מערכת זיהוי תווי פנים

מערכת זיהוי תווי פנים היא אפליקציית מחשב אשר מסוגלת לזהות או לאמת את זהותו של אדם באופן אוטומטי, על בסיס תצלום דיגיטלי או מקור וידאו. אחת הדרכים לעשות זאת היא באמצעות השוואת תכונות תווי הפנים בתמונה לתמונות המצויות במאגר נתונים.

שימוש
מערכות זיהוי הפנים משמשות כיום בעיקר במערכות אבטחה, ופעמים רבות הן משולבות עם מערכות זיהוי ביומטריות נוספות כגון זיהוי טביעות אצבע וזיהוי קשתית העין.

גם מערכות אזרחיות עושות שימוש במערכות זיהוי פנים: רשת מזון מהיר משתמשת במערכות לזיהוי בהזמנת מוצרים, במחנה נוער באריזונה המערכת שולחת באופן אוטומטי להוריהם של הנערים תמונות של ילדם מבלה, ובבית חולים בקולורדו מערכת הזיהוי מוודאת את זהות החולה שמקבל את הטיפול.

טכניקות

זיהוי תווי פנים דו-ממדי 
חלק מהאלגוריתמים מזהים תווי פנים על ידי אלימינציה של תכונות שונות שאינן רלוונטיות לצורך הזיהוי. לדוגמה, ייתכן ואלגוריתם ינתח את המיקום היחסי, הגודל והצורה של העיניים, האף, עצמות הלחיים והלסת של אדם. תכונות אלה משמשות לאחר מכן לצורך איתור של תמונות אחרות בהן קיימות תכונות תואמות. אלגוריתמים אחרים מנרמלים את כל מאגר הנתונים המכיל את תמונות הפנים, לאחר מכן דוחסים את הנתונים הקיימים ורק הנתונים הנחוצים לצורך זיהוי תווי הפנים נשמרים. רק לאחר מכן נערכת ההשוואה בין התמונה שנלקחה ובין מאגר הנתונים של תווי הפנים.

זיהוי תווי פנים תלת-ממדי 
זיהוי תווי פנים תלת-ממדית היא טכניקה חדישה נוספת אשר הוכח בעבר כי היא מצליחה להשיג רמת דיוק גבוהה יותר. טכניקה זו משתמשת בחיישנים תלת־ממדיים על מנת לאסוף נתונים על צורת הפנים של האדם. מידע זה משמש לאחר מכן לצורך זיהוי תכונות ייחודיות על שטח הפנים כמו גודל העיניים, האף והסנטר.

אחד היתרונות של זיהוי תווי הפנים התלת-ממדי הוא שטכניקה זו אינה מושפעת משינויים בתאורה, להבדיל מן הטכניקות האחרות. היא יכולה לזהות גם פנים ממגוון של זוויות כולל מן הצד (פרופיל).

ניתוח מרקם העור 
טכניקה חדישה נוספת משתמשת בפרטים ויזואליים על העור, אשר נאספו אל מאגר הנתונים מתוך צילומים דיגיטליים או תמונות סרוקות. טכניקה זו הופכת את הקווים הייחודים, הדפוסים וכן כתמים המופיעים על העור למידע נוסף אשר עוזר לזהות את האדם.

ניסויים שונים הוכיחו כי טכניקות ניתוח מרקם העור מסוגלות להגדיל את האפקטיביות של מערכות זיהוי תווי הפנים ב-20 עד 25 אחוזים.

ביקורת

חולשות 
מערכות זיהוי הפנים אינן מושלמות ובתנאים מסוימים הן מתקשות להפיק תוצאות טובות. מערכות זיהוי פנים רבות פועלות באופן אפקטיבי יותר כאשר הן מעבדות תמונות של אנשים אשר נלקחו מלפנים, לעומת תמונות אשר נלקחו בפרופיל.

