كيف أثر ارتداء الكمامة على خوارزميات التعرف على الوجوه؟

قام باحثون من المعاهد الوطنية الأميركية للعلوم والتكنولوجيا بإجراء دراسة لتقييم عمل أنظمة التعرف على الوجوه عند ارتداء الأشخاص للكمامات. وقد توصلت الدراسة إلى أن معظم خوارزميات التعرف على الوجوه قد سجلت معدل خطأ يتراوح بين 5% و50% في مطابقة صورة تم إضافة كمامة إليها بالتعديل الرقمي مع صورة الشخص نفسه من دون كمامة. ويستخدم هذا النوع من المطابقة في فتح قفل الهواتف الذكية وفي أنظمة التحقق من الصور الموجودة في جوازات السفر.

تفاصيل الدراسة

شملت الدراسة 89 نظاماً تجارياً للتعرف على الوجوه من إنتاج شركات مثل كانون وتنسينت ورانك ون وغيرها. واختبر الباحثون هذه الأنظمة باستخدام حوالي 6 مليون صورة عالية الدقة لمليون شخص. وعدلوا الصور رقمياً لإضافة 9 أنواع من الكمامات إليها؛ حيث تتباين هذه الكمامات الرقمية فيما بينها من حيث الشكل واللون ودرجة تغطية الأنف بما يتماشى مع تنوع الكمامات الحقيقية التي يستخدمها الناس.

نتائج الدراسة

قبل وضع الكمامات الرقمية، كان معدل خطأ أفضل الخوارزميات لا يتجاوز 0.3%، أما بعد وضع الكمامة، فقد ارتفع معدل خطئها إلى 5%. في حين أن الخوازميات الأخرى البارزة سجلت معدل خطأ يتراوح بين 20% و50% عند استخدامها في التعرف على الصور مع الكمامة.

مصدر الصورة: المعاهد الوطنية الأميركية للعلوم والتكنولوجيا

تعمل خوارزميات التعرف على الوجوه عادة من خلال قياس سمات الوجه كالأنف والعينين والمسافات التي تفصل بينها، ثم تقارن هذه القياسات مع الصور الأخرى. وقد واجهت الخوارزميات قيد الاختبار صعوبات في معالجة صور الوجوه المغطاة بالكمامات واستخراج هذه السمات بجودة عالية.

كما وجد الباحثون أنه كلما غطت الكمامة مساحة أكبر من الأنف، انخفضت دقة الخوارزميات. وفي حين أن النتائج الإيجابية الخاطئة حافظت على نسبتها، فقد تزايدت نسبة النتائج السلبية الخاطئة. وتشير النتيجة الإيجابية الخاطئة إلى أن الخوارزمية قد وجدت تطابقاً بين صورتين لشخصين مختلفين، بينما تشير النتيجة السلبية الخاطئة إلى فشل الخوارزمية في مطابقة صورتين للشخص نفسه.

كوفيد-19 يفرض تحديات جديدة أمام تكنولوجيا التعرف على الوجوه

تناولت الدراسة الأنظمة التي صُمِّمت دون أن تأخذ مسألة الكمامات بعين الاعتبار، ويعتزم الباحثون إجراء دراسة أخرى لتقييم أداء الخوارزميات التي راعت هذه المشكلة في تصميمها.

وقد أدى التزام الكثير من الناس بارتداء الكمامات أثناء تفشي عدوى كورونا إلى زعزعة أداء خوارزميات التعرف على الوجوه وقدرتها على جمع البيانات الضرورية من أجل تحديد هوية الأشخاص. وهذا ما دفع شركة رانك وان المختصة بتكنولوجيا التعرف على الوجوه إلى تطوير نظام جديد يسمى "التعرف على العينين وما حولهما"، يستطيع تحديد هوية الأفراد اعتماداً على التقاط صورة العينين والحاجبين فقط.