تشخیص چهره یک فناوری بیومتریک است که با استفاده از تجزیه و تحلیل الگوهایی که از صورت یک فرد به دست می آورد، قادر است افراد را از یک دیگر تشخیص دهد و آن ها را شناسایی نماید و بتواند هویت افراد را تایید کند. در سال های اخیر از فناوری تشخیص چهره در بسیاری از زمینه های استفاده شده است مانند استفاده از این فناوری برای بازگشایی قفل صفحه گوشی های هوشمند تا کاربردهای بسیار مهم امنیتی در سازمان های مختلف. قابلیت استفاده در اهداف و زمینه های مختلف باعث شده که فناوری تشخیص چهره طیف وسیعی از کاربردها را داشته باشد و محبوبیت خاصی در بین سازمان ها، شرکت های مختلف و… بیاید.
فناوری تشخیص چهره در برابر سایر تکنیک های بیومتریک قدیمی که جود داشتند دارای مزیت های فراوانی است. این فناوری نیاز به تماس مستقیم با فرد ندارد، از فاصله دور و بدون نیاز به عوامل انسانی برای شناسایی نیز کاربرد دارد. هم چنین این فناوری قادر است ردیابی افراد بر اساس زمان و حضوشان در مکان خاصی را انجام دهد. با توجه به این که فناوری تشخیص چهره در برابر سایر روش های بیومتریک قدیمی، دارای فرآیندهای کمتری می باشد، به نسبت فناوری ارزانی به حساب می آید.
فناوری تشخیص چهره چگونه کار می کند؟
اول از همه باید به سیستم آموزش داده شود که یک چهره چیست تا بتواند آن را از سایر موجودیت های اطرافش تشخیص دهد. این کار با استفاده از یک سری تصاویر که به یک الگوریتم، که معمولا شبکه عصبی عمیق است، داده می شود، اتفاق می افتد. پس از آن هربار که به این الگوریتم تصویر جدیدی ارائه می شود، با ارزیابی آن تخمین می زند که چهره مورد نظر در کجای تصویر قرار گرفته است. در ابتدا ممکن است شبکه دچار اشتباه شود و تخمین های اشتباهی تحویل دهد، اما با تکرار این کار طی دفعات متوالی، الگوریتم ارتقا یافته و از طریق آموزش های قبلی می تواند عملیات تشخیص چهره را به درستی انجام دهد. این اولین قدم است.
در قدم بعدی باید به سیستم توانایی تشخیص داده شود. برای انجام این کار روش های متعددی وجود دارد، اما معمولا از یک شبکه عصبی دومی استفاده می شود. در این روش، با استفاده از تصاویر به سیستم آموزش داده می شود که چگونه بتواند یک فرد را از دیگری تشخیص دهد. برخی از الگوریتم ها نیز از صورت یک فرد به نوعی نقشه برداری نموده و به عنوان مثال برای انجام این کار فاصله بین چشم ها تا ابروها، فاصله بین دو چشم، فاصله بین بینی و هان و به طور کلی تمام فواصل بین اجزای یک صورت را اندازه گیری می نماید. برخی الگوریتم های دیگر با استفاده از ویژگی های انتزاعی تر، نقشه یک چهره را ترسیم می کنند. در این روش، شبکه برای هر چهره یک وکتور ایجاد کرده که با استفاده از سلسله ای عدد، می تواند یک فرد را در میان افراد دیگر شناسایی کند.
در تصویربرداری زنده، سیستم این قابلیت را دارد که فیلم را به بخش های کوتاهی تقسیم کرده (فوتیج) و آن ها را در زمان واقعی (real time) پردازش کند. در فیلم هایی که در نقاط شلوغی مانند ورودی یک استادیوم ورزشی گرفته می شود، سیستم در ابتدا چهره هر فرد را در یک فریم از فیلم شناسایی کرده و برای هر کدام یک وکتور جدا ایجاد می کند. سپس از این وکتورهای ایجاد شده برای شناسایی فردی که از قبل به سیستم داده شده است استفاده کرده و آن را با هر کدام از وکتور های بدست آمده تطابق می دهد. هر کدام از چهره هایی که با ویژگی های چهره ی داده شده شباهت داشت، جمع آوری شده و بر اساس میزان شباهت رتبه بندی می شود.
