تأمین امنیت یکی از نیازهای بسیار مهم و ضروری برای انسان به شمار میآید. انسان برای حراست از اموال و داراییها خود و برقراری امنیت آنها نیازمند یک سری اقدامات میباشد. حال این اموال و داراییها یک گوشی هوشمند باشد یا یک سازمان و شرکت بزرگ. شاید درگذشته تأمین امنیت اموال و داراییهای انسان بسیار پیچیده و سخت به نظر میآمد اما این روزها به لطف پیشرفت فناوری شاهد روشهای هوشمند و بسیار پیشرفته برای حفاظت و حراست هستیم. یکی از جدیدترین این فناوریها استفاده از فناوریهای بیومتریک برای تأمین امنیت است. فناوری بیومتریک فناوری است که از ویژگیهای بدن انسان مانند اثرانگشت و یا تشخیص حالت چهره برای تأمین امنیت استفاده میکند و با توجه به الگوهای منحصربهفردی که در هریک از افراد وجود دارد فرآیند شناسایی را انجام میدهد.
با گسترش و توسعه کاربرد اینترنت و ابزارهای هوشمند در سالهای اخیر در جهان، لزوم حفاظت و حراست از اطلاعات و دادههای کاربران بیشازپیش اهمیت یافت. ازآنجاییکه تقریباً تمامی حوزههای کسبوکار در دنیا بهنوعی با اینترنت و فضای آن در ارتباط هستند، بیش از گذشته در معرض خطر دسترسی افراد غیرمجاز به اطلاعات مختلف قرار دارند. متخصصین با استفاده از فناوری در تلاش هستند تا لایههای امنیتی را روزبهروز قدرتمندتر و پیشرفتهتر از قبل طراحی کنند. یکی از جدیدترین این فناوریها، فناوری تشخیص حالت چهره میباشد که این روزها در شاهد آن هستیم که به سرعت رو به توسعه و گسترش در تمام حوزهها میباشد. شاید ملموسترین مثال برای این فناوری، استفاده از فناوری تشخیص چهره درگوشی هوشمند باشد که در اکثر نسلهای جدید شاهد استفاده از آن هستیم.
از فناوری تشخیص حالت چهره میتوان برای اهداف مختلفی استفاده کرد. بهعنوان مثال از تشخیص چهره آنلاین میتوان در حوزههایی که نیازمند بهراستی آزمایی هویت افراد هستند، بهعنوان مثال پایانههای فرودگاهی، استفاده کرد. یا همچنین برای شناسایی هویت کارکنان در سازمانها، شرکتها و بهطورکلی در محیطهای کاری یکی از گزینههای مناسب استفاده از فناوری تشخیص چهره آنلاین میباشد که بهمحض شناسایی چهره فرد، ورود و خروج و حضور فرد را ثبت کرده و یا در مراکزی که دسترسی امنیتی به بخشهای مختلف وجود دارد مجوز ورود و خروج فرد از بخشهای مربوطه را تأیید یا رد میکند. درواقع در این فناوری، چهره افراد بر اساس مدلها و ویژگیهایی که در پایگاه داده ثبتشده است مقایسه شده و در صورت مطابقت پاسخ مناسب که میتواند ثبت حضور یا مجوز انجام کاری باشد، صادر میشود.
برای استفاده از فناوری تشخیص حالت چهره در یک سیستم، اولازهمه باید به سیستم آموخته شود که چهره چیست و برای آن تعریف شود تا قادر باشد که چهره را از سایر اجزای پیرامون تشخیص دهد. در مرحله دوم باید به سیستم آموزش داده شود که چگونه بتواند چهره یک فرد را از فرد دیگر تشخیص دهد. برای این کار یک سری پارامترها بر روی صورت افراد بهعنوان الگو در نظر گرفته میشوند که سیستم با سنجش آنها میتواند چهره یک فرد را از فرد دیگر متمایز کند. درواقع سیستم یا نقشهبرداری از صورت و سنجش یک سری از فواصل کار تشخیص چهره افراد از یکدیگر را انجام میدهد. این الگوریتمی تقریباً ثابت است که در تشخیص چهره اندروید درگوشیهای هوشمند یا دستگاههای ثبت حضوروغیاب کارکنان یکسان میباشد. فواصل اجزای صورت که موردسنجش قرار میگیرند عبارتند از:
1- فاصله میان چشم تا ابرو
2- فاصله بین دو چشم
3- فاصله بین بینی و دهان
در تشخیص چهره آنلاین که بیشتر در دوربینهای مداربسته حفاظتی و یا در پایانههای فرودگاهی مورداستفاده قرار میگیرد، سیستم این قابلیت و توانایی را دارد که فیلمها را به بخشهای کوتاه تقسیم کرده و در زمان واقعی پردازش کند. بهعنوان مثال در ورودی یک استادیوم ورزشی، سیستم چهره هر فردی که از جلوی دوربین عبور میکند را در یک فریم از فیلم شناسایی میکند. پس از شناسایی برای هرکدام از چهرهها یک وکتور طراحی و ایجاد میکند. سپس با بررسی چهره افرادی که از قبل در پایگاه داده سیستم وجود دارد آنها را با وکتور ایجادشده مطابقت میدهد و در صورت شباهت هریک از چهرههای موجود با وکتور آنها بر اساس میزان شباهت از بیشترین به کمترین رتبهبندی میکند.
فناوری تشخیص حالت چهره قادر است با استفاده از اندازهگیری و سنجش دهها خصوصیت موجود در چهره افراد، فرآیند شناسایی را انجام دهد اما بهطورکلی چه در تشخیص چهره درگوشی هوشمند یا سایر دستگاههای تشخیص چهره اصول کار به این شکل میباشد:
1- سیستم تشخیص چهره در ابتدا با ترسیم یک اثر صورت (Faceprint) بر اساس هندسه صورت هر فرد که مانند اثرانگشت برای هر فردی منحصر به فرد است، کار خود را آغاز میکند.
2- حال با استفاده از Faceprint ایجادشده در بانک اطلاعاتی، چهره افراد مورد مقایسه قرار میگیرد و در صورت شباهت، هویت فرد تأیید میشود.
نکته مهم و قابلذکر در اینجا این است که برای تشخیص چهره آنلاین، چهره افراد بهوسیله تصاویر آنها به سیستم تشخیص چهره داده میشود و هر زمان که چهره فردی در جلوی دوربین قرار میگیرد، Faceprint منحصر به فرد برای او ایجادشده و با تصاویر موجود در بانک اطلاعاتی مقایسه میشود و گزینههایی که بیشترین شباهت رادارند رتبهبندی و اعلام میشوند؛ اما در تشخیص چهره اندروید در ابتدای فعال کردن قابلیت تشخیص چهره، یک Faceprint از چهره فرد تهیهشده و درگوشی ذخیره میشود و ازاینپس هر بار که فرد قصد باز کردن قفل گوشی خود با فناوری تشخیص چهره را داشته باشد چهره او با الگوی ذخیرهشده مقایسه شده و در صورت مطابقت اجازه دسترسی به گوشی و اطلاعات آن صادر میشود.
یکی از حوزههای اصلی استفاده از فناوری تشخیص حالت چهره، گوشیهای هوشمند میباشند. ازآنجاکه این روزها گوشیهای هوشمند به عضوی جداناپذیر از زندگی انسانها تبدیلشدهاند و به نوعی یک گاوصندوق کوچک و همراه برای هر فردی هستند و حاوی اطلاعات مهمی، از تصاویر و فیلمهای خصوصی گرفته تا اطلاعات بانکی و مالی افراد، میباشند؛ حفاظت از دادههای موجود در آنها به یک امر مهم و حیاتی تبدیل شده است به همین دلیل سازندگان گوشیهای هوشمند تصیمیم گرفتند که از دادههای بیومتریک برای حفاظت از اطلاعات کاربران گوشیها بهره ببرند. یکی از این دادههای بیومتریک تشخیص چهره کاربران است.
مهمترین کاربرد فناوری تشخیص چهره اندروید و iOS برای استفاده در قفل گوشی هوشمند میباشد تا هر فردی اجازه و مجوز دسترسی به محتوا و اطلاعات گوشی افراد را نداشته باشد. البته این روزها بسیاری از برنامههای کاربردی که حاوی اطلاعاتی از افراد هستند مانند پیامرسانها، شبکههای اجتماعی و برنامههای بانکداری الکترونیکی نیز با بروزرسانی برنامههای خود امکانی را فراهم کردهاند که کاربران بتوانند از دادههای بیومتریک مانند اثرانگشت و تشخیص چهره برای استفاده و تأمین امنیت این برنامهها استفاده کنند تا بدین ترتیب در صورت بروز اتفاق، هر فردی مجاز به دسترسی به این برنامهها و سوء استفاده از اطلاعات آن نباشد.
فناوری تشخیص چهره درگوشی هوشمند به صورت اختیاری وجود دارد و کاربر میتواند در صورت لزوم استفاده از آن را فعال کند. این فناوری درگوشیهای هوشمند بهوسیله دوربین جلویی دستگاه (دوربین سلفی) انجام میشود و شیوه کار آن به این صورت است که تشخیص چهره اندروید و iOS در زمان فعالسازی این قابلیت، بهوسیله دوربین جلویی، الگویی از چهره کاربر تهیه کرده و در پایگاه داده خود ذخیره میکند. ازاینپس هر بار که کاربر قصد دسترسی به گوشی خود را داشته باشد با قرار گرفتن صورت وی در جلوی دوربین و مطابقت چهره با الگوی ثبتشده، اجازه دسترسی یا عدم دسترسی به فرد را خواهد داد. فناوری تشخیص چهره درگوشی در بسیاری از موارد به این شکل طراحی شده است که در صورت چندین بار تلاش ناموفق تا زمانی که چهره به درستی شناخته نشود دسترسی به گوشی را مسدود میکند.
که به آن OpenCV نیز گفته میشود که معروفترین کتابخانه در حوزه بینایی ماشین است و بر اساس زبان برنامهنویسی C و C++ نوشته شده است که با گذشت زمان استفاده از آن در زبان برنامهنویسی پایتون نیز مقدور شده است. در فناوری تشخیص چهره با پایتون برای تشخیص چهره افراد مختلف در تصاویر گوناگون از الگوریتمی به نام یادگیری ماشین استفاده میشود. در این روش به این دلیل که ساختار چهره انسان بسیار پیچیده است الگوریتمهای بکار رفته در آن این توانایی رادارند که عملیات پیچیده تشخیص چهره افراد را به هزاران عمل کوچکتر و باینری تبدیل کنند که در نتیجه حل هریک از این اعمال کوچکتر سادهتر میشود.
در فناوری تشخیص چهره در پایتون فرآیند شناسایی و تشخیص چهره از قسمت بالا و سمت چپ تصویر آغاز میشود و به سمت پایین حرکت میکند و تصویر را در قالب خانههای بسیار کوچک از دادهها مورد بررسی و آنالیز قرار میدهد. در این روش در بررسی هر خانه این سوال مطرح میشود که آیا این بخش تصویر یک چهره است و اگر خانهای شبیه به چهره باشد آن را ثبت میکند. برای درک بهتر موضوع بهتر است که یک پازل را تصور کنید که یک تصویر کامل است که به قطعات کوچکتر تقسیم شده است. حال اگر فردی بخواهد که که چهره را در تصویر اصلی پیدا کند باید هریک از قطعههای کوچک پازل را بررسی کند و در صورتی که چهره در آن وجود داشت آن را ثبت کند؛ اما مشکل فناوری تشخیص چهره با پایتون این است که به دلیل تعداد زیاد طبقهبندیها، انجام عمل تطابق هر قطعه با یکی از طبقهبندیها سبب افزایش حجم محاسبات میشود.
فناوری تشخیص چهره مانند هر فناوری دیگری دارای مزایا و معایبی میباشد که در اینجا به چند مورد از مزایای آن اشاره خواهیم کرد:
1- افزایش امنیت
2- فرآیند پردازش سریع
3- قابلیت ادغام با سایر نرمافزارها و برنامههای امنیتی
4- اتوماسیون کردن فرآیند شناسایی
فناوری تشخیص چهره یک فناوری تقریباً جدید اما پیشرفته است که دامنه کاربرد وسیعی دارد و از تشخیص چهره آنلاین در دوربینهای امنیتی گرفته تا تشخیص چهره درگوشی همگی جزوی از دامنه کاربرد این فناوری پیشرفته هستند که توسط بشر در حال استفاده میباشد. این فناوری، با توجه به گسترش استفاده از اینترنت در بین مردم جهان و نفوذ بیشازپیش فناوریهای هوشمند در زندگی انسان کمک شایانی در راستای تأمین امنیت اطلاعات و دادههای افراد، سازمانها و نهادهای مختلف خواهد کرد و در حوزه کنترل و ثبت تردد و حضور کارکنان در مراکز شغلی و همچنین امنیت اماکن عمومی، خصوصی و نظامی از طریق شناسایی چهره افراد بسیار کارآمد خواهد بود و در آینده به یکی از فناوریهای برتر تبدیل خواهد شد.
