Просто о сложном: технология распознавания лиц. Часть 1

Технологию распознавания лиц используют для обеспечения безопасности людей в общественных местах, организации пограничного контроля, а некоторые из нас сталкиваются с ней ежедневно (функция Face ID в IPhone).

В этом материале мы рассмотрим и объясним простыми словами пять самых популярных терминов, связанных с технологией распознавания лиц.

Электронный паспорт

На 2019 год зарегистрировано более одного миллиарда биометрических паспортов. В отличие от обычных документов, в этих паспортах вся информация о владельце — имя, фотография, дата рождения, номер паспорта и другие данные — хранится на специальном бесконтактном чипе в электронном виде. Именно благодаря наличию микропроцессора такой паспорт называется электронным или ePassport.

Технология не только повышает уровень безопасности в пограничных зонах, но и упрощает прохождение контроля: в автоматических воротах установлен считыватель, который передает сотрудникам ваши данные, фото и информацию о документе. Сотрудники службы безопасности в считанные секунды проверяют подлинность паспорта и то, являетесь ли вы его законным владельцем.

Все данные биометрического паспорта предоставляются в стандартизированном формате, определенном Международной организацией гражданской авиации (International Civil Aviation Organization, ICAO). Общепринятая спецификация ICAO 9303 не определяет точный размер для фотографии лица, но описывает объем файла — от 15 до 20 Кбайт.

Автоматизированный пограничный контроль (АПК) с распознаванием лиц

Мы уже писали, что биометрический паспорт удобен в том числе и для прохождения пограничного контроля. Но как работает сам АПК с распознаванием лиц?

Считыватель в воротах автоматизированного пограничного контроля захватывает изображение вашего лица, сканирует, а затем сравнивает с фотографией в паспорте, хранящейся на чипе. Так любые физические дефекты на странице паспорта, например царапины или выцветание бумаги, не помешают системе распознать вашу личность. Кроме того, после автоматического анализа сотрудники службы безопасности могут удостовериться в том, что документ не был изменен или оформлен мошенниками на пустом бланке.

Системы распознавания лиц

Системы распознавания лиц используются для электронной идентификации людей. Чем больше расстояние от объекта до сканера, тем более продвинутое решение нужно для точного результата. Если камера находится далеко, системе придется искать лица людей, отделять их от толпы, наклонять, растягивать и искажать изображения, чтобы выделить черты лица и выровнять их для точного измерения.

Современные системы с технологией распознавания лиц работают с большого расстояния и даже в толпе могут быстро вычислить нужного человека.

Отпечаток лица вместо фотографии

Отпечаток лица, в отличие от простой фотографии, обеспечивает большую безопасность и конфиденциальность, поскольку отображает черты лица человека в виде математической модели. Подделать цифровой образ практически невозможно.

Из захваченной фотографии система распознавания лиц генерирует уникальный отпечаток лица в виде оцифрованного набора данных: расстояние между глазами, длина линии подбородка, ширина носа и т. д. Система проверяет от 75 до 85 точек на лице, чтобы построить отпечаток или «паттерн», который используется для поиска совпадений в базе биометрических данных.

Биометрическая система распознавания работает в двух режимах:

1. Верификация — определение соответствия документа и человека. На пограничном контроле вы предъявляете свой паспорт, а система сравнивает изображение в документе с вашим лицом и выясняет, ваш ли этот документ. Система проверяет только один биометрический профиль, поэтому проверка называется «один к одному» или соответствие 1:1.
2. Идентификация — определение личности человека. Система сравнивает ваше лицо со всеми изображениями в базе данных и находит совпадения, чтобы выявить вашу личность, поэтому проверка называется "один ко многим" или соответствие 1:N.

Точность распознавания лиц

Могут ли системы с технологией распознавания лиц быть неточными?

Система распознавания лиц, как и любая технология, имеет погрешности. Сложность заключается в преобразовании биологических характеристик (отпечатков пальцев, черт лица) в цифровые данные (математическую модель), на этом этапе даже самое минимальное движение человека может привести к неверным расчетам.

Точность работы системы измеряется скоростью распознавания (RR, Recognition Rate) — это общее количество правильно идентифицированных изображений лиц людей, поделенное на общее количество тестовых изображений. Например, 9 лиц из 10 распознаются вашей системой — ваш RR равен 90%.

Точность системы связана с алгоритмом. Он обнаруживает лицо и сравнивает его с определённым набором данных, который содержит множество изображений одного и того же человека или большое количество изображений разных людей. Производительность алгоритма связана с количеством данных, задействованных при обучении, для получения точных результатов вы должны обучать алгоритм на тысячах разных изображений.

В следующей части статьи мы объясним еще пять популярных терминов, использующихся в технологии распознавания лиц.