كيف يعمل التعرف على الوجه؟ – adminvista.com

يشعر معظم الناس بالراحة مع التعرف على الوجه لاستخدامه في Instagram-فلتر ومعرف الوجه. لكن هذه التكنولوجيا الجديدة نسبيًا يمكن أن تشعر ببعض الرعب. وجهك مثل بصمة الإصبع ، والتقنية الكامنة وراء التعرف على الوجه معقدة.

كما هو الحال مع أي تقنية جديدة ، هناك سلبيات للتعرف على الوجه. أصبحت هذه العيوب أكثر وضوحًا لأن الجيش ، وإنفاذ القانون ، والمعلنين ، ومنشئي التزييف العميق يجدون طرقًا جديدة مخادعة للاستفادة من برامج التعرف على الوجه.

الآن ، أكثر من أي وقت مضى ، من المهم أن يفهم الناس كيفية عمل التعرف على الوجه. من المهم أيضًا معرفة قيود التعرف على الوجه وكيف سيتطور في المستقبل.

التعرف على الوجوه سهل بشكل مدهش

قبل الخوض في العديد من الوسائط المختلفة للتعرف على الوجه ، من المهم فهم كيفية عمل عملية التعرف على الوجه. فيما يلي ثلاثة تطبيقات لبرامج التعرف على الوجه وشرح بسيط لكيفية التعرف على الوجوه أو التعرف عليها:

التعرف الأساسي على الوجه: لـ Animoji و Instagram- يقوم بتصفية “البحث” في كاميرا الهاتف عن السمات المميزة للوجه ، وتحديدًا زوج من العيون والأنف والفم. ثم يستخدم الخوارزميات للتثبيت على الوجه وتحديد الطريقة التي يبدو بها ، وما إذا كان فمه مفتوحًا ، وما إلى ذلك. تجدر الإشارة إلى أن هذا ليس التعرف على الوجه ، إنه مجرد برنامج يبحث عن الوجوه. Face ID والبرامج المماثلة: متى قمت بإعداد Face ID (أو برنامج مشابه) على هاتفك ، فهو يلتقط صورة لوجهك ويقيس المسافة بين ملامح وجهك. بعد ذلك ، في كل مرة تذهب فيها لفتح هاتفك ، “ينظر” من خلال الكاميرا لقياس هويتك وتأكيدها. تحديد شخص غريب: عندما تريد إحدى المؤسسات تحديد وجه لأغراض الأمان أو الإعلان أو الشرطة ، فإنها تستخدم خوارزميات للمقارنة الوجه بقاعدة بيانات واسعة من الوجوه. هذه العملية متطابقة تقريبًا مع جهاز Face ID الخاص بـ Apple ولكن على نطاق أوسع. نظريًا ، يمكن استخدام أي قاعدة بيانات (بطاقة الهوية ، Facebookملفات التعريف) ، ولكن قاعدة بيانات الصور الواضحة والمحددة مسبقًا تعتبر مثالية.

حسنًا ، دعنا ندخل في التفاصيل الجوهرية. لأن “التعرف على الوجه الأساسي” يستخدم ل Instagram-التصفية هي عملية بسيطة وغير ضارة ، سنركز بالكامل على التعرف على الوجوه والعديد من التقنيات المختلفة التي يمكن استخدامها لتحديد الوجه.

تعتمد معظم تقنية التعرف على الوجه على الصور ثنائية الأبعاد

كما قد تتوقع ، تعتمد معظم برامج التعرف على الوجه كليًا على الصور ثنائية الأبعاد. ولكن لم يتم ذلك لأن رسم خرائط الوجه ثنائي الأبعاد دقيق للغاية ، ويتم إجراؤه من أجل الراحة. تلتقط الغالبية العظمى من الكاميرات صورًا بدون أي عمق ، وصور عامة يمكن استخدامها لقواعد بيانات التعرف على الوجه (على سبيل المثال Facebookصور الملف الشخصي) كلها ثنائية الأبعاد.

لماذا لا تكون صور الوجه ثنائية الأبعاد فائقة الدقة؟ حسنًا ، لأن الصورة المسطحة لوجهك تفتقر إلى ميزات التعريف ، مثل العمق. باستخدام الصورة المسطحة ، يمكن للكمبيوتر قياس مسافة حدقة العين وعرض فمك ، من بين متغيرات أخرى. لكنها لا تستطيع تحديد طول أنفك أو مدى بروز جبهتك.

بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد تصوير الوجه ثنائي الأبعاد على طيف الضوء المرئي. هذا يعني أن التصوير ثنائي الأبعاد للوجه لا يعمل في الظلام ، ويمكن أن يكون غير موثوق به في ظروف الإضاءة الخافتة أو المظلمة.

من الواضح أن طريقة التغلب على بعض أوجه القصور هذه هي استخدام صور الوجه ثلاثية الأبعاد. ولكن كيف يكون ذلك ممكنا؟ هل تحتاج إلى معدات خاصة لرؤية وجه في صورة ثلاثية الأبعاد؟

تضيف كاميرات الأشعة تحت الحمراء عمقًا إلى هويتك

على الرغم من أن بعض برامج التعرف على الوجه تعتمد فقط على الصور ثنائية الأبعاد ، فليس من غير المألوف أن تعتمد تقنية التعرف على الوجه أيضًا على الصور ثلاثية الأبعاد. في الواقع ، ربما تتضمن تجربة التعرف على الوجه اندفاعة ثلاثية الأبعاد.

يتم تحقيق ذلك من خلال تقنية تسمى lidar ، والتي تشبه السونار. بشكل أساسي ، تقوم أجهزة مسح الوجه ، مثل جهاز iPhone الخاص بك ، بتفجير مجموعة الأشعة تحت الحمراء غير المؤذية على وجهك. تنعكس هذه المجموعة (جدار من الليزر) على وجهك ويتم التقاطها بواسطة كاميرا الأشعة تحت الحمراء (أو كاميرا ToF) على هاتفك.

كيف يعمل التعرف على الوجه؟ - adminvista.com 1

أين يحدث السحر ثلاثي الأبعاد؟ تقيس كاميرا الأشعة تحت الحمراء في هاتفك المدة التي يستغرقها كل جزء من ضوء الأشعة تحت الحمراء للارتداد عن وجهك والعودة إلى الهاتف. بطبيعة الحال ، سيكون للضوء المنعكس من أنفك رحلة أقصر من الضوء المنعكس من أذنيك ، وتستخدم كاميرا الأشعة تحت الحمراء هذه المعلومات لإنشاء خريطة عمق فريدة لوجهك. عند استخدامها مع الصور ثنائية الأبعاد الأساسية ، يمكن أن تؤدي معالجة الصور ثلاثية الأبعاد إلى زيادة دقة برامج التعرف على الوجه بشكل كبير.

التصوير الليدار هو مفهوم غريب قد يكون من الصعب لف رأسك حوله. إذا كان ذلك مفيدًا ، فحاول أن تتخيل أن شبكة الأشعة تحت الحمراء من هاتفك (أو أي جهاز للتعرف على الوجه) عبارة عن لوحة إعلانات ألعاب. مثل لعبة الدبوس ، يترك وجهك مسافة بادئة في شبكة الأشعة تحت الحمراء ، حيث يكون أنفك أعمق بشكل ملحوظ من عينيك على سبيل المثال.

يسمح التصوير الحراري بالتعرف على الوجه للعمل ليلاً

أحد أوجه القصور في التعرف على الوجوه ثنائي الأبعاد هو أنه يعتمد على طيف الضوء المرئي. من منظور الشخص العادي ، فإن التعرف على الوجه الأساسي لا يعمل في الظلام. ولكن يمكن حل ذلك باستخدام كاميرا حرارية (نعم ، كما هو الحال في Tom Clancy).

قد تقول “انتظر لحظة” ، “ألا يعتمد التصوير الحراري على ضوء الأشعة تحت الحمراء؟” نعم إنها كذلك. لكن كاميرات التصوير الحراري لا ترسل انفجارات من ضوء الأشعة تحت الحمراء ؛ إنهم يكتشفون ببساطة ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث من الأشياء. تصدر الأجسام الساخنة طنًا من ضوء الأشعة تحت الحمراء ، بينما تصدر الأجسام الباردة كمية ضئيلة من ضوء الأشعة تحت الحمراء. يمكن للكاميرات الحرارية باهظة الثمن اكتشاف الاختلافات الطفيفة في درجات الحرارة عبر السطح ، لذا فإن التقنية مثالية للتعرف على الوجه.

كيف يعمل التعرف على الوجه؟ - adminvista.com 2صورة طيفية للضوء المرئي وصورة حرارية وصورة حرارية مركبة.

توجد عدة طرق مختلفة للتعرف على الوجه بالصور الحرارية. كل هذه التقنيات معقدة بشكل لا يصدق ، لكنها تشترك في بعض أوجه التشابه الأساسية ، لذلك سنحاول إبقاء الأمور بسيطة بقائمة:

الصور المتعددة المطلوبة: تلتقط كاميرا التصوير الحراري عدة صور لوجه الهدف. تركز كل صورة على طيف مختلف من ضوء الأشعة تحت الحمراء (الموجات الطويلة والقصيرة والمتوسطة). عادةً ما يوفر طيف الموجة الطويلة أكبر قدر من التفاصيل في الوجه.تعتبر خرائط الأوعية الدموية مفيدة: يمكن أيضًا استخدام صور الأشعة تحت الحمراء هذه لاستخراج تكوين الأوعية الدموية في وجه الشخص. إنه أمر مخيف ، لكن يمكن استخدام خرائط الأوعية الدموية كبصمات وجه فريدة. يمكن استخدامها أيضًا للعثور على المسافة بين أعضاء الوجه (إذا كان التصوير الحراري النموذجي يعطي صورًا رديئة) أو لتحديد الكدمات والندوب. يمكن تحديد الموضوع: يتم إنشاء صورة مركبة (أو مجموعة بيانات) باستخدام العديد من صور الأشعة تحت الحمراء. يمكن بعد ذلك مقارنة هذه الصورة المركبة بقاعدة بيانات الوجه لتحديد الموضوع.

بالطبع ، عادةً ما يستخدم الجيش التعرف على الوجه الحراري ، وهو ليس شيئًا ستجده في Khols ، وهو ليس شيئًا يأتي مع هاتفك الخلوي التالي. أيضًا ، لا يعمل التصوير الحراري بشكل جيد خلال النهار (أو في البيئات المضاءة جيدًا بشكل عام) ، لذلك لا يحتوي على العديد من التطبيقات المحتملة خارج الجيش.

قيود التعرف على الوجوه

لقد أمضينا الكثير من الوقت في الحديث عن أوجه القصور في التعرف على الوجه. كما رأينا من الأشعة تحت الحمراء والتصوير الحراري ، من الممكن التغلب على بعض هذه القيود. ولكن لا تزال هناك بعض المشكلات التي لم يتم حلها بعد:

العوائق: كما قد تتوقع ، يمكن أن تفسد النظارات الشمسية وغيرها من الملحقات برنامج التعرف على الوجه المواقف: يعمل التعرف على الوجه بشكل أفضل مع صورة محايدة أمامية. يمكن أن يؤدي إمالة الرأس أو تدويره إلى صعوبة التعرف على الوجه ، حتى بالنسبة لبرامج التعرف على الوجه التي تعتمد على الأشعة تحت الحمراء. أيضًا ، يمكن للابتسامة أو الخدود المنتفخة أو بعض الوضعيات الأخرى أن تغير كيفية قياس الكمبيوتر لوجهك الضوء: تعتمد جميع أشكال التعرف على الوجه على الضوء ، سواء كان الطيف المرئي أو ضوء الأشعة تحت الحمراء. نتيجة لذلك ، يمكن لظروف الإضاءة الغريبة أن تقلل من دقة اكتشاف الوجه. قد يتغير هذا ، حيث يقوم الباحثون حاليًا بتطوير تقنية التعرف على الوجه القائمة على السونار قاعدة البيانات: بدون قاعدة بيانات جيدة ، لا يمكن التعرف على الوجه. وبالمثل ، من المستحيل تحديد وجه لم يتم تحديده بشكل صحيح من قبل. معالجة البيانات: اعتمادًا على حجم قاعدة البيانات وشكلها ، قد تستغرق أجهزة الكمبيوتر بعض الوقت للتعرف على الوجوه بشكل صحيح. في بعض المواقف ، مثل ضبط الأمن ، تحد قيود معالجة البيانات من استخدام التعرف على الوجه للتطبيقات اليومية (وهو أمر جيد على الأرجح).

في الوقت الحالي ، أفضل طريقة للتغلب على هذه القيود هي استخدام أشكال أخرى لتحديد الهوية جنبًا إلى جنب مع التعرف على الوجه. سيطلب هاتفك كلمة مرور أو بصمة إذا لم يتمكن من التعرف على وجهك ، وتستخدم الحكومة الصينية بطاقات الهوية وتقنية التتبع لإغلاق هامش الخطأ الموجود في شبكة التعرف على الوجه.

في المستقبل ، سيجد الباحثون بالتأكيد طريقة للتغلب على هذه المشاكل. يمكنهم استخدام تقنية السونار جنبًا إلى جنب مع الليدار لإنشاء خرائط وجه ثلاثية الأبعاد لأي بيئة ، ويمكنهم إيجاد طرق لمعالجة بيانات الوجه (وتحديد الغرباء) في فترة زمنية قصيرة للغاية. في كلتا الحالتين ، تتمتع هذه التكنولوجيا بإمكانية كبيرة لسوء الاستخدام ، لذا من المفيد مواكبة ذلك.

المصادر: جامعة رييكا ، مؤسسة الحدود الإلكترونية

مقالات ذات صلة

Back to top button