فناوری تشخیص چهره بیومتریک طی دهه گذشته با جهشی رشد کرده است و امروزه همگام شدن با همه پیشرفت‌ها دشوار می‌باشد. اگر از نحوه کارکرد تشخیص چهره تعجب می‌کنید، راهنمای جامع ما این فناوری را با جزئیات لازم توضیح می‌دهد. چگونه آیفون شما قادر است با اسکن صورت قفل درب را باز کند؟ چرا گمرک در فرودگاه هنگام ورود به کشوری صورت شما را اسکن می‌کند؟ بخوانید تا متوجه شوید.

تعریف تشخیص چهره بیومتریک

تشخیص چهره بیومتریک یک الگوریتم نرم افزاری است که برای تأیید یا شناسایی هویت فرد با پردازش یک قاب فیلم یا یک تصویر دیجیتالی که چهره فرد در آن قابل مشاهده است، استفاده می‌شود. چندین روش مختلف وجود دارند که فناوری‌های تشخیص چهره با آن کار می‌کنن، اما آن‌ها به طور کلی ویژگی‌های صورت را در یک تصویر با چهره‌های موجود در یک پایگاه داده مقایسه می‌کنند.

تشخیص چهره کاربردهای کاربردی زیادی دارد. به عنوان مثال، افسران پلیس می‌توانند از چنین فناوری برای شناسایی افرادی که آن‌ها را ترجیح می‌دهند استفاده کنند. پیش از این، نرم افزار تشخیص چهره فقط به عنوان یک برنامه رایانه ای قابل استفاده بود.

گرچه امروزه می‌توان از آن در دستگاه‌های همراه و سایر انواع فن آوری‌هایی مانند رباتیک نیز استفاده کرد. این راه‌های جدیدی را برای استفاده از تشخیص چهره باز می‌کند. این روش اخیراً به عنوان ابزاری برای بازاریابی و شناسایی تجاری کاملاً محبوب شده است. برخی از برنامه‌های دیگر شامل نمایه سازی خودکار تصویر، نظارت تصویری، تعاملات انسان و کامپیوتر و موارد دیگر هستند.

تاریخچه کوتاه از تشخیص چهره بیومتریک

اولین بار تشخیص چهره در سال ۱۹۶۴ توسط وودی بلدسو، همراه با چارلز بیسون و هلن چان ولف آغاز شد. از آنجا که پروژه آن‌ها توسط یک آژانس اطلاعاتی ناشناس بودجه تأمین می‌شد، اکثر تحقیقات و کارهای این سه نفر هرگز علنی نشدند.

با این حال، بعداً مشخص شد که کارهای اولیه آن‌ها شامل نقشه برداری دستی از ویژگی‌های صورت و سپس چرخش ریاضی آن‌ها با کامپیوتر بود. در دهه ۱۹۷ ، دقت تشخیص چهره تا ضخامت لب، رنگ مو و ۱۹ بازار شناسایی خاص دیگر بیشتر در نظر گرفته می‌شد.

از دهه ۸۰ و ۱۹۹۰ میلادی، جبر خطی برای استفاده در فناوری تشخیص چهره بیومتریک استفاده شد. یک دهه بعد، انستیتوی ملی استاندارد و فناوری و آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی، برای ایجاد یک پایگاه داده تصاویر چهره با یکدیگر هماهنگ شدند. در سال ۲۰۰۶، چالش بزرگ تشخیص چهره راه اندازی شد. FRGC الگوریتم‌های مدرن تشخیص چهره را بررسی و ارزیابی کرد و دریافت که آن‌ها طی دهه گذشته ۱۰۰ برابر دقیق تر شده‌اند.

از سال ۲۰۱۰ تا به امروز، ما بیشتر در زندگی روزمره با شناسایی چهره روبرو می‌شویم. به عنوان مثال، الگوریتم فیس بوک برای برچسب گذاری چهره، قابلیت‌های جدید آیفون برای باز کردن قفل از طریق FaceID و اسکن چهره در کنسرت‌ها، استادیوم‌ها، فرودگاه‌ها و موارد دیگر وجود دارند.

