I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   A u g u s t 2 0 2 6 ,   p p .   3 9 0 3 ~ 3 9 1 8   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 4 . p p 3 9 0 3 - 3 9 1 8           3903     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   A nov el embed de d app ro a ch t o   face recog nition us i n g     multi - threaded  contro ller bas ed  on  weig htless ne ura l  network       Ahm a d Z a rk a s i 1 ,   H a dip urna wa n Sa t ria 2 ,   Ang g ina   P ri ma nita 2 ,   Der is   Stia wa n 1   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   U n i v e r si t a s Sr i w i j a y a ,   P a l e mb a n g ,   I n d o n e s i a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i c s   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   U n i v e r si t a s   S r i w i j a y a ,   P a l e m b a n g ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u l 1 3 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   J u l 2 1 ,   2 0 2 6       Th is  re se a rc h   p re se n ts   a   h i g h   e ff icie n c y   e m b e d d e d   fa c e   re c o g n it i o n   sy ste m   b a se d   o n   t h e   we ig h tl e ss   n e u ra l  n e two rk - fa c e   re c o g n it i o n   a lg o rit h m   (W NN - F RA)  in teg ra ted   wit h   a   m u lt i - t h re a d   c o n tro l ler  to   e n h a n c e   e x e c u ti o n   ti m e   a n d   re c o g n it i o n   a c c u ra c y   u n d e r   li m it e d   h a rd wa re   re so u rc e s.  T h e   sy ste m   imp lem e n ts  a   c e n ter - sc a n   fe a tu re   a li g n m e n t  m o d e l  to   a d d re ss   re so lu ti o n   d isc re p a n c ies   b e twe e n   re fe re n c e   a n d   i n p u t  fa c ial  ima g e s.  T h e   m u lt i - th re a d e d   a rc h it e c tu re   d i v id e s  p ro c e ss in g   i n to   th re e   c o n c u rre n t   t h re a d s  fro n t,   left,   a n d   rig h t   fa c ial  o r ien tatio n s  e a c h   h a n d li n g   a p p r o x ima tely   2 0   fa c ial   p a tt e rn s.   Ex p e rime n tal  e v a l u a ti o n   o n   a   d a tas e t  o f  6 0   fa c ial  ima g e s  d e m o n stra ted   a   m a x imu m   re c o g n it io n   a c c u ra c y   o f  9 6 . 8 3 %   a n d   a n   a v e ra g e   e x e c u ti o n   ti m e   ra n g in g   fr o m   1 6   to   3 4   m il li s e c o n d s   p e r  d a tas e t,   c o n firmi n g   re a l - ti m e   p e rfo rm a n c e .   Co m p a ra ti v e   a n a ly sis  sh o ws   th a t  th e   m u l ti - th re a d e d   a p p ro a c h   re d u c e d   t h e   e x e c u t io n   t ime   b y   o v e r  6 7 %   c o m p a re d   to   sin g le - th re a d   p ro c e ss in g   0 . 0 9   se c o n d   v s.  0 . 2 7 1   se c o n d ,   wh il e   m a in tain in g   b a lan c e d   wo rk l o a d   d istri b u ti o n   a c ro ss   t h r e a d s.  M e m o ry   a n a l y sis  re v e a led   th a t   th e   e n ti re   sy ste m   re q u ire d   o n l y   2 4   K B  fro m   th e   a v a il a b le 5 1 2   KB  flas h   c a p a c it y ,   in d ica ti n g   e fficie n t  re so u rc e   u ti li z a ti o n .   Th e   re su lt s  c o n firm   th a t   i n teg ra ti n g   WNN - F RA  with   m u l ti - th re a d in g   p r o v i d e s  a   ro b u st,   l o w - c o st,   a n d   sc a lab le  so lu ti o n   fo r  re a l - ti m e   fa c ial  p a tt e r n   re c o g n it i o n   in   e m b e d d e d   e n v ir o n m e n ts.   K ey w o r d s :   C en ter   s ca n   r ec o g n itio n   E m b ed d e d   s y s tem   Face   r ec o g n itio n   Mu lti - th r ea d   co n tr o ller   R ea l - tim e  p r o ce s s in g   W eig h tles s   n eu r al  n etwo r k   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ah m ad   Z ar k asi   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   E n g i n ee r in g ,   Facu lty   o f   C o m p u ter   Scien ce ,   Un iv er s itas   Sriwijay a   Palem b an g ,   I n d o n esia   E m ail: z ar k asi9 8 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  p r im ar y   c h allen g e  in   i m ag e  p atter n   p r o ce s s in g   o n   em b ed d e d   s y s tem s   lies   in   th e  in h er en t  lim itatio n s   o f   th eir   co m p u tatio n al  r eso u r ce s .   T h is   ch allen g e   b ec o m es  in cr ea s in g ly   co m p le x   wh en   th e  s y s tem   is   r eq u ir ed   to   co m b in e  m u ltip le  an aly tical  m eth o d s   f o r   p r o c ess in g   th e  s am e  o b ject  [ 1 ] – [ 3 ] .   Su ch   co n s tr ain ts   o f ten   h in d er   th e   d ev el o p m en t a n d   im p lem e n tatio n   o f   f ac ial  p atter n   r ec o g n itio n   s y s tem s   o n   d ev ices  em p l o y in g   s in g le - ch ip   co n tr o ller   ar c h itectu r es  [ 4 ] – [ 6 ] .   T o   en s u r e  t h e  ef f ec tiv en ess   o f   f ac e - p att er n   p r o ce s s in g   o n   em b ed d e d   p latf o r m s ,   two   k e y   cr iter ia  m u s t  b e  m et:  f ast  ex ec u tio n   tim e  an d   f lex i b ilit y   in   th e  class if icatio n   p r o ce s s   [ 7 ] .   Sev er al   p r e v io u s   s tu d ies  h av e   d em o n s tr ated   t h at  th e  weig h tles s   n eu r al   n etwo r k   ( W NN)   ap p r o ac h ,   p ar ticu lar ly   th e  W ilk ie,   Sto n h am ,   an d   Alek s an d er   r ec o g n iti o n   d ev ice  ( W iSAR D )   m o d el  [ 8 ] – [ 1 0 ] ,   p r o v id es  an   ef f icien t  s o lu tio n   to   th ese  c h a llen g es.  T h e  W iSAR D   m eth o d   u tili ze s   a  s to r ag e   an d   class if icatio n   m ec h a n is m   in   wh ich   f ac ial  p atter n   d ata  a r e  d is tr ib u ted   ac r o s s   m u ltip le  r an d o m - ac ce s s   m em o r y   ( R AM )   n o d es  o r g a n ized   with in   a  s et  o f   R AM   d is cr im in ato r s ,   ea ch   r esp o n s ib le  f o r   id en tify in g   a  s p ec if ic  p atter n   c lass .   T h e  W iS AR D   ar ch itectu r e  co n s is ts   o f   s ev er al  d is cr im in ato r s   o p er atin g   i n   p ar allel  to   ev alu ate  in p u t  im ag es  an d   d eter m in e   th eir   co r r esp o n d en ce   to   th e  r ep r esen ted   class .   I ts   g en er ativ e  p r o p er ty   m a k es  W iSA R D  p ar ticu lar ly   r elev an t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 9 0 3 - 3 9 1 8   3904   f o r   ap p licatio n s   in   o p en   s et  r e co g n itio n ,   wh er e  th e   s y s tem   m u s t  id en tify   p r ev io u s ly   u n s e en   d ata  th at  ar e   n o t   p ar t  o f   th e   tr ain in g   s et  [ 1 1 ] – [ 1 3 ] .   R esear ch   o n   o p en   s et  r ec o g n itio n   h as  s h o w n   th at   W iSA R D  ex h ib its   a   s u p er io r   a b ilit y   to   r ep r esen t  th e  d is tin ct  ch ar ac ter is tics   o f   d ata   d is tr ib u tio n s   co m p ar ed   to   co n v en tio n al   class if icatio n   ap p r o ac h es.  T h e  p r in cip al   ad v a n tag e  o f   th e   W iSA R D   m eth o d   lies   in   its   ab ilit y   to   p r o d u ce   s m o o th er   m atch in g   co n to u r s ,   m o r e  e v en ly   d is tr ib u ted   m ea s u r em en t   d ata,   a n d   m o r e   r e p r e s en tativ e  s im ilar ity   v alu es  b etwe en   in p u t  an d   r ef e r en ce   p atter n s   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   T h e s e  ch ar ac ter is tics   m ak e  W iSA R D  h ig h ly   s u itab le   f o r   im p lem e n tatio n   o n   em b ed d ed   s y s tem s ,   as  all  co m p u tatio n al  p r o ce s s es  ar e  ex ec u ted   d ir ec tly   with in   th e   R AM   u n its ,   s ig n if ican tly   r ed u cin g   p r o ce s s in g   lo ad   an d   ex ec u tio n   tim e  [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] .   E m b ed d e d - b ased   f ac e  p atter n   p r o ce s s in g   is   a  tech n ical  a p p r o ac h   th at  i n teg r ates  m u ltip le   p r o ce s s o r   co m p o n en ts   d esig n ed   to   s u p p o r t  ea ch   o th er ,   b o th   in   ter m s   o f   s o f twar e  an d   h ar d war e  [ 1 8 ] – [ 2 0 ] .   T h e  m ain   o b jectiv e  o f   th is   in teg r atio n   i s   to   en ab le  th e   s y s tem   to   o p e r ate  in   p ar allel  a n d   s im u ltan e o u s ly ,   as  well  as  to   d is tr ib u te  th e  co m p u tatio n al  wo r k lo ad   b etwe en   h ar d wa r e  a n d   s o f twar e  co m p o n e n ts   to   ac h iev e  m o r e  e f f icien t  f ac ial  r ec o g n itio n   p r o ce s s in g .   Sev er al  p r e v io u s   s tu d ies  [ 2 1 ] – [ 2 3 ]   h av e  s h o wn   th at   f ac ial  p atter n s   ca n   b e  g r o u p ed   in to   m u ltip le  d is cr i m in ato r s ,   ea ch   s er v in g   as  a  p r o ce s s in g   u n it  f o r   th e  f ac ial  r ec o g n itio n   task .   T o   ac ce ler ate  th e  id en tific atio n   p r o ce s s ,   ea ch   f ac ial  g r o u p   is   ass ig n ed   a  s p ec if ic   lab el  o r   b in ar y   co d e  f o r   in s tan ce ,   th e  f r o n t  f ac e  ( 1 0 ) ,   r ig h t  f ac e  ( 0 1 ) ,   an d   le f t  f ac e  ( 1 1 ) .   W h en   th e  in p u t  d ata  co r r esp o n d s   to   a  f r o n t - f ac e  lab el   ( 1 0 ) ,   th e  alg o r ith m   p er f o r m s   r ec o g n itio n   o n ly   with in   th e   f r o n t - f ac e  lib r ar y ,   wh ile  th e   r ig h t  an d   lef t - f ac e   lib r ar ies  ar e  b y p ass ed   [ 2 4 ] .   