Мастер рекомендует:
Зачем вам тепловизор?
21.12.2011
Ненадежный домофон
07.12.2011
Берегите голову!
11.08.2011
Защита дома от воров
18.02.2011
Панельный забор Fensys
17.02.2011
 

Биометрические методы идентификации для видеонаблюдения и охраны

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.
Рекомендуем почитать:
Топ-4 лучших кофемолок. Рейтинг для кофеманов
25.02.2016
Топ-7 лучших аэрогрилей. Рейтинг покупателей
22.02.2016

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.


Опубликовано: 31-05-2011 (Просмотров: 4018)
Источник:
Это вам будет интересно
Топ-4 лучших кофемолок. Рейтинг для кофеманов
По способу измельчения зерен электрокофемолки делятся на жерновые и роторные. Первые подходят людям...
 
Зачем вам тепловизор?
Сколько мы видели в кино, как с помощью специальных устройств определяют местонахождение человека! Это...
Ненадежный домофон
Что это за два телефона висят рядом с вашей входной дверью? Один интересный такой, с экранчиком&hellip...
 
Берегите голову!
Пренебрежение таким простым средством защиты как каска — преступление в первую очередь против...
Защита дома от воров
Как это ни печально, но вопреки уверенности братьев Вайнеров эра милосердия так и не наступила, а на...
 
Панельный забор Fensys
Заборы подобного типа чрезвычайно популярны в Европе вот уже многие годы. В последнее время быстро набирающий...