随着人工智能概念的普及,人脸识别已经屡见不鲜。苹果在iPhone X开始试图用面容(Face ID)识别技术取代指纹(Touch ID)识别技术。除了平面图像识别外,还在面容识别中加入了深度信息,实现了3D人脸识别的商业应用,让身份认证更安全。

苹果面容ID(Face ID)相关元件:
“Face ID”依靠”原深感摄像头“进行面部识别。原深感摄像头是一整套的摄像头系统,包括:深感红外镜头、距离传感器、泛光照射元件、环境光传感器、700万像素前置摄像头、点阵投影器。苹果的刘海头里面除了听筒、麦克风之外,都和面容识别有关。

其中,面容(Face ID)识别技术最关键的有:深感红外镜头、泛光照射元件、点阵投影器。

苹果面容ID(Face ID)工作原理:
当有脸部或物体靠近时,会先启动距离传感器(Proximity sensor),再由距离传感器发出讯号启动泛光照射元件(Flood illuminator),发射出非结构(Non-structured)的红外光投射在物体表面,再由红外光相机(Infrared camera)接收这些反射的影像,传送到CPU处理器。iPhone X使用苹果自行开发的 A11 处理器,内建双核心的“神经网络引擎”(Neural Engine,NE),经由人工智能运算后判断是否为人脸。

然启动点阵投投影仪(Dot projector)产生大约 3 万个光点(结构光)投射到使用者的脸部,利用这些光点所形成的阵列反射回红外光相机(Infrared camera),计算出脸部不同位置的距离(深度)。

泛光照射器打开

3万个点阵的结构光投射到人脸上
再将这些使用者脸部的深度资讯传送到手机内的处理器内,经由计算比对脸部特征辨识是否为使用者本人。

深感红外摄像头深度成像示意图
深度感知的原理:
利用点阵投影仪打出结构光线(Structured light),经由物体不同深/厚度的位置反射后会造成光线图形扭曲,例如:直线条纹的光线照到手指上,由于手指是立体圆弧形造成反射回来变成圆弧形条纹。

结构光照射在凹凸不平的物体上时光线扭曲
传统的数码相机系统只能取得平面彩色影像,完全没有深度的信息。我们看到一张照片,只知道这个人的脸部有多宽多高,却不知道他脸部的立体结构,例如:鼻子有多挺(有多深),而深度成像技术完美的解决了这个问题。苹果官方资料显示其深度探测精度在1毫米(20CM距离)。
苹果面容ID技术的安全性:
据苹果官网数据,Touch ID 的识别准确度是五万分之一,但 Face ID 解锁 iPhone 的准确度是一百万分之一。
感谢大家耐心看完了本文,如果你看完并且理解了苹果的面容ID是神马东东,应该能正确回答以下问题了:
1、女士简单的面部化妆,苹果面容ID技术能否识别?
2、男士剃掉了络腮胡能否正常解锁?
3、夜晚和光线暗的时候苹果面容ID能常工作吗?
4、穿戴帽子、围巾、眼镜、隐形眼镜和各种太阳眼镜时,苹果的面容ID可以正常工作吗?
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