این روزها به واسطه پیشرفت فناوری، نام فناوری شناسایی چهره به روش بیومتریک را بسیار شنیده‌‌اید اما شاید کمتر کسی اطلاعاتی در مورد سرویس تشخیص چهره و کاربردهای آن داشته باشد. در این مقاله، ما سعی می‌کنیم بفهمیم که:
- تشخیص چهره چیست؟
- سیستم تشخیص هویت چگونه کار می‌کند؟
- فناوری شناسایی چهره چه کاربردهایی دارد؟
تشخیص چهره چیست و چگونه انجام می‌شود؟
سیستم تشخیص چهره بیومتریک در حال حاضر یکی از متداول‌ترین راه‌حل‌های شناسایی برای تأیید هویت آنلاین است و قادر به شناسایی یا تأیید یک موضوع از طریق تصویر، فیلم یا هر عنصر سمعی و بصری از چهره او است. به طور کلی، این شناسه برای دسترسی به یک برنامه، سیستم یا سرویس استفاده می‌شود و یک روش شناسایی است که با استفاده از اندازه بدن، در این مورد صورت و سر، هویت فرد را از طریق الگوی صورت و داده‌ها تأیید می‌کند. این فناوری مجموعه‌ای از داده‌های بیومتریک منحصر به فرد را در ارتباط با چهره و حالت چهره جمع‌آوری می‌کند تا شخص را شناسایی، تأیید و/یا احراز هویت کند.
شما برای تشخیص چهره از طریق فناوری شناسایی چهره به وسیله‌ای که دارای فناوری عکاسی دیجیتالی باشد، نیاز دارید تا تصاویر و داده‌های لازم برای ایجاد و ثبت الگوی صورت فرد مورد نیاز را ایجاد و به دست آورید. برخلاف سایر راه‌حل‌های شناسایی مانند گذرواژه‌ها، تأیید ایمیل، عکس‌های سلفی یا تصاویر یا شناسایی اثر انگشت، تشخیص چهره بیومتریک از الگوهای ریاضی و پویای منحصر به فرد استفاده می‌کند که این سیستم را به یکی از ایمن‌ترین و مؤثرترین الگوها تبدیل می‌کند.
هدف استفاده از سیستم تشخیص هویت، پیدا کردن یک سری داده‌های چهره در مجموعه‌ای از تصاویر از تصویر دریافتی است اما مشکل بزرگ این است که اطمینان حاصل کنید که این فرایند در زمان واقعی انجام می‌شود، چیزی که در دسترس همه ارائه‌دهندگان نرم‌افزار تشخیص چهره بیومتریک نیست.
فرآیند تشخیص چهره بسته به زمان انجام آن می‌تواند به دو صورت انجام شود:
- دستگاهی که در آن، برای اولین بار، یک سیستم تشخیص چهره با یک چهره تماس می‌گیرد تا آن را ثبت کرده و با هویت مرتبط کند، به گونه‌ای که در سیستم ثبت شود. این فرآیند به عنوان پردازش دیجیتال با تشخیص چهره نیز شناخته می‌شود
- نسخه‌ای که در آن کاربر قبل از ثبت نام احراز هویت شده است. در این فرایند، داده‌های ورودی از دوربین با داده‌های موجود در پایگاه داده تلاقی می‌شود. اگر صورت با هویت قبلاً ثبت شده مطابقت داشته باشد، کاربر با اعتبار خود به سیستم دسترسی پیدا می‌کند.
تشخیص چهره چگونه کار می‌کند؟
در سیستم تشخیص چهره، قبل از اینکه الگوریتم بتواند چهره‌ها را مقایسه کند، ما باید تصاویر صورت را به داده‌هایی که الگوریتم می‌تواند درک کند، تبدیل کنیم. برای انجام این کار، سیستم اندازه‌گیری‌ها را بر اساس ویژگی‌های صورت و نشانه‌ها محاسبه می‌کند.
در اصل، با ایجاد جاسازی چهره، شما یک تصویر چهره را به داده‌های عددی تبدیل می‌کنید. سپس این داده‌ها به عنوان یک بردار در یک فضای معنایی نهفته نمایش داده می‌شوند. هرچه جاسازی‌ها در فضای نهفته به یکدیگر نزدیک‌تر باشند، احتمال اینکه یک شخص باشند، بیشتر است.
با این حال، دقت مدل‌هایی که از جاسازی چهره قطعی استفاده می‌کنند به وضوح تصاویر ورودی بستگی دارد. علاوه بر این، چنین مدل‌هایی اغلب تحت تنظیمات محدود آزمایش می‌شوند. در عمل، تصاویر ورودی (به عنوان مثال از ویدیوهای نظارتی) اغلب در تنظیمات بدون محدودیت یا کنترل نشده گرفته می‌شوند. ممکن است کیفیت تصویر پایین باشد یا قسمت‌هایی از صورت در تصویر پوشانده شود. در چنین مواردی، رویکردهایی که از جاسازی چهره قطعی استفاده می‌کنند در عملکرد دچار مشکل می‌شوند.
فرایند تشخیص چهره یک گام اساسی در تشخیص و قرار دادن چهره انسان در تصاویر و فیلم‌ها است. در عکس‌برداری از چهره، اطلاعات آنالوگ (یک چهره) را بر اساس ویژگی‌های صورت فرد به مجموعه‌ای از اطلاعات دیجیتالی (داده‌ها یا بردارها) تبدیل می‌کند.
سیستم‌های تشخیص چهره با گرفتن تصویر ورودی از دستگاه دوربین به صورت دو بعدی یا سه بعدی بسته به ویژگی‌های دستگاه کار می‌کنند و اطلاعات مربوط به سیگنال تصویر ورودی را در زمان واقعی در عکس یا فیلم در پایگاه داده مقایسه می‌کنند که بسیار قابل اطمینان‌تر و ایمن‌تر از اطلاعات به دست آمده در یک تصویر ایستا است. این روش تشخیص چهره بیومتریک نیاز به اتصال به اینترنت دارد زیرا پایگاه داده نمی‌تواند در دستگاه ضبط قرار گیرد و روی سرورها میزبانی می‌شود.
در این مقایسه چهره‌ها، تصویر ورودی را بدون هیچ‌گونه خطایی به صورت ریاضی تجزیه و تحلیل می‌کند و تأیید می‌کند که داده‌های بیومتریک با شخصی که باید از سرویس استفاده کند یا درخواست دسترسی به برنامه، سیستم یا حتی ساختمان را دارد، مطابقت می‌کند.
به لطف استفاده از هوش مصنوعی (AI) و فناوری شناسایی چهره، سیستم‌های تشخیص چهره می‌توانند با بالاترین استانداردهای ایمنی و قابلیت اطمینان کار کنند و حتی به لطف ادغام این الگوریتم‌ها و تکنیک‌های محاسبه، می‌توان این فرایند را در زمان واقعی انجام داد.
امروزه این اندازه‌گیری طبیعی‌ترین اندازه‌گیری بیومتریک است و تشخیص چهره از تمرکز بر تأیید هویت استفاده می‌کند و این فناوری به عنوان مثال در موارد زیر استفاده می‌شود:
- دومین عامل احراز هویت، برای افزودن امنیت بیشتر در هر فرآیند ورود به سیستم.
- دسترسی به برنامه‌های تلفن همراه بدون رمز عبور
- دسترسی به خدمات آنلاین قبلی (برای مثال ورود به سیستم عامل‌های آنلاین).
- دسترسی به ساختمان‌ها (ادارات، رویدادها، امکانات هر نوع…).
- روش پرداخت، چه در فروشگاه‌های فیزیکی و چه در فروشگاه‌های آنلاین.
- دسترسی به دستگاه قفل شده
- ورود به خدمات گردشگری (فرودگاه‌ها، هتل‌ها …).
روش‌های تشخیص چهره عبارت‌اند از:
- Smile ID، راه حل استاندارد تشخیص چهره بیومتریک است
SmileID، برخلاف سایر راه‌حل‌های ناایمن و غیرقابل اعتماد تشخیص چهره، از الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای ارائه قابلیت اطمینان کامل استفاده می‌کند، در حالی که از بالاترین استانداردهای ایمنی و سخت‌ترین مقررات پیروی می‌کند. علاوه بر این، این یک راه حل همه کاره و جهانی است که با هر دستگاه و کانال سازگار است.
