Како функционише препознавање лица?

Већина људи је задовољна са препознавањем лица за његову употребу у Инстаграм филтерима и Фаце ИД-у. Али ова релативно нова технологија може изгледати помало језиво. Ваше лице је као отисак прста, а технологија која стоји иза препознавања лица је сложена.

Као и код сваке нове технологије, препознавање лица има и недостатке. Ови недостаци постају све очигледнији како војска, полиција, оглашивачи, и креатори деепфаке-а, проналазе нове начине да искористе предности софтвера за препознавање лица.

Сада, више него икад, неопходно је да људи разумеју како функционише препознавање лица. Такође је важно знати ограничења препознавања лица и како ће се оно развијати у будућности.

Препознавање лица је изненађујуће једноставно

Пре него што уђете у многе различите медије за препознавање лица, важно је разумети како функционише процес препознавања лица. Ево три апликације за софтвер за препознавање лица и једноставног објашњења како препознају или идентификују лица:

Основно препознавање лица: За Анимоји и Инстаграм филтере, камера вашег телефона „тражи“ карактеристике лица, посебно пар очију, нос и уста. Затим, користи алгоритме да закључа лице и одреди у ком правцу гледа, да ли су му уста отворена, итд. Вреди напоменути да ово није идентификација лица, већ само софтвер који тражи лица.
Фаце ИД и слични програми: Након подешавања Фаце ИД-а (или сличних програма) на вашем телефону, он фотографише ваше лице и мери растојање између ваших црта лица. Затим, сваки пут када одете да откључате телефон, он „гледа“ кроз камеру да измери и потврди ваш идентитет.
Идентификовање странца: Када организација жели да идентификује лице у безбедносне, рекламне или полицијске сврхе, користи алгоритме да упореди то лице са опсежном базом података лица. Овај процес је скоро идентичан Апплеовом Фаце ИД-у, али у већем обиму. Теоретски, може се користити било која база података (личне карте, Фејсбук профили), али база јасних, унапред идентификованих фотографија је идеална.

У реду, хајде да уђемо у ситнице. Пошто је „основно препознавање лица“ које се користи за Инстаграм филтере тако једноставан и безопасан процес, ми ћемо се у потпуности фокусирати на идентификацију лица и многе различите технологије које се могу користити за идентификацију лица.

  20 популарних веб апликација и савета из 2015

Већина препознавања лица се ослања на 2Д слике

Као што бисте и очекивали, већина софтвера за препознавање лица се у потпуности ослања на 2Д слике. Али то се не ради зато што је 2Д снимање лица супер прецизно, урађено је ради погодности. Огромна већина камера снима фотографије без икакве дубине, а јавне фотографије које се могу користити за базе података за препознавање лица (на пример, слике профила на Фејсбуку) су све у 2Д.

Зашто 2Д сликање лица није супер прецизно? Па, зато што равној слици вашег лица недостају идентификационе карактеристике, попут дубине. Уз равну слику, рачунар може да измери растојање зеница и ширину уста, између осталих варијабли. Али то не може рећи дужину вашег носа или истакнутост вашег чела.

Поред тога, 2Д сликање лица се ослања на спектар видљиве светлости. То значи да 2Д сликање лица не функционише у мраку и може бити непоуздано у условима фанки или мрачног осветљења.

Јасно је да је начин за превазилажење неких од ових недостатака коришћење 3Д снимања лица. Али како је то могуће? Да ли вам је потребна посебна опрема да бисте видели лице у 3Д?

ИР камере додају дубину вашем идентитету

Док се неке апликације за препознавање лица ослањају искључиво на 2Д слике, није неуобичајено да се препознавање лица ослања и на 3Д слике. У ствари, ваше искуство са препознавањем лица вероватно укључује прстохват 3Д.

Ово се постиже техником званом лидар, која је слична сонару. У суштини, уређаји за скенирање лица, као што је ваш иПхоне, бацају безопасну ИЦ матрицу на ваше лице. Ова матрица (зид од ласера) се затим рефлектује од вашег лица и снима је ИР камера (или ТоФ камера) на вашем телефону.

Где се дешава 3Д магија? ИР камера вашег телефона мери колико је времена потребно да се сваки део ИР светла одбије од вашег лица и врати у телефон. Наравно, светлост која се рефлектује од вашег носа имаће краће путовање од светлости која се одбија од ваших ушију, а ИР камера користи ове информације да креира јединствену мапу дубине вашег лица. Када се користи уз основне 2Д слике, 3Д слике могу значајно повећати тачност софтвера за препознавање лица.

