На главную | Содержание | Назад | Вперёд
Наши друзья

 

 

Идентификация по лицу

Система распознавания по лицу — наиболее древний и распространенный способ
идентификации. Именно такой процедуре подвергается каждый, кто пересекает грани­цу. При этом пограничник сверяет фото на паспорте с лицом владельца паспорта и при­нимает решение, его это паспорт или нет. Примерно такую же процедуру выполняет компьютер, но с той лишь разницей, что фото уже находится в его памяти. Привлека­тельность данного метода основана том, что он наиболее близок к тому, как мы иден­тифицируем друг друга. Развитие данного направления обусловлено быстрым ростом мультимедийного видеотехнологий, благодаря которым можно увидеть все больше ви­деокамер, установленных дома и на рабочих местах.
Существенный импульс это направление получило с повсеместным распространени­ем технологии видеоконференций Internet/intranet. Ориентация на стандартные видеока­меры персональных компьютеров делает этот класс биометрических систем сравнитель-нодешевым.Темнеменее,идентификациячеловекапогеометриилицапредставляет собой достаточно сложную (с математической точки зрения) задачу. Хотя лиц о человека — уни­кальный параметр, но достаточно динамичный;
человек может улыбаться, отпускать бороду и
усы, надевать это добавляет
сти в процедуре идентификации и требует дос­таточно мощной и дорогой аппаратуры, что соответственно влияет на степень распростра­ненности данного метода.


Алгоритм функционирования системы опознавания достаточно прост. Изображе­ние лица считывается обычной видеокамерой и анализируется. Программное обеспе­чение сравнивает введенный портрет с хранящимся в памяти эталоном. Некоторые системы дополнительно архивируют вводимые изображения для возможного в буду­щем разбора конфликтных ситуаций. Весьма важно также то, что биометрические си­стемы этого класса потенциально способны выполнять непрерывную идентификацию (аутентификацию) пользователя компьютера в течение всего сеанса его работы. Боль­шинство алгоритмов позволяет компенсировать наличие очков, шляпы и бороды у исследуемого индивида. Было бы наивно предполагать, что с помощью подобных сис­тем можно получить очень точный результат. на это, в некоторых странах они довольно успешно используются для верификации кассиров и пользователей де­позитных сейфов.
Основными проблемами, с которыми сталкиваются разработчики данного класса биометрических систем, являются изменение освещенности, вариации положения го­ловы пользователя, выделение информативной части портрета (гашение фона). С эти­ми проблемами удается справиться, автоматически выделяя на лице особые точки и затем измеряя расстояния между ними. На лице выделяют контуры глаз, бровей, носа, подбородка. Расстояния между характерными точками этих контуров образуют весь­ма компактный эталон конкретного лица, легко поддающийся масштабированию. За­дача характерных деталей лица легко может быть решена для плоских двухмерных изображений с фронтальной подсветкой, но такие биометрические систе­мы можно обмануть плоскими изображениями лица-оригинала. Для двухмерных сис­тем изготовление муляжа-фотографии — это не сложная техническая задача.
Существенные технические трудности при изготовлении муляжа возникают при использовании трехмерных биометрических систем, способных по перепадам ярко­сти отраженного света восстанавливать трехмерное изображение лица. Такие систе­мы способны компенсировать неопределенность расположения источника освещен­ности по отношению к идентифицируемому лицу, а также неопределенность положения лица по отношению к видеокамере. Обмануть системы этого класса можно только объемной маской, точно воспроизводящей оригинал.
Данный метод обладает существенным преимуществом: для хранения данных об
одном образце идентификационного кода (одном лице) требуется совсем немного
памяти. А все потому, что, как выяснилось, человеческое лицо можно поделить на относительно небольшое количество «блоков», неизменных у всех людей. Этих бло­ков больше, чем известных нам частей лица, но современная техника научилась вы­делять их и строить на их основе модели, руководствуясь взаимным расположением
блоков.
Например, аппаратура компании Visionics использует метод обработки локальных участков изображения лица, и для вычисления уникального кода каждого человека ей требуется всего от 12 до 40 характерных участков. Полученный код выражается в виде сложной математической формулы.
— одна из лучших в мире программ, которая позволяет распознавать лицо. Она находит промышленное применение в целом ряде приложений. Технология ус­пешно реализована не только на рабочих станциях, но и на мобильных компьютерах, поскольку появилась технология Facelt для Pocket PC.


