細數智能鎖的解鎖姿勢——指紋、密碼、IC卡、NFC、藍牙、機械鑰匙、APP。這是常用的,其中以指紋和密碼使用頻次最高。當然,你也可以把人臉識別放進去。雖然不是主流配置,但市面上很多智能鎖都以此為賣點。

本文要討論的一個問題,就是人臉識別相較于其他開鎖方式,在將來是否會成為智能鎖的主流?如果類似于iPhone那樣的FaceID技術在智能鎖上普及,那么這個產品將迎來一次巨大的設計和體驗的變革。

指紋我們已經習以為常了,仿佛智能鎖沒有指紋就不是智能鎖。我們暫時打破這種思維定勢,從智能安防角度重新思考一把入戶門鎖解鎖姿勢的未來式。

人臉識別一二

人臉識別技術在日常生活中已經非常普及。比如每次開滴滴共享汽車之前,就需要進行一次人臉驗證。很多金融類App也采用人臉識別作為驗證手段。隨著實名制的推行,人臉識別被推廣到各行各業(yè),成為人工智能產業(yè)一條重要的分支。

目前,業(yè)內普遍采用的人臉識別依然是2D識別——理論上一張照片可以騙過攝像頭。當然,為了杜絕這一問題,很多人臉識別SDK開發(fā)商(BAT、曠視、商湯、依圖、格林深瞳等)都推出了活體檢測技術,讓用戶對著鏡頭做眨眼、搖頭、側臉等動作,來判斷真人。

2D人臉識別,通常由人臉檢測、人臉最優(yōu)照片選取、人臉對齊、特征提取、特征比對等幾個算法模塊組成,是屬于軟件層面的身份驗證技術。雖然通過上述方法也能做到活體檢測,但效率太低,用戶體驗不好。而且這種軟件解決方案受制于光線明暗、攝像頭性能、用戶臉部狀態(tài)等因素影響。

于是,3D人臉技術開始普及。與2D的純算法方案不同的是,3D技術依賴于硬件。通過硬件捕捉,在人臉驗證的同時瞬間判斷活體,是真正的生物識別技術。

知道為什么iPhone X會有一個劉海嗎?這不僅是因為那里有個前置攝像頭,還有其他一大堆傳感器用來捕捉用戶的面部表情。

正對著iPhone X,從左至右依次是:紅外鏡頭、泛光感應元件、距離感應器、環(huán)境光傳感器、揚聲器、麥克風、700萬像素攝像頭、點陣投影器。

在傳感器配合下,點陣投影器向人臉投射3萬多個點位,描繪出一張完整的人臉3D建模。經過蘋果搭載著神經網絡計算邏輯的A11芯片,FaceID便可在一瞬間識別用戶并解鎖手機。

不過,iPhone X的3D人臉識別并不是業(yè)內唯一方案。在3D生物識別上,除蘋果采用的這種結構光方案外,還有ToF(時差測距技術)、雙目立體成像方案兩種。

結構光方案,簡而言之是向物體投射光信號,根據光信號的變化來判斷物體位置和深度,以此推導出3D模型。而ToF是利用光線投射到物體表面,通過計算其飛回的時間差來判斷位置信息的方法。

理論上來說,ToF技術比結構光在信息捕捉量和工作距離上都要有優(yōu)勢。但應用到硬件上,要綜合考量成本、必要性和軟件算法等因素。事實上,采用結構光的iPhone X,其FaceID在體驗上甚至比采用ToF的Vivo手機還要流暢。

這是因為3D識別的硬件只是一方面,其后方的芯片和算法支持也很重要。本質上說,3D生物識別是不在于數據處理,而在于人工智能。

智能鎖的機會

用了較大篇幅做科普,是為了讓讀者對于人臉識別有更深入的了解。這樣,人臉識別是否有必要應用到智能鎖上,是否能成為主流驗證形式,我們將有更清晰的思考。

搜索電商平臺,搭載人臉識別技術的智能鎖產品不在少數,價格區(qū)間跨度也很大,有一千多的,也有三千多的。查看產品介紹,發(fā)現廠家宣傳都支持3D活體識別技術。

事實上,這種宣傳有欺騙消費者的嫌疑。2018年10月份,國家市場監(jiān)管總局發(fā)布智能鎖消費提示,經風險監(jiān)測發(fā)現,搭載人臉識別功能的智能鎖安全風險較高,建議消費者不使用或關閉該功能。

其實,當前的智能鎖所搭載的人臉識別,絕大部分都是基于2D識別。不同的是,它配備了紅外線,可以保證在弱光環(huán)境下依然能識別成功。但這個紅外并不是用來構建人臉建模的,與iPhone X、小米8探索版等手機所搭載的結構光技術不可同日而語。

有些智能鎖產品,甚至打出了雙目攝像頭的概念。在3D人臉識別領域,雙目立體成像也是一種主流方案。目前華為的Nova3手機便搭載了基于這一技術的人臉識別功能。

不過,雙目攝像頭是個在硬件上門檻較低的方案,關鍵是背后的數據算法。搭載了雙目攝像頭的智能鎖,比單純的2D識別理論上要先進一些,至少在判斷活體上要更加靠譜。

從目前來看,人臉識別已經出現在了一些腰部、尾部品牌的產品上。出于成本和安全性考慮,頭部品牌基本沒有采用這一技術。

其實原因也很簡單,如國家質檢總局的風險監(jiān)測結果所言:目前智能鎖上的人臉識別不夠安全。

未來發(fā)展趨勢

智能鎖搭載人臉識別,無論是2D還是3D,面臨著很多問題:

一、如何保證不被照片騙過,事實上配備了紅外技術的人臉識別依然會被照片騙過;

二、入戶門是個特殊場景,智能鎖與人臉不在同一個高度,如何準確識別是個問題;

三、在確保安全的同時,如何兼顧物料成本,畢竟一套3D活體識別硬件成本不低。

當然,人臉識別對智能鎖來說,在體驗上有很多優(yōu)勢。比如,人臉識別方案可以做到真正的無感進入:用戶在走向入戶門的過程中,智能鎖做出判斷,可以提前開門迎接。

如果智能鎖的人臉識別安全性,在硬件和軟件上能達到支付級別,那么相比指紋要更加安全。因為人臉識別可以通過神經網絡訓練識別的準確度,用戶用得越多攝像頭越聰明,安全性會隨著使用時間增強。

如果支付級別的3D人臉識別模塊成本降下來,那么對智能鎖行業(yè)來說一定是個沖擊。因為金融行業(yè)最嚴苛的安保體系,都是基于人臉或虹膜識別來實現的。智能鎖作為一個安防產品,安全是第一位。成本允許的情況下,3D人臉識別必定將成為主流。

小結

目前來說,人臉識別并非智能鎖行業(yè)的主流。但長遠來看,隨著技術成熟度的提升和成本的下降,人臉識別在智能鎖產品上的普及度會進一步加快。因為相比其他身份驗證方式,人臉識別是目前唯一的一種無接觸識別手段,對于用戶體驗的塑造上具有絕對優(yōu)勢。

同時,相比指紋,無論是光學指紋、電容指紋還是超聲波指紋,人臉識別驗證中的信息量最大,被破解的概率相對較小。在活體檢測上,相比指靜脈方式,人臉識別的模塊體積小,效率高。也許三到五年后,刷臉入戶將成為習以為常的一個動作。