Автор: Александр ГОРШКОВ, CBO компании Iris Devices, резидента инновационного центра «Сколково»
Почему важно распознавать близнецов
Михаил Бернер, глава Visa в России, спрогнозировал исчезновение пластиковых карт через 10 лет1. Это означает, что к этому времени для подтверждения безналичных платежей необходимо обеспечить точную и надёжную идентификацию людей без применения дополнительных предметов и устройств. Такую идентификацию можно осуществить при помощи биометрии. В последнее время наиболее популярной становится биометрическая идентификация личности по лицу. Однако у этого метода есть большая проблема с распознаванием близнецов. История возникновения проблемы идентификации близнецов В марте 2021 года на Telegram-канале Mash было опубликовано видео, на котором два парня из Екатеринбурга разблокируют iPad при помощи Face ID2.. В сети интернет можно найти много аналогичных публикаций, когда Face ID некорректно распознает людей, или его обманывают при помощи 3D масок3.. Не смотря на высокую надёжность работы Face ID, даже в компании Apple признают возможность ошибочной идентификации близнецов и близких родственников, или просто очень похожих друг на друга людей, а также вероятность ошибочного распознавания детей до 13 лет4.. Apple публично признала этот недостаток, добавив слайд Evil-Twin в одну из своих презентаций.
Как работает Face ID Технология Face ID лучше всего работает, когда устройство находится от лица на расстоянии вытянутой руки или меньше (25–50 см). Аппаратная часть Face ID состоит из трёх элементов: – Проектор инфракрасных точек, который проецирует на лицо сетку из нескольких тысяч точек. – Инфракрасный излучатель. Именно он формирует инфракрасную подсветку, что позволяет выполнить точное сканирование лица даже в полной темноте. – Камера, которая делает снимок в инфракрасном диапазоне. С её помощью считываются все спроецированные точки и создаётся 3D-карта лица. Полученное 3D-изображение используется для построения биометрического шаблона, который система сравнивает с сохранённым в ней образом. Если совпадение достаточное, устройство разблокируется. Для Face ID не имеет значения, насколько у вас испачканное или мокрое лицо, использовали вы или отказались от нанесения на лицо макияжа или грима. Но возможность построения 3D карты лица с использованием структурированной инфракрасной подсветки имеется далеко не во всех смартфонах. На март 2021 года аналоги Face ID были реализованы только в нескольких устройствах: OPPO Find X, Xiaomi Mi 8 Pro, Google Pixel 4, а также в серии Huawei Mate 30, Mate 40 и P40. Тем более, возможность построения карты глубин лица отсутствует в камерах видеонаблюдения. Кроме ошибок идентификации близких родственников и просто очень похожих людей, Face ID можно разблокировать при помощи 3D маски. А год назад у этого решения появилась новая проблема: Face ID не работает, когда человек надевает медицинскую маску. По счастью, многие алгоритмы идентификации по лицу быстро обучили различать людей в масках, правда, в таких решениях точность идентификации несколько падает.
Насколько часто можно встретить близнецов Рождаемость близнецов в мире бьет все исторические рекорды. Об этом свидетельствуют многолетние наблюдения. Подтверждают это и результаты исследования, опубликованные в Human Reproduction – одном из ведущих мировых журналов по репродуктивной медицине. По словам исследователей, сегодня каждый 42-й новорожденный – это близнец5.. Аналогичные результаты исследований представлены в журнале «National geographic Россия»: «С 1980-х годов количество двойняшек увеличилось на треть – с 9 до 12 на 1000 родов, а это означает, что ежегодно во всем мире рождается около 1,6 миллиона двойняшек, и близнецом является каждый 42 рожденный ребенок» 6.. Ежегодно в нашей стране рождается больше 15 000 близнецов. Сейчас в РФ зарегистрировано более 1,5 миллиона двойняшек и тройняшек, что составляет примерно 1% от всего населения страны Если системы биометрической идентификации не смогут различать близнецов, то вероятность ошибки только из-за этого объективного фактора приближается к 1%. Все теоретические точности идентификации так и останутся результатами лабораторных сравнений.
В текущих тестах (а особенно в случае автоматически сгенерированных тестовых данных) практически отсутствуют фотографии близнецов, или таких данных несравнимо мало. Рост рождаемости близнецов не является особенностью какого-то одного региона. Увеличение числа близнецов стабильно наблюдается во всех регионах нашей страны. Жиль Пизон, профессор Национального музея естествознания считает, что существуют две объективные причины роста числа близнецов: – во-первых, это развитие искусственного оплодотворения, при котором близнецы рождаются чаще, это происходит в основном в развитых странах; – во-вторых, откладывание материнства. Во многих странах мира женщины все позже и позже рожают детей. Риск беременности двойней увеличивается с возрастом женщины.
Поскольку средний возраст женщин-рожениц продолжает увеличиваться (особенно в развитых странах), вероятность появления на свет все большего количества близнецов также повышается. В 1990 году в США 39 женщин в возрасте 45-49 лет стали мамами близнецов. В 1997 году их было уже 444. С 1980 по 1996 годы ни одна женщина 50-54 лет не родила близнецов. В 1997 году 50 женщин такого возраста родили двойню, а 13 – тройню. Исследователи собрали информацию по случаям рождения близнецов в 2010-2015 годах в 165 странах, в которых проживает 99% населения планеты. Для сравнения они взяли статистику за 1980-1985-е годы. Полученные данные выявляют одну из причин, почему биометрическая идентификация по лицу лучше работает в Китае и плохо распознаёт жителей африканского континента.
Что предлагают разработчики Apple получила патенты США на усовершенствованную функцию идентификации по лицу. Об одном патенте под названием «Evil Twin Proof», сообщается на сайте Patently Apple7.. Его использование обеспечит переход Face ID на новый уровень за счёт добавления к биометрическому сравнению рисунка вен лица. Лицо включает множество кровеносных сосудов. Вены в подэпидермальных слоях уникальны для каждого человека и различаются у разных людей, даже у братьев, сестёр или близнецов. Наверняка будут разработаны и другие решения для обеспечения точной и надёжной идентификации. Например, Apple оформила ещё один патент многоспектральной идентификации по лицу «Hybrid mode illumination for facial recognition authentication»8., а 9to5Mac со ссылкой на аналитика Мин-Чи Куо, известного своими точными прогнозами о будущих продуктах Apple, сообщает о возможном включении биометрической идентификации в разрабатываемые Apple гарнитуры виртуальной и дополненной реальности. Куо предполагает, что в будущих продуктах компании, возможно, будет распознавание радужной оболочки глаза. Это позволит автоматически идентифицировать пользователей в VR / AR гарнитурах, благодаря чему использование Apple Pay станет более удобным и быстрым9. Эта информация также подтверждается в статье Biometrics Research Group10. Идентификация по радужной оболочке глаз станет ещё одним способом биометрической идентификации от компании Apple, в дополнение к уже реализованным Touch ID и Face ID.
Многолетняя практика эксплуатации систем биометрической идентификации в Индии подтвердила необходимость использования нескольких факторов. Изначально регистрация граждан в AADHAR осуществлялась по радужной оболочке глаз и отпечаткам пальца. Эти два способа идентификации достаточно надёжны, но требуют наличия дополнительного оборудования. Одновременное применение этих двух модальностей приводит к увеличению стоимости используемого оборудования, а для точной идентификации при таких больших объёмах пользователей, как в Индии (более одного миллиарда), только одного фактора часто бывает мало. В качестве дальнейшего развития AADHAR в Индии принято решение добавить в государственную биометрическую систему идентификацию по лицу. Это позволит без существенного увеличения стоимости оборудования подтверждать личность по двум модальностям.
Теперь AADHAR «будет включать биометрическую технологию для дублирования проверки и аутентификации на основе биометрических данных отпечатков пальцев, лица и радужной оболочки глаза и использоваться для выдачи и проверки уникальных идентификационных номеров, выдаваемых всем гражданам Индии» 11. Для обеспечения надёжной биометрической идентификации близнецов по лицу требуется использовать второй фактор, в качестве которого всё больше компаний обращают внимание на биометрию по радужной оболочке глаз как наиболее удобный, надёжный и бесконтактный способ идентификации. 1 https://iz.ru/1142300/2021-03-25/glava-visa-v-rossii-sprognoziroval-ischeznovenie-plastikovykh-kart-cherez-10-let 2 https://t.me/breakingmash/24094 3 https://www.youtube.com/results?search_query=face+id+twins 4 https://support.apple.com/ru-ru/HT208108 5 https://youtu.be/gD-VIfawtWY 6 https://nat-geo.ru/science/human/sejchas-v-mire-rozhdaetsya-rekordnoekolichestvo-bliznecov-pochemu/ 7https://www.patentlyapple.com/patently-apple/2020/07/apple-wins-an-advancedface-id-related-patent-that-is-evil-twin-proof-using-subepidermal-imaging-and-more.html 8http://patft.uspto.gov/netacgi/nphParser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=10,990,805.PN.&OS=PN/10,990,805&RS=PN/10,990,805 9https://9to5mac.com/2021/03/19/kuo-2022-apple-headset-will-track-eye-movementblinking-and-possibly-authenticate-users-with-iris-recognition/ 10 https://www.biometricupdate.com/202104/apple-integrates-touch-id-biometricswith-imac-keyboard 11 https://www.biometricupdate.com/202103/neurotechnology-to-provide-biometric-deduplication-software-for-indias-aadhaar-program
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru