Программа распознавания лиц используется как средство для идентификации человека. Идентифицировать людей можно для разных случаев. Например, для того, чтобы:
отыскать в толпе людей преступника;
открыть доступ человеку к устройству;
организовать оплату услуг по идентификации лица;
и др.
Любая программа распознавания лиц является инструментом из категории «биометрические системы аутентификации». В эту же категорию входят:
отпечатки пальцев;
сетчатка глаза;
распознавание голоса;
и др.
В целом, подобные технологии используются в разных областях. Например, начиная от поиска преступников при помощи видеокамер сети «безопасный город» и заканчивая частным применением в небольших приложениях для мобильных телефонов.
Неважно, для чего применяется технология распознавания лиц, — работает она по похожему алгоритму.
Как работает программа распознавания лиц
В индивидуальных случаях: например, приложение для распознавания лиц в телефоне распознает лицо и сравнивает его с фотографиями владельца, которые хранятся в собственной базе данных. Речь идет о том приложении, которое помогает разблокировать телефон. В программу закладываются фото владельца устройства, а потом она сравнивает «лица» с ними; если лицо, которое пытается разблокировать телефон, совпадает с тем, что есть в базе, тогда телефон будет разблокирован.
В глобальных случаях: например, камеры системы «безопасный город» распознают лица, сравнивая их с большими базами данных фотографий. Как пополняются эти «базы данных» — остается только предполагать. Частично в них попадают фотографии:
преступников, которые уже проходили по каким-то судебным делам;
людей, пересекавших границу;
из соцсетей;
и др.
Многие знают, что о пользователях интернета постоянно собирается разнообразная информация. Компании, которые это делают, говорят, что сбор информации является инструментом для персонализации рекламы. Поэтому можно предполагать, что для базы данных системы «безопасный город» таким же образом собирается графическая информация для последующей ее обработки. В общем, инструмент пополнения баз данных с фотографиями остается небольшой загадкой, но алгоритм, по которому работает каждая программа распознавания лиц, известен.
Алгоритм распознавания лиц
Программа распознавания лиц основывается на компьютерном зрении и искусственном интеллекте. Сам процесс распознавания состоит из нескольких этапов:
Обнаружение лица. Чтобы человеческое лицо можно было идентифицировать, его нужно для начала обнаружить. Для этих целей чаще всего используются не натренированные нейронные сети, а простой метод Виолы-Джонса. Этот метод работает по простому принципу: происходит сканирование изображения при помощи специальных «черно-белых прямоугольников» (примитивы Хаара). Основная цель такого сканирования — выявить сочетание темных и светлых областей на изображении, которое характерно человеческому лицу. Этот метод состоит из нескольких этапов, определяющих, что на изображении является человеческим лицом.
Распределение антропометрических точек. После того как получена область изображения, на которой располагается человеческое лицо, в дело вступает специальный антропометрический метод. Его задача — расставить на изображении лица специальные «точки», которые помогают определять индивидуальные черты человеческого лица. Например: разрез глаз, форма лба, форма носа, расстояние от носа до подбородка, от подбородка до лба и др. В общем, на изображении лица располагают несколько десятков «точек».
Корректировка искажений. Чтобы распознать человека, нужно, чтобы в наличии было его изображение «в анфас». Такое изображение не всегда удается заполучить, особенно если нужно выделить лицо в толпе. Поэтому программа распознавания лиц на основе антропологических точек создает 3D-реконструкцию лица на изображении. Таким образом из 2D-изображения получается 3D-объект. Благодаря этой технологии, даже если получено изображение человеческого лица «сбоку», программа может воссоздать полноценное фронтальное изображение лица в 3D-формате.
Построение вектора лица. На этом этапе программа распознавания лиц выявляет и сохранят индивидуальные черты лица, которые отделяют одного человека от другого. В основе этого процесса лежит 3D-объект и антропологические точки на лице. Суть этого этапа — описать человеческое лицо, основываясь на его индивидуальности, при этом нужно исключить такие моменты, как: прическа, очки, макияж, морщины и др. На этом этапе работает искусственный интеллект.
Процесс идентификации. После того как программа распознавания лиц получила индивидуальные векторы человеческого лица, происходит их сравнение с имеющейся базой векторов. На этом этапе также работает искусственный интеллект.
