How does facial recognition work.

Mitä kasvojentunnistus tarkoittaa?

Kasvojentunnistus on keino tunnistaa tai vahvistaa henkilön henkilöllisyys käyttämällä heidän kasvojaan. Kasvojentunnistusjärjestelmiä voi käyttää henkilöiden tunnistamiseen valokuvista, videoilta tai reaaliaikaisesti.

Kasvojentunnistus on biometrisen suojauksen luokka. Muita biometristen ohjelmistojen muotoja ovat äänentunnistus, sormenjälkitunnistus ja silmän verkkokalvon tunnistus tai iiristunnistus. Tekniikkaa käytetään pääasiassa turvallisuusalalla ja lainvalvonnassa, mutta kiinnostus tekniikkaa kohtaan kasvaa muilla käyttöalueilla.

Miten kasvojentunnistus toimii?

Kasvojentunnistustekniikka on monille tuttu Face ID:stä, jolla voi avata iPhonen lukituksen (tämä on kuitenkin vain yksi tapa soveltaa kasvojentunnistusta). Kasvojentunnistus ei yleensä vaadi valtavaa valokuvatietokantaa henkilön henkilöllisyyden määrittämiseen, vaan se tunnistaa yksittäisen henkilön laitteen ainoaksi omistajaksi ja rajoittaa muiden mahdollisuutta käyttää laitetta.

Puhelinten lukituksen avaamisen lisäksi kasvojentunnistus toimii vertaamalla erityiskameroiden ohi kävelevien ihmisten kasvoja seurantalistalla olevien ihmisten kuviin. Seurantalistalla voi olla kuvia kenestä tahansa, myös sellaisista henkilöistä, joita ei epäillä rikkomuksista, ja kuvat voivat olla peräisin mistä tahansa, myös yhteisöpalvelujen tileistä. Kasvojentunnistustekniikan järjestelmissä voi olla eroja, mutta yleensä ne toimivat seuraavasti:

Vaihe 1: Kasvojen havaitseminen

Kamera havaitsee ja löytää kuvan kasvoista joko yksinään tai ihmisjoukossa. Kuvassa henkilö saattaa katsoa suoraan eteenpäin tai näkyä sivulta.

Vaihe 2: Kasvojen analysointi

Seuraavaksi kasvoista otetaan kuva, joka analysoidaan. Suurin osa kasvojentunnistustekniikasta käyttää 2D-kuvia 3D-kuvien sijaan, koska 2D-kuvia on helpompi verrata julkisiin tai tietokannassa oleviin valokuviin. Ohjelmisto lukee kasvojen geometrian. Keskeisiä tekijöitä ovat silmien välinen etäisyys, silmäkuoppien syvyys, etäisyys otsasta leukaan, poskipäiden muoto ja huulien, korvien ja leuan muoto. Tarkoituksena on löytää ne kasvonpiirteet, joiden perusteella kasvot voi tunnistaa.

Vaihe 3: Kuvan muuntaminen dataksi

Kasvojen tallennusprosessi muuntaa analogiset tiedot (kasvot) joukoksi digitaalisia tietoja (data) henkilön kasvonpiirteiden perusteella. Kasvojen analyysi muunnetaan käytännössä matemaattiseksi kaavaksi. Numerokoodista käytetään nimitystä ”faceprint”. Aivan kuten sormenjäljet, jokaisen ihmisen ”kasvonjälki” on ainutlaatuinen.

Vaihe 4: Vastaavuuden etsiminen

Faceprint-tietoja verrataan muiden tunnettujen kasvojen tietokantaan. Esimerkiksi FBI:llä on käytettävissään jopa 650 miljoonaa valokuvaa, jotka on kerätty osavaltioiden tietokannoista. Facebookissa valokuvista, joihin merkitään henkilön nimi, tulee osa Facebookin tietokantaa, jota voidaan käyttää myös kasvojentunnistukseen. Jos faceprint-tiedot vastaavat kasvojentunnistustietokannan kuvaa, määritys tehdään.

