Svenska

Hur Fungerar Ansiktsigenkänning Fungerar?

Jul 11, 2019

954

De flesta människor är bekväma med ansiktsigenkänning för dess användning i Instagram-filter och Face ID. Men denna relativt nya teknik lite läskigt. Ditt ansikte är som ett fingeravtryck, och det är svårt att förstå exakt hur ansiktsigenkänning fungerar.

Som med all ny teknik, det finns nackdelar med att ansiktsigenkänning. Dessa avigsidor blir allt mer uppenbar i takt med att militären, polisen, annonsörer, och deepfake skapare, hitta försåtliga nya sätt att dra nytta av programvara för ansiktsigenkänning.

Nu, mer än någonsin, är det viktigt för folk att förstå hur ansiktsigenkänning fungerar. Det är också viktigt att känna till de begränsningar av ansiktsigenkänning och hur det kommer att utvecklas i framtiden.

Ansiktsigenkänning Är Förvånansvärt Enkelt

Innan jag går in i många olika medier för ansiktsigenkänning, är det viktigt att förstå hur processen för ansiktsigenkänning fungerar. Här är tre applikationer för mjukvara för ansiktsigenkänning, och en enkel förklaring för hur de kan känna igen eller identifiera ansikten:

Grundläggande Ansiktsigenkänning: För Animoji och Instagram-filter, telefonen, kameran “ser” för de utmärkande dragen i ett ansikte, speciellt ett par ögon, en näsa och en mun. Då det använder sig av algoritmer för att “låsa in” ett ansikte och avgöra i vilken riktning det ser, om munnen är öppen, etc. Det är värt att nämna att detta är inte facial identifiering, det är bara programvara letar efter ansikten.
Face ID och Liknande Program: När du har ställt upp Face ID (eller liknande program) på telefonen, det tar en bild av ditt ansikte och mäter avståndet mellan dina ansiktsdrag. Och sedan, varje gång du går för att låsa upp telefonen, det “ser ut” genom kameran att mäta och bekräfta att din identitet.
Att identifiera en Främling: När en organisation vill identifiera ett ansikte för säkerhet, reklam, eller polisiära ändamål, använder algoritmer för att jämföra ett ansikte till en omfattande databas av ansikten. Denna process är nästan identisk med Apples Face ID men på en större skala. Teoretiskt sett kan alla databasen kan användas (ID-kort, Facebook-profiler), men en databas av tydliga, som i förväg fastställts foton är perfekt.

Okej, låt oss komma in i praktiska detaljer. Eftersom de “grundläggande facial recognition” som används för Instagram-filter är en så enkel och ofarlig process, vi kommer att fokusera helt på facial identifiering, och de många olika tekniker som kan användas för att identifiera ett ansikte.

De flesta Facial Erkännande Bygger på att 2D-Bilder

Som du förväntar dig, mest programvara för ansiktsigenkänning är helt beroende av 2D-bilder. Men detta är inte gjort eftersom 2D facial imaging är super exakt, det är gjort för enkelhetens skull. Den överväldigande majoriteten av kameror som tar bilder utan någon djup, och allmänna bilder som kan användas för ansiktsigenkänning databaser (Facebook-profil bilder, till exempel) är alla i 2D.

Varför är inte 2D facial imaging super exakt? Tja, eftersom en platt bild av ditt ansikte saknar identifiera funktioner, som djup. Med en platt bild, en dator som kan mäta din pupill avstånd, och bredden på din mun, bland andra variabler. Men det kan inte berätta längden på din näsa eller framhävandet av din panna.

Dessutom, 2D facial imaging förlitar sig på det synliga ljuset. Detta betyder att 2D facial imaging fungerar inte i mörker, och det kan vara opålitliga i funky eller mörka ljusförhållanden.

Klart, på samma sätt runt en del av dessa brister är att använda 3D-facial imaging. Men hur är det möjligt? Behöver du specialutrustning för att se ett ansikte i 3D?

IR-Kameror Lägga till Djup till Din Identitet

Medan vissa ansiktsigenkänning program bygger enbart på 2D-bilder, det är inte ovanligt att för ansiktsigenkänning för att förlita sig på 3D-avbildning så bra. I själva verket är din erfarenhet med ansiktsigenkänning förmodligen innebär en nypa 3D.

Detta uppnås genom en teknik som kallas lidar, som är liknande till sonar. I huvudsak, ansikte scanning enheter, som din iPhone, spränga en ofarlig IR matris på ditt ansikte. Denna matris (en vägg av lasrar) sedan speglar av ditt ansikte och raggas upp av en IR-kamera (eller ToF kamera) på telefonen.

Där gör 3D magiska hända? Telefonens IR-kameran mäter hur lång tid det tar för varje bit av IR-ljus för att studsa på ditt ansikte och återgå till telefonen. Naturligtvis, det ljus som reflekteras på din näsa kommer att ha en kortare resa än det ljus som reflekteras din öron, och IR-kamera använder denna information för att skapa ett unikt djup karta över ditt ansikte. När den används tillsammans med grundläggande 2D bildbehandling, 3D-avbildning kan avsevärt öka precisionen av programvara för ansiktsigenkänning.

Lidar imaging är ett konstigt begrepp som kan vara svåra att svepa huvudet runt. Om det hjälper, försök att föreställa sig att IR-mesh från din telefon (eller någon ansiktsigenkänning enhet) är en pin-styrelsen leksak. Som en pin-styrelsen leksak, ditt ansikte lämnar en fördjupning i IR-nät, där din näsa är betydligt djupare än, säg, dina ögon.

Thermal Imaging Kan Ansiktsigenkänning Arbeta på Natten

En av bristerna i 2D ansiktsigenkänning är att den förlitar sig på det synliga spektrat av ljus. I lekmannaspråk, grundläggande ansiktsigenkänning fungerar inte i mörker. Men detta kan man kringgå detta genom att använda en värmekamera (ja, som i Tom Clancy’).

“Vänta lite,” kanske du säger, “det spelar ingen termisk avbildning förlita sig på IR-ljus?” Ja, det gör det. Men värmekameror inte skicka ut blaster av IR-ljus, de helt enkelt upptäcka det IR-ljus som utstrålar från föremål. Varma föremål som avger en ton av IR-ljus, medan kalla föremål avger en försumbar mängd av IR-ljus. Dyra värmekameror kan även upptäcka små temperaturskillnader över en yta, så den tekniken idealisk för ansiktsigenkänning.

Det finns en handfull olika sätt att identifiera ett ansikte med termisk avbildning. Alla dessa tekniker är otroligt komplicerat, men de delar vissa grundläggande likheter, så vi kommer att försöka hålla det enkelt med en lista:

Flera Bilder Behövs: En värmekamera tar flera bilder av ett motiv i ansiktet. Varje foto som fokuserar på en annan spektrum av IR-ljus (lång, kort-och mellanvåg). Typiskt, den långa vågen spektrum ger den mest facial detalj.
Blodkärl Kartor Är Användbara: Dessa IR-bilder kan också användas för att extrahera bildandet av blodkärl i en persons ansikte. Det är läskigt, men blodkärl kartor kan användas som unik ansiktsbehandling fingeravtryck. De kan också användas för att beräkna avståndet mellan ansiktet organ (om typiska termisk avbildning ger slarviga bilder) eller för att identifiera blåmärken och ärr.
Ämnet Kan Identifieras: En sammansatt bild (eller dataset) är skapad med flera IR-bilder. Denna sammansatta bild kan sedan jämföras med en ansiktsbehandling databas för att identifiera motivet.

Naturligtvis, termisk ansiktsigenkänning är oftast används av militären, det är inte något som du hittar på Khols, och det är inte något som kommer att komma med din nästa mobiltelefon. Plus, termisk avbildning fungerar inte bra i dag (eller i allmänhet väl upplysta miljöer), så att den inte har många potentiella tillämpningar utanför det militära.

Begränsningar av Ansiktsigenkänning

Vi har tillbringat en hel del tid att tala om bristerna i ansiktsigenkänning. Som vi har sett från IR och termisk avbildning, är det möjligt att övervinna några av dessa begränsningar. Men det finns fortfarande en del problem som ännu inte har listat ut ännu:

Hinder: Som du förväntar dig, solglasögon och andra accessoarer kan resa upp programvara för ansiktsigenkänning.
Innebär: Ansiktsigenkänning fungerar bäst med en neutral, framåt-mot bilden. En tilt eller slå i huvudet kan göra ansiktsigenkänning svårt, även för IR-baserade erkännande programvara. Dessutom, ett leende, uppblåsta kinder, eller någon annan pose kan ändra hur en dator åtgärder som ditt ansikte.
Bakgrund: Alla former av ansiktsigenkänning förlita sig på ljus, oavsett om det är synligt spektrum-eller IR-ljus. Som ett resultat, konstiga ljusförhållanden kan minska noggrannheten av ansikts-id. Detta kan förändras, i takt med att forskare håller på att utveckla en sonar-baserade tekniken för ansiktsigenkänning.
Databasen: Utan en bra databas, ansiktsigenkänning kan inte arbeta. Längs samma linjer, det är omöjligt att identifiera ett ansikte som inte har identifierats korrekt i det förflutna.
Databehandling: Beroende på storlek och form av en databas, det kan ta ett tag för datorer för att identifiera ansikten på rätt sätt. I vissa situationer, som polis, begränsningar i data bearbetning begränsa användningen av ansikts-id för vardagliga tillämpningar (vilket förmodligen är en bra sak).

För just nu, det bästa sätt att gå runt dessa begränsningar är att använda andra former av identifiering i samband med ansiktsigenkänning. Telefonen kommer att be om ett lösenord eller ett fingeravtryck om det inte går att identifiera ditt ansikte, och den Kinesiska regeringen använder ID-kort och tracking-teknik för att stänga den felmarginal som finns i dess ansiktsigenkänning nätverk.

I framtiden, och forskare kommer säkert att hitta ett sätt att komma runt dessa frågor. De kan använda sonar-teknik tillsammans med lidar för att skapa 3D-ansikte kartor i vilken miljö som helst, och de kan hitta sätt att bearbeta ansikte data (och identifiera främlingar) på en otroligt kort tid. Hursomhelst, den här tekniken har en stor potential för missbruk, så det är värt att hålla upp med.

Källor: Universitetet i Rijeka, Electronic Frontier Foundation

LÄS NÄSTA

“Hur korsreferens Mellan Celler i Microsoft Excel-Kalkylblad
“Hur Backa Upp Ditt Linux-System
“Varför Windows Fortfarande Använda Bokstäver för Hårddiskar?
“Zoom Låter Webbplatser Börja Filma Dig Utan Ditt Samtycke, Även på Windows
“Hur att Se om Zooma Kör en Hemlig webbserver på Din Mac (och ta Bort Det)