Кто и как использует технологии распознавания лиц в России
Рубрики: Корпоративный блог , Среда обитания
Российский рынок биометрии растет на 36% в год благодаря системам распознавания лиц. Эксперты говорят о существенном смещении фокуса применения технологии face recognition с государственного на коммерческий сектор в последние годы. Rusbase разбирается, как работает эта технология и почему она становится все более популярной среди российских компаний.
Что такое технология распознавания лиц?
Сегодня распознавание лица — это удобная и практичная функция идентификации без пароля. Сама технология относится к области применения теории распознавания образов, которая возникла значительно раньше современных компьютерных систем. Распознавание образов — неотъемлемая часть деятельности мозга. Поэтому в спектре компьютерных дисциплин задачи распознавания относятся к проблематике искусственного интеллекта.
Алгоритм работы технологии распознавания лиц состоит из двух этапов: идентификация (кто этот человек?) и верификация (а тот ли это человек, за которого он себя выдает?). Последовательность действий обычно такова:
1. Face detection
- Выделяется лицо человека на изображении.
- Вычисляются антропометрические точки. Система находит опорные точки на лице, которые определяют индивидуальные характеристики. Алгоритм вычисления характеристик различен для каждой из систем и является главным секретом разработчиков. Раньше основной опорной точкой для алгоритмов были глаза, но алгоритмы эволюционировали и стали учитывать минимум 68 точек на лице (расположены по контуру лица, определяют положение и форму подбородка, глаз, носа и рта, расстояние между ними).
- Проводятся дополнительные преобразования изображения (устранение наклона головы, коррекция цвета лица и так далее) с целью получения четкого фронтального снимка.
- Вычисляется дескриптор — набор характеристик, описывающих лицо независимо от посторонних факторов (возраст, прическа, макияж). Анализируются специальные локальные признаки, характеризующие, например, текстуру определенных областей на лице. Сопоставление разных дескриптеров позволяет оценить, относятся ли два полученных изображения лица к одному и тому же человеку.
- Сравнивается полученный вектор лица (цифровой шаблон) с имеющимся в базе лицами.
Методы распознавания лиц
Методы извлечения признаков условно делятся на две группы: использующие локальные и глобальные признаки лица. При использовании локальных — алгоритм выделяет отдельные части (глаза, нос, рот и др.) и уже по ним распознает лицо. При использовании глобальных — оперирует со всем лицом в целом. Количество существующих методов выделения признаков и их классификации велико, но одни и те же методы используются для выделения как локальных, так и глобальных признаков.
Один из самых распространенных методов — нейросетевой. Дмитрий Антонов, руководитель направления Департамента развития продуктов компании ISS, объясняет это тем, что «использование сверточных нейронных сетей в отличие от «классической» математики делает распознавание менее зависимым от кооперативности поведения людей, снижает требования к монтажу камер, улучшает качество распознавания в широком диапазоне внешних условий, включая изменяющуюся освещенность».
Растущий рынок
«Лучше всех растёт финансовый сегмент, так как существует законодательная база и множество сценариев для повышения заработка с помощью технологии. Другой сегмент — это транспорт. Внедрение технологии повышает безопасность и качество транспортных пассажиропотоков.
Области применения технологии
Среди самых распространенных сфер применения можно выделить следующие:
- Контроль доступа к объектам или системам
По данным агентства J’son & Partners, с 2014 года доля систем контроля доступа с распознаванием лиц выросла с 0,7% до 11%. «Распознавание лиц используется для разграничения доступа в технологические зоны, особенно в случаях, когда сотрудники передают свои пропуска во временное пользование, — рассказывает Дмитрий Антонов. — Современные системы распознавания лиц оснащены технологией защиты от подмены лиц, которая автоматически отличает реальное лицо от фотографии. Это дает возможность отслеживать случаи подмены собственного лица чужой фотографией или прохода сотрудника, несущего фото отсутствующего коллеги».
В ЖКХ-сфере технология обеспечивает доступ жильцов многоквартирного дома в подъезд или помещение. «Для образовательных учреждений применяется интеграция с контрольно-пропускной системой, использование лица как дополнительного идентификатора для контроля учащихся, интеграция с рейтинговой системой и кампусными картами студента и преподавателя», — приводит пример Евгений Седых, директор eVision.Tech, советник Директора программы развития опорного университета Республики Марий Эл по инновационной и научной деятельности.
Стереопара — пара плоских изображений, незначительно отличающихся друг от друга, одного и того же объекта (сюжета). Расположенные на разном удалении от наблюдателя части объекта (сюжета) при просмотре с разных точек, соответствующих правому и левому глазу, имеют различное угловое смещение. При рассматривании стереопары таким образом, чтобы каждый глаз воспринимал только изображение, предназначенное для него, создаётся иллюзия наблюдения объёмной картины.
Применяемое в СИБУРе решение разрабатывалось индивидуально под требования компании и не является «коробочным». Прежде чем выбрать конкретное решение, специалисты тестировали несколько вариантов, представленных на рынке. Остановились на совокупности лучших показателей: допустимой вероятности ошибки, высокого уровня быстродействия и защиты от спуфинга (англ. spoofing — подмена), а также возможности интеграции с другими системами доступа.
Решение, основанное на идентификации по лицу, в сравнении с другими биометрическими модальностями, такими как радужная оболочка, отпечаток ладони или пальца, не требует прямого контакта пользователя со считывателем, при этом процесс максимально открыт. Также выбранное решение не требует замены систем управления доступом, которые построены на разных платформах, а значит, и не предполагает соответствующих затрат.
Применение системы снизило риски, связанные с человеческим фактором при предоставлении доступа в офис, а также исключило несанкционированный проход путем передачи пропуска. Также решение повысило удобство пользователей, как сотрудников, так и гостей. Внедрение комплекса биометрической идентификации упростило дальнейшую автоматизацию процесс доступа посетителей в офис — позволило внедрить терминалы самостоятельной регистрации.
- Выявление нарушителей
«Система ситуационного видеонаблюдения покрывает всю территорию торгового зала. Во входных зонах магазинов торговой сети работает система распознавания лиц. При обнаружении человека, совершившего правонарушение в зале, операторы находят фото нарушителя в протоколе системы распознавания лиц и заносят его в “черный список”. Списки нарушителей регулярно синхронизируются, и обновления доступны для всех магазинов сети. Таким образом система распознавания лиц зафиксирует появление нарушителя в любой торговой точке сети и оповестит сотрудника охраны. Параллельно осуществляется поиск людей по каким-либо внешним спискам, например, по базе розыска пропавших людей».
- Определение портрета покупателя
Цель системы в этом сегменте — проанализировать поведение покупателя (например, на кассе) и повысить лояльность к сети. Такие системы уже использует 59% ритейлеров одежды в Великобритании. В 2017 году Walmart разработал технологию, которая помогает определить, насколько покупатель доволен посещением магазина. Если система обнаружит покупателя с несчастным лицом, она подает сигнал об этом сотрудникам магазина.
Ведущие российские ритейлеры также либо тестируют, либо уже используют распознавание лиц, часто покупая «коробочные» решения. В 2018 году о тестовом проекте заявила X5. Технология распознавания лиц в десятки раз ускорила контроль планограмм, сократила на 10% количество людей, уходящих из магазина без покупок, и на 20% — потери магазинов. Руководство считает, что улучшения положительно повлияли на товарооборот. Система помогала отслеживать количество людей в очередях, определяла самые посещаемые отделы в магазинах, а также распознавала лица, пол, возраст и настроение покупателей.
- Идентификация в банковском секторе
С первого июля 2018 года российские банки начали сбор биометрических данных клиентов. Пройдя идентификацию в системе, клиент может с помощью голоса и фотоизображения удаленно открыть счет или заказать выпуск карты на портале госуслуг.
«Альфа-Банк» производит сбор биометрических данных для Единой биометрической системы более чем в 100 отделениях по всей стране.
«Альфа-Банк» реализовал простую и быструю для клиентов и для сотрудников процедуру сбора данных. Разработанное банком приложение дает графические и текстовые подсказки оператору для быстрого фотографирования и записи голоса. В среднем процедура сбора занимает пять минут. «Потенциально все банковские услуги могут быть оказаны с применением биометрической идентификации, но разработка новых продуктов и процессов требует много времени, — добавляет Баттулин. — Сейчас этот рынок находится в стадии становления, и банки предлагают клиентам самые простые продукты с удаленной идентификацией — дебетовые карты и депозиты».
Андрей Шурыгин, руководитель дирекции биометрических технологий «Почта Банка» (система применяется более чем в 3,5 тысячах точек присутствия), рассказывает о применении технологии:
- Управление рабочим временем
- Оплата услуг
Еще один успешный кейс — использования технологии для приобретения лотерейных билетов, продажа которых ограничена возрастным цензом.
- Проход на стадионы
- Вокзалы
«Нашими системами распознавания лиц оборудованы четыре аэропорта и шесть вокзалов, включая Казанский вокзал Москвы, железнодорожный вокзал Сочи, транспортные узлы острова Сахалин, Саранска, а также метрополитен и канатная дорога Нижнего Новгорода», — рассказывает Хрулев. — Основной сценарий здесь — обнаружение людей, находящихся в розыске, с целью обеспечения транспортной безопасности. Сегодня распознавание лиц от ЦРТ работает на 24 транспортном объекте. Идет активная работа по внедрению распознавания лиц в аэропортах.
Однако пока разработчиков сдерживает нормативное регулирование. Например, наше законодательство не позволяет регистрироваться на самолет без предъявления паспорта и посадочного документа.
- Умный город
- Доступ к экзаменам
Популяризация технологии
Также эксперты говорят об экспансии технологии в новые рыночные сегменты.
«Ежедневно к нам приходят запросы уже и по отработанным кейсам, чаще всего это СКУД, автоматизация проезда транспорта на парковку, прохода сотрудников в здание. Но все чаще заявки приходят и из тех сфер, где распознавание, казалось бы, неуместно. Все стараются автоматизировать процессы внутри организации и максимум исключить человеческий фактор. Как раз компьютерное зрение поможет увидеть то, что человеческий глаз может пропустить.
Есть три основных параметра, за которые ведется борьба среди разработчиков: стоимость решения, точность распознавания, быстродействие системы. И здесь надо оптимально подобрать все три составляющие, чтобы продукт был рентабельным, не уступал конкурентам и лидерам. И максимально стремился войти в когорту продуктов на рынке систем распознавания». Евгений Седых, директор eVision.Tech, советник Директора программы развития опорного университета Республики Марий Эл по инновационной и научной деятельности
Другие факторы, которые стимулируют распространение технологии, отмечает Дмитрий Стариков — запрос компаний на персонификацию обслуживания, а также возможность реализации масштабных проектов (системы оплаты по лицу на транспорте, прохождение паспортного контроля, замена паспортов и банковских карт и др.), где активно можно использовать технологии распознавания лиц.
Разработчики говорят о новых вызовах безопасности, которые также стимулируют развитие технологии. «Чем доступнее становятся современные технологии, облегчающие взлом системы, тем более прогрессивными должны быть алгоритмы защиты» — говорит Андрей Хрулев. «Основная конкуренция идёт за рынок, для этого мы ежедневно с командой разработчиков и исследователей развиваем наш продукт, — добавляет Александр Ханин. — Сейчас наши решения получают награды, недавно на крупнейшей международной конференции CVPR-2019 технология VisionLabs продемонстрировали ошибку в 1,5 раза меньше, чем решения других международных компаний и заняла первое место в конкурсе ChaLearn Face Anti-spoofing Attack Detection Challenge».
Точность алгоритмов растет каждый год. Чтобы оставаться в лидерах, техновизионеры компаний-разработчиков (например, ЦРТ) фокусируются не только на самих технологиях и продукте, но и являются экспертами международного Биометрического института (Biometrics Institute), проводят собственные конференции (в частности, саммит Machines Can See от VisionLabs), участвуют в создании и регулировании подобных вопросов вместе с мировым сообществом.
Факторы, которые пока тормозят развитие технологий в России, считает Дмитрий Стариков: недостаточная точность, относительно высокая цена внедрения систем распознавания лиц, а также возникающий синдром «Большого брата», ощущения постоянной слежки у пользователей.