Al th o u g h   th is   s tr ateg y   e f f ec tiv el y   r ed u ce s   ex ec u tio n   tim e,   t h e  alg o r ith m   p r esen ts   ce r tain   lim itatio n s ,   as  n o t  all   f ac ial  d ata   ar e   p r o ce s s ed   s i m u ltan eo u s ly .   I f   all  f ac e   p att er n s   wer e  p r o ce s s ed   co n cu r r en tly ,   th e  e x ec u tio n   ti m e  wo u ld   in cr ea s e   u p   to   th r ee f o ld .   Mo r eo v er ,   th e  r ec o g n itio n   ac cu r ac y   f o r   r ig h t  an d   lef t  f ac es  is   n o t  n ec ess ar ily   lo wer   th an   th at  o f   t h e  f r o n t  f ac e.   T h is   lim itatio n   o f ten   ar is es  f r o m   ch allen g es  in   ac cu r ately   d eter m i n in g   th e   r eg io n   o f   in ter est  ( R OI ) ,   p a r ticu lar ly   f o r   f ac es  o r ie n ted   t o   th e   r ig h t   o r   lef t.   C o n s eq u en tly ,   th e  s y s tem   m ay   s o m etim es  r ec o g n ize  r ig h t  o r   lef t  f ac es  ac cu r ately   ev en   wh en   th e  in p u t   co r r esp o n d s   to   a  f r o n t - f ac e  p a tter n ,   an d   v ice  v er s a,   r esu ltin g   in   a   ce r tain   d e g r ee   o f   u n ce r ta in ty   in   r ec o g n itio n   o u tco m es.  T o   a d d r ess   th ese  c h allen g es,  a  d ata - p r o ce s s in g   m ec h an is m   ca p a b le  o f   o p er at in g   in   p ar allel  a n d   s im u ltan eo u s ly   with in   a  s in g l e - ch ip   co n tr o ller   is   r e q u ir e d .   T h e  m o s t  ap p r o p r iate  ap p r o ac h   f o r   th is   p u r p o s e  is   th e  im p lem en tatio n   o f   a  m u lt ith r ea d in g   m ec h an is m   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] ,   wh ich   e n ab les  th e  f ac ial  p atter n   r ec o g n itio n   p r o ce s s   to   b e  ex ec u ted   co n c u r r en tly   ac r o s s   m u ltip le  in d e p en d en t  e x ec u tio n   th r ea d s ,   t h er eb y   m in im izin g   p r o ce s s in g   tim e  with o u t c o m p r o m is in g   s y s tem   ac cu r ac y .   L iter ally ,   a  th r ea d   is   d ef in ed   as  th e  s m allest  u n it  o f   a   p r o ce s s o r   th at  ca n   b e   ex ec u ted   with in   a   p r o ce s s .   A  th r ea d   en c o m p ass es  s ev er al  p r o ce s s o r   r eso u r ce s ,   in clu d in g   a  p r o g r am   c o u n ter ,   a  s tack   p o in ter ,   a n d   a  d ed icate d   d ata  a r ea   f o r   it s   o wn   s tack ,   allo win g   th e   p r o ce s s o r   to   in d e p en d e n tly   ex ec u te  b r an ch in g   in s tr u ctio n s   [ 2 7 ] – [ 2 9 ] .   Op er at io n ally ,   a   th r ea d   ca n   f u n ctio n   in   th r ee   p r im a r y   m o d es:  i )   s eq u en tial  ex ec u tio n ,   ii)  in ter r u p tio n   allo win g   th e  p r o ce s s o r   to   s witch   to   an o th er   th r ea d ,   an d   iii)  co n c u r r e n t  ex ec u tio n   with   o th er   th r ea d s   with in   th e  s am e  p r o ce s s ,   a  m ec h an is m   co m m o n l y   k n o wn   as  m u ltit h r ea d in g .  Mu ltit h r ea d in g   is   a   p r o ce s s in g   tech n iq u e  in   wh ic h   a  s in g le  p r o ce s s   with in   an   ap p licatio n   is   d iv id ed   in to   m u lti p le  th r ea d s   th at  ca n   r u n   in   p ar allel  [ 3 0 ] – [ 3 2 ] .   T h i s   ap p r o ac h   en h an ce s   co m p u t atio n al  ef f icien cy   s in ce   ea ch   th r ea d   ca n   h an d le  d if f er en t  p ar ts   o f   a  task   s im u ltan eo u s ly .   C o n s eq u en tly ,   th e   im p lem en tatio n   o f   m u lti - th r ea d in g   s er v es  as  a  p o ten tial  s o lu tio n   to   o v er c o m e  ex ec u tio n   tim e  c o n s tr ain ts   in   em b ed d e d - b ased   s y s tem s .   I n   th is   r esear ch ,   a   W NN  m eth o d   co m b in ed   with   th e  ce n ter   s ca n   alg o r ith m   is   p r o p o s ed   as  th e  p r im ar y   a p p r o a ch   f o r   f ac e - p atter n   r ec o g n itio n .   T h e  e n tire   r ec o g n itio n   p r o ce s s   is   im p lem en ted   with in   a  m u lti - th r ea d   co n tr o ll er   to   en s u r e   p ar allel   an d   ef f icien t  e x ec u tio n .   T h e  m ain   o b jectiv e  o f   th is   r esear c h   is   to   d ev elo p   a  n o v el  alg o r ith m   th at  p er f o r m s   f ac ial  d ata  m atch in g   b ased   o n   th e  ce n tr al  p o s itio n   o f   an   im ag e  b y   f ir s t  d eter m in in g   its   o p tim al  ce n ter   p o i n t.   T h is   ap p r o ac h   is   e x p ec ted   to   p r o d u ce   a  s im p le,   f ast,  an d   ac cu r ate  co m p u tatio n al   p r o ce s s   f o r   f ac e - p atter n   r ec o g n itio n ,   en a b lin g   th e   co r e  d ata  to   b e   p r o ce s s ed   c o m p lete ly   an d   c o r r ec tly .   Fu r th er m o r e,   th e  p r o ce s s ed   d ata   ar e  g r o u p ed   in to   m em o r y   ce ll s   f o r   s u b s eq u en t  an aly s is ,   g en er atin g   h ig h - q u ality   in f o r m a tio n   th at  ac cu r ately   r ep r esen ts   th e  d eg r ee   o f   s im ilar ity   b etwe en   t h e  in p u t  p atte r n   an d   th e   r ef e r en ce   p atter n .   Ov er all,   th is   s tu d y   aim s   to   d ev elo p   a  f ac e  p atter n   d etec tio n   s y s tem   ch a r ac ter ized   b y   s h o r ter   ex ec u tio n   tim e,   h ig h er     r ec o g n itio n   ac cu r ac y ,   an d   a   h ar d war e   p r o t o ty p e  d esig n   th at  is   s im p le,   co s t - ef f ec tiv e ,   an d   e f f icien t  f o r   em b ed d e d   im p lem en tatio n .       2.   M AT E R I AL   A ND  CO NT R O L L E R   2 . 1 .     M ulti - t hrea ded c o ntr o ller   As  a  co m p o n e n t  o f   c o m p u tat io n ,   a  th r ea d   ca r r ies  th e  ess en tial  p r o ce s s in g   r eso u r ce s   r e q u ir ed   f o r   p r o g r a m   ex ec u tio n .   T h ese  in clu d e  th e  p r o g r am   co u n ter ,   wh i ch   s to r es  th e  ad d r ess   o f   th e  n ex t  in s tr u ctio n   to   b e   ex ec u ted ;  th e  s tack   p o in ter ,   w h ich   p o in ts   to   th e  m em o r y   lo c atio n   with in   th e  s tack ;  an d   a  d ed icate d   d ata  ar ea   f o r   th e  s tack ,   wh ich   en ab les  th e  ex ec u tio n   o f   b r a n ch in g   in s tr u ctio n s   an d   s u b r o u tin e   ca lls .   W i th   th ese  attr ib u tes,  a  t h r ea d   is   ca p a b le  o f   p er f o r m in g   p r o g r a m   e x ec u t io n   in   a   s tr u ctu r ed   an d   f lex ib l e  m an n er .   B ased   o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8         A   n o ve l e mb e d d ed   a p p r o a ch   t o   fa ce   r ec o g n itio n   u s in g   m u lti - th r ea d ed   c o n tr o ller   b a s ed   …  ( A h ma d   Za r ka s i )   3905   its   o p er atio n al  p r in cip les,  a  th r ea d   ca n   f u n ctio n   in   th r ee   p r im ar y   co n d itio n s :  f ir s t,  it  ca n   b e  ex ec u ted   s eq u en tially   f o llo win g   th e  in s tr u ctio n   f lo w;  s ec o n d ,   it  ca n   b e  tem p o r ar ily   p a u s ed   o r   in te r r u p ted   to   allo w  th e   p r o ce s s o r   to   s witch   ex ec u tio n   to   an o th er   th r ea d ;   an d   th ir d ,   it  ca n   r u n   c o n cu r r en tly   with   o th er   th r ea d s   with in   th e  s am e  p r o ce s s ,   a  c o n ce p t   k n o wn   as  m u ltit h r ea d in g   [ 3 3 ] ,   [ 3 4 ] .   Mu ltit h r ea d i n g   its elf   is   a   p r o g r am m i n g   a n d   p r o ce s s   m an ag em en t  tech n iq u e  in   wh ich   a  s in g le  p r o ce s s   ex ec u tin g   an   ap p licatio n   is   d iv id ed   in to   m u ltip le   th r ea d s   th at  ca n   o p e r ate  in   p ar allel  o r   s im u ltan eo u s ly .   T h is   ap p r o ac h   en h an ce s   p r o ce s s in g   ef f icien cy   b y   d is tr ib u tin g   wo r k lo ad s   ac r o s s   s ev er al  ex ec u tio n   u n its .   C o n s eq u en tly ,   th e  im p lem en tatio n   o f   m u ltit h r ea d i n g   is   o f ten   r e g ar d e d   as  o n e  o f   th e  m o s t  ef f ec tiv e  s o lu tio n s   f o r   im p r o v i n g   a p p licatio n   p er f o r m an ce ,   ac ce ler atin g   s y s tem   r esp o n s iv en ess ,   an d   o p tim izin g   p r o ce s s o r   r eso u r ce   u t ilizatio n .   Mu lti - th r ea d in g   f u n d a m en tally   r ef er s   to   a  p r o ce s s   m an ag e m en t  ca p ab ilit y   th at  en ab les  th e  p r o v is io n   an d   co n tr o l  o f   m u ltip le  co n c u r r en t  ex ec u tio n   p ath s   with in   a   s in g le  p r o ce s s .   I n   o th e r   wo r d s ,   a  s in g le  p r o ce s s   ca n   co n tain   s ev er al  t h r ea d s   r u n n i n g   in   p ar allel,   allo win g   th e  s y s tem   to   en h an ce   p r o ce s s o r   u tili za tio n   ef f icien cy .   Un lik e  tr ad itio n al  ap p r o ac h es  wh er e  ea ch   p r o c ess   co n tain s   o n ly   o n e  ex ec u t io n   th r ea d   an d   th e   co n ce p t  o f   th r ea d in g   is   n o t  y e t  im p lem en ted ,   th is   co n v e n tio n al  m o d el  is   r ef er r ed   to   as  s in g le  th r ea d ed .   B o th   p r o ce s s es a r e  illu s tr ated   in   Fig u r e  1 ,   wh ich   r ep r esen ts   th e  th r ea d ed   p r o ce s s   m o d el.   T h e  lef t  s id e  o f   Fig u r e  1 ( a )   illu s tr ates  th e  s in g le  th r ea d ed   m o d el,   in   wh ich   p r o ce s s   m an ag em en t  s u p p o r ts   o n ly   o n e  u s er   p r o ce s s   with   a   s in g le  th r ea d ,   as  e x em p lifie d   b y   Mic r o s o f t - d is k   o p er atin g   s y s tem   ( MS - DOS ) .   