Hệ thống nhận dạng khuôn mặt là 1 vận dụng máy tính tự động xác định hoặc nhận dạng một người nào đấy từ một bức hình ảnh kỹ thuật số hoặc 1 sườn hình video từ một nguồn video. Một trong những cách để thực hành điều này là so sánh những đặc điểm khuôn mặt sắm trước từ hình ảnh và 1 cơ sở dữ liệu về khuôn mặt.
Hệ thống này thường được sử dụng trong những hệ thống an ninh. Có thể được so sánh với những dạng sinh trắc học khác như các hệ thống khóa cửa vân tay hay tròng mắt.
Kỹ thuật trong khóa vân tay - nhận dạng khuôn mặt
Khóa truyền thống
Một số thuật toán nhận dạng khuôn mặt xác định các đặc điểm khuôn mặt bằng cách trích xuất những oắt con giới, hoặc đặc điểm, từ 1 hình ảnh khuôn mặt của đối tượng. Ví dụ, 1 thuật toán sở hữu thể phân tích các vị trí tương đối, kích thước, và/hoặc hình trạng của mắt, mũi, gò má, và cằm. Những tính năng này sau ấy được dùng để kiếm tìm những hình ảnh khác với những tính năng phù hợp. Các thuật toán thông thường hóa 1 bộ sưu tập những hình ảnh khuôn mặt và sau đấy nén dữ liệu khuôn mặt, chỉ lưu dữ liệu hình ảnh nào là hữu ích cho việc nhận dạng khuôn mặt. Một hình ảnh cái sau ấy được so sánh với những dữ liệu khuôn mặt. Một trong các hệ thống thành công sớm nhất dựa trên các khoa học yêu thích mang dòng ứng dụng cho 1 tập hợp những đặc điểm khuôn mặt nổi bật, cung cấp 1 dạng đại diện của khuôn mặt được nén.
Các thuật toán nhận dạng sở hữu thể được chia thành hai hướng chính, là hình học, đấy là nhìn vào tính năng phân biệt, hoặc trắc quang quẻ (đo sáng), là dùng bí quyết thống kê để 'chưng cất' 1 hình ảnh thành những giá trị và so sánh những giá trị mang các cái để loại bỏ chênh lệch.
Khóa nhận dạng 3-chiều
Một xu thế mới nổi lên, tuyên bố cải thiện được độ chính xác, là nhận dạng khuôn mặt ba chiều. Kỹ thuật này dùng các cảm biến 3D để nắm bắt thông báo về hình trạng của khuôn mặt. Thông tin này sau ấy được dùng để xác định những tính năng đặc biệt trên bề mặt của 1 khuôn mặt, chả hạn như các đường viền của hốc mắt, mũi và cằm.
Một lợi thế của nhận dạng khuôn mặt 3D là nó không bị liên quan bởi những đổi thay trong ánh sáng như các khoa học khác. Nó cũng có thân xác định 1 khuôn mặt từ 1 loạt những góc nhìn, trong ấy với góc nhìn nghiêng. Các điểm dữ liệu ba chiều từ 1 khuôn mặt cải thiện lớn độ xác thực cho nhận dạng khuôn mặt. Nghiên cứu 3D được nâng cao cường bởi sự phát triển của các bộ cảm biến tinh vi giúp nắm bắt hình ảnh chụp khuôn mặt 3D được phải chăng hơn.
Các cảm biến hoạt động bằng bí quyết chiếu ánh sáng có cấu trúc lên gương mặt. Hàng chục hoặc rộng rãi hơn nữa những bộ cảm biến hình ảnh này mang thể được đặt lên trên cộng một con chip CMOS-mỗi cảm biến sẽ thu 1 phần khác nhau của hình ảnh.
Ngay cả một kỹ thuật 3D hoàn hảo cũng mang thể gặp khó khăn bởi những nhan sắc thái biểu cảm trên gương mặt. Để đạt được mục đích đó 1 nhóm tại Technion (viện công nghệ Israel tại Haifa) đã áp dụng những dụng cụ từ hình học metric để giải quyết các mô tả cảm xúc như phép đẳng cự Một nhà hàng mang tên Vision Access tạo ra 1 biện pháp cứng cáp cho nhận dạng khuôn mặt 3D. Công ty này sau ấy đã được chọn lại bởi doanh nghiệp truy cập sinh trắc học Bioscrypt Inc. Công ty đã tăng trưởng một phiên bản được gọi là 3D FastPass.
Khóa cảm biến vân tay phân tích kết cấu bề mặt da
Một xu thế mới nổi tiêu dùng những yếu tố hình ảnh của da, được chụp trong những hình ảnh khoa học số hoặc máy scan tiêu chuẩn. Kỹ thuật này được gọi là phân tách kết cấu da, đưa các đường đặc trưng, hình dạng, và các điểm nốt trên làn da của một người vào 1 không gian toán học.
Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng có việc bổ sung những phân tích cấu trúc của da, hiệu quả trong việc nhận ra khuôn mặt với thể nâng cao 20-25 phần trăm.
Người sử dụng và các ứng dụng nổi bật
Cảnh sát Liên bang Đức sử dụng một hệ thống nhận dạng khuôn mặt để cho phép những người dùng tình nguyện vượt qua các điểm kiểm soát biên giới hoàn toàn tự động tại trường bay quốc tế Frankfurt Rhein-Main. Khách hàng cần là công dân của Liên minh châu Âu, hoặc công dân Thụy Sĩ. Kể từ năm 2005, Văn phòng Cảnh sát hình sự Liên bang Đức cung ứng nhận dạng khuôn mặt thay cho hệ thống khóa thẻ từ khách sạn cho đa số các cơ quan cảnh sát Đức.
Hệ thống nhận dạng cũng được dùng bởi các casin* để bắt những kẻ ăn lận hoặc những cá nhân nằm trong danh sách đen khác.
Dịch vụ Hải quan Úc và New Zealand có một hệ thống xử lý biên giới tự động gọi là SmartGate tiêu dùng nhận dạng khuôn mặt. Hệ thống so sánh gương mặt của cá nhân sở hữu các hình ảnh trong các microchip hộ chiếu điện tử, xác nhận rằng người giữ hộ chiếu là chủ mang hợp pháp.
Mạng Tư pháp Pennsylvania tìm kiếm hình ảnh hiện trường vụ án và cảnh quay camera quan sát trong cơ sở dữ liệu hình thẻ của đối tượng bắt giữ trước đó. Hàng loạt các cảnh huống mẫn cảm đã được giải quyết nói từ lúc hệ thống đi vào hoạt động vào năm 2005. Các cơ quan thực thi pháp luật khác ở Hoa Kỳ, bao gồm toà án Los Angeles, sử dụng cơ sở dữ liệu hình thẻ vào công việc điều tra pháp y của họ. Tính đến năm 2013, không mang cơ sở dữ liệu hợp nhất toàn quốc về hình ảnh khuôn mặt nào được lập cụ thể, nhưng với một số nỗ lực để tạo ra 1 hệ thống như vậy.
Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ điều hành 1 trong những hệ thống nhận dạng khuôn mặt to nhất trên thế giới sở hữu hơn 75 triệu bức ảnh được chủ động tiêu dùng để xử lý visa.
Sân bay Quốc tế Tocumen ở Panama điều hành một hệ thống giám sát toàn sân bay tiêu dùng hàng trăm camera nhận dạng khuôn mặt trực tiếp để xác định các cá nhân đi qua sân bay.
Tác dụng khác
Ngoài việc được dùng cho các hệ thống an ninh, nhà chức trách đã sắm thấy 1 số vận dụng khác cho các hệ thống nhận dạng khuôn mặt. Trong lúc khai triển sau sự kiện 11 tháng 9 trước đấy cũng đã được ban bố thử nghiệm, triển khai gần đây hơn hi hữu lúc được biết do thuộc tính bí hiểm của chúng.
Tại Super Bowl XXXV trong tháng 1 năm 2001, cảnh sát ở Vịnh Tampa, Florida đã dùng phần mềm nhận dạng khuôn mặt Viisage để kiếm tìm tên tù đọng và khủng bố tiềm năng sở hữu mặt tại sự kiện này. 19 người với giấy tờ tù hãm vị thành niên đã với khả năng xác định.
Trong cuộc bầu cử tổng thống năm 2000, chính phủ Mexico sử dụng phần mềm nhận dạng khuôn mặt để ngăn chặn ăn gian bầu cử. Một số cá nhân đã đăng ký bầu cử dưới phổ biến tên khác nhau, trong 1 tìm mọi cách để đặt được phổ biến phiếu. Bằng bí quyết so sánh hình ảnh gương mặt mới cho các người đã sở hữu trong cơ sở dữ liệu của cử tri, chính quyền đã mang thể giảm các cử tri trùng lặp. Công nghệ tương tự đang được tiêu dùng ở Hoa Kỳ để ngăn chặn những người lấy thẻ căn cước fake và giấy phép lái xe.
Ngoài ra còn có 1 số áp dụng tiềm năng của nhận dạng khuôn mặt hiện đang được phát triển. Ví dụ, kỹ thuật này với thể được dùng như một biện pháp an ninh tại các máy ATM, sử dụng. Thay vì sử dụng một thẻ nhà băng hoặc số nhận dạng cá nhân, máy ATM sẽ sử dụng khóa cửa kính vân tay. Cùng hệ thống nhận dạng khuôn mặt. Chụp một hình ảnh của khuôn mặt của khách hàng, và so sánh nó sở hữu những bức ảnh của chủ trương mục nhà băng trong cơ sở dữ liệu để công nhận danh tính của khách hàng.
Hệ thống nhận dạng khuôn mặt được sử dụng để mở khóa các phần mềm trên những vật dụng di động. Một áp dụng trên Android Marketplace được vững mạnh một cách độc lập gọi là Visidon AppLock sử dụng điện thoại tích hợp máy ảnh để chụp ảnh của người dùng. Nhận dạng khuôn mặt được tiêu dùng để bảo đảm chỉ có người này mới có thể dùng ứng dụng nào đó mà họ tìm để đảm bảo bí mật.
Nhận diện khuôn mặt và nhận dạng khuôn mặt được tích hợp vào các áp dụng iPhoto cho Macintosh, để giúp người tiêu dùng công ty và chú giải những bộ sưu tập của họ.
Ngoài ra, thêm vào tính năng sinh trắc học van tay, mống mắt. Những máy ảnh khoa học số hiện đại thường hài hòa 1 hệ thống phát hiện khuôn mặt, cho phép máy ảnh giao hội và đo lường độ phơi sáng trên khuôn mặt của đối tượng, do ấy đảm bảo lấy được rõ nét bức chân dung của người được chụp. Một số máy ảnh, còn tích hợp tính năng phát hiện nụ cười, hay tự động chụp một bức ảnh vật dụng hai, ví như một người nào đấy nhắm mắt nhắm mũi trong thời gian chụp.
Do tránh của 1 số của hệ thống nhận dạng vân tay[cần giải thích], hệ thống nhận dạng khuôn mặt được dùng như là một cách khác để chấm công người lao động tại nơi làm cho việc trong những giờ quy định.
Một vận dụng khác có thể là 1 thứ cầm tay để tương trợ những người bị chứng mất khả năng nhận diện khuôn mặt trong việc nhận ra người quen của họ.
Ưu điểm và nhược điểm
So với những kỹ thuật khác
Trong số những loại khóa bảo mật sinh trắc học. Nhận dạng khuôn mặt sở hữu thể ko đáng tin cậy và hiệu quả nhất. Tuy nhiên, 1 trong những lợi thế quan yếu là nó ko đòi hỏi sự hợp tác của những đối tượng thử nghiệm. Các hệ thống kiểu dáng được lắp đặt tại những sân bay, khu chung cư, và những nơi công cộng khác mang thân xác định các cá nhân giữa đám đông, mà ko bỏ sót một ai. Sinh trắc học khác như dấu vân tay, quét mống mắt, và nhận dạng giọng nhắc không thể thực hành được như vậy. Tuy nhiên, câu hỏi đã được đặt ra về hiệu quả của phần mềm nhận dạng khuôn mặt trong ví như của an ninh đường sắt và sân bay.
Nhược điểm
Nhận dạng khuôn mặt ko phải là lý tưởng và khó khăn để thực hành trong những điều kiện nhất định. Ralph Gross, 1 nhà nghiên cứu tại Viện Mellon Robotics Carnegie, diễn đạt 1 trở ngại tác động đến các góc nhìn của khuôn mặt: "Nhận dạng khuôn mặt đã thực hiện được khá rẻ ở phía mặt trước và phía chênh lệch 20 độ, nhưng ngay sau lúc bạn đi về phía góc khuất, thì nó với vấn đề."
Hệ thống này thường được sử dụng trong những hệ thống an ninh. Có thể được so sánh với những dạng sinh trắc học khác như các hệ thống khóa cửa vân tay hay tròng mắt.
Kỹ thuật trong khóa vân tay - nhận dạng khuôn mặt
Khóa truyền thống
Một số thuật toán nhận dạng khuôn mặt xác định các đặc điểm khuôn mặt bằng cách trích xuất những oắt con giới, hoặc đặc điểm, từ 1 hình ảnh khuôn mặt của đối tượng. Ví dụ, 1 thuật toán sở hữu thể phân tích các vị trí tương đối, kích thước, và/hoặc hình trạng của mắt, mũi, gò má, và cằm. Những tính năng này sau ấy được dùng để kiếm tìm những hình ảnh khác với những tính năng phù hợp. Các thuật toán thông thường hóa 1 bộ sưu tập những hình ảnh khuôn mặt và sau đấy nén dữ liệu khuôn mặt, chỉ lưu dữ liệu hình ảnh nào là hữu ích cho việc nhận dạng khuôn mặt. Một hình ảnh cái sau ấy được so sánh với những dữ liệu khuôn mặt. Một trong các hệ thống thành công sớm nhất dựa trên các khoa học yêu thích mang dòng ứng dụng cho 1 tập hợp những đặc điểm khuôn mặt nổi bật, cung cấp 1 dạng đại diện của khuôn mặt được nén.
Các thuật toán nhận dạng sở hữu thể được chia thành hai hướng chính, là hình học, đấy là nhìn vào tính năng phân biệt, hoặc trắc quang quẻ (đo sáng), là dùng bí quyết thống kê để 'chưng cất' 1 hình ảnh thành những giá trị và so sánh những giá trị mang các cái để loại bỏ chênh lệch.
Khóa nhận dạng 3-chiều
Một xu thế mới nổi lên, tuyên bố cải thiện được độ chính xác, là nhận dạng khuôn mặt ba chiều. Kỹ thuật này dùng các cảm biến 3D để nắm bắt thông báo về hình trạng của khuôn mặt. Thông tin này sau ấy được dùng để xác định những tính năng đặc biệt trên bề mặt của 1 khuôn mặt, chả hạn như các đường viền của hốc mắt, mũi và cằm.
Một lợi thế của nhận dạng khuôn mặt 3D là nó không bị liên quan bởi những đổi thay trong ánh sáng như các khoa học khác. Nó cũng có thân xác định 1 khuôn mặt từ 1 loạt những góc nhìn, trong ấy với góc nhìn nghiêng. Các điểm dữ liệu ba chiều từ 1 khuôn mặt cải thiện lớn độ xác thực cho nhận dạng khuôn mặt. Nghiên cứu 3D được nâng cao cường bởi sự phát triển của các bộ cảm biến tinh vi giúp nắm bắt hình ảnh chụp khuôn mặt 3D được phải chăng hơn.
Các cảm biến hoạt động bằng bí quyết chiếu ánh sáng có cấu trúc lên gương mặt. Hàng chục hoặc rộng rãi hơn nữa những bộ cảm biến hình ảnh này mang thể được đặt lên trên cộng một con chip CMOS-mỗi cảm biến sẽ thu 1 phần khác nhau của hình ảnh.
Ngay cả một kỹ thuật 3D hoàn hảo cũng mang thể gặp khó khăn bởi những nhan sắc thái biểu cảm trên gương mặt. Để đạt được mục đích đó 1 nhóm tại Technion (viện công nghệ Israel tại Haifa) đã áp dụng những dụng cụ từ hình học metric để giải quyết các mô tả cảm xúc như phép đẳng cự Một nhà hàng mang tên Vision Access tạo ra 1 biện pháp cứng cáp cho nhận dạng khuôn mặt 3D. Công ty này sau ấy đã được chọn lại bởi doanh nghiệp truy cập sinh trắc học Bioscrypt Inc. Công ty đã tăng trưởng một phiên bản được gọi là 3D FastPass.
Khóa cảm biến vân tay phân tích kết cấu bề mặt da
Một xu thế mới nổi tiêu dùng những yếu tố hình ảnh của da, được chụp trong những hình ảnh khoa học số hoặc máy scan tiêu chuẩn. Kỹ thuật này được gọi là phân tách kết cấu da, đưa các đường đặc trưng, hình dạng, và các điểm nốt trên làn da của một người vào 1 không gian toán học.
Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng có việc bổ sung những phân tích cấu trúc của da, hiệu quả trong việc nhận ra khuôn mặt với thể nâng cao 20-25 phần trăm.
Người sử dụng và các ứng dụng nổi bật
Cảnh sát Liên bang Đức sử dụng một hệ thống nhận dạng khuôn mặt để cho phép những người dùng tình nguyện vượt qua các điểm kiểm soát biên giới hoàn toàn tự động tại trường bay quốc tế Frankfurt Rhein-Main. Khách hàng cần là công dân của Liên minh châu Âu, hoặc công dân Thụy Sĩ. Kể từ năm 2005, Văn phòng Cảnh sát hình sự Liên bang Đức cung ứng nhận dạng khuôn mặt thay cho hệ thống khóa thẻ từ khách sạn cho đa số các cơ quan cảnh sát Đức.
Hệ thống nhận dạng cũng được dùng bởi các casin* để bắt những kẻ ăn lận hoặc những cá nhân nằm trong danh sách đen khác.
Dịch vụ Hải quan Úc và New Zealand có một hệ thống xử lý biên giới tự động gọi là SmartGate tiêu dùng nhận dạng khuôn mặt. Hệ thống so sánh gương mặt của cá nhân sở hữu các hình ảnh trong các microchip hộ chiếu điện tử, xác nhận rằng người giữ hộ chiếu là chủ mang hợp pháp.
Mạng Tư pháp Pennsylvania tìm kiếm hình ảnh hiện trường vụ án và cảnh quay camera quan sát trong cơ sở dữ liệu hình thẻ của đối tượng bắt giữ trước đó. Hàng loạt các cảnh huống mẫn cảm đã được giải quyết nói từ lúc hệ thống đi vào hoạt động vào năm 2005. Các cơ quan thực thi pháp luật khác ở Hoa Kỳ, bao gồm toà án Los Angeles, sử dụng cơ sở dữ liệu hình thẻ vào công việc điều tra pháp y của họ. Tính đến năm 2013, không mang cơ sở dữ liệu hợp nhất toàn quốc về hình ảnh khuôn mặt nào được lập cụ thể, nhưng với một số nỗ lực để tạo ra 1 hệ thống như vậy.
Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ điều hành 1 trong những hệ thống nhận dạng khuôn mặt to nhất trên thế giới sở hữu hơn 75 triệu bức ảnh được chủ động tiêu dùng để xử lý visa.
Sân bay Quốc tế Tocumen ở Panama điều hành một hệ thống giám sát toàn sân bay tiêu dùng hàng trăm camera nhận dạng khuôn mặt trực tiếp để xác định các cá nhân đi qua sân bay.
Tác dụng khác
Ngoài việc được dùng cho các hệ thống an ninh, nhà chức trách đã sắm thấy 1 số vận dụng khác cho các hệ thống nhận dạng khuôn mặt. Trong lúc khai triển sau sự kiện 11 tháng 9 trước đấy cũng đã được ban bố thử nghiệm, triển khai gần đây hơn hi hữu lúc được biết do thuộc tính bí hiểm của chúng.
Tại Super Bowl XXXV trong tháng 1 năm 2001, cảnh sát ở Vịnh Tampa, Florida đã dùng phần mềm nhận dạng khuôn mặt Viisage để kiếm tìm tên tù đọng và khủng bố tiềm năng sở hữu mặt tại sự kiện này. 19 người với giấy tờ tù hãm vị thành niên đã với khả năng xác định.
Trong cuộc bầu cử tổng thống năm 2000, chính phủ Mexico sử dụng phần mềm nhận dạng khuôn mặt để ngăn chặn ăn gian bầu cử. Một số cá nhân đã đăng ký bầu cử dưới phổ biến tên khác nhau, trong 1 tìm mọi cách để đặt được phổ biến phiếu. Bằng bí quyết so sánh hình ảnh gương mặt mới cho các người đã sở hữu trong cơ sở dữ liệu của cử tri, chính quyền đã mang thể giảm các cử tri trùng lặp. Công nghệ tương tự đang được tiêu dùng ở Hoa Kỳ để ngăn chặn những người lấy thẻ căn cước fake và giấy phép lái xe.
Ngoài ra còn có 1 số áp dụng tiềm năng của nhận dạng khuôn mặt hiện đang được phát triển. Ví dụ, kỹ thuật này với thể được dùng như một biện pháp an ninh tại các máy ATM, sử dụng. Thay vì sử dụng một thẻ nhà băng hoặc số nhận dạng cá nhân, máy ATM sẽ sử dụng khóa cửa kính vân tay. Cùng hệ thống nhận dạng khuôn mặt. Chụp một hình ảnh của khuôn mặt của khách hàng, và so sánh nó sở hữu những bức ảnh của chủ trương mục nhà băng trong cơ sở dữ liệu để công nhận danh tính của khách hàng.
Hệ thống nhận dạng khuôn mặt được sử dụng để mở khóa các phần mềm trên những vật dụng di động. Một áp dụng trên Android Marketplace được vững mạnh một cách độc lập gọi là Visidon AppLock sử dụng điện thoại tích hợp máy ảnh để chụp ảnh của người dùng. Nhận dạng khuôn mặt được tiêu dùng để bảo đảm chỉ có người này mới có thể dùng ứng dụng nào đó mà họ tìm để đảm bảo bí mật.
Nhận diện khuôn mặt và nhận dạng khuôn mặt được tích hợp vào các áp dụng iPhoto cho Macintosh, để giúp người tiêu dùng công ty và chú giải những bộ sưu tập của họ.
Ngoài ra, thêm vào tính năng sinh trắc học van tay, mống mắt. Những máy ảnh khoa học số hiện đại thường hài hòa 1 hệ thống phát hiện khuôn mặt, cho phép máy ảnh giao hội và đo lường độ phơi sáng trên khuôn mặt của đối tượng, do ấy đảm bảo lấy được rõ nét bức chân dung của người được chụp. Một số máy ảnh, còn tích hợp tính năng phát hiện nụ cười, hay tự động chụp một bức ảnh vật dụng hai, ví như một người nào đấy nhắm mắt nhắm mũi trong thời gian chụp.
Do tránh của 1 số của hệ thống nhận dạng vân tay[cần giải thích], hệ thống nhận dạng khuôn mặt được dùng như là một cách khác để chấm công người lao động tại nơi làm cho việc trong những giờ quy định.
Một vận dụng khác có thể là 1 thứ cầm tay để tương trợ những người bị chứng mất khả năng nhận diện khuôn mặt trong việc nhận ra người quen của họ.
Ưu điểm và nhược điểm
So với những kỹ thuật khác
Trong số những loại khóa bảo mật sinh trắc học. Nhận dạng khuôn mặt sở hữu thể ko đáng tin cậy và hiệu quả nhất. Tuy nhiên, 1 trong những lợi thế quan yếu là nó ko đòi hỏi sự hợp tác của những đối tượng thử nghiệm. Các hệ thống kiểu dáng được lắp đặt tại những sân bay, khu chung cư, và những nơi công cộng khác mang thân xác định các cá nhân giữa đám đông, mà ko bỏ sót một ai. Sinh trắc học khác như dấu vân tay, quét mống mắt, và nhận dạng giọng nhắc không thể thực hành được như vậy. Tuy nhiên, câu hỏi đã được đặt ra về hiệu quả của phần mềm nhận dạng khuôn mặt trong ví như của an ninh đường sắt và sân bay.
Nhược điểm
Nhận dạng khuôn mặt ko phải là lý tưởng và khó khăn để thực hành trong những điều kiện nhất định. Ralph Gross, 1 nhà nghiên cứu tại Viện Mellon Robotics Carnegie, diễn đạt 1 trở ngại tác động đến các góc nhìn của khuôn mặt: "Nhận dạng khuôn mặt đã thực hiện được khá rẻ ở phía mặt trước và phía chênh lệch 20 độ, nhưng ngay sau lúc bạn đi về phía góc khuất, thì nó với vấn đề."