Rozpoznawanie twarzy

Problem rozpoznawania twarzy stanowi coraz częstsze zagadnienie związane z rolą telewizji przemysłowych. Rozwój technologii powoduje stopniowe usprawnianie algorytmów analizy obrazu wideo i co się z tym wiąże, również funkcje rozpoznawania twarzy zaczynają powoli pojawiać się w bardziej zaawansowanych rozwiązaniach z grupy cyfrowych systemów monitoringu. Postaramy się więc przybliżyć naszym Czytelnikom zagadnienie rozpoznawania twarzy, czyli jakie przynosi ono korzyści, na jakiej zasadzie działa i jakie wymogi należy spełnić, aby całość mogła sprawnie funkcjonować, oczywiście w zakresie obsługiwanym przez posiadaną aplikację.

W chwili pisania tych słów najpopularniejszymi na rynku pakietami obsługującymi rozpoznawanie twarzy są Facelift firmy Visionics oraz FacePass firmy Visage Inc. Każda z tych aplikacji składa się z dwóch podstawowych modułów – weryfikującego oraz identyfikującego. Pod tymi nazwami kryją się jednak zbliżone do siebie funkcjonalności:

  • Moduł weryfikujący – działa na zasadzie porównywania ze wzorcem i służy do kontrolowania obecności pracowników. Do jego uruchomienia konieczne jest sporządzenie bazy danych zawierającej zdjęcia twarzy wszystkich pracowników (lub osób uprawnionych do przebywania w danym, monitorowanym obszarze) – zdjęcia te są następnie poddawane obróbce graficznej mającej na celu oznakowanie cech charakterystycznych, czyli np. kształtu nosa, wielkości ust, umiejscowienia oczu, rodzaju fryzury, położenia uszu itp. Tak przygotowane dane służą następnie jako wzorzec dla funkcji weryfikującej. Funkcja ta pobiera obraz wideo z kamery (oczywiście kamera musi dostarczać obraz o podobnej formie, co zdjęcie wzorcowe, czyli np. być umieszczona na wprost wejścia, by rejestrować całą twarz), oprogramowanie analizuje otrzymaną klatkę filmu i porównuje charakterystyczne punkty z wzorcem. Jeśli większość cech się zgadza (parametr określający stopień zgodności jest z reguły definiowany ręcznie przez operatora lub automatycznie przy pierwszym uruchomieniu systemu), to taka osoba oznaczona zostaje jako istniejąca w bazie i od tego momentu rejestrowany jest czas jej pobytu w pomieszczeniu lub ogólnie na obszarze monitorowanym.

Tego typu rozwiązanie ma jednak oczywiste wady, bowiem nie zapewnia stuprocentowej poprawności weryfikacji – może się zdarzyć przypadek (w rzeczywistości zdarza się dosyć często), że system przepuszcza osobę podobną z wyglądu do pracownika uprawnionego do wejścia. Należy przy tym mieć na uwadze, że określenie „podobny” nie oznacza wizualnego podobieństwa w sposób rozumiany przez ludzi – mowa o podobieństwie wynikającym z porównania cech charakterystycznych twarzy z wzorcem. Tego typu nieporozumienie zaskakująco często powoduje błędy w działaniu systemu, z uwagi na niedostatecznie uważne przygotowanie bazy wzorców twarzy.

  • Moduł identyfikujący – jest to rozwiązanie o znacznie wyższym stopniu złożoności, jego działanie bowiem polega na analizowaniu obrazów rejestrowanych twarzy celem wyszukania zgodności z posiadanym wzorcem. Zastosowania są dosyć oczywiste – na przykład systemy monitoringu miejskiego lub lokalnego wyszukujące osoby poszukiwane przez policję, potencjalnie niebezpieczne lub spełniające dowolne inne kryterium wyszukiwania. Także w tym rozwiązaniu konieczne jest przygotowanie wzorca z oznakowanymi cechami charakterystycznymi, jednak z uwagi na specyfikę działania (często otrzymany obraz jest gorszej jakości, poruszony, pod niewłaściwym kątem itp. – tak, jak to można sobie wyobrazić obserwując nagrania z kamery monitorującej np. ulicę przed sklepem), niezbędne staje się wyjątkowo precyzyjne i umiejętne oznakowanie obrazu wzorcowego, czyli twarzy poszukiwanej osoby. Tutaj dokładność przekłada się bezpośrednio na skuteczność działania systemu, więc zaniedbanie tego etapu będzie pociągało za sobą kosztowne niejednokrotnie skutki.

Tak skonfigurowany system będzie rejestrował obraz z kamery wideo, gdy wykryje obecność twarzy, przekaże klatkę do modułu analizy obrazu, który z kolei porówna go ze wzorcem. W momencie uznania, że otrzymany obraz jest wystarczająco zgodny z twarzą osoby poszukiwanej, zostanie uruchomiony alarm.

Na podstawie powyższego opisu może wydawać się, że systemy rozpoznawania twarzy to dosyć prosta sprawa, jednak nie należy zapominać, że sam proces analizy obrazu wymaga niezwykle sporych mocy obliczeniowych komputera oraz skomplikowanych algorytmów przetwarzających klatkę wideo. Można więc śmiało powiedzieć, że na dzień dzisiejszy ta technologia dopiero raczkuje, a świadkami prawdziwych przełomów w tej dziedzinie będziemy w niedalekiej przyszłości.

Ten wpis został opublikowany w kategorii Systemy CCTV. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *