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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 智造快訊】隨著人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在各大手機(jī)生產(chǎn)商開(kāi)始將這一技術(shù)廣泛運(yùn)用到智能手機(jī)當(dāng)中。蘋(píng)果、谷歌、三星等都已經(jīng)相繼推出“刷臉”解鎖，哪一家的更好呢？
此次蘋(píng)果發(fā)布會(huì)更加印證了如今是個(gè)看“臉”的時(shí)代，將你的臉部作為密碼令人興奮不已。今年的蘋(píng)果發(fā)布會(huì)上，iPhone X正式推出?？雌饋?lái)，蘋(píng)果公司十分注重“周年紀(jì)念版”iPhone的推出，而這次推出的一個(gè)新功能就是Face ID。
但是，用臉解鎖手機(jī)并不是什么新鮮事。安卓運(yùn)用該技術(shù)已經(jīng)有一段時(shí)間了，三星在Galaxy Note 7上使用了一個(gè)特殊的虹膜掃描儀。但蘋(píng)果的做法與以往的方式不同。蘋(píng)果沒(méi)有使用一種模式來(lái)創(chuàng)建解鎖口令，而是通過(guò)你的臉型來(lái)解鎖，而且它通過(guò)利用一些非常專(zhuān)業(yè)的硬件來(lái)做到這一點(diǎn)。
我還沒(méi)有使用過(guò)iPhone X，但在這一領(lǐng)域，我有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)空間扭曲圖的調(diào)制獲取，然后將獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成某種軟件可以作為標(biāo)識(shí)符的技術(shù)已經(jīng)存在有一段時(shí)間了，現(xiàn)在你的房子里的產(chǎn)品都是用它來(lái)制造、包裝或進(jìn)行質(zhì)量檢查。我參與了一些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和部署，這些系統(tǒng)使用深度圖像采集來(lái)對(duì)物品(蘋(píng)果、桃子、李子等)進(jìn)行分類(lèi)，分類(lèi)的類(lèi)別包括等級(jí)、形狀和大小，并理解人臉識(shí)別技術(shù)是如何工作的。
安卓的面部識(shí)別
2012年，“臉部解鎖”亮相在Galaxy Nexus
據(jù)悉，自4.0版以來(lái)，用臉部解鎖手機(jī)成為了安卓系統(tǒng)的一部分。使用前置攝像頭，你的安卓手機(jī)可以抓取一張你臉部的圖片，然后谷歌的人臉識(shí)別軟件就會(huì)對(duì)它進(jìn)行處理，來(lái)建立一組基于圖像的數(shù)據(jù)。當(dāng)你拿著手機(jī)用你的臉部去解鎖時(shí)，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就會(huì)進(jìn)行加工和比對(duì)。如果在此款軟件中兩張人臉能成功匹配，就會(huì)將一個(gè)口令傳遞給系統(tǒng)，這樣你的手機(jī)就會(huì)解鎖。
2012年，用臉部解鎖的功能出現(xiàn)在安卓平臺(tái)上，而三星在新款手機(jī)上對(duì)此技術(shù)的應(yīng)用則要好得多。
這些數(shù)據(jù)不會(huì)被發(fā)送到任何地方，而是通過(guò)手機(jī)本身進(jìn)行收集和處理。它被安全地存儲(chǔ)并進(jìn)行了加密，沒(méi)有其他的方法能夠讀取到原始數(shù)據(jù)。安卓手機(jī)的臉部解鎖功能也不需要任何特殊的燈光、傳感器或攝像頭——它使用的是你用來(lái)自拍的前置攝像頭。
三星改進(jìn)了Galaxy S8和Note 8手機(jī)的功能體驗(yàn)，在觸碰屏幕后就開(kāi)始掃描，而且由于攝像頭和CPU的性能更好，處理速度就可以更快、更準(zhǔn)確。Galaxy S8的臉部解鎖速度很快，而且一旦你在使用手機(jī)的時(shí)候找到了拿手機(jī)好的姿勢(shì)，它的效果通常會(huì)很好。
面部解鎖大的問(wèn)題是它不安全。即使是谷歌或三星，都沒(méi)有被宣傳為是安全的。這是一個(gè)很方便的功能，用來(lái)展示(并優(yōu)化)谷歌的面部識(shí)別算法，但是一張印有你臉部的打印照片將會(huì)擊敗面部解鎖。
值得慶幸的是，三星還提供了另一種識(shí)別人臉的方式。
三星的虹膜掃描
三星將虹膜掃描技術(shù)引入Galaxy Note 7。讓電腦掃描你的眼球來(lái)驗(yàn)證你的身份，這是我們?cè)陔娪爸锌吹降臇|西，它是進(jìn)入政府機(jī)構(gòu)所進(jìn)行的身份驗(yàn)證。三星在其虹膜掃描系統(tǒng)中也采用了同樣的理念，只是縮小了范圍，這樣它就能更快地工作，并能利用智能手機(jī)有限的資源。這對(duì)你的手機(jī)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠安全了，即使不是100%的安全。
每只眼睛都不同，你的右眼和你的左眼就有很大的不同。每只眼睛都有一種獨(dú)特的圖案，你的左右眼甚至有著不同的圖案。虹膜圖案實(shí)際上比指紋更獨(dú)特。因?yàn)槊恳恢谎劬Χ际堑?，所以三星可以用你的眼睛?lái)識(shí)別你的身份，并把它當(dāng)作你身份的憑證。這種憑證可以用于任何事，當(dāng)作指紋甚至密碼都可以。你拿著手機(jī)，這樣特殊的攝像頭就能看到你的眼睛，你的手機(jī)也能解鎖。
為了做到這一點(diǎn)，三星在手機(jī)的表面使用了專(zhuān)門(mén)的硬件。二極管發(fā)出近紅外光來(lái)掃描你的眼睛。這是一種人類(lèi)無(wú)法看到的波長(zhǎng)，但它是相當(dāng)強(qiáng)烈和“明亮”的。使用近紅外光有兩個(gè)原因：你的瞳孔不會(huì)收縮，所以你的視力也不會(huì)有變化，而且它能比我們所看到的波長(zhǎng)更好地掃描任何有顏色圖案的物體。如果你仔細(xì)觀察你的虹膜，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有幾百種不同的顏色和不同的圖案。在近紅外線下，有成千上萬(wàn)種顏色，而且它們之間的對(duì)比度很高。這只會(huì)更好地抓取你的虹膜圖像，因?yàn)榧词鼓銢](méi)有看到任何這樣的圖像，你的手機(jī)也可以用它來(lái)建立一個(gè)數(shù)據(jù)集。
三星使用近紅外光和一個(gè)特殊攝像頭來(lái)收集和處理有關(guān)你眼睛的數(shù)據(jù)。
一旦虹膜被照亮，一架經(jīng)過(guò)特殊調(diào)整的窄焦鏡頭就能捕捉到一張圖像。你的Galaxy S8上的普通前置攝像頭可以在紅外照明下注冊(cè)顏色信息，但它并不是設(shè)計(jì)出來(lái)的。這就是為什么需要第二臺(tái)相機(jī)的原因。
通過(guò)分析這張圖片，然后在你的手機(jī)上建立并安全存儲(chǔ)了一組清晰的數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)處理、分析和存儲(chǔ)都是在本地完成的，而且是經(jīng)過(guò)加密的，所以只有通過(guò)識(shí)別你的虹膜才有機(jī)會(huì)訪問(wèn)它。這些數(shù)據(jù)被用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)口令，如果虹膜掃描的過(guò)程提供了正確的標(biāo)記，即安全檢查通過(guò)，那就是你的眼睛，所以任何需要你身份憑證的軟件都可以繼續(xù)運(yùn)行。
當(dāng)然，三星也會(huì)使用普通的前置攝像頭收集用戶(hù)的面部數(shù)據(jù)。有可能的是，面部數(shù)據(jù)被用來(lái)幫助定位臉部的位置，這樣虹膜掃描儀就有了清晰的視野。你的眼睛需要在正確的位置設(shè)置和使用虹膜掃描儀。
