Лучшие статьи
Деньги из опилок

О том, что в Росси огромные запасы леса, это знает весь мир. И весь мир же по...

Утепление стен: изнутри или снаружи?

То, что нам иногда в доме холодно – понятно. Что стены надо утеплить &n...

5 жестких падений кранов из-за халатности

Смотреть, как падают люди бывает порой смешно. Потому что и сами упавшие могу...

ЭкоПан – технологии будущего? (видео)

Много говорили о канадских технологиях малоэтажного строительства, которые с ...

2 в 1: Фасадные Термопанели

Да, это и утеплитель, и декоративное покрытие фасада одновременно. В такихтер...

Наружное утепление стен

После того, как в предыдущей статье об утеплении наружных стен зданий мы разо...

5 аварий погрузочной техники: лихие водители (видеоподборка)

Раз уж мы затрагивали спецтехнику в публикациях, не лишне упомянуть и о «комн...

Механизированная стяжка пола: новые технологии!

Как чаще всего выполняется стяжка своими руками? Долго, нудно, трудоемко. Мы ...

Утепление мансарды и характерные ошибки

Построить одноэтажный дом на собственном участке, но при этом получить два эт...

Загадочный пиролиз (видео)

Как экономнее расходовать топливо? Как получить при этом больше тепла? Как об...

Что нужно знать при выборе металлочерепицы?!

Согласитесь, придя в гипермаркет строительных материалов, разбегаются г...

Как красиво оформить окно

Во многих городах Европы можно увидеть жилые многоэтажки или даже целые кварт...

Железная дорога: самые страшные крушения на транспорте

При чем здесь поезда? Поезда всегда при чем, потому что именно железнодорожны...

Ё-мобиль и двигатели будущего

На смену привычному двигателю внутреннего сгорания идут новые технологии! Вес...

Toркретирование бетона – что это?

Оказывается, повысить прочность бетона можно из ничего, не применяя специальн...

Биометрические методы идентификации для видеонаблюдения и охраны

17.05.2011 — Просмотров: 3513

Большинство из нас видели фантастические сцены из кинофильмов, где перед главным героем открывается дверь, якобы визуально распознав его. Такие кадры, это наглядная демонстрация надежности применения биометрических методов для распознавания личности, с помощью которых возможно контролировать доступ куда-либо. Но как свидетельствует практика, такая система не так проста. На сегодняшний день некоторые организации могут предложить потребителю подобные системы доступа, в которых используются биометрические технологии.

Обыкновенные методы определения личности, например такие как, карты-идентификаторы, ключи или уникальные личные данные, не обеспечивают надежность, которая необходима в нынешнее время. И поэтому логично применить биометрические технологии в системах безопасности.

Технологиии распозниния по биометрическим особенностям

Системы биометричесС внедрением новых технологий, возможно, решить множество проблем, например:

  • предупредить незаконное проникновение правонарушителей на территории и в здания, с помощью подделки или кражи паролей, личных карт или документов удостоверяющих личность;
  • с помощью ограничения доступа к информации обеспечить личную ответственность за сохранность этих данных;
  • организовать доступ к стратегическим и другим объектам исключительно сертифицированным специалистам;
  • с помощью подобных технологий можно избежать расходов, которые связаны непосредственно с эксплуатацией системы контроля (идентификационные карты или ключи);
  • избежать случаев связанных с потерей, порчей, забыванием ключей или других средств доступа;
  • с помощью таких технологий удобно вести учет посещаемости и доступа сотрудников.
Подобные технологии для идентификации личности по биометрическим особенностям начали разрабатывать еще в 60-х годах. Теоретических успехов в разработке этих технологий добились наши соотечественники, а вот практические плоды получили на западе и относительно недавно. Благодаря современной мощности компьютеров и улучшенным алгоритмам, производители выпускают продукцию с высокими технологическими показателями, которая доступна и интересна широкому кругу потребителей.

Сама по себе идея применения индивидуальных данных человека для идентификации далеко не нова. В современной практике известны некоторые технологии, которые возможно применить в идентификации человека, например по:
  • оттиску пальцев или руки;
  • индивидуальным чертам лица (в основе лежит инфракрасное или оптическое изображение);
  • радужке глаз;
  • голосовым данным;
  • прочим характеристикам.

Абсолютно все современные биометрические технологии имеют одинаковые подходы к решению вопросов определения личности и каждый из этих методов по-своему удобен в использовании. Принцип действия биометрических технологий заключается в следующем:

  • считывание антропометрических данных (сканирование);
  • изъятие персональных данных;
  • создание определенного шаблона;
  • сопоставление шаблона с базой данных.

Подобные биометрические системы позволяют установить соответствие определенных антропометрических или иных характеристик человека по сформированному шаблону.

Зачастую системы идентификации несут в себе два модуля: регистрация и идентификация.

Так с помощью регистрационного модуля система приобретает свойства идентификации определенного человека. В процессе регистрации датчики или видеокамера считывает данные человека и создает цифровое изображение его внешних данных. Для сканирования лица необходимо 20-30 секунд, вследствие таких действий создается несколько изображений. В лучшем случае такие изображения будут иметь слегка разные ракурсы и выражение лица, и это позволяет иметь более точные данные. Особый системный модуль подвергает обработке эти данные и устанавливает определенные характеристики присущие личности, после чего разрабатывает шаблон. На человеческом лице присутствуют некоторые части, которые практически не подвергаются изменениям в течение жизни, например, верхние очертания глазниц, скулы и края рта. Многие алгоритмы, которые разработаны специально для биометрических систем, могут учитывать потенциальные изменения в прическе определенного человека, поскольку в них не применяют анализ границы роста волос. Каждый индивидуальный шаблон пользователя хранится в базе данных.

С видеокамеры на идентификационный модуль идет изображение с преобразованием в тот же оцифрованный формат, в котором хранится шаблон. Переданные данные сопоставляются с шаблоном, и происходит определение соответствия полученных и имеющихся в базе изображений. Уровень схожести, который требуется для проверки, можно представить как некий порог, с помощью которого можно отрегулировать различные факторы, такие как: тип сотрудников, мощность РС, время суток и пр.

Системы биометрического распознанияИдентификация может происходить посредством верификации, аутентификации, распознавания. В процессе верификации идет подтверждение идентичности поступивших данных и шаблона, который хранится в базе данных. Аутентификация подразумевает подтверждение соответствия изображения получаемого с видеокамеры. Процесс распознавания, заключается в сопоставлении полученных характеристик с шаблонами.

К сожалению, аутентификация не всегда происходит верно, даже при внесении правильных биометрических параметров. И этому способствуют некоторые особенности, такие как изменение биометрических характеристик. В любом случае возможна ошибка системы. При этом используя различные технологии, данная ошибка может значительно различаться. Технологией предусмотрен контроль, который может определить и расставить приоритеты, что важнее не пропустить «чужака» или пропустить «своих».

Одно из наиглавнейших условий биометрических технологий это легкость эксплуатации. Ни в коем случае в процессе сканирования, человек не должен испытывать дискомфорт. Технология идентификации по лицу в данном случае является самой удобной. Но в этом случае могут возникнуть проблемы с точностью работы системы.

Но вопреки несомненным преимуществам, все-таки имеются отрицательные предубеждения против биометрических систем, и поэтому часто возникают вопросы, не будут ли индивидуальные данные использовать в плохих целях (слежка например) и тем самым нарушать права и личную жизнь человека. Ведь по некоторым сенсационным и необоснованным заявлениям биометрические технологии имеют отрицательные отзывы.

Но, не смотря, ни на что, в последние годы, биометрические методы завоевали особенную актуальность. Все мы помним резонансное трагическое событие 11 сентября произошедшее в США. После такого происшествия мировое сообщество остро осознало уровень терроризма, и стало ясно, что традиционные методы защиты дали сбой, и это повлекло за собой трагическую гибель людей. Эти события и стали отправной точкой для увеличения интереса к интегрированным системам безопасности.

Существует мнение, относительно контроля в аэропортах, а именно, если бы он был жестче, то возможно было бы избежать многих несчастий. Согласитесь, поиск виноватых, можно значительно облегчить с помощью современных интегрированных систем видеонаблюдения и идентификации лиц.

Методы идентификации лица

На сегодняшний день современные технологии насчитываю четыре главных метода распознавания лиц:

  • «eigenfaces»;
  • анализ отличительных черт лица;
  • анализ «нейронных сетей»;
  • метод «автоматической обработки изображений лица».

Каждый из этих методов имеет свои сложности в реализации и разные цели применения.

Идентификация лицаМетод «Eigenface» подразумевает использование технологии двумерного изображения в серых полутенях, с помощью которых можно представить отличия отображения лица. Данный метод довольно часто применяют в качестве основы для других технологий идентификации лица. С помощью комбинаций характеристик 100-120 «Eigenface» возможно воссоздать множество лиц. Во время регистрации, «собственное лицо» определенного человека имеет вид ряда коэффициентов. В режиме определения подлинности используемое живое изображение проходит проверку идентичности с зарегистрированным шаблоном, так определяется коэффициент отличия. Уровень отличий шаблонов и выявляет факт распознавания человека. Такую технологию хорошо использовать в помещениях с хорошим освещением, когда существует вероятность сканирования лица в фас.

Наиболее распространена методика анализа «отличительных черт лица». Эта методика схожа с методикой "Eigenface», но больше приспособлена к распознаванию видоизменений мимики и внешности человека. В данной технологии применятся несколько десятков типичных особенностей разных частей лица, и учитывается их расположение. Определенное индивидуальное сочетание таких особенностей и определяет параметры каждого конкретного человека. Каждое человеческое лицо уникально, но имеет определенные динамические свойства, улыбка, наличие усов или бороды и т.д., и подобные изменения усложняют процедуру идентификации. Например, когда человек улыбается, то некоторые части лица смещаются и вызывают движение смежных участков. С учетом таких смещений, возможно, идентифицировать лицо человека при разных мимических видоизменениях. Поскольку с помощью такого анализа можно рассмотреть локальные части лица, то допустимы отклонения в пределах до 25° в горизонтальной плоскости, и 15° в вертикальной. Но данный метод требует дорогой и мощной аппаратуры, вследствие чего подобный метод не имеет широкого распространения.

Основной принцип метода "нейронных сетей", основан на сравнивании совпадения проверяемого лица с лицом, зарегистрированным в базе данных. В этой системе используется алгоритм установления соответствия уникальных параметров лица человека, которого проверяют и параметров имеющегося шаблона, в этом случае применяют максимальное количество возможных параметров.

Идентификация лицаВ процессе сравнения обнаруживаются несоответствия между человеческим лицом и шаблоном, после чего включается механизм и при помощи определенных весовых коэффициентов определяется уровень соответствия проверяемого лица и шаблона. С помощью такого метода можно значительно улучшить качество идентификации лица даже в трудных условиях.

Метод «автоматической обработки лица» является самой простой технологией, в которой применяют расстояние и отношение расстояния между точками лица, которые легко определить, например, глаза, кончик носа или уголки рта. Принято считать, что такой метод не настолько мощный как предыдущие, но его можно эффективно применять при плохой освещенности.

Системы идентификации по лицу, которые присутствуют на современном рынке

Современный рынок предлагает ряд специализированных продуктов, которые разработаны для идентификации лиц. В подобной продукции применяют различные алгоритмы, и сложно сказать какая технология имеет преимущества. На сегодняшний день лидерами такой продукции являются системы Viisage, Visionic и Miros.

Один из лидеров в области производства систем идентификации является компания Viisage. Эта компания применяет алгоритм, который был разработан в Массачусетском технологическом институте. Многие американские компании и госструктуры используют систему Viisage совместно с идентификационными документами, такими как водительские удостоверения. Производители Viisage представляют на российском рынке ряд техники, в которой используется система распознавания лиц.

Специалисты компании Visionic взяли за основу приложения FaceIt алгоритм анализа местных признаков, который разработали в университете Рокфеллера. Одна великобританская коммерческая организация внедрила приложение FaceIt в анти криминальную телевизионную систему (Mandrake). С помощью такой интегрированной программы, возможно, разыскать правонарушителей по данным поступающим со 144 видеокамер, которые объединены в сеть. После установления идентичности, которую система проводит самостоятельно, все данные поступают офицеру безопасности.

Компания Miros разработала систему TrueFace с применением технологий нейронных сетей,и такую систему можно встретить в комплексе получения наличных средств корпорации Mr.Payroll, так же она установлена во многих казино США. В соединенных Штатах независимые эксперты провели сравнительный анализ технологий идентификации лиц. И вот какие результаты они огласили.
 


Как оказалось на практике, в процессе использования систем идентификации лиц, которые применяли в стандартных охранных системах, предполагалось, что идентифицируемый человек должен смотреть прямо в камеру. Поскольку в этом случае система работает с несложным двумерным изображением, это снижает интенсивность вычислений и значительно упрощает алгоритмы. Но и в этом случае задание для идентификации не простое, ведь алгоритмы должны учитывать изменение качества освещения, выражения лица, наличие декоративной косметики или аксессуаров.

Для того что бы система идентификации лиц работала надежно, необходимо наличие некоторых факторов:

  • качество изображения, необходимо, что бы идентифицируемый человек смотрел прямо в камеру, и при этом было хорошее освещение, в противном случае вероятность работы системы без ошибки значительно снижается;
  • фотографии, занесенные в базу данных, должны быть актуальны и качественны;
  • размер базы данных.

Технологии идентификации лица неплохо работают с обыкновенными камерами наблюдения, данные которых, попадают в персональный компьютер и имеют разрешение 320х420 пикселей на один дюйм при скорости 3-5 кадров в секунду. Например, хорошее качество для видео конференции нуждается в скорости видеопотока от 15 к/сек. Соответственно при более высокой скорости и разрешении, качество распознавания будет значительно лучше. Если процесс идентификации происходит с дальнего расстояния, то качество видеокамеры и результат распознавания будут зависеть друг от друга. Если использовать стандартный компьютер, то объем базы данных не должен превышать 10000 изображений.

Подведение итогов

Современные технологии идентификации лиц довольно интересны и близки к повсеместному внедрению, но как видите, не стоит доверять увиденному в кино и открывать двери только по методам идентификации лица. Такие системы хороши в качестве помощника для охранников или иных систем контроля доступа. Как раз такой метод действенен в ситуациях, когда необходимо убедиться, что документ принадлежит предъявившему его человеку. Например, такая ситуация возможна в международных аэропортах, если пограничнику необходимо сверить фотографию в паспорте и владельца самого документа.

По подобному алгоритму работает и система доступа. Отличительная особенность только лишь в том, что фото сравнивается с шаблоном в базе данных.

Уже разработаны и внедрены технологии идентификации лиц в инфракрасном свете. Такие технологии работают по такому принципу: тепловое изображение, которое создано посредством теплоты кровеносных сосудов лица (термограмма), является уникальным для отдельно взятого человека, и, следовательно, такие данные можно использовать как биометрические характеристики. Такая термограмма более стабильный определитель, чем черты лица, так как практически не зависит от внешних изменений человеческого лица.

Автор: Анна Ищенко, специально для «Службы снабжения»

Свежие статьи
12 золотых правил  успешных людей
Как вы думаете, что отличает успешного человека от неудачника? Почему некоторые люди с успехом достигают своих целей, а другие - нет? Ответ прост - все дело в их мировоззрении, взглядах на жизнь и привычках. Ваш мозг - первый ключ к успеху. Второй - ваши повседневные привычки. В этой статье мы расскажем вам о правилах, которые помогут вам преобразить жизнь и достичь небывалого успеха.
02.11
Профессиональный подход к выбору автомобиля с пробегом
Выбирая подержанный автомобиль, человек неопытный зачастую покупает транспортное средство, абсолютно не ведая, что он приобрёл себе большую проблему на колёсах.
10.09
Все что нужно знать Toyota Hilux 2015-2016 (тест-драйв)
На пикап Toyota Hilux восьмого поколения японцы возлагают большие надежды. Ведь он, если верить многочисленным заявлениям «тойотовцев», по уровню комфорта и управляемости должен быть сравним с обычными легковыми автомобилями.
08.09
Коррозия кузова автомобиля — смерть вашего авто не за горами?
Коррозия кузова автомобиля – страшный диагноз для самого транспортного средства и причина новых хлопот для его хозяина.
07.09
Системы автоматического управления автомобилем. Когда водители будут не нужны?
Разработка систем автоматического управления автомобилями уже довольно давно ведется всеми мировыми автоконцернами.
07.09
Фахверковые дома — с чем же их едят?
Современный дом из фахверка имеет в основе несущую конструкцию, состоящую из деревянных опор. Различным странам свойственны индивидуальные стилевые решения фахверка, поэтому для опор могут использоваться балки, брус или бревна из любых хвойных пород.
07.09
Металлическая мебель для предприятия
При оборудовании производственных помещений обязательно встает вопрос о закупке мебели. В связи с особенностями эксплуатации и среды, и требования к мебели, в данном случае, будут особыми. Как правило, традиционная "деревянная" мебель не подходит для интенсивной эксплуатации в неблагоприятных условиях. Зато, металлическая мебель для этих целей отлично подходит. В этом обзоре мы рассмотрим какие основные требования предъявляются к специальной мебели, основные её виды и особенности.
05.07
Как выбрать «правильный» холодильник для дома
Приобретение холодильника всегда стояло на одном из первых мест при выборе бытовой техники: человеку необходима пища, соответственно, требуется и устройство, обеспечивающее сохранность продуктов. Долгие годы конструкция этого неотъемлемого кухонного атрибута практически не менялась. Модели, особенно в нашей стране, отличались лишь размерами и некоторыми техническими параметрами.
15.12
Как выбрать хороший ирригатор?
Ирригатор или гидрофлосс – прибор, формирующий струю воды. Вода, находящаяся под давлением, эффективно удаляет остатки пищи между зубами и очищает пародонтальные карманы. С помощью современного прибора для очистки зубов и десен – ирригатора, можно эффективно удалить остатки пищи, мягкий зубной налет из  труднодоступных мест ротовой полости.
09.12
10 лучших снегоуборщиков
Снежные заносы часто становятся серьёзной проблемой для владельцев частным домов, мешая проходу по территории или проезду автотранспорта. Для решения этого вопроса в последнее время стали использовать специальную технику – снегоуборщики, которые могут быть, как электрическими, так и бензиновыми.
09.12