얼굴 인식 기술의 원리

사람인 우리는 서로의 얼굴에 반사된 빛을 보는데 그 빛은 우리의 눈과 두뇌로 들어와 어떠한 생물학적 현상을 일으켜 사람을 구별할 수 있게 해 준다.

 

두뇌가 얼굴을 인식하고 기억하는 능력은 실제로 놀라운 일이 아닐 수 없다. 그러나 이제는 기계도 그 일을 할 수 있게 되었다.

 

얼굴인식은 신기하고 오싹하면서도 매우 발전된 기술 분야이다. 그 원리와 어디에 사용되는지 개인 정보 보호 및 보완 관련 정보에 대해 알아보기로 한다.

 

먼저 컴퓨터는 사진을 찍어 코와 눈과 같은 주요 부위 사이 거리를 계산한다. 얼굴의 너비와 곡선 또는 안구의 깊이 등도 계산해야 한다.

 

이 측정값은 사용자의 얼굴인식이라는 숫자 코드로 변환된다. 사용자의 얼굴이 이미 저장되어 있으면 프로세스를 거친 데이터베이스를 검색해 일치하는 코드를 찾아서 얼굴 인식을 하는 것이다.

 

얼굴 인식은 2D 이미지를 사용하여 개발되었다. 2D 시스템은 깊이를 고려할 수 없는 얼굴의 특징이나 주요 부위 사이 거리에 의존하게 된다. 하지만 각도와 조명으로 얼굴 인식이 잘 안될 수가 있다.

 

눈과 코 사이의 거리는 옆모습과 앞모습 사진에서 매우 다르게 나타난다. 일부 시스템에서는 2D 이미지를 가상 3D 머리에 씌워 정면을 보게 해서 문제를 해결한다.

 

3D 카메라는 얼굴 표면에 보이지 않는 빛을 투사하고 센서를 이용해 다양한 빛의 거리를 캡처하는 방식으로 깊이를 감지한다.

 

 

현재 아이폰의 페이스 아이디는 30,000개의 적외선 점을 사용하여 얼굴 윤곽선을 그려낸다. 추가 깊이 측정 덕분에 3D 이미지는 각도가 달라져도 쉽게 오류가 나지 않지만 다양한 표정이나 안경 착용, 수염 등으로 인해 오류가 날 수도 있다.

 

피부 질감 분석이라는 새로운 기술이 이런 오류에 도움이 될 수도 있다. 주요 부위 사이에 거리를 측정하는 것은 같지만 더 자세히 측정한다. 모공 사이의 거리까지 측정한다. 피부 질감 분석은 이제 막 나온 기술이지만 쌍둥이를 구분해 낼 정도로 믿을 만하다.

 

적외선 카메라 덕분에 아이폰이 얼굴을 읽는 모습을 직접 볼 수 있다. 이것이 바로 얼굴인식 기술을 사용하는 방법이다. 애플뿐만이 아니라 구글은 픽셀 2에 삼성은 갤럭시 S9에 내장하였다.

페이스북은 친구의 사진에서 사용자 태그를 위해 이용하고 있다.

 

구글 사진은 갤러리 분류용으로 사용한다. 인스타그램이나 스냅챗에도 동일한 원리로 필터 기능을 제공한다. 네스트 헬로 같은 가정용 CCTV도 외부인과 가족을 구분하기 위해 이런 방식의 카메라를 사용한다.

 

중국에서는 얼굴이 곧 신분증 역할을 하는데 공항은 물론 기차역에서 표를 내는 대신에 카메라에 얼굴을 비추면 되고 은행에서도 돈도 빌릴 수 있고 쉽게 세금도 낸다.

 

상점에서도 물건을 사면 카드나 현금 대신 얼굴 인식을 하면 간단히 결제를 하고 호텔 체크인이나 아웃 시에도 얼굴 인식 기술이 사용되고 있다.

 

이 모든 일련의 일들이 아주 멋진 일이기는 하지만 문제 점도 있다. 공공장소에서 자신도 모르는 사이에 카메라가 자신을 알아볼 수도 있는데 얼굴은 중요한 생체인식 ID 중 하나이기 때문이다.

 

보안이 없는 시스템에 해커가 사용자 얼굴 이미지를 제시하면 해당 데이터로 쉽게 접근할 수 있게 된다.

 

아니면 카메라가 그곳에 있던 이유가 처음부터 사용자의 의지와는 상관없이 위치를 추적하기 위한 것일 수도 있다.

 

쇼핑몰은 사용자의 얼굴을 보자마자 취향에 맞는 제품을 추천하기도 한다. 런던과 중국에서는 이 기술력을 바탕으로 경찰이 범죄자를 찾는 데 사용하고 있다. 범죄자의 머그샷과 비교할 수도 있다. 어느 유명 아티스트는 콘서트에 스토커를 감시하기 위해 사용하기도 한다.

 

미국 시민 자유 연맹은 감시 당국의 얼굴 인식 사용에 대해 항의하기도 한다. 페이스북도 사용자의 동의를 얻지 않고 얼굴 인식을 사용했다며 소송이 제기되었고 카메라 도어벨도 문제가 있는데 이 회사가 성범죄자 감시용 카메라로 특허를 받았기 때문이다.

 

얼굴 인식이 이론적으로는 멋있지만 고려해야 하는 잠재적 문제점이 많은 것 또한 사실이다 그 결과 이 흥미진진한 기술 분야에 대한 규칙과 규제들이 우후죽순 생겨나고 있다.