الگوی صورت همچنان معیار بیومتریک ترجیحی است و دلیل آن استقرار و پیاده‌سازی آسان این الگو است و در نهایت اینکه هیچ تعامل فیزیکی با کاربر نهایی وجود ندارد و علاوه بر این، تشخیص چهره و مراحل تطابق چهره برای احراز هویت سریع است.
- تشخیص احساسات چهره (FER)
تشخیص احساسات چهره (از تصاویر واقعی یا ایستا) فرایند نگاشتن حالات صورت برای شناسایی احساساتی مانند انزجار، شادی، عصبانیت، تعجب، ترس یا ناراحتی – یا احساسات ترکیبی مانند عصبانیت غم‌انگیز – در چهره انسان با نرم‌افزار پردازش تصویر.
همچنین سه مرحله در تشخیص یا تفسیر احساسات انسان وجود دارد:
1) تشخیص چهره
2) تشخیص حالت چهره
3) تخصیص بیان به حالت عاطفی خاص.
محبوبیت تشخیص احساسات از مناطق وسیعی از برنامه‌های کاربردی بالقوه ناشی می‌شود البته این با تشخیص چهره متفاوت است، هدف آن شناسایی یک فرد است، نه یک احساس.
تشخیص چهره چقدر دقیق است؟
ما در مورد سرویس جستجوی چهره و نحوه عملکرد آن بحث کردیم. با این حال، شاید سؤال مهم‌تر این باشد که آیا می‌توانیم به آن تکیه کنیم؟ فناوری تشخیص چهره امروز ما چقدر دقیق است؟
به احتمال زیاد هیچ پاسخ مشخصی برای این سال وجود ندارد و بسته به کاربردهای سیستم تشخیص چهره، میزان کارایی آن نیز متفاوت است. بدیهی است که دقت تشخیص چهره بسته به الگوریتم و شرایطی که ما آن را آزمایش می‌کنیم متفاوت است. دقت 99.63٪ ممکن است بسیار زیاد به نظر برسد. با این حال، سطوح دقت قابل قبول همه یک مقیاس و زمینه است. به عنوان مثال، وقتی ما به این تعداد در زمینه امنیت فرودگاه نگاه می‌کنیم، تصمیم‌گیری در مورد حاشیه خطای قابل قبول دشوار است.
فرودگاه بین‌المللی هارتسفیلد -جکسون آتلانتا روزانه بیش از 260،000 مسافر را پذیرش می‌کند. در چنین مقیاسی، اکثر مقامات امنیتی حتی 0.37 میزان خطا را نمی‌پذیرند. با این حال، محققان دائماً در حال بررسی رویکردهای جدید برای تشخیص چهره هستند. با افزایش قدرت محاسباتی، دقت تشخیص چهره نیز باید همچنان بهبود یابد.
دو وظیفه اصلی وجود دارد که مدل‌های تشخیص چهره انجام می‌دهند:
- اولین مورد وظیفه مقایسه چهره ورودی جدید با هویت شناخته شده در سرویس جستجوی چهره است. یک مثال خوب در این مورد باز کردن قفل تلفن‌های هوشمند با قابلیت تشخیص چهره است. هنگام راه‌اندازی سیستم، تلفن چهره شما را به عنوان مالک تلفن ثبت می‌کند. بنابراین، تنها وظیفه هنگام باز کردن قفل این است که چهره‌های ورودی جدید را با چهره ثبت شده خود در دستگاه مقایسه کنید.
- مورد دوم تشخیص است که وظیفه مقایسه صورت ورودی با پایگاه داده با هویت چند چهره است. این وظیفه اغلب برای سیستم‌های امنیتی و نظارتی استفاده می‌شود. یک مثال خوب تشخیص چهره در مجریان قانون است. در وب سایت INTERPOL، یک بخش پزشکی قانونی وجود دارد که توضیح می‌دهد چگونه آن‌ها از تشخیص چهره برای شناسایی افراد مورد علاقه در فرودگاه‌ها و گذرگاه‌های مرزی استفاده می‌کنند.
