Automatic detection of high occupancy vehicles

Abstract

[ANGLÈS] This project aims to build a passenger-automatic-detection system travelling in HOV lanes using face detection. Two cameras will be placed in the toll place, one on the left and the other one on the right, in front of the car. The pictures taken are going to be processed to detect occupant faces and then counted. If the system counts three or more passengers, the toll's fee would be automatically reduced. However, nothing is as simple as it seems. Faces are complex objects and detecting them remains a challenging task for computer vision systems, despite the relative ease with which humans are able to do so. The principal problems in this system are occlusions, illumination changes and false positives. It is very normal to find occluded faces in this system due to both front seat and rear passengers can be partial occluded by many parts of the vehicle or their body position. Sunlight reflections produce a lot of illumination changes that lead to shifts in the location and shape of shadows, changes in highlights and reversal of contrast gradients, complicating face detection. Lastly, in order to detect the maximum number of correct faces in an image it is needed to have some false positives. A false positive appears when the detector gives as an output an image that is not a face.

[CASTELLÀ] Este proyecto pretende construir un sistema de detección automática de pasajeros que viajan en carreteras VAO utilizando detección de caras. Se instalarán dos cámaras en el peaje, una a la izquierda y otra a la derecha, en frente del coche. Las imágenes obtenidas serán procesadas para detectar las caras de los ocupantes y luego ser contadas. Si el sistema contara tres o más pasajeros, la tarifa del peaje sería disminuida automáticamente. Sin embargo, nada es tan simple como parece. Las caras son objetos complicados y detectarlas sigue siendo un reto para los sistemas de visión por ordenador, a pesar de la relativa facilidad con la que los humanos son capaces de realizar esta acción. Los principales problemas de este sistema son las oclusiones, cambios de iluminación y falsos positivos. Es muy normal encontrar caras ocluidas en este sistema debido a que tanto los pasajeros que viajen en los asientos delanteros como los traseros pueden estar ocluidos parcialmente por muchas de las partes del vehículo o su posición del cuerpo. Las reflexiones solares producen mucho cambios de iluminación que conducen a cambios en la ubicación y la forma de las sombras, reflejos e inversión de los gradientes de contraste, complicando la detección de dichas caras. Por último, para poder detectar el número máximo de caras correctas en una imagen es necesario obtener algunos falsos positivos. Un falso positivo aparece cuando el detector da como resultado una imagen que no es una cara.

[CATALÀ] Aquest projecte pretén construir un sistema de detecció automàtica de passatgers que viatgen per carreteres VAO utilitzant la detecció de cares. S'instal·laran dues càmeres al peatge, una a l'esquerra i una altra a la dreta, davant del cotxe. Les imatges obtingudes seran processades per detectar les cares dels ocupants i després ser comptades. Si el sistema comptés tres o més passatgers, a tarifa del peatge seria reduïda automàticament. No obstant, res és tan simple com sembla. Les cares són objectes complicats i detectar-les continua sent un repte pels sistemes de visió per ordinador, tot i la relativa facilitat amb la que els humans són capaços de realitzar aquesta acció. Els principals problemes d'aquest sistema són les oclusions, el canvis d'il·luminació i els falsos positius. És molt normal trobar cares closes en aquest sistema a causa que tant els passatgers que viatgin als seients del davant com del darrere poden estar parcialment closos per moltes de les parts del vehicle o la seva posició del cos. Els reflexos solars produeixen molts canvis d'il·luminació que condueixen a canvis en la ubicació i formes de les ombres, reflexos i inversió dels gradients de contrast, complicant la detecció d'aquestes cares. Per últim, per poder detectar el número màxim de cares correctes en una imatge és necessari obtenir alguns falsos positius. Un fals positiu apareix quan el detector dóna com a resultat una imatge que no és una cara.