Công nghệ nhận diện khuôn mặt là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế

by X Công Nghệ

Nhận diện khuôn mặt (Facial Recognition) là một loại phần mềm sinh trắc học lập bản đồ các đặc điểm khuôn mặt của một cá nhân theo phương pháp toán học và lưu trữ dữ liệu dưới dạng khuôn mặt. Phần mềm sử dụng các thuật toán học sâu để so sánh ảnh chụp trực tiếp hoặc ảnh kỹ thuật số với khuôn mặt được lưu trữ nhằm xác minh danh tính của một cá nhân.

1. Nguyên lý hoạt động của công nghệ nhận diện khuôn mặt

Phần mềm xác định 80 điểm nút trên khuôn mặt người. Trong ngữ cảnh này, điểm nút là điểm cuối được sử dụng để đo các biến số của khuôn mặt một người, chẳng hạn như chiều dài hoặc chiều rộng của mũi, độ sâu của hốc mắt và hình dạng của xương gò má. Hệ thống hoạt động bằng cách thu thập dữ liệu cho các điểm nút trên hình ảnh kỹ thuật số về khuôn mặt của một cá nhân và lưu trữ dữ liệu kết quả dưới dạng dấu vết. Sau đó, dấu vết được sử dụng làm cơ sở để so sánh với dữ liệu thu được từ các khuôn mặt trong một hình ảnh hoặc video.

Mặc dù hệ thống nhận diện khuôn mặt chỉ sử dụng 80 điểm nút, nhưng nó có thể xác định nhanh chóng và chính xác các cá nhân mục tiêu khi điều kiện thuận lợi. Tuy nhiên, nếu khuôn mặt của đối tượng bị che khuất một phần hoặc ở trong mặt nghiêng thay vì hướng về phía trước, thì loại phần mềm này kém tin cậy hơn. Theo Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST), tỷ lệ chính xác trong các hệ thống nhận diện khuôn mặt đã tăng gấp đôi sau mỗi hai năm kể từ năm 1993.

2. Ví dụ về nhận diện khuôn mặt

Máy ảnh chất lượng cao trong các thiết bị di động đã làm cho nhận diện khuôn mặt trở thành một lựa chọn khả thi để xác thực cũng như nhận diện. Ví dụ: iPhone X và Xs của Apple bao gồm công nghệ Face ID cho phép người dùng mở khóa điện thoại của họ bằng khuôn mặt được ánh xạ bởi máy ảnh của điện thoại. Phần mềm của iPhone, được thiết kế với mô hình 3D để chống lại việc bị giả mạo bởi ảnh hoặc mặt nạ, chụp và so sánh hơn 30.000 biến. Face ID có thể được sử dụng để xác thực giao dịch mua bằng Apple Pay và trong iTunes Store, App Store và iBooks Store. Apple mã hóa và lưu trữ dữ liệu khuôn mặt trên đám mây, nhưng quá trình xác thực diễn ra trực tiếp trên thiết bị.

Quảng cáo thông minh ở các sân bay hiện có thể xác định giới tính, dân tộc và độ tuổi gần đúng của người qua đường và nhắm mục tiêu quảng cáo đến nhân khẩu học của người đó.

Facebook sử dụng phần mềm nhận diện khuôn mặt để gắn thẻ các cá nhân trong ảnh. Mỗi khi một cá nhân được gắn thẻ trong một bức ảnh, phần mềm sẽ lưu trữ thông tin ánh xạ về đặc điểm khuôn mặt của người đó. Sau khi đã thu thập đủ dữ liệu, phần mềm có thể sử dụng thông tin đó để xác định khuôn mặt của một cá nhân cụ thể khi khuôn mặt đó xuất hiện trong một bức ảnh mới. Để bảo vệ quyền riêng tư của mọi người, một tính năng có tên là Photo Review sẽ thông báo cho thành viên Facebook đã được xác định danh tính.

Các ví dụ khác về nhận diện khuôn mặt bao gồm những công ty như Amazon, MasterCard và Alibaba đã triển khai các phương thức thanh toán nhận diện khuôn mặt thường được gọi là “selfie pay”. Ứng dụng Google Arts & Culture sử dụng công nghệ nhận diện khuôn mặt để đối sánh khuôn mặt của một người thật với khuôn mặt của một bức chân dung trong viện bảo tàng nhằm tìm ra sự giống nhau.

Các nhà phát triển có thể sử dụng Amazon Rekognition, một dịch vụ phân tích hình ảnh nằm trong Amazon AI, để thêm các tính năng phân tích và nhận diện khuôn mặt vào ứng dụng. Google cung cấp một dịch vụ tương tự với API Google Cloud Vision của mình. Công nghệ sử dụng học máy để phát hiện, đối sánh và nhận diện khuôn mặt, đang được sử dụng theo nhiều cách khác nhau, bao gồm cả giải trí và tiếp thị. Ví dụ, hệ thống chơi game chuyển động Kinect sử dụng nhận diện khuôn mặt để phân biệt giữa những người chơi.

3. Ứng dụng của công nghệ nhận diện khuôn mặt

Nhận diện khuôn mặt có thể được sử dụng cho vô số ứng dụng, từ bảo mật đến quảng cáo. Một số trường hợp sử dụng ví dụ bao gồm:

  • Các nhà sản xuất điện thoại di động, chẳng hạn như Apple, để bảo mật cho người tiêu dùng.
  • Chính phủ S. tại các sân bay, thông qua Bộ An ninh Nội địa, để xác định những cá nhân có thể ở quá hạn thị thực của họ.
  • Thực thi pháp luật thông qua việc thu thập ảnh chụp để so sánh với cơ sở dữ liệu từ các nguồn địa phương, tiểu bang và liên bang.
  • Phương tiện truyền thông xã hội, chẳng hạn như Facebook, để gắn thẻ các cá nhân trong ảnh.
  • Bảo mật doanh nghiệp, vì các doanh nghiệp có thể sử dụng nhận diện khuôn mặt để vào tòa nhà của họ.
  • Tiếp thị, nơi các nhà tiếp thị có thể sử dụng nhận diện khuôn mặt để xác định độ tuổi, giới tính và dân tộc nhằm nhắm mục tiêu đến các đối tượng cụ thể.

4. Lợi ích của công nghệ nhận diện khuôn mặt

Với việc sử dụng nhận diện khuôn mặt đi kèm với nó là một loạt các lợi ích tiềm năng, bao gồm:

  • Không cần tiếp xúc vật lý với thiết bị để xác thực – so với các kỹ thuật xác thực sinh trắc học dựa trên tiếp xúc khác như máy quét vân tay, kỹ thuật này có thể không hoạt động bình thường nếu có bụi bẩn trên tay của một người.
  • Cải thiện mức độ bảo mật.
  • Yêu cầu xử lý ít hơn so với các kỹ thuật xác thực sinh trắc học khác.
  • Dễ dàng tích hợp với các tính năng bảo mật hiện có.
  • Độ chính xác của các bài đọc đã được cải thiện theo thời gian.
  • Có thể được sử dụng để giúp tự động xác thực.

5. Bảo mật và quyền riêng tư

Hiện tại, không có luật nào ở Hoa Kỳ bảo vệ cụ thể dữ liệu sinh trắc học của một cá nhân. Hệ thống nhận diện khuôn mặt hiện đang được nghiên cứu hoặc được triển khai cho an ninh sân bay và ước tính rằng hơn một nửa dân số Hoa Kỳ đã được chụp lại dấu vết của họ.

Dữ liệu từ hệ thống nhận diện khuôn mặt có thể được thu thập và lưu trữ mà một cá nhân thậm chí có thể không biết. Khi đó, tin tặc có thể lấy cắp thông tin cá nhân và phát tán mà nạn nhân không hề hay biết. Dữ liệu này cũng có thể được sử dụng bởi các cơ quan Chính phủ hoặc các nhà quảng cáo để theo dõi các cá nhân. Thậm chí tệ hơn, một sự nhận diện sai có thể khiến một người nào đó bị kết tội oan khi họ hoàn toàn không thực hiện hành vi vi phạm nào đó.

Theo Bộ An ninh Nội địa, cách duy nhất để tránh bị thu thập thông tin sinh trắc học khi đi du lịch quốc tế là hạn chế đi du lịch. Quy định chung về bảo vệ dữ liệu (GDPR) dành cho các Quốc gia thành viên Châu Âu đề cập đến dữ liệu sinh trắc học.

Xem Thêm