[en] In the last decade, deep learning has brought an unprecedented leap forward for computer vision general classification problems. One of the keys to this success is the availability of extensive and wealthy annotated datasets to use as training samples. In some sense, a deep learning network summarises this enormous amount of data into handy vector representations. For this reason, when the differences between training datasets and the data acquired during operation (due to factors such as the acquisition context) are highly marked, end-to-end deep learning methods are susceptible to suffer performance degradation. While the immediate solution to mitigate these problems is to resort to an additional data collection and its correspondent annotation procedure, this solution is far from optimal. The immeasurable possible variations of the visual world can convert the collection and annotation of data into an endless task. Even more when there are specific applications in which this additional action is difficult or simply not possible to perform due to, among other reasons, cost-related problems or privacy issues. This Thesis proposes to tackle all these problems from the adaptation point of view. Thus, the central hypothesis assumes that it is possible to use operational data with almost no supervision to improve the performance we would achieve with general-purpose recognition systems. To do so, and as a proof-of-concept, the field of study of this Thesis is restricted to face recognition, a paradigmatic application in which the context of acquisition can be especially relevant. This work begins by examining the intrinsic differences between some of the face recognition contexts and how they directly affect performance. To do it, we compare different datasets, and their contexts, against each other using some of the most advanced feature representations available to determine the actual need for adaptation. From this point, we move to present the novel method, representing the central contribution of the Thesis: the Dynamic Ensembles of SVM (De-SVM). This method implements the adaptation capabilities by performing unsupervised incremental learning using its own predictions as pseudo-labels for the update decision (the self-training strategy). Experiments are performed under video surveillance conditions, a paradigmatic example of a very specific context in which labelling processes are particularly complicated. The core ideas of De-SVM are tested in different face recognition sub-problems: face verification and, the more complex, general closed- and open-set face recognition. In terms of the achieved results, experiments have shown a promising behaviour in terms of both unsupervised knowledge acquisition and robustness against impostors, surpassing the performances achieved by state-of-the-art non-adaptive methods.

[es] Durante la última década, los métodos basados en deep learning trajeron un salto significativo en el rendimiento de los sistemas de visión artificial. Una de las claves en este éxito fue la creación de grandes conjuntos de datos perfectamente etiquetados para usar durante el entrenamiento. En cierta forma, las redes de deep learning resumen esta enorme cantidad datos en prácticos vectores multidimensionales. Por este motivo, cuando las diferencias entre los datos de entrenamiento y los adquiridos durante el funcionamiento de los sistemas (debido a factores como el contexto de adquisición) son especialmente notorias, las redes de deep learning son susceptibles de sufrir degradación en el rendimiento. Mientras que la solución a este tipo de problemas es recurrir a una recolección adicional de imágenes, con su correspondiente proceso de etiquetado, esta dista mucho de ser óptima. La gran cantidad de posibles variaciones que presenta el mundo visual convierten rápido este enfoque en una tarea sin fin. Más aún cuando existen aplicaciones específicas en las que esta acción es difícil, o incluso imposible, de realizar; debido a problemas de costes o de privacidad. Esta tesis propone abordar todos estos problemas usando la perspectiva de la adaptación. Así, la hipótesis central consiste en asumir que es posible utilizar los datos no etiquetados adquiridos durante el funcionamiento para mejorar el rendimiento que se obtendría con sistemas de reconocimiento generales. Para esto, y como prueba de concepto, el campo de estudio de la tesis se restringió al reconocimiento de caras. Esta es una aplicación paradigmática en la cual el contexto de adquisición puede ser especialmente relevante. Este trabajo comienza examinando las diferencias entre algunos de los contextos específicos en los que se puede necesitar el reconocimiento de caras y así como sus efectos en términos de rendimiento. De esta manera, comparamos distintas ba ses de datos (y sus contextos) entre ellas, usando algunos de los descriptores de características más avanzados para así determinar la necesidad real de adaptación. A partir de este punto, pasamos a presentar el nuevo método, que representa la principal contribución de la tesis: el Dynamic Ensemble of SVM (De- SVM). Este método implementa la capacidad de adaptación utilizando un aprendizaje incremental no supervisado en la que sus propias predicciones se usan cómo pseudo-etiquetas durante las actualizaciones (la estrategia de auto-entrenamiento). Los experimentos se realizaron bajo condiciones de vídeo-vigilancia, un ejemplo paradigmático de contexto muy específico en el que los procesos de etiquetado son particularmente complicados. Las ideas claves de De- SVM se probaron en varios sub-problemas del reconocimiento de caras: la verificación de caras y reconocimiento de caras de conjunto cerrado y conjunto abierto. Los resultados muestran un comportamiento prometedor en términos de adquisición de conocimiento así como de robustez contra impostores. Además, este rendimiento es capaz de superar a otros métodos del estado del arte que no poseen esta capacidad de adaptación.