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| 本文作者： 李秀琴 | 2017-09-18 18:19 |
雷鋒網(wǎng)按：蘋果2017年秋季新品發(fā)布會(huì)現(xiàn)場，蘋果高管費(fèi)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?wù)摰娜ぢ劇ｋm然蘋果就此已給出官方回應(yīng)，但絲毫不影響吃瓜群眾對(duì)新機(jī)人臉識(shí)別功能的好奇和關(guān)注。
圖片來源：Apple
新機(jī) iPhone X 將使用 Face ID 的識(shí)別系統(tǒng)來解鎖設(shè)備，同時(shí)，F(xiàn)ace ID 還能支持 Apple Pay 和第三方應(yīng)用。那么，很多人不禁想問：機(jī)器是如何判斷你的身份是否真實(shí)？
具體來說，判斷的過程主要有兩個(gè)步驟：
圖像捕獲
人臉識(shí)別
據(jù)密歇根州立大學(xué)研究模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺的 Anil Jain 介紹說：“機(jī)器會(huì)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(shí)別的功能。用戶通過自己的面部進(jìn)行和完成驗(yàn)證，其實(shí)就像此前用指紋登錄 Touch ID 一樣。”Anil Jain對(duì)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(huì)對(duì)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(shù)可以協(xié)同工作，并能根據(jù)用戶的臉部特征構(gòu)建出一個(gè)“詳細(xì)且深度的地圖，以便實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別”，同時(shí)也可以擴(kuò)展自拍功能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫表情發(fā)布，和AR效果疊加。
圖片來源：Apple
用戶在設(shè)置 Face ID 時(shí)，可以按照出現(xiàn)在手機(jī)屏幕上的說明進(jìn)行相關(guān)操作。根據(jù)說明顯示，它會(huì)要求用戶將頭部放在一個(gè)圓圈中，以便相機(jī)可以拍攝多張照片，以組成面部的3D地圖。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，在捕捉圖像時(shí)，攝像頭會(huì)使用紅外光（IR）照亮你的臉，以滿足不同時(shí)段不同環(huán)境對(duì)攝像頭的要求，如白天、黑夜，室內(nèi)、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(huì)讓你感到炫目。
“紅外光是一種不可見的感應(yīng)元件，可以補(bǔ)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?！盝ain對(duì)此解釋說，“所以，紅外照明可幫助人臉識(shí)別在非常有利的環(huán)境下進(jìn)行?！?/p>
圖片來源：Apple
以下是圖像捕獲的具體步驟：
首先，距離感應(yīng)器和環(huán)境光傳感器會(huì)幫助原深度攝像頭系統(tǒng)確定人臉識(shí)別需要多少照明；
其后，泛光感應(yīng)元件（Flood illuminator）產(chǎn)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(yàn)證時(shí)，點(diǎn)陣投影儀會(huì)投射30000萬多個(gè)不可見的紅外光點(diǎn)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(jī)會(huì)捕獲從用戶面部反射回來的紅外光形成的點(diǎn)陣圖像。
人臉識(shí)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(shí)別系統(tǒng)基本上是采取「比較兩種復(fù)雜模式，并計(jì)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(shè)置生物識(shí)別系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算機(jī)（如智能手機(jī)中的處理器）捕獲并存儲(chǔ)的參考模式，一般也成為模板或“注冊(cè)圖像”。然后，在用戶想訪問某個(gè)設(shè)備（比如，解鎖手機(jī)）時(shí)，用戶需要向計(jì)算機(jī)提供“驗(yàn)證圖像”。
“在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，它需要計(jì)算一個(gè)介于0和1之間的數(shù)值。”Jain 對(duì)此表示，“如果數(shù)值越接近1，則說明這個(gè)生物特征越接近于驗(yàn)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(shè)備的主人不是同一個(gè)人?！?/p>
不過，由于拍攝條件的差異，用戶在設(shè)置和驗(yàn)證時(shí)捕捉的圖像可能會(huì)不太一樣。在這種情況下，iPhone X會(huì)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(duì)比數(shù)值已經(jīng)表示二者足夠相似或接近，所以最低數(shù)值并不是一個(gè)固定值。
“如果你只是通過Face ID 解鎖手機(jī)，該手機(jī)品牌使用的內(nèi)部閾值可能會(huì)相對(duì)較低。比如，他們可以將數(shù)值設(shè)為0.5或者0.6。”Jain 補(bǔ)充說，但是在某些特定情況下，數(shù)值則會(huì)相對(duì)較高，比如用戶支付相對(duì)高額的產(chǎn)品時(shí)，則需要相對(duì)精確的驗(yàn)證。“當(dāng)用戶在蒂芙尼購買一條價(jià)值10000美元的項(xiàng)鏈時(shí)，這一驗(yàn)證的數(shù)值可能會(huì)上升到0.9。”
圖片來源：Apple
然而，這一驗(yàn)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(qiáng)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(gè)神經(jīng)引擎（Neural Engine），可即時(shí)處理人臉識(shí)別?！霸撋窠?jīng)引擎每秒可執(zhí)行6000億多次操作，從而可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的Face ID 處理?！?/p>
以下是人臉識(shí)別的具體步驟：
首先，把IR圖像從相機(jī)發(fā)送到iPhone X的神經(jīng)引擎里，以構(gòu)建用戶的人臉3D模型；
將用戶的3D模型或“驗(yàn)證圖像”在計(jì)算機(jī)算法中呈現(xiàn)，并將其與用戶存儲(chǔ)的模板或“設(shè)置圖像”進(jìn)行比較；
根據(jù)這兩個(gè)圖像之間的相似度得出對(duì)比數(shù)值，看驗(yàn)證圖像和設(shè)置圖像是否匹配；
如果對(duì)比數(shù)值高于某個(gè)確定數(shù)值，iPhone X會(huì)通過你的身份驗(yàn)證并解鎖。
Via forbes，雷鋒網(wǎng)編譯
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