Vì sao mở khoá khuôn mặt không nhận ra khi đeo khẩu trang, đeo kính hoặc trong bóng tối

Không ít người gặp cảnh đưa máy lên rồi bị từ chối mở khoá dù đúng là gương mặt chủ nhân, lúc đeo khẩu trang, đeo kính hay ngồi trong phòng tối. Nguyên nhân không phải máy “hư” hay thuật toán tệ, mà nằm ở cách cảm biến camera trước thu nhận ánh sáng và dữ liệu hình học bị thiếu hụt theo từng tình huống.

Khẩu trang che mất vùng dữ liệu quan trọng nhất

Thuật toán nhận diện khuôn mặt dựa nhiều nhất vào vùng mũi, miệng và đường viền hàm để tính khoảng cách giữa các điểm mốc. Khẩu trang che đúng vùng này khiến hệ thống chỉ còn nhận dữ liệu từ mắt và trán, chưa tới một nửa số điểm mốc cần để so khớp với mẫu đã lưu. Một số máy có chế độ “nhận diện có khẩu trang” nhưng thường phải hạ ngưỡng độ chính xác hoặc đăng ký thêm mẫu riêng, chứ không dùng chung mẫu gốc.

Kính mắt gây nhiễu theo hai cách khác nhau

Với hệ thống dùng ánh sáng nhìn thấy, gọng kính dày có thể che một phần lông mày và khoé mắt, làm sai lệch phép đo. Với hệ thống dùng hồng ngoại, tròng kính chống chói hoặc kính đổi màu có lớp phủ phản xạ đôi khi hắt ngược tia hồng ngoại trở lại nguồn phát thay vì để nó xuyên qua cảm biến, khiến lưới điểm thu về bị méo hoặc thiếu vùng quanh mắt. Nhiều máy vì vậy khuyên đăng ký khuôn mặt cả lúc đeo kính lẫn không đeo để có hai bộ dữ liệu tham chiếu.

Bóng tối làm giảm chất lượng dữ liệu đầu vào

Với camera 2D thông thường, thiếu sáng đồng nghĩa cảm biến thu được ít photon hơn, ảnh nhiễu hạt nhiều hơn, các điểm mốc trên khuôn mặt mờ nhoè và khó trích xuất chính xác; máy chỉ dựa vào camera thường để mở khoá gần như vô dụng trong phòng tắt đèn. Ngược lại, hệ thống dùng đèn chiếu hồng ngoại chuyên dụng lại hoạt động tốt trong tối vì nguồn sáng hồng ngoại của chính máy đủ chiếu sáng khuôn mặt ở khoảng cách thông thường, không phụ thuộc ánh sáng môi trường.

Góc cầm máy, khoảng cách và nguyên tắc thà từ chối

Dữ liệu khuôn mặt được đăng ký ở góc chụp chuẩn, máy đặt ngang tầm mắt, cách ba mươi đến bốn mươi centimet. Khi cầm máy quá thấp, quá xa hoặc nghiêng góc lớn, hình chiếu khuôn mặt lên cảm biến bị biến dạng phối cảnh so với mẫu gốc, vượt ngưỡng sai số cho phép, nên nhiều người thấy mở khoá hoạt động tốt lúc ngồi bàn làm việc nhưng hay thất bại khi nằm dùng điện thoại. Các thuật toán này được thiết kế theo nguyên tắc thà báo lỗi oan còn hơn mở khoá sai người: khi dữ liệu đầu vào không đủ tin cậy vì bất kỳ lý do nào kể trên, hệ thống mặc định từ chối thay vì cố đoán mò.

Hiểu nhầm thường gặp

“Máy nhận diện khuôn mặt bị lỗi phần mềm nên mới không mở khoá được lúc đeo khẩu trang” phần lớn trường hợp không phải lỗi phần mềm mà là giới hạn vật lý của dữ liệu đầu vào. Khi vùng mũi miệng bị che, thuật toán dù tối ưu đến đâu cũng thiếu thông tin để đạt ngưỡng tin cậy, nên từ chối mở khoá là hành vi thiết kế đúng chứ không phải sự cố.

Xem thêm

Bài này là một phần của nhóm bài viết Camera trước & mở khoá khuôn mặt: tổng hợp bài viết. Xem thêm Camera trước và mở khoá khuôn mặt: chọn máy nào phù hợp nhu cầu.