現(xiàn)在越來越多的手機(jī)支持了人臉識別技術(shù),人臉識別到底是什么原理?以及部分手機(jī)采用的3D結(jié)構(gòu)光又是什么原理?既然是人臉識別,自然就需要相應(yīng)的設(shè)備來獲取,我們的人臉的面部信息。

那在目前來講,手機(jī)上獲得我們?nèi)四樏娌啃畔⒌姆绞接袃煞N,一種是目前絕大數(shù)安卓手機(jī)的方案,就是直接通過前置攝像頭實(shí)現(xiàn)的2d人臉識別。另一種是像蘋果手機(jī),劉海部分的元器件實(shí)現(xiàn)的3D人臉識別。雖然一個(gè)是2D一個(gè)是3D,但人臉識別的原理大體上都是差不多的,所以咱們先了解一下人臉識別的原理。我們第一次使用人臉識別的時(shí)候和指紋解鎖一樣,要錄入我們的人臉面部信息。

攝像頭采集到我們的面部信息之后,要先對我們的圖像進(jìn)行處理,因?yàn)槲覀冊阡浫朊娌啃畔⒌臅r(shí)候,所處的環(huán)境都是千差萬別的。有的圖像光線可能有點(diǎn)弱,有的圖像噪點(diǎn)又有點(diǎn)多。所以要對圖像進(jìn)行處理,讓手機(jī)可以更容易的識別出我們的面部信息。完成這一步之后,就要對我們的面部特征信息進(jìn)行提取,比如面對各個(gè)器官之間的距離,以及器官的幾何形狀,這些都可以被提取到的特征信息,提取完我們的面部特征信息之后,這些特征信息都會(huì)被儲存下來,當(dāng)我們解鎖手機(jī)時(shí)候,手機(jī)又會(huì)重復(fù)前面的步驟。

把提取到的面部特征信息,和我們第一次錄入的面部特征信息進(jìn)行對比,只要能對上絕大多數(shù)的特征信息,就可以解鎖手機(jī),這是我們?nèi)四樧R別的大概原理,提取面部信息這一步就像我們提取密碼一樣,密碼包含的信息越多,安全性就越高,而我們目前的安卓手機(jī),都是通過一個(gè)前置攝像頭,包括前段時(shí)間,小米八的紅外攝像頭。都是直接拍攝我們的人臉照片,獲取的都是一個(gè)平面的圖像,也就是我們說的2D人臉識別,因?yàn)閿z像頭拍到的是因?yàn)閿z像頭拍攝到的是一個(gè)平面圖像,所以我們同樣可以直接用一張圖片,對著攝像頭,就可以騙過我們的人臉識別,也不管我們用是用攝像頭拍立體的人臉,還是直接對著一張照片,那最終拍下來都是一個(gè)平面的圖像,所以2D的人臉識別就像一個(gè)六位的純數(shù)字密碼一樣。

那為了提高2D人臉識別的安全性,也會(huì)有各種各樣的算法,比如邊框檢測,反觀檢測之類的算法,可以在一定程度上,避免用照片視頻騙過2D人臉識別。但六位數(shù)的密碼終究是一個(gè)六位數(shù)的密碼,我們只有提高密碼的位數(shù),增加大小寫字母,甚至是特殊符號,只有增加更多的特征信息,才能在本質(zhì)上提高人臉識別的安全性。所以我們除了要獲取人臉器官之間的距離、幾何形狀,還要獲取人臉的深度信息,也就是我們說所說的3D人臉識別技術(shù),那目前來講。獲取我們?nèi)四樕疃刃畔⒌募夹g(shù),主要有三種,一種是Tof(飛行時(shí)間技術(shù)),就是傳感器發(fā)射出紅外光,紅外光在從物體表面反射回傳感器,傳感器通過發(fā)射和反射光之間的相位查換算出深度信息。

而第二種是雙目測距技術(shù),和我們的人眼類似,直接用兩個(gè)攝像頭進(jìn)行拍攝,就會(huì)得到兩個(gè)不一樣的平面圖像,再把兩張圖像上相同的特征標(biāo)注出來。最后再基于三角測量原理計(jì)算出深度信息,但雙目測距的難點(diǎn)在于,要準(zhǔn)確的標(biāo)出兩幅圖像的共同特征點(diǎn)來。這里是什么意思呢?就比如說我們現(xiàn)在和小伙伴兩個(gè)人正在逛街,小伙伴就相當(dāng)于剛才左邊的攝像頭,我們自己就相當(dāng)于右邊的攝像頭,現(xiàn)在看到的畫面就是我們自己走在街上的視角,這個(gè)時(shí)候小伙伴說,你看前面那個(gè)紅色衣服的小姐姐,這個(gè)時(shí)候我們應(yīng)該深有體會(huì),雖然小伙伴說了是紅色衣服的小姐姐,可是我們一下子找到這個(gè)還是很難的,這就是我們雙目測距的一個(gè)難點(diǎn),那怎樣才能解決這個(gè)問題呢?我們可以讓小伙伴拿一支激光筆,直接只像他說的小姐姐。這下我們立馬就可以找到目標(biāo),這個(gè)就是我們說的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)。

所以我們在蘋果或者小米的官網(wǎng),介紹里能看到,劉海里面有一個(gè)點(diǎn)陣投影器和一個(gè)紅外攝像頭,點(diǎn)陣投影器,投影光點(diǎn)到我們的臉上,紅外攝像頭直接找到投影到臉上的光點(diǎn),找到光點(diǎn)之后,后面的步驟就和雙目測距一樣,用三角測量的原理,計(jì)算出個(gè)光點(diǎn)的深度信息。這個(gè)就是我們3D結(jié)構(gòu)光的原理,但在蘋果和小米官網(wǎng),他們在展示投影到臉上的不可見光點(diǎn)的時(shí)候,我們能發(fā)現(xiàn)。蘋果和小米的這個(gè)觀點(diǎn)是不一樣的,蘋果是一個(gè)個(gè)小點(diǎn),而小米是類似二維碼一樣的光點(diǎn),這兩個(gè)又有什么區(qū)別呢?蘋果這種屬于散斑結(jié)構(gòu)光,它的散斑有一定的隨機(jī)性,所以安全性會(huì)更好,但相應(yīng)的計(jì)算量也會(huì)更大,而小米屬于有規(guī)律的編碼結(jié)構(gòu)光,好處是計(jì)算量要小一些,但和前者比較的話,安全性會(huì)稍微低一些。