Kaikista biometrisistä mittauksista kasvojentunnistusta pidetään luonnollisimpana. Siinä on järkeä, koska tunnistamme yleensä itsemme ja muut katsomalla kasvoja emmekä sormenjälkiä ja iiriksiä. On arvioitu, että yli puolet maailman väestöstä on säännöllisesti tekemisissä kasvojentunnistustekniikan kanssa.

Kasvojentunnistuksen käyttö

Tekniikkaa käytetään eri tarkoituksiin. Niitä ovat esimerkiksi seuraavat:

Puhelinten lukituksen avaaminen

Eri puhelimet, muun muassa uusimmat iPhonet, käyttävät kasvojentunnistusta laitteen lukituksen avaamiseen. Tekniikka tarjoaa tehokkaan tavan suojata henkilötietoja ja varmistaa, että arkaluonteisiin tietoihin ei päästä käsiksi, jos puhelin varastetaan. Applen mukaan sen mahdollisuus, että satunnaiset kasvot avaavat puhelimen lukituksen, on noin yksi miljoonasta.

Lainvalvonta

Kasvojentunnistusta käytetään säännöllisesti lainvalvonnassa. NBC:n raportin mukaan tekniikan käyttö Yhdysvaltain lainvalvontaviranomaisten keskuudessa kasvaa, ja sama koskee muita maita. Poliisi kerää pidätettyjen henkilöiden kasvokuvia ja vertaa niitä paikallisiin, osavaltioiden ja liittovaltion kasvojentunnistustietokantoihin. Kun pidätetyn henkilön valokuva on otettu, se lisätään tietokantoihin, jotta sen voi skannata, kun poliisi etsii rikollisia.

Lisäksi poliisit voivat ottaa mobiililaitteiden kasvojentunnistuksen avulla kuvan ajoneuvon kuljettajasta tai jalankulkijasta paikan päällä älypuhelimella, tabletilla tai muulla kannettavalla laitteella ja yrittää tunnistaa henkilön vertaamalla valokuvaa heti yhteen tai useampaan kasvojentunnistustietokantaan.

Lentoasemat ja rajavalvonta

Kasvojentunnistus on tuttu näky monilla maailman lentokentillä. Entistä useammilla matkailijoilla on biometrinen passi, jonka ansiosta he voivat ohittaa pitkät jonot ja kävellä suoraan passiautomaatille, jotta he pääsevät nopeammin portille. Kasvojentunnistus sekä lyhentää odotusaikoja että auttaa parantamaan lentokenttien turvallisuutta. Yhdysvaltojen sisäisen turvallisuuden ministeriö on ennustanut, että kasvojentunnistuksen käyttö kattaa 97 prosenttia matkailijoista vuoteen 2023 mennessä. Lentoasemien ja rajanylityspaikkojen lisäksi tekniikkaa käytetään turvallisuuden parantamiseen suurissa tapahtumissa, kuten olympialaisissa.

Applications of face recognition.

Kadonneiden etsiminen

Kasvojentunnistusta voi käyttää kadonneiden henkilöiden ja ihmiskaupan uhrien etsimiseen. Oletetaan, että kadonneet henkilöt lisätään tietokantaan. Siinä tapauksessa poliisille ilmoitetaan heti, kun kasvojentunnistus havaitsee heidät, olipa kyseessä lentoasema, kauppa tai muu julkinen tila.

Myymälävarkauksien torjunta

Kasvojentunnistusta käytetään sen havaitsemiseen, milloin tunnetut myymälävarkaat, varasryhmien jäsenet tai petoksia tehneet ihmiset saapuvat liikkeisiin. Henkilöiden kuvia voidaan verrata laajoihin rikollistietokantoihin, jotta hävikintorjunnan ja myymälävartioinnin ammattilaisille voidaan ilmoittaa, kun liikkeeseen saapuu asiakkaita, joista voi olla liikkeelle uhkaa.

Ostokokemusten parantaminen

Tekniikka antaa mahdollisuuden parantaa asiakkaiden ostokokemuksia. Liikkeissä olevat kioskit voisivat esimerkiksi tunnistaa asiakkaat, antaa tuote-ehdotuksia heidän ostohistoriansa perusteella ja ohjata heidät oikeaan suuntaan. ”Kasvomaksutekniikan” avulla asiakkaiden voisi antaa ohittaa pitkät kassajonot, joissa käytetään hitaampia maksutapoja.

Pankkipalvelut

Biometrisia tietoja käyttävä verkkopankki on yksi kasvojentunnistuksen tuomista hyödyistä. Kertasalasanojen käyttämisen sijaan asiakkaat voivat hyväksyä tapahtumat katsomalla älypuhelintaan tai tietokonettaan. Kasvojentunnistuksen ansiosta ei tarvita salasanoja, jotka hakkeri voisi varastaa. Jos hakkerit varastavat valokuvatietokantasi, aitouden varmistuksen eli tekniikan, joka määrittää, onko biometristen tietojen lähde elävä ihminen vai väärennös, pitäisi (teoriassa) estää heitä käyttämästä sitä toiseksi henkilöksi tekeytymiseen. Kasvojentunnistus voi tehdä pankkikorteista ja allekirjoituksista tarpeettomia.

Markkinointi ja mainonta

Markkinoijat ovat käyttäneet kasvojentunnistusta kuluttajakokemuksen parantamiseen. Esimerkiksi pakastepizzabrändi DiGiorno käytti kasvojentunnistusta vuoden 2017 markkinointikampanjassa, jossa se tutki ihmisen tunnereaktioita pizzaan analysoimalla ihmisten ilmeitä DiGiorno-aiheisissa juhlissa. Myös mediayritykset käyttävät kasvojentunnistusta, kun ne testaavat yleisön reaktiota elokuvamainoksiin, TV-sarjojen pilottijaksojen hahmoihin ja TV-mainosten parhaaseen sijoitteluun. Kun mainostauluihin lisätään kasvojentunnistustekniikkaa – kuten Lontoon Piccadilly Circusissa – brändit voivat käyttää räätälöityjä mainoksia

Terveydenhuolto

Sairaalat käyttävät kasvojentunnistusta apuna potilaiden hoidossa. Terveydenhuoltopalvelujen tarjoajat testaavat kasvojentunnistuksen käyttöä potilaskertomusten käytössä, potilaiden kirjaamisen yksinkertaistamisessa, potilaiden tunnetilan ja kivun tunnistamisessa ja jopa apuna geneettisten sairauksien tunnistamisessa. AiCure on kehittänyt sovelluksen, joka käyttää kasvojentunnistusta sen varmistamiseen, että ihmiset ottavat lääkityksensä määräyksen mukaisesti. Kun biometrisen tekniikan hinta laskee, sen käyttöönoton terveydenhuoltoalalla odotetaan kasvavan.

Opiskelijoiden tai työntekijöiden läsnäolon seuranta

Kiinassa jotkin oppilaitokset käyttävät kasvojentunnustusta sen varmistamiseen, että opiskelijat eivät lintsaa tunneilta. Opiskelijoiden kasvot skannataan ja henkilöllisyydet vahvistetaan vertaamalla niitä tietokannassa oleviin valokuviin tablettien avulla. Tekniikkaa voi käyttää laajemmin siihen, että työtekijät kirjautuvat työpaikalle tulleessaan ja sieltä poistuessaan, jotta työnantajat voivat seurata paikallaoloa.

Kuljettajien tunnistaminen

Tämän kuluttajaraportin mukaan autonvalmistajat kokeilevat autojen avainten korvaamista kasvojentunnistuksella. Tekniikka korvaisi avaimen auton käytössä ja käynnistämisessä, ja se muistaisi kuljettajien istuin- ja peiliasetukset sekä esiasetetut radioasemat.

Peliriippuvuuksien valvonta

Kasvojentunnistus voi auttaa peliyhtiöitä suojelemaan asiakkaitaan entistä tehokkaammin. Henkilökunnan on vaikea valvoa pelialueille meneviä ja niiden sisällä liikkuvia erityisesti kasinoiden kaltaisissa suurissa ruuhkaisissa tiloissa. Kasvojentunnistustekniikan avulla yhtiöt voivat tunnistaa peliriippuvaisiksi rekisteröidyt ja pitää kirjaa heidän pelaamisestaan, jotta henkilökunta voi kertoa heille, milloin on aika lopettaa. Kasinot voivat saada suuret sakot, jos vapaaehtoisilla sulkulistoilla olevat saadaan kiinni uhkapelaamisesta.

Esimerkkejä kasvojentunnistustekniikasta

  1. Amazon mainosti aiemmin lainvalvontaviranomaisille pilvipohjaista kasvojentunnistuspalveluaan nimeltä Rekognition. Kesäkuussa 2020 julkaistussa blogikirjoituksessa yritys kertoi kuitenkin aikeestaan kieltää tekniikkansa käytön poliisilta yhden vuoden ajaksi. Perusteluna oli se, että yritys haluaa antaa aikaa säätää Yhdysvaltain liittovaltion lakeja ihmisoikeuksien ja kansalaisvapauksien suojelemiseen.
  2. Apple käyttää kasvojentunnistusta, jonka avulla käyttäjät voivat avata puhelimensa lukituksen, kirjautua sovelluksiin ja tehdä ostoksia nopeasti.
  3. British Airways käyttää kasvojentunnistusta matkustajille, jotka lähtevät lennolle Yhdysvalloista. Matkustajien kasvot voidaan skannata kameralla, jotta heidän henkilöllisyytensä vahvistetaan ja he voivat nousta lentokoneeseen näyttämättä passia tai tarkastuskorttia. Lentoyhtiö on käyttänyt tekniikkaa Heathrow'lta lähtevillä Ison-Britannian sisäisillä lennoilla ja aikoo käyttää biometrisiä tietoja koneeseen pääsyssä myös lentoasemalta lähtevillä kansainvälisillä lennoilla.
  4. Yhdysvaltalaisen sairausvakuutuslaitoksen Cignan Kiinassa asuvat asiakkaat voivat tehdä korvausvaatimukset allekirjoittamalla ne valokuvalla kirjoitetun allekirjoituksen sijaan. Tällä pyritään estämään petoksia.
  5. Coca-Cola on käyttänyt kasvojentunnistusta monin tavoin eri puolilla maailmaa. Yhtiö on esimerkiksi palkinnut asiakkaitaan kierrätyksestä automaateillaan Kiinassa, näyttänyt personoituja mainoksia automaateillaan Australiassa ja tapahtumamarkkinoinnissa Israelissa.
  6. Facebook alkoi käyttää kasvojentunnistusta Yhdysvalloissa vuonna 2010, kun se alkoi merkitä valokuvissa olevat ihmiset automaattisesti merkintäehdotustyökalullaan. Työkalu skannaa käyttäjän kasvot ja antaa ehdotuksia siitä, kuka henkilö on. Facebook teki ominaisuudesta valintaan perustuvan vuonna 2019, kun se pyrki parantamaan yksityisyyden suojaa. Facebook antaa ohjeet kasvojentunnistuksen käyttöönottoon ja käytöstäpoistoon täällä.
  7. Google on sisällyttänyt tekniikan Google Kuviinja käyttää sitä valokuvien lajitteluun ja automaattiseen merkitsemiseen tunnistettujen henkilöiden perusteella.
  8. MAC-kosmetiikkamerkki käyttää kasvojentunnistustekniikkaa joissakin liikkeistään. Niissä asiakkaat voivat ”kokeilla” meikkejä virtuaalisesti käyttämällä laajennettua todellisuutta hyödyntäviä peilejä.
  9. McDonald’s on käyttänyt kasvojentunnistusta Japanissa sijaitsevissa ravintoloissaan asiakaspalvelun tason arvioimiseen, muun muassa sen analysoimiseen, hymyilevätkö työntekijät asiakkaita palvellessaan.
  10. Snapchat on yksi kasvojentunnistusohjelmistojen edelläkävijöistä: sen avulla brändit ja organisaatiot voivat luoda suodattimia, jotka mukautuvat käyttäjän kasvojen perusteella. Siksi näemme koiranpentuja ja kukkaseppelsuodattimia kaikkialla sosiaalisessa mediassa.

