Gesichtserkennung: Clever oder einfach nur gruselig?

Wir haben mehr als 25.000 digitale Fotos auf unseren Computerfestplatten gespeichert – die meisten davon von Menschen. Bisher war unser einziges Mittel, ein bekanntes Gesicht aufzuspüren, die manuelle Suche: nach Datum, EXIF-Daten, Tags oder der rohen Kraft unseres eigenen Gedächtnisses. Jetzt können Computer die Suche übernehmen, dank der raffinierten Gesichtserkennungsfunktion, die Apple und Google in die neuesten Versionen ihrer Fotoverwaltungssysteme integriert haben.



Testbericht zum grünen Laserpointer

Schnappen: Apples iPhoto identifiziert automatisch Gesichter in einer Sammlung von Bildern.

Die Gesichtserkennung war eine dieser brillanten, aber technisch fragwürdigen und ethisch heiklen Anti-Terror-Technologien, die nach den Anschlägen vom 11. September eingesetzt wurden. Die Idee war, Terroristen beim Durchlaufen von Sicherheitskontrollen automatisch auszusortieren – nur so ging es nicht: Bei einem Test in Tampa etwa wurden Flughafenmitarbeiter nur in 53 Prozent der Fälle korrekt identifiziert. Bürgerrechtsgruppen äußerten auch Bedenken hinsichtlich falsch positiver Ergebnisse – Menschen, die fälschlicherweise als Terroristen identifiziert und möglicherweise nur wegen ihres Aussehens festgenommen wurden. Und so verschwand die Gesichtserkennung ohne nachweisbaren Nutzen weitgehend vom Radar der Öffentlichkeit.





Das ist die allgemein 's Radar, wohlgemerkt. Viele Länder, einschließlich der Vereinigten Staaten, haben ihre Anforderungen für Passfotos im Stillen überarbeitet, um sie für Gesichtserkennungssoftware freundlicher zu machen. Das National Institute of Standards and Technology, das die Technologie seit 1994 getestet hatte, führte 2002 und 2006 groß angelegte Gesichtserkennungstests durch. Oregon und einige andere Staaten begannen mit der Gesichtserkennung, um zu erkennen, wenn eine Person versucht, eine Lizenz unter verschiedene Namen. Und die Technik wurde immer besser. Viel besser.

Um ein funktionierendes Gesichtserkennungssystem zu haben, muss ein Computer zunächst in der Lage sein, das Gesicht zu erkennen, also bei einem Foto die Gesichter darin zu finden. Technisch gesehen ist dies einfacher und zuverlässiger, als eine bestimmte Person zu identifizieren. Diese Technologie wurde kurz nach dem 11. September 2001 so gut wie perfektioniert. Das Ergebnis: Gesichtserkennungssysteme erschienen vor einigen Jahren in Digitalkameras und Camcordern. Diese Algorithmen arbeiten im Allgemeinen, indem sie nach Objekten suchen, die wie Augen, eine Nase und vielleicht etwas rundes aussehen. Sie identifizieren Kästchen, in denen sich wahrscheinlich Gesichter befinden, und teilen dem Autofokussystem dann mit, welcher Teil des Fotos scharf gestellt werden muss. Schließlich hasst es jeder, wenn Omas Augen verschwommen sind, oder?

Die Gesichtserkennung beginnt also mit der Gesichtserkennung. Das Gesicht wird dann so gedreht, dass die Augen eben sind und auf eine einheitliche Größe skaliert. Als nächstes greift einer von drei verschiedenen technischen Ansätzen. Jeder dieser Ansätze ist natürlich durch seine eigenen Patente abgedeckt und in verschiedenen Anbieterangeboten gebündelt. Ein Ansatz wandelt das Gesicht in eine mathematische Vorlage um, die gespeichert und durchsucht werden kann; ein zweiter verwendet das gesamte Gesicht als Vorlage und führt den Bildabgleich durch. Und ein dritter Ansatz versucht, ein 3D-Modell basierend auf dem Gesicht zu erstellen, und führt dann eine Art geometrisches Matching durch. Aufgrund unserer Erfahrung mit der Software glauben wir, dass das Apple-System einen Landmarken-Ansatz verwendet, während das Google-System eine Art Bildabgleich durchführt. Aber wir könnten falsch liegen. Keines der Unternehmen hat veröffentlicht, welche Algorithmen es verwendet.



Wir haben die Gesichtserkennung in Apples iPhoto '09 getestet, indem wir sie auf zwei verschiedene Datenbanken mit 17.000 und 10.000 Fotos angewendet haben, die auf unseren eigenen Festplatten gespeichert sind. Picasa von Google funktioniert nur mit zuvor hochgeladenen Webalben; wir haben es dort auf rund 500 Fotos getestet. Das Fazit: Beide Systeme funktionieren größtenteils, sind extrem cool und auch irgendwie gruselig.

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Doppelgänger: Sobald eine Person identifiziert wurde, versucht iPhoto, andere Bilder zu finden, die ihr Abbild zeigen.

iPhoto '09 ist sicherlich das freundlichere von beiden. Wenn Sie iPhoto zum ersten Mal ausführen, werden alle Gesichter in Ihrer Fotobibliothek durchsucht. Dies dauerte auf einem Dual-Core-iMac etwa vier Stunden. Als nächstes klicken Sie auf ein Foto von jemandem, den Sie kennen; Klicken Sie auf Name und füllen Sie das Textfeld unter dem Gesicht Ihrer Person aus. iPhoto durchsucht Ihre Fotobibliothek und sucht nach anderen Fotos derselben Person. (Die Erkennung scheint auf Merkmalen in einem Erkennungsfeld zu basieren, das von den linken und rechten Schläfen, Augenbrauen und Kinn begrenzt wird.)

Insgesamt leistet iPhoto überraschend gute Arbeit, um eine Reihe von Fotos der von Ihnen ausgewählten und benannten Person zu finden. Dabei findet es aber auch Fotos von anderen Personen. Ihre nächste Aufgabe besteht also darin, iPhoto mitzuteilen, welche Fotos richtig und welche falsch sind. iPhoto verwendet diese Informationen, um seine mathematischen Modelle zu aktualisieren. Anschließend durchsucht es Ihre Fotobibliothek nach anderen Fotos derselben Person. Wenn es keine finden kann, können Sie manuell auf eines hinweisen, um iPhoto einen anderen Ausgangspunkt zu geben. es wird dann mehr suchen. Sie können auch auf ein Foto klicken und iPhoto bitten, herauszufinden, wer auf dem Bild zu sehen ist. Wenn Sie die Vermutung von iPhoto bestätigen, wird das Modell noch besser.



Wir waren erstaunt, wie gut iPhoto darin war, Fotos unserer Kinder zu finden. Erstaunlicherweise konnte iPhoto sogar zwischen unseren eineiigen Zwillingen unterscheiden. (Der Trick ist, dass einer von ihnen ein etwas dünneres und größeres Gesicht hat als das andere.) Enttäuscht waren wir jedoch, dass es viel mehr Fotos von einem Zwilling als dem anderen gefunden hat, obwohl wir beide in gleicher Anzahl fotografieren – und oft in der gleichen Aufnahme. Eine Untersuchung ihrer Fotos ergab etwas, das wir nicht bemerkt hatten, aber iPhoto hatte: Ein Zwilling schaut immer direkt in die Kamera, der andere neigt jedoch dazu, den Kopf wegzuneigen, und die Gesichtserkennung von iPhoto funktioniert nicht, wenn das Programm nur sieht ein Auge. Wir haben auch viele Fotos von Kindern in Schminke. iPhoto fand praktisch keine davon, außer wenn die Farbe auf die Mitte der Stirn des Kindes beschränkt war – was außerhalb des Erkennungsfelds liegt.

Es ist verlockend, viel in das Erkennungssystem von iPhoto einzulesen. Die Suche nach Fotos von Beth brachte viele Fotos von Simsons Ex-Freundinnen hervor. Es ist verlockend zu sagen, dass iPhoto weiß, was Simson mag, aber dies könnte auch ein Vorurteil in unserem Testkorpus sein: Wählen Sie zufällige Fotos aus Simsons Bibliothek aus, und Sie werden sicher eine Reihe seiner Ex-Freundinnen finden.

iPhoto war auch überraschend gut darin, Fotos von unseren Katzen zu finden, insbesondere von denen mit weißem oder orangefarbenem Fell. Leider konnten die Tabbies nicht gefunden werden – vermutlich sind Gesichtszüge schwerer zu unterscheiden, wenn die Augen die gleiche Farbe wie die Wangen haben. Und iPhoto leistet erstaunliche Arbeit beim Auffinden und Erkennen von Gesichtern in Schatten und anderen Situationen mit niedrigem Kontrast. Das liegt daran, dass iPhoto den Kontrast zwischen Gesicht und Hintergrund ankurbelt, vermutlich um die Funktionen leichter herauszubekommen.

