05.04 - 13:28

Запутанные фотоны помогли распознать лица


 

Китайские физики построили систему распознавания лиц, основанную на призрачной визуализации с использованием запутанных фотонов. Работоспособность предложенного способа физики проверили на лицах пятерых сотрудников своей лаборатории. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics.

Распознавание лица позволяет довольно точно установить личность человека, а потому играет важную роль в социальных взаимодействиях. В частности, с помощью такой системы можно ловить преступников или разблокировать смартфон. Как правило, система распознавания лица анализирует фотографию и выделяет на ней наиболее важные детали, а потом ищет похожие снимки в базе данных. К сожалению, несмотря на быстрый прогресс в этой области, пока еще автоматическое распознавание лиц далеко от совершенства.

В то же время, существует альтернативный подход к распознаванию картинок, который не требует сложного машинного анализа и способен одновременно анализировать большие объемы данных. В этом подходе пучок фотонов разделяют на два скоррелированных пучка, один из которых отражается от объекта и создает его изображение (сигнальный пучок), а второй пропускается через маску-фильтр (эталонный пучок). Если изображение совпадает с маской, то интенсивности обоих пучков окажутся скоррелированы; следовательно, по их интерференционной картине можно оценить степень совпадения изображений и быстро распознать очертание объекта. Впервые этот метод предложил еще в 60-х годах прошлого века американский физик Вандер Люгт (Vander Lugt). К сожалению, точность этого метода была неудовлетворительной. Определенного прогресса удалось добиться только в прошлом десятилетии, когда была открыта так называемая призрачная визуализация, основанная на запутанных фотонах. К сожалению, даже в этом случае ученым удавалось распознавать только простые объекты — например, определить число лучей звезды, склеенной из нескольких палочек.

Группа физиков под руководством Лисян Чэня (Lixiang Chen) существенно улучшила этот метод и применила его для распознавания лиц. Для этого ученые немного изменили схему, по которой создаются запутанные фотоны и маска объекта. В отличие от предыдущих работ, исследователи работали с лазерными пучками, имеющими не гауссов, а более сложный пространственный профиль. Квантовое состояние пары запутанных фотонов ученые разложили в сумму состояний с фиксированным орбитальным и радиальным квантовым числом. Для этого физики использовали моды Лагерра—Гаусса, которые являются собственными функциями оператора преобразования Фурье. Затем ученые проследили за эволюцией квантового состояния сигнального фотона, проходящего через объект, и сопоставили объекту некоторый оператор. Наконец, с помощью алгебраических преобразований ученые восстановили по этому оператору фурье-спектр эталонного лазерного пучка, который описывает маску объекта. На практике физики получали нужный спектр с помощью пространственного модулятора света.

Когда экспериментальная установка была построена, ученые перешли к завершающей стадии эксперимента. Для этого они сфотографировали пятерых сотрудников своей лаборатории, обрезали фотографии до размера 256×256 пикселей, перевели их в черно-белую фору и сопоставили черным и белым пикселям противоположные фазы. Полученные изображения выступали в качестве образцов, по которым строили маски и которые просвечивали сигнальными фотонами. По итогам измерений ученые построили квадратную матрицу, которая описывает корреляции между изображениями. Оказалось, что эта матрица практически совпадает с единичной матрицей — проще говоря, построенная установка распознала лица практически безошибочно. Впрочем, исследователи отмечают, что эта матрица также содержит недиагональные элементы, которые описывают небольшие сходства между разными лицами.

Разумеется, пока предложенный учеными способ не может сравниться с машинным распознаванием. Тем не менее, он имеет ряд преимуществ, которые нельзя воспроизвести с помощью обычных систем распознавания лиц. В частности, авторы статьи подчеркивают, что благодаря особенностям призрачной визуализации их метод может работать в условиях очень низкого потока сигнальных фотонов. Следовательно, с его помощью можно распознавать изображения, практически не выдавая своего присутствия.
В сентябре прошлого года американские физики впервые реализовали метод призрачной визуализации с помощью пучка запутанных электронов, а не фотонов. Это позволило ученым сделать микрофотографию предмета с помощью одного-единственного пикселя.

В настоящее время системы распознавания лиц активно внедряются в повседневную жизнь. Например, в США такие системы проверяют билеты на концертах, а в Китае ищут преступников и контролируют внимательность школьников. В апреле прошлого года систему распознавания лиц запустили и в московском метро, причем в течение первого месяца она распознала более 40 преступников, которые находились в федеральном розыске и впоследствии были задержаны. А в прошлом месяце Департамент информационных технологий мэрии Москвы сообщил о разработке очков дополненной реальности с технологией распознавания лиц, предназначенных для московской полиции.

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:
Читайте также:

Методики эстетической медицины

Эстетическая медицина позволяет производить коррекцию внешних данных людей, лечить заболевания кожи, ногтей, волос с помощью разнообразных медицинских процедур и методик
Подробнее »»

Стала известна истинная причина анорексии

Ученые сравнили ДНК 17 000 пациентов с анорексией и 55 000 здоровых людей
Подробнее »»

Стало известно, чем болеют президенты самых влиятельных стран мира

Дональд Трамп
Одиозный политик, пришедший к власти в пожилом возрасте, успел нажить несколько диагнозов.

Подробнее »»

Как подготовить ребенка к успешной учебе?

Широко известно, что ребенок, который способен сохранять внимание на протяжении всего урока гораздо легче усваивает учебный материал и затрачивает меньшее количество времени на подготовку домашнего задания.
Подробнее »»

Положительное воздействие домашних животных на здоровье

Спросите любого владельца кошки и он расскажет вам насколько положительно любимый питомец влияет на качество его жизни.
Подробнее »»

Читайте также:
23.07 - 19:39

Монстр по соседству: 20 невероятно гадких бытовых привычек 

Странно, но мужчины жалуются на скверное поведение женщин в быту гораздо чаще, чем наоборот. Может, дамы просто более толерантны?
Подробнее »»

23.07 - 19:07

Найден новый способ борьбы с вредными привычками

Организаторы эксперимента проанализировали места жительства участников и их образ жизни
Подробнее »»

23.07 - 18:08

Диетолог назвала продукты, которые можно есть перед сном

Употреблять пищу на сон грядущий врачи не рекомендуют, но что делать, если вы поздно пришли домой?
Подробнее »»

23.07 - 17:04

5 причин пить чайный гриб

Комбуча (чайный гриб) – ферментированный чай, достаточно известный в наши дни. Напиток впервые приготовлен в Китае в 3 веке до нашей эры.
Подробнее »»

23.07 - 16:26

Продукты питания против атеросклероза

Вредные выбросы оказывают воздействие не только на окружающую среду, но и на здоровье сердца. Они приводят к развитию атеросклероза, и есть продукты питания, которые помогут бороться с этой проблемой.
Подробнее »»

23.07 - 16:01

Певица Ассоль выходит замуж

Церемония свадьбы состоится 19 сентября.
Подробнее »»

23.07 - 15:35

Признаки, которые выдают алкоголика

По данным ВОЗ, в мире 140 миллионов алкоголиков.  И большинство из них не лечатся. Есть несколько признаков того, что выдает алкоголика.
Подробнее »»

23.07 - 15:03

Mini подарит новую экологичную жизнь самой крошечной модели

Концептуальный хэтчбек Mini Rocketman длиной 3,4 метра впервые увидел свет ещё в 2011 году – но тогда до серийного производства дело так и не дошло.
Подробнее »»

23.07 - 14:01

Польза времяпровождения в одиночестве

Человек – существо социальное. Однако это совершенно не значит, что он должен проводить всё своё время среди полчища друзей, знакомых и других людей. Это касается как интровертов, так и экстравертов.
Подробнее »»

23.07 - 13:08

Обнаружена удивительная для организма польза солнца

Ученые выяснили, что солнце не только способствует выработке витамина D.
Подробнее »»

23.07 - 12:23

Врачи рекомендуют пить чайный квас

Медики рекомендуют употреблять в пищу чайный квас. Ему приписывают множество полезных действий – от снижения кровяного давления до понижения уровня холестерина в крови.
Подробнее »»

23.07 - 12:04

Назван оптимальный для здорового образа жизни напиток

Учёными проведено исследование полезных качеств многим знакомого растения топинамбура, а точнее — его плодов.
Подробнее »»

23.07 - 11:34

Помощь близко: 7 основных признаков, что Вселенная вас услышала 

Вы замечали когда-нибудь, что стоило лишь вам направить все силы (и энергию) на реализацию каких-то желаний, как через какое-то время они исполнялись (возможно, не совсем в том виде, в каком вы просили, но все же).
Подробнее »»

23.07 - 11:06

Черимойя – сладкий фрукт Южной Америки

Этот сочный фрукт по вкусу напоминает заварной яблочный крем. Мякоть плода становится коричневой при созревании, фрукт не хранится в течение длительного времени, так как сахар в нём начинает бродить.
Подробнее »»

23.07 - 10:05

Толстовку принцессы Дианы продали за 53 тысячи долларов

Продавцом выступила личный тренер принцессы Дженни Риветт.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...