I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   5 Oc to b er   2 0 2 0 ,   p p .   4 6 9 5 ~ 4 7 0 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 0 i 5 . pp 4 6 9 5 - 4 7 0 0          4695       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   Face  recog nition   using  select e d t o p o g ra phica l f ea tur es       M a it ha m   Ali N a j i,  G ha li b A h m ed  Sa l m a n,  M uthna   J a s i m   F a d hil   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   El e c tri c a T e c h n o lo g y ,   M id d le T e c h n i c a Un iv e rsit y   (M T U),  Ira q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   9 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Ma r   1 6 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Ma r   2 8 ,   2 0 2 0       T h is  p a p e re p re se n ts  a   n e w   fe a tu re se lec ti o n   m e th o d   to   i m p ro v e   a n     e x isted   fe a tu re   t y p e .   T o p o g ra p h ica (TG H)  fe a tu re p ro v id e   larg e   se o f   f e a tu re b y   a ss i g n in g   e a c h   i m a g e   p ix e to   th e   re late d   f e a tu re   d e p e n d in g     o n   im a g e   g ra d ien a n d   He ss i a n   m a tri x .   S u c h   ty p e   o f   f e a tu re w a s     h a n d le d   b y   a   p ro p o se d   f e a tu re se le c ti o n   m e th o d .   A   f a c e   r e c o g n it io n     f e a tu re   se lec to (F RF S m e th o d   i p re se n ted   t o   i n sp e c T G f e a tu re s.  F RF S   d e p e n d s   in   it m a in   c o n c e p o n   li n e a d isc rim in a n a n a ly sis  ( L D A )   tec h n i q u e ,   w h ich   is  u se d   in   e v a lu a ti n g   fe a tu re e ff icie n c y .   F RF S   stu d ies   f e a tu re   b e h a v io o v e a   d a tas e o i m a g e to   d e ter m in e   th e   lev e o it p e rf o r m a n c e .   A th e   e n d ,   e a c h   f e a tu re   is   a ss i g n e d   to   it re late d   lev e o f   p e r f o r m a n c e   w it h   d if fe re n lev e ls   o f   p e r f o r m a n c e   o v e th e   w h o le  ima g e .   D e p e n d i n g   o n     a   c h o se n   t h re sh o l d ,   t h e   h ig h e st  s e o f   f e a tu re is  se lec ted   to   b e   c l a ss if i e d   b y   S V M   c las sif ier.   K ey w o r d s :   Face   f ea t u r es   Face   r ec o g n itio n   Featu r s elec to r   Featu r es p er f o r m a n ce   to p o g r ap h ical   Co p y rig h ©   2 0 2 0   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Gh alib   Ah m ed   Sal m a n ,   C o lleg o f   E n g in ee r i n g   an d   E l ec tr ical  T ec h n o lo g y ,   Mid d le  T ec h n ical  U n i v er s it y   ( MT U) ,   Al - Ma s af ee   Stre et,   Al - Do o r a,   B ag h d ad I r aq .   E m ail:  g h lb eth a w i @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     Face   r ec o g n itio n   w as   d ee p l y   s tu d ied   t h r o u g h   t h las d ec a d es  [ 1 ] .   Sev er al  t y p es  o f   f ea t u r es  w er e   p r esen ted   w i th   d i f f er e n lev e ls   o f   r ec o g n i tio n   ac cu r ac y   [ 2 ] .   E ac h   ty p o f   f ea t u r r ep r e s en a n   a m o u n o f   in f o r m atio n   ex tr ac ted   f r o m   t h i m a g e,   a n d   m o r r ep r esen t ed   in f o r m atio n   i n   c h o s en   f ea t u r p r o v id es  m o r ac cu r ac y   i n   r ec o g n itio n   r es u l ts   [ 3 ] .   Sp atial  f il ter in g   w as   ad o p ted   to   ex tr ac p o in ts   o f   in ter est,  w h ic h   ar g r o u p ed   to   f o r m   ca n d id ate  f e at u r es.  p r o b ab ilit y - b ased   s tati s tical   m o d el   is   b u ilt   t o   s elec th e   m o s t     p o w er f u f ea tu r e s   f o r   f ac r ec o g n itio n   [ 4 ] .   I n   an o th er   ap p r o ac h ,   th a u th o r s   u s ed   R GB - i m a g es  b ased   o n     th e x tr ac ti n g   a n d   t h co n ca t en ati n g   o f   t h s ca le  i n v ar ian t   f ea t u r tr a n s f o r ( SIFT )   d escr ip to r s   f r o m   th e s e   d ata  s o u r ce s   f o r   f ac r ec o g n iti o n   [ 5 ] .   J ie  C h en   et  al   tu r n ed   tr an s f o r m atio n   f ea tu r b y   ad o p t in g   s p ec i f ic  v er s io n   o f   lo ca b in ar y   p atter n s   ( L B P )   as  f ac d escr ip to r .   Su ch   f ea t u r es  p r o v id ed   en co u r ag in g   clas s i f icatio n   ac cu r ac y ,   b u w i th   u n ac ce p tab le  er r o r   r ate  s o m eti m e s   [ 6 ] .   F ac d escr ip to r   is   al s o   ad o p ted   f o r   e x tr ac tin g   f ac e   f ea t u r in   o r d er   to   p r o v id f ac r ec o g n itio n .   T h au t h o r s   ad o p ted   en h an ce d   lo ca b in ar y   p atter n   ( E n L B P )   as   an   ad ap tio n   o f   L B P   an d   t h e y   d iv id ed   s t u d ied   i m a g e   in to   3 ×3   b lo ck s .   Fo r   ea ch   b lo ck ,   t h E n L B P   f ea t u r es   p r o v id ed   m ea n   v al u es o f   ea ch   b lo ck   in s tead   o f   t h o r d in ar y   n u m b er   o f   L B P   [ 7 ] .   I n   th i s   p ap er ,   s in ce   T GH  p r o v id m o r in f o r m at io n   t h an   tr ad itio n al  ed g es  [ 8 ] ,   th e y   ar a d o p ted   b y   co m b i n i n g   t h e m   w it h   t h p r o p o s ed   f ea tu r s elec tio n   m et h o d   to   ch o o s t h b est   s et  a m o n g   t h e m .   T h r est  o f   th is   o f   t h is   p ap er   co n tain s   b r ief   ex p lan a tio n   o f   T GH  th en   th s elec tio n   m et h o d th en   f ac r ec o g n itio n   r esu lt s   an d   th eir   an a l y s is .   Fi n al  s ec tio n   co n tai n s   t h co n cl u s io n s   e x t r ac t ed   f r o m   t h i s   w o r k .       2.   T O P O G RAP H I CAL F E A T URES   T G H   A lt h o u g h   T GH  w er p r ev io u s l y   u s ed   i n   r ec o g n itio n   r esear c h es  [ 9 ,   1 0 ] ,   th eir   ac c u r ac y   r e s u lts   w er r elativ el y   lo w   r eg ar d in g   o t h e r   t y p es  o f   f ea t u r es.  O n o f   t h p o ten tial  r ea s o n s   o f   t h lac k   i n   th e ir   u s ag i s     t h h u g a m o u n t o f   p r o d u ce   f e atu r es.  R ec e n tl y ,   it  w a s   u s ed   i n   o b j ec t r ec o g n itio n   r esear ch e s   b u w it h   t h s a m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0     4 6 9 5   -   4 7 00   4696   p r o b lem   o f   h u g n u m b er   o f   f e atu r es  [ 1 1 ] .   Si n ce   T GH  ass ig n s   ea ch   i m ag e   p ix el   to   t h co r r esp o n d in g   f ea t u r e.   On   t h o t h er   s id e,   T GH  p r o v id es  m o r i n f o r m atio n   th a n   tr a d itio n al  i m a g ed g e s   an d   l in e s ,   s ee   Fig u r e   1 ( a ) Yet,   an d   ch o o s in g   o n l y   i m a g lin es a n d   ed g es  m a y   i g n o r s i g n i f ica n t i n f o r m atio n .     S u c h   p r o b l em   ca n   b e   s o lv e d   b y   ch o o s in g   ef f ic i en t o n es a m o n g   p r o d u c e d   f e atu r e s   o v e r a l l im a g e ,   w h i c h   w as   a   n o ti c e a b le   o b s t ac l e   [ 1 2 ] .   A f te r   m an i p u l a tin g   th e   im ag e   w i th   s e t   o f   m ask s   t o   f in d   th e   o r th o g o n a p o ly n o m i a o f   th im ag e   [ 1 3 ] ,   im ag g r a d i en an d   H ess i an   m a t r ix   o f   s e c o n d   d e r iv a tiv e s   a r e   c o m p u t e d   t o   ex t r a c T G H   ( Pe a k ,   Pi t ,   S a d d l e ,   R i d g e ,   R av in e ,   Z e r o   c r o s s in g Fl a t ,   I n c r e as in g   a r e a   an d   D e c r e a s in g   a r e a )   [ 1 4 ] ,   s e e   Fig u r e   1( b ) A c c o r d i n g   t o   d e f in it i o n s ,   ea ch   l it e r a tu r e   d ef in es   s o m e   k i n d s   o f   T G H   t o   b e   im ag e   e d g es   an d   l i n e s .   A s   a   r es u l t ,   d e al in g   w ith   T G H   p r o v i d e s   m o r in f o r m a t i o n ,   an d   th e   n ex s e ct i o n   ex p l a i n s   t h e   p r o p o s e d   f e at u r e   s e l e ct i o n   m et h o d   t o   o v e r c o m e   h ig h   n u m b e r   o f   p r o v i d e d   f e a tu r e .   S in c e   T G H   i s   an   e x is t e d   f e a tu r e   ty p e ,   t h is   p a p e r   f o cu s es   o n   ex p l a in i n g   f e a tu r e   s e le c t i o n ,   an d   af o r em e n ti o n e d   l i t e r atu r e s   d is cu s s   T GH   in   d e t a il s .           ( a)     ( b )     ( c)     Fig u r 1 .   T r ad itio n al  i m a g ed g es i g n o r s i g n i f ican t i n f o r m a tio n ,   w h ile  T GH  s t u d y   all  a v ai lab le  f ea tu r e s   ( a)   o r ig in al  i m a g e,   ( b )   i m ag e d g es,  an d   ( c)   T GH  f Featu r es       3.   F ACE RE CO G N I T I O F E AT UR E   S E L E CT O ( F RF S )   T h is   m et h o d   s ee k s   f o r   f ea t u r e s   u s in g   s i m ilar   r u les  u s ed   in   L DA   to   e v alu a te  f ea t u r s i g n if i ca n ce   [ 1 5 ] .   A cc o r d in g   to   n o n - p ar a m etr ic   f ea tu r te s in   L D A ,   e f f ici en f ea tu r es  m u s y ield   h i g h   d if f er en ce s   o v er     in ter - c lass   i m a g es  a g ai n s lo w   d i f f er e n ce s   o v er   i n tr a - cla s s   i m ag e s   [ 1 6 ] .   T h is   tech n iq u ad o p test in g   s in g le   f ea t u r in   ea ch   r o u n d   b y   m e asu r i n g   y ield ed   d if f er en ce s   o v er   in ter   an d   i n tr a - c lass   to   r ec o r d   its   lev el  o f   ef f icien c y .   T h en   p r o p o s ed   te ch n iq u m o v e s   to   t h s ec o n d   f ea t u r an d   s o   o n   til t h las f ea t u r e.   Di f f er e n t   lev els  o f   ef f icie n c y   ar f ilter e d   b y   co n tr o ll ed   th r es h o ld   th at   d eter m i n es  s elec ted   s et  o f   f e atu r es  w it h   h ig h es t   ef f icien c y .   L o ca tio n s   o f   s elec ted   f ea t u r es  f r o m   lear n in g   d at aset  ar allo ca ted   to   ch o o s r ec o g n itio n   f ea t u r es   f r o m   tes t d ataset  in   te s t sta g e.   T o   illu s tr ate  p r o p o s ed   FR FS ,   ass u m th at  lear n i n g   d ataset  co n tain s   n × m   i m a g es  co n tai n   n   p er s o n s   an d   m   i m ag f o r   ea ch   o f   t h e m .   E ac h   th i m a g I m ij i s   o f   h × k   s ize,   w h ic h   is   u s ed   to   p r o d u ce   T GH  f ea tu r es a s :      = [ 11 12 13 1 21 22 23 2 1 2 3 ]   ( 1 )     T h f ir s t f ea t u r f r o m   ea c h   i m ag in   lear n i n g   d ataset  i s   tr an s f er r ed   to   th in s p ec tio n   m atr i x :     I 11 = [ f11 11 f11 i 1 f11 n1 f11 1j f11 1m f11 ij f11 im f11 nj f11 nm ]   ( 2 )     w h er   I 11 : is th i n s p ec tio n   m atr i x   o f   th f ea tu r f 11   o v er   lear n in g   d ataset   f1 1 ij : th f ir s f ea t u r f 1 1   tak e n   f r o m   th i m a g i n   th r o w   i   a n d   co lu m n   j   o f   t h le ar n in g   d ataset   Statis t ical  la w s   d i s p er s io n   ar u s ed   to   m ea s u r t h c h an g es   w it h i n   v alu e s   o v er   i n ter - clas s   a n d     in tr a - c lass ,   w h ic h   ar s tan d ar d   d ev iatio n   SD  an d   r o u g h n e s s   co ef f icie n rc   [ 1 7 ] .   Valu es  d is p er s io n   is   m ea s u r in g   u s i n g   SD  b y   co m p u ti n g   th eir   d ev iat io n   f r o m   t h e   av er ag e,   a n d   it  is   u s ed i n   t h is   p ap er   to   m ea s u r e   t w o   t y p e s   o f   c h an g es.  F ir s tl y ,   SD  o v er   ea ch   r o w   i s   u s ed   to   ev alu ate  th c h an g es  o v er   d if f er en i m a g es  f o r     th s a m e   p er s o n ,   w h ic h   r ep r esen t s   i n ter io r   d if f er en ce s   ( i n tr a - ch a n g es).   Seco n d l y ,   SD  o v e r   ea ch   co lu m n   i s   u s ed   to   ev alu ate  ch a n g es  o v er   d if f er en p er s o n   in   ea c h   lin o f   i m a g es  ( in ter - ch a n g es).   T h µ  an d   SD  o f   ea ch   r o w   ar co m p u ted   as:      µ i = f11 ij m j = 1 m   ( 3 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       F a ce   r ec o g n itio n   u s in g   s elec ted   to p o g r a p h ica l fe a tu r es   ( Ma i th a A li N a ji )   4697   SD ri = ( f11 ij µ i ) 2 m j = 1 m   ( 4 )     A cc o r d in g l y ,   µ  a n d   SD o f   ea c h   co lu m n   ar co m p u ted   as:     µ j = f11 ij n i = 1 n   ( 5 )     SD cj = ( f11 ij µ j ) 2 n i = 1 n   ( 6 )     T h is   p r o d u ce s   th n e x m a tr ix :     I 11 = [         f11 11 f11 i1 f11 n1 SD c1 f11 1j f11 1m SD r1 f11 ij f11 im SD ri f11 nj SD cj f11 nm SD cm SD rn ]           ( 7 )     SD  f o r   ea ch   r o w   i s   ca lled   SD ri   to   d is tin g u is h   t h e m   f r o m   SD   f o r   ea ch   co lu m n   ( SD ci ) .   Sev e r al  v alu e s   o f   SD   ar p r o d u ce d   o v er   i n tr a - ch a n g es   o n f o r   ea c h   p er s o n . T o   g et  o n SD  v al u o v er   all   i n tr a - cla s s ,   SD intra   i s   co m p u ted   u s in g   n ex t a v er ag r u le:     SD i n t r a = SD ri n i = 1 n   ( 8 )     A cc o r d in g l y ,   SD inter   is   co m p u t ed   as:     SD i n t er = SD cj m j = 1 m   ( 9 )     T h f in al  v alu o f   ef f icie n c y E f inal f o r   th f ea tu r f 11 is   co m p u te d   b y   d iv id i n g   SD inter   o v er   SD i n tra   as:     E f i n al = SD i n t er SD i n t r a   ( 10 )     T h s ec o n d   m ea s u r o f   d is p e r s io n   is   r o u g h n e s s   co e f f icien t   w h ic h   d iv id es  th d i f f er en ce s   b et w ee n   th s u cc e s s i v v al u es  o v er   th e ir   d if f er e n ce s   f r o m   t h m ea n .   Su c h   m ea s u r r ed u ce s   o r   eli m in ates   th e   ef f ec t   o f   b ig   d if f er en ce s   b et w ee n   s u cc e s s i v v al u es [ 1 7 ] .     rc = ( x i x i 1 ) 2 n i = 2 ( x i μ ) 2 n i = 2   ( 11 )     I n   s o m e   ca s es,  s u cc e s s i v i m a g es  y ield   s ig n i f ica n d if f er e n c es  d u to   d if f er e n s t y le s ,   f ac e   h air ,   f ac e   ex p r ess io n   o r   o th er   f ac to r s ,   wh ich   ca n   b h a n d led   u s i n g   r c. A cc o r d in g l y ,   t h m atr ix   i n   ( 7 )   w il l b e:     I 11 = [       f11 11 f11 i1 f11 n1 rc c1 f11 1j f11 1m rc r1 f11 ij f11 im rc ri f11 nj rc cj f11 nm rc cm rc rn ]         ( 12 )     T h b est  v alu o f   E final   is   th e   b ig g est  o n s i n ce   it  r ef er s   S D inter   h as  h i g h est  le v el  r eg ar d in g   S D intra E final   is   tr an s f er r ed   to   th co r r esp o n d in g   lo ca tio n   in   m atr i x   f o r   E f f icie n c y   o f   Feat u r es  EFF ,   th u s ,   E final   f o r     th f ea t u r f 11   i s   tr a n s f er r ed   to   EFF   ( 1 , 1 ) .   E q u atio n s   ( 2 )   to   ( 10 )   ar r e - ap p lied   o n   th n ex t   f ea t u r a n d   s o   o n   un t il  co v er i n g   all  f ea t u r es  i n   th i m ag m atr i x   im ij .   A s   r es u lt,  EFF   m atr i x   w ill  co n tain   d if f er e n v a lu e s   f o r   d if f er e n le v els  o f   e f f icien c y   o f   f ea t u r es,  a n d   ch o o s i n g   f ea tu r es  w i th   h i g h est  e f f icie n c y   p r o v id b est  s et  o f   ca n d id ate  f ea tu r e s .   T o   co n tr o th n u m b er   o f   ch o s e n   f ea t u r es,  th r esh o ld   is   p r o p o s ed ,   an d   v alu e s   o f   E final   lo w er   th a n   th t h r es h o ld   is   ig n o r ed .   Dep en d in g   o n   ch o s en   s et  o f   f ea tu r e s ,   i m a g es  a r class if ied   u s i n g     th s ta n d ar d   s u p p o r t v ec to r   m ac h in SVM  [ 1 8 ,   1 9 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0     4 6 9 5   -   4 7 00   4698   4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   E x p er i m e n ts   o f   t h is   w o r k   u s ed   f air l y   d is to r ted   an d   g o o d   im a g es  o f   s ta n d ar d   FG - NE T   w h ic h   co n tai n s   ( 9 1 2   o f   1 0 0 2 )   f ac e - i m a g es,  wh ich   ar ca p tu r ed   f o r   m a les  an d   f e m ales  i n   d if f er en o cc asio n s .   Hi g h l y   d is to r ted   i m a g es  ar e x cl u d ed   f r o m   t h s tu d y   d u to   th e ir   af f ec t io n   o n   y ield ed   r es u lt s .   A ll   s tu d ied   i m a g es  ar e   m an ip u lated   to   b g r a y - s ca le  an d   w ith   s ize  o f   ( 5 1 2 ×5 1 2 ) .   C o m p ar is o n   u s ed   i n   t h is   p ap er   is   m ea n   ab s o lu te   er r o r   ( MA E ) .   A lt h o u g h   b u i ld in g   2 p o l y n o m ial  f o r   th i m a g u s e s   s et  o f   en h a n ci n g   m a s k s ,   i m ag e   q u al it y   a f f ec t r ec o g n itio n   r ate  ( R R ) .   L o w   i m ag q u alit y   m a y   ca u s b l u r r y   o r   ad d   lin es  an d   u n d esira b le   d etails  to   th i m a g e,   w h ic h   m a y   ca u s n o n - r ea d etails.  W h er T GH  d ep en d s   o n   d if f er en ce s   b et w ee n   v al u e s   [ 2 0 ] ,   u n d esira b le   ef f ec t s   m a y   cr ea te  n o n - r ea l f e atu r es a s   s h o w n   in   Fig u r 2 .         ( a)     ( b )     ( c)     Fig u r 2 .   I m a g q u ali t y   a f f ec t s   th clas s i f icatio n   ac cu r ac y   a n d   ca u s e s   er r o r   r ate  in   r ec o g n i tio n   r esu l ts :     ( a)   f air l y   d is to r ted   MA E =9 2 . 7 8 ( b )   ac ce p tab le  MA E =9 3 . 9 3 ,   an d   ( c)   h ig h   q u alit y   M A E =9 4 . 1 2       A s   f a c e   r ec o g n it i o n   f e atu r e   s el e c t o r   ( F R F S )   m e asu r e s   th e   p e r f o r m an c o f   e a ch   f e a tu r e   a n d   c h o o s es    t h e   h i g h es t   s e t   o f   t h em   u s in g   a   th r esh o l d ,   c o n t r o l lin g   th e   t h r esh o l d   v a lu e   af f ec ts   R R   v a lu e .   I n c r ea s in g     t h th r e s h o l d   v alu e   p r o v i d e s   f e a t u r e s   w i th   h i g h es l ev e o f   p e r f o r m an c e ,   y e i m ay   ig n o r e   s ig n if i c an t   s e o f   f e at u r es ,   a n d   b i g   n u m b e r   o f   c h o s e n   f e a tu r es   r e q u i r es   l o n g e r   p r o c e s s in g   t im e.   On   t h e   o th e r   s i d e ,   d ec r e a s in g   t h r esh o l d   v a lu en s u r es  ch o o s in g   al l   s ig n if i c an t   f e a tu r es ,   b u t   th ey   b c o m b in e d   b y   l o w   l ev el - p e r f o r m an ce   f e at u r es ,   w h i ch   af f e c ts   r e c o g n i t i o n s   a c cu r a cy .   E x p e r im en ts   y i el d e d   b e s r e s u lt s   w h en   th r es h o l d   v a lu e   ch o o s es  t h e   h ig h e s t   2 7 %   o f   th e   f e a tu r es p e r f o r m an c e .   On ly   l o w   p e r c en t a g e   o f   f ea tu r e s   is   ch o s en ,   th o u g h   s u ch   p e r c e n t ag p r o v i d e s   s ig n if ic an t   n u m b e r   o f   f e at u r es   d u e   t o   th e   h u g e   n u m b er   o f   p r o d u c e d   f e at u r e s .   S e e   Fig u r e   3 .           Fig u r 3 .   R ec o g n i tio n   r ate  d u e   t o   th v al u o f   ch o s e n   t h r es h o ld       FG - Ne f ac d ataset  is   co lle cted   f r o m   n u m b er   o f   o r d in ar y   i m a g es,  w h ich   ar n o p r ep ar ed   f o r   s cien t if ic   p u r p o s es  [ 2 1 ] .   Face s   i n   s u c h   i m a g es  m a y   co n tai n   g las s es,  h air   s t y le  a n d   f ac e   h air   a s   s h o w n   i n   Fig u r 4 .   S u ch   u n d esira b le  c o n d itio n s   af f ec t s   r ec o g n itio n   ac cu r ac y ,   y et  e x p er i m e n t s   y i eld ed   en co u r ag i n g   r esu lt s   as  s h o w n   i n   T ab le  1 .   Face s   i n   s o m o f   i m a g es  ar r o tated   in   t w o   d ir ec tio n s ,   f i r s t   o n is   t h r o tatio n   ar o u n d   th v er tical  a x is   w h e n   s o m p er s o n s   ar lean i n g   h i s   h ea d   to   th le f o r   r ig h t,  w h ile   s o m o th er s   tu r n s   th eir   f ac e s   to   lef t o r   r ig h t d ir ec t io n   ar o u n d   t h h o r izo n tal  a x is   as sh o w n   in   Fig u r 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       F a ce   r ec o g n itio n   u s in g   s elec ted   to p o g r a p h ica l fe a tu r es   ( Ma i th a A li N a ji )   4699       Fig u r 4 .   Glass es,  h air   s t y le  a n d   f ac h a ir   af f ec t th r ec o g n it io n   b y   h id i n g   s o m f ea t u r es o r   cr ea tin g   n e w   o n es       T ab le  1 .   R ec o g n itio n   r ate  u n d er   th ef f ec ts   o f   g la s s es,  h air   s t y le  an d   f ac h air   C o n d i t i o n   RR   H a i r   S t y l e   9 3 . 4 1   F a c e   H a i r   9 3 . 0 3   G l a sse   9 2 . 8 1           Fig u r 5 .   So m f ac e s   a r r o tated   ar o u n d   th h o r izo n tal  o r   v e r tical  ax is       E x p e r im en ta l   r es u l ts   s h o w e d   t h at   T G H   f e a tu r es   h av e   m o r e   r o b u s tn es s   ag a in s t   r o t a tio n   a r o u n d   t h e   v e r t i c al   ax is ,   w h i ch   i s   j u s ti f i e d   b y   tw o   p o in ts .   A s   T G H   f e at u r es   a r p r o d u c e d   u s in g   d i f f e r en ce s   b etw e en   v a lu e s   r a th e r   th an   th e   v a lu es   th em s e lv es ,   th ey   h av e   l o w e r   l ev e l   o f   ef f ec t s   ag a in s t   r o t a ti o n   a n d   il lu m in a ti o n   [ 9 ] .   Seco n d l y ,   t h i s   t y p e   o f   r o tatio n   c h an g es   f ea tu r es   p o s itio n s   o n l y ,   w h ile   t h s ec o n d   t y p o f   r o tatio n   h id es  o r   cr ea tes  f ea tu r e s   d u e   to   t h ill u m i n atio n   an d   th e   v ie w   a n g le.   R o tatio n   ar o u n d   th e   h o r izo n ta ax i s   y ield ed   lo w er   r ate  in   r ec o g n it io n   ac cu r ac y .   Fo r   b en ch m ar k i n g   w it h   s tate  o f   ar t,  p r o p o s ed   co llectio n   b e t w ee n   T GH  f ea t u r es  a n d   F R F m et h o d   y ield ed   en co u r a g i n g   r e s u l ts .   C o m p ar in g   w i th   h i g h e s y iel d ed   R R ,   p r o p o s ed   tech n iq u e   y ield ed   n o ticea b le   i m p r o v e m en t   co n s id er in g   all   t y p es  o f   te s ted   i m a g es  b y   r ea ch in g   ( 9 3 . 9 5 %)  f o r   r ec o g n iti o n   ac cu r ac y ,   w h ile   b est  r es u lts   ar y ield ed   b y   ap p l y i n g   p r o p o s ed   tech n iq u o n   i m ag e s   w it h   b est   co n d itio n   w h en   T GH  a n d   F R FS   r ea ch   ( 9 4 . 1 2 )   f o r   r ec o g n itio n   ac cu r ac y   as  s h o w n   in   T ab le  2 .         T ab le  2 .   C o m p ar in g   p r o p o s ed   tech n iq u w it h   s ta te  o f   ar t   T e c h n i q u e s   RR   A f f i n e   t r a n sf o r mat i o n   d u e   t o   v i e w i n g   a n g l e   a n d   d i s t a n c e   v a r i a t i o n s.   T h e r e f o r e ,   a f f i n e   i n v a r i a n t   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   [ 2 2 ]   9 2 . 5 0   Lo c a l   a n d   H o l i st i c   f e a t u r e s w i t h   N e u r a l   N e t w o r k s [2 3 ]   9 3 . 4 6   S i g n a l   R e c o n st r u c t i o n   w i t h   N e u r a l   N e t w o r k s[ 2 4 ]   9 3 . 8 9   H A A R - l i k e   f e a t u r e s a n d   e i g e n f a c e s [2 5 ]   9 3 . 9 1   P r o p o se d   T e c h n i q u e   ( A v e r a g e )   9 3 . 9 5   P r o p o se d   T e c h n i q u e   ( B e st )   9 4 . 1 2       5.   CO NCLU SI O   I n   t h is   p ap er ,   co llectio n   o f   to p o g r ap h ical  f ea tu r e s   w h ic h   ar e x tr ac ted   f r o m   f ac i m ag es  a f ter   f i n d in g   th 2 p o ly n o m ial  o f   th i m a g e.   T h e y   ar ex tr ac ted   b y   co m p u ti n g   i m a g g r ad ien an d   Hess ia n   m atr i x   o f   s ec o n d   o r d er   d er iv ati v es  o f   i m a g e.   D u t h h u g n u m b er   o f   p r o d u c ed   f ea t u r es,  t h p r o p o s ed   tech n iq u o f   f ac r ec o g n it io n   f ea t u r s ele ctio n   FR FS   is   ap p lied   to   ch o o s th b est  s et  o f   p r o d u ce d   f ea tu r es.  Selecte d   f ea t u r es  r ec o r d ed   r o b u s tn es s   ag ain s r o tatio n   w it h   i n s i g n if ican lev e o f   ef f ec t s   f o r   g las s es,   h air   s t y le  a n d   f a ce  h air .   T h e n tire   p er f o r m a n ce   o f   th e   p r o p o s ed   tech n iq u r ec o r d ed   en co u r ag in g   r esu lts   ag ain s t   s tate   o f   ar t.    Fo r   f u t u r w o r k s ,   w p r o p o s s tu d y in g   t h ef f ec t s   o f   f ac ial  e x p r ess io n   o n   T GH  f ea tu r es e x t r ac ted   b y   FR FS .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0     4 6 9 5   -   4 7 00   4700   RE F E R E NC E S     [1 ]   M .   M .   Ka sa r,   D.  Bh a tt a c h a ry y a ,   a n d   T .   H.  Kim ,   F a c e   re c o g n it io n   u si n g   n e u ra n e tw o rk a   re v ie w ,”   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o S e c u rity  a n d   Its  A p p li c a ti o n s ,   v o l .   10 ,   n o .   3 ,   p p .   81 - 1 0 0 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   R Ro u h i,   e a l A   Re v ie w   o n   F e a tu re   Ex trac ti o n   T e c h n iq u e i n   F a c e   Re c o g n it io n ,”   S i g n a &   Im a g e   Pr o c e ss in g :   An   In ter n a ti o n a J o u rn a ( S IPI J ) ,   v o l.   3 ,   n o.   6 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   I .   G u y o n ,   e a l F e a tu re   Ex trac ti o n ,   F o u n d a ti o n s a n d   A p p li c a ti o n s ,”   S p ri n g e r ,   2 0 0 6 .   [4 ]   K .   C .   Yo w   a n d   R Cip o ll a ,   F e a tu re - b a s e d   Hu m a n   F a c e   D e tec ti o n ,   J o u r n a o Ima g e   a n d   Vi si o n   Co mp u ti n g   v o l.   15 n o .   9 ,   p p .   7 1 3 - 7 3 5 ,   1 9 9 7 .   [5 ]   H.  Ou a n a n ,   M.  Ou a n a n ,   a n d   B.   Ak sa s se ,   Ga b o r - HO G   fe a tu re b a se d   f a c e   re c o g n it io n   sc h e m e ,”   T EL KOM NIKA  In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica En g i n e e rin g v o l.   15 ,   n o .   2 ,   p p .   3 3 1 - 3 3 5 ,   2 0 1 5 .   [6 ]   J .   Ch e n   e a l R o b u st  lo c a f e a tu re f o re m o te  f a c e   re c o g n it io n ,   J o u rn a o Im a g e   a n d   V isio n   Co mp u ti n g ,   v o l.   6 4 ,   p p .   3 4 4 6 ,   2 0 1 7 .   [7 ]   H.  H.  A b b a s,  A .   A .   A lt a m e e m i a n d   H.  R.   F a rh a n ,   Bio l o g ica lan d m a r k   v s   q u a si - lan d m a rk s   f o 3 f a c e   re c o g n it io n   a n d   g e n d e c las sif ic a ti o n ,”   I n ter n a ti o n a J o u rn a l   o El e c trica a n d   C o mp u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE )   v o l.   9 ,   n o .   5 ,   p p .   4 0 6 9 - 4 0 7 6 ,   2 0 1 9 .   [8 ]   M .   E.   W ib o w o ,   e t   a l .,   Im p ro v e d   F a c e   Re c o g n it i o n   a c ro ss   P o se u sin g   F u sio n   o f   P ro b a b il isti c   L a ten V a riab le  M o d e ls ,   T E L KOM NIKA  T e lec o mm u n ica ti o n   C o mp u ti n g   El e c tro n ics   a n d   Co n tr o l ,   v o l.   1 5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 9 7 1 - 1 9 8 1 2 0 1 7 .   [9 ]   L .   Wan g   a n d   T .   P a v li d is,  Dire c G ra y - S c a le  E x trac ti o n   o f   F e a tu re f o Ch a ra c ter  re c o g n it io n ,   IEE T ra n s a c ti o n on  P a tt e rn   An a lys is a n d   M a c h in e   In telli g e n c e v o l.   15 ,   n o .   10 ,   p p .   1 0 5 3 - 1 0 6 7 ,   1 9 9 3 .   [1 0 ]   S. - W .   Lee   a n d   Y.  J.  Ki m ,   Dire c t   Ex trac ti o n   o f   T o p o g ra p h ic F e a tu re f o G r a y   S c a l e   Ch a ra c t e Re c o g n it io n ,   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Pa tt e rn   A n a lys is  a n d   M a c h i n e   In telli g e n c e v o l.   1 7 ,   n o .   7 ,   p p .   7 2 4 - 7 2 8 ,   1 9 9 5 .   [1 1 ]   N.  S .   Ra n i,   S .   K .   V e rm a ,   a n d   A .   Jo se p h ,   A   Zo n e   Ba se d   A p p r o a c h   f o Clas sif ica ti o n   a n d   Re c o g n it io n   o f   T e lu g u   Ha n d w rit ten   Ch a ra c ters ,”   In ter n a ti o n a J o u r n a o El e c trica a n d   Co mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   6 ,   n o .   4   p p .   1 6 4 7 - 1 6 5 3 ,   2 0 1 6 .   [1 2 ]   P.  V e n k a tes wa rLal,   G .   R.   Nitt a ,   a n d   A .   P ra sa d ,   En se m b le  o f   tex tu re   a n d   sh a p e   d e sc rip t o rs  u sin g   s u p p o rt     v e c to m a c h in e   c las si f ica ti o n   f o f a c e   re c o g n it io n   J o u r n a l   o A mb ien In telli g e n c e   a n d   Hu ma n i ze d   Co mp u ti n g   p p .   1 - 8 ,   2 0 1 9 .   [1 3 ]   E.   B.   M o o d y ,   Disc re te  Orth o g o n a P o ly n o m ial  Re sto ra ti o n   o f   Im a g e De g ra d e d   b y   S p a ti a ll y   V a r y in g   P o in t   S p re a d   F u n c ti o n s ,   Pro c e e d in g s o f   1 st I n ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Ima g e   Pro c e ss in g p p .   