Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Abello, Antonio Augusto
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-16122021-182010/
Resumo: Convolutional Neural Networks (CNNs) recently became the state-of-the-art for various Computer Vision tasks. However, for reasons not completely understood, they are very sensitive to low resolution images. This can be troublesome as real life applications such as automated driving or surveillance can not use high resolution sensors. In this work we perform two studies on this subject matter: on the first we empirically study the effect of resolution loss and image restoration algorithms on a Face Recognition model. On the second, we study the high frequency bias hypothesis, one of the current possible explanations for CNNs sensitivity. We are able to develop new techniques for image restoration that better deal with the low resolution recognition problem and advance the understanding of the high frequency bias in CNNs.
id USP_44432dec89446ebd62cdfd08f68ea40b
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-16122021-182010
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolutionDois estudos sobre a sensibilidade de Redes Neurais Convolucionais à resoluçãoDeep learningDeep learningFace recognitionReconhecimento facialSuper resolutionSuper-resoluçãoConvolutional Neural Networks (CNNs) recently became the state-of-the-art for various Computer Vision tasks. However, for reasons not completely understood, they are very sensitive to low resolution images. This can be troublesome as real life applications such as automated driving or surveillance can not use high resolution sensors. In this work we perform two studies on this subject matter: on the first we empirically study the effect of resolution loss and image restoration algorithms on a Face Recognition model. On the second, we study the high frequency bias hypothesis, one of the current possible explanations for CNNs sensitivity. We are able to develop new techniques for image restoration that better deal with the low resolution recognition problem and advance the understanding of the high frequency bias in CNNs.Redes Neurais Convolucionais (CNNs) recentemente se tornaram o estado-da-arte em várias áreas de Visão Computacional (CV). No entanto, por razões não completamente conhecidas, elas são bastante sensíveis à imagens de baixa resolução. Isso pode se tornar um problema para aplicações no mundo real, uma vez que para casos como o de vigilância ou direção automatizada nem sempre sensores de alta resolução podem ser utilizados. Neste trabalho conduzimos dois estudos sobre esse assunto: no primeiro estudamos empíricamente o efeito de perda de resolução e do uso de algoritmos de restauração de imagens em um modelo de Reconhecimento Facial (FR). No segundo, estudamos a hipótese do viés para altas frequências, uma das possíveis explicações para a sensibilidade de CNNs. No trabalho conseguimos desenvolver novas técnicas de restauração que ajudam melhor no problema de reconhecimento em baixa resolução e aprofundamos o entendimento atual sobre viés para altas frequências em CNNs.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHirata Junior, RobertoAbello, Antonio Augusto2021-10-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-16122021-182010/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2022-02-09T14:18:02Zoai:teses.usp.br:tde-16122021-182010Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-02-09T14:18:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution
Dois estudos sobre a sensibilidade de Redes Neurais Convolucionais à resolução
title Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution
spellingShingle Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution
Abello, Antonio Augusto
Deep learning
Deep learning
Face recognition
Reconhecimento facial
Super resolution
Super-resolução
title_short Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution
title_full Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution
title_fullStr Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution
title_full_unstemmed Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution
title_sort Two studies on Convolutional Neural Networks sensibility to resolution
author Abello, Antonio Augusto
author_facet Abello, Antonio Augusto
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Hirata Junior, Roberto
dc.contributor.author.fl_str_mv Abello, Antonio Augusto
dc.subject.por.fl_str_mv Deep learning
Deep learning
Face recognition
Reconhecimento facial
Super resolution
Super-resolução
topic Deep learning
Deep learning
Face recognition
Reconhecimento facial
Super resolution
Super-resolução
description Convolutional Neural Networks (CNNs) recently became the state-of-the-art for various Computer Vision tasks. However, for reasons not completely understood, they are very sensitive to low resolution images. This can be troublesome as real life applications such as automated driving or surveillance can not use high resolution sensors. In this work we perform two studies on this subject matter: on the first we empirically study the effect of resolution loss and image restoration algorithms on a Face Recognition model. On the second, we study the high frequency bias hypothesis, one of the current possible explanations for CNNs sensitivity. We are able to develop new techniques for image restoration that better deal with the low resolution recognition problem and advance the understanding of the high frequency bias in CNNs.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-10-18
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-16122021-182010/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45134/tde-16122021-182010/
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1809090787193913344