کاربردهای سیستم تشخیص چهره
در سال‌های اخیر نیاز به تأیید و شناسایی شخصی در امنیت اینترنت، تجارت الکترونیکی و کنترل دسترسی وجود دارد. همچنین، با توجه به اینکه تقاضا برای امنیت در بسیاری از برنامه‌ها مانند حفاظت از داده‌ها و معاملات مالی به موضوعات مرتبط تبدیل شده است، اهمیت فناوری شناسایی از طریق اطلاعات بیومتریک به سرعت در حال افزایش است اما سؤال اصلی این است که کاربردهای سیستم تشخیص چهره چیست؟
برای برنامه‌های تشخیص و تائید هویت افراد، سیستم تشخیص چهره طراحی و با معرفی یک سرویس جستجو و پیاده‌سازی هر ماژول طراحی شده و تغییرات عملکرد بر اساس گالری‌های مجازی و مجموعه‌های کاوشگر ارزیابی می‌شود و به همین دلیل کاربردهای این سیستم، گسترده و متنوع است و مثال‌های زیر تنها تعدادی از جالب‌ترین روش‌هایی است که امروزه بسیاری از مشاغل از تشخیص چهره استفاده می‌کنند:
- در زمینه بینایی رایانه‌ای، تشخیص صورت یک حوزه تحقیق و توسعه است که به دستگاه‌ها این توانایی را می‌دهد که چهره انسان‌ها را تشخیص داده و تأیید کنند. محققان در درجه اول روی ایجاد فناوری تشخیص چهره کار می‌کنند که می‌تواند مشاغل و زندگی بهتر انسان‌ها را بهبود بخشد. این راهنما برای کمک به تقویت درک شما از این فناوری، توضیح می‌دهد که تشخیص چهره چیست، چگونه کار می‌کند، کاربردهای مختلف آن و چقدر دقیق است.
- نرم‌افزار تشخیص چهره کاربردهای بی‌شماری در بازارهای مصرفی و همچنین صنایع امنیتی و نظارتی دارد.
- واقعیت افزوده (AR): بسیاری از برنامه‌های محبوب تلفن‌های هوشمند به تشخیص چهره متکی هستند. برخی از نمونه‌های معروف فیلترهای چهره در Instagram، Snapchat و LINE هستند. با قرار دادن نشانه‌های چهره کاربر، برنامه ARمی‌تواند فیلترهای تصویر را به صورت دقیق روی صورت کاربر در زمان واقعی قرار دهد.
- تصویر از طریق SnapPay: در حالی که هنوز در اکثر کشورها در دسترس نیست، تجار متعددی وجود دارند که در حال حاضر پرداخت‌های تشخیص چهره را در چین قبول می‌کنند. علاوه بر این، در 16 اکتبر 2019، SnapPayراه‌اندازی فناوری پرداخت تشخیص چهره در آمریکای شمالی را اعلام کرد.
- دروازه‌های امنیتی:یکی دیگر از کاربردهای این فناوری، درها یا درهای امنیتی است. چه از ورودی مجتمع آپارتمانی شما، چه از لابی جلوی دفتر شما، و چه حتی موانع بلیط ایستگاه قطار، از فناوری تشخیص چهره می‌توان برای اجازه یا عدم ورود استفاده کرد. در حالی که این فناوری هنوز در اکثر کشورها متداول نیست، به نظر می‌رسد بسیاری از مشاغل در چین به سرعت در حال گرم شدن با این فناوری هستند.
همان‌طور که می‌بینید، کاربردهای مفید متعددی برای تشخیص چهره وجود دارد که با افزایش دقت مدل‌ها، بیشتر و بیشتر کشورها به احتمال زیاد از فناوری شناسایی چهره در زیرساخت‌های خود استفاده خواهند کرد.
منابع:
https://www.electronicid.eu/en/blog/post/face-recognition/en
https://www.telusinternational.com/articles/what-is-facial-recognition