  5 цоол Фортните апликација за генератор имена

Лидарско снимање је чудан концепт који може бити тешко заокружити. Ако помаже, покушајте да замислите да је ИР мрежа са вашег телефона (или било ког уређаја за препознавање лица) пин-боард играчка. Као играчка од игле, ваше лице оставља удубљење у ИЦ мрежи, где вам је нос приметно дубљи од, рецимо, очију.

Термално снимање омогућава препознавање лица да ради ноћу

Један од недостатака 2Д препознавања лица је то што се ослања на видљиви спектар светлости. Лаички речено, основно препознавање лица не ради у мраку. Али ово се може решити коришћењем термовизијске камере (да, као у Том Цланцију).

„Чекај мало“, могли бисте рећи, „зар се термална слика не ослања на ИР светло?“ Да јесте. Али термовизијске камере не емитују експлозије ИР светлости; они једноставно детектују ИР светлост која емитује из објеката. Топли објекти емитују тону ИР светлости, док хладни објекти емитују занемарљиву количину ИР светлости. Скупе термовизијске камере могу чак да открију суптилне температурне разлике на површини, тако да је технологија идеална за препознавање лица.

Слика спектра видљиве светлости, термална слика и композитна термална слика.

Постоје прегршт различитих начина да идентификују лице помоћу термичке слике. Све ове технике су невероватно компликоване, али деле неке фундаменталне сличности, па ћемо покушати да ствари поједноставимо са листом:

Потребно је више фотографија: Термовизијска камера снима више слика лица субјекта. Свака фотографија се фокусира на другачији спектар ИЦ светлости (дуги, кратки и средњи таласи). Обично дуги таласни спектар пружа највише детаља о лицу.
Мапе крвних судова су корисне: Ове ИЦ слике се такође могу користити за издвајање формирања крвних судова на лицу особе. Језиво је, али мапе крвних судова се могу користити као јединствени отисци прстију лица. Такође се могу користити за проналажење удаљености између органа лица (ако типично термално снимање даје лоше слике) или за идентификацију модрица и ожиљака.
Субјект се може идентификовати: Композитна слика (или скуп података) се креира коришћењем више ИР слика. Ова композитна слика се затим може упоредити са базом података лица да би се идентификовао субјект.

Наравно, термално препознавање лица обично користи војска, то није нешто што ћете наћи у Кхолсу, нити је нешто што ће доћи са вашим следећим мобилним телефоном. Осим тога, термовизија не функционише добро током дана (или у генерално добро осветљеним окружењима), тако да нема много потенцијалних примена ван војске.

  33 Занимљиве чињенице о ИоуТубе-у за које можда нисте знали

Ограничења препознавања лица

Провели смо доста времена причајући о недостацима препознавања лица. Као што смо видели из ИЦ и термичког снимања, могуће је превазићи нека од ових ограничења. Али још увек постоји неколико проблема који још увек нису решени:

Опструкција: Као што бисте очекивали, наочаре за сунце и други додаци могу да изазову софтвер за препознавање лица.
Позе: Препознавање лица најбоље функционише са неутралном сликом окренутом напред. Нагиб или окретање главе може отежати препознавање лица, чак и за софтвер за препознавање заснован на ИЦ-у. Поред тога, осмех, надувани образи или било која друга поза могу променити начин на који рачунар мери ваше лице.
Светло: Сви облици препознавања лица ослањају се на светлост, било да је у питању видљиви спектар или ИР светло. Као резултат тога, чудни услови осветљења могу смањити тачност идентификације лица. Ово се може променити, пошто се научници тренутно развијају технологија за препознавање лица заснована на сонару.
База података: Без добре базе података, препознавање лица не може да функционише. С тим у вези, немогуће је идентификовати лице које у прошлости није било исправно идентификовано.
Обрада података: У зависности од величине и формата базе података, може потрајати неко време да рачунари исправно идентификују лица. У неким ситуацијама, попут полиције, ограничења у обради података ограничавају употребу идентификације лица за свакодневне апликације (што је вероватно добра ствар).

Од сада, најбољи начин за превазилажење ових ограничења је коришћење других облика идентификације у комбинацији са препознавањем лица. Ваш телефон ће тражити лозинку или отисак прста ако не успе да идентификује ваше лице и кинеске владе користи личне карте и технологију праћења да затвори маргину грешке која постоји у својој мрежи за препознавање лица.

У будућности ће научници сигурно пронаћи начин да заобиђу ова питања. Они могу да користе технологију сонара заједно са лидаром за креирање 3Д мапа лица у било ком окружењу и могу пронаћи начине да обрађују податке о лицу (и идентификују странце) у невероватно кратком времену. У сваком случају, ова технологија има много потенцијала за злоупотребу, тако да вреди држати корак са њом.

Извори: Универзитет у Ријеци, Тхе Елецтрониц Фронтиер Фоундатион