Каким образом работает распознавание лицевых образов в телефонах

Каким образом работает распознавание лицевых образов в телефонах

Для чего мы выбираем разблокирование по лицу

В последние времена идентификация лиц является одной из наиболее востребованных функций для деблокировки мобильных телефонов. Лишь несколько годков назад большинство юзеров обходились пин-кодами, паролями или сканерами отпечатков пальцев. Но с появлением подобных технологий, например Вулкан 24, нам достаточно лишь взглянуть на экран — и устройство тут же узнает своего владельца.

Какой аспект превращает эту конкретную особенность такой востребованной? Прежде всего, это практично: не нужно запоминать трудные пароли или искать нужный палец в мраке. Также, это мгновенно: современные системы распознают лицо буквально за мгновение. В-третьем пункте, это впечатление футуризма — будто в фильмах про казино вулкан разведчиков.

Тем не менее за этой видимой несложностью скрывается полный универсум сложных технологий и инженерных концепций. Позвольте нам разобраться, как именно работает идентификация по лицу в актуальных гаджетах, какие применяются способы, насколько они безопасны и что нас предстоит.

Короткая история эволюции технологии

Распознавание лиц как технология присутствует уже более пятидесяти лет. Начальные эксперименты автоматизированного анализа лиц были сделаны еще в 1960-х годах в лабораториях США. Тогда вычислительные машины способны были лишь обозначать контуры головы и вычислять расстояния между зрачками и губами на ахроматических снимках.

Первые коммерческие системы возникли в девяностых годах, но они были далеки от совершенства: работали медленно и нередко ошибались. Только с развитием нейронных сетей и таких систем, как Вулкан 24 Казино, сильных мобильных чипов распознавание лиц стало по-настоящему общедоступным явлением.

В 2017 году Apple представила iPhone X с системой Face ID — это был первый популярный смартфон с достоверным трёхмерным сканированием лица. За ним пошли Android-изготовители: Samsung, Huawei, Xiaomi и прочие стали внедрять свои разработки.

Ключевые шаги работы устройства определения

Процесс идентификации лица можно примерно поделить на несколько важных этапов:

  1. Обнаружение лиц — аппарат распознает существование человеческого образа в кадре.
  2. Определение признаков — механизм исследует особенности лица: конфигурацию глаз, носа, губ, положение надбровных дуг.
  3. Построение модели — создаётся уникальный виртуальный отпечаток (faceprint) на основе идентифицированных признаков.
  4. Сравнение с образцом — полученный модель сверяется со зафиксированной при регистрации биометрической информацией владельца.
  5. Принятие решения — если соответствие достаточно существенное, смартфон открывается.

Любой из указанных этапов запрашивает специальных процедур и оптимизаций для оперативной работы прямо на устройстве.

Технические компоненты: что находится внутри

Обычная селфи камера.

Самый простой метод идентификации физиономии применяет только переднюю видеокамеру смартфона. Подобный метод реализован во многочисленных недорогих вариантах Android-девайсов.

Преимущества:

Отрицательные стороны:

Инфракрасная камера и пунктирный проектор

Более усовершенствованные системы, такие как Вулкан 24 Казино, используют специальную инфракрасную камеру (IR) и точечный проектор (Dot Projector). Эта самая методика составляет базу Face ID от Apple.

Каким образом это функционирует:

Преимущества

Добавочные сенсоры

В определённых девайсах задействуются также экстра сенсоры: ToF (Time-of-Flight), которые фиксируют период прохождения света до цели и обратно; Трехцветные-датчики дальности; специальные лазерные дальномеры для построения более аккуратной 3D-модели лица.

Эти инновации используются чаще всего во передовых устройствах Huawei (серия Mate) или Xiaomi (серия Mi).

Софтверные методы: синтетический разум на действии

Современные механизмы опознания физиономий невозможны в отсутствие эксплуатации искусственного интеллекта и machine learning. Именно из-за таким разработкам, как Вулкан 24 Казино, гаджет способно распознавать пользователя даже при метаморфозах облика: новая стрижка, борода, очки или грим не становятся препятствием для разблокировки.

Обнаружение лиц

В первом этапе система обязана мгновенно найти образ лица среди целого снимка камеры. Для этого задействуются каскадные классификаторы Хаара или более продвинутые сверточные нейронные сети (CNN), которые подготовлены идентифицировать человеческие лица среди множества других объектов.

Пример: процесс MTCNN может распознавать лицо даже при частичном закрытии (например, шарфом или ладонью).

Выделение основных точек

После распознавания лица устройство, такая как Вулкан 24 Казино, определяет положение главных точек: уголки глаз, конец носа, границы губ и так далее. Как правило используется от 68 до 128 основных меток на лице.

Это нужно для нормализации визуала: если человек находится с мобильник под наклоненным, или повернул головку, программа корректирует изображение до обычного угла для дальнейшего анализа.

Создание биометрического идентификатора модели

Далее нейронная сеть строит компактное цифровое представление (“эмбеддинг”) внешности пользователя — своеобразный цифровой “отпечаток” внешности длиной от 128 до 512 вещественных чисел.

Данный формат очень трудно имитировать: он не сохраняет непосредственно изображение пользователя, а лишь исключительные характеристики его внешности, что делает его совершенным для таких площадок, как Vulkan24.

Сравнение и осуществление заключения

Если пользователь хочет разблокировать смартфон глазами, механизм осуществляет все описанные шаги заново и сверяет полученный шаблон с эталоном из памяти устройства.

Если похожесть превышает определённый границу (обычно превышает 99%), телефон, как и платформа Vulkan24, разблокируется; если нет — доступ запрещается.

Привыкание к метаморфозам внешнего вида

Увлекательная черта современных системы — способность самостоятельного обучения. Если ты регулярно разблокируете мобильное устройство с обновленной прической или оптикой, программа постепенно обновляет базовый модель вашего внешности для улучшения точности функционирования без ухудшения безопасности.

Безопасность биометрических данных.

Многие пользователи беспокоятся держать свои био-идентификационные данные на мобильном устройстве из-за риска утечки данных или взлома устройства. Иные фирмы, вроде Vulkan24, предлагают решения для улучшения безопасности информации клиентов.

Следует отметить значимую деталь: 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 компании осуществляют меры безопасности от неосознанного разблокирования — например, заставляют раскрыть глаза во время сканирования или использовать дополнительное подтверждение после длительного простоя устройства.

Какие имеются категории определения лиц?

В настоящее время можно определить определить 3 основных метода к осуществлению этой задачи:

Софтверное 2D идентификация

Эксплуатируется только фронтальная видеокамера без дополнительных сенсоров глубины. Этот подход наблюдается чаще всего в недорогих моделях Android-смартфонов (например Samsung Galaxy A-серии).

Достоинства: простота реализации; низкая стоимость; оперативная работа при качественном освещении.
Минусы: несложно обмануть снимком; ненадежная функционирование ночью; слабая безопасность.

Аппаратное трёхмерное сканирование

Применяет ИК камеру + проекционный модуль точек + сенсоры дистанции (Face ID от Apple; аналогичные решения у Huawei Mate).
Плюсы: высокая надёжность; нельзя обмануть изображение/видеозапись; стабильная функционирование в любых условиях освещения.
Минусы: увеличение цены устройства; наращивание толщины верхней рамки экрана (“чёлка”)

Комбинированные подходы с интеграцией ИИ

Применяют комбинацию софтверных методов + аппаратную обработку + постобработку нейросетями для увеличения устойчивости к атакам (“anti-spoofing”). Например, такие изделия, как Вулкан 24 Казино и Google Pixel Face Unlock современных поколений, комбинируют фронтальную камеру c инфракрасным датчиком движения Soli Radar для предотвращения от подделок руками/масками/видеодисплеями посторонних устройств.

Образцы использования различных методов

Трудности охраны и ложные срабатывания

Несмотря на поразительный развитие инноваций за прошедшие годы, безупречных системы пока не существует:

  1. Возможность обмана: Доступные телефоны легко “разблокируются” качественной снимком пользователя либо видеозаписью с экрана другого устройства.
  2. Идентичные близнецы: Даже самые идеальные механизмы могут ошибиться между однояйцевыми близнецами либо родичами с очень аналогичной внешностью.
  3. Изменения внешности: Внезапное похудение/увеличение массы тела, косметические процедуры либо травмы порой необходимы для повторной регистрации биометрии.
  4. Условия записи: Сильная подсветка солнечным светом или глубокая затенение могут уменьшить верность распознавания признаков.

