فناوری تشخیص چهره یکی از پرکاربردترین ابزارهای نظارتی است که برای تشخیص هویت و شناسایی افراد استفاده می‌شود. این فناوری امروزه توسط برنامه نویسان و کارشناسان کامپیوتر بشدت پیشرفته شده است؛ به طوریکه امکان شناسایی چهره و تشخیص هویت افراد را در موقعیت‌ها و در سنین مختلف دارد. البته مفاهیم زیادی مثل نقض حریم خصوصی افراد، زیر پا گذاشتن حقوق شهروندی و…. هنگام استفاده از این فناوری مطرح می‌شود که در ادامه بیشتر راجع‌به این موضوعات صحبت خواهیم کرد.
تاریخچه تشخیص چهره
برای درک بهتر چگونگی سیر پیشرفت فعالیت‌های تشخیص چهره، به تاریخچه این فناوری در سال‌های گذشته اشاره می‌کنیم. اولین بار ایده تشخیص خودکار چهره در دهه 1960 شروع شد. گروهی متشکل از برنامه نویسان به نام وودی بلدسو، هلن چان ولف و چارلز بیسون سعی کردند تا با کار بر روی برنامه‌های رایانه‌ای، بتوانند کامپیوترها را وادار کنند تا بتوانند چهره انسان‌ها را تشخیص دهند. این پروژه که به اسم پروژه "انسان_ماشین" مشهور است، توانست راه را برای برنامه نویسی های پیشرفته‌تر برای به وجود آمدن فناوری تشخیص چهره هموار کند. در این برنامه خصوصیات صورت باید در یک عکس برای رایانه تعریف می‌شد. در این پروژه ابتدا به صورت ساده شناسایی نقاط مهمی از صورت مثل مردمک چشم، گوشه‌های داخلی و خارجی چشم‌ها، و خط موها مشخص شد. ویژگی این برنامه بخاطر پردازش چند تصویر در فواصل مختلف زمانی بود که بدین طریق می‌توانست از این تصاویر یک نتیجه گیری ارائه کند.
در ادامه در سال 1970 یک سیستم تطبیق چهره پیشرفته تر ایجاد شد که توانایی تشخیص ویژگی‌های آناتومیکی بیشتری مثل چانه را هم داشت. البته این سیستم بدون خطا نبود و درصد خطای بالایی را در تشخیص چهره‌های مختلف داشت. درسال 1993 FERET ابداع شد که یک برنامه تشخیص چهره پیشرفته‌تر بود. قابلیت شناسایی خطوط ریزتر را داشت و درصد خطای آن هم کاهش یافته بود. این برنامه توانست بالاترین استانداردهای آن زمان را کسب کند و پس از آن آپدیت های فناوری تشخیص چهره برپایه این برنامه طرح ریزی شد.
فناوری تشخیص چهره چیست؟
برای تشخیص هویت افراد از یک سیستم شناسایی براساس چهره بنام Facial Recognition System استفاده می‌شود. این فناوری می‌تواند صورت افراد را باتوجه به عکس یا ویدیو تشخیص دهد. الگوریتم‌های پیشرفته‌ای برپایه هوش مصنوعی در فناوری تشخیص چهره استفاده می‌شود که باعث شناسایی دقیق افراد و کاهش درصد خطای آن‌ها می‌شود. استفاده گسترده این برنامه در سیستم‌های امنیتی و نظارتی امروزه به یک ابزار مهم کنترلی تبدیل شده است. الگوریتم‌های و الگوهای مورد استفاده در فناوری FRC شبیه الگوهایی است که در سیستم‌های تشخیص چشم مقایسه می‌شود. معمولا شرکت‌هایی که در این حوزه فعالیت می‌کنند، در زمینه فروش الگوریتم‌های نو به رقابت می‌پردازند.
فناوری تشخیص چهره چیست؟
کاربردهای تشخیص چهره
فناوری تشخیص چهره امروزه کاربردهای فراوانی در انواع فعالیت‌های انسانی پیدا کرده است. این تکنولوژی توانسته جای پای خود را به خوبی در میان جوامع مختلف پیدا کند؛ به طوریکه امروزه از سیستم تشخیص چهره در انواع محل‌های عمومی، مغازه‌ها، ادارات، ارگان‌های دولتی و خصوصی و… استفاده می‌شود. در این قسمت به چند مورد از کاربردهای همه‌گیر این فناوری اشاره می‌کنیم.
قفل تلفن همراه: استفاده از فناوری تشخیص چهره برای باز شدن قفل تلفن همراه یکی از مهم‌ترین راهکارهایی است که کمپانی‌های مختلفی برای محافظت از اطلاعات افراد از آن استفاده می‌کنند. همچنین شما از این طریق می‌توانید هنگام گم کردن تلفن همراهتان، از در امان ماندن اطلاعات تلفن همراه خود مطمئن باشید.
کاهش جرم‌ها: نقش دستگاه‌های نظارتی و کنترل کننده در کاهش جرم‌های مختلف، یکی از موارد ثابت شده در مباحث روانشناسی و جرم شناسی است. فناوری تشخیص چهره قوی‌ترین سیستمی است که با کیفیت بالا و با کمترین خطا و با سرعت قابل قبولی، افراد خاطی را شناسایی می‌کند. تحقیقات نشان داده‌اند که سیستم تشخیص چهره موجب کاهش خرده جرم‌ها و اخاذی‌ها و مزاحمت‌های گوناگون شده است.
پیدا شدن افراد گمشده: یکی دیگر از کاربردهای فناوری تشخیص چهره پیدا کردن افراد گمشده است که دزدیده شده اند. همچنین افرادی مثل کودکان، سالمندان سالخورده و دچار آلزایمر هم دیگر افراد گمشده‌ای هستند که این سیستم می‌تواند در پیدا کردن آن‌ها موثر واقع شود.
تبلیغات: امروزه هزینه تبلیغات بشدت بالا است. انتخاب جامعه هدف مناسب محصول یا خدمات شما می‌تواند هزینه‌ای که صرف تبلیغات می‌کنید را به صرفه‌تر کند. استفاده از فناوری تشخیص چهره در شناخت جامعه هدف می‌تواند اژرگذار باشد. این سامانه می‌تواند در جاهایی مثل محل نصب بیلبوردهای بزرگ برای شناسایی جامعه هدف مورد نظر استفاده شود.
نابینایان: اپلیکیشن‌های مختلفی براساس فناوری تشخیص چهره ایجاد شده‌اند تا بتوانند هنگام انجام کارهای روزمره با استفاده از فناوری تشخیص چهره به آن‌ها کمک کنند.
پزشکی قانونی: فناوری تشخیص چهره یکی از ابزارهایی است که در پزشکی قانونی برای تشخیص آسیب وارد شده، شخص بیهوش و یا مرده استفاده می‌شود. درواقع از این تکنولوژی برای تشخیص بهتر آسیب‌های وارد شده استفاده می‌شود.
افزایش امنیت پلیس راهنمایی رانندگی: امروزه در ایالات متحده آمریکا و چند کشور دیگر از فناوری تشخیص چهره برای بالا بردن امنیت پلیس افتاده می‌شود. توضیح بیشتر اینکه این سامانه با دادن اطلاعات افراد متخلف به پلیس کمک می‌کند تا آن‌ها قبل از رویارویی با افراد متخلف سوابق آن‌ها را بدانند. مثلا هنگامی که پلیس به دلیل سبقت غیر مجاز خودرویی را متوقف می‌کند، فناوری تشخیص چهره با شناسایی فرد و استعلام اطلاعات او از بانک اطلاعاتی، سوابق او را چک می‌کند. بدین طریق اگر پلیس با یک قاچاقچی یا قاتل سابقه دار مواجه شود، می‌داند که احتمال مسلح بودن فرد وجود دارد و جوانب بیشتری را می‌سنجد.
شبکه‌های اجتماعی: یکی دیگر از مصارف فناوری تشخیص چهره در شبکه‌های اجتماعی است. مثلا در فیس بوک از این فناوری برای پیشنهاد تگ و شناسایی مخاطبین استفاده می‌شود.
تشخیص برخی ییماری‌ها: یک سری از بیماری‌ها هستند که با ایجاد دگر شکلی یا بد شکلی همراه هستند. فناوری تشخیص چهره می‌تواند تغییرات چهره را شناسایی کند و در شناسایی زودتر بیماری تاثیر داشته باشد. تحقیقات نشان داده است که تشخیص چهره درمورد بیماری سندرم دیجرج که قسمتی از کروموزوم 22 در آن حذف می‌شود، موثر است و می‌تواند با دقت بالای 90% بیماری را تشخیص دهد.
حفاظت از دانش آموزان: سیستم‌های شناسایی چهره می‌تواند در مدارس برای دانش آموزان و پرسنل مدرسه تعریف شود. این سیستم می‌تواند هنگام مراجعه افراد دیگر از جمله والدین دانش آموزان، پیامی را به قسمت نگهبانی بفرستند و درصورت موافقت، به افراد دیگر اجاره ورود داده شود. در این حالت حفاظت بیشتری اعمال می‌شود و از ورود افراد خطرناک به مدرسه جلوگیری می‌شود.
تشخیص افراد قسمت VIP در ورزشگاه‌ها: هنگام برگزاری مسابقات بزرگ‌ورزشی، سیستم تشخیص چهره می‌تواند با داشتن اطلاعات افراد دارنده بلیط بخش VIP و تطبیق دادن این اطلاعات با افراد مراجعه کننده، مجوز ورود افراد به بخش VIP را بدهد.
تایید هویت در خودپردازها: استفاده از سیستم تشخیص چهره به خودپردازها هم راه یافته است. امروزه فناوری تشخیص چهره تا حدی بدون خطا عمل می‌کند که می‌تواند موجب حفاظت اطلاعات بانکی افراد شود. می‌دانید که خودپردازها بشدت مورد حمله هکرها و سیستم‌های خرابکاری قرار می‌گیرند. فناوری تشخیص چهره با افزایش حفاظت از فرایندهای بانکی مثل برداشت و انتقال پول، باعث کاهش کلاهبرداری‌ها شده است.
نصب در فرودگاه‌ها: این فناوری می‌تواند در فرودگاه‌ها هم به کنترل جمعیت و چک کردن آن‌ها کمک کند. در فرودگاه‌ها معمولا جمعیت زیادی هنگام پرواز باید از گیت رد شوند و علاوه بر اطلاعات افراد، محتویات کیف‌های آن‌ها هم باید بدقت چک شود. فناوری تشخیص چهره در شناسایی افراد خلافکار که قصد خروج دارند، تحویل کیف و چمدان افراد به صاحبان آن‌ها و…کاربردهای زیادی دارد.
تشخیص رانندگان: یکی از جدیدترین امکانات استفاده شده در خودروهای جدید استفاده از فناوری شناسایی چهره برای تشخیص رانندگان است. کمپانی‌های تولید خودرو امروزه از این فناوری برای جایگزین استفاده از سوییچ ماشین استفاده می‌کنند.
از این تکنولوژی همچنین برای مصارف دیگری مانند: ایمنی در معاملات، پیدا کردن حیوانات خانگی، کنترل ورود و خروج پرسنل و پیگیری حضور در مدرسه و…. استفاده می‌شود.
کاربردهای تشخیص چهره
روش‌های تشخیص چهره
روش‌های تشخیص چهره تنها مبتنی بر فناوری تشخیص چهره‌ای که امروزه استفاده می‌شود، نیستند. درواقع چند روش اساسی برای شناسایی افراد وجود دارد که در ادامه به دو مورد از اساسی‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم.
روش تشخیص چهره با الگوریتم: این روش مرسوم‌ترین شیوه برای شناسایی چهره افراد است. در این روش سیستم با بهره‌گیری از یک سری الگوی از پیش تعیین شده و منعطف ساختن آن به نسبت چهره مورد نظر، اقدام به شناسایی فرد می‌کند. امتیاز بزرگ این روش این است که می‌توان از هوش مصنوعی در این روش بهره گرفت. درحال حاضر اکثر سیستم‌های فناوری تشخیص چهره بر پایه الگوریتم‌ها کار می‌کنند.
روش آناتومیکی: این شیوه بیشتر بر پایه دانش آناتومیک و دانش ما از اجرای چهره پایه ریزی شده است. در این روش ما یک سری ایستگاه‌های شناسایی برای سیستم تشخیص چهره تعریف می‌کنیم. این ایستگاه‌ها بر اساس فواصل نسبی چشم‌ها، بینی، لب‌ها و سایر اجزای صورت تعریف می‌شوند. امکان خطا در این روش بیشتر است و تفاوت‌هایی مثل رنگ پوست ، نور تصویر و.. وجود دارند که باعث افزایش خطا در این روش می‌شود.
البته روش‌های دیگری مثل مدل مارکف مخفی، مدل افزایش توزیع بنیان، رده بندی ساده، شبکه پراکنده غربال‌ها و… هم وجود دارند که توانایی شناسایی اجزای چهره از یکدیگر را دارند؛ اما پر استفاده‌ترین شیوه‌های برای شناسایی روش آناتومیک و تشخیص چهره است.
تشخیص چهره چگونه کار می‌کند؟
فناوری تشخیص چهره با تعریف فاکتورهای بیولوژیکی کار می‌کند. عوامل زیادی روی شناسایی چهره تاثیر می‌گذارند. ازجمله این موارد می‌توان به رنگ پوست، میزان نور، فاصله چهره تا سیستم تصویر برداری و… اشاره کرد. به دلیل این عوامل و همچنین سطح کیفیت سنجش سیستم تشخیص چهره، شناسایی چهره‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه به آن‌ها اشاره کرده‌ایم.
تشخیص چهره به شکل معمولی این شیوه که در Animoji و فیلتر‌های اینستاگرام مورد استفاده قرار می‌گیرد، بسیار پرکاربرد و ساده است. در این روش دوربین تلفن همراه شما به دنبال حجمی شبیه به صورت انسان می‌گردد؛ مثلا حجمی که دو چشم، بینی و دهان دارند، اساس کاری این روش است. سپس با استفاده از الگوریتم‌های تقریبا دقیق، تلاش می‌کند جهت صورت شما را تشخیص دهد. جالب است بدانید که این گونه سیستم‌ها وظیفه‌ی شناسایی ندارند و تنها دنبال تشخیص حجم صورت هستند.
نرم افزار Face ID در این روش‌یک عکس از چهره شما گرفته می‌شود. سپس مشخص می‌کنند که فاصله‌ی هریک از قسمت‌های صورت شما با هم چه قدر است. بعد از آن هر زمان که بخواهید قفل تلفن همراه خود را باز کنید، این سیستم بررسی می‌کند که آیا فاصله‌ی بخش‌های صورتتان با تصویر اولیه یکسان هست یا خیر. در صورت تطابق چهره شما با عکسی که برای فناوری تشخیص چهره تعریف شده است، قفل تلفن همراه شما باز می‌شود.
تشخیص چهره غریبه این روش معمولا در کمپانی‌های بزرگ و سازمان‌هایی که کارکنان‌زیادی دارند، استفاده می‌شود. در این ارگان‌ها به منظور حفظ امنیت تلاش می‌شود تا چهره هر شخص با تعداد زیادی از چهره‌های از پیش ذخیره شده در بانک اطلاعاتی ارزیابی شود. این پروسه تا حد زیادی شبیه به اپلیکشن Face ID اپل است؛ اما با این تفاوت که در ابعاد گسترده‌تری صورت می‌گیرد. می‌توان گفت که روی کاغذ هر پایگاه دادهای (بانک اطلاعات ملی و دادهای کارت شناسایی، حساب کاربری فیسبوک و ...) می‌تواند برای این کار مورد استفاده قرار بگیرد اما بهترین راه، استفاده از پایگاه داده‌ی تصاویر واضح از چهره‌ی افراد است.
نکته مهم این است که معمولا سیستم‌های تشخیص صورتی که در تلفن همراه استفاده می‌شوند، در دو بعد تعریف می‌شوند. در این روش تنها فواصل بین اجرای چهره شما ارزیابی می‌شود و مثلا برجستگی گونه، پیشانی، بینی و پیشانی شما در نظر گرفته نمی‌شود؛ دلیل دو بعدی بررسی شدن ساده‌تر بودن فرایندها است چرا که تلفن‌های همراه در تعداد بالا تولید می‌شوند. در مقابل در سیستم‌هایی که نیاز به حفاظت بیشتر دارند، تصاویر سه بعدی سنجیده می‌شوند و حتی سنسورهای حرارتی برای بررسی جزییات دقیق صورت شما از جمله عنبیه چشم و… هم استفاده می‌شوند. مثال‌های ذکر شده تنها چند مثال از پیاده سازی الگوریتم‌های گفته شده در مکان‌های مختلف برای شناسایی افراد است. موارد بسیار بیشتری از استفاده فناوری تشخیص چهره برای شناسایی هویت افراد وجود دارد.
تشخیص چهره چگونه کار می‌کند؟
فناوری تشخیص چهره
بعد از پرداختن به کاربردهای تشخیص چهره و چگونگی کارکرد آن، در این مورد صحبت می‌کنیم که مزایا و معایب تشخیص چهره چیست؟ آیا بدون سامانه تشخیص چهره نمی‌توان امنیت را در سازمان‌های مختلف تامین کرد؟ آینده فناوری تشخیص چهره چگونه خواهد بود؟ و…
مزایای تشخیص چهره
امروزه مهم‌ترین کاربرد و فایده استفاده از فناوری تشخیص چهره، راحت‌تر شدن و تسریع کنترل افراد و نظارت بر فرآیندهای مختلف است. در قسمت کاربردهای تشخیص چهره به کاربردهای این تکنولوژی اشاره شد. نکته مهم راجع‌به عملکردهای مختلف است سیستم این است که شناسایی چهره در انواع فعالیت‌های انسانی می‌تواند استفاده شود و کاربرد آن تنها محدود به شغل یا صنعت خاصی نمی‌شود. مزایای تشخیص چهره معمولا در عنوان‌های زیر دسته بندی می‌شوند:
بهبود روند درمان
مراقبت از مشاغل در مقابل سرقت
تسریع خریدهای مختلف
راحت‌تر کردن کنترل‌های امنیتی و نظارتی
کمک به دسته بندی تصاویر و کامل کردن بانک اطلاعاتی
معایب تشخیص چهره
مثل هر تکنولوژی دیگری، فناوری تشخیص چهره هم‌معایبی دارد که باید از آن مطلع باشید. در ادامه مهم‌ترین ایراداتی که به این سیستم وارد است را، ذکر کرده‌ایم.
محکومیت افراد بی‌گناه: قطعا احتمال تشخیص اشتباه در این فناوری وجود دارد. حتی کم خطاترین روش‌های تشخیص چهره هم با خطا همراه هستند و این یکی از انتقادات وارده به این سیستم است.
آزار فردی: درست است که استفاده از فناوری تشخیص چهره باعث کنترل و نظارت در عرصه‌های مختلف می‌شود؛ اما یکی از نکات منفی که باعث می‌شود مردم از آن ناراضی باشند، این است که استفاده گسترده از دستگاه‌های شناسایی چهره باعث می‌شود که مردم فکر کنند همواره درحال قضاوت و کنترل شدن هستند. این موضوع به مرور روی دید مردم نسبت به دولت تاثیر می‌گذارد و حتی استرس را هم در جوامع انسانی افزایش می‌دهد.
سواستفاده و کلاهبرداری: نقص دیگری که وجود دارد این است که هکرها و کلاهبرداران می‌توانند با نفوذ به سیستم‌های اطلاعاتی کلاهبردای‌ها و‌پولشویی‌های فراوانی انجام دهند و باعث گمراه شدن تحقیقات پلیس بشوند.
زیر پا گذاشتن حقوق شهروندی: تحقیقات و علم روانشناسی ثابت کرده است که فناوری تشخیص چهره نباید به صورت گسترده مورد استفاده قرار بگیرد. طبق اکثر مصوبه‌ها و قوانین پذیرفته شده بین المللی، استفاده زیاد از این سیستم به معنی زیر پا گذاشتن حقوق فردی است. درحال حاضر در کشورهایی که آزادی وجود ندارد و‌حقوق شهروندی به سادگی زیر پا گذاشته می‌شود، استفاده از این سیستم‌ها به صورت گسترده مشاهده می‌شود.
آسیب پذیر بودن اطلاعات: طبیعتاً حجم بانک اطلاعاتی که در فناوری تشخیص چهره استفاده می‌شود، بسیار بالا است. همچنین باید توجه داشت که اطلاعاتی که از شهروندان ثبت شده، شامل خصوصی‌ترین دیتاها مثل کد ملی و… است. محافظت از این حجم اطلاعات بسیار سخت است و همواره امکان حمله هکرها و سرقت این اطلاعات و اخاذی از این طریق وجود دارد.
تهدید حریم شخصی: قطعا هیچ فردی دوست ندارد تا اطلاعات مختلف از او ثبت شود تا بعدها بر علیه او استفاده شود! می‌توان گفت که نقض حریم شخصی افراد بزرگ‌ترین نقطه منفی این فناوری است. این موضوع از اهمیت بالایی برخودار است تا جایی که نقش نظارتی این سیستم‌ها را کنار می‌زند. امروزه در جوامع پیشرفته‌ای مثل ایالت سانفرانسیسکو، پلیس حق استفاده از فناوری تشخیص چهره را ندارد و بدین شکل حریم خصوصی افراد حفظ می‌شود. درحال حاضر در کشور ما از این سیستم برای شناسایی افراد بی‌حجاب استفاده می‌شود که دارای خطای بسیاری است و نقطه نظرات بسیاری مبنی بر نقض حریم خصوصی افراد به ثبت رسیده است.
فناوری تشخیص چهره قابل فریب است! حتما در فیلم‌های سینمایی دیده‌اید که خلاف کارها با تغییر پوشش و ایجاد تغییرات در ظاهر خود می‌توانند سیستم‌های شناسایی را دور بزنند.
تکنولوژی بی‌نقص نیست: تحقیقات ثابت کرده‌اند که شناسایی افراد سفید پوست نسبت به رنگین پوستان بهتر صورت می‌گیرد. این مورد ثابت می‌کند که نباید برای شناسایی افراد و قضاوت درباره آن‌ها تنها به این سیستم متکی بود. اگر مبنای اصلی تصمیم‌گیری را بر اساس فناوری تشخیص چهره قرار دهیم، احتمالا افراد زیادی در لیست مظنونین پرونده‌های مختلف قرار می‌گیرند و این یکی دیگر از نقاط منفی استفاده گسترده از این تکنولوژی است.
معایب تشخیص چهره
آینده تشخیص چهره
بنظر می‌رسد که فناوری تشخیص چهره روز به روز درحال پیشرفته‌تر‌شدن است. خطاهای این روش درحال کاهش است و الگوریتم‌های شناسایی آن هم توسط برنامه نویسان و مهندسان نرم افزاری و سخت افزاری به روز رسانی می‌شود. به احتمال بسیار قوی در آینده فشارهای بین المللی موجب به استفاده جهت دار از این سیستم بشود و در عین نظارت و کنترل در محل‌های مورد نیاز، استفاده از این سیستم برای جاسوسی از شهروندان منسوخ شود.
سخن آخر
درنهایت فناوری تشخیص چهره یکی از مواردی است که به لطف پیشرفت تکنولوژی گسترش پیدا کرده است. مزایا و معایب زیادی برای استفاده کردن و یا استفاده نکردن از این فناوری وجود دارد. استفاده از این تکنولوژی به دلیل نقض حریم خصوصی افراد باید در نظارت فراوان صورت بگیرد و تنها در مواقعی که واقعا مورد نیاز است استفاده شود. مثلا در فروشگاه‌ها، فرودگاه‌ها، فروش بلیط، مصارف درمانی، شناسایی مجرمین و… این الگوریتم در محل‌های خاص استفاده می‌شود که واقعا مورد نیاز است و کمک می‌کند تا جمعیت بیشتری در واحد زمان ارزیابی شوند؛ اما هیچ دلیل منطقی مبنی بر استفاده از ین سیستم‌ها در سیستم‌های کنترل ترافیک، دوربین‌های خیابانی و… وجود ندارد.
