Các ứng dụng nhận diện khuôn mặt trong AI

Hãy tưởng tượng bạn đến nơi làm việc. Khi bạn bước vào văn phòng, một camera sẽ chụp nhanh khuôn mặt của bạn. Đằng sau hậu trường, các computer vision techniques tiên tiến bắt đầu hoạt động. Đầu tiên, object detection được sử dụng để xác định sự tồn tại của khuôn mặt trong hình ảnh. Sau đó, nó lập bản đồ các điểm chính trên khuôn mặt của bạn - khoảng cách giữa hai mắt, hình dáng mũi và đường cong của đường viền hàm. Những chi tiết này tạo ra một mã kỹ thuật số độc đáo gọi là "faceprint" (dấu khuôn mặt).

Faceprint của bạn sau đó được so sánh với cơ sở dữ liệu khuôn mặt của nhân viên để xác nhận danh tính. Quy trình nhanh chóng và mượt mà này cho phép bạn chấm công dễ dàng mà không cần thẻ ID hay quét vân tay. Nhưng nhận diện khuôn mặt không chỉ được sử dụng cho việc điểm danh tại nơi làm việc. Nó còn đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác của cuộc sống.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các ứng dụng nhận diện khuôn mặt trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Chúng ta cũng sẽ thảo luận về những lợi ích và các vấn đề đạo đức mà nhận diện khuôn mặt mang lại.

Lợi ích của nhận diện khuôn mặt#

Trước khi tìm hiểu sâu về các cách sử dụng khác nhau của nhận diện khuôn mặt, hãy cùng hiểu về những lợi ích của nó. Các phương pháp xác minh và bảo mật truyền thống như thẻ ID, mật khẩu và kiểm tra thủ công thường gây chậm trễ, rủi ro gian lận và bất tiện. Công nghệ nhận diện khuôn mặt thay đổi điều này bằng cách sử dụng phần mềm tiên tiến để xác định danh tính con người một cách nhanh chóng và chính xác. Nó cải thiện bảo mật và giúp nhiều công việc trở nên nhanh chóng và dễ dàng hơn.

Fig 1. Lợi ích của nhận diện khuôn mặt.

Dưới đây là một số lợi ích chính:

• Bảo mật tốt hơn: Nhận diện khuôn mặt giúp giữ an toàn cho các địa điểm bằng cách xác định chính xác danh tính người dùng và giảm khả năng truy cập trái phép.
• Sự tiện lợi: Công nghệ này giúp các công việc hàng ngày trở nên dễ dàng hơn, như chấm công tại nơi làm việc, mở khóa điện thoại hoặc thực hiện thanh toán mà không cần thẻ ID vật lý hay mật khẩu.
• Quy trình nhanh hơn: Công nghệ này tăng tốc quá trình nhận diện và xác minh, làm cho mọi thứ tại sân bay, nơi làm việc và cửa hàng trở nên nhanh chóng hơn.
• Trải nghiệm mua sắm tốt hơn: Trong lĩnh vực retail, nhận diện khuôn mặt có thể cá nhân hóa trải nghiệm mua sắm của bạn bằng cách cung cấp các gợi ý phù hợp và thanh toán nhanh hơn để giúp trải nghiệm trở nên thú vị hơn.

Một lợi ích thú vị khác là nhận diện khuôn mặt có thể cải thiện các hệ thống AI bằng cách tự động hóa nhiều quy trình khác nhau. Nếu bạn đang tích hợp AI vào business operations của mình, nhận diện khuôn mặt là một computer vision application có thể nâng hệ thống của bạn lên một tầm cao mới. Ví dụ, nhận diện khuôn mặt có thể giúp giám sát việc tuân thủ các quy định an toàn trong lĩnh vực manufacturing, chẳng hạn như kiểm tra xem những công nhân cụ thể có đang đeo safety gear bắt buộc như mũ bảo hiểm, kính bảo hộ và các personal protective equipment (PPE) khác hay không. Thay vì chỉ đếm số lượng công nhân có đeo hoặc không đeo thiết bị an toàn, nhận diện khuôn mặt giúp xác định chính xác là những công nhân nào.

Nhìn lại quá trình phát triển của nhận diện khuôn mặt qua nhiều năm#

Vào những năm 1990, công nghệ nhận diện khuôn mặt trở nên phổ biến với các kỹ thuật như phương pháp Eigenface, sử dụng các phương pháp toán học đơn giản để nhận diện khuôn mặt. Tuy nhiên, các phương pháp ban đầu này không đáng tin cậy trong các tình huống thực tế vì chúng gặp khó khăn với những thay đổi về ánh sáng, biểu cảm khuôn mặt và góc độ.

Đầu những năm 2000, các phương pháp mới được phát triển sử dụng các đặc trưng cục bộ như bộ lọc Gabor và Local Binary Patterns (LBP). Những phương pháp này xử lý tốt hơn các biến thể về hình dáng khuôn mặt, nhưng vẫn có những hạn chế và không phải lúc nào cũng đủ chính xác.

Fig 2. Lịch sử của nhận diện khuôn mặt.

Một bước đột phá lớn đã xuất hiện vào đầu những năm 2010 với sự trỗi dậy của học sâu (deep learning), đặc biệt là mạng thần kinh tích chập (CNNs). Các phương pháp tiên tiến như DeepFace và DeepID sử dụng nhiều lớp xử lý để học các đặc trưng chi tiết của khuôn mặt. Các phương pháp học sâu đã làm cho các hệ thống nhận diện khuôn mặt trở nên chính xác và đáng tin cậy hơn nhiều, khiến chúng trở nên hữu ích cho nhiều ứng dụng thực tế.

Sử dụng nhận diện khuôn mặt trên nhiều ngành công nghiệp#

Công nghệ nhận diện khuôn mặt đang phát triển nhanh chóng và dự kiến sẽ đạt mức $13.4 billion trên toàn cầu vào năm 2028, với tốc độ tăng trưởng 16,3% mỗi năm. Trên thực tế, từ năm 2017 đến 2019, 64 quốc gia đã bắt đầu sử dụng AI surveillance tích hợp nhận diện khuôn mặt. Một trong những lý do khiến nhận diện khuôn mặt được áp dụng nhanh chóng như vậy là vì nó có thể được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp nơi việc nhận diện khuôn mặt con người là vô cùng quan trọng. Hãy cùng xem xét chi tiết một số ứng dụng.

Fig 3. Các ứng dụng nhận diện khuôn mặt khác nhau.

Nhận diện khuôn mặt trong các cửa hàng bán lẻ#

Trong lĩnh vực retail, nhận diện khuôn mặt đang thay đổi cách thức hoạt động của các cửa hàng, giúp việc mua sắm trở nên dễ dàng và mang tính cá nhân hóa cao hơn. Các cửa hàng giờ đây có thể nhận ra khách hàng quen và đưa ra các đề xuất cá nhân hóa dựa trên lịch sử mua hàng trước đó của họ. Điều này làm cho việc mua sắm trở nên thú vị hơn và khuyến khích khách hàng quay lại. Khách hàng cũng có thể sử dụng nhận diện khuôn mặt để thanh toán tại quầy thu ngân, loại bỏ hoàn toàn nhu cầu sử dụng tiền mặt hoặc thẻ.

Fig 4. Thanh toán qua nhận diện khuôn mặt.

Một ví dụ điển hình là tập đoàn bán lẻ thực phẩm lớn nhất của Nga, X5. Vào tháng 3 năm 2021, X5 bắt đầu sử dụng hệ thống thanh toán bằng nhận diện khuôn mặt hợp tác với Visa và Sberbank. Khách hàng có thể thanh toán chỉ bằng cách nhìn vào camera 3D. Hệ thống này giúp việc managing queues tại các cửa hàng trở nên dễ dàng hơn bằng cách đẩy nhanh quá trình thanh toán, giảm thời gian chờ đợi và giúp việc thanh toán nhanh chóng và hiệu quả hơn.

Nhận diện khuôn mặt cho bảo mật#

Một trong những lợi ích lớn nhất của công nghệ nhận diện khuôn mặt là nó cải thiện security. Trên điện thoại thông minh và các thiết bị cá nhân khác, nó cung cấp một phương thức mở khóa màn hình nhanh chóng và an toàn. Bằng cách sử dụng nhận diện khuôn mặt, các thiết bị có thể đảm bảo rằng chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập thông tin nhạy cảm, khiến những kẻ không có thẩm quyền khó lòng xâm nhập hơn. Công nghệ này bổ sung thêm một lớp bảo mật so với mật khẩu truyền thống hoặc mã PIN vốn có thể bị đoán hoặc bị đánh cắp.

Fig 5. Sử dụng nhận diện khuôn mặt để mở khóa điện thoại của bạn.

Nhận diện khuôn mặt cũng được sử dụng rộng rãi trong các surveillance systems để giám sát không gian công cộng. Các camera an ninh tích hợp nhận diện khuôn mặt có thể nhận diện mọi người theo thời gian thực và giúp cơ quan chức năng nhanh chóng phát hiện các mối đe dọa tiềm ẩn. Ví dụ, nhận diện khuôn mặt có thể tìm ra tội phạm truy nã hoặc người mất tích tại các sự kiện lớn, giúp các địa điểm này trở nên an toàn hơn. Các doanh nghiệp và tòa nhà chính phủ cũng sử dụng nhận diện khuôn mặt để kiểm soát quyền truy cập vào các khu vực hạn chế. Bên cạnh việc nâng cao security, công nghệ này còn giúp việc kiểm tra danh tính trở nên nhanh chóng và đáng tin cậy hơn.

Nhận diện khuôn mặt tại sân bay#

Các Airports đang chuyển đổi cách thức hoạt động của họ bằng cách ứng dụng nhận diện khuôn mặt. Tại quầy làm thủ tục, hành khách có thể sử dụng nhận diện khuôn mặt để xác 14nh danh tính một cách nhanh chóng và an toàn. Khuôn mặt của hành khách được đối chiếu với khuôn mặt trên tài liệu du lịch của họ. Quá trình kiểm tra an ninh và lên máy bay cũng trở nên mượt mà hơn. Hành khách không cần phải xuất trình nhiều loại giấy tờ tùy thân. Thay vào đó, họ chỉ cần nhìn vào camera. Điều này làm cho toàn bộ trải nghiệm du lịch trở nên liền mạch hơn.

Hệ thống tương tự cũng được sử dụng trong các quy trình nhập cảnh tại các airports. Nó giúp việc xác minh danh tính trở nên chính xác hơn, đẩy nhanh quá trình nhập cảnh và giảm thiểu tình trạng ùn tắc. Cơ quan Hải quan và Bảo vệ Biên giới Hoa Kỳ (CBP) đã triển khai công nghệ nhận diện khuôn mặt tại 238 sân bay. Các hãng hàng không lớn của Mỹ như Delta, American và United đã tích hợp nhận diện khuôn mặt vào các giai đoạn khác nhau của hành trình hành khách, từ khâu làm thủ tục đến khi lên máy bay. Đến năm 2025, dự kiến hơn 53% sân bay trên toàn thế giới sẽ sử dụng công nghệ sinh học tại các điểm kiểm tra an ninh.

Fig 6. Đơn giản hóa thủ tục nhập cảnh với nhận diện khuôn mặt tại các sân bay.

Khi chúng ta nói rằng nhận diện khuôn mặt giúp đẩy nhanh quá trình kiểm tra an ninh, thì khoảng thời gian rút ngắn không chỉ là vài phút. Một nghiên cứu cho thấy tỷ lệ hành khách được xử lý trong vòng 30 phút đã tăng từ 65% to 87% khi công nghệ sinh học được đưa vào sử dụng tại sân bay Dublin. Nhiều hành khách cũng đánh giá cao việc giảm thời gian chờ đợi và sự tiện lợi khi không phải xuất trình nhiều loại giấy tờ tùy thân. Theo một khảo sát, 73% hành khách thích sử dụng phương thức nhận diện sinh học hơn các phương pháp truyền thống.

Điều hướng các vấn đề đạo đức về nhận diện khuôn mặt#

Khi công nghệ nhận diện khuôn mặt trở nên phổ biến hơn, nó đặt ra những mối quan ngại về đạo đức quan trọng cần được giải quyết. Quyền riêng tư là ưu tiên hàng đầu. Các hệ thống này thu thập và lưu trữ rất nhiều dữ liệu cá nhân, như hình ảnh chi tiết khuôn mặt của mọi người. Dữ liệu này có thể tiết lộ danh tính của một người cùng những thông tin nhạy cảm như giới tính, độ tuổi và thậm chí cả tình trạng sức khỏe. Có một rủi ro là dữ liệu này có thể bị lạm dụng, thông qua truy cập trái phép hoặc chia sẻ, điều này đặt ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với quyền riêng tư cá nhân.

Một mối quan tâm lớn khác là định kiến và tính công bằng. Nhiều hệ thống nhận diện khuôn mặt không hoạt động hiệu quả như nhau đối với tất cả mọi người. Chúng thường hoạt động kém hơn đối với một số nhóm nhất định, chẳng hạn như phụ nữ và người da màu. Các tập dữ liệu được sử dụng để huấn luyện các hệ thống này thường thiếu sự đa dạng và thiên vị đối với một số nhóm dân số nhất định. Ví dụ, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hệ thống nhận diện khuôn mặt mắc lỗi nhiều hơn khi xác định các cá nhân có màu da sẫm so với những cá nhân có màu da sáng. Trong các lĩnh vực như thực thi pháp luật và tuyển dụng, điều này có thể dẫn đến sự đối xử không công bằng và phân biệt đối xử.

Fig 7. Nhận diện khuôn mặt đặt ra nhiều câu hỏi đạo đức.

Từ năm 2017 đến năm 2019, 64 quốc gia đã bắt đầu sử dụng các hệ thống nhận diện khuôn mặt cho mục đích giám sát. Việc sử dụng rộng rãi này đặt ra các câu hỏi về quyền tự do dân sự. Để giải quyết những lo ngại về đạo đức này, các biện pháp bảo vệ quyền riêng tư mạnh mẽ, chẳng hạn như mã hóa dữ liệu và kiểm soát truy cập nghiêm ngặt, là điều cần thiết để bảo vệ thông tin cá nhân. Việc huấn luyện các hệ thống nhận diện khuôn mặt trên các bộ dữ liệu đa dạng để giảm thiểu thành kiến và cải thiện tính công bằng cũng vô cùng quan trọng. Các quy định và chính sách rõ ràng có thể giúp quản lý việc sử dụng nhận diện khuôn mặt và đảm bảo rằng nó được sử dụng một cách có trách nhiệm, có đạo đức đồng thời tôn trọng các quyền và tự do của con người.

Cái nhìn cuối cùng về nhận diện khuôn mặt#

Các ứng dụng nhận diện khuôn mặt đang nhanh chóng trở thành một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, thay đổi nhiều ngành công nghiệp với các tính năng tiên tiến. Sắp tới, nó có thể trở thành một phần thường xuyên trong trải nghiệm của chúng ta tại các cửa hàng, ngân hàng, sân bay và các không gian công cộng khác. Mặc dù chúng ta có thể thấy rõ những lợi ích, chúng ta cũng cần cân nhắc đến các mối quan ngại về đạo đức đi kèm. Khi chúng ta tiếp tục sử dụng nhận diện khuôn mặt, việc tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa đổi mới và tôn trọng các bộ quy tắc đạo đức là yếu tố then chốt. Bằng cách này, chúng ta có thể tận dụng tối đa công nghệ trong khi vẫn bảo vệ được các quyền và tự do cá nhân.

Bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về AI? Hãy xem GitHub repository của chúng tôi 📚 và tham gia cộng đồng 🤝 của chúng tôi. Nếu bạn muốn đọc thêm về các ứng dụng AI, trang giải pháp của chúng tôi dành cho AI trong lĩnh vực healthcare và manufacturing sẽ giới thiệu nhiều trường hợp sử dụng thú vị.