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| 本文作者： 李秀琴 | 2017-09-18 18:19 |
雷鋒網按：蘋果2017年秋季新品發(fā)布會現(xiàn)場，蘋果高管費德里吉首次演示iPhone X的Face ID功能“失敗”一事，一下成為業(yè)界廣為談論的趣聞。雖然蘋果就此已給出官方回應，但絲毫不影響吃瓜群眾對新機人臉識別功能的好奇和關注。
圖片來源：Apple
新機 iPhone X 將使用 Face ID 的識別系統(tǒng)來解鎖設備，同時，F(xiàn)ace ID 還能支持 Apple Pay 和第三方應用。那么，很多人不禁想問：機器是如何判斷你的身份是否真實？
具體來說，判斷的過程主要有兩個步驟：
圖像捕獲
人臉識別
據(jù)密歇根州立大學研究模式識別和計算機視覺的 Anil Jain 介紹說：“機器會比較兩張人臉圖像，以確定二者的相似程度”。“以最簡單的方式來說，這就是人臉識別的功能。用戶通過自己的面部進行和完成驗證，其實就像此前用指紋登錄 Touch ID 一樣。”Anil Jain對此表示。
圖像捕獲
在這一步驟中，F(xiàn)ace ID 使用光投影儀和傳感器的組合，會對用戶的人臉特征拍攝幾張圖像。蘋果表示，該組合可稱之為“原深感攝像頭系統(tǒng)（TrueDepth Camera System）”，系統(tǒng)中的技術可以協(xié)同工作，并能根據(jù)用戶的臉部特征構建出一個“詳細且深度的地圖，以便實現(xiàn)快速識別”，同時也可以擴展自拍功能，實現(xiàn)動畫表情發(fā)布，和AR效果疊加。
圖片來源：Apple
用戶在設置 Face ID 時，可以按照出現(xiàn)在手機屏幕上的說明進行相關操作。根據(jù)說明顯示，它會要求用戶將頭部放在一個圓圈中，以便相機可以拍攝多張照片，以組成面部的3D地圖。據(jù)雷鋒網了解，在捕捉圖像時，攝像頭會使用紅外光（IR）照亮你的臉，以滿足不同時段不同環(huán)境對攝像頭的要求，如白天、黑夜，室內、室外等。IR的一大功效在于可將電磁輻射的波長跨越可見光譜，所以即使在黑暗環(huán)境中，iPhone X 的屏幕也不會讓你感到炫目。
“紅外光是一種不可見的感應元件，可以補償黑暗背景或環(huán)境光線以及在高亮或明亮環(huán)境中的光線的影響。”Jain對此解釋說，“所以，紅外照明可幫助人臉識別在非常有利的環(huán)境下進行。”
圖片來源：Apple
以下是圖像捕獲的具體步驟：
首先，距離感應器和環(huán)境光傳感器會幫助原深度攝像頭系統(tǒng)確定人臉識別需要多少照明；
其后，泛光感應元件（Flood illuminator）產生紅外光，以肉眼不可見的部分電磁光譜照亮用戶的面部；
用戶在驗證時，點陣投影儀會投射30000萬多個不可見的紅外光點在人臉上，從而形成一張用戶面部的3D地圖；
最后，紅外攝像機會捕獲從用戶面部反射回來的紅外光形成的點陣圖像。
人臉識別
一般來說，面部也是一種可衡量的「生物特征」。據(jù)了解，在安全性中使用的其他一些生物特征還包括指紋、聲音和虹膜等。
所有生物識別系統(tǒng)基本上是采取「比較兩種復雜模式，并計算彼此相似度」的方式。這些模式可能是指你的聲音、指紋、虹膜或者面部特征的波形。
在設置生物識別系統(tǒng)時，計算機（如智能手機中的處理器）捕獲并存儲的參考模式，一般也成為模板或“注冊圖像”。然后，在用戶想訪問某個設備（比如，解鎖手機）時，用戶需要向計算機提供“驗證圖像”。
“在計算機內部，它需要計算一個介于0和1之間的數(shù)值。”Jain 對此表示，“如果數(shù)值越接近1，則說明這個生物特征越接近于驗證圖像，二者是相同或相似的指紋或面部特征。如果數(shù)值越接近0，則表示它和設備的主人不是同一個人。”
不過，由于拍攝條件的差異，用戶在設置和驗證時捕捉的圖像可能會不太一樣。在這種情況下，iPhone X會通過閾值來確定二者是否存在顯著不同。例如，在某些情況下，0.7的對比數(shù)值已經表示二者足夠相似或接近，所以最低數(shù)值并不是一個固定值。
“如果你只是通過Face ID 解鎖手機，該手機品牌使用的內部閾值可能會相對較低。比如，他們可以將數(shù)值設為0.5或者0.6。”Jain 補充說，但是在某些特定情況下，數(shù)值則會相對較高，比如用戶支付相對高額的產品時，則需要相對精確的驗證。“當用戶在蒂芙尼購買一條價值10000美元的項鏈時，這一驗證的數(shù)值可能會上升到0.9。”
圖片來源：Apple
然而，這一驗證過程非常快，快到用戶幾乎感受不到它的存在。其主要得力于iPhone X處理器的強大威力。據(jù)蘋果營銷總監(jiān) Phil Schiller介紹，蘋果為此開發(fā)了一個神經引擎（Neural Engine），可即時處理人臉識別。“該神經引擎每秒可執(zhí)行6000億多次操作，從而可以實現(xiàn)實時的Face ID 處理。”
以下是人臉識別的具體步驟：
首先，把IR圖像從相機發(fā)送到iPhone X的神經引擎里，以構建用戶的人臉3D模型；
將用戶的3D模型或“驗證圖像”在計算機算法中呈現(xiàn)，并將其與用戶存儲的模板或“設置圖像”進行比較；
根據(jù)這兩個圖像之間的相似度得出對比數(shù)值，看驗證圖像和設置圖像是否匹配；
如果對比數(shù)值高于某個確定數(shù)值，iPhone X會通過你的身份驗證并解鎖。
Via forbes，雷鋒網編譯
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