تشخیص چهره در دوربین مداربسته به چه معناست؟

قابلیت تشخیص چهره در دوربین مداربسته، یک هوش مصنوعی است که برای یافتن و شناسایی چهره انسان در تصاویر و ویدئو های دیجیتال به کار می رود. فناوری تشخیص چهره دوربین مداربسته اغلب برای نظارت و ردیابی افراد استفاده می شود. ANN یک شبکه عصبی هوش مصنوعی است که با استفاده از آن ردیابی، تجزیه و تحلیل و تشخیص چهره انجام می شود.

در ابتدا این الگوریتم حالات صورت، سن و جنسیت را با جزئیات کامل بایگانی می کند و چهره های جدید را با سایر چهره های ذخیره شده داخل بایگانی تطبیق می دهد. از این قابلییت دوربین مداربسته در زمینه های مختلف استفاده می شود. برای مثال این دوربین مداربسته ها در سیستم های کوچک تر کارایی دارند و کمپانی ها برای اجرای یک سیستم امنیتی حساس و کارا به خرید عمده دوربین مداربسته می پردازند؛ برای مثال کمپانی های بزرگ به عنوان یک سیستم حضور و غیاب از این دوربین مداربسته ها استفاده می کنند یا آنکه با استفاده از این دوربین افراد ناشناس در محوطه شناسایی  می شوند. در ادامه توضیحات بیشتری درباره نحوه کار و روش های تشخیص چهره در دوربین مداربسته را شرح می دهیم:

دوربین مداربسته تشخیص چهره چگونه کار می کند؟

دوربین مداربسته تشخیص چهره با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی MI، تجزیه و تحلیل آماری و پردازش تصویر برای یافتن چهره انسان در تصاویر بزرگتر و تمایز آن‌ها از اشیاء غیر چهره مانند مناظر، ساختمان‌ها و سایر اعضای بدن انسان استفاده می‌کند. دوربین مداربسته تشخیص چهره با جستجوی چشم انسان شروع می شود و سپس سعی می کند نشانه های چهره مانند ابرو، بینی، دهان و عنبیه را تشخیص دهد. زمانی که الگوریتم ها به این نتیجه می رسند که یک ناحیه از صورت را پیدا کردند شروع به آزمایش های بیشتر برای تائید تشخیص چهره انجام می دهند. الگوریتم های دوربین مداربسته به مرور زمان دقت بیشتری پیدا کرده اند؛ برای اطمینان از دقت تشخیص چهره دوربین مداربسته الگوریتم ها را روی مجموعه داده های بزرگ آموزش می دهند که صد ها هزار تصویر را در خود جای داده است. برند دوربین داهوا و دیگر سیستم های امنیتی که سرمایه گذاری زیادی بر روی بخش تحقیق و توسعه دوربین مداربسته دارند از چندین روش برای تشخیص چهره افراد در تصویر استفاده می کنند. در ادامه این روش های تشخیص چهره دوربین مداربسته را مرور می کنیم.

روش های تشخیص چهره

دوربین های مداربسته از چندین روش مختلف برای تشخیص چهره استفاده می کند که هر کدام نقاط ضعف و قوت خود را دارند؛ برای مثال دوربین IP داهوا با به کار گیری چندین مورد از این متد ها ساخته شده است؛ هر کدام از این روش ها در حال توسعه هستند تا پاسخی بهتر و دقیق تر را ارائه دهند.

Viola-Jones algorithm ( الگوریتم ویولا جونز ) : روشی بر پایه آموزش مدل هاست که سعی بر آن دارد تا بفهمد چه چیزی یک چهره است و چه چیزی نیست. اگرچه این الگوریتم دقت بسیار بالایی داشته، اما در تشخیص چهره هایی که پوشیده شده اند مشکل دارد. 

Knowledge- or rule-based ( الگوریتم مبتنی بر دانش یا قانون) : این رویکرد چهره افراد را بر اساس قوانین توصیف کرده و تشخیص می دهد؛ در این الگوریتم تعریف و ایجاد قوانین مبتنی بر دانش یک چالش است.

Feature-based or feature-invariant ( الگوریتم مبتنی بر ویژگی یا ویژگی ثابت) : در این روش ها از ویژگی هایی چهره افراد مانند چشم یا بینی فرد برای تشخیص چهره استفاده می شود. تصاویر دوربین مداربسته با تحت تأثیر قرار گرفتن چهره توسط  نویز و نور همچنان قابل تشخیص هستند.

Template matching  ( تطبیق الگو ) : این روش مبتنی بر مقایسه تصاویر با الگوها یا ویژگی‌های صورت ذخیره‌ شده قبلی است که و با جستجوی و پیدا کردن نقاط اشتراک تشخیص چهره انجام می گیرد.

دوربین مداربسته تشخیص چهره چه کاربرد های دارد؟

دوربین مداربسته از فناوری تشخیص چهره استفاده می کند تا قدمی فراتر بگذارد و کاربردی بیش از امنیت را فراهم کند.  تشخیص چهره در دوربین مداربسته برای شناسایی افرادی است که وارد فضایی محدودی شده اند کاربردی است؛ برای مثال محدوده نزدیک به گاو صندوق یا اسناد مهم که فقط دسترسی افراد محدودی را می طلبد با استفاده از دوربین مداربسته تشخیص چهره گزارش می شوند.

دوربین مداربسته تشخیص چهره برای شمارش تعداد افرادی که وارد یک منطقه شده اند استفاده می شود تا مورد تجزیه تحلیل موارد مختلف قرار گیرد. یک کاربرد دیگر دوربین مداربسته تشخیص چهره، استنتاج زبان از نشانه های بصری است – نوعی لب خوانی که می تواند به رایانه ها کمک کند تا تشخیص دهند چه کسی صحبت می کند و چه می گوید. علاوه بر این، دوربین مداربسته تشخیص چهره می‌تواند برای تعیین اینکه کدام بخش‌های تصویر باید تار شود تا از حریم خصوصی اطمینان حاصل شود کمک کند.

شرکت ها و کمپانی های بزرگ از دوربین مداربسته تشخیص چهره به عنوان یک سیستم حضور و غیاب استفاده می کنند تا زمان ورود و خروج افراد را ثبت کنند.

با استفاده از دوربین مداربسته تشخیص چهره می توان به سادگی در میان دیتای ویدئوی جستجو کرد و فیلم افراد مورد نظر را بدون صرف زمان به دست آورد.

تاریخچه فناوری تشخیص چهره

اولین گام ها برای آزمایشات تشخیص چهره سال 1964 توسط ریاضیدان آمریکایی راه اندازی شد. این آزمایش تا حد زیادی ناموفق بود، زیرا کامپیوترها  با ژست، نور و حالات چهره مشکل داشتند.

رشد این فناوری درسال 2001 به طور قابل توجهی چند برابر شد و محققان در آزمایشگاه های تحقیقاتی به آموزش مدلی انسان پرداختند تا بفهمد چه چیزی یک چهره است و چه چیزی نیست. این مطالعات تا به امروز ادامه داشت تا اینکه در سال های اخیر شاهد رشد این فناوری به شکل امروزی آن بوده ایم؛ تشخیص چهره با استفاده از یادگیری عمیق توانسته از روش‌های بینایی رایانه‌ای سنتی بهتر عمل می‌کند.