[pt] As vulnerabilidades dos Sistemas de Reconhecimento Facial (FRS) aos Ataques de Apresentação (PA) foram recentemente reconhecidas pela comunidade biométrica, mas ainda existe a falta de técnicas faciais de Detecção de Ataque de Apresentação (PAD) baseadas em software que apresentam desempenho robusto em cenários de autenticação realistas. O objetivo principal desta dissertação é analisar, avaliar e comparar alguns dos métodos baseados em atributos do estado-da-arte para PAD facial em uma variedade de condições, considerando três dos bancos de dados de fraude facial publicamente disponíveis 3DMAD, REPLAY-MOBILE e OULU-NPU. No presente trabalho, os métodos de PAD baseados em descritores de texturas LBP-RGB, BSIF-RGB e IQM foram investigados. Ademais, um Autoencoder Convolucional (CAE), um descritor de atributos aprendidos, também foi implementado e avaliado. Também, abordagens de classificação de uma e duas classes foram implementadas e avaliadas. Os experimentos realizados neste trabalho foram concebidos para medir o desempenho de diferentes esquemas de PAD em duas condições: (i) intra-banco de dados e (ii) inter-banco de dados. Os resultados revelaram que a eficácia dos atributos aprendidos pelo CAE em esquemas de PAD baseados na abordagem de classificação de duas classes fornece, em geral, o melhor desempenho em protocolos de avaliação intra-banco de dados. Os resultados também indicam que os esquemas de PAD baseados na abordagem de classificação de uma classe não são inferiores em comparação às suas contrapartes de duas classes nas avaliações inter-banco de dados. / [en] The vulnerabilities of Face Recognition Systems (FRS) to Presentation Attacks (PA) have been recently recognized by the biometric community, but there is still a lack of generalized software-based facial Presentation Attack Detection (PAD) techniques that perform robustly in realistic authentication scenarios. The main objective of this dissertation is to analyze, evaluate and compare some of the most relevant, state-of-the-art feature-based methods for facial PAD in a variety of conditions, considering three of the facial spoofing databases publicly available 3DMAD, REPLAYMOBILE and OULU-NPU. In the current work, PAD methods based on LBP-RGB, BSIF-RGB and IQM hand-crafted texture descriptors were investigated. Additionally, a Convolutional Autoencoder (CAE), a learned feature descriptor, was also implemented and evaluated. Furthermore, oneclass and two-class classification approaches were implemented and evaluated. The experiments conducted in this work were designed to measure the performance of different PAD schemes in two conditions, namely: (i) intradatabase and (ii) inter-database (or cross-database). The results revealed the effectiveness of the features learned by CAE in two-class classification PAD schemes provide, in general, the best performance in intra-database evaluation protocols. The results also indicate that PAD schemes based on one-class classification approach are not inferior as compared to their twoclass counterpart in the inter-database evaluations.

The focus of this thesis is on facial biometrics; specifically in the problems of face detection and face recognition. Despite intensive research over the last 20 years, the technology is not foolproof, which is why we do not see use of face recognition systems in critical sectors such as banking. In this thesis, we focus on three sub-problems in these two areas of research. Firstly, we propose methods to improve the speed-accuracy trade-off of the state-of-the-art face detector. Secondly, we consider a problem that is often ignored in the literature: to decrease the training time of the detectors. We propose two techniques to this end. Thirdly, we present a detailed large-scale study on self-updating face recognition systems in an attempt to answer if continuously changing facial appearance can be learnt automatically. / L'objectiu d'aquesta tesi és sobre biometria facial, específicament en els problemes de detecció de rostres i reconeixement facial. Malgrat la intensa recerca durant els últims 20 anys, la tecnologia no és infalible, de manera que no veiem l'ús dels sistemes de reconeixement de rostres en sectors crítics com la banca. En aquesta tesi, ens centrem en tres sub-problemes en aquestes dues àrees de recerca. En primer lloc, es proposa mètodes per millorar l'equilibri entre la precisió i la velocitat del detector de cares d'última generació. En segon lloc, considerem un problema que sovint s'ignora en la literatura: disminuir el temps de formació dels detectors. Es proposen dues tècniques per a aquest fi. En tercer lloc, es presenta un estudi detallat a gran escala sobre l'auto-actualització dels sistemes de reconeixement facial en un intent de respondre si el canvi constant de l'aparença facial es pot aprendre de forma automàtica.