تشخیص چهره بیومتریک یک روش برای تایید هویت افراد از روی چهره آنها است و به عنوان یکی از جدیدترین سیستم های کنترل ورود و خروج شناخته میشود. اثر انگشت، شکل دست، الگوهای شبکیه چشم، تمییز صدای افراد، امضای داینامیک، دی اِن اِی و شکل لب از نمونه روش های رایج جهت شناسایی افراد است. بسیاری از مردم این فناوری را در قالب Face ID در گوشی آیفون میشناسند که یکی از راههای تشخیص چهره است. کاربرد این فناوری بالاتر از کار باز کردن قفل تلفن همراه است. استفاده از آن در تطبیق چهره فردی است که در حال عبور از کنار دوربین های موجود در اماکن مختلف است. در بسیاری از اماکن، سازمان ها و اداره ها از سیستم بیومتریک برای حضور و غیاب کارمندان استفاده میکنند.
تشخیص چهره بیومتریک چیست؟
تشخیص چهره بیومتریک روشی ساده برای شناسایی فرد یا تایید هویت یک نفر توسط چهره او است. از این تکنولوژی میتوان در عکس ها یا فیلم ها و یا به صورت زنده در همان زمان استفاده کرد. سیستم تشخیص چهره بیومتریک ویژگی های چهره افراد را به صورت ریاضی نقشه کشی میکند. این سیستم داده های به دست آمده را به عنوان یک چهره چاپی ذخیره میکند. سیستم تشخیص چهره غالبا از فناوری هوش مصنوعی و با استفاده از الگوریتم یادگیری عمیق، کار شناسایی چهره افراد را با دقت بالا انجام میدهد.
کار تکنولوژی تشخیص چهره بیومتریک در سال ۱۹۶۴ با همکاری سه دانشمند انجام گرفته است. این سه نفر فعالیت های خود را به صورت دستی انجام میدادند. با گذشت زمان الگوهای ریاضی در کامپیوتر را به نظریه خود اضافه کردند. از سال ۱۹۹۰ میلادی این تکنولوژی پیشرفته تر شد و جبر خطی نیز به سیستم تشخیص چهره اضافه شد. سیستم تشخیص چهره در دسته امنیت بیومتریک قرار میگیرد. از این فناوری بیشتر برای امنیت در اجرای قانون و در زمینه های مختلف استفاده میشود. مثلا افسران پلیس برای شناسایی مجرمان و افراد تحت تعقیب از این سیستم استفاده میکنند. از سیستم تشخیص چهره در فناوری های زیادی مانند تکنولوژی رباتیک نیز استفاده میشود.
سیستم تشخیص چهره بیومتریک چگونه کار می کند؟
فناوری مورد استفاده در سیستم تشخیص چهره بیومتریک، ابزارها و اسکنرهای دقیق سخت افزاری هستند. از این ابزارها و اسکنرها برای بررسی مشخصات فیزیکی افراد استفاده میشود. تمامی مشخصات فیزیکی افراد درون پایگاه داده ای ذخیره شده است. هنگام بررسی فیزیکی، اطلاعات به دست آمده با اطلاعات پایگاه داده مقایسه میشود. سیستم های احراز هویت میتوانند متفاوت باشند اما همهی آنها کار تشخیص چهره را در چند مرحله انجام میدهند.
- تشخیص چهره: دوربین تصویر فرد را به تنهایی در یک جمعیت شناسایی میکند. تصویر فرد ممکن است واضح باشد و یا در نمایه ای از چهره نشان داده شود.
- تجزیه و تحلیل: تصویر به دست آمده مورد بررسی قرار میگیرد. فناوری تشخیص چهره بیشتر با تصاویر دو بعدی به جای تصاویر سه بعدی کار میکند. نرم افزار هندسه چهره فرد در تصویر را میخواند. عوامل مهم در هندسه چهره انسان عبارتند از: فاصله بین دو چشم، عمق حدقه چشم، فاصله پیشانی تا چانه، استخوان های گونه، شکل لب، گوش و چانه ها.
- تبدیل تصویر به دست آمده به داده مورد نیاز: در فرایند ضبط چهره، اطلاعات آنالوگ به دست آمده به اطلاعات دیجیتال (داده ها) بر اساس ویژگی چهره فرد تبدیل میشوند. تجزیه و تحلیل های چهره به یک فرمول ریاضی تبدیل میشود. به این فرمول ریاضی کد عددی فیس پرینت گفته میشود.
- یافتن فرمول ریاضی: در این مرحله چهرهی اولیه در تصویر، با چهره های شناسایی شده در سیستم مقایسه میشود.
در تمام اندازه گیریهای بیومتریک، تشخیص چهره بیومتریک، طبیعی ترین روش برای احراز هویت در نظر گرفته میشود. این مسئله کاملا منطقی به نظر می آید، چرا که همه ی ما شخصی دیگر را با چشمانش میشناسیم نه با اثر انگشتی که دارد. به طور میانگین نیمی از جمعیت جهان توسط فناوری تشخیص چهره مورد بررسی قرار میگیرند.
الگوریتم های تشخیص چهره
سیستم تشخیص چهره بیومتریک از الگوریتم های یادگیری عمیق متعددی استفاده میکند که در ادامه مطلب به آنها اشاره میکنیم:
- الگوریتم شبکه های عصبی کانولوشنی یا CNN: این الگوریتم دارای تعدادی لایه است. این الگوریتم ویژگی های به دست آمده را پردازش کرده و داده ای را استخراج میکند.
- شبکه های حافظه طولانی مدت یا LSTM: این الگوریتم اطلاعات را در مدت زمانی نگهداری میکند و معمولا ورودی های قبلی را نیز به خاطر دارند. از این الگوریتم برای تشخیص موسیقی، گفتار و غیره استفاده میشود.
- شبکه های عصبی بازگشتی یا RNN: این شبکه خروجی LSTM را میگیرد و ورودی های قبلی را نیز در حافظه داخلی خود حفظ میکند. این الگوریتم برای پردازش زبان طبیعی، شناسایی دست خط و غیره مورد استفاده است.
- شبکه های مولد تخاصمی GAN: این شبکه که الگوریتم مولد است، داده های جدید را به صورت داده های آموزشی ایجاد میکند. این الگوریتم در تولید تصاویر واقعی و کارتونی و اشیا سه بعدی کاربرد دارد.
- شبکه های تابع پایه شعاعی RBFN: این شبکه دارای یک لایه ورودی، یک لایه مخفی و یک لایه خروجی است و برای پیش بینی های زمانی استفاده میشود.
- پرسپترون های چند لایه MLP: این الگوریتم بهترین گزینه برای شروع یادگیری تکنولوژی یادگیری عمیق است. از یک لایه ورودی و یک لایه خروجی متصل به هم، تشکیل شده است. بیشتر برای شناسایی گفتار و تصویر مورد استفاده است.
- نگاشت های خودسازمان دهنده SOM: این نگاشت برای مصور سازی و حل مسائلی که انسان قادر به حل آن نیست، مورد استفاده است.
- شبکه های باور عمیق DBN: شامل لایه های متعدد از متغیرهای تصادفی است. این متغیرها مقادیر دوتایی دارند که به واحدهای مخفی معروفند.
- ماشین های بولتزمن محدود شده RBM: شبکه عصبی تصادفی هستند که با احتمال روی دسته ای از ورودی ها کار میکنند.
- اتوانکدر ها یا خود رمزگذارها نوعی شبکه عصبی پیشخور هستند که دارای ورودی و خروجی یکسان هستند.
مزایا و معایب استفاده از سیستم بیومتریک تشخیص چهره
یکی از اساسی ترین مزایای سیستم تشخیص چهره بیومتریک که میتوان به آن اشاره کرد، موضوع امنیت است. با استفاده از این تکنولوژی مجرمان شناسایی میشوند. با استفاده از این تکنولوژی سالمندان و کودکان گمشده به راحتی پیدا میشوند. بزرگترین عیب این سیستم ورود به حریم خصوصی افراد است. یکی دیگر از معایب آن ذخیره اطلاعات افراد در پایگاه داده است. اگر پایگاه داده دچار مشکل شود و یا حک شود، امکان دارد از این اطلاعات در تخلفات استفاده شود.
یکی از کاربردهای مهم سیستم تشخیص چهره، در صنعت بانکداری است. در بخش های مهمی از بانک ها از این سیستم برای تشخیص و تایید هویت افراد استفاده میشود. مزیت استفاده از سیستم تایید هویت در نظام بانکداری سرعت پردازش آن است. با وجود این سیستم نیازی به همراه داشتن مدارک شناسایی توسط مراجعه کنندگان نیست. استفاده از ویژگی های بیومتریک باعث کاهش تخلفات و کلاهبرداری ها از دستگاه اِی تی اِم شده و همچنین احراز هویت افراد در بانک ها سریع و راحت شده است.
نتیجه گیری
در این مقاله ایمن پاد سپهر دریافتیم که تشخیص چهره بیومتریک چیست و چگونه کار میکند. این سیستم در موارد امنیتی و در شناسایی خاطیان و کارتهای اعتباری نیز استفاده میشود. دنیای امروزه دچار تحولات جدیدی شده است. امروزه برای استفاده از هر تکنولوژی، لازم است دانش کافی درباره آن داشته باشیم. زمانی که عکسی را در فضای مجازی مانند اینستاگرام یا فیس بوک بارگزاری میشود، مشخصات صاحب تصویر، روی عکس ها برچسب میخورد. این تصویر در پایگاه داده ذخیره میشود و هر زمان در هر کجا فناوری تشخیص چهره، صاحب تصویر را دنبال میکند.
