فناوری تشخیص چهره چگونه کار می‌کند؟ (به زبان ساده)

به نقل از دیجیکالا:

بدون اغراق آشنایی با سیستم‌های تایید هویت از طریق فناوری تشخیص چهره برای خیلی از ما با فیلم‌های علمی و تخیلی شروع شده است. در آن زمان کسی فکر نمی‌کرد که این فناوری به چه سرعتی وارد زندگی ما می‌شود، آنقدر راحت و سریع که در گوشی تلفن همراه‌مان هم به آن دسترسی داریم. تشخیص چهره راهی برای تشخیص صورت فرد از دیگران با استفاده از اسکن و مقایسه‌‌ی اطلاعات ورودی با اطلاعات پایگاه‌های داده سیستم با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین است. این نوع فناوری یک ابزار بیومتریک به حساب می‌آید که ویژگی‌های چهره‌ی فرد را آنالیز کند و با مطابقت‌ دادن اطلاعات دریافتی با داده‌های موجود در پایگاه داده سیستم خود (هر چیزی از گوشی موبایل گرفته تا سیستم حضور و غیاب شرکتی) می‌تواند هویت یک فرد را تشخیص دهد.

فناوری تشخیص چهره چگونه کار می‌کند؟

سوالی که در همین ابتدای این بخش باید پرسید این است که به نظر شما ما انسان‌ها چطور در بحث تشخیص چهره‌ها خوب عمل می‌کنیم و تشخیص یکی از اعضای خانواده، دوست یا آشنا حتی در خیابانی شلوغ برای شما سخت نیست؟ پاسخ این سوال در این مساله نهفته شده است که مغز شما با کمک ویژگی‌های صورت فرد مدنظر مانند چشم‌ها، شکل بینی، شکل دهان و نحوه‌ی قرار گیری آن‌ها در کنار یکدیگر چهره‌‌ها را تشخیص می‌دهد. به همین ترتیب، اساس کار یک سیستم تشخیص چهره هم به همین شکل است، با این تفاوت که این کار را در مقیاس بزرگ و الگوریتمی پیش می‌برد. برای این نوع فناوری زمانی که چهره‌ای مشاهده می‌شود، درواقع این داده‌ها هستند که دیده و شناسایی می‌شوند، داده‌هایی که قابلیت ذخیره‌سازی و دسترسی به آن‌ها در هر سیستمی وجود دارد.

اما فناوری تشخیص چهره چگونه کار می‌کند؟ سیستم‌های تشخیص چهره‌ی مختلفی در دنیا وجود دارند که هر یک به روش‌های مختلفی کار می‌کنند و معمولاً الگوریتم‌های خاص خود را دارند، اما در یک نگاه کلی اصول کار همه‌ی آن‌ها یک چیز است.

مرحله اول: تصویربرداری از چهره

در اولین مرحله تصویری از صورت شما گرفته می‌شود. این تصویر می‌تواند از یک عکس یا ویدیو استخراج شود. اهمیتی ندارد که تصویر استخراجی از صورت شما به تنهایی یا در جمعیت باشد. همچنین اهمیتی ندارد که شما مستقیم و رو به جلو یا تقریباً در حالت سه رخ به دوربین نگاه کنید.

مرحله دوم: بررسی فاکتورهای کلیدی صورت

ابزارهای بیومتریک به نوع خاصی از ابزارهای امنیتی گفته می‌شود که در آن برای کنترل و برقراری امنیت از ویژگی‌های قابل اندازه‌گیری بدن انسان یا هر موجود زنده‌ی دیگری استفاده می‌شود.

نرم افزار تشخیص چهره، هندسه صورت شما را استخراج می‌کند. فاکتورهای کلیدی در هندسه‌ی صورت هر انسانی شامل فاصله‌ی بین چشمان شما و فاصله از پیشانی تا چانه می‌شود. این نرم افزار نقاط عطف چهره را که می‌تواند تا ۶۸ مورد باشد را شناسایی می‌کند و پس از طی چنین فرآیندی این اطلاعات را به رشته‌ای از اعداد یا نقاط تبدیل می‌کند. چیزی که امضای صورت شما خوانده می‌شود.

مرحله سوم: شناخت امضای صورت شما

امضای صورت شما، یک فرمول ریاضی، است که با پایگاه داده‌های قبلی و شناخته شده در سیستم مقایسه می‌شود. جالب است بدانید که حداقل ۱۱۷ میلیون آمریکایی تصاویری از چهره‌ی خود را در یک یا چند پایگاه داده پلیس قرار داده‌اند. در همین راستا بر اساس گزارشی در ماه می سال ۲۰۱۸، اف بی آی به ۴۱۲ میلیون تصویر برای جستجو و هویت‌یابی از روی چهره دسترسی داشته است.

مرحله چهارم: مطابقت اطلاعات

در این مرحله فرآیند تشخیص کامل می‌شود. به این معنی که ممکن است امضای چهره شما با تصویر موجود در پایگاه داده‌ی سیستم تشخیص چهره مطابقت داده می‌شود تا مطابقت یا عدم مطابقت آن بررسی شود.

تاریخچه‌ی مختصر تشخیص چهره

شاید برای شما هم شگفت‌انگیز باشد اگر بدانید که تاریخچه‌ی تشخیص چهره را می‌توان از سال ۱۹۶۰ شروع و دنبال کرد. درواقع در آن زمان ریاضیدان و دانشمند علم کامپیوتر، وودرو ویلسون بلدسو «Woodrow Wilson Bledsoe» برای اولین بار سیستمی از اندازه گیری‌ها را ایجاد کرد که به کمک آن‌ها می‌توانست عکس‌های مختلفی از چهره‌ها را طبقه‌بندی کند. به دلیل همین کار هم، بلدسو به عنوان پدر غیر رسمی فناوری تشخیص چهره شناخته می‌شود.