نمونه‌هایی از سیستم‌ها و فنآوری‌های تشخیص چهره بیومتریک

این سه شرکت شناخته شده در صنعت تشخیص چهره هستند:

FaceNet

این شبکه عصبی مصنوعی در سال ۲۰۱۵ توسط محققان گوگل منتشر شده است که از دقت بسیار بالایی برابر با ۹۹.۶۳ درصد برخوردار می‌باشد. این مورد در Google Photos  برای برچسب گذاری خودکار عکس‌هایی که چهره یک شخص در آن‌ها شناسایی می‌شود، استفاده خواهد شد. FaceNet از مجموعه داده‌های Labeled Faces in the Wild  استفاده می‌کند که یک معیار عمومی برای تأیید صورت است.

FaceApp

در اواسط سال ۲۰۱۹، دیوانگی FaceApp جهان را فرا گرفت. این یک برنامه ای است که تشخیص چهره را برای اهداف سرگرمی خالص انجام می‌دهد. کاربران می‌توانند یک سلفی بگیرند و ویژگی‌های صورت خود را تغییر دهند، ببینند که پیرتر، جوان تر یا حتی به عنوان جنس مخالف به نظر می‌رسند. این می‌تواند واقعاً رنگ موهای شما را تغییر دهد، برایتان رژ لب بزند، ریش بیفزاید و سایر جزئیات خاص در مورد ظاهر شما را تغییر دهد.

Face ID

این یک فناوری تشخیص چهره می‌باشد که توسط اپل طراحی و در سال ۲۰۱۷ منتشر شده است. این فناوری برای اهداف امنیتی ایجاد شده و در بیشتر مدل‌های جدید آیفون و همچنین همه مدل‌های iPad Pro معرفی شده است. کاربران می‌توانند با استفاده از دوربین جلویی دستگاه‌های سازگار را باز کنند. Face ID از مدل سازی سه بعدی چهره کاربر استفاده می‌کند، بنابراین با استفاده از ماسک یا نشان دادن عکس صاحب تلفن، نمی‌توان آن را فریب داد. نقشه‌های چاپ اولیه کاملاً عمیق هستند. بیش از ۳۰۰۰۰ متغیر، ضبط و مقایسه می‌شوند. از Face ID می‌توان به عنوان رمز احراز هویت در کل اکوسیستم اپل استفاده کرد که این به شما این امکان را می‌دهد تا خریدها را در App Store ، iTunes Store ، iBooks Store  و Apple Pay  مجاز کنید.

تشخیص چهره بیومتریک چگونه کار می‌کند؟

هر الگوریتم تشخیص چهره بیومتریک، برای ترسیم از ویژگی‌های صورت در یک فیلم ثابت یا عکس استفاده می‌کند. سپس این اطلاعات با پایگاه داده‌ای از چهره‌ها مقایسه می‌شوند. چهار مرحله کلی در این فرآیند وجود دارند که در ادامه توضیح خواهیم داد:

مرحله ۱: شناسایی چهره

اول، یک دوربین چهره انسان را تشخیص می‌دهد، حال در یک جمعیت یا به تنهایی باشید. وقتی فرد مستقیم به دوربین نگاه می‌کند به راحتی تشخیص داده می‌شود. با این حال، پیشرفت‌های فن آوری مدرن باعث می‌شوند که اگر صورت فرد کمی زاویه داشته باشد، نرم افزار تشخیص چهره همچنان کار کند.

مرحله ۲: تجزیه و تحلیل چهره

پس از شناسایی، یک عکس چهره را ضبط می‌کند و سپس تجزیه و تحلیل می‌شود. اکثر فناوری‌های تشخیص چهره به جای استفاده از ۳D ، از تصاویر دو بعدی استفاده می‌کنند. این به این دلیل است که عکس‌های دو بعدی با عکس‌های عمومی یا تصاویر موجود در یک پایگاه داده، به راحتی ارتباط دارند (این‌ها نیز به طور معمول ۲ بعدی هستند).

