Більшості людей комфортно користуватися обличчямвизнання за його використання в Instagram-фільтрах та Face ID. Але ця відносно нова технологія може відчувати себе трохи моторошно. Ваше обличчя схоже на відбиток пальців, а технологія розпізнавання обличчя є складною.
Як і у будь-якої нової технології, є і мінусидо розпізнавання обличчя. Ці недоліки стають все більш очевидними, оскільки військові, поліція, рекламодавці та творці глубоких фейків знаходять нові хитромудрі способи скористатись програмним забезпеченням для розпізнавання обличчя.
Тепер, як ніколи, людям важливо зрозуміти, як працює розпізнавання обличчя. Також важливо знати обмеження розпізнавання обличчя та те, як воно розвиватиметься в майбутньому.
Розпізнавання обличчя напрочуд просте
Перш ніж потрапити в безліч різних середовищдля розпізнавання обличчя важливо зрозуміти, як працює процес розпізнавання обличчя. Ось три програми для програмного забезпечення для розпізнавання обличчя та просте пояснення того, як вони розпізнають чи визначають обличчя:
- Основне розпізнавання обличчя: Для фільтрів Animoji та Instagram, ваш телефонкамера «дивиться» на визначальні риси обличчя, зокрема пари очей, носа та рота. Потім він використовує алгоритми, щоб зафіксувати обличчя та визначити, в якому напрямку він виглядає, якщо рот відкритий і т. Д. Варто згадати, що це не ідентифікація обличчя, це лише програмне забезпечення, яке шукає обличчя.
- Face ID та подібні програми: Після налаштування Face ID (або подібних програм)на вашому телефоні він робить фотографію вашого обличчя і вимірює відстань між вашими рисами обличчя. Потім кожен раз, коли ви розблоковуєте телефон, він "дивиться" через камеру, щоб виміряти та підтвердити вашу особу.
- Ідентифікація незнайомця: Коли організація хоче визначити обличчяз метою безпеки, реклами чи поліції використовує алгоритми для порівняння цього обличчя з великою базою даних облич. Цей процес майже ідентичний Face ID Face, але в більш широкому масштабі. Теоретично можна використовувати будь-яку базу даних (ідентифікаційні картки, профілі Facebook), але ідеальна база даних із чіткими заздалегідь визначеними фотографіями.
Гаразд, давайте входити в солону крупу. Оскільки "базове розпізнавання обличчя", яке використовується для фільтрів Instagram, є таким простим і нешкідливим процесом, ми будемо повністю зосереджуватися на ідентифікації обличчя та безлічі різних технологій, які можна використовувати для ідентифікації обличчя.
Більшість розпізнавання обличчя покладається на 2D-зображення
Як і слід було очікувати, більшість програм для розпізнавання обличчяповністю покладається на 2D зображення. Але це зроблено не тому, що 2D-зображення для обличчя дуже точне, це робиться заради зручності. Переважна більшість камер фотографують без будь-якої глибини, а загальнодоступні фотографії, які можна використовувати для баз даних розпізнавання обличчя (наприклад, фотографії з профілю Facebook), розміщені у форматі 2D.
Чому 2D-зображення для обличчя не дуже точне? Добре, тому що плоскому зображенню вашого обличчя не вистачає ідентифікуючих рис, наприклад глибини. За допомогою плоского зображення комп'ютер може виміряти відстань у вашій школі та ширину рота, серед інших змінних. Але він не може визначити довжину вашого носа чи видатність чола.
Крім того, 2D зображення для обличчя спирається на спектр видимого світла. Це означає, що 2D-зображення для обличчя не працює в темний час доби, і воно може бути ненадійним в стильних або тіньових умовах освітлення.
Зрозуміло, що спосіб усунути деякі з цих недоліків - це використовувати 3D-зображення для обличчя. Але як це можливо? Вам потрібно спеціальне обладнання, щоб побачити обличчя в 3D?
ІЧ-камери додають глибину вашій особі
Хоча деякі програми розпізнавання обличчя покладаютьсявиключно на двовимірних зображеннях, не рідкість для розпізнавання обличчя покладатися і на 3D-зображення. Насправді, ваш досвід розпізнавання обличчя, ймовірно, передбачає дрібницю 3D.
Це досягається за допомогою техніки, званоїlidar, який схожий на сонар. По суті, пристрої для сканування обличчя, як і ваш iPhone, підривають нешкідливу ІК-матрицю на ваше обличчя. Ця матриця (стіна лазерів) потім відбивається від вашого обличчя і отримує ІЧ-камеру (або ToF-камеру) на вашому телефоні.
Де відбувається 3D-магія? ІЧ-камера вашого телефону вимірює, скільки часу потрібно, щоб кожен біт ІЧ-світла відскочив від вашого обличчя та повернувся до телефону. Природно, що світло, яке відбивається від вашого носа, матиме коротший шлях, ніж світло, який відбивається від ваших вух, і ІЧ-камера використовує цю інформацію для створення унікальної карти глибини вашого обличчя. Використовуючи поряд з базовими двовимірними зображеннями, 3D-зображення можуть значно підвищити точність програмного забезпечення для розпізнавання обличчя.
