Как камеры распознают лица? Принцип работы системы распознавания лиц

Facial Recognition Technology (FRT) – система распознавания лица, которая базируется на локализации определенного человека на видео или фотографии. Система распознавания лица выделяет лицо человека и в дальнейшем идентифицирует его на основе имеющихся данных, которые содержатся в информационной базе.

Такой вид системы способен решать весьма широкий круг задач, именно поэтому к ней так часто проявляют интерес государственные органы и частные фирмы.

Что представляет собой система FRT и как она функционирует? По сути, распознавание – программное решение, основанное на анализе биометрических данных контура лица человека. FRT система способна практически точно идентифицировать любого человека за счет анализа образа человека и сравнения с похожими фотографиями в базе данных. Но не все так просто.

Основной недостаток данного вида систем – необходимость получения высококачественного изображения: при неудачном ракурсе съемки или плохом освещении выполнить идентификацию иногда не представляется возможным.

Алгоритм работы распознавания лиц строится на нескольких базовых методах. Основной – эмпирический подход, был создан в эпоху зарождения компьютерных технологий. Базируется на выделении объекта из общего фона и исследовании его с целью выявления закономерных взаимосвязей.

Также широкой популярностью пользуется метод на основе инвариантных данных определения характеристики изображения. Его суть – выявление характерных особенностей формы лица, границ отдельных частей, установление контрастности и затем соединение воедино всех этих параметров для верификации личности.

Еще один метод – распознавание характеристики лица с помощью определенных шаблонов, заложенных разработчиками в нейронную сеть. Изображение посегментно сравнивается с существующими стандартными шаблонами, причем в данном случае осуществлять сравнение можно с разных ракурсов в любом масштабном измерении.

Все современные методики базируются на сравнительной системе в различных базах данных, которые содержат фотографии. В работе система по распознаванию лиц исследует изображения фрагментарно по целому ряду классификаторов, что позволяет точно определить личность человека на фотографии.

Этапы работы камеры в распознавании лиц выглядят следующим образом:

1. Обнаружение лица – камера фиксирует лицо человека вне зависимости от его нахождения отдельно или в толпе. Современные технологии позволяют распознать человека, даже если он не смотрит в камеру, но находится в допустимых пределах поворота головы.

2. Анализ. Для проведения анализа потребуются фотографии лица, причем большинство систем не работают с объемными 3D моделями, а используют 2D формат. Это обуславливается тем, что в большинстве баз данных фотографии представлены в 2D формате, с которыми и происходит сравнение. Объемные изображения формата 3D используются довольно редко, в основном в целях безопасности. Лицо каждого человека анализируется примерно по 80 отдельным ключевым точкам, существуют также и другие ориентиры, в том числе форма скул, расстояние между глазами или высота лба.

3. Цифровизация изображения – после предварительного этапа анализа система составляет определенный цифровой код лица Face Print. Такой цифровой набор для каждого человека уникален.

4. Поиск совпадений. Полученный системой цифровой код человека сравнивается с имеющимися в доступе базами данных, где представлены фотографии с цифровыми идентификаторами.

Система ищет фото между зафиксированными данными и имеющимся в базе данных образцами. В результате такого рода поиска увеличивается возможность получения дополнительной информации о человеке.

Следует отметить, что в современных реалиях окружающего мира принципы распознавания лиц активно распространились во многих сферах деятельности

Сферы применения системы распознавания лиц:

— Вход пользователя в определенное приложение. Некоторые разработчики приложений считают, что обычный пароль не в состоянии предоставить надежную защиту при входе в приложение, тем более существует угроза хакерского взлома и использования персональных данных пользователя. Наиболее технологичный вариант – использование системы защиты по распознаванию лиц. Именно поэтому многие разработчики при создании своих приложений предлагают воспользоваться верификацией по селфи-фото.

— Использование правоохранительными органами и службой безопасности. Например, в Великобритании для поиска пропавших без вести было решено внедрить систему распознавания лиц. На территории страны с разрешения правоохранительных органов функционируют уже свыше 1000 «умных» камер, которые ведут сравнительный анализ с базой данных пропавших людей.

— Безопасность в учебных заведениях. Распознавание лиц постепенно начинает внедряться и в систему образования. Многие американские школы тестируют технологию распознавания лиц для выявления опасных личностей. В Швеции систему FRT используют для контроля учащихся на уроках, а Австралия применяет систему NeoFace, разработанную компанией NEC.

— Безопасность на стадионах. Проблемы с футбольными фанатами отмечены во многих странах мира. Например, компания Panasonic решила встраивать в обычные камеры специальное программное обеспечение, которое позволит идентифицировать фанатов, внесенных в черный список.

