В постковидном мире возникла потребность в новых методах аутентификации, которые не требуют, чтобы лицо было видно полностью. В Университете Джорджии придумали использовать для доступа к устройствам уши, а не лицо или отпечаток большого пальца.
Ухо – одна из немногих частей тела, которая остается относительно неизменной с течением времени, что делает его полезной альтернативой для технологий, требующих распознавания, рассказал ведущий автор исследования, доцент инженерного колледжа UGA Тиримачос Бурле. Система распознавания по ушам, разработанная командой Бурле, уже правильно аутентифицирует людей с точностью до 99% в зависимости от набора данных и модели, использованной для тестирования.
Уши уникальны почти так же, как отпечатки пальцев. По словам исследователей, даже уши идентичных близнецов имеют различия. Дополнительным бонусом является то, что уши не стареют так же, как лицо человека, за исключением мочки, которая с годами опускается ниже.
Программное обеспечение для распознавания ушей работает аналогично распознаванию лиц. Когда человек становится владельцем нового смартфона, он должен зарегистрировать отпечаток пальца или лицо, чтобы телефон мог его распознать. Новые устройства часто требуют, чтобы пользователи несколько раз прикладывали пальцы к датчику, чтобы получить полное «изображение» отпечатка. А технология распознавания лиц основана на том, что пользователи определенным образом перемещают свои лица перед камерой, чтобы устройство эффективно фиксировало их черты лица. Алгоритм распознавания уха, предложенный Бурле, работает точно так же.
«Телефон фиксирует несколько образцов личности человека, и изображения временно сохраняются на вашем устройстве», сказал Бурле. «Точно так же, как вы должны использовать живой отпечаток пальца, чтобы разблокировать свой телефон и сравнить его с вашим зарегистрированным, вам придется использовать живое ухо, чтобы разблокировать его. На самом деле это не первый случай, когда распознавание слуха используется для обеспечения безопасности. Существует множество уникальных способов узнавать людей, используя другие традиционные способы, например, по лицу, отпечаткам пальцев и радужной оболочке глаза. Распознавание по уху – это еще один интересный метод, о котором нам нужно больше говорить из-за его преимуществ, несмотря на понятные проблемы самостоятельного захвата изображения уха».
При настройке биометрического устройства алгоритм берет несколько образцов личности человека, таких как изображения лица или отпечатки пальцев, и записывает их в устройство. Когда вы пытаетесь разблокировать свое устройство с помощью биометрических данных, требуется живой образец, чтобы сравнить его с журналами на устройстве, такими как изображение вашего лица или, в данном случае, изображение вашего уха.
Программное обеспечение команды Бурле использует алгоритм распознавания ушей для оценки сканирования ушей и определения того, подходят ли они для автоматического сопоставления. Исследователи использовали различные наборы данных об ушах с широким диапазоном положений уха для тестирования программного обеспечения.
Бурле протестировал свой алгоритм, используя два разных существующих набора данных изображений уха. В одном наборе данных производительность системы увеличилась с 58,72% до 97,25% точности по сравнению с предыдущим программным обеспечением для распознавания ушей, а в другом – с 45,8% до 75,11% по сравнению с базовым подходом.
Чтобы убедиться, что система может работать даже с загруженными изображениями, Бурле и его команда оценили несколько моделей, используя изображения уха, подверженные влиянию шумовых факторов изображения, включая вариации размытости, яркости и контрастности.
По словам Бурле, программное обеспечение для распознавания уха может быть использовано для улучшения существующих систем безопасности, таких как те, которые используются в аэропортах по всему миру, и систем безопасности на основе камер. Его команда также планирует усовершенствовать предложенный ими алгоритм распознавания уха, чтобы он хорошо работал с тепловыми изображениями, а также для учета более темных сред, где может быть сложно получить четкие изображения в видимом диапазоне с помощью обычных камер.
Бурле является основателем и директором Лаборатории мультиспектральных изображений в Инженерном центре Дрифтмайера UGA. Его лаборатория специализируется на биометрии и активно изучает использование многоспектральных датчиков изображения, в том числе тепловизоров.
