Sistema de reconocimiento facial en video basado en Deep Learning utilizando MTCNN y VGG-16 con Transfer Learning para identificación de personajes
Palabras clave:
Reconocimiento Facial, Red convolucional, MTCNN, VGG, Transfer learningResumen
El reconocimiento automático de rostros ha evolucionado significativamente con el uso de técnicas de aprendizaje profundo, permitiendo sistemas más robustos ante variaciones de iluminación, pose y expresión. En este trabajo se presenta la implementación de un sistema para el reconocimiento de rostros en grabaciones de video donde se utilizó el algoritmo de detección de rostros MTCNN, el cual se usa por su precisión para identificar y localizar rostros en entornos no controlados con diferentes tipos de iluminación. Tras la detección de los rostros, se empleó el modelo VGG-16 como extractor de características profundas, haciendo uso de su arquitectura para utilizar la técnica de transfer learning para aprender representaciones jerárquicas y discriminativas del rostro. El sistema procesa los cuadros del video utilizando la librería OpenCV, después se utiliza la red MTCNN para la identificación facial, posteriormente se asignaron las identidades a través de un clasificador entrenado como ya se mencionó anteriormente con el modelo VGG-16. En los estudios recientes los autores reportan que las redes convolucionales superan de forma consistente a los métodos tradicionales por su habilidad para automatizar la extracción de características relevantes y manejar condiciones complejas del entorno. Los resultados preliminares indican que la integración MTCNN–VGG-16 forma una estrategia eficaz para el reconocimiento de rostros en escenarios reales, mostrando una alta precisión y estabilidad en condiciones visuales diversas. Este trabajo aporta una arquitectura accesible y reproducible para posibles aplicaciones de análisis de video, vigilancia y automatización inteligente. Palabras clave: Reconocimiento facial, MTCNN, VGGFaceCitas
Almabdy, S., & Elrefaei, L. (2019). Deep Convolutional Neural Network-Based Approaches for Face Recognition. Applied Sciences, 9(20), 4397. https://doi.org/10.3390/app9204397
Ardiawan, M. I., & Negarara, G. P. K. (2024). A Comparative Analysis of FaceNet, VGGFace, and GhostFaceNets Face Recognition Algorithms For Potential Criminal Suspect Identification. Journal of Applied Artificial Intelligence, 5(2), 34-49. https://doi.org/10.48185/jaai.v5i2.1237
Athira, K. A., & Divya Udayan, J. (2024). Temporal Fusion of Time-Distributed VGG-16 and LSTM for Precise Action Recognition in Video Sequences. Procedia Computer Science, 233, 892-901. https://doi.org/10.1016/j.procs.2024.03.278
Cao, K., Rong, Y., Li, C., Tang, X., & Loy, C. C. (2018). Pose-robust face recognition via deep residual equivariant mapping. arXiv. https://arxiv.org/abs/1803.00839
Dar, S. A., & Palanivel, S. (2021). Performance evaluation of convolutional neural networks (CNNs) and VGG on real time face recognition system. Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal, 6(2), 956–964. https://doi.org/10.25046/aj0602109
Ding, Y., Cheng, Y., Cheng, X., Li, B., You, X., & Yuan, X. (2017). Noise-resistant network: a deep-learning method for face recognition under noise. EURASIP Journal on Image and Video Processing, 2017, Article 43. https://doi.org/10.1186/s13640-017-0188-z
Fuad, Md. T. H., Fime, A. A., Sikder, D., Iftee, Md. A. R., Rabbi, J., Al-Rakhami, M. S., Gumaei, A., Sen, O., Fuad, M., & Islam, Md. N. (2021). Recent Advances in Deep Learning Techniques for Face Recognition. IEEE Access, 9, 99112-99142. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3096136
Gilligan, V. (Creador). (2008–2013). Breaking Bad [Serie de televisión]. High Bridge Productions; Gran Via Productions; Sony Pictures Television.
Gupta, J., Pathak, S., & Kumar, G. (2022). Deep Learning (CNN) and Transfer Learning: A Review. Journal of Physics: Conference Series, 2273(1), 012029. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2273/1/012029
Hassanat, A. B., Albustanji, A., Tarawneh, A. S., Alrashidi, M., Alharbi, H., Alanazi, M., Alghamdi, M., Alkhazi, I. S., & Prasath, V. B. S. (2021). Deep learning for identification and face, gender, expression recognition under constraints. arXiv. https://arxiv.org/abs/2111.01930
Hosna, A., Merry, E., Gyalmo, J., Alom, Z., Aung, Z., & Azim, M. A. (2022). Transfer learning: A friendly introduction. Journal of Big Data, 9(1), 102. https://doi.org/10.1186/s40537-022-00652-w
Kortli, Y., Jridi, M., Al Falou, A., & Atri, M. (2020). Face Recognition Systems: A Survey. Sensors, 20(2), 342. https://doi.org/10.3390/s20020342
Krichen, M. (2023). Convolutional Neural Networks: A Survey. Computers, 12(8), 151. https://doi.org/10.3390/computers12080151
Krizhevsky, A., Sutskever, I., & Hinton, G. E. (2012). ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks. In Advances in neural information processing systems (Vol. 25).
Li, L., Mu, X., Li, S., & Peng, H. (2020). A Review of Face Recognition Technology. IEEE Access, 8, 139110-139120. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3011028
Nguyen-Meidine, L. T., Granger, E., Kiran, M., & Blais-Morin, L.-A. (2017, November). A comparison of CNN-based face and head detectors for real-time video surveillance applications. In 2017 Seventh International Conference on Image Processing Theory, Tools and Applications (IPTA) (pp. 1–7). IEEE. https://doi.org/10.1109/IPTA.2017.8310113
Orozco, C. I., Xamena, E., Buemi, M. E., & Berlles, J. J. (2020). Human Action Recognition in Videos Using a Robust CNN–LSTM Approach. Ciencia y Tecnología, (20), 23–36. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7763841
Parkhi, O. M., Vedaldi, A., & Zisserman, A. (2015). Deep Face Recognition. En Proceedings of the British Machine Vision Conference (BMVC 2015) (pp. 41.1-41.12). https://doi.org/10.5244/C.29.41
Paulchamy, B., Yahya, A., Chinnasamy, N., & Kasilingam, K. (2025). Facial Expression Recognition Through Transfer Learning: Integration of VGG16, ResNet, and AlexNet with a Multiclass Classifier. Acadlore Transactions on AI and Machine Learning, 4(1), 25–39. https://doi.org/10.56578/ataiml040103
Qawaqneh, Z., Mallouh, A. A., & Barkana, B. D. (2017). Deep Convolutional Neural Network for Age Estimation based on VGG-Face Model (No. arXiv:1709.01664). arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.1709.01664
Sanabria Moyano, J. E., Roa Avella, M. del P., Lee Pérez, O. I., Sanabria Moyano, J. E., Roa Avella, M. del P., & Lee Pérez, O. I. (2022). Tecnología de reconocimiento facial y sus riesgos en los derechos humanos. Revista Criminalidad, 64(3), 61-78. https://doi.org/10.47741/17943108.366
Sanchez, W., & Sigua, E. (s. f.). Reconocimiento facial en video usando Deep learning.
Sarabu, A., & Santra, A. K. (2021). Human Action Recognition in Videos using Convolution Long Short-Term Memory Network with Spatio-Temporal Networks. Emerging Science Journal, 5(1), 25–33. https://doi.org/10.28991/esj-2021-01254
Southwest Minzu University, Key Laboratory of Electronic and Information Engineering, State Ethnic Affairs Commission, Chengdu, 610041, China, Ku, H., Dong, W., & Southwest Minzu University, Key Laboratory of Electronic and Information Engineering, State Ethnic Affairs Commission, Chengdu, 610041, China. (2020). Face Recognition Based on MTCNN and Convolutional Neural Network. Frontiers in Signal Processing, 4(1). https://doi.org/10.22606/fsp.2020.41006
Vimal, C., & Shirivastava, N. (2022). Face and Face-mask Detection System using VGG-16 Architecture based on Convolutional Neural Network. International Journal of Computer Applications, 183(50), 16-21. https://doi.org/10.5120/ijca2022921700
Wang, K. (2024). An Exploration of Face Recognition Methods Based on LBP Algorithm and PCA Analysis. Proceedings of the 2024 AETR Conference on Artificial Intelligence & Emerging Trends in Research and Methodologies. https://madison-proceedings.com/index.php/aetr/article/view/2043
Xie, Y., Wang, H., & Guo, S. (2020). Research on MTCNN face recognition system in low computing power scenarios. Journal of Internet Technology, 21(5), 1463–1475. https://jit.ndhu.edu.tw/article/view/2380/2396
Zhang, K., Zhang, Z., Li, Z., & Qiao, Y. (2016). Joint face detection and alignment using multitask cascaded convolutional networks. IEEE Signal Processing Letters, 23(10), 1499–1503. https://doi.org/10.1109/LSP.2016.2603342
Zhong, Y., Deng, W., Hu, J., Zhao, D., Li, X., & Wen, D. (2021). SFace: Sigmoid-constrained hypersphere loss for robust face recognition. IEEE Transactions on Image Processing, 30, 2587–2598. https://doi.org/10.1109/TIP.2020.3048632