Seit wir iPhoto '09 installiert haben, hat unsere Familie stundenlang am Computer gesessen, nach Fotos der Kinder gesucht und dem Computer beigebracht, wie jeder von uns aussieht. Wir fanden viele alte Fotos, die wir vergessen hatten. Wir lachen über die Unstimmigkeiten. Wir versuchen, die Algorithmen zu verstehen. Dies ist eines der unterhaltsamsten Programme, die Apple je entwickelt hat.

Die Picasa-Technologie von Google ist viel gruseliger. Anstatt mit einem Foto von jemandem zu beginnen, den Sie kennen, und nach allen ähnlichen Übereinstimmungen zu suchen, nimmt Google jedes Foto, das Sie auf Picasa hochgeladen haben, durchsucht alle nach Gesichtern und gruppiert diese Gesichter dann in Gruppen von angeblich denselben Personen. Sie gehen dann jede Gruppe durch und teilen Google mit, wer eine Person ist – einschließlich ihres vollständigen Namens, Spitznamens und ihrer E-Mail-Adresse.

Tatsächlich ist das Clustering von Google nicht so toll. Es bringt häufig verschiedene Personen in denselben Cluster, und es werden viele verschiedene Cluster für dieselbe Person erstellt. Und im Gegensatz zu iPhoto, das Fotos unserer 12-jährigen Tochter problemlos mit ihren Fotos als Kleinkind zuordnen konnte, dachte Google, dass die Kinder unterschiedliche Menschen sind. Aber die Benutzeroberfläche von Google ist ziemlich einfach zu bedienen, die Zuordnungsaufgabe ist seltsam überzeugend, und bevor Sie sich versehen, haben Sie jedes Ihrer Fotos mit allen echten Namen und E-Mail-Adressen jeder Person versehen, die das Foto zeigt .

Dieses Real-Name-Tagging macht die Gesichtserkennung von Google so gruselig. Denken Sie daran, dass sich all diese Fotos nicht auf Ihrem Computer befinden, sondern auf dem Server von Google. Und da E-Mail-Adressen eindeutig sind, könnte Google die mit Tags versehenen Fotos aller Picasa-Benutzer verwenden, um eine globale Datenbank zu erstellen, die Fotos mit E-Mail-Adressen abgleicht. Dies würde nicht einmal gegen die Datenschutzerklärung von Google verstoßen, solange Google diese Informationen nur zur Verbesserung seines Dienstes verwendet und die Datenbank nicht allgemein zugänglich macht.

Aber das wirklich Beunruhigende an Googles Service ist, dass er nicht nur bei deinen Freunden aufhört. Bevor Sie sich versehen, fordert Google Sie auf, all die anderen Gesichter auf Ihren Fotos zu identifizieren – die Menschen im Hintergrund, die Gesichter in der Menge, sogar die Gesichter auf Postern. Dies entspricht sicherlich der Unternehmensmission von Google, die Informationen der Welt zu organisieren und allgemein zugänglich und nützlich zu machen. Aber wollen wir das wirklich von einer Foto-Sharing-Website?

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Unsere iPhoto-Erfahrungen waren eine Freude: Wir waren aufgeregt und erfreut, so viele Bilder von unseren Kindern, unserer Familie und Freunden zu finden – und sogar von uns selbst. Auf der anderen Seite fühlten wir uns bei der Verwendung der erweiterten Tagging-Funktion in Googles Picasa wie Geheimdienstanalysten, die im fensterlosen Labor einer totalitären Regierung arbeiten.

Wir glauben, dass die verbraucherorientierte Gesichtserkennungstechnologie die öffentlichen Debatten über Biometrie und Massenvideoüberwachung grundlegend verändern wird. Nach dem 11. September hat niemand wirklich verstanden, wie diese Technologie funktioniert, was richtig und was falsch ist. Aber noch in diesem Jahr werden Millionen von Amerikanern Erfahrungen aus erster Hand mit einigen der besten Gesichtserkennungssysteme machen, die jemals eingesetzt wurden. Sobald die Neuheit der Familienfotos abgeklungen ist, werden wir sehen, ob iPhoto- und Picasa-Benutzer ihre Regierung bitten, diese Technologie zu regulieren – oder ihre Bereitstellung zu beschleunigen.

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