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彼与此:苹果面容ID与安卓面部识别

发布时间:2018-05-11 09:24:08  来源:新浪手机   采编:张宏伟  背景:

   今年刘海全面屏盛行

  这显然是一句废话,但不知道诸位是否留意过,虽然安卓手机厂商从来没宣称自己采用类似苹果面容ID那样的3D结构光,但面部识别技术却是一夜之间千树万树梨花开。这当中:

  1、安卓手机厂商如何实现的面部识别

  2、相比苹果的面容ID区别在哪?

  2、安卓品牌各自面部识别又是否有所区别?

  我们今天就做个简单科普。

刘海屏手机大合集

刘海屏手机大合集

  一、苹果面容ID和安卓设备有本质区别

  被广为流传的说法是:苹果面容ID和安卓手机厂商有本质区别。

  相对概括的说法是,苹果靠屏幕正面顶部的一堆传感器来识别3D面部信息;而安卓厂商则大部分靠照片来建立面部信息点。至于差异在哪,我们先上一张图:

结构示意图

结构示意图

  如图所示,苹果用了三个设备来完成面部识别这个动作,分别是:用来发射3万个不可见光点的点阵投影仪;能记录识别景深信息,绘制3D读取点的红外镜头;以及辅助红外光捕捉的泛光感应原件。

  三者分工明确,点阵投影把三万个光点投射到面部的各个不同深度的位置;由红外镜头以及辅助泛光感应器来完成绘制一张带有景深信息的3D图形。这之后前置镜头还会定期辅助,进行可见纹理的合成。最终收集你的3D面部信息,完成录入和识别。这样的明显好处有两点:

  1、红外光即使在外部全黑的时候也能使用;

  2、 3D景深信息可以很轻易的识破平面的照片,提升安全度。

  并且还有附加优势:泛光感应器和前置镜头的配合能细致的区分人脸的纹理肤色,不容易被“人皮面具”骗过。结构光的精度级别为0.1毫米,细节偏差不大。利用原深感摄像头和ARKit,苹果还能跟踪超过50块面部肌肉,我们看到的那个跟随人脸做各种表情的Animoji,利用的就是这一技术。

  对比才会有区别,了解完原理不难发现:苹果用正面四个传感器才完成了人脸的识别和解锁;如果再算上距离感应器、前置扩音器等,关键部件有7个之多,所以要屏幕尽量大,又要面容ID,屏幕正面必须有刘海。

  而安卓手机厂商正面刘海屏内构造基本为“前置镜头、光线感应器、距离感应器”,能够完成面部信息拾取的仅为一颗前置镜头,捕捉的也只有2D平面信息。所以问题也就来了:一个只能拍照片的镜头,是如何完成弱光解锁以及识别“照片解锁”的。

  二、安卓厂商:硬件不够算法来凑

  先说一下现实,虽然仅依靠前置镜头,但通过算法目前安卓厂商其实能够完成类似景深情况的识别以及弱光下的识别,不过绝对称不上完美。

  上半年三星S9发布主推的功能动态萌拍,就能够完成面部表情的卡通画识别;而倘若你手头有台安卓新旗舰,黑夜拿起手机放在面前发觉也是能解锁的,并且速度似乎比苹果还快。

三星在这项功能中称:利用2D绘图模拟成3D建模

三星在这项功能中称:利用2D绘图模拟成3D建模

  科普前,在这里还是要感叹:算法技术真伟大。

  事实上人脸面部信息无论是3D还是2D都是能抓到清晰轮廓以及特征点的。这种特征点的细化和识别是目前识别判断人脸的基础。在这一点上产业进步神速,去年下半年商汤方面公开表示实现了从106到240个面部特征点的提取突破,而到了OPPO R11S这代发布,这一关键数据则被提升到254。

  有了这样的特征点,算法能够在一定程度上识别平面盗刷。以技术供应商旷视(Face++)举例,该家公司智能人脸识别解决方案有四道安全关卡,包括边框检测、像素或摩尔纹检测、反光、扭曲检测等十几种技术。不过目前看这种基于2D的防照片盗刷能力,只能称之为一般。

  弱光识别相对好解决。随着前置镜头本身硬件能力的提升,其对弱光捕捉能力更强,保证一定的屏幕亮度,就能完整记录面部信息。换句话说,厂商只需要提高前置镜头素质就能解决弱光识别问题。

  三、硬件解决是不是就更高一筹

  我们说了这么半天原理,最终还是为了拿来做对比。如果按照“一分钱一分货”这个角度考虑,那么无疑苹果的面容ID似乎应该是加分项,毕竟其能够真正忽略光线条件;并且3D结构在安全性上更高,捕捉内容更细致。

3D景深识别在安全性上和安卓不在一个段位

3D景深识别在安全性上和安卓不在一个段位

  问题的核心也在这——安全对于手机设备的重要性。目前安卓手机厂商搭载面部识别的不少,由于均采用平面面部识别加算法的方式来完成,被破解的几率要比面容ID大得多。这一点,可以参照最能检验面部识别安全性级别的支付软件。

  以目前应用范围广泛的商汤科技为例子,目前这家公司与银联、招商银行、拉卡拉、等多家金融机构和银行均有合作;用户在京东钱包上扫描人脸,就能代替传统密码登录方式。但就算这样,最终的支付仍旧需要通过密码而不是面部识别。

  不过前置镜头的算法优势也不是没有:比如 1、更低的硬件成本;2、刘海不至于那么突兀占地,这对于手机工业设计更便利。当然还不能忘了我们之前说的,解锁屏幕更快。

  正因为第2点,所以安卓厂商如果要用刘海屏,“刘海”这部分能做到比苹果小,这本是以妥协带来的变化,但某些厂商发布会上用这当成了手机卖点,单方面宣布自己又一次超过了苹果就不厚道了。

  话说回来,即便是苹果自己,刘海也是技术与设计互相妥协的一个产物,广大安卓厂商明明可以不这么做(小米Mix和三星S8是个典型),却为了身份的象征做成了这样。被网友吐槽就一点也不稀奇了。此时的刘海屏,从一种技术特征变成“身份的象征”,这是手机行业的悲哀,

安卓与苹果刘海对比

安卓与苹果刘海对比

  曾有媒体质疑安卓厂商这样做法,华硕全球营销主管Marcel Campos说,“有些人会说这是抄袭苹果,但我们无法摆脱用户的需求,你必须遵循这些趋势”。——这回答没有打官腔,因为像,能卖得好,如此而已。

  四、两种趋势的走向

  抛开结构光不提,单纯的面部图像识别技术其实本身就是一个大产业。拿手机来说:小米Note 3和vivo、OPPO、一加等厂商均采用了旷世(Face++)面部识别;荣耀系的面目识别技术供应商则为柔宇;而商汤也为大批量手机提供者面部识别支持。

  另外面部识别也有着远比手机场景更多的应用:近一点的比如视频美颜,抠图,线下安防监控、零售店面的用户识别、医疗场景的观察。在不同场景下会利用到的硬件各不相同,需要的安全级别不一,但归根结底依靠图片的面部识别算法注定会有更大的技术发展。

  只针对手机来说,结构光是更靠谱的方案。毕竟手机自身因为功能过于集成,其安全要求也更高,这也是结构光优势所在。仅从目前消息看,华为已经展开了类似技术与国外机构的合作;而OPPO也公布了其在这方面的成果。总之两者在不同场景和考虑下,都并不能简单的说“替代”。(王迪)


本文来源:新浪手机

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