Anwendungen zur Gesichtserkennung in der KI

Stell dir vor, du kommst zur Arbeit. Sobald du das Büro betrittst, nimmt eine Kamera schnell ein Bild von deinem Gesicht auf. Hinter den Kulissen kommen fortschrittliche Computer-Vision-Verfahren zum Einsatz. Zunächst wird Objekterkennung verwendet, um festzustellen, ob sich ein Gesicht im Bild befindet. Anschließend werden markante Punkte deines Gesichts erfasst – der Abstand zwischen deinen Augen, die Form deiner Nase und die Krümmung deiner Kieferlinie. Diese Details erzeugen einen eindeutigen digitalen Code, den man als „Gesichtsabdruck“ bezeichnet.

Dein Gesichtsabdruck wird anschließend mit einer Datenbank der Gesichter von Mitarbeitenden verglichen, um deine Identität zu bestätigen. Durch diesen schnellen und reibungslosen Vorgang kannst du dich mühelos ein- und ausstempeln, ohne eine Ausweiskarte oder einen Fingerabdruckscan zu benötigen. Gesichtserkennung wird jedoch nicht nur zur Zeiterfassung am Arbeitsplatz eingesetzt. Sie kommt auch in vielen anderen Lebensbereichen zum Einsatz.

In diesem Artikel sehen wir uns Anwendungen der Gesichtserkennung in verschiedenen Branchen an. Außerdem sprechen wir über die Vorteile und ethischen Fragen, die Gesichtserkennung mit sich bringt.

Vorteile der Gesichtserkennung#

Bevor wir uns mit den verschiedenen Einsatzmöglichkeiten der Gesichtserkennung befassen, sollten wir ihre Vorteile verstehen. Herkömmliche Methoden zur Identifikation und Sicherheit, etwa Ausweiskarten, Passwörter und manuelle Kontrollen, führen häufig zu Verzögerungen, Betrugsrisiken und Unannehmlichkeiten. Gesichtserkennungstechnologie verändert dies, indem sie fortschrittliche Software nutzt, um Personen schnell und präzise zu identifizieren. Sie verbessert 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 sichern, indem sie Personen präzise identifiziert und die Wahrscheinlichkeit eines unbefugten Zugriffs verringert.
• Mehr Komfort: Sie erleichtert alltägliche Aufgaben, etwa das Ein- und Ausstempeln bei der Arbeit, das Entsperren deines Telefons oder das Bezahlen, ohne dass physische Ausweise oder Passwörter erforderlich sind.
• Schnellere Abläufe: Diese Technologie beschleunigt Identifikation und Verifizierung und sorgt so an Flughäfen, Arbeitsplätzen und in Geschäften für schnellere Abläufe.
• Besseres Einkaufserlebnis: Im Einzelhandel kann Gesichtserkennung dein Einkaufserlebnis personalisieren, indem sie maßgeschneiderte Empfehlungen und schnellere Bezahlvorgänge ermöglicht.

Ein weiterer interessanter Vorteil ist, dass Gesichtserkennung KI-Systeme durch die Automatisierung verschiedener Abläufe verbessern kann. Wenn du KI in deine Geschäftsabläufe integrierst, ist Gesichtserkennung eine Computer-Vision-Anwendung, die dein System auf die nächste Stufe heben kann. So kann Gesichtserkennung beispielsweise dabei helfen, die Einhaltung von Sicherheitsprotokollen in der Fertigung zu überwachen, etwa indem geprüft wird, ob bestimmte Arbeitskräfte die erforderliche Schutzausrüstung wie Helme, Schutzbrillen und andere persönliche Schutzausrüstung (PPE) tragen. Statt nur die Anzahl der Arbeitskräfte mit und ohne Schutzausrüstung zu erfassen, hilft Gesichtserkennung dabei, die betreffenden Personen zu identifizieren.

Ein kurzer Rückblick auf die Entwicklung der Gesichtserkennung#

In den 1990er-Jahren wurde Gesichtserkennungstechnologie durch Verfahren wie den Eigenface-Ansatz populär, bei dem einfache mathematische Methoden zur Erkennung von Gesichtern eingesetzt wurden. Diese frühen Verfahren waren in realen Situationen jedoch nicht zuverlässig, da sie Schwierigkeiten mit wechselnden Lichtverhältnissen, Gesichtsausdrücken und Blickwinkeln hatten.

Anfang der 2000er-Jahre wurden neue Methoden entwickelt, die lokale Merkmale wie Gabor-Filter und Local Binary Patterns (LBP) nutzten. Diese Verfahren konnten mit unterschiedlichen Gesichtsmerkmalen besser umgehen, hatten aber weiterhin Einschränkungen und waren nicht immer genau genug.

Abb. 2 Die Geschichte der Gesichtserkennung.

Ein großer Durchbruch erfolgte Anfang der 2010er-Jahre mit dem Aufstieg des Deep Learning, insbesondere der tiefen neuronalen Faltungsnetze (CNNs). Fortschrittliche Methoden wie DeepFace und DeepID nutzen mehrere Verarbeitungsebenen, um detaillierte Gesichtsmerkmale zu erlernen. Deep-Learning-Methoden haben Gesichtserkennungssysteme wesentlich genauer und zuverlässiger gemacht und damit für viele Anwendungen in der realen Welt nutzbar gemacht.

Einsatzmöglichkeiten der Gesichtserkennung in verschiedenen Branchen#

Die Gesichtserkennungstechnologie entwickelt sich schnell weiter und soll bis 2028 weltweit $13,4 Milliarden erreichen, bei einer jährlichen Wachstumsrate von 16,3 %. Tatsächlich begannen zwischen 2017 und 2019 64 Länder, KI-gestützte Überwachung mit Gesichtserkennung einzusetzen. Einer der Gründe für die schnelle Verbreitung der Gesichtserkennung ist, dass sie in vielen Branchen eingesetzt werden kann, in denen die Identifizierung eines menschlichen Gesichts entscheidend ist. Sehen wir uns einige Anwendungen im Detail an.

Abb. 3 Verschiedene Anwendungen der Gesichtserkennung.

Gesichtserkennung im Einzelhandel#

Im Einzelhandel verändert die Gesichtserkennung die Abläufe in Geschäften und macht das Einkaufen einfacher und persönlicher. Geschäfte können wiederkehrende Kundinnen und Kunden erkennen und auf Grundlage früherer Käufe personalisierte Empfehlungen anbieten. Das macht den Einkauf angenehmer und ermutigt Kundinnen und Kunden, wiederzukommen. Außerdem können sie beim Bezahlen Gesichtserkennung nutzen, sodass Bargeld oder Karten nicht mehr erforderlich sind.

Abb. 4 Bezahlen mit Gesichtserkennung.

Ein gutes Beispiel ist X5, Russlands größte Lebensmittelhandelsgruppe. Im März 2021 begann X5, gemeinsam mit Visa und der Sberbank ein Zahlungssystem mit Gesichtserkennung einzusetzen. Kundinnen und Kunden können bezahlen, indem sie einfach in eine 3D-Kamera blicken. Dieses System erleichtert das Management von Warteschlangen in Geschäften, indem es den Bezahlvorgang beschleunigt, Wartezeiten verkürzt und das Bezahlen schneller und effizienter macht.

Gesichtserkennung für mehr Sicherheit#

Einer der größten Vorteile von Gesichtserkennungstechnologie ist die Verbesserung der Sicherheit. Auf Smartphones und anderen persönlichen Geräten bietet sie eine schnelle und sichere Möglichkeit, Bildschirme zu entsperren. Mithilfe der Gesichtserkennung können Geräte sicherstellen, dass nur autorisierte Nutzende auf vertrauliche Informationen zugreifen können, wodurch es Unbefugten erschwert wird, 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 Telefon mit Gesichtserkennung entsperren.

Gesichtserkennung wird auch häufig in Überwachungssystemen zur Beobachtung öffentlicher Orte eingesetzt. Überwachungskameras mit Gesichtserkennung können Personen in Echtzeit identifizieren und Behörden dabei helfen, potenzielle Gefahren schnell zu erkennen. So kann Gesichtserkennung beispielsweise bekannte Kriminelle oder vermisste Personen bei Großveranstaltungen aufspüren und diese Orte sicherer machen. Unternehmen und Behördengebäude setzen Gesichtserkennung außerdem ein, um den Zugang zu gesperrten Bereichen zu kontrollieren. Neben der Verbesserung der Sicherheit macht sie Identitätsprüfungen auch schneller und zuverlässiger.

Gesichtserkennung am Flughafen#

Flughäfen verändern ihre Abläufe durch den Einsatz von Gesichtserkennung. Beim Check-in können Passagiere ihre Identität schnell und sicher mithilfe der Gesichtserkennung überprüfen. Das Gesicht eines Passagiers wird mit dem in seinen Reisedokumenten hinterlegten Gesicht verglichen. Auch Sicherheitskontrollen und das Boarding werden reibungsloser. Passagiere müssen nicht mehrere Identitätsnachweise vorlegen, sondern können einfach in eine Kamera blicken. Dadurch wird das gesamte Reiseerlebnis nahtloser.

Dasselbe System wird auch bei Einreiseverfahren an Flughäfen eingesetzt. Es macht die Identitätsprüfung genauer, beschleunigt die Einreise und reduziert 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 Vereinfachte Einreise mit Gesichtserkennung an Flughäfen.

Wenn wir sagen, dass Gesichtserkennung Sicherheitskontrollen beschleunigt, geht es nicht nur um wenige Minuten. Eine Studie ergab, dass der Anteil der Passagiere, die innerhalb von 30 Minuten abgefertigt wurden, am Flughafen Dublin von 65 % auf 87 % stieg, nachdem biometrische Verfahren eingeführt worden waren. Viele Passagiere schätzen außerdem die kürzeren Wartezeiten und den Komfort, nicht mehrere Identitätsnachweise vorlegen zu müssen. Einer Umfrage zufolge bevorzugen 73 % der Passagiere die biometrische Identifikation gegenüber herkömmlichen Methoden.

Umgang mit ethischen Fragen der Gesichtserkennung#

Mit der zunehmenden Verbreitung der Gesichtserkennungstechnologie treten wichtige ethische Bedenken auf, die berücksichtigt werden müssen. Der Datenschutz steht dabei im Mittelpunkt. Diese Systeme erfassen und speichern große Mengen personenbezogener Daten, etwa detaillierte Bilder von Gesichtern. Diese Daten können die Identität einer Person sowie sensible Informationen wie Geschlecht, Alter und sogar Gesundheitszustand offenlegen. Es besteht das Risiko, dass diese Daten durch unbefugten Zugriff oder Weitergabe missbraucht werden, was eine ernsthafte Bedrohung für die Privatsphäre des Einzelnen darstellt.

Ein weiteres großes Problem sind Verzerrungen und mangelnde Fairness. Viele Gesichtserkennungssysteme funktionieren nicht für alle Menschen gleich gut. Bei bestimmten Gruppen, etwa Frauen und Menschen mit dunkler Haut, schneiden sie häufig schlechter ab. Die zum Trainieren dieser Systeme verwendeten Datensätze sind oft nicht vielfältig genug und 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 Strafverfolgung und Personalbeschaffung kann dies zu unfairer Behandlung und Diskriminierung führen.

Abb. 7 Gesichtserkennung wirft viele ethische Fragen auf.

Zwischen 2017 und 2019 begannen 64 Länder, Gesichtserkennungssysteme zu Überwachungszwecken einzusetzen. Diese weitverbreitete Nutzung wirft Fragen zu den Bürgerrechten auf. Um diese ethischen Bedenken auszuräumen, sind starke Datenschutzmaßnahmen wie Datenverschlüsselung und strenge Zugriffskontrollen unerlässlich, um personenbezogene Informationen zu schützen. Ebenso wichtig ist es, Gesichtserkennungssysteme mit vielfältigen Datensätzen zu trainieren, um Verzerrungen zu reduzieren und die Fairness zu verbessern. Klare Vorschriften und Richtlinien können die Nutzung der Gesichtserkennung regeln und sicherstellen, dass sie verantwortungsvoll und ethisch eingesetzt wird und dabei die Rechte und Freiheiten der Menschen respektiert.

Ein abschließender Blick auf die Gesichtserkennung#

Anwendungen der Gesichtserkennung werden schnell zu einem Teil unseres Alltags und verändern mit ihren fortschrittlichen Funktionen zahlreiche Branchen. Schon bald könnte sie in Geschäften, Banken, Flughäfen und anderen öffentlichen Bereichen ganz selbstverständlich zu unserem Alltag gehören. Auch wenn die Vorteile deutlich erkennbar sind, müssen wir die damit verbundenen ethischen Bedenken berücksichtigen. Während wir Gesichtserkennung weiter einsetzen, ist es entscheidend, das richtige Gleichgewicht zwischen Innovation und der Achtung ethischer Verhaltensgrundsätze zu finden. So können wir die Technologie umfassend nutzen und gleichzeitig die Rechte und Freiheiten des Einzelnen schützen.

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