فناوری شناسایی و تشخیص چهره چیست؟

چقدر با فناوری تشخیص و شناسایی چهره آشنا هستید؟ تا به حال شده که بخواهید قفل گوشی هوشمند خود را با تشخیص چهره فعال کنید؟ یکی از کاربردهای رایج تشخیص چهره در قفل گوشی های هوشمند است. اما باید بدانید استفاده از فناوری تشخیص چهره فقط محدود به این نیست. در ادامه ی مقاله با فناوری تشخیص و شناسایی چهره و کاربردهای آن و البته روش های مختلف آن آشنا خواهیم شد.

تشخیص چهره چیست و چگونه کار می کند؟

تشخیص چهره (Face Recognition) در واقع یکی از شاخه های پردازش تصویر  و بینایی ماشین است و به فرایند یافتن چهره ی افراد در تصویر و شناسایی هویت آن ها اطلاق می شود. این فناوری به دلیل تغییرات موجود در چهره ی انسان مانند ژست، حالت، موقعیت و جهت گیری، رنگ پوست، عینک و موی صورت، شرایط روشنایی و وضوح تصویر، فرایندی پیچیده است.

در تشخیص و شناسایی چهره، احراز هویت چهره افراد بر اساس ویژگی ها و الگوهای موجود در چهره ی فرد تشخیص داده می شود. در واقع فناوری شناسایی چهره نوعی فناوری بیومتریک است زیرا برای تشخیص هویت افراد از تحلیل و بررسی ویژگی انسانی مانند استفاده می شود. از نمونه های دیگر فناوری بیومتریک می توان به بیومتریک عنبیه اشاره کرد.

در یک سیستم تشخیص چهره ابتدا چهره های زیادی به عنوان داده های آموزشی به یک شبکه ی عصبی عمیق (deep neural network) داده می شود، تا شبکه با استفاده از آن آموزش ببینید و برای شناسایی افراد آماده شود. پس از آموزش، مدلی خواهیم داشت که با استفاده از این مدل می توانیم فرایند تشخیص چهره را انجام دهیم.

هم اکنون روش های مختلفی برای تشخیص و شناسایی چهره توسعه پیدا کرده اند. اما به طو کلی فرایند شناسایی چهره شامل چهار گام اصلی است.

گام اول: تشخیص چهره در تصویر

ابتدا باید چهره ی انسان در تصویر مشخص گردد. با تحلیل عکس موجود، چهره ی افراد موجود در عکس یافته می شود. در این مرحله احراز هویت انجام نمی شود و تنها چهره ها پیدا می شوند.

گام دوم: نرمال سازی 

به منظور شناسایی چهره ی فرد، هر سیستم تشخیص چهره دارای یک سری نقاط مهم (landmark) است. این نقاط در سیستم های تشخیص چهره متفاوت است. برای مثال ممکن است در یک سیستم یا نرم افزار تشخیص چهره گوشه های چشم و نوک بینی به عنوان نقاط مهم انتخاب شوند و در سیستم دیگری این نقاط متفاوت یا بیشتر باشند. هر سیستمی یک landmark مشخص دارد. وقتی چهره ی فردی در سیستم شناسایی شد، باید این چهره در landmark مشخص شده منطبق شود. مثلا چشم ها در جای چشم های مشخص شده در landmark قرار بگیرد یا همین طور لب ها. در این حالت اگر زاویه ی صورت فرد هم با زاویه ی landmark مشخص شده، یکی نباشد، اصلاح می گردد.

گام سوم: استخراج ویژگی های صورت

بعد از مرحله ی نرمال سازی، باید ویژگی های چهره مشخص شود. در این مرحله عکس وارد یک شبکه ی عصبی عمیق می شود. این شبکه ویژگی ها را به صورت خودکار و در قالب یک بردار استخراج می کند.

گام چهارم: شناسایی یا احراز هویت فرد

در این گام احراز هویت انجام می شود. در این مرحله بسته به این که هدف از تشخیص چهره احراز هویت یا شناسایی چهره باشد کمی متفاوت است. در احراز هویت چهره ی فرد مدعی با چهره ی فرد واقعی مقایسه می شود. در واقع دو بردار (وکتور یا vector) ویژگی با هم مقایسه می شوند و نتیجه ی تایید یا عدم تایید هویت مشخص می گردد. در تشخیص چهره، بردار چهره ی فرد با تمامی بردارهای ذخیره شده در پایگاه داده مقایسه می شود و آن برداری که فاصله ی کمتری با بردار مورد نظر دارد به عنوان نتیجه برگردانده می شود. البته درصد شباهت دو چهره هم مشخص می شود.

