Eine Person kann die Gesichter anderer Menschen dank des Gehirnbereichs an der Grenze zwischen Okzipital- und Temporallappen - dem Gyrus fusiformis - erkennen. Menschen lernen, Gesichter von Geburt an zu erkennen und können bereits mit vier Monaten eine Person klar von einer anderen unterscheiden. Die wichtigsten Dinge, auf die eine Person achtet, sind die Augen, Wangenknochen, Nase, Mund und Augenbrauen sowie die Textur und Farbe der Haut. Gleichzeitig verarbeitet unser Gehirn das Gesicht als Ganzes und kann eine Person sogar anhand der Hälfte des Gesichts identifizieren. Das Gehirn vergleicht das resultierende Bild mit der internen Durchschnittsschablone und findet charakteristische Unterschiede. Daher scheint es den Menschen, dass Vertreter einer anderen Rasse "alles in einem Gesicht" sind: Die internen Vorlagen von Menschen sind auf Gesichtsmerkmale abgestimmt, die für ihre Umgebung charakteristisch sind. Wie funktioniert das Informationssystem der Gesichtserkennung - mehr dazu in der heutigen Ausgabe!
Zunächst muss das Gesichtserkennungssystem ein Gesicht im Bild finden und diesen Bereich auswählen. Zu diesem Zweck kann die Software eine Vielzahl von Algorithmen verwenden: Zum Beispiel die Ähnlichkeit von Proportionen und Hautfarbe bestimmen, die Konturen im Bild hervorheben und sie mit den Konturen von Gesichtern abgleichen, Symmetrien mithilfe neuronaler Netze hervorheben. Die Viola-Jones-Methode, die in Echtzeit angewendet werden kann, gilt als die effektivste. Damit erkennt das System Gesichter auch bei einer Drehung um 30 Grad. Die Methode basiert auf Haar-Merkmalen, bei denen es sich um eine Reihe von schwarz-weißen rechteckigen Masken unterschiedlicher Form handelt. Masken werden verschiedenen Teilen des Bildes überlagert, und der Algorithmus addiert die Helligkeit aller Pixel im Bild, die sich unter den schwarzen und weißen Teilen der Maske befinden, und berechnet dann die Differenz zwischen diesen Werten. Anschließend vergleicht das System die Ergebnisse mit den gesammelten Daten und verfolgt das Gesicht im Bild weiter, um den optimalen Winkel und die optimale Bildqualität auszuwählen. Hierzu werden Bewegungsvektor-Vorhersagealgorithmen oder Korrelationsalgorithmen verwendet.
Nachdem die erfolgreichsten Bilder ausgewählt wurden, fährt das System mit der Gesichtserkennung und dem Vergleich mit der vorhandenen Datenbank fort. Es funktioniert nach den gleichen Prinzipien wie der Künstler Porträts zeichnet - das Programm findet Ankerpunkte auf dem Gesicht einer Person, aus denen individuelle Merkmale gebildet werden. In der Regel vergibt das Programm etwa 100 solcher Punkte. Die wichtigsten Messungen für Gesichtserkennungsprogramme sind der Abstand zwischen den Augen, die Breite der Nasenlöcher, die Länge der Nase, die Höhe und Form der Wangenknochen, die Breite des Kinns, die Höhe der Stirn und andere Parameter.
Bei Verwendung von 2D-Bildern ist es möglich, ein Gesicht nur bei Aufnahmen aus der Vorderansicht und bei guter Beleuchtung erfolgreich zu erkennen, was für Sicherheitssysteme in Unternehmen und Regierungsbehörden geeignet ist. Für Arbeiten an öffentlichen Orten werden 3D-Bilder verwendet. Mehrere synchronisierte Kameras nehmen eine Reihe von Fotos aus verschiedenen Winkeln auf, auf deren Grundlage ein dreidimensionales Modell des Objekts erstellt wird, mit dem das System arbeitet und Kontrollpunkte bestimmt. Danach werden die erhaltenen Daten mit den in der Datenbank verfügbaren verglichen, und wenn die Parameter übereinstimmen, wird die Person identifiziert.
Neben 3D-Modellen entwickeln Wissenschaftler weitere Bereiche. Zum Beispiel hat Identix eine hochpräzise biometrische Gesichtserkennungstechnologie entwickelt, die die Hautstruktur analysiert - Poren, Linien und Narben. Laut den Entwicklern wird der Einsatz ihrer Technologie zusammen mit dem traditionellen Gesichtserkennungssystem die Arbeitsgenauigkeit um 25% erhöhen.
In der nächsten Folge werden wir darüber sprechen, wie der Banknotendetektor funktioniert. Bleib bei uns!
Werbevideo: