روابط عمومی شرکت ایدکو (توزیع کننده محصولات کسپرسکی در ایران)؛در سال 2012 صاحبان بزرگترین دیتابیس چهره (فیس بوک) در جهان یاد گرفتند که چگونه تصویر صورت یک شخص را از یک منظره تشخیص دهند. شبکه های اجتماعی در عکس ها به دنبال چهره می گشتند و ناحیه صورت را تگ می کردند. اما گاهی اوقات اشتباه صورت می گرفت. حالا بعد از چهار سال فیس بوک برای شناسایی تصویر در عکس ،دقتی به اندازه 97% دارد.

این یک پیشرفت بزرگ برای فیس بوک است اما این الگوریتم هنوز به اندازه مغز انسان نمی رسد و 3 درصد امکان خطا برایش وجود دارد. حالا اگر شخصی از ما بخواهد یک چهره آشنا را در عکسی با کیفیت پایین شناسایی کنیم قطعا این کار را بهتر از کامپیوترها انجام خواهیم داد. حتی اگر این عکس از یک زاویه خیلی بد گرفته شده باشد.

همیشه کامپیوترها دقیق تر از انسان ها عمل می کنند و برای این موضوع کمی غیر معمول است که قدرت تشخیص انسان بهتر است. چرا ما در این چالش بهتر عمل می کنیم و رایانه ها دقیقا چگونه چهره را تشخیص می دهند؟

مغز ما از قبل آموزشی جدی دیده است

یک قسمت از مغز ما به تشخیص چهره اختصاص داده شده است. این قسمت fusiform gyrus نامیده می شود که این قسمت بخشی از temporal lobe و occipital lobe را شامل می شود. یادگیری تشخیص چهره انسان از زمان تولد آغاز می شود. این مهارت در روز اول زندگی نوزادان در آنها پرورش می یابد. در اوایل چهارماهگی، مغز نوزادان آماده است که مثلا چهره عمو را از چهره عمه یا هر شخص دیگر تمیز دهد.

چشم، استخوان گونه، بینی، دهان و ابرو قسمت های کلیدی صورت هستند که به ما کمک می کنند یکدیگر را از هم تشخیص دهیم. البته پوست هم خیلی مهم است مخصوصا رنگ و بافت آن. قابل ذکر است که مغز ما تمایل دارد کل یک چهره را پردازش کند و عمدتا بر روی ویژگی های فردی تمرکز نمی کند. با وجود این قابلیت است که میتوانیم یک چهره نیمه آشکار و یا چهره زیر روسری یا چادر را تشخیص دهیم. با این حال، اگر یک شخص شبیه یکی دیگر را با اختلاف خیلی کم و یا چهره شخص معروف را ببینیم ممکن است برای تشخیص چهره به عکس دیگری احتیاج پیدا کنیم. از زمان تولد مغز ما چهره ها را در خود ذخیره می کند و این ذخیره ها است که برای پردازش صورت استفاده می شود. اگر یک نفر بخواهد این الگو را رسم کند ممکن است شبیه عکس زیر باشد:

پردازش صورت زمانی صورت می گیرد که مغز ما بخواهد ظاهر یک فرد را با چیزی که از قبل در خود ذخیره کرده، مقایسه کند.مثلا اگر بینی شخص بزرگتر، لب ها کوچکتر یا بزرگتر، پوست تیره تر یا روشنتر و ... شده باشد مغز فرمان پردازش میدهد. تا بحال برایتان پیش آمده که به سفر بروید و اشخاصی را ملاقات کنید که شبیه کسانی بودند که آنان را دیده اید ولی با نژاد متفاوت ؟ دلیل این موضوع قالب صورت و نقاط کلیدی صورت است که می تواند شبیه آن ها بنظر برسد.

برخی از حیوانات هم مثل سگ و میمون می توانند چهره ها را به خوبی از هم تشخیص دهند.اگرچه مشام قوی آنهاست که می تواند اطلاعات مفیدی در این باره به آنها بدهد اما تصاویر بصری این حیوانات است که به آنها کمک می کند تا چهره ها را در بین سایر موجودات زنده دیگرتشخیص دهند. جالب است بدانید که سگ که بهترین دوست اکثر افراد است، نه تنها خلق و خو را به آسانی در چهره های ما می تواند ببیند بلکه آنها می توانند یاد بگیرند که چگونه لبخند بزنند.

چگونه یک کامپیوتر چهره ما را تشخیص می دهد؟

چه ارتباطی بین لبخند انسان و پردازش صورت وجود دارد؟ این دو عبارت تقریبا لازمه شناسایی چهره هستند(خصوصا برای الگوریتم های کامپیوتر) که با هر تغییری بتواند شناسایی را به طور کامل انجام دهد.

نرم افزار می تواند دو تصویر صورت تمام رخ را باهم مقایسه و تصویر واقعی شخص را از نقاشی تشخیص دهد. این راهکار دقیقا مثل طراحی چهره سازی است. آنها نقطه به نقطه صورت را آنالیز می کنند. این نقاط به شناسایی چهره فردی ما کمک می کند. روش های مختلفی برای تشخیص چهره وجود دارد که از 80 تا 150 نقطه بر روی چهره قابل تغییر است.

برای مثال، هنرمندان چهره ساز و نرم افزار هردو فاصله بین چشم ها، پهنای بینی، عمق کاسه چشم، شکل استخوان گونه، طول خط فک و... همه را اندازه گیری می کنند.

هنگاهی که حالت چشمتان را تغییر دهید یا مدل سرتان را مثلا کج بگیرید، تمام اندازه گیری ها تغییر می کند. همانطور که بسیاری از الگوریتم های پردازش صورت در فضای دو یا سه بعدی آنالیز می شوند. نقطه دید برای شناسایی چهره بسیار مهم است. اگر قصد دارید ناشناس بمانید و کسی نتواند شما را تشخیص دهد، چشم هایتان را بپوشانید و استخوان گونه خود را زیر عینک بزرگ مخفی کنید، چانه و دهان خود را برای حفظ گمنامی با یک شال گردن بپوشانید.هنگامی که ما دستگاه FindFace را مورد آزمایش قرار دادیم، آن فقط قادر بود چهره هایی که از جلو نمایان بودند را تشخیص دهد.

تصاویر بالا به شما می گوید که چگونه بتوانید دستگاه های تشخیص چهره را که تنها با عکس های یک بعدی کار می کنند را گول بزنید. با این حال ماه پشت ابر نمی ماند و الگوریتم های پیشرفته برای تشخیص چهره در راه هستند.

گام بعدی چیست؟

همزمان با رشد ما، آن قسمت از مغزمان هم که برای پردازش چهره است رشد می کند. توانایی تشخیص افراد بین "ما" و "شما" یکی از مهارت های ضروری برای بقا است. کامپیوتر های مدرن هم مانند یادگیری مغز انسان، برنامه ریزی خود را دارند. برای پیشرفت نتایج سیستم پردازش صورت، توسعه دهندگان با استفاده از الگوریتم های یادگیری خود و ...برای شناسایی عکس، راههای آنلاین مختلفی وجود دارد و این کار براحتی انجام می گیرد. شبکه های اجتماعی،سایت های هاستینگ عکس، photo stocks و بسیاری از منابع دیگر هستند که با استفاده از آن ها می توانید عمل شناسایی چهره را روی آنها انجام دهید.

شناسایی چهره از زمانی که الگوریتم ها با مدل های سه بعدی شروع به کار کردند، بسیار کارآمدتر از قبل شده است. با پیشرفت برنامه نویسی، طراحی یک شبکه بر روی چهره و ادغام ضبط ویدئو با نرم افزارهای مختلف تشخیص چهره ، شناسایی شخص از زوایای مختلف امکان پذیر شده است. به هر حال، قالب چهره در مغز انسان هم سه بعدی می باشد. اگرچه این تکنولوژی همچنان در حال توسعه می باشد اما می توان برای آن چند راه اختصاصی در بازار پیدا کنید.

واقعی بودنِ رندر، مانند یک معدن طلا برای صنعت بازی های ویدئویی و شرکت های نامبر وانی می باشد که به سختی تلاش می کنند کاراکترهای خود را هرچه بیشتر طبیعی نشان دهند. گامهای مهمی در این عرصه برداشته شده است. این تکنولوژی خدمت مهمی به نرم افزارهای تشخیص چهره می باشد.

جدای از مدل های سه بعدی، توسعه دهندگان در قالب های دیگری نیز فعالیت کرده اند، برای مثال: شرکت Identix یک تکنولوژی بیومتریک برای تشخیص چهره ایجاد کرد که آن را FaceIt Argus نامید. این شناساگر منحصربه فرد؛ بافت پوست، منافذ پوست، زخم ها و چیزهایی نظیر این ها را آنالیز می کند. سازندگان FaceIt Argus مدعی شده اند که شناساگر آنها قابلیت این را دارد که تفاوت بین دوقلوهای همسان را نیز تشخیص دهد. که چنین چیزی با استفاده از نرم افزارهای تشخیص چهره یه تنهایی ممکن نیست. گفته می شود این سیستم نسبت به تغییرات چهره (مانند چشمک زدن، خنده یا اخم) حساس نیست و قابلیت این را دارد که برای فرد ریش و سبیل بگذارد و وی را به اصطلاح عینکی کند. دقت شناسایی را از 20 تا 25% می توان توسط نرم افزار FaceIt Argus به همراه دیگر نرم افزارهای پردازش چهره افزایش داد. از سوی دیگرضعف این نرم افزار در تاریکی خودش را نشان می دهد و در تصاویر با کیفیت پایین و نور کم با شکست مواجه شده است.

به هر حال، برای پوشش این ایراد فناوری های دیگری نیز وجود دارد. دانشمندان کامپیوتر در موسسه تکنولوژی Karlsruhe در آلمان روش جدیدی را توسعه دادند که با استفاده از مادون قرمز چهره افراد، در نور کم و یا حتی در تاریکی چهره را شناسایی می کند.

این تکنولوژی امضای حرارتی افراد را آنالیز می کند و با دقت نهایتاً 80% ، تصاویر "مادون قرمز دور" فرد را با تصاویر معمولی تطبیق می دهد. هرچقدر تعداد تصاویر بیشتر باشد عملکرد الگوریتم موفقیت آمیزتر خواهد بود. زمانی که تعداد تصاویر قابل رویت تنها یک عدد باشد، دقت الگوریتم به 55% کاهش می یابد.

ساخت چنین نرم افزاری در نگاه اول آسان بنظر نمی رسد ، زیرا که هیچ رابطه ای بین چهره و مادون قرمز وجود ندارد. عکسی که براساس انتشار حرارتی ساخته شده است، از عکسهایی که در روشنایی روز گرفته می شوند بسیار متفاوت است.

قدرت این الگوریتم وابستگی زیادی به پوست، دمای محیط و حتی حالت احساسی فرد دارد. در کنار آن، تصاویر مادون قرمز رزولوشن کمتری نسبت به تصاویر معمولی دارند که این امر کار را سخت تر می کند.

برای حل این مشکل، دانشمندان از "الگوریتم یادگیری ماشین" استفاده کردند و 1586 تصویر از 42 نفر را وارد این سیستم کردند.

امروزه، فناوری تشخیص چهره تقریبا در سراسر جهان استفاده می شود. اخیرا یکی از راه های مشابه تشخیص چهره در چین برای کنترل رانندگان تاکسی به کار برده می شود. NEC و مایکروسافت هم ترکیبی از تشخیص چهره را در نرم افزارهایشان استفاده میکنند و IoT به متخصصان بازاریابی اجازه می دهد که از این طریق مشتریان خود را بهتر و بهتر بشناسند.

توسعه فناوری تشخیص چهره می تواند به ما کمک کند تا در مورد هر چیز که به حریم شخصی ما مربوط است تجدید نظر کنیم. ممکن است چنین چیزی امروز و یا حتی در سال آینده هم اتفاق نیوفتند اما در حال حاضر باید برای آن آماده بود.

منبع: کسپرسکی آنلاین(ایدکو)

*  کسپرسکی اسم یکی از بزرگترین شرکتهای امنیتی و سازنده آنتی ویروس است که برخی از کاربران اشتباهاً این شرکت و محصولات آنتی ویروس آن را با عناوینی نظیر کسپرسکای،کاسپرسکی، کسپراسکی، کسپراسکای، و یا کاسپراسکای نیز می‌شناسد. همچنین لازم به ذکر است مدیرعامل این شرکت نیز یوجین کسپرسکي نام دارد.