Dnešní svět je plný pokročilých technologií, a jednou z oblastí, která se neustále vyvíjí, je právě technologie rozpoznávání obličeje. Ačkoliv mnozí z nás jsou již zvyklí na systémy rozpoznávání obličeje, které odemykají naše smartphony nebo nám umožňují přístup k našim bankovním účtům online, současné technologie pro zachycování kvalitního obrazu často vyžadují objemné projektory a čočky. Nicméně, nedávný výzkum publikovaný v časopise ACS Nano Letters představuje elegantnější systém 3D zobrazování povrchu s jednoduššími, plochými optickými součástmi. V demonstracích konceptu tento nový systém rozpoznal obličej Michelangelova Davida stejně dobře, jako existující systém ve smartphonu.
3D zobrazování povrchu je běžným nástrojem používaným nejen v technologii rozpoznávání obličeje smartphonů, ale také v počítačovém vidění a autonomním řízení. Tyto systémy obvykle obsahují projektor bodů, který se skládá z několika komponent: laseru, čoček, světlovodu a difrakčního optického prvku (DOE). DOE je speciální druh čočky, která laserový paprsek rozkládá na mřížku přibližně 32 000 infračervených bodů. Když se tedy člověk podívá na uzamčenou obrazovku, systém rozpoznávání obličeje promítne mřížku bodů na většinu jeho obličeje a kamera zařízení čte vytvořený vzor k potvrzení identity.
Přílišná velikost projektorů s přílišnou spotřebou
Avšak systémy projektorů bodů jsou relativně velké pro malá zařízení, jako jsou smartphony. Proto se Yu-Heng Hong, Hao-Chung Kuo, Yao-Wei Huang a jejich kolegové rozhodli vyvinout kompaktnější systém rozpoznávání obličeje, který by byl téměř plochý a vyžadoval méně energie k provozu. Výzkumníci nahradili tradiční projektor bodů nízkoenergetickým laserem a plochým povrchem z arzenidu galia, což výrazně snížilo velikost a spotřebu energie zobrazovacího zařízení.
Na vrcholu této tenké kovové plochy vyryli vzor z nanopilířů, který vytváří metapovrch rozptylující světlo při průchodu materiálem. V tomto prototypu se světlo z nízkoenergetického laseru rozptyluje do 45 700 infračervených bodů, které jsou promítány na objekt nebo obličej umístěný před zdrojem světla. Podobně jako systém projektoru bodů i nový systém zahrnuje kameru ke čtení vzorů vytvořených infračervenými body.
Obrázek 1 – DALL-E 3: socha Davida od Michelangela
Rozpoznání obličejů s až 10násobně menší spotřebou energie
V testech prototypu systém přesně identifikoval 3D repliku Michelangelova Davida porovnáním vzorů infračervených bodů s online fotografiemi slavné sochy. Zajímavě, dosáhl toho s pěti až deseti krát menší spotřebou energie a na platformě s plochou přibližně 230krát menší než běžný systém projektoru bodů.
Výzkumníci uvádějí, že jejich prototyp ukazuje užitečnost metapovrchů pro efektivní řešení zobrazování malého rozsahu a nízkého výkonu pro rozpoznávání obličeje, robotiku a rozšířenou realitu. Autoři děkují za financování společnosti Hon Hai Precision Industry, Národní radě pro vědu a technologii na Tchaj-wanu a Ministerstvu školství na Tchaj-wanu.
Shrnutí
- Výzkumníci vyvinuli elegantnější systém 3D zobrazování povrchu pro rozpoznávání obličeje s plochými optikami, který je stejně efektivní jako současné systémy.
- Nový systém používá nízkoenergetický laser a metapovrch z arzenidu galia pro generování infračervených bodů, snižuje velikost a spotřebu energie.
- Prototyp přesně identifikoval 3D repliku Michelangelova Davida s výrazně nižší spotřebou energie a na menší ploše než běžné systémy.
- Tento pokrok naznačuje možnosti využití metapovrchů pro kompaktní a energeticky efektivní rozpoznávací systémy, robotiku a rozšířenou realitu.
Zdroj:
- ScienceDaily. (2024b, February 2). A sleeker facial recognition technology tested on Michelangelo’s david. ScienceDaily. https://www.sciencedaily.com/releases/2024/02/240202132613.htm
