the  im a ge   pr oc e s s ing  in  thi s   r e s e a r c is   s hown  in  F igur e   2.   De tailed  pr oc e s s ing   will   be   e xplaine in  the  be low  s e c ti on.     2. 2. 1.   M u lt i - t as k   c as c ad e d   CN N   I f a c e   de tec ti on  pha s e ,   our   method  is   ba s e on  mul ti - tas c a s c a de C NN   u s e f or   joi nt  f a c e   de tec ti on   a nd  f a c e   a li gnment  [ 11]   in  de tec ti ng  f a c e s   withi t he   vicinit of   c a mer a   f ootage   in  r e a l - ti me.   I ini ti a l ly  r e s ize s   the  im a ge s   int a   di f f e r e nt  s c a le  buil ding   a im a ge   pyr a mi d.   T he   pr oc e s s   c a me  with  3   s tage s   M T C NN   na mely:  pr opos a ne twor ( P Ne t)   us e to   obtain   c a ndidate   f a c ial  windows ,   a s   we ll   a s   their   bounding   box  r e gr e s s ion   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De e hy pe r s phe r e   e mbe dding  for   r e al - ti me   face   r e c ognit ion  ( R y ann   A li muin )   1673   ve c tor s .   R e f ine  ne twor k   ( R Ne t)   that  r e f ines   huge   a mount   of   f a ls e   c a ndidate   a s   we ll   a s   pe r f o r ms   c a li br a ti on  with   bounding  box  r e gr e s s ion,   a nd  c onduc ts   NM S a   a nd  las tl y,   output   ne twor k   ( O - Ne t)   that   is   us e to   pr oduc e     the  f inal   huge   box  a nd   f a c ial   landma r ks   pos it ion ,   r e s pe c ti ve ly   [ 12] .   T his   s tage   a im s   to   identif y   f a c e   r e gions   with  mor e   s up e r vis ion  Additi ona ll y ,   M T C NN   us e s   a   c ompl e a lgor it hm  in  mul ti p le  thr e a ds   whe r e i it   c a n   de tec f a c e s   e f f e c ti ve ly  e ve n   in   r a nge s   of   dis tanc e   f r om  the   c a mer a   that   make s   it   a   good  f it   f or   ou r   a pp li c a ti on.   a.   T r a ini ng   I tr a ini ng   f o r   the  C NN   de tec tor ,   i leve r a g e s   thr e e   tas ks   a s   f oll ows .   -   F a c e   C las s if ica ti on.   I uti l ize s   the  c r os s - e ntr opy  los s   in  e a c s a mpl e x i      = (  log ( ) + ( 1  ) ( 1 ( ) ) )   ( 2)     -   B ounding  box  r e gr e s s ion.   T he   lea r ning   objec ti ve   is   f or mul a ted   a s   a   r e gr e s s ion  pr oblem   a nd  the  method  uti li z e s   the  E uc li de a los s   f or   e a c s a mpl e   x i .      =   2 2   ( 3)     -   F a c ial  landma r loca li z a ti on.   T he   s a me  with  the  bo unding  box,   the  f a c ial  landma r k   de tec ti on  is   f or mul a ted  a s   a   r e gr e s s ion  pr oblem  a nd  ut il ize s   mi nim ize s   the  E uc li dian  los s .     = 2 2     ( 4)           F igur e   1 .   Ge ne r a o ve r view   of   the  s ys tem           F igur e   2 .   I mage   p r oc e s s ing  a r c hit e c tur e       2. 2. 2.     F ac e   r e c ogn it ion   T he   a bove - mentioned   pr oblem  invol ving  invar ianc e   of   f a c e   r e pr e s e ntation  ove r   a   pe r iod  o f   ti me ,   c a be   s olved  by  the  noti ons   of   f indi ng   pa c king  a s ympt oti c   bounds ,   that  a r e   not  ove r lapping,   f or   whic it   c a be   f it   withi a   f a c e   r e pr e s e ntation  s pa c e   or   hype r s phe r e .   