Kasvojentunnistustekniikkaa tarjoavat muun muassa seuraavat teknologiayritykset:

  • Kairos
  • Noldus
  • Affectiva
  • Sightcorp
  • Nviso

Kasvojentunnistuksen hyödyt

Älypuhelimen lukituksen avaamisen lisäksi kasvojentunnistuksella on muitakin hyötyjä:

Turvallisuuden parantaminen

Valtioiden tasolla kasvojentunnistus voi auttaa tunnistamaan terroristeja tai muita rikollisia. Henkilökohtaisella tasolla kasvojentunnistusta voi käyttää tietoturvatyökaluna omien laitteiden lukitsemisessa ja omissa valvontakameroissa.

Rikosten vähentäminen

Kasvojentunnistus helpottaa murtovarkaiden, varkaiden ja luvattomasti alueella olevien ihmisten löytämistä. Pelkkä tieto kasvojentunnistusjärjestelmän käytöstä voi toimia pelotteena erityisesti pikkurikosten kohdalla. Fyysisen turvallisuuden lisäksi tekniikasta on hyötyä myös kyberturvallisuudessa. Yritykset voivat käyttää kasvojentunnistustekniikkaa salasanojen tilalla tietokoneissa. Teoriassa tekniikkaa ei voi hakkeroida, koska mitään varastettavaa tai muutettavaa ei ole, toisin kuin salasanan kohdalla.

Syrjinnän estäminen henkilöntarkastuksissa

Yleinen huoli perusteettomista henkilöntarkastuksista on poliiseille kiistanalainen kysymys, jossa kasvojentunnistus voi parantaa prosessia. Kun epäiltyjä etsitään ihmisjoukoista automaattisesti eikä ihmisvoimin, kasvojentunnistustekniikka voi auttaa välttämään mahdollisia ennakkoluuloja ja vähentää lainkuuliaisten kansalaisten pysäytyksiä ja tarkastuksia.

Käytön helppous

Kun tekniikan käyttö yleistyy, asiakkaat voivat maksaa liikkeissä kasvojensa avulla sen sijaan, että he joutuisivat ottamaan esiin luottokortin tai käteistä. Tämä voi säästää aikaa kassajonoissa. Koska kasvojentunnistus ei vaadi kosketusta, toisin kuin sormenjälki tai muut suojausmenetelmät (tästä on hyötyä koronapandemian jälkeisessä maailmassa), se tekee vahvistuksesta nopeaa, automaattista ja saumatonta.

Nopeampi käsittely

Kasvojentunnistusprosessi vie vain sekunnin, ja tästä on hyötyä kasvojentunnistusta käyttäville yrityksille. Kyberhyökkäysten ja kehittyneiden hakkerointityökalujen aikakaudella yritykset tarvitsevat tekniikoita, jotka ovat sekä turvallisia että nopeita. Kasvojentunnistuksen avulla henkilöllisyyden voi vahvista nopeasti ja tehokkaasti.

Integrointi muiden tekniikoiden kanssa

Useimmat kasvojentunnistusratkaisut ovat yhteensopivia useimpien suojausohjelmistojen kanssa. Niiden integrointi on helppoa. Tästä syystä käyttöönotto ei vaadi suuria lisäinvestointeja.

Kasvojentunnistuksen haitat

Vaikka joitakin ihmisiä ei haittaa, että heitä kuvataan julkisella paikalla, eivätkä he vastusta kasvojentunnistuksen käyttöä, kun siitä on hyötyä tai sille on peruste, muissa tämä tekniikka voi herättää vahvoja reaktioita. Haittoja ja huolenaiheita ovat esimerkiksi seuraavat:

Valvonta

Jotkut ovat huolissaan siitä, että kasvojentunnistuksen käyttö ja kaikkialla yleistyneet videokamerat, tekoäly ja data-analyysit luovat mahdollisuudet joukkovalvonnalle, joka voisi rajoittaa yksilönvapautta. Kasvojentunnistustekniikalla valtiot voivat ottaa kiinni rikollisia, mutta ne voivat samalla ottaa kiinni tavallisia syyttömiä ihmisiä milloin tahansa.

