Как работает распознавание лиц

Он узнает тебя из миллиона — как смартфоны распознают лица

С какой точностью вы сможете определить, один и тот же человек на фотографии или два разных? Кажется, что это проще простого. На деле же — не всегда. Порой зайдешь в инстаграм какой-нибудь девочки — и будто совсем другой человек по сравнению с тем, что в жизни. Поэтому точность распознавания человеком составляет только 97,53%.

А китайские ученые разработали алгоритм, который такую же задачу решает с точностью 98,52%. Смиритесь: компьютер распознает лица лучше вас. А еще компьютер лучше вас распознает скрытые эмоции на статичных кадрах и умеет с 91-процентной точностью определять геев и 83-процентной — лесбиянок. У человека результаты скромнее — 61% и 54% соответственно.

Но не надо комплексовать, что вы хуже «глупой машины». Машина на то и машина, что действует по алгоритмам, тогда как у человека больше вариативности. Стоит только закрыть половину лица — и у компьютера сразу возникнут проблемы. Конечно, технологии развиваются, поэтому вариативность появляется и у компьютера, благодаря 3D-сканированию и машинному обучению.

Компьютерное зрение

Подытоживая: компьютер хорош. А раз так, его возможности распознавать лица стали использовать из соображений безопасности. Австралийские пограничники с 2007 года пользуются системой SmartGate, которая в том числе сравнивает лицо человека с его фотографией в паспорте. Британские же полицейские в этом году впервые поймали преступника через систему распознавания лиц.

Мы с вами не так часто ездим в Австралию и, надеюсь, не нарушаем закон в Великобритании. Поэтому мы чаще всего сталкиваемся с распознаванием лица в смартфонах. Оно бывает трех типов — рассказываем.

Распознавание лиц фронталкой

Если вы любите поиздеваться над фанатами Apple, то вот вам повод: Android научился узнавать лицо владельца еще в 2011 году. Хотя издеваться над кем-то по поводу смартфонов — это зашквар, не надо так делать.

Android распознавание лиц

Не думаю, что кто-то на полном серьезе этим пользовался. Работало распознавание лиц медленно и не всегда, потому что для этих целей использовалась обычная фронтальная камера. При первом запуске система распознавала расстояние между вашими глазами, ширину носа и другие параметры лица, а потом сравнивала. Стоило сменить ракурс, или если света было недостаточно — и приходилось по старинке вводить пароль. В общем, инновация прошла незамеченной и использовалась в основном прошаренными школьниками, чтобы похвастаться перед одноклассницами (по крайней мере, у меня было именно так).

Распознавание радужки глаза

В Samsung Galaxy Note 7 была особенность, которая должна была взорвать умы покупателей — сканер радужки глаза, следующий этап в безопасности смартфонов. Но на деле всем было как-то пофиг. Тем более, назвать безопасным телефон, который мог у тебя взорваться в руке, как-то язык не поворачивается.

Кстати, еще в 1936 году офтальмолог Франк Бурш обратил внимание, что радужные оболочки у глаз уникальны, и их можно использовать, чтобы идентифицировать личность. Радужка хороша тем, что сильно отличается от человека к человеку — настолько, что даже не обязательно делать снимки в каком-то огромном разрешении, чтобы отличить один глаз от другого. Правда, от идеи до ее патента прошло полвека. И только в 1990-м Джон Даугман придумал, как закодировать радужку.

Специальный алгоритм убирает со снимка все, кроме самой радужки — зрачок, склеру, веки, блики от очков и так далее. А потом строится модель радужки, по которой система отличает правильных людей от неправильных.

Как работает сканер радужки

Фотографируют глаз → получают фотографию → определяют радужку и веки → вырезают радужку → удаляют лишнее → нормализация → кодирование → аутентификация

Все это звучит замечательно, но сканер радужки — это все равно дополнительная функция, а не основная. Из Samsung Galaxy Note 7 ее перенесли в Note 8, а также S8 и S8+. Только во всех этих смартфонах есть более привычный, универсальный и быстрый сканер отпечатков пальцев. Чтобы им пользоваться, не обязательно направлять смартфон на лицо. Плюс, он спокойно работает в темноте.

Face ID

Чтобы ее новая супер технология не стала таким же «просто дополнением», Apple выпилила сканер отпечатков пальцев в iPhone X и оставила только распознавание лиц — Face ID.

Face ID — это не то же самое, что было в Android Ice Cream Sandwich. Для Face ID нужен целый набор датчиков, размещенных на полуострове в «бесконечном» дисплее iPhone X. 7-мегапиксельная фронтальная камера — это только маленькая шестеренка во всем этом «механизме».

Как работает FaceID

Набор сенсоров составляет 3D-модель лица из 30 000 точек, поэтому Face ID должен распознавать лицо с разных ракурсов. За счет использования ИК-камеры функция работает даже в темноте. Кроме того если в вашей внешности произойдут какие-то изменения (нанесете макияж, отрастите бороду, постареете), Face ID все равно будет работать.

Apple говорит, что Face ID намного безопаснее, чем сканер отпечатков пальцев Touch ID. Вероятность, что сканер отпечатков пальцев примет чей-то отпечаток за ваш — 1 к 50 000. Вероятность, что чужое лицо смартфон примет за ваше — 1 к 1 000 000.

Тем не менее, некоторые издания уже протестировали Face ID близнецами и результаты получились 50 на 50. Одна пара близнецов без проблем «хакнула» современную защиту iPhone X. В другом случае, смартфон не сдавался и не давал однояйцевой сестре разблокировать чужой аппарат.

Работа Face ID на iPhone X с близнецами

Что дальше?

Зайдет ли распознавание лиц так же, как в свое время зашел сканер отпечатков пальцев? Еще год назад я бы ответил, что не зайдет. Но теперь, когда за дело взялась Apple, верится в технологию чуть больше. Я не фанат и не неадекват, но как-то вот получается у Apple распространять старые-новые фишки.

Возможно, сканер отпечатков пальцев и распознавание лиц будут жить бок о бок — как IPS и AMOLED, Android и iOS, Фараон и Тимати. Возможно, Apple побалуется и вернется к сканеру отпечатков, научившись встраивать его прямо в экран. А возможно, уже через пару-тройку лет Xiaomi выпустит очередной Redmi за 10 тысяч без сканера отпечатков пальцев, который будет пусть и косячно, но распознавать лица.