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Anwendungen zur Gesichtserkennung in der KI

Abirami Vina

5 Min. Lesezeit

21. Juni 2024

Erfahren Sie, wie Anwendungen zur Gesichtserkennung den Einzelhandel, die Sicherheit und mehr verändern. Erhalten Sie Einblicke in ihre Vorteile, Einschränkungen und ethischen Fragen.

Stellen Sie sich vor, Sie kommen zur Arbeit. Wenn Sie das Büro betreten, macht eine Kamera ein schnelles Foto von Ihrem Gesicht. Im Hintergrund kommen fortschrittliche Computer-Vision-Techniken zum Einsatz. Zuerst wird die Objekterkennung verwendet, um festzustellen, dass sich ein Gesicht im Bild befindet. Dann werden wichtige Punkte in Ihrem Gesicht erfasst - der Abstand zwischen Ihren Augen, die Form Ihrer Nase und die Krümmung Ihrer Kieferpartie. Diese Details erzeugen einen einzigartigen digitalen Code, der als "Gesichtsabdruck" bezeichnet wird. 

Ihr Gesichtsabdruck wird dann mit einer Datenbank der Gesichter von Mitarbeitern verglichen, um Ihre Identität zu bestätigen. Ein schneller und reibungsloser Prozess ermöglicht es Ihnen, mühelos einzuchecken, ohne dass Sie einen Ausweis oder einen Fingerabdruckscan benötigen. Aber die Gesichtserkennung wird nicht nur für die Arbeitszeiterfassung verwendet. Sie wird auch in vielen anderen Bereichen unseres Lebens eingesetzt.

 In diesem Artikel werden wir Anwendungen zur Gesichtserkennung in verschiedenen Branchen untersuchen. Wir werden auch die Vorteile und ethischen Fragen erörtern, die die Gesichtserkennung mit sich bringt.

Vorteile der Gesichtserkennung

Bevor wir uns mit den verschiedenen Einsatzmöglichkeiten der Gesichtserkennung befassen, wollen wir ihre Vorteile verstehen. Traditionelle Methoden der Identifizierung und Sicherheit, wie z. B. Ausweise, Passwörter und manuelle Kontrollen, sind oft mit Verzögerungen, Betrugsrisiken und Unannehmlichkeiten verbunden. Die Gesichtserkennungstechnologie ändert dies, indem sie fortschrittliche Software verwendet, um Personen schnell und genau zu identifizieren. Sie verbessert die Sicherheit und macht viele Aufgaben schneller und einfacher.

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Abb. 1. Die Vorteile der Gesichtserkennung.

Hier sind einige der wichtigsten Vorteile:

  • Verbesserte Sicherheit: Gesichtserkennung trägt zur Sicherheit von Orten bei, indem sie Personen genau identifiziert und die Wahrscheinlichkeit eines unbefugten Zugriffs verringert.
  • Komfort: Sie vereinfacht alltägliche Aufgaben wie das Einchecken bei der Arbeit, das Entsperren Ihres Telefons oder das Tätigen von Zahlungen, ohne dass physische Ausweise oder Passwörter erforderlich sind.
  • Schnellere Prozesse: Diese Technologie beschleunigt die Identifizierung und Verifizierung, wodurch Abläufe an Flughäfen, Arbeitsplätzen und in Geschäften beschleunigt werden.
  • Besseres Einkaufserlebnis: Im Einzelhandel kann die Gesichtserkennung Ihr Einkaufserlebnis personalisieren, indem sie maßgeschneiderte Vorschläge und schnellere Kassenabwicklungen bietet, um das Erlebnis angenehmer zu gestalten.

Ein weiterer interessanter Vorteil ist, dass die Gesichtserkennung KI-Systeme durch die Automatisierung verschiedener Prozesse verbessern kann. Wenn Sie KI in Ihre Geschäftsabläufe integrieren, ist die Gesichtserkennung eine Anwendung für Computer Vision, die Ihr System auf die nächste Stufe heben kann. Beispielsweise kann die Gesichtserkennung helfen, die Einhaltung von Sicherheitsprotokollen in der Fertigung zu überwachen, z. B. zu überprüfen, ob bestimmte Arbeiter die erforderliche Schutzausrüstung wie Helme, Schutzbrillen und andere persönliche Schutzausrüstung (PSA) tragen. Anstatt nur die Anzahl der Arbeiter zu erfassen, die Schutzausrüstung tragen oder nicht, hilft die Gesichtserkennung dabei, die jeweiligen Arbeiter zu identifizieren.

Ein kurzer Blick auf die Gesichtserkennung im Laufe der Jahre

In den 1990er Jahren wurde die Gesichtserkennungstechnologie mit Techniken wie dem Eigenface-Ansatz populär, der einfache mathematische Methoden zur Erkennung von Gesichtern verwendete. Diese frühen Methoden waren jedoch in realen Situationen nicht zuverlässig, da sie mit Veränderungen in der Beleuchtung, Mimik und den Blickwinkeln zu kämpfen hatten.

