Розпізнавання обличчя: як це працює, його переваги, проблеми та проблеми конфіденційності

Люди вміють розпізнавати обличчя, але ми також цілком природно інтерпретуємо вирази обличчя та емоції. Дослідження показують, що ми можемо ідентифікувати особисто знайомі обличчя протягом 380 мс після пред'явлення та 460 мс для незнайомих облич. Однак ця властива людині якість тепер має конкурента у вигляді штучного інтелекту та комп'ютерного зору. Ці новаторські технології допомагають розробляти рішення, які розпізнають людські обличчя точніше та ефективніше, ніж будь-коли.

Ці новітні інноваційні та ненав'язливі технології зробили життя простішим і захопливішим. Технологія розпізнавання облич перетворилася на швидкорозвиваючуся технологію. У 2020 році ринок розпізнавання облич оцінювався в 3.8 мільярда доларів , і, як очікується, до 2025 року цей показник подвоїться , прогнозуючи, що він перевищить 8.5 мільярда доларів.

Що таке розпізнавання обличчя?

Технологія розпізнавання обличчя відображає риси обличчя та допомагає ідентифікувати особу на основі збережених даних відбитків обличчя. Ця біометрична технологія використовує алгоритми глибокого навчання для порівняння збереженого відбитка обличчя з живим зображенням. Програмне забезпечення для виявлення облич також порівнює зроблені зображення з базою даних зображень, щоб знайти відповідність.

Розпізнавання облич використовується в багатьох програмах для підвищення безпеки в аеропортах, допомагає правоохоронним органам у виявленні злочинців, судово-медичному аналізі та інших системах спостереження.

Як працює розпізнавання облич?

Програмне забезпечення для розпізнавання обличчя починається зі збору даних розпізнавання обличчя та обробки зображень за допомогою комп’ютерного зору. Зображення проходять високий рівень цифрової перевірки, щоб комп’ютер міг відрізнити людське обличчя, картину, статую чи навіть плакат. За допомогою машинного навчання виявляються закономірності та подібності в наборі даних. Алгоритм ML ідентифікує обличчя на будь-якому заданому зображенні шляхом розпізнавання шаблонів рис обличчя:

• Відношення висоти до ширини обличчя
• Колір обличчя
• Ширина кожної функції – очей, носа, рота тощо.
• Відмінні риси

Оскільки різні обличчя мають різні характеристики, то й програмне забезпечення для розпізнавання облич має різні особливості. Однак загалом будь-яке розпізнавання обличчя працює за такою процедурою:

1. Розпізнавання обличчя

   Системи технології обличчя розпізнають і ідентифікують зображення обличчя в натовпі або окремо. Технологічний прогрес полегшив програмному забезпеченню визначення зображень обличчя, навіть якщо є незначна зміна пози – обличчям до камери чи поглядом від неї.

2. Аналіз обличчя

   Далі йде аналіз зробленого зображення. А система розпізнавання обличчя використовується для точного визначення унікальних рис обличчя, таких як відстань між очима, довжина носа, простір між ротом і носом, ширина чола, форма брів та інші біометричні атрибути.

   Виразні та впізнавані риси людського обличчя називаються вузловими точками, і кожне людське обличчя має близько 80 вузлових точок. Завдяки картографуванню обличчя, розпізнаванню геометрії та фотометрії можна точно аналізувати та ідентифікувати обличчя за допомогою баз даних розпізнавання.

3. Перетворення зображень

   Після захоплення зображення обличчя аналогова інформація перетворюється на цифрові дані на основі біометричних характеристик людини. Оскільки алгоритми машинного навчання розпізнають лише числа, перетворення карти обличчя на математичну формулу стає актуальним. Це числове представлення обличчя, також відоме як відбиток обличчя, потім порівнюється з базою даних облич.

4. Пошук відповідника

   Останнім кроком є ​​порівняння вашого відбитка обличчя з кількома базами даних відомих облич. Технологія намагається зіставити ваші характеристики з тими, що містяться в базі даних.

Зібране зображення зазвичай повертається з іменем та адресою особи. Якщо така інформація відсутня, використовуються дані, збережені в базі даних. 

Де використовується розпізнавання облич?

Сьогодні системи розпізнавання обличчя входять у повсякденне життя, і їх використання часто може залишатися непоміченим. Щоб полегшити життя та підвищити безпеку, ось кілька яскравих прикладів того, як розпізнавання облич має значення.

• Охорона здоров'я: Лікарі використовують розпізнавання облич, щоб визначити певні рідкісні генетичні захворювання у дітей, переглядаючи риси обличчя. Прикладом цього може бути Додаток Face2Gene, який порівнює будову обличчя пацієнта з відомими випадками, щоб допомогти визначити, чи має дитина синдром Нунана чи синдром Ангельмана.
• Готелі: Деякі готелі встановлюють розпізнавання облич, щоб пришвидшити реєстрацію. У Китаї, Готель Marriott дозволяє гостям входити в лобі кіоск для швидкого сканування обличчя, щоб уникнути довгих черг біля стійки реєстрації та зробити вхід приємною справою.
• доступність: Це дозволяє людям з вадами зору легко ідентифікувати себе. Їм більше не потрібні паролі, PIN-коди чи щось інше. Завдяки розпізнаванню обличчя вони можуть отримати доступ до банківських додатків або розблокувати пристрої, що робить щоденні завдання набагато більш здійсненними.
• Класні кімнати: Окрім аспекту безпеки, дорожні школи використовують розпізнавання облич для моніторингу залучення учнів. Наприклад, системи можуть сповіщати вас про те, чи учні звертають увагу на навчання, що відбувається в класі, дозволяючи вчителям миттєво змінювати свої методи.
• Безпека заходів: Технологія розпізнавання облич знайшла застосування в управлінні натовпом і підвищенні безпеки під час великих заходів, таких як концерти та спортивні ігри. Одним із прикладів може бути його розгортання біля воріт стадіону для перевірки власників квитків і заборони несанкціонованого входу.
• Автомобілі: Автовиробники тепер інтегрують розпізнавання облич у свої автомобілі для кращого водіння. Деякі транспортні засоби можуть розпізнавати обличчя водія, автоматично регулювати положення сидінь і дзеркал і навіть відтворювати певні списки відтворення.

[Читайте також: Що таке розпізнавання зображень за допомогою штучного інтелекту? Як це працює та приклади ]

Які переваги розпізнавання обличчя

Розпізнавання облич є відносно новою технологією, яка має численні позитивні сторони. Ось деякі переваги використання розпізнавання обличчя:

• Підвищення громадської безпеки: Поліцейські департаменти використовують розпізнавання облич для ідентифікації зниклих безвісти та розшукуваних злочинців. Наприклад, відділення міліції с Індія успішно повернула втрачених дітей до їхніх сімей після зіставлення їхніх фотографій із базами даних зниклих безвісти.
• Захищені транзакції: Багато банків і платіжних систем використовують розпізнавання облич, щоб зробити свої операції безпечнішими. Наприклад, в Alipay, Китай, користувач може авторизувати платіж, просто дозволивши сканувати своє обличчя, що зменшує випадки шахрайства та забезпечує зручність безготівкових розрахунків.
• Краща охорона здоров'я: Лікарні запровадили системи розпізнавання облич для безперешкодного доступу до довідників пацієнтів і прискорення процесу реєстрації. Деякі системи навіть виявляють фізичний біль або емоційні порушення у пацієнтів, таким чином дозволяючи лікарям надавати кращу допомогу.
• Безпека: Технологія розпізнавання обличчя назавжди змінила безпеку смартфонів. Хоча Face ID від Apple не лише розблоковує телефон, але й забезпечує захист конфіденційних програм, таких як цифрові гаманці та банківські програми.

Мінуси розпізнавання обличчя

Він має певні переваги; однак, що більш важливо, це піднімає питання етики, конфіденційності та точності. Нижче наведено деякі з недоліків:

• Неправильне звинувачення: Системи розпізнавання обличчя можуть викликати неправомірні звинувачення. Приклад Рендалла Рейда, який був заарештований у 2022 році на підставі помилкової ідентифікації за допомогою ДНК за допомогою програмного забезпечення для розпізнавання обличчя за правопорушення в Луїзіані, насправді це місце, куди він ніколи не ступав.
• Культурні та гендерні упередження: Дослідження показали, що системи розпізнавання облич менш точні у розпізнаванні кольорових людей і жінок. У докладному звіті, підготовленому для уряду США щодо продуктивності цих систем, було виявлено, що вони регулярно неправильно ідентифікували людей з меншини, що може призвести до неправомірних арештів або дискримінації в правоохоронних органах.
• Порушення приватності: Місце розпізнавання обличчя зараз викликає етичні проблеми, оскільки воно збирає та зберігає біометричні дані, іноді без згоди. Наприклад, деякі роздрібні магазини використовують технологію розпізнавання обличчя для відстеження поведінки клієнтів, що викликає занепокоєння щодо спостереження та особистих свобод.
• Уразливість інформаційної безпеки: Сам акт зберігання даних обличчя наражає вас на злом; оскільки хакери зламали конфіденційну біометричну інформацію, хакери Black Hat лише за дві хвилини продемонстрували це Face ID Apple міг бути зламаний.

[Читайте також: 27 безкоштовних наборів зображень для комп'ютерного зору ]

Приклади розпізнавання облич

• Визнання Amazon: Хмарне програмне забезпечення для розпізнавання облич Amazon провело правоохоронні обшуки з використанням відеоматеріалів, щоб виявити людей усередині справи. Однак компанія оголосила, що поліція більше не використовуватиме його до 2020 року, чекаючи на прийняття федеральних законів про захист цивільних осіб.
• Apple Face ID: Apple впроваджує системи розпізнавання обличчя на своїх пристроях, що дозволяє користувачам розблоковувати свої телефони, входити в свої програми та безпечно робити покупки; повний стандарт зручності та безпеки споживчої електроніки.
• Facebook (мета): У 2010 році Facebook запустив технологію розпізнавання облич для позначення фотографій. Можливість використання такої технології необов’язкова, і вона дозволяє автоматично позначати друзів після завантаження фотографій, оскільки вони були розпізнані на самих фотографіях.
• Google Фото: Google використовує розпізнавання облич для впорядкування та автоматичного позначення тегами зображень, що полегшує користувачам відстеження та пошук зображень із розпізнаними обличчями.
• Snapchat: Піонер програмного забезпечення для розпізнавання обличчя Snapchat використовує таку технологію для своїх популярних незвичайних фільтрів для різних об’єктів і спортивних персонажів.