Технология Facelt компании Visionics, входящая в Authentication Suite компании BioNetrix, представляет собой программный механизм распознавания черт лица со сжатием изображения до 84 байт. Среди поддерживаемых функций — генерация отпе­чатка лица в виде уникального цифрового кода; сегментация для отделения изображе­ния лица от фона; отслеживание изменений в лице с течением времени.
Технология идентификации геометрии лица может использоваться, в частности, для такой экзотической цели, как слежение. Алгоритм позволяет выделять изображе­ние лица на некотором расстоянии и на любом фоне, даже состоящем из других лиц, чтобы затем сравнить его с хранящимся в памяти эталонным кодом. Система была испытана для выявления преступников на чемпионате США по американскому фут­болу. Факт применения этой системы скрывали до конца чемпионата, и зрители при­шли в негодование от такого посягательства на демократические свободы. Технология состояла в преобразовании фотографии лица в математическое выражение, описываю­щее геометрию его черт. Система переводила изображение в 84-разрядный файл, на­зываемый face print. Затем файлы, полученные при помощи видеокамер во время мат­чей, сравнивались с face print известных преступников. Хотя несанкционированное применение такой технологии, равно как и сама технология, подверглись осуждению со стороны общественности, правоохранительные органы ряда городов уже выделили средства для ее развертывания.
Программный продукт FaceMe является аналогом Facelt и решает задачи верифи­кации и идентификации человека на основе анализа структуры его лица. Для успеш­ной работы SPIRIT FaceMe необходимо затратить менее минуты для регистрации ва­шего лица.
Система One-on-One Facial Recognition основана на распознавании уникальных черт человеческого лица и позволяет контролировать доступ в здание или помещение.
Программа One-on-One, используя камеру, распознает лица и обеспечивает «нена­вязчивый» контроль над пользователем. При инсталляции системы пользователь дол­жен зарегистрировать свое лицо в базе данных. В результате этой процедуры One-on-
One создаст цифровой шаблон (подпись), связанный с изображением лица. При
дальнейшем использовании системы она будет проверять, совпадает ли изображение лица (вернее — шаблон) пользователя с хранящимся в базе.
Наличие косметики не влияет на работу системы распознавания, которая распоз­нает людей даже в тех случаях, когда они решили отказаться от очков.
One-on-One не сохраняет изображение лица. Поэтому компьютерный взломщик
не может реконструировать изображение по учетной записи в базе данных.
Цифровой шаблон или персональный идентификационный вектор (ПИВ), связан­ный с изображением лица, состоит из 96 байт. Его можно с легкостью сохранить на смарт-карте или в базе данных. Процесс распознавания лица занимает меньше одной секунды.
Фирма Neurodynamics сообщила о выходе биометрического пакета Tridentity, ко­торый использует распознавание лица для приложений электронной коммерции. Дан­ная система строит и сохраняет в памяти трехмерную карту топографии лица пользо­вателя. Впоследствии на основе этих данных Tridentity, как заявляют разработчики,
позволяет успешно распознавать лица, видимые под любым углом. Способность алго­ритма выделять индивидуальные особенности, такие как структура лицевых костей


вокруг глаз и носа, обеспечивают его применимость, даже если для анализа доступны всего 10% поверхности лица, а также если черты искажены мимикой. Предполагается, что данное программное обеспечение можно будет ис­пользовать и в полицейских структурах для опознавания разыскиваемых преступников.
NVisage — это наиболее продвинутая разработка Cambridge Neurodynamics. Уникальность продукта зак­лючается в том, что он ориентирован на распознавание трехмерных объектов, в то время как в большинстве со­временных устройств используется только двухмерная техника.
Термограмма Двухмерные системы распознавания надежны только
лица человека в том случае, когда известен угол поворота головы и рас-
стояния до глаз, рта, носа и т. д. Когда человек находится в движении, двухмерная система становится в значительной степени зависимой от позы объекта распознавания. Благодаря Nvisage можно значительно повысить надежность распознавания.
При использовании источников света для создания трехмерного изображения, Nvisage может распознавать более тонкие особенности лица. Более того, так как Nvisage генерирует трехмерную модель лица, ее можно вращать.
Более надежной разновидностью описываемого метода является идентификация по «тепловому портрету» лица или тела человека в инфракрасном диапазоне. Этот метод, в отличие от обычного, оптического, не зависит от изменений лица человека (например, появления бороды), так как тепловая картина лица меняется крайне редко.
Недавно появилось сообщение об устройствах Technology Recognition Systems (США), в которых происходит распознавание лица в инфракрасном свете. Данная тех­нология основана на том, что термограмма лица человека (тепловая картинка, создан­ная излучением тепла кровеносными сосудами лица) уникальна для каждого человека и, следовательно, может быть использована в качестве биокода для систем контроля допуска (Данная термограмма является более стабильным кодом, чем гео­метрия лица, поскольку не зависит от времени и изменений внешности человека.
В процессе термографической идентификации личности индивидуальный рису­нок распределения тепловых областей на лице человека вводится в компьютер с по­мощью инфракрасной камеры и платы захвата изображения, например, DT 3152(РС1). Монохромное изображение, поступающее от инфракрасной видеокамеры, вводится в компьютер с помощью специального кабеля. В это же время к изображению добав­ляется специально созданная просмотровая таблица (lookup table). За&м изображе­ние подвергается обработке специальной утилитой, разработанной на C++. В это время и происходит идентификация по индивидуальному рисунку тепловых облас­тей на лице.
Используя плату захвата изображения DT3152 и приложение для распознавания образов, компания Data Translation создала уникальную систему распознавания лич­ности, отличающуюся высокой надежностью, скоростью, причем она доступна по сто­имости.


Проблемы идентификации человека по лицу существенно упрощаются при пере­ходе наблюдений в дальний инфракрасный диапазон световых волн. Предложено осу­ществлять термографию идентифицируемого лица, выявляющую уникальность рас­пределения артерий на лице, снабжающих кожу теплой кровью. Проблема подсветки для этого класса биометрических устройств не существует, так как они воспринимают только температурные перепады лица и могут работать в полной темноте. На резуль­таты идентификации не влияют перегрев лица, его переохлаждение, естественное ста­рение личности, пластические операции, так как они не изменяют внутреннее распо­ложение сосудов. Методу лицевой термографии доступно различение однояйцевых близнецов, кровеносные сосуды на их лицах имеют достаточно существенные разли­чия. Дистанционное считывание с любого расстояния вне зависимости от освещенно­сти обеспечивает высокую пропускную способность и вандалозащищенность. Метод рассчитан на использование специализированной видеокамеры дальнего инфракрас­ного диапазона, что и определяет его высокую стоимость.

 

На главную | Содержание | Назад | Вперёд
 
Яндекс.Метрика