C o n v e r s ely ,   th e   m u lti - th r ea d ed   ap p r o ac h ,   illu s tr ated   o n   th e   r ig h t  s id e  o f   Fig u r e  1 ( b ) ,   h as  b ee n   wid ely   ad o p ted   b y   m o d er n   p r o ce s s   m an ag em en t   s y s tem s   th at  in teg r ate  m u ltit h r ea d i n g   ca p ab i liti es  to   im p r o v e  p er f o r m an c e,   ef f icien cy ,   an d   o v er all  s y s tem   r esp o n s iv en ess   [ 3 5 ] – [ 3 7 ] .   I n   th e   m u lti - th r ea d ed   m o d el,   a  p r o ce s s   is   r eg ar d ed   as  th e   p r im ar y   u n it o f   r eso u r ce s   r esp o n s ib le  f o r   m an a g in g   a n d   co o r d i n atin g   th e  ex ec u tio n   o f   m u ltip le  th r ea d s   with in   it.         ( a)     ( b )     Fig u r e  1 .   T h r ea d e d   p r o ce s s   m o d el   f o r   ( a)   s in g le  t h r ea d e d   an d   ( b )   m u lti - th r ea d ed       I n   th is   r esear ch ,   th r ea d s   ar e   u tili ze d   to   ex ec u te  th e   f ac e - p atter n   r ec o g n itio n   p r o ce s s   in   p ar allel.   I n   p r ev io u s   r esear ch ,   t h e  f ac ial  p atter n   r ec o g n itio n   p r o ce s s   em p lo y ed   an   en co d in g   m ec h a n is m ,   wh er e  f ac ial   p atter n s   co n s is tin g   o f   m u ltip le  o r ien tatio n s   s u ch   as  f r o n t,  r ig h t,  lef t,   to p ,   an d   b o tto m   we r e  ass ig n ed   s p ec if i c   r ec o g n itio n   co d es.  T h e  p u r p o s e  o f   th is   m ec h an is m   i s   to   e n ab le  th e  f ac e  r ec o g n itio n   alg o r ith m   ( FR A)   to   d eter m in e  wh ic h   f ac ial  o r ien t atio n   s er v es  as  th e   in p u t.  T h r o u g h   th is   ap p r o ac h ,   th e   d etec ted   co d e   d ir ec ts   th e   s y s tem   to   id en tify   th e  in p u t  d ata  ac co r d in g   to   its   co r r esp o n d in g   f a cial - p atter n   g r o u p .   T h e   ad v an ta g e  o f   th is   m ec h an is m   lies   in   its   ab ilit y   t o   r ed u ce   th e   ex ec u tio n   tim e   o f   th e  r ec o g n itio n   p r o ce s s ,   as  o n ly   a  s p ec if ic  s u b s et   o f   f ac ial  p atter n s   is   p r o ce s s ed   r ath er   t h an   th e   en tire   d ataset  f r o m   in d ex   1   t o   .   Ho wev er ,   a  m ajo r   c h allen g e  ar is es  wh en   th e  s y s tem   f ails   to   ac cu r ately   d eter m in e  t h e   p r ec is e  f ac ial  r eg io n ,   lead i n g   to   o v e r lap p in g   r ec o g n itio n   b etwe en   ad jace n t  f ac ial  o r ien tatio n s .   Fo r   in s tan c e,   a  f r o n t  f ac e  o r ie n tatio n   with   an   an g le  b etwe en   30 °   an d   4 5 °   m ay   s till   b e  r ec o g n ized   as a   f r o n t f ac e,   as illu s tr ated   in   Fig u r e  2 .   Fig u r e  2   illu s tr ates  two   f ac ial  im ag e  o r ien tatio n s ,   n am ely   th e  f r o n t  a n d   lef t  f ac e   p o s itio n s .   T h e  f r o n t   o r ien tatio n   is   p r esen ted   in   Fig u r es  2 ( a)   an d   2 ( c)   with   an   an g le  o f   0 ° ,   wh ile  th e  lef t  f ac e  o r ien tatio n   is   s h o wn   in   Fig u r es  2 ( b )   an d   2 ( d )   with   an   ap p r o x im ate   an g le   o f   4 0 ° .   Fig u r es  2 ( a)   an d   2 ( b )   r ep r esen t  th e  o r ig in al  f a cial  im ag es,  wh er ea s   Fig u r es  2 ( c)   an d   2 ( d )   d is p lay   th e  f ac ial  im ag es  ex tr ac ted   f r o m   th e  r e g io n   d esig n ated   as  th e   R OI .   I d ea lly ,   in   ca s e  Fig u r e  2 ( d ) ,   th e  f ac e  s h o u ld   alr ea d y   b e  ca teg o r ize d   with in   th e  lef t  f ac e  r eg io n .   Nev er th eless ,   in   p r ac tice,   th e   f r o n t - f ac e  class if ier   is   s till   c ap ab le  o f   d etec tin g   a n d   r ec o g n izin g   th e   p atter n   ac cu r ately   with in   th e  f r o n tal   ca teg o r y .   T h is   in d icate s   th e  p r esen ce   o f   o v er la p p in g   ar ea s   b etwe en   f ac ial  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 9 0 3 - 3 9 1 8   3906   o r ien tatio n s .   T h e  m o s t  ef f ec ti v e  ap p r o ac h   to   en s u r e   co m p r e h en s iv e  r ec o g n itio n   o f   all   f ac i al  o r ien tatio n s   is   to   p er f o r m   a  c o m p lete  s ca n   o f   th e  f ac ial  a r ea .   Ho wev e r ,   t h is   wo u ld   ca u s e  th e  s y s tem   to   lo s e  r ea l - tim e   p er f o r m an ce   a n d   s ig n if ican tl y   in cr ea s e  r ec o g n itio n   tim e,   th er eb y   af f ec tin g   th e   o v er al l  ef f icien cy   o f   th e  h ar d war e  in   p er f o r m in g   f ac e - p atter n   r ec o g n itio n .   Fig u r e   3   p r esen ts   th e  p r o p o s ed   a r ch itectu r e  o f   th e     m u lti - th r ea d ed   co n tr o ller   d ev e lo p ed   to   a d d r ess   th is   is s u e.         ( a)     ( b )     ( c)     ( d )     Fig u r e  2 .   Ov e r lap p in g   f ac ial  i m ag e  r ec o g n itio n   b etwe en   f r o n t a n d   lef t  v iew :   ( a)   o r ig in al  i m ag e  (0 ° ) ,    ( b )   o r ig in al  im ag e  ( 4 0 ° ) ,   ( c)   R OI   ( 0 ° ) ,   an d   ( d )   R OI   ( 4 0 ° )       I n p u t   fa c e   p e t t e r n E v e n t   L o o p O u t p u t   R e s u lt ( W in n e r   C la s s ) T h r e a d s U n b lo c k in g T a s k   Q u e u e M a in   T h r e a d     Fig u r e  3 .   Pro p o s ed   m u lti - th r ea d ed   co n tr o ller   ar c h itectu r e       T h is   r esear ch   d elin ea tes  th e  f u n ctio n al  ar ch itectu r e  o f   th e  m u lti - th r ea d   co n t r o ller   in to   th r ee   p r im ar y   co m p o n en ts :  d ata  ex tr ac tio n ,  d ata  an aly s is ,   an d   d ata  in teg r atio n ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  3 .   I n   t h e  d ata   ex tr ac tio n   s tag e,   th e   m ain   th r ea d   is   r esp o n s ib le  f o r   m an ag i n g   d u al  d ata  s tr ea m s   o r i g in at in g   f r o m   th e  i n p u t  f ac e  p atter n s ,   wh ich   a r e  s u b s e q u en tly   p lace d   in to   a   task   q u e u e.   T h ese  d ata  s tr ea m s   co n s is t  o f   ex tr ac ted   f ac ial  f ea tu r es  th at  s er v e   as  id en tifi er s ,   wh er e  f ac ial   ar ea   in f o r m atio n   is   r ep r esen te d   in   a   b in a r y   f o r m at  to   en ab l e   f u r th er   p r o ce s s in g .   B y   im p le m en tin g   a  m u lti - th r ea d ed   c o n tr o ller   ar ch itectu r e ,   th e  d ata   ex ec u tio n   p r o ce s s   b ec o m es  m o r e   ef f icien t,  as  co m p u tatio n al  w o r k lo a d s   ca n   b e  d is tr ib u te d   an d   ex ec u te d   in   p ar allel.   T h is   ap p r o ac h   co n tr asts   with   th e  s in g le - th r ea d   m o d el,   wh ich   r e q u ir es  lo n g er   ex ec u tio n   tim e  d u e  to   its   in h er en t  lim itatio n s   in   h an d lin g   m u ltip l e  d ata  s tr ea m s   s im u ltan eo u s ly .   I n   th e   d ata   an aly s is   s tag e,   ea c h   th r ea d   f u n ctio n s   as  a   R AM   d is cr im in ato r   th at   ac tiv ely   r etr iev es  d ata  f r o m   th e  task   q u eu e  f o r   an aly s is .   T h e  task   q u eu e  s er v es  t o   o r g an ize  an d   d is p lay   th e  s eq u en ce   o f   r esu lts   o b tain ed   f r o m   t h e  p atter n   r ec o g n itio n   p r o ce s s   with in   th e  R AM   d is cr im in ato r s   an d   to   d et er m in e  th e  win n er   class   p atter n .   On ce   th e  s im ilar ity   ac cu r ac y   o f   th e   r ec o g n ized   p atter n   is   o b tain e d ,   th e   r esu lt is   tr an s m itted   b ac k   to   th e  r esu lt  q u e u e  as  th e   win n er   class .   E ac h   th r ea d   r ep r esen ts   a  p atter n   f u n ctio n   th at  o p e r ates  in d ep en d en tly   wh en   ac tiv ated ,   th e r eb y   e n h an cin g   th e  co n tr o ller ’ s   p e r f o r m a n ce   in   r ea d i n g   an d   p r o ce s s in g   d ata  s tr ea m s .   W ith in   th e  m u lti - th r ea d ed   ar ch itectu r e ,   th e  u s e  o f   th e  W NN  m eth o d ,   wh ich   u tili ze s   R AM   as   th e   p r im ar y   d ata - p r o ce s s in g   m ed i u m ,   s im p lifie s   th e  co m p u tatio n al  p r o ce s s   o f   f ac e - p atter n   r e co g n itio n .   T h e  d ata  in teg r atio n   s tag e  f o c u s es  o n   t h e  r o le  o f   th e  m ain   th r ea d ,   w h ich   is   r esp o n s ib le  f o r   m an ag in g ,   p r o ce s s in g ,   an d   in teg r atin g   d ata  o r ig in atin g   f r o m   th e  v ar io u s   th r ea d s   with in   th e  s y s tem .   T h e  in teg r atio n   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u t   th r o u g h   a  b lo ck i n g   f u n ctio n   m ec h an is m ,   wh ich   allo ws  th e  s y s tem   to   wait  u n til  all  r e q u ir ed   d ata  a r e  av ailab le   b ef o r e  m e r g in g   th em .   T h is   ap p r o ac h   en h a n ce s   th e  q u ali ty   o f   d ata  p r o ce s s in g   r esu lts   b y   en s u r i n g   th a t   in teg r atio n   o cc u r s   in   a  c o n tr o lled   an d   ac cu r ate  m an n e r ,   th e r eb y   p r o d u cin g   c o n s is ten t  an d   co m p lete  o u tp u ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8         A   n o ve l e mb e d d ed   a p p r o a ch   t o   fa ce   r ec o g n itio n   u s in g   m u lti - th r ea d ed   c o n tr o ller   b a s ed   …  ( A h ma d   Za r ka s i )   3907   Fu r th er m o r e ,   it  p r o v i d es  g r ea t er   f lex ib ilit y   i n   d eter m in in g   t h e  f o r m at,   s tr u ctu r e,   a n d   p r esen tatio n   s tr ateg y   o f   th e  d ata,   wh eth er   f o r   v is u aliza tio n   p u r p o s es o r   f o r   tr a n s m is s i o n   to   o t h er   s y s tem s .     2 . 2 .     Weig htle s s   neura l net wo rk   f a ce   re co g nitio n a lg o rit h m   des ig n   T h e  lear n i n g   p r o ce s s   in   th is   s tu d y   was  co n d u cted   b y   d e v e lo p in g   a  W NN - FR A  th at  im p lem en ts   a  ce n ter - s ca n   p atter n   r ec o g n itio n   m o d el.   T h e  W NN - FR A  m et h o d   is   d esig n ed   to   p r o ce s s   f ea tu r e - ex tr ac tio n   d ata   o b tain ed   f r o m   th e   f ac e  d etec tio n   s tag e.   T h ese  d ata  a r e  r e p r esen ted   as  f a cial  p atter n s   c ap tu r ed   f r o m   th r ee   im ag e  o r ien tatio n s :   f r o n t,  lef t,   an d   r ig h t.  I n   th e  W NN - FR A  m eth o d ,   th e  lea r n in g   p r o ce s s   is   p er f o r m e d   u s in g   R AM ,   wh er e  th e  f ac ial  p atter n   d ata  ar e  r ep r esen ted   in   a  b in ar y   f o r m at.   T h is   b in ar y   r ep r ese n tatio n   is   ch o s en   to   alig n   with   th e   f u n d am e n tal  p r in cip les  o f   t h e  W NN,   wh ich   r elies  o n   a  s im p le   m em o r y   s tr u ctu r e  y et   p o s s ess es   th e  ca p ab ilit y   to   p er f o r m   e f f icien t  p atter n   class if icatio n .   C o n s eq u en tly ,   ea ch   f ac ial  p atter n   o b tain e d     f r o m   f ea tu r e  e x tr ac tio n   ca n   b e  s y s tem atica lly   m ap p e d   in to   th e  W NN  m em o r y   f o r   b o th   t r ain in g   an d     test in g   p u r p o s es.   I n   th e  tr ain in g   p h ase ,   ea c h   R AM   d is cr im in ato r   m u s t  f ir s t  b e  in itialized   b y   s ettin g   all  m em o r y   lo ca tio n s   in   th e  R AM   to   a   lo g ical  s tate  o f   0 .   T h is   in itializatio n   p r o ce s s   en s u r es  th at  n o   d ef au lt  v alu es  r em ai n   in   m em o r y   th at  co u ld   af f ec t   th e  lear n in g   o u tc o m e.   On ce   th e  in itializatio n   s tag e  is   co m p lete,   th e  s y s tem   s elec ts   a  tr ain in g   p atter n   r ep r esen ted   b y   a  b i n ar y   v ec to r   o f   ( · )   b its .   T h is   b in ar y   r e p r esen tatio n   s er v es  as   th e  in p u t  ad d r ess   u s ed   to   ac tiv ate  s p ec if ic  m em o r y   lo ca ti o n s   with in   th e  R AM .   Fo r   ea ch   tr ain in g   p atter n   p r o v id e d ,   a  lo g ical  v alu e  o f   1   i s   s to r ed   in   th e  R AM   m em o r y   lo ca tio n   co r r esp o n d in g   to   th e  a d d r ess   d eter m in ed   b y   th e  in p u t  p atter n .   T h is   p r o ce d u r e  is   r e p ea ted   iter ativ el y   f o r   all  a v ailab le  tr ain in g   p a tter n s ,   allo win g   th e   R AM   d is cr im in ato r   to   g r a d u ally   co n s tr u ct  a  m em o r y   m a p   th at  r e p r esen ts   th e  r elatio n s h ip   b etwe en   in p u t   p atter n s   an d   th eir   co r r esp o n d i n g   m em o r y   a d d r ess es.   Af ter   th e   en tire   tr ain in g   p r o ce s s   is   co m p leted ,   th e  c o n te n ts   o f   th e  R AM   m e m o r y   co n s is t  o f   a   co m b in atio n   o f   l o g ical  v alu es  0   an d   1 .   A  lo g ical  v alu e  o f   1   i n d icate s   th at  th e  co r r esp o n d in g   m em o r y   lo ca tio n   h as  b ee n   ad d r ess ed   b y   o n e  o f   th e  tr ain in g   p atter n s ,   wh er ea s   a  lo g ical  v alu e  o f   0   s ig n if ie s   th at  th e  lo ca tio n   r em ain s   u n u s ed .   At  th is   s tag e ,   th e  R AM   m em o r y   ca n   b e  r e g ar d ed   as  h a v in g   s to r e d   th e  i n itial  d ata  p atter n s   r eq u ir ed   f o r   th e  s u b s eq u en t  p a tter n   r ec o g n itio n   p h ase.   Nex t,  th e  o u tp u ts   f r o m   ea ch   R AM   n o d e  ar e  ag g r eg ated   b y   a  s u m m atio n   d ev ice  ( ) .   T h is   co m p o n en t  f u n ctio n s   to   s u m   all  o u tp u ts   f r o m   th e  R AM   n o d es  with in   a  s in g le  R AM   d is cr im in ato r ,   an d   th e  r esu ltin g   to tal  is   th e n   d i v id ed   b y   th e   o v er all  n u m b er   o f   R AM   n o d es  ( K) .   C o n s eq u en tly ,   t h e  o b tain ed   o u tp u t  v alu e  r ef lects  th e   p r o p o r tio n   o f   R AM   n o d es  th at   p r o d u ce   a   lo g ical  1   f o r   a   g iv en   in p u t  v ec to r   X.   T h is   d at a  s er v es  as  a  m ea s u r e   o f   th e   s im ilar ity   b etwe en   t h e  test ed   in p u t  p atter n   an d   th e   r ef er en ce   p atter n s   s to r ed   in   m em o r y   d u r in g   th e  tr ai n in g   p r o ce s s .   T h r o u g h   th is   m e ch an is m ,   th e  R AM   d is cr im in ato r   is   ca p a b le  o f   d is tin g u is h in g   in p u t  p atter n s   b a s ed   o n   th e  d is tr ib u tio n   o f   lo g i ca l  1   v alu e   f o r m e d   d u r in g   tr ain in g .   T h e  co m p lete  ar ch itectu r e   o f   th e  W NN - FR A  m eth o d   d ev elo p ed   in   th is   r esear ch   is   illu s tr ated   in   Fig u r e  4 .   T h e  ar c h itectu r e  d em o n s tr ates  th e  f lo w  o f   f ac i al  p atter n   d ata  f r o m   th e  f ea t u r e  ex tr ac tio n   s tag e   th r o u g h   t h e  tr ai n in g   p h ase,   d ata  s to r ag e   in   m em o r y ,   an d   f in ally   to   th e   f ac e   r ec o g n itio n   p r o ce s s .   T h e   s eq u en tial  s tag es  o f   th e  W N N - FR A  lear n in g   p r o ce s s   ar e  as  f o llo ws :   i)   d eter m in e   th e  n u m b er   o f   in p u t  v ec to r s   o b tain ed   f r o m   f ac ial  f ea tu r e  e x tr ac tio n ,   b o t h   th o s e  s to r ed   in   th e  d atab ase  an d   th o s e  u s ed   as  p r im ar y   in p u ts ;    ii)  d iv id e   th e   d atab ase  in p u t   v ec to r s   in to   th r ee   m ain   g r o u p s   r ig h t,  f r o n t,  an d   lef t ;   iii)  p r o ce s s   th ese  d ata  with in   s ev er al  d is cr im in ato r   class es  u n d er   th e  m u ltit h r ea d in g   m ec h an is m ;  iv )   p er f o r m   s im u ltan eo u s   r ec o g n itio n   o f   th e  d ata  ac r o s s   ea ch   d is cr im in ato r   class   u s in g   th e  th r ea d - b ased   m ec h an is m ;  an d   v )   d eter m in e   th e  o p t im al   v alu e  f r o m   th e  d is cr im in ato r   class es   to   id en tify   th e  win n er   class .   T h is   ar ch itectu r e  p r o v id es  a  clea r   o p er atio n al  f r am ewo r k   illu s tr atin g   h o w  f ac ial  d ata  ar e   p r o ce s s ed   an d   class if ied   ef f icien tly   th r o u g h   p ar allelize d   lear n in g   an d   r ec o g n itio n   m ec h an is m s   b ased   o n   th e  W NN - FR A.   Fig u r e  4   illu s tr ates  th at  th e  l ea r n in g   p r o ce s s   co n s is ts   o f   t wo   m ain   co m p o n en ts :  r ef er e n ce   p atter n s   an d   in p u t  p atter n s .   T h e   r ef e r en ce   p atter n s   r ep r esen t  f ac ial  im ag es  th at  h av e  u n d e r g o n e   f ea tu r e   ex tr ac tio n ,   b eg in n in g   with   th e  ac q u is itio n   o f   r ed ,   g r ee n ,   b lu e   ( R GB )   f ac ial  d ata  an d   f o llo wed   b y   th e  f a ce   d etec tio n   s tag e.   On ce   th e   f ac e   is   d etec ted ,   a   f e atu r e  d etec tio n   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u t  to   id en tif y   k ey   f ac ial  c o m p o n en ts   s u ch   as  th e  ey es,  n o s e,   a n d   m o u th .   T h is   p r o ce s s   p r o d u ce s   a   n ew   im ag e  th at   ca p tu r es  o n ly   a  s p ec if ic  f ac ial  p ix e l   r eg io n ,   f o r   i n s tan ce ,   o f   s ize  n   ×   m   p ix els.  T h e  r esu ltin g   f ea t u r e  im ag e  is   th en   co n v er ted   in to   a  g r ay s ca le  im ag e   an d   s u b s eq u e n tly   in to   a  b in ar y   im ag e.   T h e  b in ar y   im ag e  is   n o r m alize d   in t o   d ata  v al u es  o f   0   an d   1 .   Af ter   t h e  f ac ial  f ea tu r e  p atter n s   ar e  f o r m ed ,   th ese  b in ar y   p atter n s   s er v e  as  in p u t  v ec to r s   f o r   t h e  W NN  m eth o d   an d   ar e   s to r ed   ac r o s s   2 0   R AM   n o d es  d is tr ib u ted   with in   th r ee   R AM   d is cr im in ato r s .   T o   en ab le  s im u ltan eo u s   p r o ce s s in g   o f   in p u t - p atter n   r ec o g n itio n ,   t h e  th r ee   R AM   d is cr im in ato r s   ar e  co n f i g u r e d   to   f u n cti o n   as  a     m u lti - th r ea d   c o n tr o ller   ( T h r ea d   1 ,   T h r ea d   2 ,   an d   T h r ea d   3 )   u n d er   th e  m ain   th r ea d   b lo c k .   I n   th e  in p u t  p atter n   s tag e,   th e  p r o ce s s   is   s im ilar   to   th at  o f   th e  r ef er en ce   p atter n   th e  k ey   d if f er en ce   lies   in   th e  f ac t  th at  th e  r ef er e n ce   p atter n s   ar e  s to r ed   with in   th e   d ataset,   wh er ea s   th e  in p u t  p atter n   s er v es  as  th e   p atter n   to   b e  r ec o g n ize d   d u r i n g   th e  lear n in g   p r o ce s s .   T h e  in p u t  R GB   p atter n ,   r ep r esen tin g   f ac ial  f ea tu r es,  u n d er g o es  a  s er ies o f   e x tr ac tio n   s tag es  u n til  it  is   c o n v e r ted   in to   b in ar y   d ata.   T h e   r esu ltin g   b in ar y   d ata  tak e   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 9 0 3 - 3 9 1 8   3908   f o r m   o f   a  m atr i x   co r r esp o n d i n g   to   th e  p ix el  d im e n s io n s   o f   th e  in p u t  f ac ial  p atter n .   On ce   th e  in p u t  p atter n   is   p r ep ar e d ,   th e   d ata   ar e  f o r war d ed   to   th e  r ec o g n itio n   p r o ce s s   with in   th e  c o m p ar ato r   b lo ck ,   wh er e  th e   p atter n   is   co m p ar ed   s im u ltan eo u s ly   ac r o s s   all  th r ea d s .   E ac h   th r ea d   p er f o r m s   2 0   r ec o g n itio n   iter a tio n s ,   allo win g   th e   s y s tem   to   o b tain   b o th   th e  p atter n   ac cu r ac y   lev el  an d   th e  e x ec u tio n   tim e  p er f o r m a n ce   f o r   ea ch   f ac ial  p atter n .   Sin ce   th e  in p u t  p atter n   im ag e  d ata  ar e  ca p tu r ed   with in   a  d y n am ically   m o v in g   s y s tem ,   th e  n u m b er   o f   p ix els  o b tain ed   v ar ies  ac r o s s   s am p les.  T h is   v ar iatio n   af f ec t s   th e  p atter n   r ec o g n itio n   ac c u r ac y ,   as  th e  p ix el   d im en s io n s   o f   th e  r e f er en ce   p atter n   d if f er   f r o m   th o s e  o f   th e   in p u t  p atter n .   T o   ad d r ess   th is   is s u e,   th e  p r esen t   s tu d y   em p lo y s   a  ce n ter - s ca n   r ec o g n itio n   m o d el .   Fig u r e  5   ill u s tr ates  th e  d esig n   o f   th e  ce n ter - s ca n   m o d el.   T h e   ce n ter - s ca n   r ec o g n itio n   al g o r ith m   is   d esig n ed   to   im p r o v e   th e  ac cu r ac y   lev el  ac h iev e d   b y   t h e  p r e v io u s   alg o r ith m .   T h is   ap p r o ac h   e m p h asizes  ac h iev in g   b alan ce   b et wee n   th e  r ef e r en ce   p atter n   an d   th e  in p u t  p atter n ,   p ar ticu lar ly   wh e n   d is cr ep an ci es  ar is e  d u e  to   d if f er en ce s   in   m em o r y   ca p ac ity   o r   im ag e  r eso lu tio n   b etwe en   th e   r ef er en ce   p atter n   ( d ataset)   an d   th e  in p u t  p atter n .   Su ch   d is cr ep an cies  o cc u r   b ec au s e  th e  in p u t  p atter n   is   ac q u ir ed   f r o m   d y n a m ic  f ac ia l  p o s itio n s ,   wh ic h   m a y   r esu lt  in   s m aller   o r   lar g er   im ag e   d im en s io n s .   T h e     ce n ter - s ca n   m et h o d   m in im iz es  th e  d if f er en ce   in   m em o r y   ca p ac ity   o b s er v ed   in   p r ev io u s   alg o r ith m s   b y   lo ca tin g   th e  ce n t r al  p o in t  d u r i n g   th e  in itial c h ec k in g   p r o ce s s .          R e f e r e n c e   P e tt e r n s   (3 0   s a m p l e s ) P r i m a r y   f a c i a l   e x t r a c ti o n   d a t a (I n p u t  P e t te r n ) R A M  D i s cr i m i n a t or   Fr o n t ( 1 0   s a m p l e s ) RA M   N o d e                     D a ta   E x tr a c ti o n                   0                                       n . . . 0 1 0 1 0 0 1             ..    9                                         n . . . 0 1 0 1 0 1 1 R A M  D i s cr i m i n a t or   R i g h t ( 1 0   s a m p l e s ) RA M   N o d e                     D a ta   E x tr a c ti o n                 1 0                                       n . . . 1 1 1 1 1 1 0                   ..      1 9                                       n . . . 1 0 1 0 1 0 1 1 R A M  D i s cr i m i n a t or   L ef t ( 1 0   s a m p l e s ) RA M   N o d e                   D a ta   E x tr a c ti o n                   2 0                                   n . . . 1 1 1 1 1 1 0                   ..    2 9                                   n . . . 0 1 0 1 0 1 1 Ma i n   T h r e a d C o mp a r a t o r W i n n e r C l a s s      n . . . 1 0 1 0 1 0 1 1 F r o n t   n . . . 1 0 1 0 1 0 1 1 L ea r n i n g   Pr o c e s s   o f   WNN - F RA   T h r e a d   1   T h r e a d   2   T h r e a d   3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B i n a r y  Da t a M a t r i x R G B Bi n a r y F ea tu r e  E x tr a c ti o n E u cli d e a n F e a t u r e   E x t r a c t i o n 6 5   x   3 5   p x     Fig u r e  4 .   W NN - FR A  ar ch itectu r e  d esig n           Fig u r e  5 .   C en ter   s ca n   m o d el  d esig n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8         A   n o ve l e mb e d d ed   a p p r o a ch   t o   fa ce   r ec o g n itio n   u s in g   m u lti - th r ea d ed   c o n tr o ller   b a s ed   …  ( A h ma d   Za r ka s i )   3909   As  illu s tr ated   in   Fig u r e  5 ,   t h e   in p u t   p atter n   h as  a   s m aller   d ata  ca p ac ity   th an   th e   r ef er e n c e  p atter n ,   s p ec if ically   with   two   f ewe r   c o lu m n s   in   th e  i n p u t   m atr ix .   B ef o r e  t h e  ch ec k in g   p r o ce s s   b e g in s ,   th e  al g o r ith m   f ir s t  d eter m in es  th e  in itial  an d   f in al  p o s itio n s   f o r   v er if icati o n .   Acc o r d in g ly ,   th e  in itial  c h ec k in g   p o s itio n   is   d ef in ed   at  R AM   n o d e  p o in ts   R   ( 1 ,   n - 6)   to   R   ( m ,   n - 6) ,   wh ic h   ar e  eq u iv alen t  to   R   ( 1 , 1 ) ’   to   R   ( m , 1 ) ’ .   T h e  f i n al   ch ec k in g   p o s itio n   is   s et  at  R AM   n o d e   p o i n ts   R   ( 1 ,   n - 1)   t o   R   ( m ,   n - 1) ,   wh ich   c o r r esp o n d   t o   R   ( 1 ,   n ) ’   to     R   ( m ,   n ) ’ .   T h is   r u le  also   a p p li es  in v er s ely   wh en   th e   o p p o s ite  co n d itio n   o cc u r s .   T h e  s eq u e n ce   o f   o p er atio n s   in   th e  ce n ter - s ca n   r ec o g n itio n   alg o r ith m   is   as  f o llo ws;   i)   if   th e  m em o r y   ca p ac ity   ( r eso lu tio n )   o f   th e  in p u t  p atter n   d ata  is   eq u al  to   th at  o f   th e  r ef er en ce   p atter n ,   th e  c o m p ar at o r   d ir ec tly   p er f o r m s   th e  v er if ic atio n   p r o ce s s   b ased   o n   th e   p r ed ef in e d   i n itial  an d   f i n al  p o s itio n s ,   ii)  if   th e   m em o r y   ca p ac ity   o f   th e   in p u t  p atter n   is   s m aller   th an   th at  o f   th e  r ef er e n ce   p atter n ,   th e  al g o r ith m   f ir s t id en tifie s   th e  in itial a n d   f in al  p o in ts   o f   th e  r ef er en ce   p atter n   b ef o r e   p er f o r m in g   th e   ch ec k in g   p r o ce s s .   T h e  co m p ar is o n   is   th e n   co n d u cted   ac c o r d in g   to   th e  d ef in ed   m em o r y   ca p ac ity ;  an d   iii)  c o n v er s ely ,   i f   th e  i n p u t   p atter n   h as  a   lar g er   m em o r y   ca p ac ity   th a n   th e   r ef er en ce   p atter n ,   t h e   alg o r ith m   f ir s t  d eter m in es  th e   in itial  an d   f in al  p o in ts   o f   th e  in p u t  p atter n ,   af ter   wh ich   th e  d ata  co m p ar is o n   is   ex ec u ted   b ased   o n   th e   co r r esp o n d in g   m em o r y   ca p ac ity .       3.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   3 . 1 .     F e a t ure  ex t r a ct io n r esu lt   T h e  f ea tu r e  ex tr ac tio n   p r o ce s s   co n s is ts   o f   s ev er al  s tag es,  b eg in n in g   with   f ac e   d etec tio n .   T h is   s tag e  s tar ts   b y   ca p tu r in g   f ac ial  im a g es  as  in p u t  d ata   [ 1 ] .   T h e  im ag es  ac q u ir ed   f r o m   th e  ca m er a  ar e  n o t  p r o ce s s ed   d ir ec tly   b u t  f ir s t  u n d er g o   a  p r ep r o ce s s in g   s tag e.   I n   th is   s tag e,   th e  co lo r   im ag e   R GB   is   co n v er ted   in to   a  g r ay s ca le   im ag e.   T h e  p u r p o s e  o f   th is   co n v er s io n   is   to   r ed u ce   co m p lex ity ,   s im p l if y   an d   ac ce ler ate  co m p u tatio n ,   wh ile  s till   p r eser v in g   t h e  ess en tial  in f o r m atio n   r eq u ir ed   f o r   f ac e  d etec tio n .   Su b s eq u en tly ,   th e   s y s tem   id en tifie s   r eg io n s   th at  p o ten tially   co n tain   f ac ial  o b je cts.  A  s ca n n in g   p r o ce s s   is   p er f o r m ed   ac r o s s   th e   en tire   im ag e  to   lo ca te  s u b - win d o ws   th at  ar e  lik ely   to   in clu d e   a  f ac e.   E ac h   s u b - win d o w  is   th en   an aly ze d   b ased   o n   p r ev io u s ly   ex tr ac ted   f ea t u r es.  T h is   ap p r o ac h   allo ws  co m p u tatio n al   r eso u r ce s   t o   b e  f o cu s ed   o n l y   o n   r elev an t  ar ea s ,   th er eb y   im p r o v in g   b o th   p r o ce s s in g   ef f icien cy   an d   d etec tio n   ac cu r ac y .   T h e  f in al  s tag e  em p lo y s   th e  ca s ca d e  class if ier   alg o r ith m ,   wh ich   o p er ates  th r o u g h   m u ltip le  test in g   s tag es   th at  p r o g r ess iv ely   elim in ate  im ag e  r eg io n s   d is s im ilar   to   f ac ial  p atter n s .   