19 июня состоялся блог-тур в компанию-резидент Фонда Сколково - "Вокорд СофтЛаб", которая работает над проектом VOCORD FaceControl 3D по созданию системы биометрической идентификации на основе 3D технологии. Нам удалось пообщаться с одним из основателей компании, техническим директором Алексеем Кадейшвили, а также с руководителем отдела разработки 3D-технологии Александром Соколовым и маркетологом компании -Анной Гуреевой. В блог-туре также приняли участие члены сообщества Crazy Chemists. 

 "Вокорд СофтЛаб" принадлежит группе компаний "Вокорд", занимающейся разработкой и производством комплексных систем безопасности: распознавание лиц, видеонаблюдение, мониторинг дорожного движения и контроль нарушений ПДД, аудиорегистрация, оповещение.

Когда люди проходят через металлодетектор, для системы устанавливается идеальная зона контроля

Расскажите подробнее о работе системы VOCORD FaceControl 3D.
 
Анна Гуреева: Как работает наша система. В зоне контроля устанавливаются 2 пары синхронизированных стереокамер VOCORD NetCam4, разработанных специально для систем биометрической идентификации. Когда человек проходит через рубеж контроля, система находит и выделяет его лицо. Камеры работают синхронно с точностью до миллисекунд и делают 4 снимка в один момент времени с разных ракурсов. На основе снимков система строит 3D модель лица с реконструкцией его формы и текстуры. Весь этот процесс занимает меньше секунды. Затем система VOCORD FaceControl 3D сравнивает сделанную модель с 3D-моделью или обычной фотографией в базе данных, и сообщает нам - найдено с кем-то совпадение или нет. 
 
 
Алексей Кадейшвили: Cтереокамеры устроены следующим образом. В каждой из них по паре сенсоров. Свет, который попадает на сенсор, преобразуется в электрический сигнал и по проводам передается на блок, который и занимается первичной обработкой изображения. Основная же работа с полученным изображением лица происходит на серверах, которые могут находиться с видеокамерами, так и на расстоянии нескольких километров от них. После того, как мы получили изображение, обработка занимает несколько этапов. Во-первых, система должна понять, есть ли человек в наблюдаемой зоне контроля. У лица есть некоторая стандартная геометрия – 2 глаза на определенном удалении друг от друга, под ними нос, еще ниже рот. Система ищет на изображении такую геометрию, и, найдя ее, делает вывод, что перед нами лицо. Чтобы создать 3D-модель лица человека, формируется "облако точек" - отличительных признаков конкретного лица, а затем построение плотного "облака точек". Таким образом мы получает объемную модель лица, на которую потом накладывается его текстура.
 
 "Колонка", где установлены стереокамеры

Каково практическое применение системы?

Анна Гуреева: Система предназначена для обеспечения безопасности и улучшения контроля на определенных объектах. Органы правопорядка с помощью подобных систем ищут преступников, неплательщиков налогов и алиментов, людей, пропавших без вести.

 

VOCORD FaceControl 3D можно успешно применять для повышения безопасности в аэропортах, на вокзалах, в метро, на стадионах и в концертных залах. Также система повысит безопасность и автоматизирует контроль доступа на таких особо охраняемых объектах, как пограничные пункты контроля, таможенные терминалы, режимные предприятия, особо опасные охраняемые объекты.

 

Анна Гуреева (сверху) и Алексей Кадейшвили

Какие технологии в сфере распознавания разрабатываются сейчас в мире?
 
Анна Гуреева: С помощью видеоанализа пытаются оценить психо-эмоциональное состояние человека, определить его пол, расу, предстказать поведение. Что-то из этого вполне реализуемо уже сейчас, что-то – только в будущем. Мы тоже работаем над такими задачами, но они для нас неприоритетны. То, что важно и востребовано сейчас в сфере безопасности - это сам факт, что человек распознан, что он найден. 

Алексей Кадейшвили: Системы распознавания - область, пребывающая в постоянном поиске новых решений. 

Вычислитель системы Vocord FaceControl 3D

В чем состоит основное преимущество вашей системы?

Анна Гуреева: Есть идеальные условия, когда достоверность распознавания лица будет очень высокой. А есть не идеальные: когда лицо человека расположено не фронтально относительно камеры, когда мимика людей не нейтральна, т.е. люди улыбаются, разговаривают, хмурятся, зевают, жуют. Также на лице могут быть различные «артефакты» вроде очков, сигареты, усов или сильного макияжа, и лицо может освещаться неравномерно, создавая глубокие тени и пересветы. Если человек попал в поле зрения камеры строго анфас и с нейтральным выражением лица, то вероятность, что он будет верно распознан довольно высокая. Например, в нашей обычной системе VOCORD FaceControl она будет порядка 95-100%. Но если система смогла сфотографировать человека только в том виде, в каком описано выше – например, с отклоненным от камеры лицом и смеющегося, то тут достоверность работы классических систем распознавания стремительно падает. Тогда на сцену и выходит 3D-система. На нее эти мешащие распознаванию факторы не влияют или влияют не так сильно, как на 2D-систему. 

Александр Соколов: Если, например, подвести палец к губам, то система определит, что это "артефакт", и от пальца на 3D-модели останется только свет от текстуры. Очки, например, будут выглядеть, как свет на бровях.

       

А система определит человека, если у него прикрыта часть лица?

Анна Гуреева: Если закрыть пол-лица вертикально, то система может не определить сам факт, что перед ней находится лицо. Просто не найдет той самой геометрии лица. А если мы закроем только рот или глаза (темными очками), то 3D-системе с высокой вероятностью хватит оставшейся информации о нашем лице, чтобы правильно его распознать.

Может ли система отследить передвижения конкретного человека?

Анна Гуреева: Тут надо четко разделять, где лежат реальные возможности видеоаналитики и где начинаются мифы. А также, где лежат пределы возможностей каждой системы. Биометрическая система в силу своей архитектуры и особенностей проектирования выполняется именно ту задачу, для которой предназначена – распознает лица людей в определенной области, где установлены камеры – например, на входе в вокзал. Дальнейшие перемещения человека можно отследить с помощью обычных камер обзорного видеонаблюдения. На практике это правильнее и удобнее решать, используя совместно биометрию и обзорное видеонаблюдение. Оператор от системы распознавания лиц получил сообщение, что найден определенный человек. Зная место и время его появления, он по камерами видеонаблюдения проследил, куда тот направился. Именно так это и работает. А то, что система распознает человека на входе в вокзал, а потом скажет, в какой тот сел поезд, вагон и на какую полку купе – это, увы, миф.

 

 

В рамках проекта VOCORD FaceControl 3D вы использовали собственный софт?

Александр Соколов: В нашей компании работает много выпускников Физтеха. Из 120 работающих в компании человек 80 - разработчики. Системой VOCORD FaceControl 3D занимается наш отдел перспективных разработок. Отдел тщательно отслеживает, какие новые тенденции и разработки появляются в области обработки видео. Мы закупаем одни из самых лучших сенсоров в мире. Начинку, электронные схемы и алгоритмы мы делаем в компании сами. Идея сделать трехмерную систему распознавания лиц появилась у нас 3 года назад. 

Александр Соколов

Когда ваш продукт появится на рынке?

Анна Гуреева: Выпустить продукт на рынок мы планируем осенью 2012 года. К концу года мы планируем протестировать  систему на каком-нибудь проектеДо конца года мы планируем обкатать систему на тестовых проектах, а в начале следующего года иметь уже полноценный коммерческий продукт. Но уже сейчас 3D-система вызывает огромный интерес у потенциальных покупателей.  

Алексей Кадейшвили: Если сравнивать различные системы распозноавания лиц между собой, то это нужно делать либо в одинаковых условиях, либо на одинаковых эталонных базах. В нашем случае существенной частью технологии является не только алгоритм сравнения образов между собой, но и умение получить сам 3D-образ. От того, как эффективно вы будете создавать образ, зависит уровень распознавания. Для нашей системы средний процент распознавания превышает 90%. Однако существующие тесты не учитывают всего многообразия условий, и база, по которой идет сравнение, недостаточно большая. Предстоят полевые испытания, по результатам которых будет набираться статистика и вноситься коррективы в алгоритмы.  

 

Компания "Вокорд" также занимается системами 2D распознавания и мониторингом ситуации на дорогах

Почему вы пошли в Сколково именно с проектом FaceControl 3D?

Алексей Кадейшвили: Придумать что-то прорывное в области безопасности достаточно сложно. Либо это тривиальные вещи, либо - научная фантастика. Если вы постараетесь найти компанию, которая занимается 3D распознаванием лиц, то вряд ли найдете такую. Мы знаем, что одна 3D-система используется во Франции и устанавливается на пунктах паспортного контроля. Однако там человек "сканируется" принудительно, т.е. пока система не распознает его на 100%: человек должен стоять ровно. У нас же все происходит в естественном режиме, без остановок. Человек даже может не знать, что его распознают. Технически это более сложная задача.

Какие отношения у вас выстроились с Фондом "Сколково"?

Алексей Кадейшвили: В "Сколково" меня порадовали две вещи. Во-первых, все общение происходило через грамотно построенный сайт sk.ru. Во-вторых, когда мы не находили ответы на интересующие нас вопросы, мы получали оперативные консультации через call-center Фонда. . 

Какую стадию присвоили вашему проекту?

Алексей Кадейшвили: Я заметил, что в IT-кластер Фонда "Сколково" попадают в основном проекты, связанные с программированием. Веб-сервисы, приложения для мобильных устройств - тут все более-менее понятно, как их оценивать. В нашем случае это целый аппаратно-программный комплекс. У нас есть и устройство и программное обеспечение и есть математические алгоритмы - и тут с классификацией дело обстоит сложнее. Мы пока не подали заявку на грант, поэтому стадию нашему проекту еще не присвоили. 

Алексей Кадейшвили: В "Сколково" мы пришли как состоявшаяся компания. Нужно понимать, что наше решение ориентировано на очень консервативный рынок - рынок безопасности. Решения в этой сфере принимаются крайне медленно. Сначала надо поставить пилотную систему на объекте, где к ней будут присматриваться, тестировать. По истечению этого времени, вы внесете коррективы и установка будет тестироваться еще полгода и только потом можно будет принимать решение о закупке. Цикл продажи очень длинный и затраты здесь довольно большие. 

Как вы вообще начинали заниматься тем, чем занимаетесь сейчас?

Алексей Кадейшвили: В 1999 году, когда была основана компания "Вокорд", можно было рассчитывать только на себя. В самом начале нашего пути в 1996 году мы начинали с установки домофонов, а на деньги, которые выручали от продажи, создавали  цифровой аудиорегистратор. Продав одно такое устройство, компания могла жить месяц. Что касается команды, то Физтех тогда выпускал очень много квалифицированных кадров, которые не знали, чем заняться после окончания вуза. Выбор-то был небольшой: либо торговля всеразличными деталями и техникой, либо прозябание в офисе иностранной компании. Людей, которые хотели заниматься чем-то другим, было много и можно было выбирать из огромного количества специалистов, причем за очень разумные деньги. Это и позволило создать очень сильный инженерный костяк команды. Спустя 12 лет наши коммерчески успешные продукты для аудиорегистрации и видеонаблюдения позволяет позволяют нам заниматься инновационными разработками.

Какой проект "Вокорда" наиболее финансово успешный? 

Алексей Кадейшвили: Если судить просто порентабельности, то, пожалуй, это плата A8 для систем аудиорегистрации, потому как это очень рентабельный продукт. Но это тривиальная вещь, с которой нельзя завоевать большой рынок. Вообще, раз в четыре-пять лет у нас появляется мега-идея, и мы ее воплощаем. Проект VOCORD FaceControl 3D - одна из таких.

О предпринимательстве:

Алексей Кадейшвили: Когда вы начинаете новый проект, есть несколько стадий, через которые необходимо пройти. Сначала вы считаете, что осчастливите весь мир своей идеей. Потом вы начинаете переживать, что все идет медленнее, чем вы предполагали. Затем вы видите, что мир, кроме вас, пытаются осчастливить еще десятки людей. И в итоге вам кажется, что  ваша идея никогда не заработает и что это никому не нужно. Если вы все это перетерпите, то, может быть, у вас еще что-то получится. Для успеха важна не только хорошая голова и идея, но желание и умение доводить начатое до конца, одним словом - бороться. 

Особая благодарность студенту Открытого универстита Сколково Петру Левичу за предоставленные фотографии.