Есть алгоритмы идентификации человеческих лиц немного проще описанных, которые вместо преобразования 2D в 3D, находят индивидуальные характеристики лиц на 2D-изображениях. Такими алгоритмами пользуются социальные сети. Данный алгоритм является достаточно простым, однако его использование целесообразно, когда в наличии много фотографий по одному лицу. При большом объеме фотографий есть возможность выявить индивидуальности лица на 2D-изображениях. У соцсетей такая возможность есть.
Где используется программа распознавания лиц
Программа распознавания лиц может быть разной сложности и разной формы реализации. Она применяется в различных сферах человеческой жизнедеятельности. Например:
Разблокирование устройств. Владельцы iPhone первыми получили такую возможность, но постепенно она становится доступной и в других телефонах.
Поиск правонарушителей. Формируется база данных фотографий правонарушителей, по которой потом ищут людей, применяя видеокамеры на улицах городов, в помещениях, аэропортах и др.
Пограничный контроль. Биометрическим паспортом никого не удивишь. Поэтому в некоторых странах на приграничном контроле не нужно использовать паспорт, так как идентификация происходит по лицу.
Поиск пропавших без вести. Принцип поиска происходит по методу поиска преступников. То есть формируется база данных пропавших без вести, а потом происходит сравнение лиц с этой БД.
Банковские услуги. Постепенно распознавание лиц приходит в банковскую сферу. Некоторые банки внедряют распознавание лица для подтверждения транзакций.
Реклама. Некоторые компании используют распознавание лиц, чтобы отследить реакцию пользователей на их продукцию. На основе этой реакции компании могут корректировать производство своей продукции в лучшую сторону.
Медицинское обслуживание. Некоторые больницы тестируют распознавание лиц в своих целях. Для доступа к карте больного происходит сканирование лица, тогда карта больного выводится на устройство врача.
Автомобили. Некоторые производители автомобилей тестируют метод распознавания лица водителей для того, чтобы заменить этим методом автомобильный ключ. То есть чтобы открыть и запустить автомобиль, нужно будет сканировать лицо водителя.
Программа распознавания лиц: проблемы и будущее
Постепенно происходит осознание того, что в будущем многое будет завязано на IT-технологиях, в частности на распознавании лиц. Однако не всем «по душе» такая технология, и многие видят в ней нарушение своих свобод. Поэтому люди начинают защищаться от распознавания лиц. Например:
используют макияж, который сбивает с толку видеокамеры;
навешивают на себя украшения с той же целью;
надевают инфракрасные очки, которые засвечивают сенсоры видеокамер;
надевают маски человеческого лица, которые «путают» видеокамеры;
и др.
Программа распознавания лиц постоянно улучшается, однако также улучшаются и методы борьбы с распознаванием. Аргументы людей, которые противятся тотальному внедрению распознавания лиц, по-своему обоснованы. Например:
Тотальная слежка. При распознавании лиц технология не делит людей на хороших и плохих — она следит за всеми. Да, таким образом можно обнаружить преступников, однако и законопослушные граждане также находятся «под колпаком» наблюдения со стороны компаний, структур и государства.
Ошибки в распознавании. Программа распознавания лиц не идеальна и имеет собственную погрешность. Всегда есть риск, что законопослушный гражданин будет распознан как преступник или как «нежелательное лицо» и ему будет ограничен доступ куда-либо. Такие моменты уже были.
Нарушение конфиденциальности. Большинство фотографий, хранимых в базах данных государств, компаний, структур, хранятся там без согласия их владельцев. Этот момент с этической и конфиденциальной стороны является неправильным.
Безопасность сохраняемых данных. Даже если учесть, что базы данных с фотографиями граждан используются в благих целях, всегда есть риск, что они будут взломаны и использованы в других целях. Плюс существует большое количество мелких компаний, которые собирают данные, но не обеспечивают им должную сохранность.
Заключение
Программа распознавания лиц — это медаль с двумя сторонами. С одной стороны, подобные технологии вносят в человеческую жизнь массу удобств и улучшают безопасность. С другой стороны, присутствует ощущение тотальной слежки и постоянного контроля со стороны владельцев подобных систем.
Другое
