Каким образом функционирует определение лицевых образов в смартфонах

Зачем мы выбираем разблокирование по лицу

В последние времена распознавание физиономий превратилось в одной из самых популярных опций для деблокировки смартфонов. Еще пару годков ранее основная масса юзеров довольствовались PIN-кодами, секретными кодами или сканерами отпечатков пальцев. Но при появлением подобных технологий, например cabura, нам вполне лишь взглянуть на экран — и аппарат тут же опознает своего владельца.

Что превращает эту функцию настолько популярной? Во-первых, это комфортно: не нужно удерживать в памяти трудные пароли или отыскивать нужный палец в мраке. Кроме того, это оперативно: современные программы узнают лицо практически за мгновения ока. В-третьем пункте, это чувство футуристичности — как будто в кинофильмах про cabura casino разведчиков.

Тем не менее за данной кажущейся простотой скрывается весь вселенная комплексных технологий и инженерных концепций. Давайте понять, как конкретно работает распознавание лиц в новейших мобильных телефонах, какие применяются способы, насколько они безопасны и что нас ожидает в будущем.

Короткая история прогресса технологии

Распознавание лиц как методика имеется уже более 50 годов. Первые попытки автоматического анализа лица были сделаны еще в 1960-х годы в научных учреждениях США. Тогда компьютеры умели лишь определять очертания головы и измерять промежутки между глазами и устами на черно-белых фотографиях.

Начальные торговые системы стали доступны в девяностых годах, но они были несовершенны: работали медленно и часто давали сбои. Только с эволюцией нейронных сетей и таких площадок, как кабура, мощных мобильных чипов идентификация лиц стало по-настоящему широко распространённым явлением.

В две тысячи семнадцатом году Apple выпустила iPhone X с системой Face ID — это был первый массовый смартфон с надёжным трёхмерным распознаванием лица. За ним пошли Android-производители: Samsung, Huawei, Xiaomi и другие начали интегрировать свои решения.

Ключевые шаги функционирования механизма определения

Процесс определения лица можно ориентировочно поделить на несколько важных этапов:

1. Обнаружение лица — устройство определяет наличие людского образа в кадре.
2. Определение характеристик — система анализирует особенности лица: форму глаз, носа, губ, положение надбровных дуг.
3. Построение структуры — создаётся особенный электронный отпечаток (faceprint) на основе определённых признаков.
4. Сравнение со эталоном — полученный образец сравнивается с зафиксированной при регистрации биометрической информацией владельца.
5. Принятие определения — если соответствие достаточно высокое, смартфон деблокируется.

Любой из данных этапов нуждается в индивидуальных методов и улучшений для скорой работы непосредственно на девайсе.

Технические составляющие: что скрыто внутри

Обычная фронтальная камера.

Самый несложный вариант идентификации лица применяет только лицевую камеру мобильного устройства. Подобный метод внедрён во многочисленных бюджетных моделях Android-девайсов.

Преимущества:

• Необходимо нуждается в дополнительных датчиков.
• Шустро действует при хорошем освещённости.

Отрицательные стороны:

• Просто одурачить фотографией или роликом.
• Неправильно функционирует при плохом освещении или нестандартных точках зрения.

ИК фотокамера и пунктирный проектор

Более продвинутые системы, такие как кабура, используют специальную инфракрасную камеру (IR) и точечный проектор (Dot Projector). Эта технология лежит в основе Face ID от Apple.

Каким способом это действует:

• Точечный проектор показывает на физиономию юзера невидимую сетку из тысяч инфракрасных меток (например, Face ID задействует около 30 000 точек).
• ИК камера записывает искривление данной решетки по поверхности лица.
• Получается трёхмерная карта глубины глубины, которая практически невозможна для подделки стандартной фотографией или маской.

Выигрыши

• Надёжная деятельность даже в полной темноте.
• Сильная защита к имитациям.
• Точность определения свыше 99%.

Добавочные сенсорные устройства

В отдельных устройствах используются также вспомогательные сенсорные устройства: ToF (Time-of-Flight), которые фиксируют время движения света до предмета и обратно; Трехцветные-датчики глубины; специальные световые лидары для создания более точной 3D-модели лица.

Эти разработки используются чаще всего во передовых устройствах Huawei (серия Mate) или Xiaomi (серия Mi).

Компьютерные методы: искусственный интеллект на исполнении

Современные устройства идентификации лиц немыслимы без применения artificial intelligence и machine learning. Именно из-за таким технологиям, как кабура, аппарат может узнавать юзера даже при трансформациях облика: новая причёска, щетина, оптика или грим не становятся помехой для деблокировки.

Обнаружение физиономии

В первом этапе программа необходимо быстро обнаружить ликовое изображение в пределах полного изображения камеры. Для данной цели используются последовательные классификаторы Хаара или более продвинутые сверточные нейронные сети (CNN), которые натренированы находить лица людей среди множества других объектов.

Пример: алгоритм MTCNN способен распознавать лицо даже в случае частичном закрытии (например, шалью или рукой).

Идентификация важных моментов

После обнаружения лица система, такая как кабура, определяет расположение главных точек: края глаз, конец носа, контуры губ и так далее. Обычно задействуется от 68 до 128 основных меток на лице.

Это действие нужно для нормализации изображения: если пользователь держит смартфон под наклоненным, или повернул головку, программа корректирует картинку до стандартного положения для дальнейшего анализа.

Построение биометрического идентификатора модели

Далее нейросеть строит компактное математическое представление („эмбеддинг”) внешности пользователя — своеобразный цифровой образ внешности длиной от 128 до 512 вещественных чисел.

Данный шаблон очень затруднительно сфальсифицировать: он не сохраняет само фото юзера, а лишь уникальные особенности его облика, что делает его совершенным для таких платформ, как кабура казино.

Сравнительный анализ и осуществление выбора

В случае, когда пользователь хочет открыть телефон глазами, программа воспроизводит все указанные описанные выше шаги заново и сравнивает полученный шаблон с эталоном из памяти устройства.

Если схожесть превышает заданный уровень (обычно больше 99%), телефон, как и платформа кабура казино, доступен; если нет — доступ запрещается.

Привыкание к изменениям внешнего вида

Занимательная черта нынешних системы — возможность самообучения. Если вы часто доступаете к мобильное устройство с новой прической или оптикой, программа постепенно модернизирует эталонный шаблон вашего внешности для повышения точности работы без ухудшения безопасности.

Охрана биометрических данных.

Большинство клиенты боятся держать свои био-идентификационные данные на смартфоне из-за риска утечки данных или взлома устройства. Некоторые компании, например кабура казино, предлагают варианты для увеличения сохранности сведений клиентов.

• Локальное сбережение: Основная часть устройств записывает био-идентификационные шаблоны только в пределах защищённого процессора Secure Enclave (Apple) или TrustZone (Android). Эти данные никогда не покидают аппарат и недоступны включая производителю.

• Шифрование: Все данные сберегаются только в кодированном виде с использованием актуальных криптографических алгоритмов AES256.

• Изоляция программ: Программы третьих разработчиков не обладают прямого возможности доступа к биометрическим данным; они могут лишь требовать факт верификации идентичности через системный API.

Следует отметить существенную особенность: если кто-либо получит доступ к вашему телефону физически (к примеру, пока вы спите), теоретически возможно разблокировать устройство поднеся его к вашему лицу. Поэтому многие изготовители осуществляют систему защиты от „слепого” разблокирования — к примеру, требуют разомкнуть глаза во время сканирования или использовать дополнительное подтверждение после длительного простоя устройства.

Какие имеются типы определения лиц?

Сегодня можно выделить различить три главных метода к выполнению этой операции:

Программируемое плоское распознавание

Используется только фронтальная камера без экстра детекторов дистанции. Подобный метод используется чаще всего в недорогих моделях Android-смартфонов (например Samsung Galaxy A-серии).

Плюсы: легкость реализации; минимальная затраты; скоростная деятельность при хорошем освещении.
Минусы: просто ввести в заблуждение фотографией; неустойчивая работа ночью; недостаточная защищенность.

Техническое объёмное оцифровка

Применяет инфракрасную камеру + проекционный модуль точек + сенсоры глубины (Face ID от Apple; аналогичные решения у Huawei Mate).
Плюсы: высокая надежность; не получится исказить фото/видео; устойчивая работа при любом освещении.
Минусы: повышение стоимости устройства; увеличение толщины верхней рамки экрана („чёлка”)

Смешанные подходы с ИИ-дополнением

Задействуют комбинацию программируемых методов + аппаратно-техническую обработку + последующую обработку нейросетями для повышения устойчивости к атакам („anti-spoofing”). Например, подобные продукты, например кабура и Google Pixel Face Unlock новейших версий, сочетают фронталку c ИК датчиком движения Soli Radar для защиты от фальсификаций жестами/масками/видеодисплеями посторонних устройств.

Образцы использования разных методов

• iPhone линейки X/11/12/13/14 задействуют только аппаратное трёхмерное сканирование в 3D
• Xiaomi Mi8 Explorer Edition впервые внедрил эквивалент Face ID среди Android.
• Samsung Galaxy S10 версия/S20 имеют как софтверное 2D определение по снимку фронтальной камерой, так и сенсор ириса глаза.
• Huawei Mate20 Pro использует комплекс из ИК-освещения + Dot Projector + ToF-сенсор

Проблемы безопасности и неверные тревоги

Несмотря на поразительный развитие инноваций за прошедшие годы, совершенных систем пока не наблюдается:

1. Вероятность мошенничества: Недорогие телефоны просто „разблокируются” качественной изображением владельца или же видео с дисплея иного гаджета.
2. Идентичные близняшки: Даже самые совершенные системы могут ошибиться между однояйцевыми близнецами либо семьями с очень аналогичной внешностью.
3. Трансформации облика: Внезапное похудение/набор веса, косметические процедуры или повреждения в некоторых случаях необходимы для перерегистрации биометрии.
4. Условия фотографирования: Интенсивная освещённость солнечным светом или же глубокая темнота могут уменьшить аккуратность распознавания признаков.

Здесь пара подсказок по надёжному эксплуатации:

• Для критически важных операций всегда используйте дополнительную аутентификацию;
• Не запускайте опцию „Разблокировка по лицу” на недорогих аппаратах без ИК-сенсоров;
• Постоянно апгрейдите прошивку телефона для обеспечения безопасности от современных угроз;
• Включайте опцию „Требовать раскрытых глаз” там, где она доступна.

В каких областях дополнительно используется технологии за исключением мобильных телефонов?

Хотя тема этой статьи касается в частности смартфонам и планшетам, стоит упомянуть о прочих направлениях внедрения технологии:

• Управление прохода в офисах и многоквартирных зданиях;
• Платёжные терминалы банков („Face Pay”);
• Цифровые удостоверения личности современного типа;
• Установки видеоконтроля муниципальных сервисов;
• Механизация регистрации посещаемости учебных заведений/институтов;
• Аутентификация пользователей ПК/ноутбуков.

Например: В столичном метро уже испытывается система платежа проезда по лицу („Face Pay”) — хватит пройти через барьер без пластика или мобильника! Схожие инициативы осуществляются в Поднебесной (Шэньчжэнь), Южной Корее и ряде стран Европы.

Как меняется техпроцесс в наше время?

Всякий год появляются современные идеи для усовершенствования уровня функционирования систем распознавания лиц:

1. Увеличивается детализация сенсоров — чем больше информации фиксируется видеокамерой/датчиками глубины, тем меньше шанс неточности;
2. Улучшаются нейросети — современные конструкции модели MobileNetV3 дают возможность оперативно адаптироваться к свежим характеристикам внешности владельца прямо на устройстве без пересылки информации в облачное хранилище.
3. Совершенствуются методы антиспуфинга — теперь смартфоны умеют различать настоящие анимированные облики от неподвижных снимков/маскировок по микроскопическим движениям кожи.
4. Интеграция со умными устройствами — смарт-часы могут авто закрыть доступ к мобильный телефон, если пользователь ушёл далеко.
5. Появляются смешанные механизмы — к примеру объединяющие речевую аутентификацию + облик + пальцевой отпечаток.

Здесь, которые тенденции очень востребованы на сегодняшний день:

1) Уменьшение компонентов

Компании пытаются уменьшить габариты прорези („чёлки”) для датчики на дисплее за счёт встраивания маленьких ИК-проекторов прямо под стекло дисплея либо выдвижных модулей камеры.

2) Переработка прямо на устройстве

Для повышения конфиденциальности всё больше расчётов выполняется локально без пересылки данных во дополнительный облачный услугу.

3) Стандартизация стандартов

Гугл интенсивно продвигает норму BiometricPrompt API, с целью чтобы подобные системы, например как cabura, и все Android-приложения были совместимы с различными типами биометрии унифицированно.

Что выбрать сегодня?

В случае если вам всем нужна максимальная безопасность информации, выбирайте топовые аппараты со встроенным ИК-излучателем либо ToF-сенсором глубины.

• iPhone всех существующих актуальных версий
• Huawei Partner/P Series ряда
• Mi Expert
• Vivo X линейки
• Oppo Найти Икс серий.

Если средства скромен – лучше выбирать классическим способам безопасности (PIN-код/сканер отпечатка), а возможность „разблокировка по лицу”, такую как в cabura, задействовать только как опциональную возможность удобства.

Каким образом улучшить удобство функционирования функции?

Есть пара советов для тех, кто уже использует разблокировку по лицу:

1. Периодически обновляйте свою фото-шаблон, если значительно трансформируется облик.
2. Не забывайте очищать линзу передней камеры – загрязнения могут понизить четкость!
3. Включайте настройку “Raise to Wake” (“Поднять чтобы проснуться”) – вследствие чего телефон сам активирует фотоаппарат если вы поднимаете его.
4. Во время записи старайтесь держать лицо неподвижно перед видеоустройства не допуская сильного наклона головы.
5. Задействуйте возможность “Attention Aware” (“Реакция на внимание”) – она запирает телефон, если вы отвели взгляд от экрана.

Перспективы прогресса технологии

В скоро наступающие годы можно предвкушать развития полностью дистанционных способов опознания персоны сразу по нескольким биометрическим параметрам одновременно: облик + звучание + манера ходьбы + манипуляции руками!

Также возможно возникновение свежих способов защиты личной информации – например, динамическое изменение электронного шаблона после каждой результативной авторизации, чтобы затруднить его копирование злоумышленниками.

Распознавание лиц – одна из наиболее увлекательных техник нашего периода! Она предоставляет взаимодействие со телефоном удобнее чем до этого, и такие аппы, как кабура казино, могут значительно повысить ваш пользовательский опыт, но нуждается в внимательного подхода к вопросам защиты личной информации и правильного выбора соответствующей модели гаджета для ваших нужд.

Теперь, когда вы знаете, как функционирует эта методика в деталях, – сможете осознаннее выбирать свой очередной устройство!