Просто посмотрите в камеру: как работает технология распознавания лиц

Разблокировка смартфона или приложения с помощью Face ID давно никого не удивляет. А с недавних пор взглядом можно даже платить в магазинах: достаточно просто улыбнуться в камеру терминала Сбербанка. Всё это возможно благодаря технологии распознавания лиц. Расскажем, как она работает и где ещё применяется.

Что такое распознавание лица и где оно применяется

Распознавание лица — один из самых распространённых примеров использования биометрических данных в повседневной жизни. Популярный вариант реализации этой технологии — функция Facial Recognition, которая есть в большинстве современных смартфонов, хоть она и может называться по-разному в зависимости от бренда. Например, в iPhone это Face ID, а у Xiaomi — AI Face Unlock.

Эти функции работают немного по-разному в техническом плане, но суть у них одна: отсканировать лицо человека, чтобы убедиться, что он является тем, за кого себя выдаёт.

Распознавание лица применяется в разных сферах. Например, в некоторых аэропортах стоят специальные автоматы, которые могут пропустить вас, если вы посмотрите в камеру и приложите паспорт к считывателю, — офицер пограничного контроля к вам даже не подойдёт.

В финансовом секторе Facial Recognition помогает делать платежи или снимать деньги из банкоматов вообще без физической карты. Например, это терминалы Сбера, в которые достаточно просто посмотреть, чтобы оплатить покупку с помощью функции «Оплата улыбкой».

Так выглядят терминалы Сбера с поддержкой оплаты улыбкой.

А в новых банкоматах Сбера при помощи этой технологии можно подтвердить свою личность и снять деньги со счёта, даже если у вас нет с собой банковской карты или смартфона с мобильным приложением. Найти такие устройства можно на интерактивной карте на сайте Сбера.

Технология также помогает ловить преступников и находить пропавших людей, отслеживая их по камерам видеонаблюдения. А в маркетинге она позволяет анализировать покупателей, чтобы компании лучше понимали своих клиентов. Facial Recognition полезна даже в некоторых компьютерных играх: вы можете «захватывать» свою мимику и переносить её на лицо виртуального персонажа — он будет копировать ваши эмоции.

Как работает технология распознавания лиц

В базовых системах за работу Facial Recognition отвечают обычная камера и специальное программное обеспечение. В более продвинутых решениях инженеры задействуют несколько встроенных сенсоров: датчик расстояния, 3D-камеру и NIR-камеру ближнего инфракрасного диапазона. Весь процесс можно разделить на несколько этапов.

Система в реальном времени получает видео с камер и/или других датчиков. Нейросеть разбивает его на кадры и определяет на каждом из них лицо, а затем выбирает самый качественный — тот, на котором программе проще всего различить ключевые особенности лица.

ИИ проверяет качество полученного изображения. Если все части лица хорошо различимы, начинается подготовка кадра к распознаванию: например, система может «восстановить» угол наклона головы или изменить цвета снимка. Большинство технологий используют двухмерные, а не трёхмерные изображения — они проще в реализации и позволяют быстро преобразовать лицо в вектор для сравнения с базой.

Программа считывает геометрию вашего лица. Ключевые черты для распознавания — расстояние между глазами, глубина глазниц, расстояние от лба до подбородка, форма скул, а также контур губ, ушей и подбородка. Снимок конвертируется в набор математических данных, которые называют вектором или шаблоном. Так системе проще сравнивать изображения. Кроме того, это помогает обеспечить безопасность — даже если данные попадут к третьим лицам, у них не будет самих фотографий, только набор зашифрованных данных.

Система сравнивает ваш вектор с эталонным. Биометрическая система сравнивает ваш вектор с теми, которые уже хранятся в её базе. Есть два варианта того, как работает такое сравнение:

• Верификация — когда системе нужно подтвердить, что человек перед ней соответствует единственному биометрическому шаблону, который в ней сохранён. Примером может быть разблокировка смартфона. При первоначальной настройке система сохраняет эталонные данные в защищённом хранилище. После этого, когда вы пытаетесь разблокировать смартфон, система заново сканирует ваше лицо и сравнивает результат с шаблоном.
• Поиск по базе данных. Этот метод используется, когда после сканирования биометрическая система ищет совпадения в имеющейся базе данных. Например, так работает сервис «Оплата улыбкой». Система сканирует ваше лицо и ищет совпадающие данные в базе Единой биометрической системы (ЕБС). После того как совпадение найдено, она находит счёт, который закреплён за вами в базе, и списывает с него средства за покупку.

Как биометрия попадает в базу

Это происходит во время первого сканирования вашего лица. Например, iPhone сначала просит вас пройти короткую процедуру, чтобы Face ID начал работать: нужно смотреть в камеру и несколько секунд крутить головой, чтобы датчики считали все ваши индивидуальные особенности.

Интерфейс приложения «Госуслуги Биометрия»

Чтобы использовать сервис Сбера «Оплата улыбкой», нужно пройти похожую короткую процедуру, но только в приложении «Госуслуги Биометрия». На официальном сайте Сбера есть подробная инструкция, как это сделать за пару шагов.

Как Facial Recognition определяет, что перед ним живой человек, а не фотография

Попытка обмануть распознавание лица — одна из главных опасностей для технологии, особенно во времена дипфейков и нейросетей, с помощью которых можно создать реалистичное видео с любым человеком за пару минут. Но современные системы защиты довольно легко справляются с такими задачами благодаря liveness detection — по-русски это называется «оценка витальности».

Liveness detection с помощью разных методов определяет, что перед ней живой человек, а не изображение со смартфона или распечатанная фотография. Например, в банкоматах Сбера стоит целый набор специальных сенсоров, которые помогают нейросетям отличить живого пользователя от дипфейка.

• Бесконтактный датчик расстояния помогает убедиться, что перед устройством действительно находится человек.
• 3D-камера сканирует лицо и создаёт его трёхмерную модель, а также анализирует микромимику на его лице.
• NIR-камера ближнего инфракрасного диапазона определяет температуру тела и помогает убедиться, что перед устройством находится живой человек, даже если в помещении выключен свет.

Системы без подобных датчиков используют алгоритмы на базе машинного обучения, чтобы отличить живого человека от подделки. Это могут быть микродвижения в кадре, мимика лица и движения глаз и другие признаки.

Насколько система точна

Продвинутые Facial Recognition со множеством сенсоров на «борту» ошибаются крайне редко. Например, Apple заявляет, что вероятность ошибки Face ID составляет 1 к 1 000 000 случаев. А точность распознавания лица в функции «Оплата улыбкой» в Сбере достигает 99,99%.

Итоги

Распознавание лиц — это не просто удобно. Это шаг в будущее: вы входите, платите, подтверждаете личность одним взглядом. Технологию практически невозможно обмануть, а данные надёжно зашифрованы.

«Оплата улыбкой» от Сбера даёт возможность жить легче: расплатиться можно без наличных, кошелька или телефона. Просто выбираете оплату улыбкой на терминале, смотрите в камеру — и готово!

Реклама.

Рекламодатель: ПАО Сбербанк. ОГРН: 1027700132195.

Адрес: 117312, г. Москва, ул. Вавилова, д. 19. www.sberbank.ru.

Госуслуги Биометрия 0+

Erid: F7NfYUJCUneTRxyzggwK