دوربین تشخیص چهره برای امنیت خانه ها

دوربین تشخیص چهره – گام بعدی در جهت امنیت خانه ها

تشخیص چهره به ویژگی مشترک جهان مدرن تبدیل شده است ؛ می تواند راهی برای باز کردن قفل گوشی هوشمندتان باشد ، فیلتر snapchat را فعال کند یا راه احراز هویت برای تامین امنیت فرودگاه ها باشد.

دوربین های تشخیص چهره در دنیای امروز کاربرد وسیع تری پیدا کرده اند و روز به روز جایگاه خود را مستحکم تر می کنند. گزارش ها نشان می دهند که با پیش بینی رشد شاخص سالانه تا بالای ۲۰% بین سال ۲۰۱۶ تا سال ۲۰۲۲ ، ارزش بازاری دوربین های تشخیص چهره در سال ۲۰۲۲ تا قیمت ۹٫۶ میلیارد دلار خواهد رسید.

تشخیص چهره چگونه در خانه هایمان استفاده می شود؟

دوربین های تشخیص چهره که در خانه ها استفاده می شود می تواند به طور دستی تنظیم شود و همچنین می توانند برای خودکارسازی فرایند ها و نظارت بر اعضا خانواده مورد استفاده قرار گیرند ؛ در حال حاضر، شرکت هایی همچون Google Nest ، Hikvision ، Netatmo و SimCam ، دستگاه های هوشمند خانگی با قابلیت تشخیص چهره ارایه می کنند.

تشخیص چهره چگونه کار می کند ؟

ذهن انسان ها در یادآوری چهره ها بسیار خوب عمل می کند ؛ همه ما ممکن است بخاطر بیاوریم چه افرادی را ملاقات کرده ایم ، اما اسم شان را به یاد نیاوریم. شما آن ها را از روی چهره شان بشناسید و یا آن ها را در محل کار یا مهمانی دیده باشید ولی نام آن ها و این که چگونه ملاقاتشان کردید از یادتان رفته است ؛ اما هنوز چهره شان را به یاد دارید.

شما در مغزتان ترکیبی از چهره های منحصر به فرد را ذخیره کرده اید ؛ تبدیل ویژگی های چهره به داده های بیبومتریک ، دقیقا نحوه ی عملکرد تشخیص چهره است.

 1- تشخیص چهره

تشخیص چهره می تواند روی فیلم یا تصویر یک فرد یا یک جای شلوغ انجام شود. وقتی شخصی مستقیم به دوربین می نگرد، سیستم تشخیص چهره به بهترین نحو کار می کند؛ البته به شرطی که ویژگی های اصلی در نمای دوربین دیده شود.

برای تشخیص چهره هایی که کمی چرخیده اند یا بخشی از چهره در تصویر دیده نشود می توان از فناوری های جدید تر ( مبتنی بر یادگیری عمیق ) استفاده کرد.

تطابق چهره توسط دوربین امنیتی
تطابق چهره توسط دوربین امنیتی

۲- تجزیه و تحلیل چهره

نرم افزار، چهره را با پیدا کردن نشانه ها و نقاط ویژگی می خواند ؛ چهره ی یک انسان تقریبا ۸۰ نقطه ی ویژگی دارد ؛ نقشه بندی این نقاط ویژگی ، داده های کلیدی را به شرح زیر ارایه می دهد :

  • فاصله ی بین دوچشم
  • پهنای بینی
  • اشکال استخوان گونه
  • طول خط فک
  • فاصله ی پیشانی تا چانه

با ترکیب این داده ها ، ” اثر چهره ” دیجیتال منحصربه فردی ساخته می شود ؛ شبیبه به اثر انگشت

۳- تطبیق چهره

در نهایت ، با جستجو در پایگاه داده ای از چهره های شناخته شده ، چهره ی مشابه را پیدا می کند. گزارشی در ماه می ۲۰۱۸ ادعا کرد FBI ، به ۴۱۲ میلیون تصویر چهره به منظور جستجو وشناسایی افراد ، دسترسی دارد ؛ این تصاویر ممکن است تصاویر گواهی نامه های رانندگی یا تصاویر پست شده در شبکه های اجتماعی باشند.

تصاویر پروفایل های ساخته شده توسط کاربران در شبکه های اجتماعی ، منبع عظیمی را برای شناسایی چهره فراهم می کند. این تصاویرغالبا هر شخص را در داخل عکس ، به طور کامل و واضح نشان می دهد.

 دوربین های تشخیص چهره ی خانگی ، به کاربر امکان ساخت پایگاه داده ای از چهره های شناخته شده را می دهد. دستگاه هایی مانند NestCam IQ ، می تواند چهره های نا شناس را در فیلم زنده پیدا کند ؛ سپس به مالک خانه هشداردهد. افراد شناخته شده نیز می توانند تصویر خود را در سیستم وارد کنند. برای دستگاه های دیگر مانند Sim Cam 1s  ، برای ثبت افراد ، باید یک عکس واضح را وارد کنید.

کاربرد دوربین های امنیتی تشخیص چهره چیست ؟

بازار استفاده ی خانگی دوربین های تشخیص چهره رو به افزایش است که هم می تواند هم در فضای باز و هم در فضای بسته مورد استفاده قرارگیرد. تشخیص چهره ی هوشمند خانگی ، ایمنی و راحتی را برای کاربران خود فراهم می کند. برخی کاربرد های کلیدی تشخیص چهره ی هوشمند خانگی ، به شرح زیر است :

ورود غیر قانونی به ملک خود را تشخیص دهید

نظارت خانگی همراه با قابلیت تشخیص چهره ، این امکان را به تیم امنیتی می دهد که افراد مشکوک را ردیابی کرده و نسبت به آن ها عکس العمل نشان دهند. در هنگام وقوع جرم ، این دوربین های امنیتی ، شواهد حیاتی و مهم را برای افسران پلیس فراهم می کند که این می تواند منجر به رسیدگی سریع تر و بازیابی اموال مسروقه شود.

افسران پلیس برای استفاده از پایگاه داده ی افراد شناخته شده سیستم ، به اطلاعات کاربری مالک دوربین احتیاج دارند. با تشخیص چهره ی افراد ناشناس ، هشدار به صاحب خانه ارسال می شود و فیلم حادثه ی اتفاق افتاده ذخیره می شود که در نهایت علیه مجرمان به کار گرفته می شود.

 از دیگر کاربرد های این فناوری ، این است که وقتی فرد غریبه ای قصد ورود به خانه را داشته باشد ، توسط دوربین به فرد صاحب دوربین اطلاع داده می شود. حتی می تواند به گونه ای تنظیم شود که وقتی مامور پست ، بسته پستی را درب منزل می آورد، به فرد هشدار داده شود.

دوربین تشخیص چهره هشدار چهره ناشناس
دوربین تشخیص چهره هشدار چهره ناشناس

نظارت بر اعضای خانواده

خارج از بحث امنیت ، نظارت بر افراد ساکن در یک خانه ، یک ویژگی اصلی است می تواند برای تحت نظر گرفتن کودکان خانواده در هنگام ورود و خروج بدون اجازه از خانه یا جلوگیری از ورود آن ها به مکان های خطرناک استفاده شود. مثلا اگر غذا روی اجاق گاز است و می خواهید مطمئن شوید کودک شما خود را نسوزاند یا در صورت ورود کودکان به کارگاه خانگی که می تواند خطر آفرین باشد هشدار فعال می شود.

دوربین های تشخیص چهره چنین می تواند بر اعضای سالمند خانواده نیز نظارت کند؛ ترکیب این ویژگی ها با نرم افزار های نظارت پیشرفته ی هوش مصنوعی ، می تواند اگر آن ها جایی از خانه تعادل خود را از دست دهند و روی زمین بیفتند، به اعضا خانواده هشدار دهد.

از دیگر کاربرد ها ، نظارت بر دیگر افراد حاضر در خانه مانند پرستار بچه ، خدمتکار ها ، نظافتچی ها و تعمیرکاران است.

اتوماسیون خانگی از طریق تشخیص چهره

تصور کنید وقتی بعد از یک روز طولانی کاری به خانه می رسید ، دوربین چهره ی شما را تشخیص می دهد و قفل هوشمند ، در ها را باز می کند ؛ چراغ ها روشن می شود و برنامه مورد علاقه شما از تلویزیون پخش شود. هر آنچه شامل کار های روال و روزمره باشد ، می تواند براساس تشخیص چهره تنظیم شود. همچنین هریک از اعضای خانواده می تواند دارای تنظیمات روتین مخصوص خود باشد.