מקרים נוספים בהם המערכות אינן עובדות היטב כוללים תאורה גרועה, כאשר האדם חובש משקפי שמש, כאשר לאדם שיער ארוך, כאשר אובייקטים אחרים מכסים באופן חלקי את פניו וכאשר התמונות ברזולוציה נמוכה.

חיסרון מהותי נוסף הוא שהאפקטיביות של מערכות זיהוי פנים רבות נמוכה בהרבה במידה והתמונה מכילה הבעת פנים כלשהי. אפילו במידה והאדם חייך בתמונה, הזיהוי יאבד מן היעילות.

אפקטיביות 
מבקרי הטכנולוגיה מתלוננים כי מערכת זיהוי הפנים אשר הותקנה ברובע נְיוּהָאם של לונדון, נכון לשנת 2004, לא זיהתה אף פושע למרות שמספר פושעים אשר רשומים במאגר הנתונים חיים ברובע ולמרות שהמערכת פעלה באזור זה במשך מספר שנים ברציפות.

ניסוי אשר נערך על ידי המשטרה המקומית בטמפה, פלורידה, הפיק גם כן תוצאות מאכזבות.

כמו כן מערכת זיהוי תווי פנים אשר נועדה לאתר טרוריסטים פוטנציאלים בשדות תעופה מרכזיים נכשלה במהלך ניסוי הבכורה שנערך בשדה התעופה לוגן שבבוסטון.

במהלך מונדיאל 2018 השלטונות הפעילו מערכת FindFace לזיהוי חשודים.

בשנת 2019 פורסם המחקר המקיף ביותר עד אז בנושא האפקטיביות של מערכות תווי זיהוי פנים, והראה שמערכות אלו מתקשות להציג תוצאות טובות עבור נשים ועבור אוכלוסיות לא-לבנות.

פגיעה בפרטיות 
למרות היתרונות הפוטנציאליים של טכנולוגיה זו, אנשים רבים מודאגים מפלישה לפרטיותם. אנשים רבים חוששים מכך שטכנולוגיה זו תוביל לכך שהחברה כולה תמצא תחת מעקב תמידי כאשר הממשלה והרשויות תוכלנה לדעת היכן כל אדם נמצא ומה הוא עושה בכל עת. ההיסטוריה מוכיחה שמדינות שונות עשו בעבר שימושים לרעה בטכנולוגיה מסוג זה.

דוגמה לשימוש מסיבי בטכנולוגיית זיהוי פנים ניתן למצוא בסין, בה עקב השלטון הריכוזי, אין כמעט הגבלות על הפגיעה בפרטיות.

חקיקה 
בעקבות הביקורת והחששות בציבור כנגד הטכנולוגיה, ממשלות שונות בעולם בוחנות הגבלה של השימוש המותר בטכנולוגיה.

בארצות הברית לא קודמה חקיקה בנושא באופן פדרלי, אולם מספר רשויות מקומיות – נכון לשנת 2020 אלו סן פרנסיסקו, אוקלנד ובוסטון – קבעו הגבלות המונעות שימוש במידע של מערכות זיהוי פנים על ידי המשטרה. בספטמבר 2020 קבעה פורטלנד חוק מחמיר בהרבה, האוסר לגמרי על שימוש בטכנולוגיית זיהוי פנים במרחב הציבורי, ובנוסף אוסר על חברות וגורמי שלטון להשתמש במידע זיהוי-פנים שנאסף בשטחים ציבוריים גם טרם חקיקת החוק.

גם באיחוד האירופי בוחנים קביעת מגבלות על הטכנולוגיה, ונכון ליוני 2023 טיוטת חוק הבינה המלאכותית אוסרת על פיתוח, שימוש ופרישה של מערכות זיהוי פנים בזמן אמת במרחב הציבורי.

ראו גם 
זיהוי ביומטרי

קישורים חיצוניים 

 יעל רם, האם צריך לחשוש מהשת"פ הסיני-אפריקאי בעידן המידע? באתר המכון לדיפלומטיה בינלאומית על שם אבא אבן, 30 ביוני 2021

הערות שוליים 

ביומטריה
ראייה ממוחשבת