Čo potrebujete vedieť o technológii rozpoznávania tváre

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 04:09

Ako túto technológiu využívajú vlády a firmy, či je možné oklamať fotoaparát systémom identifikácie tváre a či je možné nájsť osobu na internete pomocou fotografie.

Elena Glazková Ivideon Marketér.

Pre štát je rozpoznávanie tváre dôležitou súčasťou bezpečnostného systému a pôsobivou položkou rozpočtu. Pre novinárov je to buď všeliek, alebo nástroj svetového sprisahania. Pre podnikanie, nástroj alebo produkt. Na ktorú stranu sa postavíte, základné otázky stále zostávajú. Používatelia zvyčajne hľadajú odpovede na ne na internete (v priemere 28 704 dotazov na rozpoznávanie tváre za mesiac), no nie vždy ich nájdu. Náprava situácie.

Čo je rozpoznávanie tváre

Oddelíme muchy od odrezkov. Používatelia častejšie rozpoznávajú tvár vo vlastných smartfónoch, kde sa na odomykanie zariadenia používa biometrická identifikácia a k údajom má prístup iba jeho majiteľ. 3D kamera je nevyhnutne zapojená do procesu rozpoznávania, takže nie je možné oklamať gadget fotografiou.

Nechýba ani identifikácia tvárí v reálnom čase a v reálnych podmienkach: v tomto prípade je neoddeliteľne spojená s video monitorovacími systémami, kde sú tváre doslova „vytrhnuté“z video streamu snímaného kamerami.

Predstavte si kvalitnú modernú CCTV kameru umiestnenú tesne nad priemernou výškou človeka na dobre osvetlenom mieste. Denne pred ňou prejde približne rovnaký počet približne rovnakých ľudí. Nepohybujú sa veľmi rýchlo.

Zachytené video je možné uložiť do cloudového archívu. Ku kamere je pripojený analytický modul: komplexná kombinácia algoritmov (umelá inteligencia, neurónové siete, to je všetko) plus používateľské rozhranie. Modul „vytrhne“tváre z videostreamu, určí pohlavie a vek a údaje vloží do databázy.

Postupne pribúdajú obrázky. Systém si automaticky zapamätá všetky rozpoznané tváre a zaznamená ich do archívu a užívateľ s prístupom uvedie ďalšie údaje: meno, pozíciu, stav, ďalšie označenia ("VIP-hosť" alebo "zlodej"). Môžete nahrať fotografiu požadovanej osoby a modul nájde všetky zistenia tejto osoby v archíve.

Akonáhle osoba so značkou opäť prejde pred kamerou, systém to zaznamená ako dôležitú udalosť a odošle push notifikáciu zainteresovaným používateľom.

Detekcia v kontexte rozpoznávania tváre je situácia, keď algoritmus v zásade pochopil, že ide o tvár, a nie o jablko alebo morskú pannu z hrnčeka Starbucks. Najprv na to potrebuje výpočtový výkon a až potom dokáže priradiť tvár k základni alebo si zapamätať.

Ak ste dočítali niekoľko predchádzajúcich odsekov až do konca, gratulujeme, teraz už viete, ako funguje rozpoznávanie tváre v ideálnej situácii. Popis je vhodný pre akýkoľvek systém: od systémov používaných v moskovskom metre až po riešenia pre malé podniky.

Hlavnou vecou je pochopiť, že je ťažké vytvoriť ideálnu situáciu v reálnom živote, najmä pokiaľ ide o celé mesto, a nie kanceláriu alebo obchod. Napríklad v metre je veľa ľudí, každý je iný, chodí rýchlo. Potrebujete veľa kamier, stoja peniaze a mali by ich umiestniť kompetentní špecialisti.

Je možné oklamať algoritmus rozpoznávania tváre

Napriek občasným chybám je presnosť strojového rozpoznávania už často lepšia ako presnosť, s ktorou ľudia určujú tváre. Čína na vybudovanie obrovskej databázy rozpoznávania tváre na identifikáciu akéhokoľvek občana v priebehu niekoľkých sekúnd sa čoskoro objaví v Číne, systém schopný nájsť konkrétnu osobu medzi 1,3 miliardami ďalších obyvateľov za 3 sekundy s 90% presnosťou.

A napriek tomu je ťažké na túto otázku jednoznačne odpovedať, pretože neexistuje jediný ideálny algoritmus na rozpoznávanie tváre. Veľké okuliare, nalepená brada, šiltovka, vysoká rýchlosť pohybu, špeciálny make-up (napríklad mriežka "Čierna labuť" namaľovaná na tvári, mačky, kruhy a palice. Ako uniknúť zo systémov rozpoznávania tváre pomocou make-upu) - to všetko môže zmiasť algoritmus. Najmä v súhrne, pretože na rozpoznanie stačí Ako podvádzať rozpoznávacie systémy či 70% otvorenej tváre. Teraz si predstavte, že je potrebné použiť vyššie uvedené triky v skutočnom meste. Neznie to tak jednoducho, však?

"Anti-recognition" okuliare z Japonska, ktoré už v roku 2015

A tu je taká 3D maska v roku 2014

Je možné rozpoznať tváre online

Internet je paradoxné miesto: ľudia sa tu môžu súčasne obávať, či každý druhý fotoaparát na ulici rozpozná ich osobnosť, a úprimne chcú „rozpoznať tváre iných ľudí z ich fotografií online“. Pozrime sa na tento trend rozpoznávania tváre samostatne.

Program na rozpoznávanie tváre je buď vyššie popísaný analytický modul (CCTV kamera + softvér + cloudové úložisko), alebo softvér podobný známej (trochu škandalóznej) službe FindFace. Stiahnutie programu na rozpoznávanie tváre „zadarmo a bez registrácie“je dnes samozrejme v drvivej väčšine prípadov nemožné.

Webová služba FindFace.ru, ktorá pomáha nájsť ľudí na sociálnej sieti VKontakte podľa ich fotografií, bola založená 18. februára 2016. Okrem iného si vďaka nemu mohol každý nájsť profily dievčat, ktoré hrali v pornofilmoch. Veľmi skoro sa služba začala využívať pre mnohé flash moby na detekciu tvárí, ktoré mali plné právo na to, aby ich nikdy nikto neodhalil. Vypukol škandál, ktorý zafungoval ako virálna reklama: technológia, ktorá tvorila základ služby, získala množstvo prestížnych ocenení a vzbudila záujem zákazníkov zo strany štátu aj biznisu. Od 1. septembra 2018 už služba neposkytuje službu FindFace, ktorá slúžila na rozpoznávanie demonštrantov, oznámila ukončenie pátrania po osobách fotoslužbou, keďže ju NtechLab pretransformoval na rad riešení pre rôzne odvetvia podnikania.

Sen používateľa, ktorý zadá požiadavku, samozrejme vyzerá takto: prejdete na stránku, nahráte fotografiu osoby, ktorá bola tajne odfotená v metre, program rozpozná tvár a vydá odkaz na profil na sociálna sieť. Áno, chytili ma! Alebo takto: stiahnete si program do počítača, pripojíte k nemu webovú kameru a spoznáte tvár svojej mačky. Úspech - teraz dostanete upozornenie zakaždým, keď mačka ukradne klobásy.

Realita je krutá. Prvá stránka, ktorá vám niečo také ponúka, odmieta fungovať a druhá vyžaduje programátorské znalosti v Pythone. Viac-menej snová aplikácia s názvom SearchFace, ktorá bola nedávno reštartovaná Searchface, bola reštartovaná s autorizáciou cez VKontakte. Sociálna sieť ale túto funkciu s názvom FindClone uzavrela. Nahrali ste fotografiu a algoritmus sa pokúsil rozpoznať rovnakú tvár v databáze sociálnej siete VKontakte. Aplikácia nezverejňovala odkazy na profil, iba samotné obrázky – a je jedno, kto ich nahral. Ak je používateľ na sociálnej sieti aktívny dlhší čas, vystavenie fotografie vytvorilo desivý „životopisný“efekt, no ak nie, rozpoznané obrázky ho mohli rozosmiať.

V skutočnosti príklad SearchFace jasne odpovedá na otázku "Ako sociálne siete používajú rozpoznávanie tváre?" Presnejšie by to bolo formulovať takto: "Ako sa sociálne siete používajú na rozpoznávanie tvárí?" Odpoveď je jednoduchá: ako databáza. Nespočetné množstvo jedinečných kombinácií čísel (takto tváre na fotografii hľadajú algoritmy Facebooku, VKontakte a ďalších) tvoria základ pre trénovanie neurónových sietí, ktoré tvoria základ jedného alebo druhého riešenia rozpoznávania tváre.

Všetky riešenia sú odlišné a neurónové siete sú tiež odlišné a zákazníci a poskytovatelia služieb spravidla nezverejňujú podrobnosti a technické vlastnosti. Najmä modul na rozpoznávanie pohlavia a veku je schopný určiť, pretože sa môže učiť z informácií obsiahnutých v Odnoklassniki, VKontakte, Instagram a Facebook.

Ako je naprogramované rozpoznávanie tváre

Ak nie ste vývojár, nikdy nebudete musieť odpovedať na otázky vývojárov a vývojárov. O pomoc sme sa preto obrátili na špecialistu.

Dmitrij Soshnikov Člen Ruskej asociácie pre umelú inteligenciu a hlavný odborník na vývoj AI a systémov strojového učenia v spoločnosti Microsoft.

Rozpoznávanie tváre (ako aj iné súvisiace operácie) je pomerne bežnou úlohou. Mnoho spoločností preto poskytuje hotové služby vo forme cloudových API (softvérových sprostredkovateľov medzi aplikáciami) pre kvalitné riešenie týchto úloh. Rozpoznaniu tváre sa okrem IT gigantov ako Microsoft a Google venujú aj špecializované spoločnosti, vrátane ruských. Ich produkty sa rýchlo vyvíjajú a poskytujú ešte vzrušujúcejšie funkcie, ako je identifikácia tvárí a siluet v davoch.

Je oveľa ťažšie trénovať neurónovú sieť od začiatku. Potrebujeme veľký a kvalitný súbor prvotných údajov, teda desiatky a stovky tisíc (alebo aj viac!) fotografií ľudí. Okrem toho budú potrebné značné výpočtové zdroje a znalosti AI a strojového učenia. Veľké firmy majú všetky tieto nástroje k dispozícii, takže problém riešia oveľa lepšie.

Existuje aj prechodné riešenie – použiť napríklad už natrénovanú neurónovú sieť. Táto možnosť bude s najväčšou pravdepodobnosťou fungovať o niečo horšie ako hotová cloudová služba, ale umožní vám mať plnú kontrolu nad systémom. To si bude vyžadovať určitú úroveň porozumenia fungovaniu neurónových sietí a rámcov neurónových sietí a s najväčšou pravdepodobnosťou určité znalosti jazyka Python, ktorý si získal obľubu ako hlavný programovací jazyk medzi špecialistami Data Science.

Vďaka vynikajúcemu balíku NumPy je skutočne pohodlné vykonávať rôzne experimenty, vizualizovať dáta a vykonávať efektívne maticové výpočty. Toto nie je najlepší jazyk pre priemyselný vývoj, keďže neobsahuje efektívne nástroje na vytváranie veľkých bezpečných softvérových systémov, no v oblasti trénovania hlbokých neurónových sietí k nemu zatiaľ neexistujú žiadne alternatívy.

Ako funguje rozpoznávanie tváre v biznise

Dopyt po rozpoznávaní tváre vo fintech, maloobchode a iných typoch podnikania priamo súvisí so zvýšenou dostupnosťou technológií. Mechanika je jednoduchá: všetky podniky a všetky organizácie majú CCTV kamery, ktoré sa používajú ako nástroje na zber údajov a následnú analýzu. Vo svete sledovacie systémy natáčajú mesačne terabajty videa vo Full HD, to znamená, že informácií na spracovanie je naozaj veľa.

Požadovaný softvér na analýzu údajov môže výrobca „nahrať“do zariadenia. Palubné kamery na analýzu videa sú zvyčajne dosť drahé.

Alternatívnou možnosťou je analytika v cloude, teda vzdialené dátové centrum, ktoré sa pripája k akejkoľvek lacnej kamere. Je to rádovo lacnejšie a navyše poskytuje flexibilitu – riešenia môžete prispôsobiť konkrétnemu podniku.

Popularita technológie rozpoznávania tváre v rôznych oblastiach činnosti rastie. Napríklad Sberbank je jedným z lídrov, pokiaľ ide o ohlasovanie rôznych vysokoprofilových projektov na rozpoznávanie tváre a môže tvrdiť, že vás pozná z tisícky: bankomat s ním v tomto smere identifikuje klienta podľa očí, možno iba Tinkoff. V roku 2017 Sberbank získala Sberbank a investovala 25,07 % VisionLabs do technológie rozpoznávania tváre, ktorá vytvára softvér na rozpoznávanie tvárí. V roku 2018 sa finančnej inštitúcii podarilo otestovať rozpoznávanie tváre v moskovskom metre a dokonca chytiť 42 zločincov 42 zločincov bolo chytených vďaka systému rozpoznávania tvárí Sberbank, na test Rozpozná vás z tisícky: Bankomat identifikuje klienta podľa oči bankomatov s identifikáciou tváre, aby útočníci nemohli vyberať peniaze z cudzích kariet, ako aj oznamovať zber biometrických údajov (zvukový záznam hlasu,video s tvárou) klientov. V apríli tohto roku Sberbank kontroluje vývojára systémov rozpoznávania hlasu a tváre – „Centrum rečových technológií“(MDT).

Ďalšia vec je, že ohlasovať, testovať, testovať a kupovať riešenia neznamená skutočne implementovať. Čo presne sa teraz v Sberbank skutočne používa (a či sa používa), v skutočnosti môže s istotou povedať iba German Gref.

S maloobchodom je všetko transparentnejšie. V zásade sú tu tri problémy, ktoré rozpoznávanie tváre rieši.

Po prvé, krádež. Obchody prevádzkujú podvodníci a často tí istí ľudia v rovnakej sieti. Rozpoznávanie tváre vám umožňuje identifikovať „unášaných zlodejov“a iných ľudí, ktorí predtým porušili príkaz. Akonáhle votrelec vstúpi do databázy po vstupe do obchodu, zabezpečenie dostane upozornenie do messengeru alebo iným pohodlným spôsobom.

Po druhé, náročnosť práce so stálymi zákazníkmi. Jednoducho nie je dostatok údajov o nákupoch a narodeninách na prispôsobenie ponúk pre VIP a fanúšikov značky. Rozpoznávanie tváre je možné integrovať s CRM – teda softvérom, do ktorého manažéri zadávajú všetky informácie o všetkých transakciách organizácie. V prípade zlodejov a VIP funguje rozpoznávanie tváre približne rovnako: tvár sa zapíše na čiernu alebo bielu listinu a keď sa znova objaví, systém pípne osobe s prístupom. Pohlavie a vek sú určené automaticky a ďalšie informácie doplní zodpovedný pracovník.

Po tretie, maloobchodná identifikácia sa používa na cielenú reklamu. Napríklad v niektorých predajniach X5 Retail Group nainštalovaná X5 bude zahŕňať kamery počítačového videnia na rozpoznávanie výrazov tváre a veku zákazníkov. Analýzou týchto údajov systém zobrazí tovar, ktorý sa môže niekomu páčiť, na obrazovke monitora v obchodnom poschodí. Ďalšou názornou ilustráciou je prípad Lolli & Pops, veľkého obchodu s cukrovinkami v Spojených štátoch. Systém rozpoznávania tváre určuje, že Váš budúci vernostný program v obchode bude napájaný rozpoznávaním tváre bežných zákazníkov a na ich smartfóny posiela upozornenia s produktmi, ktoré by sa im mohli páčiť (s prihliadnutím na individuálne preferencie a dokonca aj na potravinové alergie).

Ďalším markantným príkladom využitia technológií v maloobchode sú predajne bez predajcov a pokladní. Napríklad Alibaba Tao Cafe Amazon Go vs Alibaba Tao Cafe: Staffless Shop Showdown je kaviareň a samoobslužný obchod nachádzajúci sa v Hangzhou. Predáva nápoje, občerstvenie, potraviny, hračky, batohy a podobne. Tao Cafe je otvorená iba pre používateľov webovej stránky Taobao.

Pri nákupe nápojov kamerový systém s podporou rozpoznávania tváre automaticky identifikuje zákazníka, pripojí sa k jeho účtu v internetovom obchode a spracuje platbu. Nakupujúci vychádzajú cez priestor vybavený viacerými senzormi, ktoré identifikujú zákazníka aj tovar. Skenovanie funguje aj vtedy, ak si človek nákup vloží do vrecka alebo tašky.

Ako sa vyvíja technológia rozpoznávania tváre

Face ID CCTV systémy skutočne ovládajú svet. V Moskve počet kamier v roku 2019 dosiahne špičkové technológie a bezpečnosť: koľko CCTV kamier sa objaví v tomto roku 174 tisíc. To neznamená, že všetky tieto zariadenia štandardne dokážu rozpoznať osobu: najčastejšie sa uvádza, že systém na rozpoznávanie hľadaných zločincov prostredníctvom kamier začne v Moskve v roku 2019 fungovať približne 160 tisíc kamier s touto funkciou. Napriek tomu kancelária moskovského primátora koncom roka 2018 oznámila zámer moskovských úradov v roku 2019, že sa chystajú vymeniť videokamery a spustiť systém rozpoznávania tváre, ktorý nahradí všetky video monitorovacie zariadenia a budúci rok vytvorí úplne inovatívny systém.

Paradoxom je, že 160-tisíc nie je až tak veľa. Najmä v porovnaní s ďalším lídrom v dopytoch vyhľadávacích nástrojov na tému rozpoznávania tváre - Čínou. Na konci roka 2017 bolo v In Your Face: Čínsky vševidiaci štát viac ako 170 miliónov CCTV kamier a počas nasledujúcich troch rokov čínska sledovacia technológia „Big Brother“nie je ani zďaleka taká všestranná, ako si vláda želá, aby ste si mysleli. pripojenie do siete je stále okolo 400 mil.

Kompetentné a správne používanie rozpoznávania tváre slúži predovšetkým na zlepšenie bezpečnosti a pohodlia. Ľudia väčšinou rýchlo získajú dôveru v technológiu, ktorá ich ušetrí v rade na futbalový zápas (úsmev do kamery - prešiel), zabráni krádežiam a chuligánom alebo im pomôže míňať menej na nákupy (vernostné programy). To všetko si samozrejme vyžaduje určitú reguláciu – preto sa prijímajú zákony o ochrane osobných údajov.

V budúcnosti je pravdepodobné, že oblasť rozpoznávania tváre vo video monitorovacích systémoch bude regulovaná podobne ako súčasná prax práce s identifikáciou tváre na internete. Ľudia, ktorí majú záujem o súkromie, jednoducho nenahrávajú na web príliš veľa – čiastočné fiasko SearchFace dokazuje, že takáto stratégia je efektívna.

Samozrejme, nemožno sa donekonečna obmedzovať len na chodenie po uliciach, kde sú na každej križovatke nainštalované kamery, ale možnosť zachovania anonymity sa vytvorí, ak k tomu bude daná požiadavka spoločnosti.