r e pr e s e nta ti on  of   the  ge ometr ica s tr uc tur e   c a b e   c a be   de s c r ibe  whe r e in  the  lowe r   bound  r e pr e s e nts   the  low - dim e ns ional  population  manif old  e mbedde in  a   high  dim e ns ional  s pa c e   loca ted  on  the  uppe r   bound   hy pe r - e ll ips oid  that  is   c lus ter e int thei r   own  c las s   s pe c i f ic  hype r - e ll ips oids   [ 13] .   T he   invar ianc e   o f   the   f a c e   r e pr e s e ntation  is   de ter mi ne by   the  number   of   identi ti e s   that  is   pa c ke pe r   hype r - e ll ips oid.   a.   F a c e Ne t   I thi s   pa pe r ,   we   int e gr a ted  a   method  c a ll e F a c e Ne f or   the  f a c e   r e c ognit ion  pha s e .   F a c e Ne is     a   un if ied  e mbedding  f o r   f a c e   r e c ognit ion   a nd  c lu s ter ing  that  dir e c tl lea r ns   a   mapping  f r om   f a c e   i mage s   to     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1671   -   167 7   1674   a   c ompac E uc li de a s pa c e   whe r e   dis tanc e s   dir e c tl c or r e s pond  to   a   mea s ur e   of   f a c e   s im il a r it [ 1 4]   us ing    the  tr ipl e t   los s   f unc ti on  ba s e on  L M NN .   b.   T r ipl e los s   f unc ti on   T he   s ys tem  us e F a c e Ne to   map   f a c e   f e a tur e s   f r o the  input   im a ge s   take f r om  the  c a mer a s   int o   a   512 - dim e ns ional   E uc li dian  s pa c e   ve c tor   [ 15] .   T he   e mbed ding  is   r e pr e s e nted  by  ( 5) ,   ha ving   a input   im a ge   e mbedde int d - dim e ns ional  E uc li dia s pa c e   ve c tor   a nd  is   c ons tr a int s   in  ( 6)   [ 11 ] .     ( )       ( 5)     | | ( ) | | 2 = 1   ( 6)     F ur ther mor e ,   the   s ys tem  uti li z e s   tr ipl e l os s   us e to   e f f e c ti ve ly  c lus ter   f a c e   ve c tor   e mbedding  be twe e t he   s a me  c las s e s ,   a nd  is   r e pr e s e nted  by  ( 7)   [ 16] .     [ | | ( ) ( ) | | 2 2 | | ( ) ( ) | | 2 2 + ]     ( 7)     w he r e     r e pr e s e nts   a a nc hor   of   a   s pe c if ic  pe r s on,     i ndica tes   pos it ive  r e pr e s e ntation  of   the   s a me  pe r s on .     is   the  ne ga ti ve   r e pr e s e ntation  o f   a ny  othe r   pe r s on  a nd    be ing  the   mar gin   be twe e n   the  pos it ive   a nd  n e ga ti ve   pa ir s .   T he   tr ipl e los s   mi nim ize s   t he   s qua r e   of   the   di s tanc e   be twe e the  a nc hor   a nd  a   pos it ive  while  max im izing  the  s qua r e   of   the   dis tanc e   be twe e the  a nc hor   a nd  ne ga ti ve   pa ir s   [ 17]   c.   Ha r moni c   e mbedding  a nd  t r ipl e los s   T he   s ys tem  a ls o   pr ovides   a   powe r f ul   f unc ti on   whe r e in  it   ha s   the   c a pa bil it y   to   c ompar e   a   ne tr a ini ng   da tas e t   to  the  e xis ti ng  da tas e ts   in  the  ga ll e r y.   T his   f unc ti on  is   idea f o r   la r ge   s c a le  da tas e ts   that  is   di ve r ge nt,   a nd  r e quir e s   r e tr a ini ng   the  s ubjec mul ti ple  ti mes .     