In den frühen 2000er Jahren wurden neue Methoden entwickelt, die lokale Merkmale wie Gabor-Filter und Local Binary Patterns (LBP) verwendeten. Diese Methoden waren besser im Umgang mit Variationen im Gesichtsausdruck, hatten aber immer noch Einschränkungen und waren nicht immer genau genug.

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Abb. 2. Die Geschichte der Gesichtserkennung.

Ein großer Durchbruch gelang in den frühen 2010er Jahren mit dem Aufkommen des Deep Learning, insbesondere der Convolutional Neural Networks (CNNs). Fortschrittliche Methoden wie DeepFace und DeepID verwenden mehrere Verarbeitungsschichten, um detaillierte Merkmale von Gesichtern zu erlernen. Deep-Learning-Methoden haben Gesichtserkennungssysteme wesentlich genauer und zuverlässiger gemacht, wodurch sie für viele reale Anwendungen nützlich sind.

Anwendungen der Gesichtserkennung in verschiedenen Branchen

Die Gesichtserkennungstechnologie wächst schnell und wird bis 2028 voraussichtlich 13,4 Milliarden Dollar weltweit erreichen, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 16,3 %. Tatsächlich haben von 2017 bis 2019 64 Länder begonnen, KI-Überwachung mit Gesichtserkennung einzusetzen. Einer der Gründe, warum die Gesichtserkennung so schnell angenommen wird, ist, dass sie in vielen Branchen eingesetzt werden kann, in denen die Identifizierung eines menschlichen Gesichts entscheidend ist. Betrachten wir einige Anwendungen im Detail.

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Abb. 3. Verschiedene Anwendungen der Gesichtserkennung.

Gesichtserkennung im Einzelhandel

Im Einzelhandel verändert die Gesichtserkennung die Arbeitsweise von Geschäften und macht das Einkaufen einfacher und persönlicher. Geschäfte können nun wiederkehrende Kunden erkennen und personalisierte Empfehlungen auf der Grundlage ihrer früheren Einkäufe anbieten. Das macht das Einkaufen angenehmer und animiert die Kunden zur Wiederkehr. Kunden können die Gesichtserkennung auch nutzen, um an der Kasse zu bezahlen, wodurch Bargeld oder Karten überflüssig werden.

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Abb. 4. Zahlungen per Gesichtserkennung.

Ein gutes Beispiel ist die größte russische Lebensmittelhandelsgruppe X5. Im März 2021 begann X5 mit der Verwendung eines Gesichtserkennungs-Zahlungssystems mit Visa und Sberbank. Kunden können bezahlen, indem sie einfach in eine 3D-Kamera schauen. Dieses System erleichtert das Warteschlangenmanagement in den Geschäften, indem es den Zahlungsprozess beschleunigt, Wartezeiten verkürzt und die Kassenabwicklung schneller und effizienter gestaltet.

Gesichtserkennung für die Sicherheit

Einer der größten Vorteile der Gesichtserkennungstechnologie ist, dass sie die Sicherheit verbessert. In Smartphones und anderen persönlichen Geräten bietet sie eine schnelle und sichere Möglichkeit, Bildschirme zu entsperren. Durch die Verwendung von Gesichtserkennung können Geräte sicherstellen, dass nur autorisierte Benutzer auf sensible Informationen zugreifen können, wodurch es für Unbefugte schwieriger wird, einzudringen. Sie bietet eine zusätzliche Sicherheitsebene im Vergleich zu herkömmlichen Passwörtern oder PIN-Codes, die erraten oder gestohlen werden können.

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Abb. 5. Verwenden der Gesichtserkennung zum Entsperren Ihres Telefons.

Die Gesichtserkennung wird auch häufig in Überwachungssystemen zur Überwachung öffentlicher Räume eingesetzt. Überwachungskameras mit Gesichtserkennung können Personen in Echtzeit identifizieren und den Behörden helfen, potenzielle Bedrohungen schnell zu erkennen. Beispielsweise kann die Gesichtserkennung bekannte Kriminelle oder vermisste Personen bei Großveranstaltungen finden und diese Orte sicherer machen. Unternehmen und Regierungsgebäude nutzen die Gesichtserkennung auch, um den Zugang zu Sperrbereichen zu kontrollieren. Sie erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern beschleunigt auch die Identitätsprüfung und macht sie zuverlässiger.

Gesichtserkennung am Flughafen

Flughäfen verändern ihre Arbeitsweise durch den Einsatz von Gesichtserkennung. Beim Check-in können Passagiere ihre Identität schnell und sicher per Gesichtserkennung überprüfen. Das Gesicht eines Passagiers wird mit seinem Gesicht in seinen Reisedokumenten verglichen. Auch Sicherheitskontrollen und das Boarding werden reibungsloser. Die Passagiere müssen nicht mehrere Ausweisdokumente vorlegen. Stattdessen können sie einfach in eine Kamera schauen. Das macht das gesamte Reiseerlebnis nahtloser. 

Das gleiche System wird auch bei den Einwanderungskontrollen an Flughäfen eingesetzt. Es macht die Identitätsprüfung genauer, beschleunigt den Einwanderungsprozess und reduziert Engpässe. Die U.S. Customs and Border Protection (CBP) hat die Gesichtserkennungstechnologie an 238 Flughäfen eingesetzt. Große US-Fluggesellschaften wie Delta, American und United haben die Gesichtserkennung in verschiedene Phasen der Passagierreise integriert, vom Check-in bis zum Boarding. Es wird erwartet, dass bis 2025 über 53 % der Flughäfen weltweit Biometrie an Sicherheitskontrollpunkten einsetzen werden.

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Abb. 6. Vereinfachung der Einwanderung mit Gesichtserkennung an Flughäfen.

Wenn wir sagen, dass die Gesichtserkennung die Sicherheitskontrollen beschleunigt, dann nicht nur um ein paar Minuten. Eine Studie hat ergeben, dass der Prozentsatz der Passagiere, die innerhalb von 30 Minuten abgefertigt wurden, von 65 % auf 87 % stieg, als am Flughafen Dublin biometrische Verfahren eingeführt wurden. Viele Passagiere schätzen auch die kürzeren Wartezeiten und die Tatsache, dass sie nicht mehrere Ausweisdokumente vorlegen müssen. Einer Umfrage zufolge bevorzugen 73 % der Passagiere die Verwendung biometrischer Ausweise gegenüber traditionellen Methoden.

Ethische Fragen im Umgang mit Gesichtserkennung

Da die Gesichtserkennungstechnologie immer weiter verbreitet ist, wirft sie wichtige ethische Fragen auf, die angegangen werden müssen. Der Schutz der Privatsphäre steht dabei an erster Stelle. Diese Systeme sammeln und speichern eine große Menge an persönlichen Daten, wie z. B. detaillierte Bilder von Gesichtern. Diese Daten können die Identität einer Person und sensible Informationen wie Geschlecht, Alter und sogar Gesundheitszustand preisgeben. Es besteht die Gefahr, dass diese Daten missbraucht werden, entweder durch unbefugten Zugriff oder durch Weitergabe, was eine ernsthafte Bedrohung der Privatsphäre darstellt.

Ein weiteres großes Problem sind Voreingenommenheit und Fairness. Viele Gesichtserkennungssysteme funktionieren nicht für alle gleich gut. Sie schneiden oft bei bestimmten Gruppen schlechter ab, z. B. bei Frauen und People of Color. Den Datensätzen, die zum Trainieren dieser Systeme verwendet werden, mangelt es oft an Vielfalt und sie sind auf bestimmte Bevölkerungsgruppen ausgerichtet. Studien haben beispielsweise gezeigt, dass Gesichtserkennungssysteme mehr Fehler bei der Identifizierung von dunkelhäutigen Personen machen als bei hellhäutigen Personen. In Bereichen wie Strafverfolgung und Personalbeschaffung kann dies zu ungleicher Behandlung und Diskriminierung führen.

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Abb. 7. Gesichtserkennung wirft viele ethische Fragen auf.

Von 2017 bis 2019 begannen 64 Länder, Gesichtserkennungssysteme für Überwachungszwecke einzusetzen. Diese weitverbreitete Nutzung wirft Fragen zu bürgerlichen Freiheiten auf. Um diese ethischen Bedenken auszuräumen, sind strenge Datenschutzmaßnahmen wie Datenverschlüsselung und strikte Zugriffskontrollen unerlässlich, um persönliche Daten zu schützen. Es ist auch entscheidend, Gesichtserkennungssysteme mit vielfältigen Datensätzen zu trainieren, um Verzerrungen zu reduzieren und die Fairness zu verbessern. Klare Vorschriften und Richtlinien können dazu beitragen, den Einsatz von Gesichtserkennung zu regeln und sicherzustellen, dass sie verantwortungsvoll und ethisch unter Wahrung der Rechte und Freiheiten der Menschen eingesetzt wird.

Ein abschließender Blick auf die Gesichtserkennung

Anwendungen zur Gesichtserkennung werden schnell zu einem Teil unseres Alltags und verändern viele Branchen mit ihren fortschrittlichen Funktionen. Bald könnte sie ein fester Bestandteil unserer Erfahrungen in Geschäften, Banken, Flughäfen und anderen öffentlichen Räumen sein. Obwohl wir die Vorteile klar erkennen können, müssen wir auch die ethischen Bedenken berücksichtigen, die damit einhergehen. Während wir die Gesichtserkennung weiterhin nutzen, ist es entscheidend, das richtige Gleichgewicht zwischen Innovation und der Einhaltung ethischer Verhaltensregeln zu finden. Auf diese Weise können wir die Technologie voll ausschöpfen und gleichzeitig die Rechte und Freiheiten des Einzelnen schützen. 

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