کاربردهای تشخیص و شناسایی چهره

در این بخش به برخی از کاربردهای تشخیص چهره اشاره می کنیم.

کشف کلاهبرداری

توسعه دهندگان برنامه های موبایل از تشخیص چهره برای تمیز دادن چهره ی انسان از عکس انسان استفاده می کنند. کشف کلاهبرداری با استفاده از تشخیص چهره در مراکز بهداشتی درمانی، بانک ها، صنایع نظامی نیز کاربرد دارد.

خرید آنلاین

سازندگان گوشی های هوشمند مانند اپل و گوگل نرم افزار تشخیص چهره را در گوشی های خود پیاده سازی کرده اند و مشتریان می توانند تراکنش های مالی را به راحتی با گوشی های خود انجام دهند و احراز هویت با استفاده از چهره ی آن ها انجام می شود.

مراکز درمانی

علاوه بر اینکه تشخیص چهره می تواند به عنوان یک سیستم امنیتی در بیمارستان ها مورد استفاده قرار بگیرد، شامل کاربردهای دیگری هم می شود. برای مثال می توان احساسات فرد بیمار را با استفاده از این فناوری تشخیص داد و در طی دوره ای که بیمار در آن مرکز درمانی مستقر است می تواند حالات چهره ی او بررسی کرد. علاوه بر این امکان ردیابی بیمار هم با بکارگیری این فن آوری میسر می شود.

تبلیغات

تشخیص چهره نقش مهمی را در جمع آوری داده های شخصی افراد بازی می کند. فرض کنید یک فروشگاه مجهز به سیستم تشخیص چهره است. مشتری بین ۱۸ تا ۲۵ ساله توسط دوربین ها تشخیص داده شده است، صفحه نمایش با دریافت این اطلاعات ،محصولات مرتبط با سن این فرد را به او نمایش می دهند.

کنترل دسترسی

در بسیاری از سازمان ها و ادارات کنترل دسترسی یا به صورت دستی و یا از طریق ثبت اثر انگشت انجام می گیرد. استفاده از یک نرم افزار تشخیص چهره ی کارامد و دقیق می تواند جایگزین این موارد شود و براحتی با ورود افراد چهره ی آن ها را ثبت کرده و در صورت داشتن مجوز به آن ها دسترسی بدهد. این سیستم بدون نیاز به هیچ گونه تماس و یا همراه داشتن کارت اعتبار کنترل دسترسی را انجام می دهد.

مزایای تشخیص چهره

تشخیص چهره مانند بسیاری از فناوری های دیگر حتما مزایا و معایبی را به همراه دارد. در کنار معایبی که هر فناوری با خود به زندگی ما می آورد آسان کردن و سهولت انجام کارها یکی از مزیت های قابل توجهی است که نمی توان به راحتی از آن چشم پوشی کرد. فناوری شناسایی و تشخیص نیز از این حیث حائز اهمیت است زیار مزایایی مختلفی را به دنیای ما انسان ها به همراه آورده است.

بهبود در امنیت

یکی از کاربردهای اصلی تشخیص چهره در مسائل امنیتی است. از تشخیص چهره می توان در سیستم های امنیتی سازمان ها و ادارات، فرودگاه و ورزشگاه ها برای کنترل تردد و کنترل دسترسی استفاده نمود.

سهولت و سرعت در استفاده

در روش های کنترل دسترسی موجود افراد نیاز به زدن اثر انگشت و یا همراه داشتن کارت دارند. همچنین در هنگام ورود به گوشی یا برنامه ها و اپلیکیشن های مختلف نیاز به زدن رمز و در نتیجه به یاد سپاری آن وجود دارد. اما با تشخیص چهره، نیازی به حفظ کردن پسورد و یا زدن اثر انگشت یا به همراه داشتن کارت وجود ندارد. چهره همیشه همراه ماست!