Dozor prostřednictvím rozpoznávání tváří

Žijeme v Orwellově díle 1984, kde počítače identifikují obličeje? Experti se podělili o své poznatky, nakolik je již tato technologie pokročilá a nač byste se měli připravit.
  FELIX KNOKE, PATRIK KHUDHUR 

Byl to obrovský rozruch v online světě, když Facebook spustil v létě 2011 automatický systém na rozpoznávání tváří. Sociální síť byla najednou schopná na vložených snímcích rozeznat jednotlivé lidi a měla v úmyslu žádat uživatele, aby k tvářím připojili jména. Ochránci dat a bojovníci za lidská práva začali šílet. Na novou funkci se dívali nejen jako na očividné narušení ochrany dat, ale i jako na krok směrem k většímu dozoru. S více než 850 miliony aktivními uživateli je Facebook největší kartotékou tváří na světě, a proto je opravdovou laskominou pro sběratele dat. Je tomu tak ale doopravdy? Diskuse o nové funkci Facebooku učinila jasno aspoň v jedné věci: v této oblasti je potřeba dalšího dialogu. Jaká rizika a jaké výhody s sebou systém rozpoznávání tváří nese? Jak funguje, co už doopravdy umí a jak se před ním může člověk chránit? Na tyto otázky může odpovědět expert na biometrii z německého Spolkového úřadu pro informační bezpečnost (BSI) Heinrich Ihmor. Jeho každodenní pracovní náplní je hodnotit efektivnost biometrických systémů, včetně systémů pro rozpoznávání obličeje, pro hraniční kontroly či boj se zločinem. V minulosti shledal fascinující technologicky velmi pokročilou bezpečnostní bránu EasyPass, kterou BSI testuje ve spolupráci s federální policií na frankfurtském letišti. EasyPass umí nezávisle kontrolovat identitu pasažérů, nacházet osoby hledané policií a porovnávat fotografie právě s využitím technologie pro rozpoznávání tváří. Systém pracuje dobře až do té chvíle, kdy se cestovatel z dovolené nevrací s příliš širokým a zářivým úsměvem. „To je pro biometrický proces neskutečně škodlivé,“ tvrdí Ihmor. Pokud EasyPass rozezní alarm, zasáhnou pracovníci a dovolenkáři končí zábava. Nový kontrolní systém je na letištích nezbytný a Imhor nepochybuje o potřebě biometrického pátrání mezi lidmi. Pro něj je ale nejdůležitější vyhodnocení nejlepší metody pro tento účel. „Žádná biometrická metoda není perfektní, liší se pouze ve své kvalitě,“ tvrdí Imhor. Podle něj má technologie rozpoznávání obličeje velké výhody proti ostatním biometrickým metodám. Třeba taková dvě procenta populace totiž nemají unikátní otisk prstu. DNA testy poskytují úžasné výsledky, ale jsou drahé, zdlouhavé a právně zpochybňované. Otisk dlaně je příliš nejasný a skenování duhovky je velmi komplikované pro masovější využití. Ihmor tedy nepochybuje o tom, že bychom si měli na novou kontroverzní technologii zvyknout. „Rozpoznávání tváří je stále populárnější a v uplynulých pěti letech udělalo obrovský pokrok,“ uvádí německý expert. Tato technologie totiž může být použita na větší množství osob rychleji a bezpečněji. Proto nahradí biometrické procesy praktikované v minulosti tak rychle, jak se jen vědcům podaří překonat několik technických překážek.
Díky výkonným kamerám s vysokým rozlišením a šikovnému softwaru mohou být v dnešní době tváře rozpoznány s vysokou přesností i na velké vzdálenosti, ve špatných světelných podmínkách, a dokonce i částečně zakryté či zkroucené. Z toho by mohla těžit policie a armáda. S dobře umístěnou kamerou lze monitorovat rozlehlé oblasti a početné davy. Kamery by měly být schopné rozlišit přátele a nepřátele, otevřít dveře, nebo dokonce někomu zamezit přístup k informacím. A seznam možností se stále prodlužuje. Americká armáda například používá už dlouhou dobu družice ke hledání osob právě díky technologii rozpoznávání tváří. Družice jsou schopny vystopovat hledané osoby i zcela mimo civilizaci a navíc z velké výšky, kde si jich člověk ani nevšimne. Do dalšího mistrovství světa ve fotbale plánuje brazilská policie vybavit své strážníky speciálními brýlemi s integrovanými kamerami, které dokážou vystopovat známé fotbalové chuligány a rváče a učinit je viditelnými pouze pro policisty. Tyto brýle dokážou podle všeho zpracovat až 400 tváří za sekundu a porovnat je s komplexní databází, která obsahuje 13 milionů tváří.
Místní transportní služby v Rotterdamu plánují využívat systém rozpoznávání tváří, aby mohly spustit systém monitoringu nežádaných osob, kterým byl zamezen vstup do dopravních prostředků. Jakmile takový člověk vstoupí do dopravního prostředku, systém automaticky přivolá stráž.
Jakou má člověk náladu, kam se dívá, jak je starý - to jsou informace, které vyhledávají reklamní společnosti, a i v tomto směru je systém použitelný. Může pomoci analyzovat příliv lidí v supermarketu či na nákupních promenádách a následně zobrazit pomocí inteligentních billboardů takové reklamy, které budou doslova ušité na většinové pohlaví a věkovou skupinu v příslušném davu.
Nahradí rozpoznávání tváří zámky na dveřích? Zatím je tato technologie využívána převážně v zábavním průmyslu. Programy pro zpracování fotografií jako iPhoto či Picasa už umí třídit fotografie do složek na základě obličejů. Spoušť se u některých fotoaparátů spustí až ve chvíli, kdy se všichni lidé na snímku usmívají, a aplikace v chytrých telefonech již také umí odhalovat jednotlivé osoby na základě tváří. Herní konzole rozeznávají hráče na základě obličeje a tato technologie nahrazuje zadávání hesel ve stále větším množství chráněných oblastí, od internetových stránek až po zámky u dveří. I tak však některé úžasné ukázky toho, co tato technologie dokáže, zatím nestačí.
„Kdybych věděl úplně vše o možnostech biometriky, asi bych měl tendenci přeceňovat její výsledky,“ tvrdí Ihmor, pro kterého je technologie rozpoznávání tváří „krásným nástrojem, který poskytuje technickou a bezproblémovou pomoc těm, kteří se vyhledávácího procesu účastní“. To je i důvod, proč člověk nesmí vypustit lidský faktor jako zdroj omylu. „Biometrika záleží i na procesu učení a databázi. Je to zdlouhavé a vyžaduje to velké množství práce,“ vyjasňuje Ihmor, který nehodlá vyměnit svůj zámek u dveří za skener obličeje - prý proto, že nechce někdy skončit před zamčenými dveřmi po návratu z dovolené. I německá policie musela pochopit, že technologie rozpoznávání tváří potřebuje ještě vylepšení, poté, co systém testovala v napojení na tři kamerové systémy, které monitorovaly celou oblast hlavního nádraží v Mainzu mezi říjnem 2006 a lednem 2007. Vzorek 23 000 denních návštěvníků obsahoval i předem vybraných 200 „souzených“ osob. Výsledek byl tristní. V ideálních podmínkách systémy identifikovaly 60 procent nasazených tváří. Procento se však ještě snížilo za špatných světelných podmínek, kdy se podařilo odhalit jen 10 až 20 procent hledaných. A aby toho nebylo málo, denně spustil systém v průměru 23krát falešný poplach. To bylo nepříjemné pozdvižení nejen pro obsluhující personál, ale také pro ty osoby, které alarm rozezněly. Výsledkem testu bylo tehdy zjištění, že systém je k použití pátrání po hledaných osobách pod otevřeným nebem nepříliš slibný. A navzdory mnoha diskusím stále zatím neexistuje metoda, jak s jistotou odhalit chuligány na fotbalových stadionech.
Němečtí kriminální experti chtěli zvýšit úspěšnost zařízení poněkud kuriózně, skrz „vědomé či podvědomé kooperativní chování hledaných osob“: umístěním pohyblivé obrazovky vedle kamery, čímž by se mělo podařit, aby se lidé podívali více do kamery a neměli sklopené hlavy. To je však trik, na který se málokterý opravdový kriminálník nachytá. Navzdory neúspěchům, které tato technologie zaznamenala, její systém hraje důležitou roli v každodenní rutině německých vyšetřovatelů už po dlouhou dobu. „Technologie rozpoznávání tváří se stala v podstatě nepostradatelnou metodou identifikace osob,“ odhalil nám mluvčí BKA. Je již rutinou, že policisté porovnají fotografie delikventů s portréty uloženými v centrálním policejním informačním systému (Inpol) - podle informací, které nám poskytla BKA, systém obsahuje 3,3 milionu fotografií osob, „které byly předmětem rozpoznávacího systému. Nicméně ani zde nemohou být fotografie porovnávány bez lidské pomoci. Rozhodnutí, zda je pachatel osobou již zaznamenanou v databázi, musí vždy provést experti. Počítač jim pouze poskytne seznam fotografií seřazených na bázi podobnosti.