— Безопасность в аэропортах. Большинство мировых авиакомпаний ввели идентификацию пассажиров по прилету и отлету из аэропорта. Алгоритм работы – сканирование лица пассажира и дальнейший пропуск в самолет. Это обязательная процедура, такой вид пропуска также дает возможность не иметь при себе бумажный распечатанный билет, так как данные о передвижениях пассажира, прошедшего своеобразный «фейс-контроль» занесены в электронную базу.

— Безопасность в аптеках приурочена для борьбы с наркозависимыми людьми и предупреждению возможности употребления со стороны фармацевтов. Пионером в этой области стал город Шанхай, где с января 2020 года первые системы распознавания лиц были поставлены в аптеки.

— Фейс-контроль в торговой сфере и местах развлечения для своевременного выявления опасных посетителей.

— При проведении онлайн-платежей в мобильных системах защиты

— При прохождении верификации банковской карты.

Приведенные выше сферы применения технологии распознавания лиц в основном касаются сферы безопасности в любой отрасли деятельности, однако возникает вопрос, возможно ли эффективно управлять системой распознавания лиц в бизнесе?

На данный момент сфера ритейла для привлечения внимания своих покупателей использует мощнейшие передовые технологии, в частности довольно часто прибегают к системе FRT, которая выводит на новый уровень систему продаж, помогает распознавать не только лица будущих покупателей, но и угадывать их возраст и даже настроение!

Компания Addreality разработала новинку для ритейлеров – рекламный плеер Addreality box. Данное устройство оснащено искусственным интеллектом и встроенной камерой, что позволяет ему эффективно использовать технологию Facial Recognition Technology и точно определять целевую аудиторию, подбирать необходимый вид контента для определенной группы потребителей.

Мощный процессор данного устройства позволяет быстро обрабатывать видеоаналитические данные, при помощи технологии P2P и доступу в интернет есть возможность мгновенной синхронизации данных с личным кабинетом пользователя. Корпус рекламного плеера Addrealityboxизготовлен из прочного abs-пластика, оснащен камерой с жёстким креплением к устройству. Инновационный Addrealityboxимеет сверхнизкое потребление электроэнергии и может подключаться обычным USB-разъемом для ТВ.

Благодаря технологичным преимуществам рекламного плеера функционального Addreality box у ритейлеров появляется прямая возможность определить точного покупателя на свою группу товара и существенно снизить издержки, затрачиваемые на другие виды рекламы.

Система распознавания лиц в магазинах, торговых центрах выполняет широкий ряд функций:

— Определение «типичного» клиента и распознавание его данных

— Установление в магазине «горячих» точек следования потребителей

— Интеграция с цифровыми экранами и показ рекламы определенным категориям посетителей

— Идентификация воров

— Определение возраста несовершеннолетних при покупке определенного вида товара

Например, в случае, если магазин посещает подозрительное лицо, предположительно вор, система распознавания лиц сообщает в службу безопасности о нахождении потенциального подозрительного объекта. Идентификация лица в базе распознавания происходит в течение 10 секунд.

В случае ориентации на определенного покупателя, система распознавания лиц помогает лучше узнать своего VIP-клиента и предложить подходящий именно ему специальный товар. Также в крупных магазинах или торговых точках система FRT полностью анализирует маршрут движения потребителя, так называемые «горячие» точки следования – выбор определенных полок с товарами, посещение определенных мест.

Согласно многочисленным исследованиям ритейлеры за рубежом уже давно и устойчиво перешли на системы распознавания лиц или видеоаналитику. Плюсом систем видеоаналитики является также сегментация конкретного вида рекламы для покупателей. Например, потребитель подошел к цифровому стенду, а камера уже считывает его данные – пол, возраст, эмоции, и на экран выводится определенная реклама товара. Данный вид взаимодействия позволяет владельцам бизнеса получить дополнительные рекламные места, осуществлять показ рекламы и платить только за «свою» категорию потребителей.

Компания Addreality существует на рынке с 2011 года, занимается разработкой программного обеспечения для централизованного взаимодействия на любых видов дисплеев (Digital Signane). Благодаря эффективным алгоритмам, разработанным Addreality, которые внедряются в систему распознавания лиц, потребители могут быть проанализированы по 18 метрикам даже при полном отсутствии интернета на локальном устройстве. Система видеоаналитики работает на алгоритмах AI, что означает идентификацию посетителей по гендерным признакам в 99%. Из анализа исключены сотрудники торгового центра и сторонние изображения на мониторах в торговых центрах.

Что касается конфиденциальности, то все приборы Addreality соответствуют требованиям к безопасности данных и конфиденциальности информации (152ФЗ, GDPR и CCPA). Это значит, что персональная информация о человеке не хранится на устройствах, а личные фото и видео никуда не отправляются.