Embedded Face Detection Implementation

(1)

§àbedded ¦ace ¨etectìon }àpãeàentatìon

waýrentìý Acasandreì, Angeã ªarrìga Instìtýto de uìcroeãectronìca de eúìããa

IuE»©u»©I©

©Ø Aàérìco Vespýcìo, sØn (esqýìna weonardo da VìncìÇ

eúìããa, paìn ãaýrentìý¬ìàse»cnà.csìc.es

barrìga¬ìàse»cnà.csìc.es

«bstractIn tïìs coààýnìcatìon an eàbeddedìàpãeàentatìon of tïe Vìoãa»{ones face detectìon aãgorìtïà targetìngão÷freqýenc¬, ão÷ àeàor¬, andão÷po÷er consýàptìon, ìs presented. Tïe desìgn àetïodoãog¬, perforàance anaã¬sìs and aãgorìtïàoptìàì©atìonìn order to acceãerate tïe face detectìon process, ÷ìããbe descrìbed. Tïe resýãtedìàpãeàentatìonìs pãatforà ìndependent and acïìeúes on aúerage a Ô tìàes detectìon speedýp.

Ö }ntrodýctìon

¦ace detectìon ìs an ìàportant aspect for bìoàetrìcs, úìdeo sýrúeìããance and ïýàan coàpýter ìnteractìon. ¨etectìon s¬steàs reqýìre ïýge coàpýtatìonaã and àeàor¬

resoýrces dýe to tïe coàpãe¯ìt¬ of detectìon aãgorìtïàs. Iàpãeàentatìon dìffìcýãtìes appear ÷ïen ìt ìs reqýìred to appã¬ face detectìon tecïnìqýes ìn eàbedded s¬steàs,

÷ïere tïere are restrìctìonsìn sì©e and po÷er consýàptìon.

Aýtoàatìc face detectìon s¬steàsïaúe e¯perìenced a reàaræabãe progressìnãast decade.

o÷eúer, forãargeìàage dìàensìons,àost of appãìcatìons of tïese s¬steàs are based on soft÷are reaãì©atìons rýnnìng on coàpýters. sýaãã¬ on eàbedded s¬steàs ãìæe pïotoØúìdeo caàeras, sàartpïones and tabãets tïe detectìonìs done onìàages scaãed to ão÷er resoãýtìons, být tïìsìntrodýces tïe dìsadúantage of not beìng abãe to detect sàaããer toàedìýàdìàensìon faces tïat appearìn tïe orìgìnaã ìàage. To detect faces froàfýãã sì©eìàages orúìdeo fraàesìs necessar¬tïe adaptatìon of face detectìon aãgorìtïàs to tïose eàbedded s¬steàs.

Tïe pýrpose of tïìs coààýnìcatìonìs to descrìbe a face detectìon appãìcatìon÷ìtï ïìgï perforàance tïat can be rýn sàootïã¬ on an¬ eàbedded s¬steà. Taæìng ìnto consìderatìon tïat tïe pen©Vãìbrar¬coàes÷ìtïa baseãìne appãìcatìon forúìdeo face detectìon÷eïaúeýsed tïe soýrces of tïat appãìcatìon as startìng poìntìn deúeãopìng tïe úìdeo detectìon appãìcatìon forão÷resoýrces eàbedded s¬steàs (÷ìtïredýcedàeàor¬

resoýrces,÷ìtïoýt fãoatìng poìnt arìtïàetìcýnìt, etcÇ.

(2)

Tïe strýctýre of tïe paper ìs tïe foãão÷ìng. ectìon Õ ìntrodýces tïe face detectìon tecïnìqýe. ectìon Ô presents tïe desìgn àetïodoãog¬of tïe face detectìon eàbedded s¬steà. ectìon Ó e¯poses tïe eàbedded soft÷are face detectìon ìàpãeàentatìon.

ectìon Ò focýses ìn tïe anaã¬sìs of tïe proposed soãýtìon, ÷ïìãe ìn sectìon Ñ soàe optìàì©atìonsìn order to acceãerate tïe detectìon aãgorìtïà ïaúe been proposed. ¦ìnaãã¬,

ectìon Ð sýààarì©es tïeàaìn concãýsìons of tïìs researcï ÷oræ.

Õ ¦ace ¨etectìon Tecïnìqýe

Tïe face detectìon tecïnìqýe ìs based on tïe face detectìon fraàe÷oræ proposed b¬

Vìoãa»{ones [V{0Ó]. Tïe proposed fraàe÷oræ ìs capabãe of processìngìàages e¯treàeã¬

rapìdã¬ ÷ïìãe acïìeúìngïìgïdetectìon rates. Tïe speed of tïe face detectìon fraàe÷oræ reãìes on tïreeìàportantæe¬coàponents. ¦ìrstã¬, tïeìàageìs transforàedìnto êIntegraã Iàageè÷ïìcïaãão÷s tïe featýres, ýsed b¬tïe detector, to be coàpýted úer¬qýìcæã¬.

econdã¬, tïe ýsed cãassìfìer ìs sìàpãe and effìcìent and ìs býìãd ýsìng tïe Adaªoost ãearnìng aãgorìtïà [¦ª] to seãect a sàaãã nýàber of crìtìcaã úìsýaã featýres froàa úer¬ ãarge set of potentìaã featýres. And tïìrdã¬, tïe cãassìfìerìs foràed b¬coàbìnìng

÷eaæ cãassìfìers ìn a êcascadeè ÷ïìcï aãão÷s bacægroýnd regìons of tïe ìàage to be qýìcæã¬ dìscarded ÷ïìãe spendìng àore coàpýtatìon on proàìsìng face»ãìæe regìons.

Vìoãa»{ones tecïnìqýeìs based on e¯pãorìng tïeìàage b¬ àeans of a÷ìndo÷ ãooæìng for featýres. Tïìs ÷ìndo÷ ìs scaãed to fìnd faces of dìfferent sì©es. Tïe s¬steà arcïìtectýre ìs based on a cascade of detectors. Tïe fìrst stages consìst of sìàpãe detectors, úer¬ fast and ão÷ cost, tïat aãão÷ eãìàìnatìng tïose ÷ìndo÷s tïat do not contaìn faces. In tïe sýccessìúe stages tïe coàpãe¯ìt¬of detectors areìncreasedìn order to àaæe a àore detaìãed anaã¬sìs of featýres. A face ìs detected onã¬ ìf ìt àaæes ìt tïroýgï tïe entìre cascade. Tïe aar»ãìæe featýres ýsed b¬ tïe cãassìfìer consìst of rectangýãar areas ÷ïose processìng reqýìres sìàpãe arìtïàetìcaã operatìons. Tïe caãcýãatìon ìs based on tïe sýà of tïe pì¯eãs of eacïrectangýãar regìon ÷eìgïed b¬a

÷eìgït. At aãã scaães, tïese featýres foràtïe êra÷ àaterìaãè tïat ÷ìãã be ýsed b¬tïe detector. Tïe set of rectangãe featýresìn tïeìàageìs qýìteãarge and oúercoàpãete, so to redýce tïat nýàber tïe Adaªoost ãearnìng aãgorìtïà [¦ª] ìs appãìed. Tïe Vìoãa»

{ones cãassìfìer eàpão¬s Adaªoost at eacïnodeìn tïe cascade toãearn aïìgïdetectìon rate at tïe cost ofão÷reéectìon rateàýãtìtree (àostã¬ àýãtìstýàpÇ cãassìfìer at eacïnode of tïe cascade. To facìãìtate tïe processìng of tïe featýres, tïe operatìons are notàade on tïe orìgìnaã ìàage být on an ìntegraã ìàage. Tïerefore tïe detectìon aãgorìtïà reqýìres a preprocessìng step tïat caãcýãates tïìs ìntegraã ìàage. Tïe adúantage of tïe ìntegraã ìàageìs tïatìt aãão÷s caãcýãatìng tïe sýàof an¬rectangãeìn constant tìàe. Tïe ìntegratìon of tïe ìàage consìsts of addìng for eacï pì¯eã tïe úaãýes of tïe preúìoýs pì¯eãs.

Ô ¨esìgn àetïodoãog¬

Tïe startìng poìnt of tïe desìgn àetïodoãog¬of tïe eàbedded s¬steà ìs tïe pen©V face detectìon fraàe÷oræappãìcatìon. pen©V (pen oýrce ©oàpýter VìsìonÇ, started

(3)

b¬Inteã ìn Ö, ìs a ãìbrar¬ of prograààìng fýnctìons for reaã tìàe coàpýter úìsìon [pÖÔ]. pen©Vìs reãeasedýnder a ª¨ãìcense andïence ìtäs free for botïacadeàìc and coààercìaã ýse. It ìs ÷rìtten ìn ©Ø©ÁÁ and ÷as desìgned for coàpýtatìonaã effìcìenc¬and÷ìtïa strong focýs on reaã»tìàe appãìcatìons. pen©V coàes÷ìtïa face detectìon appãìcatìon÷ïìcï ìs tïe startìng poìnt of tïe proposedàetïodoãog¬. Tïe target of tïe proposed face detectìon s¬steà ìs an eàbeddedìàpãeàentatìonýsìng an AuªA býs processor. Tïe eàbedded arcïìtectýre of tïe face detectìon s¬steà ìs based on a soft÷are ìàpãeàentatìon ÷ìtïìn an operatìng enúìronàent rýnnìng on tïe wEÔ processor. Tïe wEÔìs a s¬ntïesì©abãe V¨wàodeãof a ÔÕ»bìt processor coàpãìant

÷ìtï tïe AR© V arcïìtectýre [weoÖÔ]. Tïe àodeã ìs ïìgïã¬ confìgýrabãe, and partìcýãarã¬sýìtabãe foró¾¼×¯1ÃÄ1C´³Â(©Ç desìgns.

Tïe desìgn fão÷ ìs based on tïree stages, as sïo÷n ìn ¦ìgýre Ö. In tïe fìrst stage an adaptatìon of tïe soft÷are appãìcatìon to e¯ecýte on tïe eàbedded s¬steà ïas been àade. In tïe ne¯t stage an anaã¬sìs of tïe ne÷ eàbedded soft÷are appãìcatìon ìs perforàed,ìn order to detect 'bottãenecæs' and tïose tasæs tïat are sýìtabãe to acceãerate tïroýgï ïard÷areìàpãeàentatìon. In tïe tïìrd pïase, as resýãt of tïe preúìoýs anaã¬sìs, soãýtìons to optìàì©e and acceãerate soàe of tïe tasæs of tïe face detectìon process÷ìãã be proposed. At eacïstage of tïe desìgn process tïe perforàance of tïe face detectìon s¬steà ìs anaã¬©ed,ìn teràs of speed and qýaãìt¬.

¦ìgýre Ö ¨esìgnàetïodoãog¬

Ó §àbedded oft÷are ¦ace ¨etectìon }àpãeàentatìon

Vìoãa and {ones organì©ed eacï boosted cãassìfìer groýp ìnto nodes of a reéectìon cascade. Eacï of tïe nodes contaìns an entìre boosted cascade of groýps of decìsìon stýàps (or treesÇ traìned on tïe aar»ãìæe featýres froà faces and nonfaces (or otïer obéects tïeýser ïas cïosen to traìn onÇ. T¬pìcaãã¬, tïe nodes are ordered froà ãeast to àost coàpãe¯so tïat coàpýtatìons are àìnìàì©ed (sìàpãe nodes are trìed fìrstÇ ÷ïen reéectìng eas¬regìons of tïeìàage. T¬pìcaãã¬, tïe boostìngìn eacïnodeìs týned toïaúe

erforàanceanddetectìon accýrac¬anaã¬sìs

pen©V oft÷are ¦ace

¨etectìon Appãìcatìon

Eàbedded oft÷are Iàpãeàentatìon

Eàbedded oft÷are Anaã¬sìs

Aãgorìtïàptìàì©atìon

(4)

a úer¬ ïìgïdetectìon rate (at tïeýsýaãcost ofàan¬faãse posìtìúesÇ. ïen traìnìng on faces, for e¯aàpãe, aãàost aãã (.%Ç of tïe faces are foýnd [ªK0] být àan¬(aboýt Ò0%Ç of tïe nonfaces are erroneoýsã¬êdetectedè at eacïnode. ªýt tïìsìs satìsfactor¬

becaýseýsìng (sa¬Ç Õ0 nodes ÷ìãã stìãã ¬ìeãd a face detectìon rate (tïroýgïtïe ÷ïoãe cascadeÇ of 0.^Õ0≈ 98% with a false positive rate of only 0.5^Õ0≈ 0.00000Ö%. ¨ýrìng tïe rýnàode, a searcï ÷ìndo÷of dìfferent sì©esìs s÷ept oúer tïe orìgìnaã ìàage. In practìce, Ð0î0% of nonfaces are reéectedìn tïe fìrst t÷o nodes of tïe reéectìon cascade,

÷ïere eacï node ýses aboýt ten decìsìon stýàps. Tïìs qýìcæ and earã¬ êattentìonaã reéectèúastã¬speedsýp face detectìon. Tïe aar»ãìæe featýres are traìned to be appãìed for eúaãýatìng rectangýãar ÷ìndo÷ of Õ0¯Õ0 pì¯eãs. ¦or otïer dìàensìons of tïe eúaãýatìng ÷ìndo÷ tïe aar»ãìæe featýres àýst be scaãed correspondìngã¬. Tïe face detectìon s¬steàconsìsts of ÕÕ cascade detectors, contaìnìng ÕÖÔÒ aarãìæe featýres.

Tïe fìrst tasæof soft÷areØïard÷are codesìgn÷as adaptìng and optìàì©ìng tïe pen©V baseãìne appãìcatìon for an eàbedded enúìronàent. eïaúe consìdered tïat tïeàaéorìt¬

of eàbedded enúìronàents are capabãe of rýnnìng ©Ø©ÁÁ appãìcatìons÷ìtïor÷ìtïoýt

peratìng ¬steà(Ç sýpport. Tïìsàeans tïat tïe resýãtìng appãìcatìon codeïas to be coàpatìbãe for botï ©, ©ÁÁ coàpìãers and ìn tïe saàe tìàe pãatforà ìndependent.

Anotïer consìderatìon àade ìs tïe fact tïat àost of tïe o© ïaúe no fãoatìng poìnt sýpport. ¦orìt, tïe resýãtìng appãìcatìonýsesìnteger operatìonsìnstead of fãoatìng poìnt operatìonsìn order to preserúe tïe generaãìt¬of tïe appãìcatìon for tïe eàbedded s¬steà

÷orãd. Anìàportantàoàentìn tïìs step÷as fìndìng an acceptabãe scaãìng coeffìcìent of tïe fãoatìng poìntúarìabães and data toìntegerúarìabães and data. After tr¬ìng dìfferent úaãýes and coàparìng tïe resýãtedìnteger appãìcatìon÷ìtïtïe fãoatìng poìnt appãìcatìon

÷e foýnd tïat b¬ scaãìng ÷ìtï Õ0 bìts (precìsìon of Õ0 bìts for tïe fãoatìng poìnt decìàaãsÇ tïeìnteger and fãoatìng poìnt appãìcatìons obtaìn ìdentìcaã resýãts. Aãso tïe fãoatìng poìnt sqýared root fýnctìon necessar¬to caãcýãate úarìance of tïe eúaãýatìng

÷ìndo÷ ÷as repãaced÷ìtïfastìnteger sqýared root fýnctìon.

In tïe end ìt ÷as obtaìned a face detectìon standaãone appãìcatìon coàpatìbãe ÷ìtï

©Ø©ÁÁ,ýsìng onã¬ ìnteger t¬pe operatìons and data,÷ïere tïe cascade of cãassìfìers and tïeìàage can beãoaded froàa desìredàeàor¬ ãocatìon÷ïìcï ìs preúìoýsã¬ ìnìtìaãì©ed

÷ìtïa ra÷RGªìàage. Tïe accýrac¬of tïe resýãted standaãone appãìcatìonìs tïe saàe as tïe pen©V face detectìon appãìcatìon.

Ò §àbedded oft÷are ¦ace ¨etectìon «naã¬sìs

Tïe ne¯t stepìn appãìcatìon deúeãopàent÷as anaã¬©ìng dìfferentàodes of detectìonìn order to fìnd tïe rýn tìàe bottãenecæs and optìàì©e tïe detectìon. ¦or tïe eàbedded target÷eïaúe decìded toýse tïe detectìonàode÷ïere tïe detector (aar»ãìæe featýreÇ ìs scaãed and tïe bìggest regìons contaìnìng faces are searcïed÷ìtïìn anìàage. In tïìs àode tïe detectìons starts÷ìtïtïe bìggest eúaãýatìon ÷ìndo÷ and bìggest eúaãýatìon step and progressìúeã¬, tïe÷ìndo÷togetïer÷ìtïtïe eúaãýatìon step are decreasedýntìã a regìon contaìnìng a faceìs detected. In tïe case tïat a regìon ÷ìtïface or àýãtìpãe facesìs detected, tïe attentìon of tïe detector concentratesìn tïat regìon.

(5)

Tïe traìned cãassìfìer cascade (aar»ãìæe featýreÇ ìs proúìded b¬pen©Vìn an Xuw fìãe foràat. sìng tïìs Xuw foràatìn an eàbedded s¬steà ÷ìããprodýceàeàor¬and rýn tìàe oúerïead. In order to aúoìd tïe oúerïead ÷eïaúe deúeãoped an appãìcatìon tïat receìúes a Xuw fìãe,ìnterprets tïe data and saúesìtìn a sìàpãer foràat to a ©ïeader fìãe. Tïe resýãted eàbedded appãìcatìon can be coàpìãed÷ìtïtïe cascade of cãassìfìer or tïe data can be transàìtted dýrìng tïe e¯ecýtìon of tïe appãìcatìon úìa an approprìate ìnterface. In order to obtaìn reãeúantìnsìgït aboýt÷ïìcïparts (or fýnctìonsÇ of tïe face detectìon prograàare taæìngàost of tïe e¯ecýtìon tìàe G gprof tooã ÷asýsed. Tïìs tooãperàìts one toãearn÷ïere tïe prograàspendsìts tìàe and tïe fýnctìon caããìng tree dýrìng tïe e¯ecýtìon. It can aãso teãã ÷ïìcïfýnctìons are beìng caããedàore orãess tïan are e¯pected. Tabãe I sïo÷s tïe obtaìned resýãts.

Tabãe I Anaã¬sìs of ¨etectìon ¬steàªottãenecæs

Tìàe% %caããs ¦ýnctìon naàe

ÕÓ.ÑÓ ÖÐ etuatZero(Ç

Õ0.ÖÑ ÔÕ0Ö Rýnaar©ãassìfìer©ascadeEàbedd(Ç ÖÓ.Ö ÖÑ etIàages¦oraar©ãassìfìer©ascadeEàbedd(Ç ÖÔ.Ô Ö Integraã(Ç

ÖÖ.ÔÒ Ö wìnæ¨ataToEàbedd©ãassìfìer©ascade(Ç Ó.ÕÕ ÒÖÖ Resì©ewìnear(Ç

Ô.ÖÖ ÕÑÕÖÓÓ satýratebýcïar(Ç Õ.ÑÕ ÒÖÕ VResì©ewìnear(Ç Ö.0 ÕÑÔÓ sýàbeãeàbptr(Ç Ö.Ö0 ÔÕ0Ö ìsqrtÑÓ(Ç

As÷e can see tïe fýnctìonSÞªýæªÏÞ°¶tqýses ÕÓ.ÑÓ%of tïe e¯ecýtìng tìàe eúen sýrpassìng tïe tìàe spent appã¬ìng tïe cascade aarãìæe»featýres (Õ0.ÖÑ%Ç for tïe entìre ìàage. Tïe fýnctìon SÞªýæªÏÞ°¶tq ìs ýsed to set to ©ero aãã tïe eãeàents of a teàporar¬ àatrì¯ ïaúìng tïe saàe dìàensìon of tïe ìàage. In tïìsàatrì¯tïe topãeft coordìnates of a detected face are fãagged÷ìtï úaãýe Ö. In tïìsàode tïe detectìons starts

÷ìtïtïe bìggest eúaãýatìon÷ìndo÷and bìggest step and progressìúeã¬, tïe÷ìndo÷and tïe step are decreasedýntìãa regìon contaìnìng a faceìs detected. Tïe detectìonìs done ìn t÷o steps. In tïe fìrst step tïe ìàage ìs scanned ÷ìtï tïe eúaãýatìon ÷ìndo÷ b¬

appã¬ìng onã¬ tïe fìrst t÷o aar»ãìæe featýre stages ìn order to rapìdã¬detect regìons contaìnìng potentìaã faces. If a regìon ìs foýnd to ïaúe a potentìaã face tïen tïe coordìnates are set to úaãýe one ìn tïe teàporar¬ àatrì¯. In tïe second step eacï potentìaã face (startìng ÷ìtïtïeìr coordìnatesÇ froàtïe teàporar¬ àatrì¯ ìs eúaãýated

÷ìtï tïe reàaìnìng aar»ãìæe featýre stages. If a trýe face ìs detected tïen tïe coordìnates, ÷ìdtï and ïeìgït are stored ìn a ãìst. At tïe end of tïe second step, tïe teàporar¬ àatrì¯ ìs set to ©ero ìn preparatìon for tïe ne¯tìàage÷ïere tïe eúaãýatìng

÷ìndo÷ ïas sàaããer dìàensìons.

e canìàproúe tïe speed b¬notýsìng tïe fýnctìonSÞªýæªÏÞ°¶tqat tïe end of tïe second step andìnstead eacïtìàe after÷eïaúe detected a face dýrìng tïe second step and tïat faceìs stored ìnto aãìst, ÷e set to©ero tïe coordìnates ìnsìde tïe teàporar¬

àatrì¯. After appã¬ìng tïìs cïange, tïe detectìon tìàeìsìàproúed÷ìtïÕÓ.ÑÓ%.

(6)

Ñ §àbedded ¦ace ¨etectìon ptìàì©atìon

Tïe pen©ú face detectìon baseãìne appãìcatìon ìàpãeàents detectìon ìn t÷o dìstìnct àodes (see ¦ìgýre ÕÇ. In àode Ö tïe ìàage ìs scaãed ýsìng ãìnear ìnterpoãatìon ýntìã ìt reacïes a predefìned àìnìàaã dìàensìon. Eacï tìàe tïe ìàage ìs scaãed tïe t÷o ìntegraã ìàages (noràaã

∑

and sqýared

∑

^ÕÇ, needed for úarìance, are recaãcýãated for tïe scaãed ìàage. Tïe searcï ÷ìndo÷ ïas fì¯ed dìàensìon dýrìng tïe detectìon process.

In àode Õ tïe ìntegraã ìàages(noràaã

∑

^and ^sqýared

∑

^ÕÇ, needed for úarìance, are caãcýãated onã¬once for tïe orìgìnaã ìàage být tïe aar»wìæe featýres forà tïe cãassìfìer are scaãed progressìúeã¬ ýntìãtïeìr dìàensìons are cãose to tïe dìàensìon of tïe orìgìnaã ÷ìndo÷. Tïìs àode ãacæs tïe ìnterpoãator ýsed ìn àode Ö. Tïe searcï

÷ìndo÷ ïas aúarìabãe dìàensìon dýrìng detectìon process.

Tïe àode Ö and àode Õ ïaúe dìfferent scaãìng and searcï ÷ìndo÷ controã. In botï detectìonàode (àode Ö andàode ÕÇ tïe aar wìæe»featýres coàponents (÷eìgïts and dìàensìonsÇ are scaãed proportìonaãã¬ ÷ìtïtïe dìàensìons of searcï ÷ìndo÷. If÷e do not scaãe tïe aar»ãìæe featýre ÷eìgïts and adéýst tïe úarìance coàpýtatìon

Õ Õ













− ⋅

=

∑

⋅

∑

î ï

î

ï

σ b¬ ýsìng tïe foràýãa^σ^{ÛØ²º¾¼×Ø} ⁼ ^ï^⋅^î^⋅

∑

^Õ⁻

( ) ∑

^Õ^, ^{ìt resýãts}

tïat tïe nýàber of arìtïàetìc operatìons (ãìæe dìúìsìon andàýãtìpãìcatìonÇ andàeàor¬

accesses are decreased sýbstantìaãã¬. Tïìs÷ìãã àaæe tïe aãgorìtïàperforàfaster dýe to tïe redýced nýàber of coàpýtatìon for tïe adéýsted úarìance of tïe searcï ÷ìndo÷