در طول تجزیه و تحلیل، صورت به نشانه‌های مشخصی قابل تفکیک خواهد بود که ما می‌توانیم این نقاط را گره بنامیم. صورت انسان دارای هشت نقطه گره ای است. فناوری تشخیص چهره هر یک از این نقاط را تجزیه و تحلیل می‌کند، به عنوان مثال، فاصله بین ابروهای شما.

مرحله ۳: تبدیل تصویر به داده‌ها

پس از تجزیه و تحلیل، هر نقطه گره به یک شماره در پایگاه داده برنامه تبدیل می‌شود. کل کد عددی به عنوان چاپ صورت نامیده خواهد شد. درست مثل این که همه افراد دارای اثر انگشت منحصر به فردی هستند، همه افراد نیز دارای یک اثر چاپی منحصر به فردی می‌باشند.

مرحله ۴: تطبیق بالا

مرحله آخر روند یافتن تطبیق است. چاپ چهره شما با پایگاه داده ای از سایر کدهای صورت مقایسه می‌شود. تعداد چهره‌هایی که مقایسه شده، بستگی به پایگاه داده و تعداد پایگاه داده‌های نرم افزار دارند. به عنوان مثال، FBA  با داشتن ۶۴۱ میلیون عکس در سراسر پایگاه داده، به ۲۱ پایگاه داده ایالتی دسترسی دارد. سپس فناوری تشخیص چهره مطابقت دقیق ویژگی‌های صورت شما را مشخص می‌کند، با یافتن سایر اطلاعات مرتبطی مانند آدرس و نام، کاربر را برمی‌گرداند.

الگوریتم‌های تشخیص چهره

تعدادی روش وجود دارند که برای سهولت و دقت بیشتر در شناسایی چهره صورت گرفته‌اند. یکی از این‌ها gradient  است که در اصل، این تصویر جایگزین شده با نسخه ای می‌شود که بر جزئیات مربوط به تشخیص چهره تأکید دارد.

در این حالت، هر پیکسل با نمایش نور نسبتاً ناسبی جایگزین می‌شوند، به این معنی که نشان می‌دهد روشنایی پیکسل با پیکسل‌های اطراف چگونه مقایسه خواهد شد. این اندازه گیری نسبی، شناسایی چهره یکسان را در طول چندین شکل از روشنایی آسان تر می‌کند. رویکرد دیگر فرافکنی است. این زمانی بوده که یک عکس دو بعدی روی یک مدل سه بعدی قرار می‌گیرد.

هنگامی که صورت به دور یک مدل سه بعدی پیچیده می‌شود، ویژگی‌های متمایز مشخص می‌کنند که یافتن آن‌ها در یک تصویر ثابت و مسطحی دشوارتر است. تجسم به شما این امکان را می‌دهد تا بر مشکلات موجود در تشخیص چهره دو بعدی غلبه کنید. برای دستیابی به دقت بسیار زیاد، با استفاده از این فناوری نیازی به تصویری ندارید که در شرایط ایده آل گرفته شده باشد.

کاربرد تشخیص چهره بیومتریک

تشخیص چهره در بسیاری از مناطق قابل استفاده است که قبلاً به برخی از آن‌ها اشاره شد. این فقط لازم نیست که برای اهداف امنیتی استفاده شود، اگرچه این یکی از دلایل اصلی آن می‌باشد. برخی از برنامه‌ها عبارتند از:

  • احراز هویت مالک دستگاه تلفن همراه
  • امنیت مدرسه
  • گمرک هواپیمایی
  • برنامه‌های سرگرم کننده
  • علم پزشکی قانونی
  • شناختن دزد مغازه‌ها

تهدیدها و نگرانی‌های تشخیص چهره بیومتریک

حتی اگر تشخیص چهره به بسیاری از صنایع کمک کرده است تا امنیت خود را افزایش دهند، اما فناوری نگرانی‌های زیادی را برای بسیاری از افراد ایجاد کرده است. این امر، همراه با این واقعیت که بازار نظارت به طور چشمگیری در حال رشد می‌باشد و سیستم‌های تشخیص چهره را تقریباً در هر جنبه از زندگی می‌توان یافت، تعداد قابل توجهی از افراد را مخالف این نوع فناوری کرده است. بیایید نگاهی به برخی از نگرانی‌های اصلی در مورد نرم افزار شناسایی چهره بیومتریک بیندازیم:

۱- حریم خصوصی

فناوری تشخیص چهره در حال شتاب گرفتن است، اما همزمان قوانین جدید دقیق و جدی درباره حریم خصوصی در حال وضع می‌باشند. به عنوان مثال، آیین نامه عمومی حفاظت از داده‌های اتحادیه اروپا، پروژه‌های جدیدتر تجاری را محدود می‌کند. آنیتا باپات، یک شریک حفظ حریم خصوصی در شرکت حقوقی Kemp Little ، گفته است که گرفتن ویژگی‌های صورت شخصی، شبیه جمع آوری اطلاعات شخصی او می‌باشد. بنابراین، به سازمان‌هایی که مایل به استفاده از فناوری تشخیص چهره هستند، باید رضایت صریح افراد داده شود و حتی در این صورت، می‌توان رضایت را پس گرفت.

۲- سوء استفاده از داده‌ها

این نگرانی وجود دارد که شرکت‌ها از داده‌هایی که با شناسایی چهره جمع آوری می‌کنند سوء استفاده نمایند و حتی اگر شرکتی بهترین اهداف را داشته باشد نیز همیشه ممکن است در صورت نقض داده، از داده‌ها سوء استفاده شود.

۳- خطاها در شناسایی

فناوری تشخیص چهره در ۱۰۰ درصد مواقع دقیق نیست. هنگام شناسایی زنان و افراد رنگین پوست، تعصب بالاتری وجود دارد، به ویژه هنگامی که از الگوریتمی منسوخ استفاده می‌شود. از آنجا که تشخیص چهره اغلب توسط مجریان قانون مورد استفاده قرار می‌گیرد، اشتباهات در شناسایی، می‌توانند منجر به مجازات کاذبی شوند.

چگونه از خود در برابر شناسایی مجدد چهره محافظت کنیم؟

روش‌های مختلفی وجود دارند که می‌توانید ظاهر خود را پوشانده تا از شناسایی نرم افزار تشخیص چهره جلوگیری کنید. برخی از این روش‌ها عبارتند از:

  • آرایش و حالت دادن به موها به طور استراتژیک: با انجام این اقدامات به روشی خاص، در واقع می‌توانید توانایی سیستم تشخیص چهره را در تجزیه و تحلیل ویژگی‌های صورت خود تضعیف کنید. اولین دلیل اصلی این است که می‌توانید قسمت‌های قابل توجهی از صورت خود را مسدود نمایید. اگر آن‌ها متوجه نشوند که صورت بوده، ممکن است سیستم حتی اسکن شما را تشخیص ندهد. سیستم‌های تشخیص چهره بیومتریک، تا حدی به تجزیه و تحلیل نحوه برخورد نور با صورت شما بستگی دارند. به عنوان مثال، تقریباً همیشه گونه‌های شما از حفره‌های چشم شما روشن ترند. اما با آرایش می‌توانید ویژگی‌های صورت شما برجسته شده و سایه‌ها را تغییر دهید. همچنین می‌توانید از آرایش و مدل‌های مو برای پوشاندن خال‌ها، جای زخم‌ها و علائم دیگری که می‌توانند برای شناسایی شما استفاده شده، بهره مند شوید.
  • جلوگیری از شکل لب‌ها: فناوری تشخیص چهره بیومتریک بیشتر از سایر ویژگی‌ها به تجزیه و تحلیل لب افراد می‌پردازد. رشد سبیل به قدری که لب بالایی شما را بپوشاند، می‌تواند احتمال شناسایی را کاهش دهد. اگر نمی‌توانید سبیلی برای خود ایجاد کنید، سعی نمایید با استفاده از کمی کانسیلر شکل لب‌های خود را تغییر داده و یا ماسک صورت خود را تغییر دهید.
  • پوشیدن کلاه لبه دار: اگر هنگام پوشیدن کلاه بیس بال با سر پایین راه بروید، صورت شما کاملاً از دوربین‌های نصب شده روی سقف مسدود خواهد شد. ما همچنین توصیه می‌کنیم بالای گوش خود را در کنار کلاه خود قرار دهید.
  • مسدود کردن یک یا هر دو چشم: سیستم‌های تشخیص چهره بیومتریک، موقعیت، شکل، اندازه، رنگ و فاصله بین چشم شما را تجزیه و تحلیل می‌کنند. با استفاده از عینک آفتابی بازتابنده، می‌توانید توانایی سیستم را در دیدن اطراف چشم خود تداخل دهید.

این نکات همه برای زمان بیرون و خارج بودن شما اعمال می‌شوند. اما در مورد فناوری تشخیص چهره رسانه‌های اجتماعی چه می‌توان کرد؟ اگر حساب فیس بوک دارید، وارد تنظیمات حساب خود شوید و از سیستم تشخیص چهره آن‌ها انصراف دهید. + Google همچنین دارای یک سیستم مشابهی است که می‌تواند خاموش و روشن شود. برخلاف فیس بوک، برای استفاده از آن باید در حساب خود شرکت کنید.

محدودیت‌های تشخیص چهره بیومتریک

فقط در طی چند سال، قابلیت‌ها و دقت فناوری‌های تشخیص چهره به طرز چشمگیری افزایش یافته‌اند. با این حال، هنوز محدودیت‌هایی وجود دارند، به ویژه هنگامی ‌که افراد نکات ذکر شده در بالا را اجرا می‌کنند.

در شرایط ایده آل، یک سیستم تشخیص چهره می‌تواند ۹۹.۹۷ درصد دقت داشته باشد. با این حال، در دنیای واقعی، عکس‌های ایده آل به ندرت حاصل می‌شوند. نور و موقعیت باید اجازه دهد که ویژگی‌های صورت سوژه از حالت مبهم و واضحی برخوردار باشد. پیری همچنین می‌تواند میزان خطا را افزایش دهد. هرچه چهره سوژه به مرور پیر شود، سیستم کمتر با آن عکس خود از یک پایگاه داده مطابقت می‌دهد.

مسئله دیگر تنوع گسترده در دقت بین فروشندگان است. برخی از فروشندگان الگوریتم‌هایی ایجاد کرده‌اند که نتایج بسیار دقیقی را ارائه می‌دهند. با این حال، متوسط ​​ارائه دهنده بازار چندان دقیق نیست. نرم افزار تشخیص چهره هنوز با کالایی شدن فاصله زیادی دارد.

آینده تشخیص چهره بیومتریک

آینده تشخیص چهره بیومتریک بسیار باورنکردنی است. حتی اگر هنوز هم از نظر دقت و صحت مشکلاتی وجود داشته باشد، اما ما هنوز هم نسبت به ۵ تا ۱۰ سال پیش خود، دارای جهش و پیشرفت چشمگیری هستیم. این صنعت به رشد خود ادامه می‌دهد و طی چند سال آینده زمینه را برای پتانسیل درآمد گسترده فراهم می‌کند.

صنایع عمده ای که به شدت تحت تأثیر این فناوری قرار خواهند گرفت شامل نظارت و امنیت هستند. با این حال، مدارس، دانشگاه‌ها و بیمارستان‌ها بسیار عقب خواهند بود. بعضی از کشورها از نظر فناوری پیاده سازی شده بیش از کشورهای دیگر از منحنی جلوتر می‌باشند. به عنوان مثال، در هند برای جلوگیری از تقلب در دستگاه خودپرداز از فناوری تشخیص چهره استفاده می‌شود

ایالات متحده برای شناسایی و ثبت بازدید کنندگان، از شناسایی چهره برای امنیت فرودگاه استفاده کرده است. در ایالات متحده، چندین ایالت نیز وجود دارند که اجرای قانون را قادر می‌سازند تا جستجوهای شناسایی چهره را انجام داده و عکس‌های افراد را با شناسه‌ها و گواهینامه‌های رانندگی شان مطابقت دهد.

منبع: recfaces.com

 

علاوه بر خرید و نصب قفل‌های درب الکترونیکی با کیفیت، شرکت نوآوران هوشمند بهترین گارانتی خدمات مشتری را ارائه می‌دهد.