MZIMU WA JUKWAANI WAHADAA UTAMBUZI WA SURA

Utambuzi wa sura sasa hufungua simu, huidhinisha malipo na kukagua wasafiri mipakani. Mitandao yake ya neva, makala inabainisha, ina usahihi zaidi kuliko binadamu. Kadiri utegemezi unavyoongezeka, ndivyo kishawishi cha kuuhadaa kinavyoongezeka, na mifumo hii ina aina mbili za walinzi. Vigunduzi vya mashambulizi ya uwasilishaji (presentation-attack detectors) hutafuta picha zilizochapishwa, video zinazochezwa upya au barakoa, kwa kukagua umbile la ngozi na dalili za uhai. Vigunduzi vya sura zilizochanganywa (morph detectors) hutafuta sura zilizochanganywa kidijitali, zinazotengenezwa kwa kuunganisha watu wawili katika picha moja.

Kiinimacho kutoka jukwaani

Tyler Fitzsimmons na Adam Czajka (Chuo Kikuu cha Notre Dame) wanafufua ujanja wa zamani wa ukumbi wa maigizo: Pepper’s Ghost, ambapo kioo kilichoinamishwa huakisi taswira iliyofichwa ili “mzimu” uonekane umesimama jukwaani.

Katika “Ghost Attack” yao, taswira inayoakisiwa inaweka sura ya utambulisho mwingine juu ya sura iliyo mbele ya kamera. Kwa mtazamaji wa kibinadamu, mtu huyo anaonekana wa kawaida kiasi, amefifia kidogo au amefichwa kwa sehemu na mng’ao. Kwa programu, sura hizo mbili zinachanganyika kuwa saini chotara ya sura.

Shambulio hufanyika katika nafasi iliyo wazi kati ya kihisi na mtu. Halihitaji kufikia programu ya utambuzi, hali yake ya ndani au maamuzi yake, wala vifaa vya kamera: linafanya kazi kama shambulio safi la kisanduku cheusi (black-box). Waandishi wanaliwasilisha kama shambulio la kwanza la kimwili la aina hii, likiwa kati ya mashambulizi ya uwasilishaji na uchanganyaji wa sura.

Jaribio makini la maabara

Watafiti hawakutumia watu halisi. Sura halisi zilikuwa picha kutoka hifadhidata ya kawaida ya utafiti, zilizoonyeshwa kwenye skrini na kurekodiwa upya; utambulisho wa “mzimu” ulitoka skrini ya pili, ukiakisiwa kwenye kioo. Hili linafanya utaratibu uweze kurudiwa, na waandishi wanahoji kwamba watu halisi wasingebadilisha hitimisho. Walijenga seti ya data, GhostFace, ya utambulisho 100 wenye utofauti wa jinsia, asili na umri, uliorekodiwa kwa nguvu za shambulio zinazoongezeka.

Kisha waliiendesha dhidi ya mifumo huria inayotumika sana: vilinganishi vitano vya sura, vigunduzi vitatu vya udanganyifu na vigunduzi vinne vya sura zilizochanganywa, kwa kufuata viwango vya kimataifa vya majaribio.

Walinzi watatu, wote wamehadaika

• Vigunduzi vya udanganyifu viliainisha kati ya 80% na 96% ya picha za shambulio la nguvu kamili kama sura hai, halisi. Hata kile kilichokuwa makini zaidi kiliruhusu takriban picha nne kati ya tano kupita.
• Vigunduzi vya sura zilizochanganywa, vilivyofunzwa kwa michanganyiko ya kidijitali, vilikosa kati ya 16% na 61% ya picha za shambulio katika mpangilio mkali, huku visiwahi kuialamisha sura halisi hata moja. Vielelezo vilivyofunzwa kwa michanganyiko ya kidijitali, waandishi wanahitimisha, havinasi kwa uhakika michanganyiko ya kimacho (optical).
• Vilinganishi vya sura viliwakubali walaghai kwa viwango tofauti. Kilicho hatarini zaidi, ArcFace, kilikubali 32.75% ya picha za shambulio kama mlengwa katika kizingiti kilichojaribiwa, na angalau picha moja katika video 99 kati ya 100 za shambulio. Kielelezo kipya zaidi kilichojaribiwa bado kilikubali 7% katika kizingiti kikali zaidi. Kilichostahimili zaidi, MagFace, kinachozingatia ubora wa picha katika maamuzi yake, kilikubali chini ya 1%.

Wakati mwingine sura iliyochanganywa haikutambuliwa kama mtu yeyote kati ya wale wawili, bali kama utambulisho wa tatu kutoka hifadhidata.

Kuziba eneo lisiloonekana

Waandishi wanaeleza eneo muhimu lisiloonekana: mifumo ya sasa ya bayometriki haizingatii makadirio ya kupenya mwanga (transparent projections), na makala inaonyesha mipaka ya ukaguzi wa uhai unaotegemea umbile na pia ya vigunduzi vya sura zilizochanganywa vilivyofunzwa kwa picha za kidijitali pekee. Utafiti huu bado ni onyesho la maabara lililotumia vielelezo huria na picha zilizorekodiwa upya. Ili kusaidia utafiti zaidi, waandishi wanatoa seti ya data ya GhostFace kwa timu nyingine kwa ombi, kama kipimo kipya cha kujaribu kwa pamoja utambuzi wa sura, ugunduzi wa udanganyifu na ugunduzi wa sura zilizochanganywa.