Virheiden mahdollisuus

Kasvojentunnistustiedoissa voi olla virheitä, joiden seurauksena ihmisiä voidaan syyttää rikoksista, joita he eivät ole tehneet. Esimerkiksi pieni muutos kameran kulmassa tai henkilön ulkonäössä, kuten uusi hiustyyli, voi aiheuttaa virheen. Vuonna 2018 Newsweek raportoi, että Amazonin kasvojentunnistustekniikka oli tunnistanut virheellisesti 28 Yhdysvaltain kongressin jäsentä rikoksista pidätetyiksi henkilöiksi.

Yksityisyyden loukkaukset

Etiikkaa ja yksityisyyttä koskeva kysymys on kaikkein kiistanalaisin. Valtioiden tiedetään säilyttäneen useiden kansalaistensa kuvia ilman heidän suostumustaan. Vuonna 2020 Euroopan komissio ilmoitti harkitsevansa kasvojentunnistustekniikan kieltämistä julkisissa tiloissa enintään viideksi vuodeksi, jotta jää aikaa luoda sääntelyjärjestelmä yksityisyyttä ja etiikkaa koskevien väärinkäytösten estämiseen.

Suuri tallennustila

Kasvojentunnistusohjelmisto perustuu koneoppimistekniikkaan, joka edellyttää, että valtavat tietojoukot "oppivat” tuottamaan tarkkoja tuloksia. Tällaiset suuret tietojoukot vaativat suuren tallennustilan. Pienillä ja keskisuurilla yrityksillä ei välttämättä ole riittävästi resursseja vaadittujen tietojen säilyttämiseen.

Kasvojentunnistuksen turvallisuus: miten voit suojautua?

Vaikka biometrisiä tietoja pidetään yleensä yhtenä luotettavimmista todennusmenetelmistä, siihen liittyy myös huomattava riski. Jos jonkun luottokortin tiedot hakkeroidaan, hän voi kuolettaa luottokorttinsa ja muuttaa varastetut henkilökohtaiset tiedot. Mitä voit tehdä, jos menetät digitaaliset ”kasvosi”?

Kaikkialla maailmassa tallennetaan, säilytetään ja analysoidaan entistä suurempia määriä biometrisiä tietoja, ja usein sitä tekevät organisaatiot ja valtiot, joilla on kirjava historia kyberturvallisuudessa. Yhä useammin kysytään, kuinka turvallinen kaikkien näiden tietojen säilytykseen ja käsittelyyn käytetty infrastruktuuri on.

Koska kasvojentunnistusohjelmistot ovat edelleen suhteellisen uusia, alaa säätelevä lainsäädäntö kehittyy jatkuvasti (ja joskus se puuttuu kokonaan). Tavallisilla kansalaisilla, joiden tiedot ovat vaarantuneet, on melko vähän oikeudellisia keinoja käytettävissään. Kyberrikolliset onnistuvat usein välttämään viranomaiset tai saavat tuomion vuosia myöhemmin, kun taas heidän uhrinsa eivät saa korvauksia ja jäävät oman onnensa nojaan.

Kasvojentunnistuksen käytön yleistyessä kasvaa myös sen mahdollisuus, että hakkerit varastavat kasvojesi tiedot petoksia varten.

Kattava kybersuojausratkaisu on keskeisen tärkeä, kun haluat suojata yksityisyytesi ja tietosi verkossa. Suosittelemme Kaspersky Security Cloudia, joka suojaa kaikki laitteesi ja sisältää virustorjunnan, kiristysohjelmien torjunnan, mobiililaitteiden suojauksen, salasanojen hallinnan, VPN:n ja lapsilukon.

Biometrinen tekniikka tarjoaa kiinnostavia suojausratkaisuja. Riskeistä huolimatta järjestelmät ovat helppokäyttöisiä ja vaikeita kopioida. Näiden järjestelmien kehitys jatkuu, ja haasteena on maksimoida niiden hyödyt samalla, kun riskit minimoidaan.

Aiheeseen liittyviä artikkeleita:

Kasvojentunnistus – määritelmä ja selitys

Kaspersky Logo