Rozmazali jste text a tvář kvůli ochraně soukromí? Neuronová síť to stejně rozlouskne

  • Pixelizujete citlivý text?
  • Rozmazáváte tváře ve fotografiích?
  • Za pár let to bude málo, stroje to totiž díky učení prokouknou

Čas od času prolétne webem varování, které předvídá hotovou apokalypsu současné digitální kryptografie v případě, že člověk skutečně zhotoví funkční a univerzální kvantový počítač. Takový stroj by totiž mohl v nesprávných rukou během okamžiku spočítat extrémně složité úlohy s prvočísly, na kterých stojí a padají bezpečnostní certifikáty a šifrovací algoritmy počínaje bankovním sektorem a konče každodenním surfováním na stránkách HTTPS.

Zatím můžeme být klidní, současné experimentální kvantové výpočetní stroje totiž mají k jakémusi univerzálnímu počítači asi tak daleko jako vězeň severokorejského koncentračního tábora k Facebooku.

V nejbližších letech bychom se spíše než kvantových počítačů měli obávat něčeho zcela jiného – stále dokonalejších technik strojového učení a neuronových sítí, které dokážou hotové divy i bez superpozice qubitů a kvantového paralelismu.

Jak strojově rozpoznat rozmazanou tvář

Dokladem budiž čerstvá studie (PDF) z počátku září, za kterou stojí skupina vědců z Cornell Tech a Texaské univerzity v Austinu, a které se věnuje technologii odhalování rozmazaných fotografií pomocí strojového učení.

Každý to dobře zná. Čas od času potřebujeme skrýt na fotografii nějaký text nebo lidský obličej, a tak jej buď zničíme mozaikovým efektem, který oblast rozčtverečkuje, anebo klasickým rozmazáním.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Pixelizované tváře policistů při zátahu a rozmazaný obličej ve videu YouTube. Neuronová síť z Cornell Tech a Texaské univerzity v Austinu dokázala připojit tyto rozmazané podoby tváří k těm původním s 57-72 % přesností.

Problém spočívá v tom, že i při poměrně vysoké síle daného efektu v obrazu stále zůstává určitý korelační vztah k originálu. Lidské oko jej pochopitelně nepozná, ale stroj ano. S příchodem konvolučních neuronových sítí je to přitom relativně snadné. Stačí, vzít nějaký velký soubor fotografií osob, použít několik podobných destruktivních efektů a nechat neurnovou síť učit rozpoznávat tyto jemné korelační nuance, které jsou pro lidský mozek naprosto neviditelné.

Vědci ze zmíněných univerzit to chtěli vyzkoušet v praxi, a tak použili čtyři fotografické databáze pro strojové učení (MNIST, CIFAR-10, AT&T a FaceScrub) a každý snímek zničili sedmi metodami – čtyřmi úrovněmi mozaikování a třemi úrovněmi nově navržené techniky P3, která má anonymizovat citlivé informace ve fotografiích JPEG.

Klepněte pro větší obrázek
Čtyři databáze fotografií a sedm metod anonymizace pomocí mozaikování a techniky P3. Právě s tímto nastavením se neuronová síť učila.

Jejich konvoluční neuronová síť se poté učila, jak se zdeformovaný snímek mění vůči svému originálu podle síly efektu, a jelikož v něm i tak často zůstal zřetelný vztah k originálu, software si mohl vytvořit model, kdy jednomu zdeformovanému snímku odpovídaly originály s určitými parametry. Stačilo je pouze vypsat.

Pokud by tedy měli vědci mnohem rozsáhlejší soubory – třeba snímky ze všech cestovních pasů, bezpečnostních kamer a identifikačních karet, jejich software by mohl s určitou přesností identifikovat jakýkoliv zdeformovaný obličej. A jaká přesnost by to vlastně byla?

Neuronová síť identifikovala zcela rozmazanou tvář

Pokud neuronová síť věděla, jakým typem deformace byla fotografie zničená, dokázala na testovacím souboru odhalit původní fotografii s přesností, která mnohdy dosahovala až hodnot 90-100 %. Pokud to však netušila a vědci jí předložili náhodný snímek, klesla úspěšnost 0,19-50 %. I to je však ohromně vysoké číslo – přinejmenším s ohledem na to, že technika má člověka a text prostě schovat. Na 100 % schovat!

Klepněte pro větší obrázek
Výsledky testování pro jednotlivé databáze a techniky anonimizace

Vzhledem k tomu, že je obor strojového učení a neuronových sítí stále v plenkách, a přesto není týdne, abychom si nepřečetli zase o dalším úspěšném experimentu, který posunul laťku o něco výše, je docela možné, že za pár let dokáže na klasickém výkonném superpočítači dříve opravdu nemyslitelné kousky.

Témata článku: Technologie, Umělá inteligence, Bezpečnost, Strojové učení, Výzkum, Neuronová síť, Soukromí, Toro, Lidské oko, Představivost, Vědec, Nuance, Univerzální počítač, Původní úroveň, Vězeň, Vysoké číslo, Čerstvá síla, Toronto, Austin, Cornell, Tvář, Koncentrační tábor, Lidský obličej

Určitě si přečtěte

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

** Po půl roce je tu další aktualizace Windows ** A opět přináší hlavně hromadu drobných kosmetických vylepšení ** Podívali jsme se na ty nejzajímavější

17.  10.  2017 | Jakub Čížek | 185

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

** Fluent Design je vzhled, do kterého postupně Microsoft převleče celý systém ** Staví na průhlednosti a velkých plochách ** Do Windows 10 se z části dostane už zítra při vydání podzimní aktualizace

16.  10.  2017 | Stanislav Janů | 155

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

** Přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně je obdivuhodné technické dílo ** Stejná turbína vyrábí elektřinu i tlačí vodu zpět do horního jezera ** Strojovna elektrárny je zabudována v podzemí

19.  10.  2017 | David Polesný | 15

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

** Mozek se nechá snadno ošálit, a to mnoha způsoby ** Podívejte se na několik nejlepších optických iluzí ** Iluze dokazují, že vnímání reality může být značně zkreslené

16.  10.  2017 | Vojtěch Malý


Aktuální číslo časopisu Computer

Nový seriál o programování elektroniky

Otestovali jsme 17 bezdrátových sluchátek

Jak na nákup vánočních dárků ze zahraničí

4 tankové tiskárny v přímém souboji