6 8 0 - 6 8 4 ,   1 9 9 4 .   [1 4 ]   R.   M .   Ha ra li c k ,   Dig it a S tep   E d g e f ro m   Zero   Cro ss in g   o f   S e c o n d   Dire c ti o n a De riv a ti v e s,”   IEE T ra n sa c ti o n s   o n   Pa tt e rn   A n a lys is a n d   M a c h i n e   In t e ll ig e n c e ,   v o l.   1 ,   p p .   58 - 68 ,   1 9 8 4 .   [1 5 ]   W .   Ch e n ,   M .   J.  Er,   a n d   S.  W u ,   P CA   a n d   L D A   in   DC T   Do m a in ,   Pa tt e rn   Rec o g n it io n   L e tt e rs ,   v o l.   2 6 ,   n o .   15   p p .   2 4 7 4 - 2 4 8 2 ,   2 0 0 5 .   [1 6 ]   I.   G .   P .   S .   W ij a y a ,   A .   Y.  Hu so d o ,   a n d   I.   W .   A .   A rim b a wa ,   Re a Ti m e   F a c e   Re c o g n it io n   Ba se d   o n   F a c e   De sc rip to a n d   Its   A p p li c a ti o n ,   T E L KOM NIKA  T e lec o mm u n ic a ti o n   C o mp u ti n g   E lec tro n ics   a n d   Co n tro l ,   v o l.   1 6 ,   n o .   2   p p .   7 3 9 - 7 4 6 ,   2 0 1 8 .   [1 7 ]   R.   V.  Ho g g ,   J.  M c Ke a n ,   a n d   A .   T .   Cra ig ,   In tro d u c ti o n   to   m a th e m a ti c a sta ti stics ,”   Pea rs o n   E d u c a ti o n ,   2 0 0 5 .   [1 8 ]   J.  A .   S u y k e n a n d   J.   V a n d e w a ll e ,   L e a st   sq u a re su p p o rt  v e c to m a c h in e   c la ss i f iers ,   N e u ra p ro c e ss in g   letter s   v o l.   9 ,   n o .   3 ,   p p .   2 9 3 - 3 0 0 ,   1 9 9 9 .   [1 9 ]   F .   E.   G u n a wa n ,   J.  Ha re fa ,   a n d   N.  S e k ish it a ,   F a c e   Re c o g n it io n   o n   L in e a M o ti o n - b l u rre d   Im a g e ,   T EL KOM NIKA  ( T e lec o mm u n ica ti o n   Co mp u ti n g   El e c tro n ics   a n d   C o n tro l ) ,   v o l.   1 6 ,   n o .   3 p p .   1 2 4 9 - 1 2 5 5 ,   2 0 1 8 .   [2 0 ]   S.  M izu g a k i e a l . ,   F in g e rp ri n ti n g   su sp e n d e d   se d im e n t   so u rc e in   th e   Nu k a b ira  Riv e r,   n o rth e rn   Ja p a n ,”   In ter n a t io n a J o u rn a o Er o sio n   Co n tro E n g i n e e rin g ,   v o l.   5 ,   n o .   1 ,   p p .   60 - 69 ,   2 0 1 2 .   [2 1 ]   R.   P .   P e rsa d a e a l . ,   A u to m a ti c   f a c e   a n d   V L P ' S   re c o g n it io n   f o s m a rt  p a rk in g   s y ste m ,   T EL KOM NIKA  ( T e lec o mm u n ica ti o n   Co m p u ti n g   El e c tro n ics   a n d   C o n tro l ) ,   v o l.   1 7 ,   n o .   4 ,   p p .   1 6 9 8 - 1 7 0 5 ,   2 0 1 9 .   [2 2 ]   L .   Yu ,   e a l . ,   A ff in e   in v a rian t   f u sio n   f e a tu re   e x tr a c ti o n   b a se d   o n   g e o m e tr y   d e sc rip to a n d   BIT   f o o b jec t   re c o g n it io n ,”   IET   Im a g e   Pr o c e ss in g v o l.   13 ,   n o .   1 ,   p p .   57 - 7 2 ,   2 0 1 8 .   [2 3 ]   S .   X ie  a n d   H.  Hu ,   F a c ial  Ex p re ss io n   Re c o g n it io n   Us in g   Hie ra rc h ica F e a tu re W it h   De e p   Co m p re h e n siv e   M u lt i p a tch e Ag g re g a ti o n   Co n v o lu ti o n a Ne u ra Ne tw o rk s ,   IE EE   T ra n sa c ti o n o n   M u lt ime d ia v o l.   21 ,   n o .   1   p p .   2 1 1 - 2 2 0 ,   2 0 1 9 .   [2 4 ]   B.   X u ,   Q.   L iu ,   a n d   T .   Hu a n g ,   d isc re t e - ti m e   p ro jec ti o n   n e u ra n e tw o rk   f o sp a rs e   sig n a r e c o n stru c ti o n   w it h   a p p li c a ti o n   to   f a c e   re c o g n it io n ,   IEE tra n s a c ti o n o n   n e u ra n e two rk a n d   lea r n in g   sy ste ms v o l.   3 0 ,   n o .   1   p p .   1 5 1 - 162 ,   2 0 1 8 .   [2 5 ]   G .   I.   Ha p sa ri,   G .   A .   M u ti a ra ,   a n d   H.  T a ri g a n ,   F a c e   re c o g n it io n   sm a rt  c a n e   u sin g   H AA R - li k e   f e a tu re   a n d   e ig e n f a c e s ,   T EL KOM NIK T e lec o mm u n ica ti o n   C o mp u ti n g   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l ,   v o l.   17 ,   n o .   2   p p .   9 7 3 - 9 8 0 ,   2 0 1 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.