[AªÖÖ]. ¦ìgýre Õ sïo÷s tïe proposed optìàì©atìon. In order to coàpare tïe perforàance of tïe pen©V Õ.Õ baseãìne face detectìon÷ìtïtïe acceãerated Vìoãa»{ones aãgorìtïà, and to anaã¬©e tïeìnfãýence of tïe confìgýratìon paraàeters, botï ìàpãeàentatìonsïaúe been coàpìãed and speed optìàì©ed for ÑÓ bìt ìnÐ ýsìng Vìsýaã týdìo Õ0Ö0

rofessìonaã edìtìon. ªotï ìàpãeàentatìon (pen©Väs ìàpãeàentatìon and acceãerated Vìoãa»{onesúersìonÇïaúe receìúed tïe saàe test VGA(ÑÓ0¯Ó0Çìàages and tïe saàe confìgýratìon paraàeters. In Tabãe II ÷eïaúe dìfferent scaãe factor (sfÇ andàìnìàýà searcï ÷ìndo÷ dìàensìons (s÷dÇ sfÖ.Ö and s÷dÕ0¯Õ0 (©onfÖÇ sfÖ.Õ and s÷dÕ0¯Õ0 (©onfÕÇ sfÖ.Ö and s÷dÔ0¯Ô0 (©onfÔÇ.

Tabãe II erforàances of pen©úand acceãerated Vìoãa»{onesìàpãeàentatìon for dìfferent paraàeters

uode Ö. Iàg scaãìng uode Õ. aar scaãìng

pen©V ªaseãìne

ptìàì©ed úersìon

pen©V ªaseãìne

ptìàì©ed úersìon

©onfÖ speed Ð0.às

Ö.ÓÖ ¦

ÖÒ.Ðàs Ò.Ô¦

ÓÔ.às Ö.Ö¦

Ö.Öàs Ò.Ô¦

earcï ÷ìndo÷s Ñ0ÕÔÓ ÒÖÑ ÑÐÒÕ ÑÔÖÔÓÔ

Õ.ÓÓ¦

ÖÑÓ.às Ñ.0Ñ¦

ÓÐ.Ðàs Õ.0¦

ÖÓ0.Öàs Ð.Ö¦

earcï ÷ìndo÷s ÔÒÓÔÕÖ ÔÒÔÔÒ ÔÖÓÐÓ ÔÑÓÑÔÒ

Õ.Ð¦

.Óàs Ö0¦

ÓÒÑ.Ðàs Õ.Ö¦

ÖÔ0.Ñàs Ð.Ñ¦

earcï ÷ìndo÷s ÔÒÕÐÖ ÔÒÖÖÓ Ó0ÕÒÖ ÔÔÕÖÐ

(7)

¦ìgýre Õ roposed face detectìon acceãeratìon aãgorìtïà

As tïe proposed ìàpãeàentatìon ïas æept tïe controã àecïanìsà for searcï ÷ìndo÷s ìdentìcaã ÷ìtï tïe one forà tïe pen©V baseãìne ìt ìs dìffìcýãt to àaæe a coàparìson

÷ìtï preúìoýs ÷oræ done ìn acceãeratìng detectìon dýe to tïe ãacæ of setýp ìnforàatìon and ïo÷ àan¬ searcï ÷ìndo÷s are eúaãýated. Tïere ìs one e¯ceptìon ©ïo et aãã [©u0]÷ïere tïe¬ ýseàodeÖ÷ìtïa scaãìng factor of Ö.Õ, àìnìàaã searcï ÷ìndo÷

dìàensìon of Õ0¯Õ0 and tïe searcï ÷ìndo÷ ìs appãìed÷ìtïaúertìcaã ïorì©ontaãstep of Ö. ¦or tïe ©ïo et aããsetýp,÷eàeasýre for tïe pen©Vìàpãeàentatìon a e¯ecýtìon tìàe of ÐÕ.Ôàs for a totaãof ÖÓÓ searcï ÷ìndo÷s and tïe acceãeratedúersìons of Vìoãa»

{onesïas an e¯ecýtìon tìàe of ÓÒÖ.Õàs for 0ÒÒ searcï ÷ìndo÷s. As sïo÷nìn Tabãe II tïe nýàber of searcï ÷ìndo÷s dependsïeaúìã¬on tïe confìgýratìon setýp and aãso of tïe controã àecïanìsà. ueasýrìng tïe nýàber of searcïed÷ìndo÷s perforàed b¬tïe detectìon s¬steàgìúesàore reaãìstìcìnforàatìon aboýt tïe detectìon perforàance. Tïe speeds obtaìned b¬tïe acceãerated Vìoãa»{ones ìàpãeàentatìon ìn soàe confìgýratìon are faster tïat an¬sìngãe G acceãeratìon [0] of Ó.Õ ¦ or ¦GAìàpãeàentatìon [©u0] of Ñ.Ò ¦, and for tïeão÷est nýàber of searcï ÷ìndo÷s (see Tabãe IIÇìtïas cãoser perforàances to [TÖ0] of ÖÒ.Õ ¦. Tïe accýrac¬of tïe acceãerated Vìoãa»

{onesúersìonìs tïe saàe as tïe pen©V face detectìon appãìcatìon. In order to anaã¬©e tïe detectìon accýrac¬a test soft÷are÷as deúeãoped. A © based test bencïsoft÷are confìgýres wEÔ based detectìon s¬steàand sends tïe testìàages. Tïenìt receìúes tïe detectìon resýãts for fýrtïer anaã¬sìs. Tïe test setýpìs based on ÕÓ0 frontaã face ìàages froàtïe coãor ¦ERET database [].

(8)

Ð ©oncãýsìons

Tïìs coààýnìcatìon presents an eàbedded soft÷are ìàpãeàentatìon of tïe Vìoãa»{ones face detectìon aãgorìtïà targeted for ão÷ freqýenc¬, ão÷ àeàor¬ and ão÷ po÷er eàbedded s¬steàs. Tïe startìng poìnt ÷as tïe traìned cãassìfìer cascade (aar»ãìæe featýreÇ proúìded b¬pen©V ãìbrar¬ resoýrces for úìdeo face detectìon. ¦or ìt soàe àodìfìcatìonsïas been àaæe adaptìng and optìàì©ìng tïe pen©V baseãìne appãìcatìon for an eàbedded enúìronàent. Tïìs àodìfìcatìons can be sýààarì©edìn cïangìng tïe fãoatìng poìnt operatìons b¬ ìnteger ones, anaã¬©ìng tïe perforàanceìn order to detect tïe s¬steàbottãenecæs, and aãgorìtïàìc speed»ýp b¬not scaãìng tïe aar»wìæe featýre

÷eìgïts and adéýstìng tïe coàpýtatìon ofúarìance.

«cæno÷ãedgeàent

Tïìs÷oræ ÷as sýpportedìn part b¬panìsïuìnìsterìo de ©ìencìa¬Tecnoãogíaýnder tïe roéect TE©Õ0ÖÖ»ÕÓÔÖ, and b¬ {ýnta de Andaãýcía ýnder tïe roéect 0»TI©»

References

[AªÖÖ] w. Acasandreì, A. ªarrìga êAcceãeratìng Vìoãa»{ones ¦ace ¨etectìon for Eàbedded and

[0] {. . arúe¬, êGpýacceãeratìon of obéect cãassìfìcatìon aãgorìtïàsýsìng núìdìa cýdaè, uasteräs tïesìs, Rocïester Instìtýte of Tecïnoãog¬, Rocïester, Y, ept. Õ00.

[TÖ0] ¨. efenbrocæ, {. berg, .T.. Tïanï, R. Kastner, .ª. ªaden, êAcceãeratìng Vìoãa»

{ones ¦ace ¨etectìon to ¦GA»weúeã ýsìng Gsè, roc. IEEE Annýaã Internatìonaã

[weoÖÔ] wEÔ,ãìnæïttpØØ÷÷÷.gaìsãer.coàDØ

[].{. ïìããìps, . ecïsãer, {. ýang, . Raýss, 'Tïe ¦ERET database and eúaãýatìon procedýre for face recognìtìon aãgorìtïàs,' Iàage and Vìsìon ©oàpýtìng {, Voã. ÖÑ, o.

Ò, pp. ÕÒ»Ô0Ñ, Ö.

[¦ª] R.E. cïapìre, Y. ¦reýnd, . ªartãett, .. wee, êªoostìng tïe uargìn A e÷

E¯pãanatìon for tïe Effectìúeness of Votìng uetïodsè, Tïe Annaãs of tatìstìcs, pp.

ÖÑÒÖ»ÖÑÑ, Ö.

[V{0Ó] . Vìoãa, u.{. {ones, êRobýst Reaã»Tìàe ¦ace ¨etectìonè, Internatìonaã {oýrnaã of