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深入浅出 iPhone X Face ID 刷脸解锁的技术原理

  如果说去年手机界最大的革新产品,也许要数 iPhone X 了,它的刘海屏和 Face ID 刷脸解锁技术时至今日一直被津津乐道。今天就来说说这个 Face ID 的技术原理。苹果在 iPhone X 采用的 Face ID 面部识别技术,让用户只要看一眼iPhone X即可解锁手机。那么iPhone X这种“识脸”技术是怎样形成的呢?

刷脸解锁,并不新鲜的面部识别技术

  说到面部识别,相信很多朋友早已了解。我们平时在公司考勤机、手机APP等很多地方体验到这项技术,比如支付宝很早就推出人脸识别解锁服务,用户只要对着摄像头,支付宝APP识别后即可实现自动登录,这也是一种典型的脸部识别技术。

  当然在手机领域面部识别解锁也不鲜见,比如三星盖乐世Note8、小米Note 3等手机均配备面部识别功能。那么这次iPhone X推出的面部识别技术和其他方案有什么不同?最本质的区别是3D建模识别和2D平面识别,类似3?15晚会上曝光的“照片解锁手机”绝对不会在iPhone X上出现。

Face ID 原理

看一眼就解锁 面部识别背后的秘密

  我们先来了解一下面部识别技术的原理。面部解锁说到底其实是一种非接触式的生物识别技术,它和常见的生物识别技术如指纹识别类似。首先手机系统需要通过前置摄像头扫描获取用户的脸部数据,这些数据会被转换为系统可以识别的数字信号并存储在数据库中。这样用户需要解锁时,摄像头捕捉到的脸部数据会和存储的数据进行核对,如果一致则实现解锁。

  具体到iPhone X的面部识别技术上,其采用了一种名为面部深度感知的方案,核心就是为脸部进行3D建模,其依赖的主要硬件则是隐藏在iPhone X“刘海”下的一套识别系统,包括红外传感器、照明器、点阵投影仪、距离传感器和环境光线传感器等各种传感器设备,苹果将整个系统称之为原深感摄像头系统。

  这样iPhone X在对用户脸部数据进行采集的时候,“刘海”里的点阵投影仪会投射30000多个点在人脸上,其中红外镜头和泛光感应元件,则可以通过深度摄像头实现人眼瞳孔的特征定位,AI芯片A11的深度学习则用于估算人眼视线方向。

  这样系统会将接收的数据进行3D建模,可以将每个人脸数据绘制为更为精确的深度图,从而可以将人脸数据与众不同的生理特征作为手机解锁的依据。因为是感知深度,所以对于使用本人照片(平面数据没有深度)、人在睡眠状态(由于眼睛闭住无法采集到眼部数据),这些情况下是无法让iPhone X实现解锁的。

  另一方面,为了提高识别速度。iPhone X采用了全新架构的A11处理器。这样iPhone X能够快速完成人脸识别,同时强悍的硬件可以减少系统运算量,从而提高电池的寿命。当然这里配置的A11处理器还是一款AI智能芯片,苹果为其搭载了神经网络引擎,具备深度学习能力,可以对人脸的一些变化(如长出胡子、戴上眼镜等)进行动态跟踪并实现自适应识别,从而可以让人脸识别有更强的适应性。

Face ID 面部识别3D建模

面部识别3D建模

写在最后:要便利 更要安全

  手机解锁是每个人几乎天天要不断重复的操作,作为终端用户自然希望能有更简捷的解锁方法。相对指纹解锁,面部识别这种非接触式解锁使用起来要更为便捷。对比起Touch ID或其他指纹识别方案,Face ID在每个手机中只能存储一副面容,应该可以更好地保护手机和我们数字财产的安全。

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    • 生产日期:2018年5月09日 - 15时33分38秒