Capitolo 6 - La concorrenza
Nell’analisi del mercato sono stati individuati numerosi sistemi di riconoscimento biometrico. Tra questi è possibile distinguere concorrenti
indiretti, ovvero prodotti con caratteristiche diverse ma in grado di soddisfare
analoghi bisogni dei clienti, e concorrenti diretti, ovvero prodotti basati sull’utilizzo della stessa caratteristica biometrica[43].
Data la specificità delle caratteristiche del riconoscimento facciale, che soddisfa contemporaneamente il bisogno di semplicità d’uso, di affidabilità e di non invasività, in questo capitolo sono analizzati esclusivamente i prodotti concorrenti diretti di Smarti®.
In particolare, alcuni sistemi di riconoscimento facciale sono soluzioni software integrate in strutture hardware appositamente sviluppate; altri sono soluzioni esclusivamente software che possono integrarsi in sistemi di videosorveglianza pre-esistenti, aumentandone le potenzialità.
I principali prodotti concorrenti sono:
FACE-02 commercializzato da Biometric 3D Face Reader di A4Vision
Vision 2D/3D Camera di A4Vision FRS Access di Ex-sight
FACE 007 commercializzato da Megaitalia S3 di Siline
3D FaceCam™ di Genex ActiveID™ di Geometrix
Invece, le soluzioni SW sono:
Janus Access commercializzato da Sisge Informatica Neoface di NEC
Di seguito viene riportata un’analisi delle principali caratteristiche di tali prodotti.
6.1.
FACE-02
La società torinese Biometric commercializza FACE-02, un sistema di riconoscimento facciale capace di funzionare in condizioni ambientali non uniformi ed indipendentemente dall’illuminazione, dalla presenza di barba o di occhiali.
Figura 78 - FACE-02
FACE-02 è indipendente dalla posizione del volto ed è in grado di allineare
automaticamente l’immagine acquisita per compensare eventuali angolazioni rispetto all’unità di lettura.
Il tempo di riconoscimento è circa 1s, paragonabile, dunque, a quello di
Smarti®.
A differenza di Smarti®, non è possibile il funzionamento in modalità
standalone bensì l’unità di lettura, dotata di una videocamera integrata, deve interfacciarsi sempre con un’unità di controllo PC.
Sia Smarti® sia FACE-02 permettono la generazione di report relativi agli accessi, risultando così utili per il rilevamento delle presenze.
Inoltre, entrambi i dispositivi permettono la memorizzazione del volto degli utenti non identificati, con possibili impieghi nel campo della videosorveglianza.
FACE-02 è dotato di un lettore di carte integrato.
A differenza di Smarti®,FACE-02non è dotato di uno schermo a colori di tipo touch screen e non ha la possibilità di utilizzare l’inserimento di un PIN come ulteriore metodo di identificazione[32].
6.2.
3D Face Reader
A4Vision è una società del gruppo Motorola©, con sede in California, che sviluppa soluzioni avanzate per l’identificazione facciale, basate su algoritmi 3D. In particolare, uno dei principali prodotti è 3D Face Reader, un lettore facciale che effettua l’identificazione e la verifica utilizzando uno scanner 3D.
3D Face Reader utilizza una sorgente di luce nel vicino infrarosso per cui
funziona indipendentemente dalle condizioni di luce, dal colore dello sfondo, dal trucco e da qualsiasi tipo di accessorio indossato dal soggetto.
Inoltre, il riconoscimento avviene per rotazioni del volto fino a 30° rispetto alla posizione frontale.
Figura 80 e Figura 81 illustrano le differenti prestazioni fra il sistema di riconoscimento sviluppato da A4Vision ed un comune sistema 2D per quanto riguarda l’angolo di cattura e l’uniformità di illuminazione.
Figura 80 - Efficienza dell’approccio 3D rispetto al metodo 2D al variare dell’angolo di cattura (www.a4vision.com)
Figura 81 - Efficienza dell’approccio 3D rispetto al metodo 2D al variare dell’uniformità di luce (www.a4vision.com)
Great Evans (A4Vision), sostiene che il vantaggio dell’utilizzo di una luce ad infrarossi è la possibilità di funzionare anche di notte, a differenza dei sistemi 2D che, per funzionare correttamente, necessitano di molta luce.