Make-up a triky pro znesnadnění rozpoznání

Největší technické problémy budou však vyřešeny již brzy. Vědci dlouhou dobu pracovali se skenery, které kombinovaly nejrůznější biometrické metody: 3D skener se snaží zjistit naklonění obličeje a směr pohledu, aby pomohl poopravit obrázek ze 2D skeneru. Obličejový skener zkontroluje identitu, sejme obraz duhovky a vyhodnotí podle tepelného snímku obličeje, zda jde o opravdový obličej, či umělou masku. „Můžeme technologii rozpoznávání tváří významně vylepšit kombinací nejrůznějších metod,“ zdůrazňuje Ihmor. A co nastane dále? Totální dozor? Pravděpodobně neexistuje žádný jiný přístroj v tomto oboru, který by vyvolával tak silný odpor, jako automatické vyhledávání osob. Umělec a bojovník za lidská práva Adam Harvey není překvapený: „Problém se systémy pro rozpoznávání tváří je v nevyrovnanosti moci.“ Nemůžete říci, zda kamera jen točí video, či zda vás analyzuje v momentě, kdy se do ní podíváte. A nutno dodat, že kompletní dozor by mohl být na některých místech spuštěn jen pouhým updatem softwaru. Vždyť stačí jen pomyslet na milion kamer, které se nacházejí ve Velké Británii. Ti, kteří se však vyhýbají skenerům, vyvolávají podezření. Harvey přišel s podvratnou kličkou: tipy na make-up, které lidem pomohou zmást systém rozpoznávání obličejů. Pramínek vlasů zde, černý proužek tady, a počítač vás rázem nedokáže identifikovat. Jeho projekt „CV Dazzle“ vyvolal na internetu menší senzaci a jen zvýraznil potřebu globální diskuse na téma technologie rozpoznávání obličejů.

Slouží Facebook jako policejní archiv?

Tato problematika se řeší v politice už roky. Pro ilustraci je tato otázka důkladně probírána i v technologickém oddělení německého Bundestagu. Zpráva z roku 2002, jejíž úhel pohledu je použitelný dokonce i dnes, tvrdila, že jen veřejná transparentní diskuze může „vytvořit povědomí o důležitosti dynamiky sociálně-technického vývoje […], který může být v budoucnu kombinován s intenzivním použitím biometriky.“ Nebo ve zkratce: biometrické systémy jsou vážným zásahem do kontrolních mechanismů společnosti. A týkají se každého, protože jsou takové systémy praktické a použitelné jen tehdy, když kontrolují a zachycují co největší množství osob. A to je také důvod, proč aplikace něčeho takového v podání Facebooku šokovala ochránce dat a bojovníky za lidská práva. Ti se nejen bojí přímého dozorového potenciálu, ale také pozměněné mentality lidí. Jakmile totiž pochopíte výhody biometriky na Facebooku, Picase či Googlu, pravděpodobně se přestanete bát její temné strany a stanete se lehkomyslnými při kontaktu s cizími lidmi.
Představa, že v blízké budoucnosti bude možné jakéhokoliv náhodného člověka identifikovat pomocí fotografií pořízených mobilním telefonem, pouhým porovnáním se snímky, které byly kdy publikovány na internetu či na sociálních sítích, je poměrně zneklidňující, a to nejen pro ochránce lidských práv. Faktem však je, že běžní policisté nikde na světě zatím nemají přístup k těmto milionům soukromým fotek a nemohou je porovnávat se snímky násilníků a delikventů. Ve vyspělých zemích jsou biometrická data považována za přísně soukromé informace, které se musí důkladně chránit. Takové využívání, zpracování a skladování je povolené jen ve výjimečných případech a člověk, kterého se to týká, musí být o této skutečnosti informován. A i kdyby bylo jednodušší dostat se do databáze fotografií Facebooku, existují velmi praktické důvody, které zabraňují v jejich rutinním využívání, tvrdí zástupci policistů. „Jednoduše na to nemáme dostatek pracovních sil.“ Aspoň tedy do té doby, dokud budou počítače potřebovat lidskou pomoc.
    AUTOR@CHIP.CZ

NEJNOVĚJŠÍ TRENDY
Existuje mnoho metod technologického rozeznávání obličeje, žádná z nich však zatím nebyla přijata jako ta nejlepší. Trend v oboru je nicméně zřejmý: z jednoduchých geometrických procesů se přechází ke kombinovaným metodám.

2D GEOMETRIE
Když vznikaly první systémy rozeznávání tváří, byla porovnávána pouze základní geometrická data: vzdálenost mezi očima nebo vzdálenost mezi bradou a linií vlasů. Tato metoda je však nepřesná a příliš jednoduchá na přelstění.

2D STATISTIKY
Využívají se přesnější a statistické metody, jako je například přístup Eigenface: při něm je vypočítán abstraktní obličej a kontrolovány jsou pouze rozdíly mezi testovacím obličejem a kontrolovaným obličejem. Další možností je pak Fourierova transformace, která využívá převod signálů z časové oblasti do oblasti frekvenční.

2,5D KOMBINACE
Statistické metody mohou být také obohaceny o 3D informaci, která může sloužit mimo jiné k identifikování pokusů o podvod či ke snížení pravděpodobnosti omylu. Tímto způsobem se například vylučuje možnost, že laserový skener omylem zaznamenal potisk na tričku místo samotného obličeje.

3D ROZPOZNÁVÁNÍ
Laserové skenery či vzorové projekce (které využívá třeba Xbox Kinect) je velmi složité přechytračit a alespoň teoreticky jsou tyto systémy nezávislé na osvětlení či poloze obličeje. Jsou však nákladné a také náchylné k chybám v souvislosti se zdviženými límečky či nošením čepic.

KOMBINACE
Jednotlivé kombinace výše zmíněných systémů poskytují nejkvalitnější údaje. Využívají pak navíc další biometrické metody, jako třeba kontrolu oční duhovky ze vzdálenosti až dvou metrů, skenují žíly, pořizují tepelný obraz obličeje, sledují pohyb rtů a rozpoznávají způsob chůze.

BUĎTE ANONYMNÍ NA FACEBOOKU
Co musíte udělat, aby Facebook nemohl analyzovat váš obličej? Deaktivujte systém rozpoznávání tváří. Otevřete „Nastavení soukromí“ v podmenu miniaturního trojúhelníčku, který se nachází vpravo nahoře. Poté pokračujte následovně - zvolte volbu Profil a označování, kde vyberte položku „Kdo může vidět návrhy na označení při nahrávání fotek, na nichž je osoba, která vypadá jako vy?“. V dalším okně, které vyskočí, zvolte u položky možnost Nikdo. Stiskněte tlačítko OK, čímž se vrátíte na předchozí obrazovku. Vyberte položku „Kontrolujte příspěvky, v nichž vás přátelé označí, než se tyto příspěvky objeví na vašem profilu.“ a zvolte možnost Zakázáno. Požadujete-li např. odstranění podvodného profilu s vašimi fotkami, kontaktujte přímo pracovníky Facebooku.

VYZKOUŠEJTE SYSTÉM PRO ROZPOZNÁVÁNÍ TVÁŘÍ
Technologii rozpoznávání tváří si můžete vyzkoušet i zde:
KLIK by Face.com  Pokud namíříte objektiv svého iPhonu na přítele, tato aplikace zobrazí jeho či její jméno. Samozřejmě tedy za předpokladu, že máte dotyčného mezi svými přáteli na Facebooku.
Avatar Kinect/Windows 8  Microsoft Xbox 360 může také rozpoznat obličeje díky modulu Kinect. Vzápětí pak také rozpoznanému člověku přiřadí jeho avatár. Microsoft plánuje tuto technologii implementovat také do operačního systému Windows 8. Když si tedy před počítač sedne nová osoba, počítač bude schopný automaticky změnit uživatelský účet.
Android 4.0  Místo nějakého číselného kódu může být nejnovější verze operačního systému smartphonů chráněna systémem rozpoznávání obličejů. Ale buďte opatrní, tato funkce nemá žádnou on-line kontrolu, a tak může být jednoduše obelstěna tak, že někdo vloží před objektiv fotografii majitele.


Foto popis|  Umělec Adam Harvey se svým projektem CV Dazzle dokázal, jak může člověk ošálit systém pro rozpoznávání tváří vynalézavým stylingem.