Как действует идентификация лиц в мобильных устройствах

Как действует идентификация лиц в мобильных устройствах

Почему мы предпочитаем разлочивание по фейсу

В последние времена определение лиц превратилось в одной из самых популярных функций для открытия смартфонов. Еще пару годов ранее большинство пользователей довольствовались PIN-кодами, ключами доступа или сканерами отпечатков пальцев. Но с появлением подобных технологий, например Вулкан 24, нам достаточно лишь взглянуть на экран — и аппарат тут же узнает своего владельца.

Что превращает данную возможность очень нужной? Для начала, это практично: не нужно запоминать замысловатые пароли или находить нужный палец в темноте. Также, это мгновенно: современные алгоритмы идентифицируют лицо буквально за мгновения ока. В-третьих, это чувство футуризма — будто в кинофильмах про вулкан автомат разведчиков.

Впрочем за данной видимой легкостью таится весь универсум трудных методов и инженерных концепций. Позвольте нам исследовать, как конкретно функционирует распознавание лиц в актуальных смартфонах, какие существуют способы, насколько они безопасны и что нас предстоит.

Краткая повествование прогресса технологии

Идентификация лиц как технология присутствует уже более 50 годов. Первые попытки автоматического исследования облика были осуществлены еще в 1960-х годах в исследовательских центрах США. Тогда ЭВМ способны были лишь выделять очертания лица и вычислять расстояния между очами и устами на ахроматических фотографиях.

Первые бизнес установки возникли в девяностых годах, но они были неидеальны: действовали неспешно и нередко ошибались. Только с развитием нейронных сетей и таких платформ, как Вулкан 24 Казино, мощных мобильных микросхем идентификация лиц стало по-настоящему общедоступным явлением.

В 2017 году Apple представила iPhone X с системой Face ID — это был первый массовый смартфон с надёжным трёхмерным распознаванием лица. За этим последовали Android-производители: Samsung, Huawei, Xiaomi и прочие стали внедрять свои решения.

Ключевые этапы действия устройства определения

Процесс распознавания лица можно условно разделить на несколько важных этапов:

  1. Идентификация лица — камера распознает существование человеческого лица в кадре.
  2. Определение характеристик — система исследует особенности облика: очертания зрительных органов, обонятельного органа, губ, позицию бровей.
  3. Построение структуры — создаётся особенный виртуальный отпечаток (faceprint) на основе выделенных признаков.
  4. Сравнение с стандартом — сформированный образец сверяется со записанной при внесении биометрической сведениями владельца.
  5. Принятие определения — если соответствие достаточно значительное, смартфон деблокируется.

Всякий из данных стадий нуждается в особых процедур и усовершенствований для скорой работы непосредственно на девайсе.

Аппаратные составляющие: что находится в их недрах

Стандартная передняя камера.

Самый несложный способ идентификации физиономии задействует лишь лицевую видеокамеру мобильного устройства. Данный метод осуществлён во многих недорогих версиях Android-девайсов.

Достоинства:

Отрицательные стороны:

ИК камера и точечный проектор

Более совершенные системы, такие как Вулкан 24 Казино, используют специальную инфракрасную камеру (IR) и точечный проектор (Dot Projector). Данная методика лежит в основе Face ID от Apple.

Каким образом это работает:

Выигрыши

Дополнительные датчики

В отдельных девайсах задействуются также дополнительные сенсорные устройства: ToF (Time-of-Flight), которые измеряют время прохождения света до объекта и обратно; Цветные-датчики дальности; специальные оптические измерители расстояния для создания более аккуратной 3D-модели лица.

Эти технологии используются наиболее часто во флагманских аппаратах Huawei (серия Mate) или Xiaomi (серия Mi).

Программные методы: синтетический разум на исполнении

Современные устройства идентификации лиц невозможны при отсутствии применения искусственного интеллекта и machine learning. Именно вследствие таким разработкам, как Вулкан 24 Казино, устройство способно узнавать юзера даже при трансформациях внешности: новая укладка, борода, очки или косметика не становятся барьером для разблокировки.

Распознавание физиономии

При стартовом шаге программа необходимо мгновенно обнаружить образ лица в пределах всего снимка с камеры. Для данной цели задействуются последовательные классификаторы Хаара или более современные сверточные нейронные сети (CNN), которые натренированы распознавать человеческие лица среди множества других объектов.

Пример: алгоритм MTCNN может распознавать лицо даже с частичном закрытии (например, шалью или рукой).

Определение ключевых точек

После идентификации лица устройство, такая как Вулкан 24 Казино, определяет местоположение ключевых точек: края глаз, конец носа, края губ и так далее. Как правило используется от 68 до 128 основных меток на лицевой поверхности.

Это действие необходимо для нормализации изображения: если пользователь находится с смартфон под наклоном, или повернул голову, программа корректирует картинку до обычного угла для последующего изучения.

Построение биометрического идентификатора образца

Далее нейросеть строит уплотненное числовое представление (“эмбеддинг”) облика пользователя — своеобразный цифровой след лица длиной от 128 до 512 вещественных чисел.

Этот образец очень трудно подделать: он не сохраняет само изображение юзера, а лишь уникальные особенности его внешности, что делает его оптимальным для таких площадок, как Vulkan24.

Сопоставление и принятие решения

В случае, когда человек намеревается открыть телефон глазами, механизм осуществляет все описанные выше шаги заново и сравнивает полученный шаблон с эталоном из памяти устройства.

Если аналогичность превышает заданный границу (обычно больше 99%), телефон, как и платформа Vulkan24, доступен; если нет — доступ блокируется.

Адаптация к метаморфозам внешнего вида

Занимательная черта актуальных систем — способность самостоятельного обучения. Если вы регулярно открываете мобильное устройство с новой прической или оптикой, алгоритм постепенно модернизирует эталонный модель вашего лица для улучшения точности функционирования без снижения уровня безопасности.

Безопасность биометрических данных информации.

Многие юзеры беспокоятся хранить свои биометрические идентификационные данные на смартфоне из-за риска утечки данных или взлома устройства. Некоторые организации, вроде Vulkan24, предлагают решения для повышения защиты информации пользователей.

Следует упомянуть важную особенность: в случае, если кто-либо достанет физический доступ к вашему телефону (к примеру, во время сна), теоретически можно разблокировать устройство, поднеся его к вашему лицу. Поэтому многие компании внедряют меры безопасности от автоматического разблокирования — в частности, заставляют открыть глаза во время сканирования или задействовать дополнительное подтверждение после длительного простоя устройства.

Какие имеются типы распознавания лиц на изображениях?

В настоящее время можно выделить 3 ключевых метода к реализации этой операции:

Программное двухмерное определение

Применяется только фронтальная видеокамера без дополнительных датчиков глубины. Этот метод встречается наиболее часто в недорогих моделях Android-смартфонов (например Samsung Galaxy A-серии).

Достоинства: несложность осуществления; минимальная затраты; оперативная работа при качественном свете.
Минусы: несложно обмануть снимком; неустойчивая работа ночью; низкая безопасность.

Техническое объёмное сканирование

Задействует ИК камеру + проектор пикселей + сенсоры дистанции (Face ID у Apple; аналогичные технологии у Huawei Mate).
Плюсы: высокая надежность; не получится обмануть изображение/видеозапись; устойчивая деятельность при любом освещении.
Минусы: удорожание устройства; наращивание толщины верхней рамки экрана (“чёлка”)

Комбинированные подходы с дополнением ИИ

Используют комбинацию программных методов + техническую обработку + дополнительную обработку нейросетями для увеличения устойчивости к атакам (“anti-spoofing”). Например, такие продукты, например Вулкан 24 Казино и Google Pixel Face Unlock современных поколений, комбинируют фронталку c инфракрасным датчиком движения Soli Radar для защиты от подделок жестами/масками/видеодисплеями чужих устройств.

Образцы эксплуатации разных методов

Проблемы охраны и ложные тревоги

Несмотря на впечатляющий успехи технологий за последние годы, безупречных системы пока не наблюдается:

  1. Шанс подвоха: Доступные мобильники без труда доступны высококачественной фотографией владельца либо видео с экрана другого устройства.
  2. Идентичные близнецы: Даже самые совершенные механизмы могут ошибиться между однояйцевыми близнецами либо семьями с очень аналогичной внешностью.
  3. Трансформации облика: Стремительное похудение/увеличение массы тела, хирургические вмешательства или повреждения иногда требуют повторной регистрации биометрических данных.
  4. Условия фотографирования: Интенсивная засветка солнечным светом либо глубокая затенение могут снизить точность определения признаков.

Здесь некоторые советов по надёжному эксплуатации:

Где ещё находится применение технология кроме смартфонов?

Хотя тема нашей статьи посвящена именно портативным гаджетам, стоит упомянуть о альтернативных областях использования технологии:

Например: В московском метро уже проверяется система платежа проезда по фейсу (“Face Pay”) — хватит пройти через турникет без пластика или телефона! Похожие программы развиваются в Китае (Шэньчжэнь), Южной Корее и ряде стран Европы.

Каким способом трансформируется технический процесс в нынешнее время?

Любой годочек проявляются современные концепции для повышения стандарта деятельности систем лицевого распознавания:

  1. Увеличивается чёткость сенсорных устройств — чем больше деталей фиксируется видеокамерой/датчиками глубины, тем меньше шанс погрешности;
  2. Совершенствуются нейронные сети — передовые структуры модели MobileNetV3 обеспечивают возможность быстро осваивать новым характеристикам облика обладателя непосредственно на девайсе без отправки данных в облако.
  3. Развиваются способы антиспуфинга — теперь мобильные устройства могут различать настоящие анимированные лица от статичных фотографий/маскировок по микроскопическим микродвижениям.
  4. Взаимодействие со умными устройствами — умные часы могут самостоятельно заблокировать смартфон, если обладатель ушёл далеко.
  5. Возникают смешанные устройства — например совмещающие аудио аутентификацию + облик + дактилоскопический след.

Итак, какие тенденции очень популярны на сегодняшний день:

1) Сокращение элементов

Изготовители пытаются уменьшить габариты выреза (“чёлки”) под датчики на экране за счёт встраивания компактных ИК-излучателей прямо под стекло дисплея либо высувных модулей камеры.

2) Переработка прямо на девайсе

Для повышения приватности всё больше расчётов выполняется локально без пересылки информации во внешний облачный услугу.

3) Стандартизация норм

Google активно продвигает стандарт BiometricPrompt API, с целью чтобы аналогичные платформы, как Вулкан 24, и все Android-аппы были совместимы с всеми формами биометрии единообразно.

Какое выбрать сегодня?

Когда вам нужна предельная безопасность информации, остановите выбор на топовые аппараты со встроенным ИК-проектором либо ToF-сенсором глубины.

Если финансы невелик – лучше предпочесть классическим способам защиты (PIN-код/сканер отпечатка), а опцию “разблокировка по лицу”, такую как в Вулкан 24, применять только как второстепенную возможность комфорта.

Как улучшить удобство использования опции?

Есть несколько советов для людей, кто уже использует функцию распознавания лица:

  1. Периодически обновляйте свою фото-шаблон, если значительно изменяется облик.
  2. Не забывайте чистить линзу передней камеры – загрязнения могут уменьшить точность!
  3. Включайте функцию “Raise to Wake” (“Поднять чтобы проснуться”) – в результате телефон сам запускает камеру как только вы берёте его в руки.
  4. В процессе записи постарайтесь держать голову неподвижно впереди камеры исключая значительного наклона головы.
  5. Применяйте опцию “Attention Aware” (“Реакция на внимание”) – она блокирует смартфон, если вы отвели взгляд от дисплея.

Возможности развития технологии

В предстоящие периоды можно предвкушать возникновения полностью дистанционных способов распознавания индивидуума сразу по нескольким биометрическим данным параметрам одновременно: физиономия + голос + шаги + жесты рук!

Также вероятно появление свежих подходов обеспечения приватности – к примеру, динамическое корректировка электронного паттерна после каждой результативной авторизации, чтобы осложнить его копирование злоумышленниками.

Идентификация лиц – единственная из самых захватывающих инноваций нашего времени! Она обеспечивает взаимодействие со мобильным устройством проще чем когда-либо прежде, и такие приложения, как Vulkan24, могут значительно повысить ваш опыт, но требует осознанного отношения к вопросам безопасности личных данных и грамотного выбора подходящей модели устройства под ваши задачи.

Теперь, когда вы знаете, как работает эта технология внутри, – сумеете осознаннее подбирать свой следующий гаджет!

Leave a Reply

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