2. 3.   S e r ial   c om m u n icat ion   USB   to  s e r ial  a da pter   a ls r e f e r r e d   to  a s   a   US B   s e r ial  c onve r ter   or   R S 232  a da pter   wa s   us e f or   s e r ial  c omm unica ti on  a s   the  int e r f a c e   f r om  the  c a mer a   int the  c omput e r   [ 18 ] .   I is   a   s mall  e lec tr on ic  de vice   whic c a c onve r t   a   USB   s ignal  to   s e r ial   R S 232   da ta  s ignals   [ 19] .   I t   is   t he   type  o f   s ignal  whic h   is   in  many   older   P C s   a nd   is   r e f e r r e d   to   a s   a   s e r ial  C OM   por t .   USB   to   s e r ial   a da pter   typ ica ll c onve r ts   be twe e USB   a nd   e it he r   R S 232,   R S 485,   R S 422  or   T C P   s ignals ,   h owe ve r   s ome  USB   to  s e r ial  a da pter s   ha ve   other   s pe c ial  c onve r s ion  f e a tur e s   s uc a s   c us tom   ba ud  r a tes ,   hig h - s pe e or   other   [ 20,   21] .       3.   I M P L E M E NT AT I ON   T he   f oll owing   a r e   the   c omponents   of   the  whole   s y s tem   a.   W ir e les s   c a mer a   b.   NVR   c.   USB   s e r ial  c onve r ter   o r   R S 232   d.   L a ptop  C omput e r   T his   r e s e a r c us e s   c a mer a   s pe c if ica ti ons   a s   s hown  in  T a b le  1 ,   a nd   us e s   a   c omput e r   a s   s hown  in  T a ble  2 .       T a ble  1.   C a mer a   s pe c if ica ti ons   S pe c if ic a ti ons   V a lu e   I ma ge  S e ns or   ½.8’ 2.4 M P  C M O S     E f f e c ti ve  P ix e ls   1984 ( H )  x 1225 ( V )   E le c tr oni c  S hut te r   1/ 3s     1/ 100,000s   M in im um I ll umi na ti on   0.05 lux/ F 1.4, lux I R  on     T a ble  2.   L a ptop  c omput e r   s pe c s   S pe c if ic a ti ons   V a lu e   P r oc e s s or   A le a s 4G H z   O pe r a ti ng S ys te m   W in dow s  X P  or  l a te r   I nt e r na S to r a ge   M in im um of  1T B   R a ndom Ac c e s s   M e mor y ( R A M )   A le a s 8 G B         4.   T E CHNI CA L   RE S UL T   I thi s   s e c ti on  we   will   e va luate   the  e f f e c ti ve ne s s   a nd  the  pe r f o r manc e   of   the  pr opos e s ys tem.     4. 1.     Graph ic   u s e r   in t e r f ac e   ( GUI )   T he   us e r   int e r f a c e   of   the  s ys tem  indi c a tes   the  po r ti on  whe r e   the  c a mer a s   will   be   s hown.   I a ls dis plays   pr e view ,   da taba s e ,   c loud  s tor a ge ,   loca s t or a ge ,   a bout   a nd  las tl y,   da ta  loggi ng .   I the   s e c ti on  of   da ta   loggi ng,   it   dis plays   the  de tec ti on  of   the  c a mer a s   whe r e   the  r e c ognize f a c e s   a r e   a uthor ize or   una uthor ize d.     I a ls indi c a tes   the  identit y   of   the  de tec ted  pe r s on.   S a mpl e   12x12   pixel  of   f a c e   da tas e ts   a s   s hown  in  F igur e   3.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De e hy pe r s phe r e   e mbe dding  for   r e al - ti me   face   r e c ognit ion  ( R y ann   A li muin )   1675       F igur e   3 .   S a mpl e   12x12   pixel   of   f a c e   da tas e ts       4. 2.     T r ain in g   Dat a   T he   tr a ini ng  s e us e in  the  e xpe r im e nt  a r e   f a c e   im a ge s   take f r om  s a mpl e   s pe c im e ns ,   whe r e   f a c ial   f e a tur e s   will   be   take mul ti ple   ti mes .   T m ini mi z e   f a c e   va r iations ,   e a c wil be   take without   e x pr e s s ion,     a nd  then  a s ke to  ti lt   thei r   f a c e s   to  the  le f a nd   s lowly  to  the   r ight ,   a nd   move  thei r   f a c e s   s lowly  upwa r a nd   downw a r pos it ion.   T he   r e s ult   of   the  t r a ini ng  s e a c quis it ion  pr oc e s s   will   pr oduc e   200  s e ts   of   12x12   pixela ted   f a c e   im a ge s   f or   the   tr a ini ng   s e pe r   pe r s on  a nd  a ddi ti ona 10  im a ge s   f o r   the   s a mpl e s   ne c e s s a r f or   the  tes ti ng.     4. 3.     De t e c t ion ,   E xt r ac t io n   ad   Re c ogn it ion   t i m e   De tec ti on  is   the  pr oc e s s   wh e r e in  the  s ys tem  s e a r c he s   f or   the  f a c e s   withi a im a ge   a nd  r e tur ns   it s   c oor dinate s   [ 22] .   E xtr a c ti on ,   on   the  other   ha nd  is   th e   pr oc e s s   whe r e   the  s ys tem  f il ter s   the  de tec ted  f a c e   to  f il ter   out  the  unne c e s s a r de tails   of   the  i mage   [ 23] .   L a s tl y,   r e c ognit ion   is   the  p r oc e s s   of   the  s ys tem  whe r e   it   i de nti f ies   the  de tec ted  f a c e   ba s e f r om  the  da tas e ts   [ 24] .   Af ter   10  it e r a ti ons ,   we   we r e   a ble  to  mea s ur e   the  de tec ti on,   e xtr a c ti ons   a nd  r e c ognit ion  ti me.   T he   a ve r a ge   d e tec ti on   ti me  is   100. 8ms ,   e xtr a c ti on  ti me  is   91. 7   ms   a nd   r e c ognit ion  ti me  is   0/8   ms .     4. 4.     P e r c e n t   ac c u r ac p e r   p e r s on   F igur e   4   s hows   the  r e s ult   of   the   a c c ur a c of   the  s y s tem  whe r e in  dif f e r e nt   pe ople   we r e   tes ted  one   a a   ti me.   T he   s ys tem  s hows   highl a c c ur a te  c las s if ica ti on  ha ving  a a ve r a ge   o f   86 % .           F igur e   4 .   De tec ti on,   e xtr a c ti on  a nd   r e c ognit ion  t im e   ( ms )       4. 5.     E valu at io n   of   t h e   s ys t e m s   p e r f or m an c e   W e   tes ted  the  s ys tem’ s   pe r f o r manc e   a nd  li mi ta ti ons   by  va r ying   dis tanc e   of   the   s ubjec ts   f r om     the  c a mer a   that  r a nge s   f r om  1 - 7f incr e mente wit 1f oot  a nd  a the  s a me  ti me  va r ying   the  number   o f   pe ople   be ing  r e c ogn ize s im ult a ne ous ly.   T a ble   3   s hows   t he   numer ica l   va lue  o f   the  a c c ur a c y.   T he   e xpe r im e nt  s hows   that  a dding   the   number   of   s ubjec ts   be ing   r e c ognize by   the   s ys tem  s im ult a ne ous ly  c a g r e a t ly  a f f e c   the  pe r f or manc e   of   the  s ys tem  while   incr e a s ing  th e   dis tanc e   of   the  s ubjec f r om   the  c a mer a   c r e a tes   a   mi nim a l   e f f e c to   the  pe r f or manc e   of   the   s ys tem.   F igur e   5   s hows   the  a ve r a ge   a c c ur a c of   50%   f r o the   mul ti ple  f a c e s   with  va r ied  dis tanc e .           F igur e   5 .   Ac c ur a c pe r   pe r s on  ( ms )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1671   -   167 7   1676   T a ble  3.   Ac c ur a c t e s ti ng   D is ta nc e  ( f t)   1 P e r s on   2 P e r s ons   3 P e r s ons   4 P e r s ons   5 P e r s ons   A ve r a ge   1   100   27   44.44   50   40   52.44   2   90   50   44.44   25   40   49.88   3   90   40   55.55   25   40   50.11   4   80   50   22.22   25   40   43.44   5   90   60   33.33   50   50   56.66   6   80   60   44.44   37.5   40   52.38   7   70   40   22.22   37.5   40   41.94       4. 6.     Conf u s ion   m a t r ix   T e va luate   the  pe r f or manc e   of   the  c las s if ier ,   c on f us ion  matr ix  wa s   us e d.   I t   s hows   a   vis ua li z a ti on  in  whic the  c las s if ier   is   c onf us e whe n   making  a   pr e diction  in   de a li ng  with   a dding   tr a ini ng   s ubjec ts   to   the  da ta   s e t.   F igur e   6   s hows   the  r e s ult   of   c las s if ier s   tr ue   po s it ive  r a te  a nd  mi s c las s if ica ti on  r a te  by  mea ns   of   divi ding   tempor a r il the   da tas e whic is   c ompos e of   33 %   tes s e ts   a nd  67%   o f   t r a in  s e ts   [ 25] .   I s hows   n or malize c onf us ion  matr ix  f r om   a nd  4   pe r s ons   known,   r e s pe c ti ve ly.             ( a )         ( b)     F igur e   6 C onf us ion  m a tr ice s   with ,   ( a )   3   pe r s ons ,   ( b)   pe r s ons   ( n or malize d)       4. 7.     Com p ar is on s   of   t h e   s ys t e m s   p e r f or m an c e   wit h   ot h e r   d e e p   lear n in g   algorit h m   Va r ying  the  a lgor it hm   on  the  s ys tem  pr ovides   mi n im a va r iations   to  the  pe r f or manc e   o f   the  s ys tem.   F igur e   7   s hows   the  s ys tem’ s   pe r f or manc e   in  ter ms   of   it s   a c c ur a c y,   s e ns it ivi ty  a nd  s pe c if ici ty  us ing    the  De e pF a c e ,   S phe r e F a c e   a nd   M T C NN .   T he   M T C NN   a nd   F a c e Ne t   a da pts   to   the   s ys tems   pe r f or manc e   by   ha ving  a   s tand  out  r e s ult   in  c ompar e d   with  the   two   other   a lgo r it hm.           F igur e   7 .   S ys tem's   p e r f o r manc e   t e s with  othe r   de e lea r ning  a lgor it hm       5.   CONC L USI ON     I d e n ti f yi ng   a   p e r s o f r o m   a   s u r v e i l lan c e   s ys te e m be dd e d   i n   r ob o ts   o f f e r s   s ig ni f ic a n a d va n ta ge s   i n   t e r ms   o f   s e c u r i ty   i n   c om pa r e d   wi th   t he   t r a di t io na l   s u r ve il la nc e   s ys te m .   I t   c a n   s a v e   hu ge   a m ou nt   s t o r a ge   a n d   i ts   c o r r e s p on di ng   c os ts   b y   o nl y   s t o r i ng   f r a mes   o f   f a c e   im a g e s   t ha t   wa s   de tec te by   th e   s ys te m .   I t   o f f e r s   mor e   s e c u r e   T rue  l a bel   P re di ct ed l a bel   T rue  l a bel   P re di ct ed l a bel   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De e hy pe r s phe r e   e mbe dding  for   r e al - ti me   face   r e c ognit ion  ( R y ann   A li muin )   1677   e nv i r o nm e n t ,   a s   it   w i ll   s e n a l e r ts   r e ga r d i ng   b u r g lar y   th a t   is   h a p pe n in g   in   r e a l   ti me .   I t   s e r ve s   a s   b io me t r i c s   o f     a   p e r s o n’ s   ide nt i ty   l og gi ng   in   a n ou t   f r om   a e s tab l is h me nt   a nd   c a be   ve r us e f u l   i lo c a ti ng   a n i de nt i f y in c r im in a ls   a r o un d   th e   c it y .   T h e   e xp e r i me nts   un c o ve r   t h e   s ys te m s   li m it a t io n   in   de tec t in g   a nd   i de n t if yi ng   m u lt ip le  p e r s o n   a t   a   s pe c i f ie d   d is t a n c e   s im ul ta ne ous ly .   T he   s ys t e m   r e s u lt e d   to   o nl y   5 0 %   o f   th e   a ve r a ge   a c c u r a c y   w he d e a li ng   wi th   mu l ti pl e   pe r s on   in   c o mpa r e d   w i th   8 6 %   i n   a c c u r a te l i de n t if y in d if f e r e n t   f a c e s   a t   a   t im e .   F o r   f ut u r e   d e s i gn e r s   w ho   wi s he s   t o   v e n tu r e   i nt o   th is   s tu dy .   W e   h ig h ly   r e c o mm e n d   to   f ur t he r   im p r o ve   the   pe r f o r ma nc e     o f   t he   s ys te m’ s   a c c u r a c y   b y   tr y in g   o th e r   ty pe s   o f   a lg o r i th m   kn ow in g   th a t   t he r e   a r e   a   lo t   o f   o p ti ons .   W e   a ls r e c o mm e nd   t o   us e   be tt e r   s pe c i f ica t io ns   o f   c a m e r a   a n d   c om pu te r   me nt io ne d   i n   s e c t io n   3 .       AC KNOWL E DGM E N T   T he   pr opone nts   would   li ke   to   thank   De   L a   S a ll e   Unive r s it y - M a nil a   a nd  T e c hnologi c a l   I ns ti tut e     of   the   P hil ippi ne s - Que z on  C it f or   the   r e s e a r c c ol labor a ti on  a nd   to   the   f oll owing   s tudents   na mely   R .   E nor me,   L .   E s tr a da ,   C .   M ontea lt o,   J .   Or e ta .       RE F E RE NC E S     [1 ]   I.   Mas i ,   et   a l . D ee p   Face  Rec o g n i t i o n :   Su r v ey ,   2 0 1 8   3 1 s t   S IB G R A P C o n f er en ce  o n   G r a p h i c s ,   P a t t er n s   a n d   Im a g es   (S I B G R A P I) p p .   4 7 1 - 4 7 8 ,   2 0 1 8 .     [2 ]   Y .   Su n ,   et   al . D eep   l earn i n g   face  rep res e n t a t i o n   b y   j o i n t   i d e n t i fi ca t i o n - v eri f i ca t i o n ,   A d v a n ce s   i n   Ne u r a l   In f o r m a t i o n   P r o ce s s i n g   S y s t e m   2 7   ( NI P S   2 0 1 4 ) p p .   1 9 8 8 - 1 9 9 6 ,   2 0 1 4 .     [3 ]   A .   R.   S.   Si s w an t o ,   et   al . Imp l emen t at i o n   o face  re co g n i t i o n   al g o ri t h fo b i o met r i cs - b as e d   t i me  at t en d a n ce  s y s t em,   2 0 1 4   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   ICT  f o r   S m a r t   S o ci e t (ICIS S ) p p .   1 4 9 - 1 5 4 ,   2 0 1 4 .     [4 ]   W .   D en g ,   et   a l . T ran s fo rm - I n v ar i a n t   PC A :   A   U n i f i ed   A p p r o ach   t o   F u l l y   A u t o ma t i Face A l i g n men t ,   R ep re s en t at i o n ,   an d   Reco g n i t i o n ,   IE E E   Tr a n s a c t i o n s   o n   P a t t e r n   A n a l y s i s   a n d   M a ch i n In t el l i g en ce v o l .   3 6 ,   n o .   6 ,   p p .   1 2 7 5 - 1 2 8 4 ,   Jun e   2 0 1 4 .     [5 ]   J .   W ri g h t ,   et   a l . Ro b u s t   Face  v i S p ar s Rep re s en t at i o n ,   IE E E   T r a n s a ct i o n   o n   P a t t er n   A n a l ys i s   a n d   M a ch i n e   In t e l l i g e n t v o l .   3 1 ,   n o .   2 ,   p p .   2 1 0 - 2 2 7 ,   Feb r u ary   2 0 0 9 .     [6 ]   E .   K l arre i ch ,   S p h ere  Pac k i n g   S o l v ed   i n   H i g h e D i me n s i o n s ,”   Q u a n t a   M a g a z i n e ,   Mar ch   20 1 6.   [O n l i n e].   A v ai l a b l e :   h t t p s : / / w w w . q u a n t ama g azi n e. o r g / s p h ere - p ac k i n g - s o l v e d - in - h i g h er - d i me n s i o n s - 2 0 1 6 0 3 3 0 / .     [7 ]   M.   W an g   an d   W .   D e n g ,   D ee p   Face  Reco g n i t i o n :   A   Su r v ey ,   arX i v :   1 8 0 4 . 0 6 6 5 5 ,   2 0 1 9 .     [8 ]   W .   L i u ,   et   al . D eep   H y p er s p h eri cal   L earn i n g ,   arX i v :   1 7 1 1 . 0 3 1 8 9 ,   2 0 1 8 .     [9 ]   B.   A mo s ,   et   al . O p en Face:   A   g en eral - p u r p o s face  reco g n i t i o n   l i b rar y   w i t h   mo b i l ap p l i cat i o n s ,   CMU - CS - 16 - 1 1 8 ,   2 0 1 6 .   A v ai l ab l e:   h t t p : / / e l i j ah . c s . cmu . ed u / D O CS / CMU - CS - 16 - 1 1 8 . p d f.     [1 0 ]   M.   Pl o n u s ,   CH A PT E 9 - D i g i t al   S y s t ems ,   E l ect r o n i c s   a n d   Co m m u n i ca t i o n s   f o r   S ci e n t i s t s   a n d   E n g i n e er s A cad em i Pres s ,   p p .   3 2 7 - 4 0 3 2 0 0 1 .   [1 1 ]   K .   Z h an g ,   e t   al . J o i n t   Fa ce  D e t ect i o n   an d   A l i g n me n t   U s i n g   Mu l t i t a s k   C a s cad e d   Co n v o l u t i o n al   N et w o r k s ,   I E E E   S i g n a l   P r o ce s s i n g   Let t er s v o l .   2 3 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 4 9 9 - 1 5 0 3 ,   O ct   2 0 1 6   [1 2 ]   Pro g rammer  So u g h t Face  k ey   p o i n t   d et ec t i o n   al g o r i t h m - MT C N N , ”  2 0 1 8 .   [O n l i n e].   A v a i l a b l e :   h t t p : / / w w w . p r o g rammer s o u g h t . c o m/ ar t i c l e/ 9 0 0 0 1 1 8 8 4 2 8 / .   [1 3 ]   S.   G o n g ,   et   al . O n   t h C ap ac i t y   o Face  Rep res en t at i o n ,   arX i v :   1 7 0 9 . 1 0 4 3 3 ,   2 0 1 9 .     [1 4 ]   F.   Sch ro ff,   et   al . FaceN et :   A   u n i fi e d   emb ed d i n g   fo f ace  reco g n i t i o n   an d   cl u s t er i n g , "   2 0 1 5   IE E E   Co n f e r en ce   o n   Co m p u t er   V i s i o n   a n d   P a t t er n   R ec o g n i t i o n   (CV P R ) p p .   8 1 5 - 8 2 3 ,   2 0 1 5 .     [1 5 ]   M.   W an g   an d   W .   D en g D ee p   Face  Reco g n i t i o n :   A   Su r v ey ,   2 0 1 8 .   [O n l i n e].   A v a i l a b l e :   h t t p s :   / / w w w . r es earch g at e. n et / p u b l i ca t i o n / 3 2 4 6 0 0 0 0 3 _ D ee p _ F ace_ Reco g n i t i o n _ A _ S u rv e y .   [1 6 ]   F.   Sch ro ff,   et   al . FaceN et :   A   U n i f i ed   E m b ed d i n g   f o F ace  Reco g n i t i o n   an d   Cl u s t er i n g ,   arX i v :   1 5 0 3 . 0 3 8 3 2 ,   2 0 1 5 .     [1 7 ]   T.   T .   D o ,   et   al . A   T h eo ret i cal l y   So u n d   U p p er  Bo u n d   o n   t h T ri p l e t   L o s s   fo Imp r o v i n g   t h E ff i ci e n c y   o D eep   D i s t a n ce  Met ri L earn i n g ,   CV P R   2 0 1 9 A p r il   2 0 1 9 .     [1 8 ]   R.   O Bri en ,   H o w   D o es   U SB  t o   Seri al   A d ap t er  W o r k ?   2 0 1 9 .   [O n l i n e].   A v ai l ab l e:   h t t p s : / / i t s t i l l w o r k s . c o m/ u s b - s eri a l - ad a p t er - w o r k - 4 9 6 9 1 6 2 . h t ml .     [1 9 ]   W i k i p ed i a,   RS - 2 3 2 ,   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / e n . w i k i p e d i a. o r g / w i k i / RS - 2 3 2 .     [2 0 ]   R.   A l i mu i n ,   et   a l . D es i g n   o 4 - Ch a n n e l   V i r t u a l   In s t r u men t   V i d eo   A d a p t er   fo D i g i t al   D a t Mu l t i p l ex i n g ,   2 0 1 8   IE E E   1 0 t h   In t er n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   H u m a n o i d ,   Na n o t ec h n o l o g y,   In f o r m a t i o n   Tech n o l o g y,   Co m m u n i c a t i o n   a n d   Co n t r o l ,   E n vi r o n m e n t   a n d   M a n a g em e n t   (H NIC E M ) p p .   1 - 5 ,   2 0 1 8 .     [2 1 ]   T rei c h l er   J.   an d   L ari mo re T h eo r y   an d   d es i g n   o ad a p t i v fi l t ers ,   Pren t i ce - H al l   o In d i a,   2 0 0 7 .     [2 2 ]   A .   Si n h a H o w   T o   D et ec t   a n d   E x t ract   Face s   fr o a n   Imag w i t h   O p e n CV   a n d   Py t h o n ,   D i g i t a l O ce an ,   2 0 1 9 .   [O n l i n e].   A v a i l ab l e:   h t t p s : / / w w w . d i g i t al o cean . c o m/ c o mmu n i t y / t u t o ri al s / h o w - to - d e t ect - a n d - e x t rac t - faces - fr o m - an - i mag e - w i t h - o p e n cv - a n d - p y t h o n .   [2 3 ]   N .   J .   Py u n ,   E x t ract i o n   o an   i ma g i n   o r d er  t o   a p p l y   fa ce   reco g n i t i o n   met h o ds ,   A r t i f i c i a l   In t e l l i g e n ce U n i v er s i t é  So rb o n n Pari s   Ci t é ,   2 0 1 5 .     [2 4 ]   J .   Bro w n l ee,   A   G en t l In t ro d u c t i o n   t o   D eep   L earn i n g   fo Face   Reco g n i t i o n ,   Mach i n L earn i n g   Mas t er y ,   2 0 1 9 .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / mac h i n el ear n i n g ma s t er y . co m / i n t r o d u c t i o n - to - d eep - l earn i n g - fo r - face - rec o g n i t i o n / .     [2 5 ]   K .   V .   A ry an d   A .   A d ars h ,   " A n   E ff i ci e n t   Face  D e t ect i o n   an d   Rec o g n i t i o n   Met h o d   fo Su r v ei l l a n ce, "   2 0 1 5   In t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   Co m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n ce   a n d   Co m m u n i c a t i o n   Net wo r ks   (CICN) ,   p p .   2 6 2 - 2 6 7 ,   2 0 1 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.