I n   th e  in itial  s tag e,   th e  test in g   p ar am eter s   ar e  k ep t   s im p le  to   en s u r e  th at  p o ten tial  f ac e  ca n d id ates  ar e  n o t  m is s ed .   I n   s u b s eq u en t  s tag es,  th e  cr iter ia  b ec o m e  in cr ea s in g ly   s elec tiv e,   r etain in g   o n ly   r e g io n s   th at  s tr o n g ly   m atch   f a cial  ch ar ac ter is tics .   T h is   h ie r ar ch ical  f ilter in g   m ec h an is m   ef f ec tiv ely   r ed u c es  f alse  d etec tio n s   an d   y ield s   m o r e  ac cu r ate  p r ed ictio n s   o f   f ac ial  p o s itio n s   with in   th e  im ag e   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Af ter   th e  f ac e  is   s u cc ess f u lly   d etec ted   in   th e   ca m er a  im a g e,   th e  s y s tem   d eter m in es  th e   R OI ,   th e  s p ec if ic  p o r tio n   o f   th e  im a g e   th at  co n tain s   th e  u s er ’ s   f ac ial  ar ea .   T h e  R OI   is   d er iv ed   f r o m   th e  co o r d in ates  o b tain ed   d u r in g   th e  p r e v io u s   Haa r ca s ca d e  d etec tio n   p r o ce s s ,   co n s is tin g   o f   th e    an d     p o s iti o n s   as we ll   as th e   wid th   an d   h eig h t  v al u es  o f   th e   d etec ted   f ac ial  ar ea   in   ea c h   f r am e.   T h e   s ize  o f   th e   R OI   m ay   v ar y   d e p en d in g   o n   th e  p r o x im ity   o f   th e   f ac e  to   th e  ca m er a.   T o   m ain tai n   d ata  c o n s is ten cy   d u r in g   th e  r ec o g n itio n   s tag e,   th e   R OI   is   r esized   to   88   ×   8 8   p ix els ,   r e p r esen tin g   8 8   p ix els  h o r izo n tally   ( f r o m   t h e  lef t  t o   th e   r ig h t   s id e  o f   th e  f ac e)   a n d   8 8   p ix els  v er tically   ( f r o m   th e   f o r e h ea d   to   t h e  c h in ) .   T h e   n e x t  s tep   in v o lv es  c o n v e r tin g   t h e  R OI   im ag e   f r o m   R GB   f o r m at  to   g r a y s ca le .   Fo llo win g   th is ,   th e   s y s tem   ap p lies   a  th r esh o ld in g   p r o ce s s   u s in g   an   ad ap tiv e   th r esh o ld   v alu e  th at  ad ju s ts   ac co r d in g   to   th e  a v er ag e  l ig h t  in ten s ity   with in   th e  R OI ,   en s u r in g   s tab le   co n v er s io n   r esu lts   d esp ite  lig h tin g   v ar iatio n s .   T h e  th r esh o l d in g   p r o ce s s   p r o d u ce s   a  b in a r y   im ag e ,   wh ich   is   th en   n o r m alize d   u s in g   a  r esize  m eth o d   to   a  f ix ed   s ize  o f   60   ×   6 0   p ix els .   T h is   n o r m aliza tio n   aim s   to   s tan d ar d ize  th e  f ac ial  im ag e   d im en s io n s   u s ed   as  in p u t,  th e r e b y   s im p lify in g   s u b s eq u en t  s ta g es  o f   d ata  s to r ag e ,   p r o ce s s in g ,   an d   r ec o g n itio n .   T ab le  1   p r esen ts   th e  e x p er im e n tal  r esu lts   o f   th e  f ac e  d etec tio n   s tag e.       T ab le  1 .   Face   d etec tio n   r esu lt   F a c e   d e t e c t i o n   F a c e _ 1   F a c e _ 2   F a c e _ 3   F a c e _ 4           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 9 0 3 - 3 9 1 8   3910   T ab le  1   p r esen ts   th e  r esu lts   o f   test in g   co n d u cte d   u s in g   f o u r   d if f er en t  f ac ial  s am p les.  T h er e  ar e  f o u r   f ac ial  p atter n s :   Face _ 1 ,  Face _ 2 ,  Face _ 3 ,   an d   Face _ 4 .  Face _ 1   r e p r esen ts   th e  u s er ’ s   f ac ial  p atter n   d ata ,     wh ich   is   later   u s ed   as  th e  d ataset  in   th e  lear n in g   p r o ce s s ,   wh er ea s   Face _ 2 ,  Face _ 3 ,   an d   Face _ 4   ar e  f ac ial  p atter n s   em p lo y e d   f o r   test in g   d u r in g   th e  r ec o g n itio n   p h as e.   I m ag e  ac q u is itio n   was  ca r r ied   o u t  at  s ev er al   d is tan ce s — 1 0   cm ,   2 0   cm ,   an d   3 0   cm   alth o u g h   th e   tab le  o n ly   d is p lay s   th e   r esu lts   o b tai n ed   at  a   d is tan ce   o f     1 0   cm .   T h e  p u r p o s e  o f   th is   f a ce   d etec tio n   test   is   to   en s u r e  th at  th e  s y s tem   f u n ctio n s   ac co r d in g   to   its   d esig n   an d   to   ev alu ate  th e  ac c u r ac y   l ev el  in   r ec o g n izin g   f ac ial  o b je cts  u n d er   v ar y i n g   co n d itio n s .   T h e  test in g   p r o ce s s   was  p er f o r m ed   u s in g   b o th   s till   im ag es  an d   v id e o   r ec o r d ed   d ir ec tly   th r o u g h   th e  ca m er a.   Fu r th er m o r e ,   test in g   was  co n d u cted   with   v a r iatio n s   in   f ac ial  o r ien tatio n ,   in cl u d i n g   f r o n tal ,  lef t - s id e ,   an d   r ig h t - s id e   v iews.  T h ese  v ar iatio n s   wer e  c h o s en   t o   as s ess   th e  s y s tem ’ s   p er f o r m an c e  wh en   e n co u n ter in g   ch an g e s   in   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s   an d   o b ject  p o s itio n in g .   On ce   th e   f ac ial  p atter n   w as  s u cc ess f u lly   d etec ted ,   th e  s y s tem   d is p lay ed   a   b lu e  b o u n d in g   b o x   ar o u n d   th e  id en tifie d   f ac e  with in   t h e  f r am e.   T h is   v is u aliza tio n ,   as  s h o wn   in   T ab le  1 ,  s er v es a s   an   in d icatio n   o f   th e  s u cc ess f u l e x ec u tio n   o f   th e  f ac e  d etec tio n   p r o ce s s .   T h e  n e x t  s tag e  is   th e   f ac ial  f ea tu r e  e x tr ac tio n   p r o ce s s ,   w h ich   s er v es  as  a   cr u cial  s tep   in   a   f ac e   r ec o g n itio n   s y s tem ,   as it a im s   to   o b tain   in f o r m atio n   r ep r esen tin g   th e  u n i q u e  ch a r ac ter is tics   o f   ea ch   in d iv id u al.   I n   th is   s tu d y ,   th e  Haa r ca s ca d e   class if i er   alg o r ith m   is   em p lo y ed   to   d etec t  f ac ial  f ea tu r es  with in   th e  im ag e.   I n   ad d itio n   to   id en tify in g   th e  p r e s en ce   o f   a  f ac e ,   th e  alg o r ith m   also   p r o d u ce s   co o r d in ate  in f o r m atio n   in   th e   f o r m   o f   a  b o u n d in g   b o x ,   a  r ec ta n g u lar   b o u n d ar y   i n d icatin g   th e  e x ac t  lo ca tio n   o f   th e  f ac e  in   ea c h   ca m er a  f r a m e.   As  illu s tr ated   in   Fig u r e  6 ,   wh ic h   d e p icts   th e  f ea tu r e   ex tr ac ti o n   p r o ce s s ,   o n ce   t h e  f ac ial   p o s itio n   is   d etec ted   th r o u g h   t h e  b o u n d in g   b o x   i n   t h e  r aw   im ag e,   th e   s y s tem   d ete r m in es  th e   R OI ,   th e   s p ec if ic  p o r tio n   o f   th e  im ag e   co n tain in g   th e   r elev an t   f ac ial   f ea tu r es  f o r   f u r th e r   a n aly s is ,   with   a  p i x el  d im e n s io n   o f   88   ×   88 .   Dete r m in i n g   th e  R OI   is   ess en tial,  a s   it  a llo ws  co m p u tatio n al  r eso u r ce s   to   b e  f o cu s ed   o n   t h e  ar ea s   co n tain in g   h i g h   in f o r m atio n al  v alu e  wh ile  r ed u cin g   u n n ec ess ar y   p r o ce s s in g   o n   ir r elev a n t  im ag e  r eg i o n s .   I n   th is   r esear ch ,   th e   R OI   s er v es  as  th e  p r im ar y   in p u t  f o r   tr a n s f o r m in g   v is u al   d ata  in to   a   d ig ital  r e p r esen tatio n   th at  ca n   b e   p r o ce s s ed   b y   th e   r ec o g n itio n   s y s tem .   I n   a d d itio n   to   f u n ctio n in g   as   th e  i n p u t   f o r   f ea t u r e  ex tr ac tio n ,   th e  R OI   s ize  is   also   u tili ze d   to   e s tim ate   th e  r elativ e  d is tan ce   b etwe en   th e  f ac e  an d   th e  ca m er a.   Gen e r ally ,   a  lar g er   R OI   in d icate s   th at  th e   f ac e  is   cl o s er   to   th e   ca m er a,   an d   c o n v er s ely ,   a  s m aller   R OI   co r r es p o n d s   t o   a   g r ea ter   d is tan ce .   On ce   th e  d ata  a r e  o b t ain ed ,   th e  n ex t step   is   to   co n v er t th em   in to   b in ar y   f o r m at .         B in ar y   d ata  m atr ix       Fig u r e  6 .   Featu r e   ex tr ac tio n   r e s u lt       T h e  co n v er s io n   o f   im ag es  in t o   b in a r y   f o r m   is   a  cr u cial  s tag e,   as  it  s im p lifie s   d ata  p r o ce s s in g   with in   th e  m icr o co n tr o ller   s y s tem .   T h is   is   ac h iev ed   b y   tr an s f o r m in g   th e  v is u al  r ep r esen tatio n   in to   a  f u n d am e n tal   d ig ital  f o r m at  b in a r y .   T h e   co n v er s io n   p r o ce s s   b eg i n s   b y   tr a n s f o r m in g   th e   R OI   im ag e  f r o m   R GB   f o r m at  in t o   g r ay s ca le .   Su b s eq u en tly ,   th e  s y s tem   ap p lies   a  th r esh o ld in g   m eth o d   with   an   ad ap tiv e  t h r esh o ld   v alu e   th at  ad ju s ts   ac co r d in g   to   th e  av er a g e  lig h t  in ten s ity   with in   th e  R OI ,   en s u r in g   th at  th e  co n v e r s io n   p r o ce s s   r em ain s   s tab le  d esp ite  v ar iatio n s   in   illu m in atio n   co n d itio n s .   T h e  r esu lt  o f   th e   th r esh o l d in g   p r o ce s s   is   a  b in a r y   im ag e ,  wh ich   is   th en   n o r m alize d   in   s ize  th r o u g h   a  r esize  o p er a tio n   to   a  f ix ed   r eso lu tio n   o f   60   ×   6 0   p i x els .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8         A   n o ve l e mb e d d ed   a p p r o a ch   t o   fa ce   r ec o g n itio n   u s in g   m u lti - th r ea d ed   c o n tr o ller   b a s ed   …  ( A h ma d   Za r ka s i )   3911   T h is   n o r m aliza tio n   en s u r es  co n s is ten t  f ac ial  d ata  d im en s io n s   u s ed   as  in p u t,  t h er eb y   f ac ilit atin g   th e   p r o ce s s es   of   s to r ag e ,   tr a n s m is s io n ,   an d   r ec o g n itio n .   T h e   f in al   o u tco m e   o f   th e  f ea tu r e  e x tr ac tio n   s tag e  in   th is   s tu d y   is   a  f ac ial  p atter n   r ep r esen ted   as  a  b in ar y   im ag e .   T h is   b i n ar y   d ata  also   s er v es  as  th e  d ataset   f o r   t h e  s u b s eq u en t  p atter n   r ec o g n itio n   p r o ce s s .     3 . 2 .     M emo ry   re qu irem ent   a na ly s is   B ef o r e  d esig n in g   th e   f ac ial  p atter n   d ataset,   a  m em o r y   r e q u ir em en t  a n aly s is   was  co n d u cted   o n   th e   s in g le - ch ip   m icr o co n t r o ller   s y s tem   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   T h is   a n aly s is   aim ed   to   d eter m in e   th e   m em o r y   ca p ac ity   n ee d ed   to   ef f icien tly   s to r e  an d   m an ag e  f ac ial  p atter n   d ata   [ 1 0 ] .   T h is   s tep   is   ess en tial b ec au s e  th e  av ailab le  r eso u r ce s   in   a  m icr o co n tr o ller   a r e  in h er en tly   lim ited ;  th er e f o r e,   p r ec is e  ca lcu latio n s   ar e  r eq u ir e d   t o   e n s u r e  th at   th e   s y s tem   o p er ates  o p tim ally   with o u t  e x ce ed in g   th e  ca p ac ity   o f   th e  h a r d war e  u s ed .   T h e  m icr o co n tr o ller   u tili ze d   in   th is   s tu d y   is   th e  AR M®  3 2 - b it  C o r tex ® - M4 ,   wh ich   f ea tu r es  a  f lo atin g - p o in t  u n it  ( FP U) ,   a  m ax im u m   C PU   f r eq u e n cy   o f   8 4   MH z ,  5 1 2   KB   o f   Flas h   m em o r y ,   an d   9 6   KB   o f   SR AM .   T h e  lim ite d   m em o r y   ca p ac it y   p r esen ts   o n e  o f   th e   p r im ar y   c h allen g es  in   im p lem e n tin g   a n   em b ed d ed - b ased   f ac e  r ec o g n itio n   s y s tem ,   as  th e  s to r ag e  an d   p r o ce s s in g   o f   d ig ital  im ag es  d em an d   r elativ ely   lar g e  m em o r y   s p ac e.   C o n s eq u en tly ,   an   o p tim izatio n   s tr ateg y   is   r eq u ir ed ,   o n e  th at  in v o l v es  m o d if y in g   an d   m an ag i n g   d ata  allo ca tio n   in   m em o r y   to   en s u r e  ef f icien t r eso u r ce   u tili za tio n .   I n   th is   r esear ch ,   th e  f ac i al  p atter n   d ataset   is   im p lem en ted   with in   th e  m ain   th r ea d ,   wh ic h   o p er ates  with   th r ee   ac tiv e  th r ea d s   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .   E ac h   th r ea d   is   r esp o n s ib le  f o r   p r o ce s s in g   2 0   f ac ial   p atter n s   s to r ed   in   m em o r y .   Sp ec if ically ,   T h r ea d   1   h an d les   f r o n t - f ac e  p atter n s ,   T h r ea d   2   p r o ce s s es  lef t - f ac e   p atter n s ,   an d   T h r ea d   3   is   d e d icate d   to   r ig h t - f ac e  p atter n s .   W ith   th is   s tr u ctu r e,   t h e  r ec o g n itio n   p r o ce s s   ca n   b e   ex ec u ted   in   p ar allel ,   th er eb y   i m p r o v i n g   ex ec u tio n   ef f icien c y   wh ile  m ain tain in g   s y s tem   s tab ilit y .   T h e  r esu lts   o f   th e  s y s tem   m em o r y   r eq u ir em en t  ca lcu latio n s   ar e  p r esen ted   in   T ab le  2 ,   wh ich   s er v es  as  th e  b as is   f o r   ev alu atin g   m em o r y   e f f icien cy   an d   r eso u r ce   o p tim izatio n   in   t h is   em b ed d ed   f ac e  r ec o g n itio n   s y s tem .       T ab le   2 .   Me m o r y   r eq u ir em e n t   Th r e a d s   N u mb e r   o f   f a c e   p a t t e r n s   B i n a r y   d a t a   mat r i x   N u mb e r   o f   p i x e l s   N u mb e r   o f   memo r i e s   To t a l   mem o r y   r e q u i r e m e n t   ( a   =   2 0 )   ( p i x e l )   ( P   =   a   ×  p i x e l )   ( n   =   p / 8 )   b y t e   ( K B )   Th r e a d   1   F r o n t   60   ×   60   72 , 000   9 , 0 0 0   9   Th r e a d   2   Le f t   60   ×   50   60 , 000   7 , 5 0 0   7 . 5   Th r e a d   3   R i g h t   60   ×   50   60 , 000   7 , 5 0 0   7 . 5       Af ter   d eter m in i n g   th e   to tal  n u m b er   o f   f ac ial  p atter n s   t o   b e  u s ed   in   th e  d ataset,   a  co m p r eh en s iv e   m em o r y   r e q u ir em e n t  ca lcu latio n   was  ca r r ied   o u t  to   en s u r e   th at  th e  allo ca ted   ca p ac ity   d o es  n o t  ex ce ed   th e  m ax im u m   lim it  a v ailab le  o n   t h e  m icr o c o n tr o ller .   T h is   ca lc u latio n   p r o ce s s   in v o lv e d   s ev e r al  k ey   p ar am eter s ,   in clu d in g   th e  s ize  o f   ea ch   f ac ial  p atter n ,   th e  n u m b er   o f   ac ti v e  th r ea d s ,   an d   th e  d is tr ib u tio n   o f   d ata  b etwe en   f lash   m em o r y   an d   SR AM .   B ased   o n   th e   an aly s is   r esu lts ,   th e   to tal  m em o r y   r eq u ir e d   to   s to r e  6 0   f ac ial  p atter n s   in   th e   d ataset  is   2 4   KB ,   c o n s is tin g   o f   9   KB   f o r   f r o n t - f ac e   p at ter n s ,   7 . 5   KB   f o r   r ig h t - f ac e  p a tter n s ,   an d   7 . 5   KB   f o r   lef t - f ac e  p atter n s .   T h ese  f in d in g s   in d icate   th at  th e   R OM   m em o r y   ca p ac ity   o f   th e  m icr o co n tr o ller   s till   h as  4 8 8   KB   av ailab le.   T h e   n ex t  s t ag e  in v o lv es  co n s tr u ctin g   th e   f ac ial  p atter n   d ataset   b ased   o n   th e  ac q u ir ed   im a g e  d ata.   I m a g e  ac q u is itio n   is   p er f o r m ed   u s in g   a  R asp b er r y   Pi  ca m er a  ( R asp iC am )   m o u n ted   o n   th e   r o b o t’ s   n ec k   s ec tio n .   T h e  p lace m en t  o f   th e   ca m er a  in   t h is   p o s itio n   e n ab le s   d ir ec t  im ag e  ca p tu r e   o f   t h e  u s er ’ s   f ac e  with   a n   alig n ed   v iewin g   an g le — co v e r in g   th e  f r o n tal ,  lef t - s id e ,   an d   r ig h t - s id e   p er s p ec tiv es.  E ac h   ca p tu r ed   f ac ia l   im ag e  r ep r esen ts   a  d is tin ct  in d iv id u al  f ac ial  p atter n   an d   s er v es  as  a  d ata   s o u r ce   f o r   b u ild i n g   th e   f ac ial  p atter n   d ataset.   T h is   im ag e  ac q u is itio n   p r o ce s s   is   d esig n ed   t o   b e   f lex ib le ,   allo win g   th e   g en e r atio n   o f   v is u al  d ata   d ir ec tly   in   d ig ital f o r m at .   C o n s eq u en tly ,   th e  d ataset  co n s tr u c tio n   p r o ce s s   ca n   b e  p er f o r m e d   ef f icien tly   with o u t  r eq u ir in g   ad d itio n al  co n v er s io n   s tep s .   T h e  d ata  ca p tu r ed   b y   th e  R asp iC am ,   af ter   b ein g   co n v er ted   in to   b in ar y   im ag es,  ar e  s u b s eq u en tly   u s ed   as  th e  r ep r esen tatio n   o f   th e  ex tr ac ted   f ac ial  p atter n s .   T h e  im ag e  r ep r esen tatio n   in   b in a r y   f o r m at  is   illu s tr ated   in   Fig u r e  6 ,   wh ich   s h o ws  th e  s tr u ctu r e  o f   th e  b in ar y   d ata  m atr ix   as  th e  f in al  o u tp u t  o f   th e   im ag e  co n v e r s io n   an d   v is u al  d ata  s to r a g e  p r o ce s s es  with in   th e  s y s tem .   T h e   r esu ltin g   b in ar y   d ata  ar e   th en   s av ed   in   a   tex t   f ile  with   a  . tx t  ex ten s io n   t o   allo w  f u r th er   p r o ce s s in g   in   th e  s u b s eq u en t  s tag es.  T h e  te x t  f ile  co n tain in g   th e  b in ar y   m atr ix   is   p r o ce s s ed   u s in g   a  C - b ased   p r o g r am ,   wh ich   co n v e r ts   it  in to   a  d ataset. cp p   f ile  f u n ctio n s   as  a  lib r ar y   with in   th e  s y s tem .   I n   th e  d ata s et. cp p   f ile,   th e  b in ar y   d ata   ar e  d ec lar ed   an d   s to r e d   u s in g   th e  p r o g r am   m em o r y   ( PR OGM E M )   d ir ec tiv e ,   en s u r in g   th at  th e  d ata  ar e  p lace d   in   th e  f lash   m em o r y   o f   th e  m i cr o co n tr o ller .   T h is   s to r ag e  s tr ateg y   is   em p lo y ed   to   o p tim ize  r eso u r ce   u tili za tio n   b y   en ab lin g   th e  d ata  to   b e  s to r ed   p er m an e n tly   with o u t  co n s u m in g   th e  lim ite d   R AM   ca p ac ity .   T h e  d ataset   u s ed   in   th is   s tu d y   c o n s is ts   o f   6 0   f ac ial  im ag es ,  r ep r esen tin g   a   s in g le  f ac ial  id en tity .   E ac h   id e n tity   is   ca p tu r ed   at  th r ee   d if f er e n t  d is tan ce s   1 0   cm ,  2 0   cm ,   an d   3 0   cm   with   f iv e  im a g es  tak en   p er   d is tan ce .   All  d ata   s to r ed   in   th e   d ataset. cp p   f ile  is   s u b s e q u en tly   u p lo a d ed   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 9 0 3 - 3 9 1 8   3912   th e  m icr o co n tr o ller   an d   allo ca ted   with in   th e  R AM   n o d es   lo ca ted   in   th e   R AM   d is cr im in ato r s .   T h is   s tr u ctu r e   allo ws  th e  s y s tem   to   p er f o r m   f ac ial  id en tific atio n   p r o ce s s es  ef f icien tly   wh ile  m ain tain in g   o p tim al  m em o r y   allo ca tio n   an d   m in im izin g   c o m p u tatio n al  o v er h ea d .     3 . 3 .     Weig htle s s   neura l net wo rk   f a ce   re co g nitio n a lg o rit h m   T h e  in itial  s tag e  o f   s y s tem   test in g   an d   an aly s is   in   th is   s tu d y   is   th e  d ataset  v alid atio n   p r o ce s s .   T h is   s tep   aim s   to   en s u r e   th at  th e   f a cial  p atter n   r ec o g n itio n   s y s tem   f u n ctio n s   co r r ec tly   an d   is   c ap ab le  o f   id en tif y in g   f ac ial  d ata  ac co r d in g   t o   th e  s to r ed   id en titi es.  Valid atio n   is   p er f o r m ed   b y   s elec tin g   a  n u m b er   o f   f ac ial  p atter n   s am p les  f r o m   t h e  d ataset  a n d   t esti n g   th eir   r ec o g n itio n   ac cu r a cy .   T h e   d ataset  v alid atio n   p r o ce s s   p lay s   a  cr u cial   r o le  in   g u ar a n teein g   s y s tem   r eliab ilit y   b y   en s u r in g   t h at  ea c h   f ac ial  d ata   en tr y   s to r ed   in   t h e  d atab ase  ca n   b e   ac cu r ately   r ec o g n ized   b ased   o n   th e  in d iv id u al ’ s   id en tity   a n d   im ag e  ca p tu r e  d is tan ce .   I n   th is   r esear ch ,   th e   v alid ated   d ata  i n clu d e  t h r ee   f ac ial  class es   ca p tu r ed   at  th r e e  d if f er e n t  d is tan ce s :   1 0   c m ,   2 0   cm ,   an d   3 0   cm .   E ac h   co m b in atio n   o f   f ac ial  c lass   an d   d is tan ce   is   test ed   th r o u g h   d ir ec t   m atch in g   ag ain s t   th e  r e f er en ce   d ata   s to r ed   in   th e  d ataset,   allo win g   f o r   th e  ev al u atio n   o f   th e  s y s tem ’ s   id en tific atio n   ac cu r a cy .   T h e  v alid atio n   r esu lts   ar e  ex p ec ted   to   y ield   a  1 0 0 %  r ec o g n itio n   ac cu r ac y ,   s in ce   th e  test   d ata  ar e  d ir ec tl y   d er iv e d   f r o m   th e   s am e  d ataset  u s ed   f o r   tr ain in g .   I f   th e   ac h iev e d   ac cu r ac y   is   u n d er   1 0 0 %,  it  in d icate s   th at  th e  alg o r ith m   h as  n o t   y et  f u n ctio n ed   o p tim ally   in   r e co g n izin g   its   in ter n al  f ac ial  p atter n s .   T h e  d etailed   r esu lts   o f   th e  f ac ial  d ataset   v alid atio n   test   ar e  p r esen ted   in   Fig u r e  7 .   Fig u r e  7 ( a)   p r esen ts   th e   test   r esu lts   f o r   T h r ea d   1 ,   wh ich   r e p r esen ts   th e  f r o n t - f ac e   p atter n .   B ased   o n   th e  v alid atio n   r esu lts ,   Face   1   ac h iev ed   t h e  h ig h est  r ec o g n iti o n   ac c u r ac y   o f   1 0 0 % ,   with   an   ex ec u tio n   tim e   o f   0 . 0 3 3   s ec o n d s .   T h is   in d icate s   th at  th e  s y s tem   co n s i s ten tl y   r ec o g n ize d   Face   1   as  th e  co r r ec t  o u tp u t.  Fo r     Face   2 ,   th e   ac cu r ac y   r ea c h ed   4 5 . 2 8 %   with   a n   ex ec u tio n   tim e  o f   0 . 0 1 9   s ec o n d s ,   w h ile  Face   3   s h o wed   an   ac cu r ac y   o f   3 8 . 1 4 %   an d   an   e x ec u tio n   tim e  o f   0 . 0 1 6   s ec o n d s .   Me an wh ile,   th e  test   f o r   F ac e  4   r esu lted   in   a n   ac cu r ac y   o f   6 5 . 8 1 % ,   with   a  r elativ ely   lo n g er   ex ec u tio n   tim e  o f   0 . 0 2 5   s ec o n d s   co m p ar e d   to   th e  o th er   f ac es.  A   s im ilar   p atter n   ca n   b e   o b s er v ed   in   Fig u r es  7 ( b )   an d   7 ( c) ,   wh ich   r ep r esen t  T h r ea d   2   ( le f t - f ac e  p atter n )   an d   T h r ea d   3   ( r ig h t - f ac e  p atter n ) ,   r esp ec tiv ely .   O v er all,   th e   v alid atio n   r esu lts   s h o w  th at   Face   4   in   T h r ea d   3   ac h iev ed   t h e  h ig h est  r ec o g n i tio n   ac cu r ac y   o f   8 0 . 9 2 % ,   w h ile  th e  f astes t  ex ec u tio n   tim e  was  r ec o r d ed   b y   T h r ea d   1   o n   Face   3 ,   at  0 . 0 1 6   s ec o n d s .   T h u s ,   it  ca n   b e  c o n clu d e d   th at  th e   d ataset  r ec o g n itio n   v alid atio n   p r o ce s s   o p er ated   in   ac c o r d a n c e  with   th e  s y s tem ’ s   d esig n ,   wh er e  ea ch   th r ea d   d em o n s tr ated   a  p atter n - m atch in g   ac cu r ac y   o f   u p   to   1 0 0 %   with   r esp ec t to   its   co r r esp o n d i n g   r e f er en ce   p atter n s   in   t h e  d ataset.   T h e  n e x t  s tag e   in v o l v es  an aly zin g   th e   d i f f er en ce   in   e x ec u tio n   tim e   b etwe en   f ac i al  p atter n   r ec o g n itio n   p r o ce s s es  th at  u til ize  th e  th r ea d in g   m ec h an is m   an d   th o s e  th at   d o   n o t.  T h e  n o n - th r ea d e d   a p p r o ac h   is   d iv id ed   in to   two   m eth o d s :  i )   s ca n n in g   all  f ac ial  p atter n s   e x h au s tiv ely   an d   ii)  s elec tin g   p r ev io u s ly   d etec ted   f ac ial  p atter n   p o s itio n s .   T h e  f ir s t  m eth o d   h as  a  d r awb ac k   o f   r elativ ely   lo n g er   e x ec u tio n   t im e,   as  th e  s y s tem   m u s t  r ec o g n ize   p atter n s   s eq u en tially   f r o m   s tar t  to   f i n is h ,   r esu ltin g   i n   laten cy   a n d   r ed u ce d   r ea l - tim e   p er f o r m an ce .   C o n v er s ely ,   th e   s ec o n d   m eth o d   is   m o r e   tim e - ef f icien t  b u t  r is k s   s k ip p in g   ce r tain   f ac ial  p atter n   g r o u p s ,   p o ten tially   lo wer in g   s y s tem   ac cu r ac y .   I n   co n tr ast,  th e  u s e  o f   th e  th r ea d   co n t r o ller   m ec h an is m   in   th is   s tu d y   s ig n if ican tly   im p r o v es  s y s tem   ef f icien cy .   T h r o u g h   th i s   m ec h an is m ,   m u ltip le  f ac ial  p atter n   g r o u p s   ca n   b e  ex ec u ted   alm o s t  s im u ltan e o u s ly ,   th e r eb y   ac ce ler atin g   co m p u tatio n   with o u t   co m p r o m is in g   ac cu r ac y .   B ased   o n   th e   r esu lts   p r esen ted   in   Fig u r e  8 ,   t h e  n o n - th r ea d ed   ap p r o ac h   ( a )   p r o d u ce d   an   e x ec u ti o n   tim e   o f   0 . 2 7 1   s ,  wh ile  ap p r o ac h   ( b )   r eq u ir ed   0 . 0 9   s .   T h e  th r ea d ed   ap p r o a ch   also   ac h iev ed   an   ex ec u tio n   tim e  o f   0 . 0 9   s .  Alth o u g h   th e  tim es  ap p ea r   s i m ilar ,   ap p r o ac h   ( b )   ac tu ally   p r o ce s s es  o n ly   o n e - th ir d   o f   th e  t o tal  d ata  h a n d led   b y   th e  th r ea d ed   ap p r o ac h .   T h er ef o r e,   th e  d if f er e n ce   in   ex ec u tio n   tim e  b etwe en   th e  two   ap p r o ac h es  d em o n s tr ates  a  p r o ce s s in g   ef f icien cy   im p r o v em en t  o f   0 . 6 7 % ,   co n f ir m i n g   th at  th e  u s e  o f   a  th r ea d i n g   m ec h an is m   ca n   s ig n if ican tly   en h a n ce   th e  p e r f o r m an ce   o f   th e  f ac ial  p atter n   r ec o g n itio n   s y s tem .   Af ter   th e  d ataset  v alid atio n   s tag e  was  co m p leted ,   th e  n e x t  s tep   was  to   test   th e  f ac ial  p atter n   r ec o g n itio n   p r o ce s s   u s in g   th e  ce n ter - s ca n   m o d el  ap p r o ac h .   I n   th is   p h ase,   th e   s y s tem   was  ev alu ated   b y   ap p ly in g   th e  d e v elo p e d   m eth o d ,   n a m ely   th e   W NN - FR A  [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] ,   wh ich   o p e r ates  th r o u g h   a  m u ltit h r ea d   co n tr o ller   m ec h a n is m .   T h is   m ec h an is m   lev er ag es  th e  p r o ce s s in g   ca p ab ilit ies  o f   an   AR M - b ased   m icr o co n tr o ller ,   wh ic h   s u p p o r ts   th e  ac tiv atio n   o f   m u ltip le  th r ea d s   in   p ar allel  to   i m p r o v e   r ec o g n itio n   ef f icien cy .   T h e   test in g   p r o ce s s   f o cu s ed   o n   an aly zin g   th e   s y s tem ’ s   p er f o r m an ce   i n   r ec o g n izin g   f ac ial  p atter n s   f r o m   th e   d ataset  ag ain s t  p r im ar y   f ac ial  p atter n s   o b tain e d   i n   r ea l  tim e.   T h e  test   d ataset  co n s is ted   o f   6 0   f ac ial  p atter n s   f r o m   th e  f ir s t  u s er ,   wh ile  th e  in p u t  d ata  co m p r is ed   6 0   p r im a r y   f ac ial  p atter n s   co llected   f r o m   f o u r   f ac ial  s am p le  v ar iatio n s ,   as  p r esen ted   in   T ab le  1 .   T h e  p r im a r y   f ac ial  p atter n s   s er v ed   as  test in g   d ata,   with   ea ch   in d iv id u al  h a v in g   1 5   f ac ial  p atter n   v ar iatio n s .   T h e   ex p er i m en ts   wer e  co n d u cted   u s in g   th r ee   im ag e - ca p tu r e   d is tan ce s   1 0   cm ,   2 0   cm ,   a n d   3 0   cm .   E ac h   d ata  ca p tu r e  was  p er f o r m ed   r an d o m ly   t o   ass es s   th e  s y s tem ’ s   co n s is ten cy   an d   r eliab ilit y   u n d er   v ar y in g   c o n d itio n s .   T h is   ap p r o ac h   aim ed   to   p r o v id e  an   in - d ep th   ev alu atio n   o f   th e  s y s tem ’ s   ca p ab ilit y   to   ac cu r ately   r ec o g n ize  tar g et  f ac es  wh ile  co n s id er in g   ch an g es  in   d is tan ce   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.