但這其中存在一些固有的缺陷。因?yàn)槭褂煤缒呙鑱?lái)解鎖手機(jī)需要非常快的速度，但在你眼睛里所收集的圖案要多得多。三星必須在安全性和便利性之間找到正確的平衡點(diǎn)，因?yàn)闆](méi)有人愿意為每一次掃描等待5到10秒，因此虹膜掃描算法可以用彩色的高分辨率照片激光和普通的隱形眼鏡來(lái)模擬眼睛的彎曲程度。但是，老實(shí)說(shuō)，沒(méi)有人會(huì)有一張你的眼睛的照片，清晰地解鎖你的Galaxy S8或Note 8。如果他們這樣做了，那就會(huì)有一個(gè)更大的問(wèn)題。只要你的眼睛處于“佳理想點(diǎn)”，三星的虹膜掃描就能很好地工作。
更大的問(wèn)題就是準(zhǔn)確性問(wèn)題。你的虹膜需要經(jīng)過(guò)分析才能通過(guò)軟件檢查，因?yàn)橄鄼C(jī)捕捉到的圖像是非常有限的，所以你的眼睛需要有一個(gè)“佳理想點(diǎn)”。你需要在那個(gè)佳理想點(diǎn)經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)通過(guò)檢查。如果沒(méi)有收集到足夠的數(shù)據(jù)來(lái)阻止別人的眼睛識(shí)別你，這個(gè)系統(tǒng)就沒(méi)有用處了，所以這就是它的工作原理。
就生物識(shí)別安全而言，這是一個(gè)很好的系統(tǒng)，對(duì)很多人來(lái)說(shuō)，這是一件好事。只有你的眼睛才能解鎖(忽略掉一些間諜機(jī)構(gòu)有你眼球的照片)，而且速度相當(dāng)快。你只需要學(xué)會(huì)正確地使用它——是的，這通常是由于很多時(shí)候你的眼睛瞪得大大的，很不自然。
蘋(píng)果的人臉識(shí)別系統(tǒng)Face ID
蘋(píng)果在手機(jī)上的生物識(shí)別安全問(wèn)題上已經(jīng)進(jìn)入了新的領(lǐng)域。就在不久前，你還需要專(zhuān)門(mén)的照明設(shè)備、配備特殊鏡頭的多臺(tái)相機(jī)，以及一個(gè)非常昂貴的圖像處理計(jì)算機(jī)板，以便收集足夠的形狀數(shù)據(jù)，來(lái)通過(guò)識(shí)別系統(tǒng)?，F(xiàn)在，iPhone X的一些零部件，即蘋(píng)果的新一代A11芯片和一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)就可以處理這些數(shù)據(jù)。
面部識(shí)別系統(tǒng)會(huì)投射出強(qiáng)烈的紅外線來(lái)照亮你的臉部。就像三星的虹膜掃描儀所使用的光一樣，它是一種人眼無(wú)法看到的波長(zhǎng)，但它非常“明亮”。這就像一盞大燈——在一個(gè)寬闊的區(qū)域，會(huì)有等量的光照射到你的臉上，并且會(huì)在你的頭部邊緣迅速離開(kāi)。
蘋(píng)果正在嘗試一種與人臉識(shí)別完全不同的東西，以及它是如何收集臉部信息的。當(dāng)你的臉被照亮的時(shí)候，一個(gè)由紅外LED激光器組成的模型會(huì)投射到你的臉上。這些led燈使用的是光的波長(zhǎng)，與用于照明的光線形成對(duì)比，然后就會(huì)有成千上萬(wàn)種光線照射到你的臉部。當(dāng)你移動(dòng)的時(shí)候(我們永遠(yuǎn)不能完全靜止)，光的點(diǎn)就會(huì)反映出這些變化。
當(dāng)你的臉被紅外燈照亮，一個(gè)光矩陣投射在它上面時(shí)，一個(gè)特殊的相機(jī)正在收集圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)你移動(dòng)的時(shí)候，每一個(gè)光的點(diǎn)都會(huì)被標(biāo)記出來(lái)，這些變化隨之也會(huì)被記錄下來(lái)。這就是所謂的深度圖像采集，這利用了調(diào)制的模式投影。這是一種收集數(shù)據(jù)的好方法，可以在任何類(lèi)型的光照條件下，在物體運(yùn)動(dòng)時(shí)檢測(cè)出形狀、邊緣提取和深度。這樣可以收集大量的數(shù)據(jù)，并使用它們來(lái)顯示可以通過(guò)3D技術(shù)進(jìn)行重建的獨(dú)特形狀。
然后，數(shù)據(jù)被傳遞到蘋(píng)果所謂的A11仿生神經(jīng)引擎上。它是一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，它有自己的處理器(s)，可以在收集數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。這些數(shù)據(jù)被用來(lái)重塑你的臉部，成為一個(gè)數(shù)字3D面具。當(dāng)你的臉移動(dòng)時(shí)，面具也會(huì)移動(dòng)。這是一款近乎的模仿產(chǎn)品，蘋(píng)果在iOS 11中推出了新的iMessage動(dòng)畫(huà)表情符號(hào)，表現(xiàn)十分出色。
Face ID使用的技術(shù)與安卓手機(jī)上的Tango技術(shù)類(lèi)似。
出于認(rèn)證目的，數(shù)據(jù)集還用于計(jì)算標(biāo)識(shí)符。就像三星的虹膜掃描儀一樣，F(xiàn)ace ID安全地存儲(chǔ)了這些數(shù)據(jù)，并可以將其與特殊攝像頭所記錄的信息進(jìn)行比較，而Face ID正在高速運(yùn)行。如果數(shù)據(jù)集與攝像頭能看到的內(nèi)容相匹配，那么就會(huì)通過(guò)安全檢查，而“你是本人”的驗(yàn)證信息會(huì)被發(fā)送給任何需要它的功能之中。
盡管蘋(píng)果也做出了一些讓步，以確保Face ID的快速和便捷，但從用戶(hù)的角度來(lái)看，它也有一些明顯的優(yōu)勢(shì)。人臉識(shí)別實(shí)際上更安全，因?yàn)槟阍谝苿?dòng)(更多的數(shù)據(jù)正在被分析)，而且你的臉部沒(méi)有所能使用的“佳理想點(diǎn)”，相機(jī)由此可以使用更廣闊的視野。投射在你臉上的矩陣與背景中的任何東西形成了鮮明的對(duì)比，因?yàn)橐环N深度感被用來(lái)隔離你臉部的形狀。
作為獎(jiǎng)勵(lì)，你的面部表情數(shù)據(jù)可以用于其他用途，使用蘋(píng)果所謂的TrueDepth攝像系統(tǒng)。我們看到了這樣的一些例子：自拍的新肖像模式、動(dòng)畫(huà)表情符號(hào)和Snapchat面具。蘋(píng)果已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了這種仿生神經(jīng)引擎，它可以與第三方軟件共享簡(jiǎn)單的形狀數(shù)據(jù)，同時(shí)又不暴露用于構(gòu)建安全標(biāo)識(shí)口令的數(shù)據(jù)。
蘋(píng)果Face ID、谷歌Tango和三星虹膜掃描，哪個(gè)更好？
在我們嘗試之前，我們不能說(shuō)三個(gè)都很好。更好的說(shuō)法是主觀的，尤其是在現(xiàn)實(shí)世界中，我們還沒(méi)有使用Face ID或iPhone X。出于認(rèn)證目的，重要的是這個(gè)過(guò)程是準(zhǔn)確和快速的。三星的虹膜掃描儀可以在你點(diǎn)擊手機(jī)的時(shí)候，它就能找到它需要的數(shù)據(jù)，但理論上來(lái)說(shuō)，F(xiàn)ace ID更容易使用，因?yàn)樗恍枰i定任何特定的位置就能工作。對(duì)于我們中的許多人來(lái)說(shuō)，這兩種情況都不太好，我們更希望使用指紋傳感器，而Galaxy S8和Note 8都有指紋傳感器。
無(wú)論你喜歡哪個(gè)，毫無(wú)疑問(wèn)，蘋(píng)果在這方面已經(jīng)超越了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。大量使用的硬件可以建立和收集面部形狀和特征的數(shù)據(jù)，再結(jié)合自己的處理系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分析，就像我們?cè)谑謾C(jī)上看到的所有面部識(shí)別一樣。我很高興看到移動(dòng)設(shè)備使用了這一技術(shù)，我們迫不及待地想看到未來(lái)的產(chǎn)品是如何基于我們所看到的蘋(píng)果公司產(chǎn)品那樣不斷發(fā)展的。
原標(biāo)題：指紋消失 蘋(píng)果谷歌三星看“臉”解鎖哪家強(qiáng)？
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