پس از آن کاملا طبیعی بود که سازمان‌های مجری قانون به کار بلدسو علاقه‌مند شدند و در دهه‌ی ۱۹۷۰ تا ۱۹۹۰، بسیاری از آن‌ها سیستم‌های تشخیص چهره‌ی خود را توسعه دادند. البته مسلما سیستم‌های نام‌برده در مقایسه با فناوری امروزی خام بودند، اما کار روی این سیستم‌ها، راه را به سمت برنامه‌های تشخیص چهره‌ی مدرن باز کرد.

در همین راستا جالب است بدانید که بسیاری به سال ۲۰۰۱ به عنوان سال کلیدی برای فناوری تشخیص چهره اشاره می‌کنند. در این زمانی اغلب مقامات مجری قانون از تشخیص چهره برای کمک به شناسایی مجرمین استفاده می‌کردند. با این حال، در دهه‌ی ۲۰۱۰ بود که کامپیوترها هم کم کم آن‌قدر قدرتمند شدند که فناوری شناسایی چهره را به یک ویژگی استانداردتر تبدیل کردند. حتی جالب است بدانید که در سال ۲۰۱۱، با استفاده از نرم افزار شناسایی چهره، هویت اسامه بن‌لادن «Osama bin Laden» تایید شد.

جالب است بدانید که در سال ۲۰۱۱، با استفاده از نرم افزار شناسایی چهره، هویت اسامه بن‌لادن «Osama bin Laden» کشف و تایید شد.

اکنون در جایی از تاریخ قرار داریم که کاربران عادی می‌توانند از سیستم تشخیص چهره با تلفن‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های شخصی خود استفاده کنند. در سال ۲۰۱۵ اندروید به کاربران خود این امکان را داد تا به منظور ورود به دستگاه‌های شخصی خود از سیستم تشخیص چهره استفاده کنند. همچنین آیفون X اپل در سال ۲۰۱۷ از فناوری تشخیص چهره به عنوان Face ID رونمایی کرد.

امروزه کسب‌وکارهای متنوعی در کنار سازندگان گوشی‌ها و سیستم‌های دیجیتال از فناوری شناسایی چهره به روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند، حتی جالب است بدانید که کوکاکولا هم یکی از کاربران قدیمی این تکنولوژی است. به عنوان مثال، این شرکت از این فناوری برای پاداش دادن به مشتریان برای بازیافت شیشه‌ها در برخی از ماشین‌های فروش خود در چین استفاده می‌کند. همچنین این شرکت از فناوری تشخیص چهره برای ارسال تبلیغات شخصی‌سازی شده به مشتریان برخی کشورها در هنگام استفاده از دستگاه‌های فروش خودکار استفاده می‌کند.

• هدفون نویز کنسلینگ چگونه کار می‌کند؟

فناوری تشخیص چهره چقدر دقیق است؟

منتقدان این فناوری در سراسر جهان نگران این مساله هستند که شناسایی چهره اگر با دقت کافی و به درستی دنبال نشود، ممکن افراد بی‌گناه را محکوم کند. این موضوع تا حدی می‌تواند مطرح باشد ولی جالب است بدانید که آزمایش‌های موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا نشان داد که از آوریل ۲۰۲۰ به بعد بهترین الگوریتم‌های شناسایی چهره دارای نرخ خطایی تنها به اندازه‌ی ۰.۰۸ درصد هستند. این موضوع یک پیشرفت بزرگ در این فناوری به حساب می‌آید چرا که نسبت به سال ۲۰۱۴ بسیار ارتقا یافته است. در آن زمان بهترین الگوریتم‌های تشخیص چهره دارای نرخ خطای ۴.۱ درصد بود.

مطالعات صورت گرفته در این سال‌ها نشان می‌دهند که تشخیص چهره هنگام مقایسه‌ی چهره فرد با تصاویر ثابت بسیار دقیق است. با این حال، هنگام تطبیق چهره با عکس‌های گرفته شده در مکان‌های عمومی، این دقت کاهش می‌یابد.

با این حال، در زندگی واقعی و خارج از آزمایشگاه، نرخ دقت این فناوری معمولا کمتر است. به عنوان مثال بحث تشخیص چهره در یک فروشگاه می‌تواند نرخ خطایی از ۰.۱٪ تا ۹.۳٪ داشته باشد، آن هم در صورتی که تطبیق چهره‌ها با عکس‌هایی با کیفیت بالا انجام شود. لازم به ذکر است که نرخ خطا به‌ویژه زمانی که سوژه‌ها مستقیماً به دوربین نگاه نمی‌کنند یا تا حدی توسط سایه‌ها یا اشیا پنهان شده باشند، افزایش می‌یابد.

• باتری چطور کار می‌کند؟ (به زبان ساده)

آیا تکنولوژی تشخیص چهره می‌تواند برای ما خطرناک باشد؟

همچون هر چیز دیگری به عنوان یک فناوری نسبتا جدید، ما هنوز در حال درک مزایا و معایب این فناوری هستیم. با این حال در این بخش لیست مختصری از هر دو جنبه‌ی مثبت و منفی احتمالی این فناوری را به شما ارائه می‌دهیم.

منبع: norton

نشان کردن