Osoba jest w stanie rozpoznać twarze innych ludzi dzięki obszarowi mózgu na granicy płatów potylicznych i skroniowych - zakrętowi wrzecionowatemu. Ludzie uczą się rozpoznawać twarze od urodzenia i już w wieku czterech miesięcy potrafią wyraźnie odróżnić jedną osobę od drugiej. Główne rzeczy, na które zwraca się uwagę, to oczy, kości policzkowe, nos, usta i brwi, a także faktura i kolor skóry. Jednocześnie nasz mózg przetwarza całą twarz i jest w stanie zidentyfikować osobę nawet na połowie twarzy. Mózg porównuje otrzymany obraz z szablonem średniej wewnętrznej i znajduje charakterystyczne różnice. Dlatego wydaje się ludziom, że przedstawiciele innej rasy są „wszyscy na jednej twarzy”: wewnętrzne szablony ludzi są dostrojone do rysów twarzy charakterystycznych dla ich środowiska. Jak działa system informacyjny rozpoznawania twarzy - więcej o tym w dzisiejszym numerze!
Przede wszystkim system rozpoznawania twarzy musi znaleźć twarz na obrazie i wybrać ten obszar. W tym celu oprogramowanie może wykorzystywać różnorodne algorytmy: na przykład określanie podobieństwa proporcji i koloru skóry, podkreślanie konturów obrazu i dopasowywanie ich do konturów twarzy, podkreślanie symetrii za pomocą sieci neuronowych. Za najbardziej efektywną uważa się metodę Viola-Jonesa, którą można stosować w czasie rzeczywistym. Dzięki niemu system rozpoznaje twarze nawet po obróceniu o 30 stopni. Metoda oparta jest na cechach Haara, czyli zestawie czarno-białych prostokątnych masek o różnych kształtach. Maski nakładane są na różne części obrazu, a algorytm sumuje jasność wszystkich pikseli obrazu znajdujących się pod czarną i białą częścią maski, a następnie oblicza różnicę między tymi wartościami. Następnie system porównuje wyniki ze zgromadzonymi danymi i po zidentyfikowaniu twarzy na obrazie kontynuuje śledzenie, aby wybrać optymalny kąt i jakość obrazu. W tym celu stosuje się algorytmy przewidywania wektora ruchu lub algorytmy korelacji.
Po wybraniu najbardziej udanych zdjęć system przechodzi do rozpoznania twarzy i porównania z istniejącą bazą danych. Działa na tych samych zasadach, na których artysta rysuje portrety - program znajduje na twarzy osoby punkty zaczepienia, z których kształtują się poszczególne cechy. Z reguły program przyznaje około 100 takich punktów. Najważniejsze pomiary w programach do rozpoznawania twarzy to odległość między oczami, szerokość nozdrzy, długość nosa, wysokość i kształt kości policzkowych, szerokość podbródka, wysokość czoła i inne parametry.
Korzystając z obrazów 2D, można z powodzeniem rozpoznać twarz tylko podczas fotografowania z przodu i przy dobrym oświetleniu, które jest odpowiednie dla systemów bezpieczeństwa w przedsiębiorstwach i agencjach rządowych. Do pracy w miejscach publicznych wykorzystuje się obrazy 3D. Kilka zsynchronizowanych kamer wykonuje szereg zdjęć pod różnymi kątami, na podstawie których powstaje trójwymiarowy model obiektu, z którym współpracuje system, wyznaczając punkty kontrolne. Następnie uzyskane dane są porównywane z dostępnymi w bazie danych, a jeśli parametry są zgodne, osoba jest identyfikowana.
Oprócz modeli 3D naukowcy rozwijają inne obszary. Na przykład Identix stworzył bardzo dokładną biometryczną technologię rozpoznawania twarzy, która analizuje teksturę skóry - pory, linie i blizny. Według twórców wykorzystanie ich technologii wraz z tradycyjnym systemem rozpoznawania twarzy zwiększy dokładność pracy o 25%.
W kolejnej odsłonie porozmawiamy o tym, jak działa wykrywacz banknotów. Zostań z nami!
Film promocyjny: