XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

«Компьютерное зрение и машинное обучение действительно начали набирать обороты, но для большинства людей вся идея о том, что видит компьютер, когда он смотрит на изображение, относительно неясна». – Майк Крейгер

Перспективные области применения распознавания лиц

Например, в социальной сети компании Meta заменили ручную маркировку изображений автоматически сгенерированными предложениями по тегам для каждого изображения, загруженного на платформу. Meta использует простой алгоритм распознавания лиц для анализа пикселей лиц на изображении и сравнения их с соответствующими пользователями.

Еще одним интересным применением распознавания лиц может быть подсчет количества людей, посещающих мероприятие (например, конференцию или концерт). Вместо того, чтобы вручную подсчитывать участников, устанавливается камера, которая может снимать изображения участников и давать общее количество голов. Это может помочь автоматизировать процесс и сэкономить массу времени.

В сфере безопасности люди начали привыкать к разблокировке телефонов с помощью последней функции "разблокировки лица". Это пример того, как используется технология обнаружения лиц для обеспечения безопасности персональных данных. То же самое может быть реализовано в большем масштабе, позволяя камерам захватывать изображения и обнаруживать лица.

В большинстве компаний или даже на многих конференциях для входа в систему требуется удостоверение личности. Распознавание лиц помогает сделать процесс аутентификации плавным и легким. Человек просто смотрит в камеру, и она автоматически определит, следует ли ему разрешить войти или нет.

Аутентификация – это процедура аутентификации путем считывания определенных параметров (таких как пароль или подпись) и сравнения их со значением в определенной базе данных (пароль, введенный при регистрации, образцы подписи и т.д.). Биометрическая аутентификация происходит с использованием биологических свойств, которые уникальны и измеримы в качестве ключа.

Преимущества этой группы методов лежат на поверхности: потерять, украсть или подделать ключевой параметр сложнее, чем пароль или карту, потому что это свойство человека, которое всегда с ним.

Биометрическая аутентификация делится на два типа:

1. Статический, постоянные свойства на протяжении всей жизни (рисунок отпечатков пальцев, рисунок сетчатки или радужки и т.д.).

2. Динамический, приобретенные человеческие свойства (особенности выполнения привычных действий: движение, речь, почерк).

Существует также третий тип – комбинированная аутентификация, которая представляет собой комбинацию первых двух и не имеет собственных отличительных особенностей.[1]

Рисунок 1 – Биометрические средства защиты.

Статические средства защиты

По радужной оболочке глаза. Принцип работы заключается в сканировании и обработке радужной оболочки глаза и сравнении ее со значениями в базе данных.

К преимуществам этой системы относятся высокая надежность, бесконтактное считывание, удобство объектов и возможность эффективной защиты от подделки.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость оборудования, малое количество доступных вариантов продажи.

По отпечатку пальца, принцип его работы заключается в считывании отпечатка пальца и распознавании определенных элементов в нем.

К преимуществам этой системы можно отнести высокую надежность, относительно низкую стоимость считывателя, простоту процедуры.

Недостатки включают уязвимость метода к подделке рисунков пальцев и проблему распознавания слишком сухой или поврежденной кожи или полной потери конечностей.

По чертам лица (двумерным). Принцип этого метода заключается в распознавании лица на изображении путем измерения расстояния между определенными точками

Преимущество этой системы заключается в том, что этот метод не требует дорогостоящего оборудования и позволяет распознавать на больших расстояниях.

К недостаткам можно отнести низкую надежность и сильные эффекты искажения освещения, мимики и укорочения.

По чертам лица (трехмерным). Принцип этого метода заключается в создании трехмерной модели лица путем проецирования и считывания специальной сетки с возможностью распознавания изображений с нескольких камер.

К преимуществам этой системы относятся высокая надежность, бесконтактное считывание и отсутствие чувствительности к различным помехам, таким как световые помехи, наличие очков, усов и т.д.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость оборудования и эффект искажения мимики.

По венам на руках. Принцип действия этого метода заключается в использовании инфракрасных датчиков для считывания уникального рисунка вен. К преимуществам этой системы относятся высокая надежность и бесконтактное считывание показаний.

К недостаткам можно отнести уязвимость сканера к искажению освещения и изображений из-за определенных заболеваний, плохое знание методов.

По сетчатке глаза. Принцип действия метода заключается в считывании рисунка кровеносных сосудов с поверхности сетчатки с помощью инфракрасного сканера.

К преимуществам этой системы относятся высокая надежность и сложность взлома.

К недостаткам относятся относительно длительное время обработки, дискомфорт при сканировании, высокая стоимость и плохое распространение на рынке.

В соответствии с геометрией руки. Принцип действия метода заключается в считывании геометрических свойств ладони.

К преимуществам этой системы относятся низкая стоимость и бесконтактное считывание.

К недостаткам можно отнести низкую надежность и устаревание метода.

Согласно термограмме лица. Принцип действия этого метода заключается в считывании "теплового портрета" с помощью инфракрасной камеры.

К преимуществам этой системы относится бесконтактное считывание.

К недостаткам относятся низкая надежность и слабое распространение.

Методы аутентификации, основанные на полученных атрибутах, не были разработаны и являются менее надежными и надежными, чем большинство статических методов. В то же время ценовые характеристики и простота использования динамического метода повышают его привлекательность.

По голосу. Принцип действия метода заключается в сравнении голоса с микрофона с голосом образца.

К преимуществам этой системы можно отнести простое и доступное оборудование, простоту использования.

Недостатками являются низкая точность, уязвимость к звуковым помехам и искажению речи в холодную погоду, сложность изменения интонации и тембра каждого человека.

По почерку. Его принцип действия заключается в анализе как самой подписи, так и движения руки.

К преимуществам этой системы относятся относительная доступность и простота использования.

К недостаткам можно отнести низкую точность.[2]

В классе статических систем биометрической аутентификации имеется большой выбор систем. Выбор из представленных систем зависит от требований к системе безопасности.

Самыми статистически надежными и устойчивыми к подделке системами доступа являются системы использующие методы проверки по радужной оболочке и по венам рук.

В зависимости от нужды в безопасности системы биометрической идентификации позволяется комбинировать, достигая астрономических точностей.

Самыми дешёвыми и простыми в использовании, еще и обладающими хорошей статистикой, являются системы допуска по пальцам. Допуск по двухмерному скану лица удобен и дёшев, но имеет ограниченную область применений из-за плохих статистических показателей.

Список используемых источников

1.     Суомалайнен А. Биометрическая защита: обзор технологии – М.: ДМК Пресс, 2019. –104 с.

2.     Принципы работы и уязвимости биометрических систем аутентификации / И. П. Пересыпкин, Л. Е. Мартынова, К. Е. Назарова [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 30 (134). — С. 86-88. — URL: https://moluch.ru/archive/134/37699/

3.     Основы информационной безопасности: учебное пособие для студентов вузов / Е.В. Вострецова.— Екатеринбург : Изд-во Урал.ун-та, 2019.— 204 с.