به طور کلی فناوری تشخیص چهره با استفاده از اندازه گیری ده ها ویژگی قابل تشخیص در صورت افراد، می تواند آن ها را شناسایی کند و به طور کلی:
- فناوری تشخیص چهره در ابتدا با استفاده از هندسه یک صورت، یک “اثر صورت” (faceprint) برای هر فرد ایجاد می کند که همانند اثر انگشت منحصر به فرد است.
- از این faceprint برای مقایسه با چهره افرادی که از قبل به سیستم داده شده است استفاده می شود و سیستم بر اساس بیشترین شباهت تصاویر را رتبه بندی می کند. صحت گزینه هایی که رتبه بندی شده اند در نهایت با تایید یک اپراتور انسانی مشخص می شوند.
در موارد امنیتی و پلیسی این تنها روشی نیست که می توان از فناوری تشخیص چهره استفاده کرد. در صورت لزوم پلیس می تواند از تصاویری که از فرد مظنون دارد استفاده کرده و با بارگزاری آن ها از دوربین های مدار بسته برای ردیابی و مشاهده کارهای او در صحنه جرم استفاده نماید.
دقت این فناوری تا چه میزان است؟
دقت سیستم های تشخیص چهره در سال های اخیر افزایش چشم گیری داشته است. بر طبق آزمون های مستقلی که توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (Nist) صورت گرفته، نشان داده شده است که دقت تخشیص شباهت با اطلاعات موجود در دیتابیس بین سال های 2014 تا 2018 تا 20 برابر افزایش داشته است. همچنین درصد خطای سیستم های تشخیص چهره از 4% به 0.2% رسیده است.
مزایای استفاده از فناوری تشخیص چهره
غیر از استفاده های روزمره، مانند باز کردن قفل گوشی های همراه هوشمند و…، فناوری تشخیص چهره دارای مزایای بسیار مهم دیگری نیز می باشد که به برخی موارد در ادامه اشاره می کنیم.
افزایش امنیت
یکی از مهم ترین مزایای فناوری تشخیص چهره افزایش امنتی می باشد. همان گونه که قبلا نیز به آن اشاره شد با استفاده از این فناوری می توان خلافکاران را به راحتی ردیابی کرد.
فرآیند پردازش سریع
به طور کلی فرآیند تشخیص چهره و شناسایی یک چهره در کمتر از یک ثانیه صورت می پذیرد و این امر برای سازمان ها و شرکت های مختلف بسیار کاربردی می باشد.
قابلیت ادغام با سایر نرم افزار های امنیتی
فناوری تشخیص چهره قابلیت ادغام با اکثر نرم افزارهای امنیتی را دارد و نیازی به صرف هزینه بیشتر برای ادغام آن نمی باشد. این امر یک مزیت کاربردی بزرگ برای شرکت ها و سازمان های مختلف می باشد.
اتوماسیون کردن فرآیند شناسایی
قبل از این ماموران امنیتی مجبور بودند به صورت شخصی فرآیند تشخیص هویت را انجام دهند که این امر زمان زیادی را می طلبید و هم چنین تا حدودی خطا در برخی موارد به همراه داشت. اما امروزه با استفاده از این فناوری، فرآیند تشخیص چهره روندی مشتقل دارد و زمان بسیار کوتاهی می طلبد و هم چنین درصد خطای بسیار کمی دارد.
موارد کاربرد فناوری تشخیص چهره
همان طور که پیش تر به آن اشاره شد، این فناوری کاربردهای وسیعی دارد. اما شاید بتوان گفت مرسوم ترین کاربرد این فناوری برای اهداف امنیتی و در مراجع قضایی می باشد. از این فناوری می توان در فرودگاه ها برای فرآیند تطبیق چهره و تصویر گذرنامه فرد استفاده کرد. به تازگی در برخی از کشورها همانند ژاپن از تشخیص چهره در خودپرداز بانک ها استفاده ی شود تا هویت شخص استفاده کننده از کارت بانکی را تایید نماید.
