Člověk je schopen rozeznat tváře jiných lidí díky oblasti mozku na okraji týlních a spánkových laloků - fusiform gyrus. Lidé se učí rozpoznávat tváře od narození a již ve čtyřech měsících mohou jasně odlišit jednu osobu od druhé. Hlavními věcmi, které člověk věnuje pozornost, jsou oči, lícní kosti, nos, ústa a obočí, jakož i struktura a barva kůže. Současně náš mozek zpracovává obličej jako celek a je schopen identifikovat osobu i na polovinu obličeje. Mozek porovná výsledný obrázek s interní průměrnou šablonou a najde charakteristické rozdíly. Proto se lidem zdá, že zástupci jiné rasy jsou „všichni v jednu tvář“: vnitřní šablony lidí jsou naladěny na rysy obličeje charakteristické pro jejich prostředí. Jak funguje informační systém rozpoznávání tváře - více k tomu v dnešním vydání!
Systém rozpoznávání obličeje musí nejprve najít obličej v obraze a vybrat tuto oblast. K tomu může software použít celou řadu algoritmů: například stanovení podobnosti proporcí a barvy pleti, zvýraznění obrysů v obrazu a jejich porovnání s obrysy obličejů, zvýraznění symetrie pomocí neuronových sítí. Metoda Viola-Jones, kterou lze použít v reálném čase, je považována za nejúčinnější. Díky tomu systém rozpoznává tváře i při otočení o 30 stupňů. Metoda je založena na Haarových prvcích, které jsou sadou černých a bílých obdélníkových masek různých tvarů. Masky se překrývají na různých částech obrazu a algoritmus sčítá jas všech pixelů v obraze, které jsou pod černou a bílou částí masky, a poté vypočítá rozdíl mezi těmito hodnotami. Poté systém porovná výsledky s nashromážděnými údaji a poté, co zjistí tvář v obraze, pokračuje ve sledování, aby vybral optimální úhel a kvalitu obrazu. K tomu se používají algoritmy predikce pohybových vektorů nebo korelační algoritmy.
Po výběru nejúspěšnějších obrázků systém pokračuje v rozpoznávání tváře a jeho srovnání s existující databází. Funguje na stejných principech, jako umělec kreslí portréty - program najde ukotvovací body na obličeji osoby, z nichž se vytvářejí jednotlivé rysy. Program zpravidla přidělí asi 100 takových bodů. Nejdůležitější měření programů rozpoznávání obličeje jsou vzdálenost mezi očima, šířka nosních dír, délka nosu, výška a tvar lícních kostí, šířka brady, výška čela a další parametry.
Při použití 2D obrazů je možné úspěšně rozpoznat obličej pouze při fotografování zpředu a při dobrém osvětlení, což je vhodné pro bezpečnostní systémy v podnicích a vládních agenturách. Pro práci na veřejných místech se používají 3D obrazy. Několik synchronizovaných kamer pořizuje řadu fotografií z různých úhlů, na jejichž základě je vytvořen trojrozměrný model objektu, se kterým systém pracuje, určující kontrolní body. Poté jsou získaná data porovnána s těmi, která jsou k dispozici v databázi, a pokud se parametry shodují, je identifikována osoba.
Vědci vyvíjejí kromě 3D modelů i další oblasti. Například Identix vytvořil vysoce přesnou biometrickou technologii rozpoznávání obličeje, která analyzuje strukturu pokožky - póry, linie a jizvy. Podle vývojářů použití jejich technologie spolu s tradičním systémem rozpoznávání obličeje zvýší přesnost práce o 25%.
V další části si povíme, jak funguje detektor bankovek. Zůstaň s námi!
Propagační video: