Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

USING THE FACE RECOGNITION TECHNOLOGY ON THE RAILWAY

Ivanov K.A. 1, 2 Nikitin N.S. 3 Kolmakov V.O. 3
1 Krasnoyarsk Rail Transport Institute, a branch of Irkutsk State Transport University
2
3 Krasnoyarsk Rail Transport Institute, a branch of Irkutsk State Transport University
Research on facial recognition systems has gained the greatest popularity over the past decade. They are actively included not only in specialized areas of application, but are also gradually being introduced into the lives of ordinary people. The most striking example will be the face recognition system in modern smartphones, which are used by most people in the modern world. However, one of the most significant areas of application remains transport. The traditional transport industry is undergoing some changes every year, introducing more advanced digital technologies. One of such technologies may be a facial recognition system that tracks people at railway stations, stations, in passenger cars, so that more offenses and crimes can be prevented. Also, this system helps to speed up the workflow on the railway itself, by reducing the speed of checking people when buying and checking a ticket. Like every system, this one is no exception and has both its pros and cons. Moreover, the use of biometrics requires a lot of knowledge and a well-established recognition system in order to minimize errors that may occur.
face recognition
railway transport

Технологии распознавания лица в последние годы все больше и больше внедряются в нашу жизнь. Сегодня эта функция используется на каждом шагу: в телефонах, ноутбуках, паспортах и платежных приложениях. На цифровом рынке смартфоны, поддерживающие функцию распознавания лица, все больше вытесняют своих более устарелых конкурентов. В то же время технология идентификации лиц превращается в инструмент, который позволяет предотвращать правонарушения и преступления, искать пропавших без вести, своевременно выявлять посторонних в закрытых зонах. На сегодняшний день система транспорта претерпевает глобальные изменения и транспортная отрасль становится заинтересована в применении современных цифровых технологий.

В наши дни технология распознавания лиц применяется в следующих сферах: государственная безопасность (выявление нарушителей), маркетинг (выявление у людей заинтересованности в рекламе) , мобильные приложения (использование лица для создания персонажей) и т.д. Существует много разных методов по этой технологии. Данная статья содержит их плюсы и минусы и варианты использования технологий на железной дороге

Изначально разберемся как же все-таки работает распознавание лиц. В технологии работы по распознаванию лиц лежат следующие нейросети : Первую сеть называют ”выравниватель”(англ.aligner).Она берет картинку , которая поступает с камер, обнаруживает на ней все лица ,которые может найти , вырезает и выравнивает их.

Этап №1. Программа вырезает лица

Рисунок 1 - Программа “вырезает” лица

Как видно на рисунке 1 программа вырезает обнаруженные лица , обратите внимание , что те лица, которые плотно расположены друг к другу , очень маленькие и нечеткие либо повернуты в профиль , система распознать не может. Затем происходит выравнивание (программа находит на лице точки рта , носа , глаз)

Этап №2. Программа распознает ключевые точки на лице

Рисунок 2 - Программа распознает основные точки на лице

Далее, поворачивает и начинает подгонять размер фотографии так , чтобы точки глаза, носа и рта находились в определенных местах как на рисунке 3.

Этап №3. Программа приводит фото к стандартному виду

Рисунок 3 - Программа приводит фото к стандартному виду

Далее в ход идет вторая сеть , «распознаватель». Она уже принимает на выходе наше ровное изображение, которое ей передала первая сеть, а на выходе выдает набор из чисел фиксированной длины (вектор лица) . У разных сетей эти векторы могут отличаться , но в основном это какая-то степень двойки.

Как работает вторая нейросеть, которая распознает лица

Рисунок 4 - Алгоритм работы второй нейросети

На похожие лица сеть выдает похожие векторы и наоборот.

Как нейросеть отличает лица друг от друга? Возьмем два изображения разных людей и прогоним их через вторую сеть. На выходе у нас получится два вектора. Далее измерим расстояние между вектором первого изображения и вектором второго изображения. В нашем случае расстояние будет большим так как это разные люди.

Внедрение системы распознавания лиц на железной дороге может происходить как с помощью введения системы отслеживания пассажиров при покупке билета, так и с помощью установки видеокамер на самих железнодорожных станциях, метрополитенах, в пассажирских вагонах, где находится большое скопление людей. Считается, что биометрическое распознавание людей ускорит процесс прохода пассажиров и сократит длины очередей, создающиеся как раз из-за долгой проверки паспортов и тем самым облегчит работу сотрудников железной дороги.

В других странах система распознавания лиц шагнула далеко. Так, например, в Китае уже есть возможность оплачивать проезд, используя данную систему. Для оплаты проезда пассажирам достаточно всего лишь подойти к турникету со сканером лица. Также в Китае работает уже 170 миллионов умных камер видеонаблюдение. Однако, не во всех странах оценили ценность системы, например в Великобритании, где в Лондонском метрополитене система приводила в 98% случаев к ложному срабатыванию.

К минусам системы можно отнести вероятность утечки данных, так как единый центр обработки данных может стать объектом хакерского взлома. Также и недостаток нормативно-правовой базы. Закон о персональных данных и административный кодекс лишь частично затрагивают вопросы видеофиксации нарушений. Отсутствие регулирования может привести к злоупотреблениям в использовании информации, ошибкам в оперативной правоохранительной деятельности или судебных решениях.

Несмотря на минусы и возможные риски данной системы, нельзя не помнить о самом главном – о безопасности, которую дает нам система распознавания лиц. Технологии с каждым годом развиваются все быстрее и быстрее, а системы, которые пользуются новыми технологиями улучшают свою эффективность, минимизируя возможные ошибки и сбои системы.