Принцип работы системы распознавания лиц и области применения
Все наслышаны про систему распознавания лиц в Москве, как работает она — знают лишь единицы. Кто-то активно распространяет слухи о том, что эта система в метро и других общественных местах сейчас используется, чтобы штрафовать людей, не соблюдающих масочный режим. Что подтвердить этот слух или опровергнуть его, для начала стоит разобраться, имеется ли такая техническая возможность.
Лицо — это надежный идентификатор, с его помощью можно подтвердить личность. Уже много лет личность по лицу подтверждают не только сотрудники служб безопасности, но и электронные системы. В этой статье мы расскажем, с чего все начиналось и как развивалась технология, как именно она работает, насколько она точная, где и зачем применяется. Здесь ты найдешь ответ на вопрос, существуют ли способы обмануть системы распознавания лиц.
В последние десять лет система распознавания лиц стала более распространенной технологией. Она используется государственными структурами и коммерческими объединениями. Ее главное назначение — обеспечение безопасности и облегчение труда персонала.
О технологии
Распознаванием лиц называют один из способов проверки личности человека, в качестве идентификатора используются внешние характеристики лица. Системы могут распознавать лица на фотографиях и видео, а также в онлайн режиме. Технология давно используется правоохранительными органами, у сотрудников есть мобильные устройства, которые опознают людей.
В основе системы — датчик распознавания. Его возможности впечатляют, но есть и недостатки. Электроника ошибается, поэтому нельзя доверять принятие важного решения только ей. Это обернется несправедливыми последствиями, например, назначение наказания для человека, который не совершал правонарушения. Программное обеспечение на данный момент несовершенно, оно часто ошибается в отношении женщин и детей, допускает ошибки относительно афроамериканцев и других этнических меньшинств с выраженными внешними чертами.
Принцип работы
В основе лежат алгоритмы, которые выделяют черты лица и анализируют их. Все полученные посредством считывания сведения переводятся в математическую форму. Говоря простыми словами, система определяет расстояние между глазами, форму губ и подбородка, а затем оцифровывает данные. В цифровом виде они сопоставляются с другими данными в базе на предмет сходства. Есть определенный шаблон, это данные о конкретной личности. И это не фотография, а нечто большее. Это сведения для узкого использования — только для того, чтобы отличить одного человека от другого.
Системы становятся более совершенными, с каждым обновлением ошибок становится меньше. Уже сейчас они умеют выполнять свою работу в сложных условиях: при слабом освещении, при низком качестве фотографии, при расположении в неудобном ракурсе, например, снимая человека сверху вниз. Ошибки все-таки присутствуют, но для многих из них предусмотрен алгоритм разрешения спорной ситуации.
Когда какое-то действие идентифицируется как ошибочное, чаще всего это касается двух ситуаций:
- ложноположительный сценарий. Система относит считанные данные с шаблоном в базе, но это соотношение ошибочное. То есть она принимает одного человека за другого;
- ложноотрицательный. Автоматика не может идентифицировать личность, шаблонные данные которых присутствуют в базе. Иными словами, на запрос она выдает нулевой результат, но он ошибочный.
В таких случаях искусственный интеллект должен быть проверен человеком. Это основная причина, по которой на технологию нельзя полагаться с полной уверенностью.
В каких странах работает?
В 2019 году рынок технологий для идентификации по лицам составлял чуть больше трех миллиардов долларов. По прогнозам экспертов, с 2024 года объем будет увеличен до семи миллиардов. Посмотрим, за счет каких государств развивается этот рынок.
Южная и Северная Америка
В этом географическом сегменте лидером является США. Это предсказуемый факт, так как на территории данной страны базируются ведущие игроки рынка технологий искусственного интеллекта и IT.
- США. Крупнейшие компании — это такие гиганты, как Apple, Google, Amazon, Facebook и Microsoft. Они делают собственные открытия, это теоретические эксперименты и практические внедрения. Именно за счет них мы обладаем системой в современном виде.
- Канада. Здесь рассматриваемый идентификатор широко распространен среди государственных служб, особенно полиции. В 2018 году с марта по декабрь только в столице было распознано 60% запросов. Из подтвержденных людей 80% оказались правонарушителями. Искусственный интеллект неплохо помогает поддерживать общественный порядок.
- Бразилия. Здесь запущен государственный проект, целью которого является сбор биометрических данных. Проект инициирован высшим судом. Есть конкретная цель — чтобы в 2020 году в базе были шаблоны на 140 миллионов граждан, у каждого из этих людей появится уникальное удостоверение личности.
Страны ЕС
В Европе с технологией пробуют работать многие государства. Некоторые из них продвинулись дальше других.
- Франция. Использование распознавания разрешено только в двух аэропортах — Руасси и Орли. Также используется на станции Гар-дю-Нор.
- Германия. Установка первых биометрических датчиков произошла в 2017 году, их поставили на одной из станций Берлина. Чтобы протестировать работу, пригласили сотню добровольцев, они оставили свои данные и проверили эффективность. Сейчас нововведение только внедрятся в общественные места.
Азиатский регион
США является лидером по размерам рынка, в Азии есть другой лидер — по росту в данном сегменте. Точнее лидера здесь два — это Китай и Индия.
- Китай. Здесь используется множество уникальных устройств, которые еще не успел познать остальной мир. Например, на окраинах Пекина сотрудники полиции начали использовать очки для распознавания лиц. Они выглядят, как обычные солнцезащитные. Также в Поднебесной хорошо развита сеть видеонаблюдения. По данным на конец 2017 года в стране использовалось 176 миллионов камер, к концу 2020 года планируется насчитать уже более 600 миллионов единиц. В Китае есть собственные компании, которые работают с искусственным интеллектом.
- Индия. В этом государстве работает проект Aadhaar, в его рамках собрана крупнейшая биометрическая база в мире. У каждого шаблона есть свой уникальный номер-идентификатор, его получили уже более миллиарда граждан. Для большей точности применяется еще один дополнительный идентификатор, обычно отпечатки пальцев рук.
- Япония. Предполагалось, что сверхразвитые технологии идентификации лиц станут главной фишкой Олимпиады-2020 в Токио. По известным событиям игры перенесли, по последней информации на год. Но мировая пандемия — не помеха для развития искусственного интеллекта. Когда игры все-таки состоятся, мы точно увидим нечто особенное.
Постсоветское пространство
Здесь лидером по развитию технологии является России. Это заметно для всех, поэтому так актуален вопрос, как работает система распознавания лиц в метро. С 2017 года работает программа Центробанка, которая выполняет сбор лиц, радужных оболочек, голосов и отпечатков пальцев. Однако, сбор продвигается медленно, так как многие граждане настроены скептически и не дают согласия на сбор персональной информации.
Идентификация используется в ряде сфер, от систем государственной безопасности до торговли. Регулярно проходят масштабные эксперименты, какие-то из них проваливаются, другие проходят очень удачно. Видеоаналитика идет на подъем, особенно такие пассивные технологии, как распознавание лиц. Только за два года существования пилотного проекта в столице было задержано 90 нарушителей закона, с учетом того, что работало всего лишь около сотни камер. Сейчас количество стремительно увеличивается.
Развитие осуществляется с государственной поддержкой. Чтобы расширить возможности банков, был принят законопроект, в соответствии с которым граждане смогут в режиме онлайн пользоваться теми услугами, которые раньше оказывались только при личном присутствии, к примеру, открытие счета. Это возможно благодаря наличию дистанционного способа подтвердить личность.
Технология успешно применяется в ритейле. Крупные торговые сети используют систему не только для безопасности, но и для анализа данных. Так они узнают больше о своих покупателях: посредством сканирования лица определяют пол и возраст, анализируют затраченное на покупки время и состав покупок. Технология до такой степени развитая, что может определить даже эмоциональное состояние и понять, довольным человек покинул территорию наблюдения или расстроенным. Если люди выходят счастливыми, то все хорошо, если покупатели выглядят удручающими — это повод к размышлению для управленцев. Таким образом удалось узнать, что после посещения кассы самообслуживания индекс настроения снижался относительно традиционной кассы с продавцом.
Можно ли обмануть систему?
Как было сказано выше, технология ошибается. Она сопровождается целым арсеналом средств, в том числе и юридическими, которые призваны защищать правопорядок при сохранении анонимности. Но все же искусственный интеллект можно перехитрить.
В нашей стране было разработано решение, которое делает человека неузнаваемым. Это алгоритм создания специального макияжа для введения ПО в заблуждение. Создатель, Григорий Бакунов, не стал выводить разработку на рынок, понимая, что она будет использована нарушителями закона.
Немецкий художник Адам Харви создал нечто аналогичное и работает над специальной одеждой, которая не позволяет камерам сделать свою работу. На этой одежде нанесен принт, имитирующий лицо, что вводит датчик в заблуждение.
Еще один яркий пример — с 2017 года компания из Вьетнама применяет маску для взлома идентификатора Face ID на iPhone X. Владельцев таких айфонов радует то, что алгоритмы слишком сложные для массового взлома.
Но зная, как работает система распознавания лиц в Москве и других городах мира, становится понятно, что технология развивается. Чем больше прецедентов взлома, тем больше поводов задуматься у ведущих компаний в области искусственного интеллекта.