Tuttavia, gli infrarossi possono essere utilizzati solo per il riconoscimento a
breve distanza (inferiore ad 1,8m) e ciò limita il range di applicazioni[39]. Il tempo di riconoscimento, dal momento in cui il soggetto si presenta nel campo visivo del lettore, è inferiore ad 1s e, quindi, è confrontabile con il tempo di riconoscimento di Smarti®. Invece, il tempo di registrazione è pari a 3÷5s.
Un monitor LCD ed un altoparlante integrati nel dispositivo permettono di avere un feedback sul riconoscimento.
Lo scanner 3D ha una velocità di acquisizione di 30 frame per secondo e possono essere effettuati 10÷12 cicli completi di acquisizione e di riconoscimento al secondo.
I valori di FRR risultanti sono estremamente bassi, anche quando il FAR è vicino allo zero (.0001); pertanto l’accuratezza giunge a livelli estremi.
3D Face Reader ha dimensioni pari a 132x355x116mm e pesa 800g.
La temperatura operativa è compresa tra 10°C e 40°C ed il consumo massimo di potenza pari a 20W
Come Smarti®, anche 3D Face Reader può essere utilizzato in modalità
standalone o all’interno di una rete.
Inoltre, entrambi i dispositivi sono compatibili con applicazioni pre-esistenti di controllo accessi e con un ampio numero di lettori esterni.
Infine, per quanto riguarda il costo, il prezzo di listino di 3D Face Reader è pari a 4000 euro[33].
6.3.
Vision 2D/3D Camera
Un altro sistema di controllo accessi 3D sviluppato da A4Vision è Vision
2D/3D Camera.
Il processo di acquisizione 3D utilizza la stessa tecnologia di 3D Face Reader ma si differenzia da questo in quanto, contemporaneamente all’immagine 3D, è catturata anche un’immagine 2D conforme allo standard ICAO ISO/IEC CD 19794-5.
Vision 2D/3D Camera sovrappone l’immagine 2D a quella 3D e la normalizza
in modo da ottenere un’immagine frontale che può essere usata per il confronto con passaporti e con database 2D. Questa particolare funzione, oltre a migliorare le prestazioni, permette di utilizzare database 2D, caratterizzati da template di dimensioni inferiori rispetto a quelli 3D.
Figura 82 -Vision 2D/3D Camera
Il dispositivo, non essendo dotato di un sistema integrato di elaborazione, deve essere interfacciato con un PC. In particolare, è consigliato l’utilizzo di una workstation con sistema operativo Microsoft XP Professional, una RAM di 1GB ed infine un processore Pentium 4 a 3GHz (sono supportate anche architetture dual core). Inoltre, devono essere disponibili almeno 5GB di spazio libero per
l’immagazzinamento di template ed il PC deve essere dotato di una scheda video in grado di supportare due monitor.
L’unità, dotata di un display LCD da 4” e di una fotocamera 2D ad alta risoluzione (3Mpixel), ha dimensioni pari a 119x292x152mm e pesa 1,7kg. La temperatura operativa è compresa fra 15°C e 30°C mentre il tasso di umidità è variabile fra il 15% ed il 65%. Tali caratteristiche rendono il sistema destinato eslusivamente ad uso interno[33].
6.4.
FRS Access
L’azienda israeliana Ex-sight ha sviluppato il sistema di riconoscimento facciale FRS Access. Il sistema è composto da un’unità frontale, da un’unità
CPU, da una unità interna e dal software di gestione.
Figura 83 - FRS Access
L’unità frontale che, su richiesta, può essere fornita in versione wireless, ha un case in alluminio con telecamera CCD che permette visione notturna (0.02 lux). Le sue dimensioni sono pari a 180x140x40mm.
L’unità interna, dotata di un monitor da 4" a colori, ha dimensioni pari a 220x205x70mm.
Figura 84 - Unità frontale ed interna
L’unità CPU è dotata di un microprocessore AMD a 2,6GHz, di una memoria RAM DDR2 da 256MB, di un Hard Disk da 80GB, di una porta audio, di una porta USB 2.0 e, opzionalmente, di una porta Ethernet wireless. Una singola CPU può controllare fino a 4 porte.
Il software di riconoscimento può operare su un database contenente al massimo 5000 utenti, con una velocità di confronto pari a 100000 volti per secondo e con un tempo di elaborazione di un singolo frame pari a 0,15s. Il tempo di registrazione è inferiore ad 1s.
La dimensione del template è pari a 2,3KB.
Sia Smarti® sia FRS Access possono funzionare per operazioni di videosorveglianza e sono in grado di generare report degli eventi.
Inoltre, entrambi i sistemi possono utilizzare un singolo database per diverse unità. In particolare, il sistema può essere configurato in modalità:
standalone
database comune multidoor
Il costo del pacchetto completo, comprendente unità CPU, unità esterna, unità
interna e software, è di 1690 $ mentre il costo del pacchetto standard, ossia
senza unità CPU, è pari a 990 $[34].
6.5.
FACE 007
Megaitalia, azienda con sede a Brescia, commercializza FACE 007, un sistema di riconoscimento facciale dotato di un lettore di prossimità integrato.
Figura 85 - FACE 007
Il sistema è in grado di immagazzinare fino a 10000 template e 23000 eventi ed il tempo di verifica è inferiore a 0,5s.
FACE 007 può lavorare in modalità standalone oppure in rete.
Il dispositivo ha un peso ridotto, pari a 600g ed una temperatura operativa che varia fra -15°C e 40°C.
FACE 007 non è dotato di un monitor touch screen a colori ma è fornito di una
tastiera numerica con 16 tasti, di un display LCD ed infine di un lettore di prossimità RF integrato.
Infine, per quanto riguarda il costo, FACE 007 è commercializzato al prezzo di
2280 euro[35].
6.6.
S3
La società partenopea Siline ha sviluppato S3, una piattaforma software basata sul riconoscimento biometrico multimodale (voce, volto, mimica e impronte digitali). Questo sistema, che è stato installato anche nella sala server delle Poste italiane a Roma, ha un’interfaccia grafica semplice ed intuitiva e può gestire molteplici dispositivi.
Inoltre, a richiesta, è possibile integrare la piattaforma con un modulo per il controllo delle presenze, che prevede la generazione di report personalizzabili, la gestione e l’archiviazione delle specifiche contrattuali di ciascun dipendente, le informazioni anagrafiche ed infine la pianificazione dei diritti e degli orari di accesso di ciascun utente.
S3 può essere utilizzato in configurazione base (un solo computer gestisce
l’intero sistema) o in configurazione client-server (più PC accedono ad un unico database). A richiesta del cliente, è possibile inserire un sistema di riconoscimento facciale 3D. Inoltre, per applicazioni di controllo accessi è stato creato appositamente il dispositivo hardware mostrato in Figura 86.
Nel dispositivo è integrato un lettore di badge, una tastiera numerica, 2 led di segnalazione, un display alfanumerico, 2 uscite a relè, un lettore di impronte digitali ed infine una telecamera che, a richiesta, può essere dotata di illuminatore ad infrarosso per permettere l’utilizzo in qualsiasi condizione di illuminazione[36].
6.7.
3D FaceCam™
3D FaceCam™, della società americana Genex, utilizza tre sensori di
acquisizione.
Il riconoscimento può avvenire in qualsiasi condizione di illuminazione, per qualsiasi angolo ed espressione del soggetto.
Figura 87 - 3D FaceCam™
In soli 0,4s, il sistema può acquisire in modo accurato l’immagine 3D di un bambino piccolo o di un’intera famiglia.
3D FaceCam™ è facilmente personalizzabile e la semplicità dell’interfaccia
garantisce agli utenti un’estrema intuitività d’uso.
Il tempo di elaborazione varia da 1s per un’anteprima a 5÷30s per immagini 3D complete.
3D FaceCam™ digitalizza in tempo reale le immagini 3D codificandole ed
inviandole ad un computer istantaneamente.
La risoluzione del sensore è di 640x480 pixel (VGA).
Il sistema ha una dimensione pari a 438x171x356mm ed un peso di 9,5Kg.
Al variare della posizione del volto e delle condizioni di illuminazione, i sistemi tradizionali perdono alcuni punti critici ed il riconoscimento fallisce. Invece, attraverso la registrazione 3D, le prestazioni sono elevate anche quando la posizione e l’illuminazione cambiano significativamente.
3D FaceCam™ è commercializzato con un prezzo di listino pari a 16000
dollari ed è distribuito in paesi quali Stati Uniti, Gran Bretagna, Belgio, Giappone, Corea, Israele e Cina[26].
6.8.
ActiveID™
Geometrix, azienda californiana specializzata nella realizzazione di sistemi di riconoscimento facciale, commercializza la linea di prodotti ActiveID™.
Figura 89 - ActiveID™
Tali sistemi, basati sulla tecnologia FaceVision® 3D, acquisiscono quasi istantaneamente immagini facciali 3D, con una precisione inferiore al millimetro ed indipendentemente dalle condizioni di luminosità e dall’angolo di rotazione del volto.
L’ERR varia dallo 0,03% al 3%, a seconda dell’applicazione.
I sistemi ActiveID™ estraggono un’immagine 3D a partire da una coppia di immagini 2D. Di conseguenza, tutta l’informazione può essere immagazzinata in un template di dimensione ridotta, pari a 3KB.
ActiveID™ è supportata dagli standard ICAO per i passaporti e dagli standard
Figura 90 - Creazione del template 3D (www.geometrix.com)
ActiveID™ Biometric Camera è una telecamera facile da utilizzare, in grado
di acquisire immagini 3D.
Il riconoscimento avviene indipendentemente da qualsiasi trucco od accessorio. Inoltre, il sistema non può essere ingannato da foto ed è perfino in grado di distinguere gemelli omozigoti.
ActiveID™ Biometric Camera è facilmente incassabile e può essere
trasportata con facilità, in una versione wireless portatile (Figura 91).
Geometrix realizza anche ActiveFusion™ multi-biometric, una tecnologia che, per ottenere un maggior livello di accuratezza, utilizza parametri biometrici multimodali (riconoscimento facciale 3D e 2D ed impronte digitali). In questo modo, il valore di ERR migliora fino al 40% rispetto all’utilizzo delle sole impronte digitali.
Tale tecnologia ha trovato largo impiego nel sistema penitenziario americano come mezzo per ridurre gli errori di identità nei rilasci. Infatti, al momento del rilascio, l’identità dei detenuti viene controllata mediante il confronto con i dati biometrici registrati all’arresto.
Inoltre, Geometrix ha sviluppato FaceVision Multiview Rendering Software (MRS) che permette di integrare le soluzioni FaceVision® 3D in sistemi di sorveglianza basati su database 2D. Tale software supera il problema della differente posizione del soggetto rispetto ai campioni presenti nel database, problema tipico del riconoscimento facciale 2D. In particolare, il sistema elabora le immagini generando differenti pose 2D del soggetto con luminosità variabile (Figura 92) in modo da poterle confrontare con le immagini 2D del
database[27].
6.9.
Janus Access
Sisge Informatica, società con sede a Torino, commercializza Janus Access, una soluzione avanzata di controllo accessi con riconoscimento
facciale.
Figura 93 -Janus Access
Janus Access è una piattaforma applicativa aperta, completamente
personalizzabile e progettata per interagire con tutti i dispositivi tipicamente destinati al controllo ed alla sicurezza aziendale: lettori di badge, rilevatori biometrici, telecamere e sensori di vario genere. Il software può integrarsi con la maggior parte dei sistemi video in commercio (impianti di videocitofonia, telecamere a circuito chiuso, videosorveglianza, database di foto segnaletiche, sistemi di allarme).
Janus Access si basa su algoritmi di riconoscimento 2D, con i conseguenti
limiti in fatto di condizioni di illuminazione e di angolo di cattura.
Come Smarti®, ha la possibilità di gestire profili di autorizzazione differenziati
non solo per orario e per tipologie di utente, ma anche in base al dispositivo di autenticazione assegnato.
Janus Access opera in ambiente client/server, utilizzando protocolli di
comunicazione standard (TCP/IP) per dialogare con il sistema informativo aziendale.
Figura 94 - Possibile applicazione
Il sistema è costituito da un server, da un database, da un software di gestione ed infine da un'infrastruttura di rete che lo collega ai dispositivi di acquisizione e di identificazione dislocati presso i varchi.
Janus Access può associare all'accesso una serie di eventi: l'apertura di
porte (tornelli, bussole, etc.), l'attivazione di sistemi di videosorveglianza, l’archiviazione di dati, l’attivazione di un allarme o l'invio di messaggi e di email.
Janus Access è di facile utilizzo, grazie alla sua interfaccia grafica intuitiva
che consente l’amministrazione e la gestione semplificata di tutte le funzionalità del sistema.
Per quanto riguarda la tutela della privacy, Janus Access adotta adeguate misure di sicurezza per impedire la ricostruzione dell’immagine a partire dal template. Infatti, il template e l’anagrafica degli utenti risiedono nel database in oggetti separati e l’associazione fra le due informazioni è crittografata.
Inoltre l’archivio dispone di una sua sicurezza intrinseca dal momento che il suo contenuto non può essere consultato da altre applicazioni ed i dati di
6.10. Neoface
La società giapponese Nec ha sviluppato Neoface, un software di riconoscimento facciale 2D.
Neoface permette di effettuare il riconoscimento a distanza, indipendentemente dalla particolare angolazione del volto e dalla luminosità. Infatti, NEC ha sviluppato il “metodo dello spazio di perturbazione” mediante il quale, a partire da una stessa immagine, si ottengono differenti viste del volto (Figura 95).
Figura 95 - Generazione pose a partire da una singola immagine
Quindi, immagazzinando un'immagine secondo differenti prospettive, è possibile effettuare il riconoscimento anche da altre angolazioni ed in differenti condizioni di luminosità.
Inoltre, una delle principali caratteristiche di Neoface è l’indipendenza dai cambiamenti dei tratti facciali (occhiali, barba, espressione del viso). Infatti, grazie al particolare metodo utilizzato, la gamma di pose e di illuminazioni ha determinato la cessazione delle maggiori problematiche di riconoscimento. Infine, NeoFace può essere adattato ai sistemi informatici esistenti e può essere integrato con diverse tipologie di sistemi di monitoraggio video.
Nec ha sviluppato anche 3D High-end Range Finder Fiore, un dispositivo
che combina hardware e software in un’unica soluzione, fornendo risultati veloci e precisi[29].
6.11. FaceIt
®
Identix ha realizzato FaceIt®, un software di riconoscimento facciale che include la tecnologia Face Finding (data un’immagine, il software localizza un volto specifico ed individua la posizione degli occhi), Face Recognition (il software compara il volto da identificare con un template pre-registrato per verificare che i due corrispondano alla stessa persona) e Liveness (una volta riconosciuta una persona, il software verifica che il volto appartenga ad una persona reale e non sia, invece, una fotografia o un disegno).
FaceIt® è in grado di riconoscere sia soggetti in movimento sia in condizioni stazionarie, purché entrambi gli occhi siano visibili e non siano coperti dal riflesso degli occhiali.
Il sistema non è influenzato da variazioni di posizione fino a 15° rispetto alla posizione frontale. Da 15 a 35° si ha una piccola perdita nelle prestazioni ed oltre 35° tale perdita può essere molto significativa.
Inoltre, FaceIt® è robusto nei confronti di variazioni di luminosità, anche se le migliori performance sono ottenute in condizioni di luminosità uniforme.
Il tempo di verifica è inferiore ad 1s, circa dello stesso ordine di quello di
6.12. TrueFace
TrueFace, lanciato da Miros Inc. nel 1998, è un software di riconoscimento
facciale in grado di funzionare anche con telecamere di basso costo e scaricabile nella versione 1.0 gratuitamente dal web[9].
In fatto di hardware le richieste sono minime: infatti, sono sufficienti un processore Pentium® ed una webcam per realizzare un sistema di riconoscimento biometrico. Le prestazioni del computer non influenzano l’accuratezza del riconoscimento ma possono variarne la velocità: in particolar modo, in caso di un elevato numero di utenti, è richiesta una velocità di calcolo maggiore.
La dimensione del template è circa 1,3KB.
La procedura di confronto tra il volto registrato ed i modelli presenti nel database è effettuata attraverso una rete neurale, addestrata ad imparare dai propri errori.