Здесь несколько советов по безопасному эксплуатации:

В каких областях ещё находится применение технологии кроме мобильных телефонов?

Несмотря на то, что тема нашей статьи сосредоточена на конкретно смартфонам и планшетам, стоит упомянуть о прочих направлениях внедрения технологии:

Например: В городском метро уже проверяется система платежа проезда по лицу (“Face Pay”) — достаточно пройти через турникет без пластика или мобильника! Схожие проекты развиваются в Поднебесной (Шэньчжэнь), Республике Корея и ряде стран Европы.

Как изменяется технический процесс в нынешнее время?

Всякий годочек проявляются новые концепции для улучшения стандарта функционирования систем распознавания лиц:

  1. Увеличивается разрешение сенсорных устройств — чем больше деталей фиксируется видеокамерой/датчиками глубины, тем меньше шанс ошибки;
  2. Улучшаются нейросети — новейшие конструкции типа MobileNetV3 обеспечивают возможность оперативно осваивать дополнительным особенностям вида владельца напрямую на гаджете без отправки данных в облако.
  3. Улучшаются технологии антиспуфинга — теперь смартфоны могут отличать реальные анимированные лица от неподвижных снимков/масок по мельчайшим микродвижениям.
  4. Синхронизация со смарт-гаджетами — интеллектуальные часы могут самостоятельно блокировать телефон, если владелец ушёл далеко.
  5. Возникают комбинированные устройства — к примеру объединяющие голосовую опознание + лицо + пальцевой отпечаток.

Итак, какие тенденции очень актуальны сейчас:

1) Миниатюризация деталей

Изготовители стараются минимизировать размер прорези (“чёлки”) под датчики на экране за счёт внедрения маленьких ИК-проекторов прямо под поверхность дисплея либо выдвижных модулей камеры.

2) Обработывание прямо на устройстве

Для увеличения конфиденциальности всё больше вычислений выполняется локально без передачи данных во дополнительный облачный услугу.

3) Стандартизация стандартов

Гугл энергично продвигает эталон BiometricPrompt API, чтобы аналогичные площадки, вроде Вулкан 24, и все Android-приложения могли работать с всеми формами биометрии стандартизированно.

Что подобрать сегодня?

Когда тебе нужна наивысшая защита данных, выбирайте топовые устройства со встроенным ИК-проектором либо ToF-сенсором глубины.

Если бюджет невелик – лучше выбирать обычным методам защиты (PIN-код/сканер отпечатка), а возможность “разблокировка по лицу”, такую как в Вулкан 24, задействовать только как второстепенную опцию комфорта.

Как повысить практичность использования функции?

Есть некоторые хитростей для пользователей, кто уже пользуется функцию распознавания лица:

  1. Часто обновляйте свою фотографию-шаблон, если кардинально изменяется внешность.
  2. Не упускайте из виду очищать объектив фронтальной камеры – разводы могут снизить точность!
  3. Включайте настройку “Raise to Wake” (“Поднять чтобы проснуться”) – так мобильник сам активирует камеру как только вы поднимаете его.
  4. В процессе записи пытайтесь держать лицо прямо напротив объектива без резкого наклона головы.
  5. Применяйте опцию “Attention Aware” (“Реакция на внимание”) – она запирает мобильное устройство, если вы отвернулись от экрана.

Будущее развития инноваций

В скоро наступающие годы можно предполагать развития полностью бесконтактных способов опознания индивидуума сразу по нескольким биометрическим данным параметрам одновременно: лицо + звучание + шаги + движения рук!

Также вероятно развитие свежих подходов обеспечения личной информации – например, переменное изменение электронного паттерна после каждой успешной авторизации, чтобы усложнить его копирование злоумышленниками.

Идентификация лиц – одна из наиболее увлекательных инноваций нашего времени! Она делает взаимодействие со смартфоном комфортнее чем раньше, и такие аппы, как Vulkan24, могут в разы повысить ваш пользовательский опыт, но запрашивает внимательного подхода к вопросам защиты личной информации и правильного выбора соответствующей модели гаджета для ваших нужд.

Теперь, когда вы осведомлены, как устроена эта методика изнутри, – будете в состоянии осознаннее определять свой очередной девайс!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *