Anwendungen der Gesichtserkennung mit KI

Stell dir vor, du kommst bei der Arbeit an. Beim Betreten des Büros nimmt eine Kamera schnell ein Bild von deinem Gesicht auf. Im Hintergrund kommen fortschrittliche Computer-Vision-Techniken zum Einsatz. Zuerst wird mithilfe der Objekterkennung festgestellt, dass sich ein Gesicht im Bild befindet. Anschließend werden wichtige Punkte deines Gesichts erfasst – der Abstand zwischen deinen Augen, die Form deiner Nase und die Kontur deines Kiefers. Aus diesen Details entsteht ein einzigartiger digitaler Code, der „Gesichtsabdruck“ genannt wird.

Anschließend wird dein Gesichtsmuster mit einer Datenbank der Gesichter von Mitarbeitenden verglichen, um deine Identität zu bestätigen. Dank des schnellen und unkomplizierten Ablaufs kannst du mühelos einstempeln, ohne Ausweis oder Fingerabdruckscan. Gesichtserkennung wird jedoch nicht nur zur Arbeitszeiterfassung eingesetzt, sondern auch in vielen anderen Lebensbereichen.

In diesem Artikel untersuchen wir Anwendungen der Gesichtserkennung in verschiedenen Branchen. Außerdem besprechen wir die Vorteile und ethischen Fragen, die mit Gesichtserkennung verbunden sind.

Vorteile der Gesichtserkennung#

Bevor wir uns mit den verschiedenen Einsatzmöglichkeiten der Gesichtserkennung befassen, sehen wir uns ihre Vorteile an. Herkömmliche Methoden zur Identifizierung und Absicherung, etwa Ausweise, Passwörter und manuelle Kontrollen, führen oft zu Verzögerungen, Betrugsrisiken und Unannehmlichkeiten. Die Gesichtserkennungstechnologie ändert das: Mithilfe fortschrittlicher Software identifiziert sie Personen schnell und präzise. Dadurch erhöht sie die Sicherheit und macht viele Aufgaben schneller und einfacher.

Abb. 1. Die Vorteile der Gesichtserkennung.

Hier sind einige wichtige Vorteile:

• Mehr Sicherheit: Gesichtserkennung trägt dazu bei, Orte zu schützen, indem sie Personen präzise identifiziert und das Risiko eines unbefugten Zutritts verringert.
• Komfort: Sie erleichtert alltägliche Aufgaben wie das Einstempeln bei der Arbeit, das Entsperren deines Smartphones oder das Bezahlen – ganz ohne Ausweis oder Passwort.
• Schnellere Abläufe: Diese Technologie beschleunigt Identifizierung und Überprüfung und sorgt so an Flughäfen, Arbeitsplätzen und in Geschäften für schnellere Abläufe.
• Besseres Einkaufserlebnis: Im Einzelhandel kann Gesichtserkennung das Einkaufserlebnis persönlicher gestalten. Maßgeschneiderte Vorschläge und schnellere Bezahlvorgänge machen den Einkauf angenehmer.

Ein weiterer interessanter Vorteil: Gesichtserkennung kann AI-Systeme verbessern, indem sie verschiedene Prozesse automatisiert. Wenn du AI in deine Geschäftsabläufe integrierst, kann Gesichtserkennung als Computer-Vision-Anwendung die Funktionen deines Systems erweitern. In der Fertigung kann Gesichtserkennung beispielsweise dabei helfen, die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften zu überwachen, indem sie prüft, ob bestimmte Mitarbeitende vorgeschriebene Schutzausrüstung wie Helme, Schutzbrillen und andere persönliche Schutzausrüstung (PPE) tragen. Statt nur zu zählen, wie viele Mitarbeitende Schutzausrüstung tragen oder nicht tragen, kann die Gesichtserkennung feststellen, wer die Vorschriften nicht einhält.

Ein kurzer Rückblick auf die Entwicklung der Gesichtserkennung#

In den 1990er-Jahren wurde die Gesichtserkennungstechnologie mit Verfahren wie dem Eigenface-Ansatz populär, bei dem einfache mathematische Methoden zur Gesichtserkennung eingesetzt wurden. Diese frühen Verfahren waren im Alltag jedoch nicht zuverlässig, da sie Schwierigkeiten mit wechselnden Lichtverhältnissen, Gesichtsausdrücken und Blickwinkeln hatten.

Anfang der 2000er-Jahre wurden neue Verfahren mit lokalen Merkmalen entwickelt, etwa Gabor-Filtern und lokalen binären Mustern (LBP). Sie kamen besser mit unterschiedlichen Gesichtsdarstellungen zurecht, hatten aber weiterhin Einschränkungen und waren nicht immer genau genug.

Abb. 2. Die Geschichte der Gesichtserkennung.

Ein wichtiger Durchbruch gelang Anfang der 2010er-Jahre mit dem Aufkommen von Deep Learning, insbesondere mit Convolutional Neural Networks (CNNs). Fortschrittliche Methoden wie DeepFace und DeepID nutzten mehrere Verarbeitungsschichten, um detaillierte Gesichtsmerkmale zu erlernen. Deep-Learning-Methoden haben Gesichtserkennungssysteme deutlich genauer und zuverlässiger gemacht und damit für viele Anwendungen in der Praxis nutzbar gemacht.

Einsatzmöglichkeiten der Gesichtserkennung in verschiedenen Branchen#

Die Gesichtserkennungstechnologie entwickelt sich rasant weiter und soll bis 2028 weltweit ein Volumen von $13.4 Milliarden erreichen. Die jährliche Wachstumsrate beträgt 16,3 %. Tatsächlich begannen zwischen 2017 und 2019 64 Länder, KI-Überwachung mit Gesichtserkennung einzusetzen. Ein Grund für die schnelle Verbreitung ist, dass die Technologie in vielen Branchen genutzt werden kann, in denen die Identifizierung eines menschlichen Gesichts entscheidend ist. Sehen wir uns einige Anwendungen genauer an.

Abb. 3. Verschiedene Anwendungen der Gesichtserkennung.

Gesichtserkennung im Einzelhandel#

Im Einzelhandel verändert Gesichtserkennung die Abläufe in Geschäften und macht das Einkaufen einfacher und persönlicher. Geschäfte können wiederkehrende Kundinnen und Kunden erkennen und ihnen auf Grundlage früherer Einkäufe persönliche Empfehlungen anbieten. Das macht das Einkaufen angenehmer und motiviert Kundinnen und Kunden, wiederzukommen. Außerdem können sie an der Kasse mithilfe der Gesichtserkennung bezahlen, sodass Bargeld oder Karten überflüssig werden.

Abb. 4. Bezahlen mit Gesichtserkennung.

Ein gutes Beispiel ist X5, Russlands größte Lebensmittelhandelskette. Im März 2021 führte X5 gemeinsam mit Visa und Sberbank ein Zahlungssystem mit Gesichtserkennung ein. Kundinnen und Kunden können bezahlen, indem sie einfach in eine 3D-Kamera blicken. Das System vereinfacht das Warteschlangenmanagement in Geschäften, indem es den Bezahlvorgang beschleunigt, Wartezeiten verkürzt und den Kassiervorgang schneller und effizienter macht.

Gesichtserkennung für mehr Sicherheit#

Einer der größten Vorteile der Gesichtserkennungstechnologie ist, dass sie die Sicherheit verbessert. Auf Smartphones und anderen persönlichen Geräten bietet sie eine schnelle und sichere Möglichkeit, Bildschirme zu entsperren. Mithilfe der Gesichtserkennung können Geräte sicherstellen, dass nur befugte Personen auf vertrauliche Informationen zugreifen. Dadurch wird es Unbefugten erschwert, sich Zugang zu verschaffen. Im Vergleich zu herkömmlichen Passwörtern oder PIN-Codes, die erraten oder gestohlen werden können, bietet sie eine zusätzliche Sicherheitsebene.

Abb. 5. Das Smartphone mit Gesichtserkennung entsperren.

Gesichtserkennung wird auch häufig in Überwachungssystemen eingesetzt, um öffentliche Bereiche zu überwachen. Sicherheitskameras mit Gesichtserkennung können Personen in Echtzeit identifizieren und Behörden dabei helfen, potenzielle Gefahren schnell zu erkennen. So kann Gesichtserkennung bei Großveranstaltungen bekannte Straftäter oder vermisste Personen finden und diese Orte dadurch sicherer machen. Unternehmen und Behördengebäude setzen Gesichtserkennung außerdem ein, um den Zugang zu gesperrten Bereichen zu kontrollieren. Das erhöht die Sicherheit und macht Identitätsprüfungen zugleich schneller und zuverlässiger.

Gesichtserkennung am Flughafen#

Flughäfen verändern ihre Abläufe durch den Einsatz von Gesichtserkennung. Beim Check-in können Passagiere damit ihre Identität schnell und sicher bestätigen. Dazu wird das Gesicht eines Passagiers mit dem Foto in seinen Reisedokumenten verglichen. Auch Sicherheitskontrollen und Boarding laufen dadurch reibungsloser ab. Passagiere müssen nicht mehrere Ausweisdokumente vorzeigen, sondern können einfach in eine Kamera blicken. So wird die gesamte Reise angenehmer.

Dasselbe System kommt auch bei der Einreise an Flughäfen zum Einsatz. Es verbessert die Genauigkeit der Identitätsprüfung, beschleunigt die Einreise und verringert Engpässe. Die US-Zoll- und Grenzschutzbehörde (CBP) hat Gesichtserkennungstechnologie an 238 Flughäfen eingeführt. Große US-Fluggesellschaften wie Delta, American und United haben Gesichtserkennung in verschiedene Phasen der Passagierreise integriert, vom Check-in bis zum Boarding. Bis 2025 werden voraussichtlich mehr als 53 % der Flughäfen weltweit biometrische Verfahren an Sicherheitskontrollen einsetzen.

Abb. 6. Die Einreisekontrolle an Flughäfen mit Gesichtserkennung vereinfachen.

Wenn wir sagen, dass Gesichtserkennung Sicherheitskontrollen beschleunigt, meinen wir nicht nur ein paar Minuten. Eine Studie ergab, dass der Anteil der Passagiere, die innerhalb von 30 Minuten abgefertigt wurden, nach der Einführung biometrischer Verfahren am Flughafen Dublin von 65 % auf 87 % stieg. Viele Passagiere schätzen außerdem die kürzeren Wartezeiten und die Tatsache, dass sie nicht mehrere Ausweisdokumente vorzeigen müssen. Einer Umfrage zufolge bevorzugen 73 % der Passagiere biometrische Identifizierung gegenüber herkömmlichen Methoden.

Ethische Fragen rund um Gesichtserkennung#

Mit der zunehmenden Verbreitung der Gesichtserkennungstechnologie treten wichtige ethische Bedenken auf, die berücksichtigt werden müssen. Dabei steht der Datenschutz an erster Stelle. Diese Systeme erfassen und speichern viele persönliche Daten, etwa detaillierte Bilder von Gesichtern. Daraus lassen sich die Identität einer Person und sensible Informationen wie Geschlecht, Alter und sogar Gesundheitszustand ableiten. Es besteht das Risiko, dass diese Daten missbraucht werden, etwa durch unbefugten Zugriff oder Weitergabe. Das stellt eine ernsthafte Bedrohung für die Privatsphäre dar.

Ein weiteres großes Problem sind Voreingenommenheit und Fairness. Viele Gesichtserkennungssysteme funktionieren nicht für alle Menschen gleich gut. Bei bestimmten Gruppen, etwa Frauen und People of Color, schneiden sie oft schlechter ab. Den Datensätzen, mit denen diese Systeme trainiert werden, fehlt es häufig an Vielfalt, und sie sind zugunsten bestimmter Bevölkerungsgruppen verzerrt. Studien haben beispielsweise gezeigt, dass Gesichtserkennungssysteme bei der Identifizierung dunkelhäutiger Personen mehr Fehler machen als bei hellhäutigen Personen. In Bereichen wie der Strafverfolgung und dem Einstellungsverfahren kann dies zu unfairer Behandlung und Diskriminierung führen.

Abb. 7 Gesichtserkennung wirft viele ethische Fragen auf.

Der weitverbreitete Einsatz von Gesichtserkennung zur Überwachung wirft Fragen zu den bürgerlichen Freiheiten auf. Um diesen ethischen Bedenken Rechnung zu tragen, sind strenge Datenschutzmaßnahmen wie Datenverschlüsselung und konsequente Zugriffskontrollen unerlässlich, damit persönliche Informationen geschützt sind. Ebenso wichtig ist es, Gesichtserkennungssysteme mit vielfältigen Datensätzen zu trainieren, um Verzerrungen zu verringern und die Fairness zu verbessern. Klare Vorschriften und Richtlinien können den Einsatz von Gesichtserkennung regeln und sicherstellen, dass die Technologie verantwortungsvoll und ethisch genutzt wird und die Rechte und Freiheiten der Menschen gewahrt bleiben.

Ein abschließender Blick auf die Gesichtserkennung#

Anwendungen zur Gesichtserkennung werden schnell Teil unseres Alltags und verändern mit ihren fortschrittlichen Funktionen zahlreiche Branchen. Schon bald könnte die Technologie regelmäßig in Geschäften, Banken, Flughäfen und anderen öffentlichen Räumen zum Einsatz kommen. Auch wenn die Vorteile klar erkennbar sind, müssen wir die damit verbundenen ethischen Bedenken berücksichtigen. Bei der weiteren Nutzung von Gesichtserkennung ist es entscheidend, das richtige Gleichgewicht zwischen Innovation und der Einhaltung ethischer Verhaltensregeln zu finden. So können wir die Technologie voll ausschöpfen und gleichzeitig die Rechte und Freiheiten des Einzelnen schützen.

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