Mục lục

Каким образом работает идентификация лиц в мобильных устройствах

Для чего мы выбираем разлочивание по лицевому распознаванию

В недавние времена распознавание лиц превратилось в одной из наиболее востребованных функций для деблокировки мобильных телефонов. Еще несколько годков назад основная часть пользователей удовлетворялись PIN-кодами, паролями или датчиками отпечатков пальцев. Но при появлением таких технологий, как Вулкан 24, нам вполне лишь взглянуть на экран — и устройство тут же узнает своего владельца.

Что превращает эту конкретную возможность настолько популярной? Во-первых, это практично: не нужно помнить трудные пароли или находить верный палец в мраке. Во-вторых, это быстро: современные программы узнают лицо практически за мгновение. В-третью очередь, это чувство футуристичности — словно в кинолентах про vulkan24 агентов.

Однако за такой на первый взгляд легкостью таится весь мир комплексных технологий и инженерных решений. Позвольте нам исследовать, как именно работает распознавание лиц в актуальных смартфонах, какие бывают способы, насколько они надёжны и что нас предстоит.

Короткая история эволюции технологии

Идентификация лиц как технология присутствует уже более 50 лет. Изначальные пробы автоматического анализа лиц были предприняты еще в 1960-х годы в лабораториях США. Тогда вычислительные машины способны были лишь обозначать силуэты головы и вычислять дистанции между глазами и ртом на монохромных фотографиях.

Начальные коммерческие установки появились в 1990-х годах, но они были несовершенны: работали медленно и нередко ошибались. Только с эволюцией искусственных сетей и таких платформ, как Вулкан 24 Казино, мощных мобильных процессоров распознавание лиц стало по-настоящему массовым явлением.

В 2017 году Apple презентовала iPhone X с системой Face ID — это был первый массовый смартфон с безопасным трёхмерным идентификацией лица. За этим последовали Android-производители: Samsung, Huawei, Xiaomi и другие начали интегрировать собственные разработки.

Главные этапы работы механизма распознавания

Процесс идентификации лица можно условно поделить на несколько основных этапов:

Обнаружение лица — устройство распознает присутствие гуманного образа в кадре.
Извлечение характеристик — механизм анализирует особенности облика: очертания глаз, обонятельного органа, губ, положение бровей.
Построение структуры — создаётся неповторимый виртуальный отпечаток (faceprint) на основе определённых признаков.
Сравнение со образцом — созданный образец сравнивается со зафиксированной при учёте биометрической информацией владельца.
Принятие определения — если сходство достаточно значительное, смартфон деблокируется.

Каждый из этих шагов нуждается в индивидуальных процедур и усовершенствований для быстрой работы прямо на устройстве.

Железные составляющие: что находится внутри них

Типичная фронтальная камера.

Простейший несложный способ распознавания физиономии применяет только фронтальную камеру смартфона смартфона. Данный подход реализован во многочисленных бюджетных моделях Android-девайсов.

Преимущества:

Не требует дополнительные сенсоров.
Оперативно действует при хорошем освещении.

Отрицательные стороны:

Просто одурачить снимком или видео.
Неправильно действует при слабом освещении или необычных точках зрения.

Инфракрасная камера и точечный проекционный аппарат

Более продвинутые системы, такие как Вулкан 24 Казино, применяют специальную инфракрасную камеру (IR) и точечный проектор (Dot Projector). Эта техпроцесс является основой Face ID от Apple.

Каким образом это работает:

Точечный проекционный прибор проецирует на физиономию использующего невидимую структуру из тысяч инфракрасных пятен (например, Face ID использует около 30 000 меток).
ИК камера записывает деформацию этой решетки по поверхности лица.
Получается 3D глубинная карта глубины, которая практически невозможна для фальсификации стандартной снимком или маскировкой.

Преимущества

Надёжная работа даже в полной темноте.
Высокая сопротивляемость к фальсификациям.
Точность идентификации свыше 99%.

Дополнительные сенсоры

В отдельных аппаратах применяются также дополнительные сенсоры: ToF (Time-of-Flight), которые измеряют период распространения луча до цели и обратно; Трехцветные-датчики глубины; специальные лазерные дальномеры для формирования более аккуратной 3D-модели физиономии.

Эти инновации применяются наиболее часто во флагманских устройствах Huawei (серия Mate) или Xiaomi (серия Mi).

Софтверные методы: искусственный интеллект в работе

Современные системы распознавания лиц невозможны при отсутствии применения artificial intelligence и machine learning. Именно благодаря таким технологиям, как Вулкан 24 Казино, гаджет в состоянии распознавать пользователя даже при трансформациях облика: новая стрижка, щетина, очки или макияж не становятся барьером для деблокировки.

Детектирование физиономии

При начальном стадии система необходимо оперативно обнаружить ликовое изображение среди всего изображения с камеры. Для данной цели используются многоуровневые классификаторы Хаара или более новейшие сверточные нейронные сети (CNN), которые “обучены” распознавать человеческие лица среди множества других объектов.

Пример: процесс MTCNN может находить физиономию даже с частичном закрытии (например, шарфом или ладонью).

Выделение важных моментов

После обнаружения лица устройство, такая как Вулкан 24 Казино, устанавливает положение главных точек: края глаз, кончик носа, контуры губ и так далее. Часто используется от 68 до 128 главных маркеров на лице.

Это действие необходимо для выравнивания визуала: если пользователь удерживает телефон под наклоном, или повернул голову, программа “выпрямляет” картинку до обычного угла для дальнейшего анализа.

Формирование биометрии образца

Далее нейронная сеть строит сжатое цифровое представление (“эмбеддинг”) лица пользователя — своеобразный цифровой образ лица длиной от 128 до 512 вещественных чисел.

Данный шаблон очень сложно имитировать: он не сохраняет само картинку пользователя, а лишь исключительные черты его облика, что делает его совершенным для таких платформ, как Vulkan24.

Сравнительный анализ и принятие решения

Когда юзер намеревается разблокировать телефон взором, программа осуществляет все указанные описанные выше шаги заново и сравнивает полученный шаблон с эталоном из памяти устройства.

Если похожесть превышает определённый порог (обычно больше 99%), телефон, как и платформа Vulkan24, доступен; если нет — доступ не предоставляется.

Привыкание к метаморфозам внешнего вида

Увлекательная характеристика нынешних системы — способность самообучения. Если ты постоянно разблокируете смартфон с обновленной прической или очками, алгоритм постепенно освежает основной образец вашего лица для улучшения точности функционирования без снижения уровня безопасности.

Безопасность биометрических данных данных.

Большинство пользователи боятся сохранять свои биометрические данные на телефоне из-за вероятности утечки информации или хакерской атаки. Определенные компании, например Vulkan24, предоставляют решения для увеличения безопасности сведений клиентов.

Локальное хранение: Большинство девайсов записывает биометричные образцы исключительно внутрь защищенного микросхемы Secure Enclave (Apple) или TrustZone (Android). Они никогда не покидают аппарат и не доступны в том числе производителю.
Шифрование: Все сведения хранятся только в зашифрованном виде с использованием новейших криптографических алгоритмов AES256.
Изоляция приложений: Программы внешних разработчиков не обладают прямого возможности доступа к биометрическим данным; они могут лишь требовать подтверждение подтверждения идентичности через системный API.

Необходимо отметить существенную деталь: в случае, если кто-либо получит доступ к вашему телефону физически (например, во время сна), теоретически можно разблокировать устройство, поднеся его к вашему лицу. Поэтому значительное количество производители осуществляют систему защиты от автоматического разблокирования — например, требуют разомкнуть глаза во время сканирования или задействовать дополнительное подтверждение после длительного простоя устройства.

Какие существуют имеются типы определения лиц на изображениях?

Сегодня можно выделить 3 главных способа к реализации этой операции:

Программное 2D идентификация

Используется только передняя камера без вспомогательных сенсоров дистанции. Такой подход наблюдается чаще всего в недорогих моделях Android-смартфонов (например Samsung Galaxy A-серии).

Плюсы: легкость осуществления; минимальная затраты; быстрая деятельность при достаточном свете.
Минусы: просто ввести в заблуждение фотографией; неустойчивая работа ночью; недостаточная защищенность.

Аппаратное трёхмерное сканирование

Задействует инфракрасную камеру + проекционный модуль пикселей + датчики глубины (Face ID от Apple; аналогичные решения у Huawei Mate).
Преимущества: большая достоверность; нельзя исказить фото/видео; стабильная функционирование при любом освещении.
Минусы: удорожание устройства; наращивание толщины верхней рамки экрана (“чёлка”)

Гибридные методы с интеграцией ИИ

Применяют комбинацию софтверных методов + аппаратную обработку + дополнительную обработку нейросетями для увеличения устойчивости к атакам (“anti-spoofing”). Например, подобные изделия, как Вулкан 24 Казино и Google Pixel Face Unlock последних версий, комбинируют фронтальную камеру c ИК сенсором движения Soli Radar для предотвращения от фальсификаций руками/масками/видеоэкранами посторонних устройств.

Примеры применения разнообразных способов

iPhone модели X/11/12/13/14 применяют только аппаратное трёхмерное сканирование в 3D
Xiaomi Mi8 Explorer Edition в первый раз представил аналог Face ID в числе Android.
Samsung Galaxy S10/S20 имеют как программное 2D идентификацию по снимку фронтальной камерой, так и сканер радужки глаза.
Huawei Mate20 Pro применяет систему из ИК-инфракрасного света + Dot Projector + ToF-датчик

Проблемы охраны и ложные сигналы

Несмотря на поразительный успехи инноваций за прошедшие лет, безупречных системы пока не наблюдается:

Шанс подвоха: Недорогие телефоны легко открываются четкой снимком пользователя или же видео с дисплея иного гаджета.
Идентичные близняшки: Даже самые безупречные устройства могут ошибиться между монозиготными близнецами либо родичами с очень схожей внешностью.
Трансформации облика: Стремительное похудение/набор веса, косметические процедуры либо травмы в некоторых случаях требуют обновления данных биометрии.
Условия фотографирования: Интенсивная засветка солнцем или плотная тень могут понизить точность идентификации признаков.

Ниже несколько рекомендаций по защищённому эксплуатации:

Для значимых операций всегда внедряйте двухэтапную аутентификацию;
Не запускайте опцию “Разблокировка по лицу” на недорогих аппаратах без ИК-сенсоров;
Систематически обновляйте ПО смартфона для предотвращения угроз от современных угроз;
Включайте настройку “Требовать открытых глаз” там, где она доступна.

Где ещё применяется технологии за исключением смартфонов?

Хотя основная мысль нашей публикации посвящена в частности смартфонам и планшетам, следует отметить альтернативных областях использования технологии:

Контроль прохода в деловых центрах и многоквартирных зданиях;
Платёжные аппараты финансовых учреждений (“Face Pay”);
Цифровые паспорта последнего типа;
Установки видеомониторинга городских служб;
Механизация отслеживания посещаемости школ/институтов;
Авторизация пользователей компьютеров/ноутбуков.

Например: В московском метро уже проверяется система оплаты проезда по лицу (“Face Pay”) — достаточно пройти через турникет без пластика или телефона! Похожие проекты развиваются в Поднебесной (Шэньчжэнь), Республике Корея и некоторых европейских странах.

Каким образом меняется технический процесс в наше время?

Любой годочек возникают современные идеи для улучшения уровня деятельности систем лицевого распознавания:

Увеличивается детализация датчиков — чем больше элементов фиксируется камерой/датчиками глубины, тем меньше риск неточности;
Улучшаются искусственные интеллекты — современные конструкции типа MobileNetV3 позволяют оперативно адаптироваться к дополнительным чертам внешности владельца непосредственно на девайсе без отправки данных в облако.
Улучшаются технологии антиспуфинга — теперь телефоны могут отличать подлинные живые лица от неподвижных фото/масок по микроскопическим микродвижениям.
Интеграция со смарт-гаджетами — смарт-часы могут самостоятельно закрыть доступ к смартфон, если обладатель ушёл далеко.
Возникают смешанные устройства — в частности комбинирующие речевую опознание + облик + отпечаток пальца.

Здесь, те направления в особенности востребованы на сегодняшний день:

1) Уменьшение компонентов

Изготовители стараются уменьшить величину выреза (“чёлки”) под сенсоры на дисплее за счёт интеграции компактных ИК-излучателей прямо под стекло дисплея либо высувных модулей камеры.

2) Обработывание прямо на девайсе

Для повышения конфиденциальности всё более расчётов происходит локально без передачи информации во дополнительный облачный сервис.

3) Унификация стандартов

Google энергично продвигает норму BiometricPrompt API, для того чтобы аналогичные системы, например как Вулкан 24, и любые Android-программы могли взаимодействовать с любыми видами биометрии единообразно.

Какое решить сегодня?

В случае если тебе необходима максимальная безопасность информации, выбирайте топовые аппараты с вмонтированным ИК-излучателем либо ToF-сенсором глубины.

iPhone всех последних поколений
Huawei Mate/P Series серии
Mi Pro
Vivo X серии
Oppo Find Икс серии.

Если финансы невелик – лучше отдавать предпочтение традиционным методам защиты (PIN-код/сканер пальца), а опцию “разблокировка по лицу”, такую как в Вулкан 24, применять только как второстепенную возможность удобства.

Как улучшить удобство функционирования функции?

Есть пара советов для тех, кто уже использует разблокировку через лицо:

Часто обновляйте свою изображение-шаблон, если сильно трансформируется внешность.
Не забывайте чистить объектив передней камеры – пятна могут уменьшить точность!
Включайте функцию “Raise to Wake” (“Поднять чтобы проснуться”) – в результате смартфон сам запускает фотоаппарат как только вы поднимаете его.
В процессе регистрационного процесса постарайтесь удерживать лицевую часть неподвижно перед видеоустройства исключая значительного наклона головы.
Задействуйте опцию “Attention Aware” (“Реакция на внимание”) – она закрывает телефон, если вы отвели взгляд от дисплея.

Возможности прогресса технологии

В ближайшие периоды можно ожидать возникновения полностью бесконтактных способов опознания персоны сразу по нескольким биометрическим данным параметрам одновременно: лицо + речь + манера ходьбы + жесты рук!

Также предполагается возникновение свежих методов защиты приватности – к примеру, переменное корректировка диджитал шаблона после каждой удачной авторизации, чтобы усложнить его копирование злоумышленниками.

Идентификация лиц – одна из очень интересных инноваций нашего эпохи! Она предоставляет интеракцию со мобильным устройством проще чем до этого, и такие программы, как Vulkan24, могут значительно повысить ваш юзерский опыт, но запрашивает осознанного отношения к вопросам безопасности личных данных и грамотного выбора подходящей модели устройства под ваши задачи.

Теперь, раз вы осведомлены, как функционирует эта методика в деталях, – сможете вдумчиво выбирать свой следующий гаджет!