Face Tracking – Gesichtserkennungs-Software für Webcams und Co.

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Wie sich die Face Tracking-Technologie entwickelt hat

Der erste Hersteller, der sich mit der Face Tracking Technik für Kameras beschäftigte, war Nikon. Dazu präsentierte er die Modelle Coolpix 7900, Coolpix 5900 und Coolpix 7600 auf der Messe PMA 2005. Diese Gesichtserkennungstechnik fungierte lange Zeit vor allem für Geheimdienste, Behörden und Spionagedienste als wertvolles Werkzeug. Mittlerweile ist die Gesichtserkennungs-Software aber auch für Online-Unternehmen wie Google, Wikipedia und Facebook von großem Nutzen, da diese Anbieter sie für Bilder- und Tagging-Dienste einsetzen.

Durch rasante Entwicklungen in den Bereichen neuronaler Netzwerke und künstlicher Intelligenz wird die Gesichtserkennung und dazugehörige Software im Ergebnis immer alltäglicher. „Die Technik, die ursprünglich vor allem dazu diente, Kriminelle zu identifizieren, wird inzwischen für Kreditkartenbesitzer angewandt“, sagt Harvey und erinnert damit an die angeblichen Pläne, von MasterCard und Amazon, biometrische Daten mit deren jeweiligen Bezahldiensten via App zu verknüpfen.

Was verbirgt sich hinter dem Begriff „Face Tracking“?

Unter dem Begriff „Face Tracking“ ist demnach also eine automatische Gesichtserkennung und –Verfolgung zu verstehen. Dabei kommt eine Interaktion zwischen Mensch und Computer zustande, wie zum Beispiel durch eine Webcam. Eingesetzt wird diese Technik vor allem zur Mimik- und Bewegungserkennung oder zur Transformation des Erkannten in Video-Sequenzen. So sind Face Recognition und die Face Detection wesentliche Bestandteile im Bereich des Face Trackings. Diese kann allerdings keine Mimik-Erkennung realisieren.

Wie funktioniert Face Tracking?

Face Tracking - Funktionsweise

Face Tracking – Funktionsweise

Die Funktion des Face Trackings erfolgt über ein Bildanalyseverfahren der Gesichtserkennung, das auf mathematischen Berechnungen beruht und dabei folgende Kriterien einbezieht:

  • Objekte die sich bewegen
  • ovale Formen, die als mögliche Köpfe interpretiert werden
  • Farben innerhalb dieser Formen, die auf das Vorhandensein des Hautpigments Melanin, welches bei jeder Hautfarbe vorkommt, schließen lassen
  • Augen, die aufgrund ihres statistisch vergleichbaren Abstands identifiziert werden

Dabei bietet Face Tracking die Möglichkeit die Blickrichtung in Echtzeit zu erkennen, 2D- und 3D-Koordinaten der Augen festzulegen, sowie die Koordinaten der Gesichtsmerkmale und der Kopfposition zu definieren. Die Daten werden in Video-Sequenzen übertragen, welche in Echtzeit gezeigt werden. Punkte am Gesicht werden automatisch erkannt. Dazu werden beispielsweise biometrische Verfahren, die Hauptkomponentenanalyse oder die Wave Analyse verwendet.

Die Information wird über eine einfach zu bedienende API geliefert, die es ermöglicht, die Augen- und Blickverfolgungs-Technologie problemlos in jede Anwendung zu integrieren. Die Augen- und Blickverfolgung sind darunter jeweils vollautomatisch. Die Datenerfassung erfolgt über infrarotnahes Licht. Das Licht wird vom Gesicht reflektiert und von einem Tracker erfasst. Die Bearbeitung und Auswahl der Daten erfolgt schließlich am Computer. Die Daten werden in Video-Sequenzen übertragen, welche in Echtzeit gezeigt werden.

