Киселевич И. В. Влияние профессионального макияжа и одежды на распознавание лиц средствами фото- и видеофиксации

И. В. Киселевич,

доцент кафедры уголовного права, уголовного процесса и криминалистики Московского университета транспорта (МИИТ)

кандидат юридических наук

(г. Москва)

В статье раскрываются современное состояние и возможности распознавания лиц средствами фото- и видеофиксации при наложении на лицо человека профессионального макияжа и при изменении размера одежды.

Ключевые слова: судебная портретная экспертиза; макияж; распознавание лиц; биометрия; нейронная сеть.

К 44

ББК 67.53

УДК 343.983

ГРНТИ 10.85.31

Код ВАК 12.00.12

Influence of professional make-up and clothes on face recognition by means of photo and video fixation

I. V. Kiselevich,

Associate Professor criminal law, criminal proceeding and forensics Moscow University of Transport (MIIT)

Candidate of Law

(city Moscow)

The article reveals the current state and capabilities of facial recognition by modern means of photo and video fixation when applying professional makeup to a person's face and changing the size of clothes.

Keyword: a judicial examination of the portrait; makeup; face recognition; biometrics; neural network.

_____________________________________

Макияж – это простой и лёгкий инструмент, который может изменить внешний вид лица человека и, следовательно, привести к некорректной работе систему распознавания лиц. Преображение человека при помощи макияжа, в особенности имитирующего старение, трудно обнаружить из-за близкого сходства имитации с подлинными проявлениями старости. Макияж также может ухудшить производительность систем распознавания образов и привести к нарушению функционирования различных алгоритмов, которые используют внешний вид человеческого лица в качестве входных данных.

С развитием интеллектуальных систем распознавания лиц у преступников появляются методы противодействия этим системам в виде обфускации (запутывания) этих систем различными ухищрениями либо с помощью имперсонации, то есть обезличивания субъекта наблюдения.

Обфускации могут создаваться путём изменения внешнего вида с использованием различных средств маскировки лица, макияжа, протезирования, аксессуаров и т. д. Это увеличивает внутриклассовую изменчивость системы распознавания лиц и, таким образом, представляет собой сложную проблему для биометрического анализа общества.

В последние годы исследования по обнаружению обфускации в основном были сосредоточены на распознавании маскировки с использованием таких аксессуаров как защитные очки, шляпы, бейсболки. Кроме этого, были собраны данные об обфускации с помощью вариаций причёски, бороды и усов.

В результате многочисленных исследований было установлено, что наиболее сложны для распознавания те обфускации, которые сохраняют естественный внешний вид человеческого лица, но способствуют сокрытию подлинной личности злоумышленника.

Макияж также может быть удобно использован для создания иного внешнего вида или даже лица другого человека. Учитывая его способность и степень изменения внешнего вида, макияж можно рассматривать как инструмент преступника для обмана систем распознавания образов.

В настоящее время были проведены исследования направленные на изучение эффективности различных алгоритмов распознавания путём сравнения изображений одного и того же субъекта с использованием и без использования косметики. Их результаты показывают, что коэффициенты ошибок систем распознавания лиц могут снижаться до 23 %, если рассматривать изображения с макияжем наряду с изображениями без макияжа.

Ещё один способ запутать системы распознавания образов с помощью макияжа – это замаскировать лицо, представив образ пожилого человека. Это древний способ маскировки, особенно развит в кино и в театре: перевоплощения оказываются реалистичными, детализированными, индивидуалистичными настолько, что зрители зачастую не узнают настоящего актёра. Такие средства называют «возрастными» косметическими средствами, демонстрирующими свой потенциал при маскировке личности человека.

Успех возрастной косметики является тревожным сигналом для безопасности систем распознавания лиц и, как следствие, должны быть незамедлительно разработаны контрмеры по этим направлениям.

Соответствующие учебные пособия по модификации внешнего вида личности путём изменения возраста с помощью косметики легкодоступны в сети Интернет. Этот способ универсален и применим как к мужчинам, так и к женщинам. С технической точки зрения возрастные макияжи трудно определить, так как эффект старости создаётся путём добавления бликов, теней, морщин или выделения существующих морщин объекта. Кроме того, макияж используется для изменения видимой формы лица, особенно вокруг глаз и подбородка, чтобы показать эффект обвисшей кожи, который может произойти во время естественного процесса старения.

Ряд шведских учёных предложил метод обнаружения и выявления возрастных макияжей. Учёными был разработан автономный детектор макияжа, который может служить предварительным фильтром для системы распознавания лиц. Данный фильтр работает в свёрточной нейронной сети и позволяет по нескольким слоям из входных изображений изучать сложные особенности лиц. Начальные свёрточные слои нейронной сети изучают местные особенности, тогда как полностью связанные слои к концу анализа изучают пространственное (или геометрическое) расположение этих элементов. Следовательно, сеть может использоваться для получения как локальных, так и глобальных дескрипторов изображения лица.

По мнению учёных, одной из основных проблем при разработке метода распознавания, является ограниченный объём обучающих данных, отобранных для конкретного приложения. Чтобы обойти эту проблему, было разработано несколько механизмов процесса обучения, при которых предварительно обученная модель (в основном, на больших массивах данных) адаптирована, в свою очередь, для осуществления аналогичной задачи, то есть обучения локальных систем распознавания лиц.

В настоящее время процесс обучения зависит от количества фото- и видеоизображений с изменёнными лицами при помощи косметики, а так же при помощи аксессуаров и одежды.

Однако, как показала практика, нанесение на одежду определённых знаков, человеческих лиц и т. п., позволяет обойти эту систему, так как она начинает считывать их, а не лицо определённого человека.

Исследования в этой области ведутся и в нашей стране. Множество компаний работают над проблемой защиты от противодействия системам распознавания лиц. Но, с другой стороны, люди считают, что система распознавания лиц вторгается в их частную жизнь, тем самым подталкивая их к разработке антисистем.

Будет ли решена проблема надёжного и безошибочного распознавания лиц, сказать трудно, но одно ясно, что развитие данных систем будет продолжено, и искусственный интеллект будет способствовать решению тех проблем, которые обозначены в данной статье.