با پیشرفت در فناوری هوش مصنوعی ، سیستم کنترل هوشمند خانگی با این سطح از اتوماسیون ، تبدیل به واقعیت می شود. درحال حاضر ، برخی دوربین های امنیتی را می توان به سیستم دستیار خانگی گوگل یا Alexa متصل کرد.

مشکلات تشخیص چهره

اگرچه فناوری تشخیص چهره ، کاربرد های وسیعی دارد ، با این وجود هنوز هم مشکلاتی دارد که نیازمند ارتقا است ؛ این مشکلات عبارتند از:

نگرانی در زمینه ی حریم خصوصی

فشار اصلی از طرف افرادی است که نگرانی امنیتی دارند ؛ بسیاری از مردم بر این باورند که ذخیره ی داده های بیومتریک و پایگاه داده های جهانی تصاویر شناسایی چهره ، تجاوز به حریم خصوصی است. هم چنین این داده ها می تواند به اشخاص ثالث فروخته شود و به اهداف مجرمان امنیتی تبدیل شوند.

اخیرا شرکت نرم افزاری ClearviewAI ، نشت امنیتی داده های خود را گزارش داده است ؛  در حالی که مجرمان اینترنتی ، به داده های کمپانی از جمله لیست مشتری ها و گزارشات جستجو های هر مشتری ، دست پیدا کرده اند.

مسایل مربوط به حریم خصوصی بیشتر به سیستم های نظارت انبوه وارد است. با این حال ، موانع بالقوه ای برای استفاده سیستم های تشخیص چهره در خانه ها وجود دارد. مشتری در حال راه اندازی سیستم دوربین تشخیص چهره است با این هدف که تصاویر خود را در آن ذخیره کند. با این حال، ممکن است مسائل امنیتی دیگری در خصوص داده های به دست آمده از افراد دیگر رخ دهد.

در برخی از کشور ها، ثبت و استفاده از تصاویر افراد بدون کسب اجازه غیر قانونی و جرم است که ممکن است مشکلات قانونی را برای مشتری های دوربین های تشخیص چهره به دنبال داشته باشد.

برای از میان بردن برخی نگرانی ها ، برخی دوربین ها داده های تشخیص چهره را به صورت محلی ذخیره و پردازش می کنند ؛ در این نوع دستگاه ها ، به اشتراک گذاشتن اطلاعات شخصی توسط اشخاص ثالث ، غیرممکن است.

تشخیص چهره مردم در مکان های عمومی
تشخیص چهره مردم در مکان های عمومی

دقت نامناسب در تشخیص چهره

امروزه الگوریتم های تشخیص چهره ، در حالت ایده آل دقتی تا حداکثر ۹۹٫۹۷% دارند. میزان دقت این سیستم ها متاثر از فاکتور های خاصی است که می تواند شامل میزان روشنایی ، فاصله از دوربین و زاویه ی صورت که مربوط به دوربین است ، باشد.

معمولا دید هوش مصنوعی ، در شب نمی تواند به درستی کارکند. گاهی برای بینایی انسان نیز همین طور است. اما این مسئله می تواند با یک LED دید در شب مادون قرمز رفع شود. همچنین نزدیک شدن به دوربین منجر به واضح تر شدن تصاویر چهره و افزایش دقت می شود.

 طبق گفته Digital trends ، دستگاه تشخیص چهره در سطح نظامی ، می تواند افراد را از فاصله ی یک کیلومتری شناسایی کند. برای یک دوربین تشخیص چهره در سطح مصرف کننده ، فاصله متعارف حدود ۵ متر است.

در مقایسه با داده های ثبت شده ، ویژگی های صورت تا حد زیادی با تغییر زاویه ی صورت ، تغییر می کند. دانشمندان علوم رایانه برای رفع این مشکل با افزایش تعداد داده ها آن را پشت سرگذاشته اند. برای مثال ، برخی نرم افزار های هوش مصنوعی ، به طورخودکارمی توانند ویژگی های چهره را در زوایای مختلف به طور خودکار ترسیم کند. این دوربین می تواند چهره های نمای جانبی فرد را فقط با ثبت تنها یک عکس از نمای جلو، شناسایی کند.

تعصب تشخیص چهره

مطالعه نشان می دهد سیستم های رایج تشخیص چهره ، وقتی چهره ی یک مرد اروپایی را شناسایی می کند دقت بالاتری دارند. همچنین گفته می شود این سیستم ها چهره ی افراد سیاه پوست و آسیایی را به با دقت پایین تری شناسایی می کنند. حتی این سیستم ها مشکلاتی در مورد شناسایی چهره های زن دارند.

موسسه ی علمی استاندارد وتکنولوژی (NIST ) ، برروی ۱۸۹ سیستم تشخیص چهره از ۹۹ توسعه دهنده مختلف ، آزمایش کرد که این آزمایش شامل نرم افزار مایکروسافت ، cognetic ، megvii ، Amazon ،Apple ، facebook و Google بود که در نهایت مشخص شد که شناسایی های نادرست افراد سیاه پویست تا ۱۰ برابر بیشتر از شناسایی های نادرست در افراد سفید پوست است.

در واقع ، هوش مصنوعی اصلا هیچ گونه تعصبی ندارد و همینطور مهندسانی که این نرم افزار ها را طراحی کردند.  این مسئله فقط به این دلیل است که حتی بهترین الگوریتم ها ، در خواندن ویژگی چهره های پوست تیره یا زنانی آرایش بر چهره دارد ، مشکل دارند.

گول زدن دوربین های تشخیص چهره

مسئله ی دیگری که وجود دارد ، گول زدن سیستم دوربین های امنیتی توسط مجرمان است ؛ مطالعات نشان می دهد با وجود کیفیت بالای تصاویر دوربین ، برخی افراد می توانند بسیاری از دستگاه ها را با استفاده از بازشناسی هویتی چهره ، قفل گشایی کنند.

 گروه حمایت از مصرف کنندگان هلندی consumentenbond ، ۱۱۰ گوشی را آزمایش و ۴۲ مورد اشتباه را کشف کرند. فناوری تشخیص چهره ، بر پایه ی تصاویر ۲ بعدی است. بدین صورت برخی دوربین های هوشمند خانگی مانند Nest Cam ، ممکن است چهره های ناشناس را روی صفحه تلویزیون ها بگیرند و هشدار های دروغین زیادی ایجاد کنند.

شاید مشکل بزرگتر ، استفاده از ماسک های چاپ سه بعدی است ؛ تحقیقات نشان می دهد که برخی ماسک های چاپ شده ، تصویر دیگری از فرد را نشان می دهد که می تواند سیستم های تشخیص چهره را گول بزند. شرکت هوش مصنوعی Kneron برای رسیدگی به این مشکل ، از ماسک های واقعی برای گول زدن سیستم های پرداخت در گیت های کنترل گذرنامه در آمستردام ، به طور موفقیت آمیزی استفاده کرد. در حال حاضر این مشکل هنوز حل نشده ؛ حتی دوربین هایی که از حسگر سه بعدی استفاده می کنند نیز درگیر این مشکل هستند.

فریب دادن سیستم تشخیص چهره
فریب دادن سیستم تشخیص چهره

نتیبه گیری

استفاده از فناوری تشخیص چهره ی خانگی ، بازار رو به رشدی دارد. در خانه ها درجه ی اول به منظور حفظ امنیت از آن ها استفاده می شود. دیگر کاربرد آن شامل نظارت بر خانواده و اتوماسیون هوشمند خانگی است. هم اکنون دوربین های خانگی تشخیص چهره  بسیاری دردست ساخت است. اگرچه برخی از این دوربین ها در خصوص حریم خصوصی و عدم دقت ، مشکلاتی دارد، اما طراحی سیستم های آینده ، در جهت کاهش این موارد است.

خانه مکانی است که درآن نیاز به احساس امنیت داریم و سیستم های امنیتی تشخیص چهره ی خانگی ، گام بعدی درجهت فراهم آوردن امنیت است.

بیشتر بخوانید :

درباره‌ی فریبا یزدیان

Faribayazdian1372@gmail.com

همچنین ببینید

پردازش تصویر با Matlab دستورات اولیه

پردازش تصویر با MATLAB – قسمت اول : دستور های اولیه

در اولین قسمت از این آموزش ، اصول اولیه و همچنین مباحث پیشرفته پردازش تصویر …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *