Каким образом работает распознавание лиц в мобильных устройствах

Каким образом работает распознавание лиц в мобильных устройствах

Зачем мы останавливаемся на разблокирование по лицевому распознаванию

В прошлые времена определение лиц стало одной из наиболее востребованных функций для открытия мобильных телефонов. Еще несколько лет ранее большинство пользователей довольствовались пин-кодами, ключами доступа или сканерами отпечатков пальцев. Но с появлением таких технологий, например Вулкан Платинум, нам вполне просто взглянуть на экран — и устройство тут же опознает своего владельца.

Что обуславливает данную возможность настолько популярной? Для начала, это удобно: не нужно помнить трудные пароли или находить нужный палец в тьме. Во-вторых, это мгновенно: современные системы идентифицируют лицо фактически за мгновение. В-третью очередь, это впечатление футуризма — как будто в кинолентах про Вулкан казино шпионов.

Впрочем за такой кажущейся легкостью таится весь универсум сложных технологий и инженерных концепций. Попробуем исследовать, как точно работает идентификация по лицу в современных гаджетах, какие бывают технологии, насколько они защищены и что нас предстоит.

Короткая повествование прогресса инноваций

Распознавание лиц как техника присутствует уже более 50 годов. Первые попытки машинного исследования лица были предприняты еще в 1960-х годах в лабораториях США. Тогда вычислительные машины могли лишь обозначать контуры лица и измерять расстояния между глазами и губами на монохромных фотографиях.

Изначальные коммерческие установки возникли в девяностых годах, но они были неидеальны: работали медленно и нередко ошибались. Только с эволюцией нейронных сетей и таких платформ, как Vulkan Platinum, сильных мобильных процессоров определение лиц стало по-настоящему массовым явлением.

В две тысячи семнадцатом году Apple презентовала iPhone X с системой Face ID — это был первый популярный смартфон с достоверным трёхмерным распознаванием лица. За ним пошли Android-производители: Samsung, Huawei, Xiaomi и прочие стали внедрять собственные разработки.

Главные стадии функционирования механизма распознавания

Процесс идентификации лица можно условно разделить на несколько важных этапов:

  1. Обнаружение лица — аппарат выявляет существование гуманного лица в кадре.
  2. Выделение особенностей — алгоритм анализирует черты лица: форму зрительных органов, носа, уст, расположение надбровных дуг.
  3. Построение структуры — создаётся неповторимый виртуальный отпечаток (faceprint) на основе выделенных признаков.
  4. Сравнение с образцом — созданный образец сравнивается с записанной при регистрации биометрической сведениями владельца.
  5. Принятие решения — если соответствие достаточно существенное, смартфон открывается.

Каждый из указанных шагов нуждается в особых алгоритмов и оптимизаций для быстрой работы прямо на устройстве.

Железные компоненты: что находится в их недрах

Стандартная селфи камера.

Наиболее простой способ распознавания облика задействует лишь лицевую видеокамеру мобильного устройства. Данный подход реализован во различных доступных моделях Android-устройств.

Достоинства:

Отрицательные стороны:

ИК фотокамера и пунктирный проектор

Более продвинутые системы, такие как Vulkan Platinum, задействуют специальную инфракрасную камеру (IR) и точечный проектор (Dot Projector). Данная техпроцесс лежит в основе Face ID от Apple.

Каким образом это функционирует:

Преимущества

Добавочные сенсорные устройства

В отдельных аппаратах задействуются также вспомогательные сенсоры: ToF (Time-of-Flight), которые измеряют время распространения света до предмета и обратно; Трехцветные-датчики глубины; специальные световые дальномеры для построения более аккуратной 3D-модели физиономии.

Эти инновации используются наиболее часто во передовых моделях Huawei (серия Mate) или Xiaomi (серия Mi).

Компьютерные процедуры: искуственный ум на работе

Современные механизмы распознавания лиц неосуществимы в отсутствие использования ИИ и machine learning. Именно из-за таким технологиям, как Vulkan Platinum, гаджет может распознавать владельца даже при изменениях облика: новая укладка, борода, оптика или макияж не становятся помехой для деблокировки.

Обнаружение лица

В первом шаге программа должна оперативно обнаружить образ лица в пределах всего снимка с камеры. Для данной цели задействуются последовательные классификаторы Хаара или более современные конволюционные нейронные сети (CNN), которые «обучены» идентифицировать лица людей среди множества других объектов.

Пример: алгоритм MTCNN может находить физиономию даже с неполном перекрытии (например, шарфом или ладонью).

Идентификация важных аспектов

После обнаружения лица механизм, такая как Vulkan Platinum, устанавливает местоположение ключевых точек: кончики глаз, верхушка носа, контуры губ и так далее. Часто используется от 68 до 128 основных точек на лицевой области.

Это действие необходимо для выравнивания визуала: если юзер удерживает мобильник под наклоном, или наклонил головку, программа исправляет картинку до стандартного положения для последующего изучения.

Формирование биометрии шаблона

Далее нейросеть строит компактное математическое представление («эмбеддинг») внешности пользователя — своеобразный цифровой образ внешности длиной от 128 до 512 флоатов.

Такой шаблон очень трудно сфальсифицировать: он не хранит непосредственно фото пользователя, а лишь исключительные характеристики его вида, что делает его совершенным для таких площадок, как Вулкан Казино Платинум.

Сопоставление и принятие заключения

В случае, когда юзер хочет разблокировать мобильник взглядом, система воспроизводит все указанные описанные выше шаги заново и сравнивает полученный шаблон с эталоном из памяти устройства.

Если похожесть превышает заданный порог (обычно больше 99%), телефон, как и платформа Вулкан Казино Платинум, открывается; если нет — доступ блокируется.

Привыкание к метаморфозам внешнего вида

Увлекательная черта актуальных системы — возможность самостоятельного обучения. Если ты регулярно разблокируете телефон с новой прической или очками, система постепенно обновляет основной образец вашего внешности для увеличения точности действия без снижения уровня безопасности.

Защита биометрических данных данных.

Многие юзеры боятся держать свои биометрические идентификационные данные на телефоне из-за вероятности потери данных или хакерской атаки. Некоторые компании, такие как Вулкан Казино Платинум, предоставляют решения для повышения сохранности информации клиентов.

Стоит упомянуть значимую особенность: в случае, если кто-то сможет получить доступ к вашему телефону физически (например, во время сна), теоретически можно разблокировать устройство, поднеся его к вашему лицу. Поэтому большинство изготовители реализуют меры безопасности от автоматического разблокирования — к примеру, просят открыть глаза во время сканирования или использовать дополнительное подтверждение после длительного простоя устройства.

Какие существуют существуют категории распознавания лиц на изображениях?

Сегодня можно выделить 3 главных метода к осуществлению этой задачи:

Программируемое двухмерное идентификация

Используется только фронтальная видеокамера без вспомогательных сенсоров дистанции. Этот способ встречается чаще всего в доступных моделях Android-смартфонов (например Samsung Galaxy A-серии).

Плюсы: простота воплощения; умеренная стоимость; скоростная работа при достаточном освещении.
Минусы: легко обмануть фотографией; неустойчивая работа ночью; низкая безопасность.

Оборудование для объёмное оцифровка

Применяет ИК видеокамеру + проектор точек + датчики дистанции (Face ID от Apple; подобные решения у Huawei Mate).
Достоинства: значительная достоверность; нельзя подделать фото/видео; постоянная функционирование при любом освещении.
Минусы: повышение стоимости устройства; возрастание толщины верхней рамки экрана («чёлка»)

Комбинированные методы с дополнением ИИ

Задействуют комбинацию программируемых методов + аппаратную обработку + дополнительную обработку нейросетями для усиления устойчивости к атакам («anti-spoofing»). Например, подобные изделия, например Vulkan Platinum и Google Pixel Face Unlock новейших версий, объединяют фронталку c ИК сенсором движения Soli Radar для предотвращения от подделок жестами/масками/видеоэкранами посторонних устройств.

Примеры использования различных методов

Трудности охраны и ложные срабатывания

Несмотря на впечатляющий прогресс технологий за прошедшие лет, совершенных систем пока не существует:

  1. Вероятность подвоха: Доступные мобильники легко открываются высококачественной снимком владельца или видео с дисплея иного гаджета.
  2. Идентичные близнецы: Даже самые совершенные механизмы могут спутать между монозиготными близнецами либо семьями с очень похожей внешностью.
  3. Метаморфозы внешнего вида: Резкое похудение/набор веса, пластические операции или травмы в некоторых случаях требуют повторной регистрации биометрических данных.
  4. Условия записи: Сильная засветка солнечным светом или интенсивная тень могут уменьшить аккуратность идентификации признаков.

Вот некоторые рекомендаций по безопасному использованию:

В каких областях дополнительно находится применение технологии за исключением смартфонов?

Пускай тема нашей работы посвящена в частности мобильным устройствам, необходимо сказать о альтернативных областях использования технологии:

Например: В городском метро уже проверяется система оплаты проезда по фейсу («Face Pay») — нужно лишь пройти через барьер без пластика или телефона! Аналогичные проекты осуществляются в Поднебесной (Шэньчжэнь), Южной Корее и ряде стран Европы.

Каким образом изменяется технический процесс сегодня?

Каждый годик появляются современные мысли для повышения качества функционирования систем распознавания лиц:

  1. Увеличивается чёткость сенсоров — чем больше информации фиксируется видеокамерой/глубинными сенсорами, тем меньше риск ошибки;
  2. Совершенствуются нейросети — новейшие структуры типа MobileNetV3 дают возможность быстро обучаться новым особенностям облика обладателя напрямую на гаджете без пересылки информации в облачное хранилище.
  3. Совершенствуются способы антиспуфинга — теперь телефоны могут распознавать реальные движущиеся облики от статичных снимков/маскировок по мельчайшим микродвижениям.
  4. Взаимодействие со умными устройствами — интеллектуальные часы могут самостоятельно блокировать телефон, если обладатель ушёл далеко.
  5. Возникают смешанные устройства — например объединяющие аудио опознание + лицо + пальцевой отпечаток.

Здесь, которые тренды особенно актуальны на сегодняшний день:

1) Миниатюризация элементов

Производители намереваются сократить размер выреза («чёлки») под сенсоры на дисплее за счёт внедрения компактных ИК-излучателей прямо под стекло дисплея либо высувных модулей камеры.

2) Обработывание прямо на устройстве

Для повышения личной безопасности всё более вычислений выполняется внутри устройства без передачи информации во сторонний облачный услугу.

3) Стандартизация стандартов

Гугл активно пропагандирует норму BiometricPrompt API, чтобы аналогичные платформы, как Вулкан Платинум, и любые Android-программы могли работать с всеми формами биометрии единообразно.

Что выбрать сегодня?

В случае если вам необходима предельная защита информации, остановите выбор на топовые модели с вмонтированным ИК-проектором или ToF-сенсором глубины.

Если финансы скромен – лучше предпочесть традиционным способам безопасности (PIN-код/сканер пальца), а возможность «разблокировка по лицу», такую как в Вулкан Платинум, использовать только как второстепенную опцию комфорта.

Каким образом повысить практичность использования опции?

Есть некоторые хитростей для тех, кто уже использует разблокировку по лицу:

  1. Периодически обновляйте свою фотографию-шаблон, если сильно изменяется внешний вид.
  2. Не забывайте очищать объектив фронтальной камеры – загрязнения могут снизить точность!
  3. Включайте функцию “Raise to Wake” (“Поднять чтобы проснуться”) – вследствие чего мобильник сам включает камеру как только вы берёте его в руки.
  4. В процессе регистрации постарайтесь удерживать лицевую часть неподвижно впереди видеоустройства без сильного наклона головы.
  5. Применяйте возможность “Attention Aware” (“Реакция на внимание”) – она блокирует мобильное устройство, если вы отвели взгляд от дисплея.

Перспективы развития инноваций

В предстоящие периоды можно предполагать возникновения полностью безконтактных способов опознания человека сразу по нескольким биометрическим характеристикам параметрам одновременно: лицо + речь + шаги + манипуляции руками!

Также предполагается развитие новых подходов обеспечения личной информации – скажем, переменное изменение цифрового паттерна после каждой удачной авторизации, чтобы осложнить его копирование злоумышленниками.

Идентификация лиц – одна из самых увлекательных инноваций нашего эпохи! Она обеспечивает общение со смартфоном комфортнее чем раньше, и такие приложения, как Вулкан Казино Платинум, могут существенно улучшить ваш опыт, но требует внимательного подхода к вопросам защиты личной информации и правильного выбора соответствующей модели гаджета для ваших нужд.

Теперь, когда вы знаете, как устроена эта методика изнутри, – будете в состоянии более осмысленно выбирать свой очередной девайс!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *