Gesichtserkennung

Was ist Gesichtserkennung in einfachen Worten

Gesichtserkennung ist eine Technologie, die es einem Computer ermöglicht, eine Person anhand ihres Gesichts zu „erkennen“, so wie Sie es tun, wenn Sie einen Bekannten sehen. Nur macht der Computer es viel schneller und in größerem Maßstab, mithilfe komplexer mathematischer Algorithmen und neuronaler Netze.

Die Technologie funktioniert in zwei Phasen: Zuerst findet das System ein Gesicht im Bild und hebt Schlüsselpunkte darauf hervor (Abstand zwischen den Augen, Form der Wangenknochen, Kontur der Lippen). Dann werden diese Punkte in einen einzigartigen digitalen Code umgewandelt, der mit der Datenbank verglichen wird, um eine Übereinstimmung zu finden. Dies ist eine der sich am schnellsten entwickelnden biometrischen Technologien, die aktiv in Sicherheitssysteme, Bankdienstleistungen und Alltagsgeräte eingeführt wird.

Die Gesichtserkennung ist so genau geworden, dass sie in vielen Szenarien die Fähigkeiten des Menschen übertrifft. Moderne Algorithmen neuronaler Netze können Gesichter mit einer Genauigkeit von mehr als 99 % erkennen, was sie zu einem zuverlässigen Werkzeug für die Identifikation unter den unterschiedlichsten Bedingungen macht — vom hellen Sonnenlicht bis zur schlechten Beleuchtung.

Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass Gesichtserkennung nicht nur eine „Erkennungs“-Technologie ist. Es ist eine ganze Reihe von Aufgaben: das Auffinden eines Gesichts im Bild, das Hervorheben von Schlüsselpunkten, die Bildnormalisierung (Beseitigung des Einflusses von Beleuchtung und Winkel), das Extrahieren einzigartiger Merkmale und der Vergleich mit einer Referenz. Jede dieser Phasen erfordert komplexe mathematische Berechnungen und leistungsstarke Rechenressourcen.

Die Gesichtserkennungstechnologie wird aktiv in verschiedenen Bereichen eingesetzt: vom Entsperren von Smartphones bis zur Suche nach vermissten Personen. In China beispielsweise werden Gesichtserkennungssysteme häufig in der U-Bahn und auf den Straßen zur Gewährleistung der öffentlichen Sicherheit eingesetzt. In Russland wird die Technologie im Bankensektor für die ferne Kundenverifizierung, in Zutrittskontrollsystemen in Unternehmen und in staatlichen Informationssystemen wie dem Einheitlichen Biometrie-System verwendet. Lesen Sie, wie die Gesichtserkennung in umfassenden Sicherheitssystemen eingesetzt wird, im Artikel ZKS.

Phasen der Technologie

• Gesichtserkennung (Detection): Das System findet ein Gesicht in einem Bild oder Video-Stream. Dies ist die erste und kritisch wichtige Phase, da eine weitere Verarbeitung ohne erkanntes Gesicht unmöglich ist. Moderne Erkennungsalgorithmen arbeiten auch bei Bildern mit niedriger Auflösung und bei teilweiser Verdeckung des Gesichts.
• Ausrichtung und Normalisierung: Das Gesicht wird anhand von Schlüsselpunkten ausgerichtet, um den Einfluss von Kopfneigung oder Beleuchtung zu beseitigen. In dieser Phase bestimmt das System die Position von Augen, Nase und Mund, um das Bild auf eine Standardform zu bringen. Dies ermöglicht den Vergleich von Gesichtern, die aus verschiedenen Winkeln aufgenommen wurden.
• Merkmalsextraktion: Ein neuronales Netzmodell (zum Beispiel auf Basis von CNN oder Transformer) wandelt das Gesichtsbild in einen einzigartigen Merkmalsvektor um — einen „digitalen Fingerabdruck“ des Gesichts. Dieser Vektor enthält Hunderte von Zahlenwerten, die die Geometrie des Gesichts beschreiben. Je besser das Modell ist, desto genauer ist die Erkennung.
• Vergleich mit der Datenbank: Der erstellte Vektor wird mit Referenzvorlagen für die Identifikation (Suche unter vielen, 1:N) oder Verifizierung (Eins-zu-eins-Identitätsbestätigung, 1:1) verglichen. Je nach Aufgabe und Datenbankgröße kann der Vergleich von Bruchteilen einer Sekunde bis zu mehreren Sekunden dauern.

Jede dieser Phasen erfordert hohe Genauigkeit und Leistung. Für den zuverlässigen Betrieb von Gesichtserkennungssystemen werden spezialisierte neuronale Netze verwendet, die auf Millionen von Bildern trainiert wurden. Zum Beispiel wird das Produkt Biovizum für die hochpräzise Gesichtserkennung in Zugriffskontroll- und Videoüberwachungssystemen verwendet; es implementiert alle genannten Phasen mit maximaler Effizienz.

Es ist erwähnenswert, dass moderne Gesichtserkennungssysteme in Echtzeit mit Strömen von Videoüberwachungskameras arbeiten können. Dies ermöglicht ihre Verwendung zur Überwachung großer Menschenmengen, zum Beispiel in Stadien, Flughäfen oder Bahnhöfen. Das System kann gleichzeitig Dutzende von Gesichtern verfolgen und mit der Datenbank vergleichen und sofort Übereinstimmungen melden.

Anwendung der Gesichtserkennung

Die Technologie wird überall eingesetzt: vom Entsperren eines Smartphones bis zur Überwachung der Strafverfolgung an öffentlichen Orten. Schlüsselszenarien:

• Sicherheit und ZKS: In Zutrittskontrollsystemen in Unternehmen und an geschützten Objekten. Die Gesichtserkennung ermöglicht die automatische Identifikation von Mitarbeitern und Besuchern und schließt die Möglichkeit der Verwendung fremder Ausweise aus.
• Bankwesen: Für die ferne Kundenverifizierung (KYC) bei der Kontoeröffnung und Kreditvergabe. Banken verwenden die Gesichtserkennung, um sicherzustellen, dass der Kunde, der online einen Antrag stellt, wirklich die Person ist, die er zu sein behauptet.
• Videoüberwachung: Zur Suche nach gesuchten Personen, Kontrolle von Menschenmengen und Identifikation von Verletzern in Echtzeit. Videoüberwachungssysteme mit Gesichtserkennung helfen der Strafverfolgung, Verdächtige schnell zu finden.
• Staatliche Dienste: Zur Identitätsbestätigung beim Erhalt von Dienstleistungen über das EBS. Dies ermöglicht es Bürgern, staatliche Dienste aus der Ferne zu erhalten, ohne Ämter besuchen zu müssen.

Neben den genannten Szenarien wird die Gesichtserkennung im Einzelhandel zur Analyse des Kundenverhaltens, im Bildungswesen zur Überwachung der Anwesenheit, im Gesundheitswesen zur Identifikation von Patienten und sogar in der Unterhaltungsindustrie eingesetzt — zum Beispiel in Anwendungen zur Erstellung von Masken und Filtern.

Mit der Entwicklung der Technologie entstehen jedoch auch Fragen der Ethik und Vertraulichkeit. Viele Experten sind besorgt, dass der massenhafte Einsatz der Gesichtserkennung zu Verletzungen des Rechts der Bürger auf Privatsphäre führen könnte. In diesem Zusammenhang haben eine Reihe von Ländern, darunter EU-Staaten, Beschränkungen für den Einsatz der Gesichtserkennung an öffentlichen Orten eingeführt. In Russland wird die Verarbeitung biometrischer Daten durch 152-FZ „Über personenbezogene Daten“ geregelt, das Anforderungen an die Erhebung, Speicherung und Verarbeitung biometrischer Informationen festlegt.

Der Planungsdienst umfasst die Auswahl optimaler Ausrüstung und Algorithmen für Ihre Aufgaben. Dies ist besonders wichtig, da jede Organisation eigene einzigartige Anforderungen an Gesichtserkennungssysteme hat: unterschiedlicher Durchsatz, Beleuchtungsbedingungen, Anforderungen an Genauigkeit und Geschwindigkeit. Mehr über Lösungen lesen Sie im Abschnitt Technologien.