Распознавание лиц: Эффективное решение для безопасности

Невозможно подсчитать количество функций, которые люди уже передали электронике. Новая технология, позволяющая идентифицировать человека по лицу, была разработана на основе особой архитектуры сверхточных нейронных сетей (convolutional neural network – CNN).

Сети CNN воспроизводят некоторые возможности зрительной коры человека, в которой есть т. н. «простые клетки», реагирующие на прямые линии под разными углами, и «сложные клетки», активирующие определенные наборы «простых клеток».

По схожим алгоритмам сети CNN автоматически опознают иерархические признаки объекта, начиная от простых линий до сложных составных конфигураций. Это делается благодаря формированию и чередованию сверхточных слоев и подвёрточных слоев (слоев подвыборки), которые появляются в результате фильтрации определенных признаков.

Алгоритм действий в технологии CNN

Биометрическая аутентификация личности по технологии CNN выполняется по анализу видеоизображения. К компьютеру подключаются системы видеонаблюдения. Для идентификации объекта изображение поступает на центральный процессор, в котором выполняются нейросетевые вычисления.

Сверхточные технологии определяют алгоритм действий:

1. Компьютер, получив общее изображение (общий план), выделяет в кадре лицо. По иерархическим признакам объект определяется независимо от освещения, ракурса и изменяемости обстановки. Детекция выполняется автоматически и с высокой скоростью.
2. Выделив лицо, программа устанавливает его базовые особенности: расположение и конфигурацию глаз, бровей, носа, рта, подбородка с определением расстояний и соотношений частей. Так формируется уникальный цифровой портрет. По сути – это отпечаток лица, превосходящий по точности гипсовый.
3. Цифровой портрет предъявляется базе данных. Установленные особенности лица сравниваются с информацией в компьютерной памяти. При этом программа обрабатывает сразу несколько контрольных списков. Для точной идентификации лиц настраиваются определенные пороги схожести.
4. Установив сходство объекта на изображении с лицом из базы данных, компьютер получает информацию о том, к какой категории относится объект. Категории настраиваются в зависимости от специфики задач, которые выполняет система безопасности.
5. В соответствии с результатами идентификации личности и задачами системы безопасности, компьютер выполняет действия, на которые заранее запрограммирован. Это может быть отказ в допуске, оповещение охраны или даже вывод тревожного сигнала на внешние структуры. Или нейтральная реакция при отсутствии опасности: разрешение допуска, открытие прохода. Промежуток времени от получения сигнала до выполнения запланированных действий исчисляется в долях секунды.

Компьютерное зрение, электронная память: сверхъестественные возможности

Распознавание лиц позволяет значительно повысить безопасность объекта. Эта технология может быть интегрирована с различными системами. Главное условие, от которого зависит эффективность – достаточный объем информации в базе данных.

Наиболее широко сверхточные нейронные сети применяются в работе с изображениями, делая компьютерное зрение мощным инструментом изучения и контроля окружающего мира. Компьютерное зрение может быть запрограммировано:

• на классификацию изображений по любым требованиям;
• отслеживание определенных объектов на видео;
• определение характера действий отслеживаемого объекта.

Среди важных преимуществ распознавания лиц по технологии CNN можно назвать:

• Распознавание лиц возможно под любым ракурсом, даже в потоке беспорядочно движущихся объектов.
• Точная идентификация лица выполняется в условиях недостаточного освещения, в сложных климатических условиях, а также если видна только часть лица из-за сильного затемнения, естественных преград, а также из-за нарочитого прикрытия медицинской маской или каким-либо предметом.
• Синхронный анализ большого числа признаков легко выявляет подлинное лицо из-под любой маскировки, защищая от подмены.
• Способность программы распознавания лиц обрабатывать информацию с большой скоростью, идентифицируя до 20 лиц в секунду. Это позволяет применять такие программы для контроля за большими людскими потоками.
• Система, запрограммированная на распознавание всех лиц в поле обзора камеры, действует автоматически. Причем мониторинг может производиться в режиме 24/7 даже без непосредственного участия человека.
• Система программируется на автоматические действия и берет на себя управление доступом, снижая нагрузку на персонал, уменьшая влияние человеческого фактора.
• Возможен поиск определенного лица по записям в базе данных. Для этого следует только хранить информацию в течение достаточно длительного времени.
• В программе можно формировать различные контрольные списки, настраивая для каждого разный порог схожести, выделяя разные типы объектов, подстраивая систему под требования разных пользователей.
• Система идентификации по изображению достаточно просто интегрируется в СКУД, в системы видеонаблюдения и охранной сигнализации, с различным специализированным программным обеспечением. Это позволяет обустроить комплексную систему, способную обеспечить максимальный уровень безопасности.

Распознавание лиц по технологии CNN отлично подходит для охраняемых с большой людской проходимостью. Для повышения безопасности имеет смыл установить терминал распознавания лиц с дисплеем. Достаточно входящему посмотреть на экран, и он сможет войти. Система СКУД с этой функцией способна работать с минимальной задержкой, не превышающей 0,4 сек. Это дает практически полную защиту от несанкционированного доступа даже при наличии у нарушителя какого-либо закодированного устройства для открывания дверей в охраняемом здании. Прибор определит того, кто имеет право доступа. В частности, легко отличит живого человека от его фотографии.

Разумеется, базу данных можно масштабировать и расширять до любых необходимых размеров. Объем контрольных списков легко может вместить всех работников крупного предприятия и всех участников производственного процесса с достаточно длительной историей. Таким образом, в памяти могут храниться данные о десятках тысячах объектов.

Распознавание лиц: общественная безопасность

Биометрические контроллеры и считыватели незаменимы в сфере общественной безопасности. Запоминание разыскиваемых преступников по фотографиям на стендах малоэффективно, требует даже у натренированных сотрудников полиции больших усилий. Компьютеризированное распознавание лиц способно за долю секунды выявить в людской толчее лицо, которое подлежит задержанию. Часто это дает возможность предотвратить опасное правонарушение без длительных и дорогостоящих розыскных мероприятий, освобождая сотрудников правоохранительных органов для другой важной работы.

Приборы, настроенные на распознавание лиц, отлично работают в транспорте, которым в любом случае приходится пользоваться подавляющему большинству населения. Их роль в обеспечении общественной безопасности трудно переоценить. В финансовых учреждениях они способны предотвратить запланированное мошенничество, резко уменьшают проблемы с человеческим фактором. По сути, такая идентификация предполагаемых клиентов сразу дает важную информацию менеджеру, предостерегая его от ошибок в действиях.

Даже в розничной торговле распознавание лиц может помочь в ведении бизнеса. Продавец сразу получает как негативную, так и позитивную информацию и может выстроить линию поведения в соответствии с полученными сведениями. Разумеется, это снижает риск краж, которые, даже мелкие, сильно осложняют торговлю.

Системы распознавания лиц с технологией CNN позволяют повысить безопасность для людей, находящихся в охраняемом здании, как посетителей, так и персонала, помогают вести бизнес «с открытыми глазами», контролируя происходящее.