A Study on Face Recognition using a Hybrid GA-BP Algorithm

혼합된 GA-BP 알고리즘을 이용한 얼굴 인식 연구

  • 전호상 (광운대학교 대학원 컴퓨터공학과) ;
  • 남궁재찬 (광운대학교 컴퓨터공학과)
  • Published : 2000.02.01

Abstract

In the paper, we proposed a face recognition method that uses GA-BP(Genetic Algorithm-Back propagation Network) that optimizes initial parameters such as bias values or weights. Each pixel in the picture is used for input of the neuralnetwork. The initial weights of neural network is consist of fixed-point real values and converted to bit string on purpose of using the individuals that arte expressed in the Genetic Algorithm. For the fitness value, we defined the value that shows the lowest error of neural network, which is evaluated using newly defined adaptive re-learning operator and built the optimized and most advanced neural network. Then we made experiments on the face recognition. In comparison with learning convergence speed, the proposed algorithm shows faster convergence speed than solo executed back propagation algorithm and provides better performance, about 2.9% in proposed method than solo executed back propagation algorithm.

본 논문에서는 신경망의 초기 파라미터(가중치, 바이어스) 값을 최적화 시키는 GA-BP(Genetic Algorithm-Backpropagation Network) 혼합 알고리즘을 이용하여 얼굴을 인식하는 방법을 제안하였다. 입력 영상의 각 픽셀들을 신경망의 입력으로 사용하고 고정 소수점 실수값으로 이루어진 신경망의 초기 파리미터 값은 유전자 알고리즘의 개체로 사용하기 위해 비트 스트링으로 변환한다. 신경망의 오차가 최소가 되는 값을 적합도로 정의한 뒤 새롭게 정의된 적응적 재학습 연산자를 이용하여 이를 평가해 최적의 진환된 신경망을 구성한 뒤 얼굴을 인식하는 실험을 하였다. 실험 결과 학습 수렴 속도의 비교에서는 오류 역전과 알고리즘 단독으로 실행한 수렴 속도보다 제안된 알고리즘의 수렴 속도가 향상된 결과를 보였고 인식률에서 오류 역전과 알고리즘 단독으로 실행한 방법보다 2.9% 향상된 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. John. H. Holland, 'Genetic Algorithms,' Scientific American, July, 1992
  2. Laurene Fausett 'Fundamentals of Neural Networks,' Prentice Hall, 1994
  3. Lawrence Davis, 'Handbook of Genetic Algorithms,' Van Nostrand Reinhold, 1991
  4. A. Samal, etc., 'Automatic Recognition and Analysis of Human Faces and Facial Expressions : A Survey,' Pattern Recognition, Vol. 25, No.1, pp.66-77, 1992 https://doi.org/10.1016/0031-3203(92)90007-6
  5. Srinivas Gutta, Harry Wechsler, 'Face Recognition using Hybrid Classifiers,' Pattern Recognition, Vol.30, No.4, pp.539-541, 1997
  6. N. Intrator, D. Reisfeld, Y. Yeshu run, 'Extraction of Faicial Features for Recognition using Neural Networks,' IWAFGR95, pp.260-265
  7. J. Liu, C. M. Lee, 'Grouped Window-Based Neural Network Approach to Face Recognition,' CV 20.3.1-20.3.5
  8. J. R. Parker, 'Algorithms for Image Processing and Computer Vision,' Wiley Computer Publishing, 1997
  9. J. Lee, E. Milios, 'Matching Range Images of Human Faces,' ICIP 1990 IEEE, pp.722-726 https://doi.org/10.1109/ICCV.1990.139627
  10. B. S. Manjunath, 'A Feature Based Approach to Face Recognition,' ICIP 1992 IEEE, pp.373-378 https://doi.org/10.1109/CVPR.1992.223162
  11. M. A. Turk, A. P. Pentland, 'Face Recognition Using Eigenfaces,' ICIP 1991, IEEE, pp.586-591
  12. Martin Bichsel, 'Human Face Recognition : From Views to Models- From Model to Views,' IWAFGR95, pp.59-64
  13. Gaile G. Gordon, 'Face Recognition from Frontal and Profile Views,' IWAFGR95, pp.47-52
  14. Thomas Fromherz, Martin Bichsel, 'Multiple Depth Maps for Face Matching under Varying View,' IWAFGR95, pp.148-153
  15. Maria Lando, Shimon Edelman, 'Generalization from a single view in face recognition,' IWAFGR95, pp.80-85
  16. S. Akamatsu, T. Sasaki, H. Fukamachi, N. Masui, Y. S uenaga, 'An Accurate and Robust Face Identification Scheme,' ICIP 1992 IEEE, pp.217-220 https://doi.org/10.1109/ICPR.1992.201758
  17. Baback Moghaddam, Alex Pemtland, 'Maximum Likelihood Detection of Faces and Hands,' IWAFGR95, pp.122-128
  18. K. Sutherland, D. Renshaw, P. B. Denyar, 'Probabilistic Pattern Analysis For Facial Recognition,' CV 18.3.1-18.3.4
  19. 임경만, 오경환, '얼굴 인식을 위한 특징벡터 추출에 관한 연구', 한국정보 과학회 가을 학술발표 논문집, Vol.18, No.2, pp.235-238
  20. 박정선, '유전자 알고리즘을 이용한 신경망 설계', 한국정보처리학회 논문지, 제4권, 제9호, pp.2309-2314, 1997
  21. 기타노 히로아키 편, 조성배 역, '유전자 알고리즘', 대청 정보시스템, 1996