U3F1ZWV6ZTIyNzg5OTA3NjA4X0FjdGl2YXRpb24yNTgxNzgyMTE0Mzc=
أخبار التقنية
أخر الأخبار

كيف تعمل تقنية التعرف على الوجه؟

كيف تعمل تقنية التعرف على الوجه؟
معظم الناس مرتاحون لتقنية التعرف على الوجه لاستخدامها في فلاتر Instagram و Face ID. ولكن هذه التكنولوجيا الجديدة نسبيا يمكن أن تكون مخيفة قليلاً.. وجهك يشبه بصمة الأصبع والتكنولوجيا وراء التعرف على الوجه معقدة.
كما هو الحال مع أي تقنية جديدة هناك جوانب سلبية لتقنية التعرف على الوجه. أصبحت هذه الجوانب السلبية أكثر وضوحًا عندما يجد الجيش والشرطة والمعلنون وغيرهم طرقًا جديدة ملتوية للاستفادة من برامج التعرف على الوجه.
الآن من الضروري أن يفهم الناس كيف تعمل تقنية التعرف على الوجه. من المهم أيضًا معرفة حدود التعرف على الوجه وكيف سيتطور في المستقبل.

التعرف على الوجه بسيط بشكل مدهش

قبل الدخول في العديد من الوسائل المختلفة للتعرف على الوجه من المهم أن نفهم كيف تعمل عملية التعرف على الوجه. فيما يلي ثلاثة تطبيقات لبرنامج التعرف على الوجه وشرح بسيط لكيفية التعرف على الوجوه أو تحديدها:
التعرف على الوجه الأساسي: بالنسبة لمرشحي Animoji و Instagram ، "تبحث" كاميرا هاتفك عن الميزات المحددة للوجه وتحديداً زوج من العيون والأنف والفم. بعد ذلك تستخدم الخوارزميات لقفل الوجه وتحديد الاتجاه الذي يبدو عليه وما إذا كان فمك مفتوحًا وما إلى ذلك. تجدر الإشارة إلى أن هذا ليس تعريف الوجه إنه مجرد برنامج يبحث عن الوجوه.
Face ID والبرامج المماثلة: عند إعداد Face ID (أو برامج مماثلة) على هاتفك فإنه يأخذ صورة لوجهك ويقيس المسافة بين تفاصيل الوجه. ثم في كل مرة تذهب فيها لإلغاء قفل هاتفك فإنه "ينظر" عبر الكاميرا لقياس وتأكيد هويتك.
تحديد شخص غريب: عندما تريد منظمة ما تحديد وجه لأغراض الأمان أو الإعلان أو الشرطة فإنها تستخدم خوارزميات لمقارنة ذلك الوجه بقاعدة بيانات شاملة للوجوه. هذه العملية مماثلة تقريبًا لـ Face ID على أجهزة أبل ولكن على نطاق أوسع. من الناحية النظرية يمكن استخدام أي قاعدة بيانات (بطاقات الهوية وملفات تعريف فيسبوك) ، لكن قاعدة بيانات الصور الواضحة المحددة مسبقًا مثالية.
حسنًا دعنا ندخل في التفاصيل. نظرًا لأن "التعرف على الوجه الأساسي" المستخدم في فلاتر Instagram هو عملية بسيطة وغير ضارة فإننا سنركز بالكامل على تحديد الوجه والتقنيات العديدة المختلفة التي يمكن استخدامها لتحديد الوجه.

تعتمد معظم تقنية التعرف على الوجه على صور ثنائية الأبعاد

كما تتوقع تعتمد معظم برامج التعرف على الوجه تمامًا على الصور ثنائية الأبعاد. التصوير الوجهي ثنائي الأبعاد غير دقيق للغاية. تلتقط الغالبية العظمى من الكاميرات الصور دون أي عمق والصور العامة التي يمكن استخدامها لقواعد بيانات التعرف على الوجه (صور ملفات تعريف فيسبوك على سبيل المثال) كلها ثنائية الأبعاد.
كيف تعمل تقنية التعرف على الوجه؟
لماذا لا يكون تصوير الوجه ثنائي الأبعاد دقيقًا للغاية؟ حسنًا لأن الصورة المسطحة لوجهك تفتقر إلى ميزات التعريف مثل العمق. مع صورة مسطحة يمكن للكمبيوتر قياس مسافة الحدقة وعرض فمك من بين متغيرات أخرى. لكن لا يمكن معرفة طول أنفك أو بروز جبهتك.
بالإضافة إلى ذلك يعتمد التصوير الوجهي ثنائي الأبعاد على طيف الضوء المرئي. هذا يعني أن تصوير الوجه ثنائي الأبعاد لا يعمل في الظلام ويمكن أن يكون غير موثوق به في ظروف الإضاءة غير التقليدية أو الغامضة.
من الواضح أن الطريقة التي يتم بها التغلب على بعض أوجه القصور هذه هي استخدام تصوير الوجه ثلاثي الأبعاد. ولكن كيف يكون ذلك ممكنا؟ هل تحتاج إلى معدات خاصة لرؤية وجه في الـ 3D؟

كاميرات الأشعة تحت الحمراء تضيف عمق لهويتك

على الرغم من أن بعض تطبيقات التعرف على الوجه تعتمد فقط على الصور ثنائية الأبعاد فليس من غير المألوف أن يعتمد التعرف على الوجه على التصوير ثلاثي الأبعاد أيضًا. في الواقع ربما تنطوي تجربتك في التعرف على الوجه على قرص ثلاثي الأبعاد.
يتم تحقيق ذلك من خلال تقنية تسمى lidar ، والتي تشبه السونار. في الأساس تقوم أجهزة مسح الوجه مثل جهاز iPhone بإنشاء مصفوفة IR غير ضارة على وجهك. تنعكس هذه المصفوفة (جدار الليزر) على وجهك وتلتقطها كاميرا الأشعة تحت الحمراء (أو كاميرا ToF) على هاتفك.
كيف تعمل تقنية التعرف على الوجه؟
تقيس كاميرا الأشعة تحت الحمراء في هاتفك الوقت الذي تستغرقه كل قطعة من ضوء الأشعة تحت الحمراء للانتعاش من وجهك والعودة إلى الهاتف. بطبيعة الحال سيكون للضوء الذي ينعكس من أنفك أقصر من الضوء الذي ينعكس على أذنيك وتستخدم كاميرا الأشعة تحت الحمراء هذه المعلومات لإنشاء خريطة عمق فريدة لوجهك. عند استخدامها بجانب التصوير ثنائي الأبعاد الأساسي يمكن للتصوير ثلاثي الأبعاد زيادة دقة برنامج التعرف على الوجه بشكل ملحوظ.
Lidar هو مفهوم غريب يمكن أن يكون من الصعب الالتفاف حول رأسك. إذا كان ذلك مفيدًا فحاول أن تتخيل أن شبكة الأشعة تحت الحمراء من هاتفك (أو أي جهاز للتعرف على الوجه) هي لعبة ذات لوحة تثبيت. يترك وجهك مسافة بادئة في شبكة الأشعة تحت الحمراء حيث يكون أنفك أعمق بشكل ملحوظ من عينيك.

التصوير الحراري يتيح للتعرف على الوجه العمل ليلا

أحد أوجه القصور في التعرف على الوجه ثنائي الأبعاد هو أنه يعتمد على طيف الضوء المرئي. من حيث الشخص العادي لا يعمل التعرف على الوجه الأساسي في الظلام. ولكن يمكن حل هذا باستخدام كاميرا التصوير الحراري.
التصوير الحراري لايعتمد على ضوء الأشعة تحت الحمراء بل يكشف عن ضوء الأشعة تحت الحمراء التي تنبعث من الأشياء. الأجسام الدافئة تنبعث منها طن من ضوء الأشعة تحت الحمراء في حين تنبعث من الأجسام الباردة كمية ضئيلة من ضوء الأشعة تحت الحمراء. يمكن لكاميرات التصوير الحراري باهظة الثمن أن تكتشف فروق درجات الحرارة الدقيقة عبر السطح وبالتالي فهي تقنية مثالية للتعرف على الوجه.
كيف تعمل تقنية التعرف على الوجه؟
هناك عدد قليل من الطرق المختلفة لتحديد الوجه باستخدام التصوير الحراري. كل هذه التقنيات معقدة بشكل لا يصدق لكنها تشترك في بعض أوجه التشابه الأساسية لذلك سنحاول إبقاء الأمور بسيطة:
  • تلتقط كاميرا التصوير الحراري صورًا متعددة لوجه الشخص المعني. تركز كل صورة على طيف مختلف من ضوء الأشعة تحت الحمراء (الأمواج الطويلة والقصيرة والمتوسطة). عادة يوفر طيف الموجة الطويلة أكثر تفاصيل الوجه.
  • يمكن أيضًا استخدام صور الأشعة تحت الحمراء هذه لاستخراج تكوين الأوعية الدموية في وجه الشخص. خرائط الأوعية الدموية يمكن استخدامها مثل بصمات الوجه الفريدة. يمكن استخدامها أيضًا للعثور على المسافة بين أعضاء الوجه (إذا كان التصوير الحراري النموذجي ينتج عنه صور رديئة) أو لتحديد الكدمات والندبات.
  • يتم إنشاء صورة مركبة (أو مجموعة بيانات) باستخدام صور IR متعددة. يمكن مقارنة هذه الصورة المركبة بقاعدة بيانات للوجه لتحديد الموضوع.
بالطبع عادة ما يستخدم الجيش تقنية التعرف على الوجه ولكن لا يعمل التصوير الحراري جيدًا خلال النهار (أو في البيئات المضاءة جيدًا بشكل عام) ، لذلك لا يوجد به العديد من التطبيقات المحتملة خارج الجيش.

حدود تقنية التعرف على الوجه

لقد قضينا الكثير من الوقت في الحديث عن أوجه القصور في التعرف على الوجه. كما رأينا من الأشعة تحت الحمراء والتصوير الحراري من الممكن التغلب على بعض هذه القيود. ولكن لا تزال هناك بعض المشكلات التي لم يتم حلها بعد:
  1. العرقلة: كما تتوقع يمكن للنظارات الشمسية وغيرها من الملحقات أن تعرقل إلى برنامج التعرف على الوجه.
  2. الوضع: يعمل التعرف على الوجه بشكل أفضل مع صورة محايدة أمامية. يمكن أن يؤدي إمالة الرأس أو قلبه إلى جعل التعرف على الوجه أمرًا صعبًا حتى بالنسبة لبرنامج التعرف الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء. ويمكن للابتسامة أو الخدود المنتفخة أو أي شكل آخر تغيير كيفية قياس جهاز الكمبيوتر لوجهك.
  3. الضوء: تعتمد جميع أشكال التعرف على الوجه على الضوء سواء كان ذلك الطيف المرئي أو ضوء الأشعة تحت الحمراء. ونتيجة لذلك يمكن لظروف الإضاءة الغريبة تقليل دقة تحديد الوجه. قد يتغير هذا حيث يقوم العلماء حاليًا بتطوير تقنية التعرف على الوجه باستخدام السونار.
  4. قاعدة البيانات: بدون قاعدة بيانات جيدة لا يمكن التعرف على الوجه. على نفس المنوال من المستحيل تحديد وجه لم يتم التعرف عليه بشكل صحيح في الماضي.
  5. معالجة البيانات: اعتمادًا على حجم قاعدة البيانات وتنسيقها قد يستغرق الأمر بعض الوقت بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر لتحديد الوجوه بشكل صحيح. في بعض الحالات مثل الشرطة تقيد القيود في معالجة البيانات استخدام تحديد الوجه للتطبيقات اليومية (وهو أمر جيد على الأرجح).
اعتبارا من الآن فإن أفضل طريقة للتغلب على هذه القيود هي استخدام أشكال أخرى لتحديد الهوية بالتزامن مع التعرف على الوجه. سيطلب هاتفك كلمة مرور أو بصمة إذا فشل في تحديد وجهك وتستخدم الحكومة الصينية بطاقات الهوية وتقنية التتبع لإغلاق هامش الخطأ الموجود في شبكة التعرف على الوجه.
في المستقبل سيجد العلماء بالتأكيد طريقة للتغلب على هذه القضايا. قد يستخدمون تقنية السونار إلى جانب الليدار لإنشاء خرائط للوجه ثلاثية الأبعاد في أي بيئة وقد يجدون طرقًا لمعالجة بيانات الوجه (وتحديد الغرباء) في فترة زمنية قصيرة بشكل لا يصدق. وفي كلتا الحالتين تتمتع هذه التكنولوجيا باحتمال كبير لإساءة الاستخدام لذلك فهي تستحق المتابعة.
إقرأ المزيد على موقع الراقي للمعلوميات:
الاسمبريد إلكترونيرسالة