Die Vision der Hersteller ist es, Computer-Vision-Algorithmen zu produzieren, die alle verfügbaren Informationen aus menschlichen Gesichtern in Bildern und Videos erhalten, die es ebenso wie Menschen oder besser machen, aber viel schneller. Darüber hinaus sollen Vision ist es, diese leistungsstarken Algorithmen an unsere Kunden, auf jede Hardware von Software-Plattformen, die benötigt werden, um diese in innovativen Produkten und Dienstleistungen zu integrieren. So versuchen die Hersteller und Anbieter von Face Tracking für jeden individuellen Kunden die bestmögliche Software unter den bestmöglichen Lizenzbedingungen zur Verfügung zu stellen.

Wo Face Tracking im Alltag eingesetzt wird

Face Tracking wird in zahlreichen Gebieten angewandt. So unterstützt Face-Tracking, wie oben beschrieben, unter anderem bei polizeilicher Arbeit das Lösen von Kriminalfällen, indem es beispielsweise als eine Art Lügendetektor eingesetzt wird. So können mithilfe der Face Tracking-Technologie Lügen schneller entlarvt werden. Auch Sicherheitskameras mit ausgestatteter Face Tracking-Technologie helfen dabei Kriminalfälle präventiv zu verhindern indem das Gesicht der Einbrecher beispielsweise durch die Face Tracking-Technologie noch vor dem Einbruch dem Gesicht in einer Datenbank zugeordnet werden können. Im privaten Bereich bietet beispielsweise die Netatmo Kamera mit integrierter Face Tracking-Technologie die Möglichkeit Informationen über Menschen, Fahrzeuge und Tiere zu bekommen, die sich im Blickwinkel der Kamera befinden. Diese Bilder können über eine App auf dem Handy verknüpft werden und können über den Nutzer eingesehen werden.

Ähnlich arbeiten bereits einige Plakat-Anbieter. Sie ermöglichen es den Werbetreibenden auf digitalen Werbeflächen zu werben, und diese individuell auf die aktuell betrachtende Zielgruppe anzupassen. Auch die Robotertechnik nutzt die Technologie um Roboter auf menschliche Gefühle reagieren zu lassen. Mithilfe von Mimik-Erkennung können Emotionen erkennt werden. Im Bereich des Engineered Art kann dies von hohem Nutzen sein. So können Roboter auch anhand von Mimik gesteuert werden. Ein weiterer großer Anwendungsbereich ist die Spielentwicklung. Mithilfe von Face Tracking werden Avatare erstellt, die in Spielen die Mimik und Gestik realer Menschen haben. Auch Echtzeitantworten wie beispielsweise in Abhängigkeit von der Gestik eines Avatars sind Einsatzmöglichkeiten. Insbesondere im Gebiet der Epic Games wird diese Technologie eingesetzt. Für Kosmetikliebhaber kann ebenfalls Face-Tracking von Nutzen sein. Make-Up lässt sich beispielsweise im Voraus ausprobieren ohne dieses auftragen zu müssen. Auch im Gesundheitsmanagement ist dies von Nutzen. So kann über Face-Tracking Mängel im der Haltung genauestens identifiziert werden und so Rückenproblemen vorgebeugt werden. In Bereichen wie Werbung oder Fahrsicherheit kann Face-Tracking ebenfalls Informationen über Informationen beim Kauf beziehungsweise Umsichtigkeit bei der Autofahrt geben. Ebenfalls nutzen soziale Netzwerke wie Snapchat und Instagram Face Tracking zur Bildbearbeitung.

Profis im Face Tracking

Eines der bekanntesten Unternehmen, die unter anderem Face Tracking-Technologie verwendet ist Visage Technologies. Das Privatunternehmen stellt Software für Gesichtsverfolgung und Analyse bereit. Hauptprodukt ist das Multiplattform-Software-Entwicklungs-Kit visage. Die Technologie wurde bereits von mehr als 100 Kunden in 30 verschiedenen Ländern lizensiert. Dabei geht das Spektrum an verschiedenen Firmen über Start Ups bis zu multinationalen Unternehmen sowie akademischen Einrichtungen und Forschungseinrichtung. Die Kompetenzen des Unternehmens liegen in den Bereichen Gesichts- und Kopfverfolgung mit moderner Gesichtserkennung. Zudem bietet das Unternehmen Gender- und Emotionsschätzung sowie branchenführende Unterstützung für Systeme und Plattformen. Es werden zudem individuelle Entwicklungsleistungen und Beratung angeboten. Visage selbst sieht sich als Vorreiter in diesem Bereich.

Wie bereits im Rahmen der Anwendungsbereiche erwähnt, bietet auch Netatmo mit seiner Sicherheitskamera in Kombination mit einer Handy-App ebenfalls eine effiziente Vermarktung der Tracking-Technologie an. Die Technologie wird sowohl für eine Innenraumüberwachung als auch für eine Außenüberwachung genutzt. Wird etwas über die Kameras geortet löst sich ein Alarm auf dem Handy des Kamerabesitzers aus.

Die Herausforderungen und Schattenseiten der Face Tracking-Technologie

Steigender Anonymitätsverlust durch Face Tracking

Steigender Anonymitätsverlust durch Face Tracking

Trotz dieser bereits vielfältigen Einsatzmöglichkeiten ist die Face Tracking-Technologie noch nicht am Ende ihrer Entwicklung angelangt. So gilt es für Werbetreibende, die die individualisierte, digitale Plakatwerbung nutzen möchten beispielsweise noch zu klären, ob es mehr Sinn macht, die Kunden nach Alter oder nach Geschlecht zu differenzieren. Zudem stellt sich die Frage wie der Bildschirm am besten reagiert, wenn Kunden aus verschiedenen Zielgruppen vor ihm stehen. Ohnehin ist die Umstellung von Plakatwerbung auf Digital Signage mit Schwierigkeiten verbunden. So sind die meisten Netze im Einzelhandel für eine relativ kleine Datenmenge ausgelegt. Ein 60-sekündiger Werbespot umfasst allerdings etwa 20 Megabyte. Folglich benötigen werbetreibende Großkunden mit tausenden Standorten eine entsprechend große Bandbreiten. „Das geht ins Geld“, erklärt Gutberlet, ehemaliger Vorstandsvorsitzender der Lebensmittelkette Teegut.

Neben diesen beispielhaften, technischen Herausforderungen die Face Tracking mit sich bringt, stellt es aber zudem eine Gefahr für die Privatsphäre der gefilmten und analysierten Menschen dar. So können soziale Netzwerke und Gesichtserkennung eine gefährliche Kombination sein. Dies könnte laut Bürgerrechtlern wie Jay Stanley von der ACLU sogar dazu führen, dass die Gesichtserkennung der Zukunft die Anonymität auf der Straße auflösen könnte: Schließlich könne durch die Technologie jedes öffentlich entstandene Bild von Menschen auf die genaue Identität hin analysiert werden. Auch Fotos, die vor Jahren entstanden sind und im Internet verborgen sind, könnten nachträglich untersucht, die darauf abgebildeten Personen identifiziert und ihre Emotionen analysiert werden.

Dies ermöglichen Firmen wie Affectiva, die sich damit brüsten, mit fast vier Millionen gescannten Gesichtern die weltweit größte Datenbank an Emotionen zu haben. Daneben verkauft Microsoft eine Emotion API und die NSA nutzt für ihre Internetüberwachung unter anderem die mittlerweile zu Google gehörende Erkennungssoftware von PittPatt. Folglich sorgt Face Tracking in Kombination mit diesen Datenbanken für eine zunehmende Anonymisierung der weltweiten Bevölkerung.

Weitere Informationen unter:

www.visagetechnologies.com

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/jj130970.aspx