Lidar-зображення - це дивне поняття, яке може бутиважко обернути голову. Якщо це допомагає, спробуйте уявити, що ІЧ-сітка з вашого телефону (або будь-якого пристрою розпізнавання обличчя) - це іграшка з дошкою. Як іграшка з шпильковою дошкою, ваше обличчя залишає відступ у ІЧ-сітці, де ніс помітно глибший, ніж, скажімо, очі.
Тепловізори дозволяють розпізнавати обличчя в нічний час
Один з недоліків 2D розпізнавання обличчяполягає в тому, що він спирається на видимий спектр світла. По-простому, основне розпізнавання обличчя не працює в темний час доби. Але це можна вирішити за допомогою тепловізійної камери (так, як у Тома Клансі).
"Почекайте хвилинку", ви можете сказати, "не теплозображення покладаються на ІЧ-світло? " Так. Але тепловізори не надсилають вибухи ІЧ-світла; вони просто виявляють ІЧ-світло, яке випромінює від об'єктів. Теплі об'єкти випромінюють тонну ІЧ-світла, тоді як холодні об'єкти випромінюють незначну кількість ІЧ-світла. Дорогі камери з тепловізором можуть навіть виявити незначні перепади температур на поверхні, тому технологія ідеальна для розпізнавання обличчя.
Існує кілька різних способів ідентифікаціїобличчя з тепловізором. Усі ці методи неймовірно складні, але вони поділяють деякі принципові схожість, тому ми намагатимемося робити список простим:
- Потрібно кілька фотографій: Тепловізионна камера приймає декільказображення обличчя предмета. Кожна фотографія фокусується на різному спектрі ІЧ-світла (довгі, короткі та середні хвилі). Зазвичай довгохвильовий спектр забезпечує найбільш детальну деталь обличчя.
- Карти кровоносних судин корисні: Ці ІЧ-зображення також можна використовувати для вилученняутворення судин на обличчі людини. Це моторошно, але карти кровоносних судин можна використовувати як унікальні відбитки обличчя. Вони також можуть бути використані для пошуку відстані між лицьовими органами (якщо типова термічна картина дає сором'язливі знімки) або для виявлення синців та шрамів.
- Тема може бути ідентифікована: Складене зображення (або набір даних) створюється за допомогою декількох ІЧ-зображень. Це складене зображення потім можна порівняти з базою даних для обличчя, щоб визначити предмет.
Звичайно, термічне розпізнавання обличчя зазвичайщо використовується військовими, це не те, що ви знайдете у Khols, і це не те, що вийде з вашим наступним мобільним телефоном. Крім того, тепловізори не працюють добре в денний час (або в цілому добре освітленій обстановці), тому не мають багато потенційних застосувань поза військовими.
Обмеження розпізнавання обличчя
Ми витратили багато часу, розмовляючи про ценедоліки розпізнавання обличчя. Як ми бачили з ІЧ та тепловізійних зображень, можливо, подолати деякі з цих обмежень. Але є ще кілька проблем, які ще не розгадані:
- Обструкція: Як ви очікували, сонцезахисні окуляри та інші аксесуари можуть запускати програмне забезпечення для розпізнавання обличчя.
- Пози: Розпізнавання обличчя найкраще працює з нейтральною,зображення, спрямоване вперед. Нахил або поворот голови можуть ускладнити розпізнавання обличчя навіть для програмного забезпечення для розпізнавання на основі ІР. Крім того, посмішка, роздуті щоки або будь-яка інша поза можуть змінити те, як комп'ютер вимірює ваше обличчя.
- Світло: Усі форми розпізнавання обличчя покладаються на світло,чи це видимий спектр чи ІЧ-світло. Як результат, дивні умови освітлення можуть знизити точність ідентифікації обличчя. Це може змінитися, оскільки вчені зараз розробляють технологію розпізнавання обличчя на основі сонарів.
- База даних: Без гарної бази даних розпізнавання обличчя не може працювати. По цих же лініях неможливо ідентифікувати обличчя, яке раніше не було ідентифіковане правильно.
- Обробка даних: Залежно від розміру та формату бази даних,може знадобитися певний час, щоб комп'ютери правильно визначили обличчя. У деяких ситуаціях, як, наприклад, правоохоронний процес, обмеження в обробці даних обмежують використання ідентифікації обличчя для повсякденних додатків (що, мабуть, добре).
На даний момент найкращий спосіб їх обійтиобмеженнями є використання інших форм ідентифікації в поєднанні з розпізнаванням обличчя. Ваш телефон запитає пароль або відбиток пальця, якщо він не зможе визначити ваше обличчя, а уряд Китаю використовує посвідчення особи та технологію відстеження, щоб закрити похибку, що існує в її мережі розпізнавання обличчя.
В майбутньому вчені неодмінно знайдуть спосібщоб обійти ці проблеми. Вони можуть використовувати сонарну технологію поряд з лідаром для створення 3D-мап обличчя в будь-якому середовищі, і вони можуть знайти способи обробити дані обличчя (та визначити незнайомців) за неймовірно короткий проміжок часу. Так чи інакше, ця технологія має великий потенціал для зловживань, тому варто бути в курсі.
Джерела: Університет Рієки, Фонд електронних кордонів
