一、詳解Face ID

iPhone X這部搭載了眾多最新前沿技術(shù)的智能手機(jī)一經(jīng)亮相，便引起業(yè)界的極大關(guān)注。其中最引人注目的當(dāng)屬于一項(xiàng)黑科技：3D人臉解鎖功能，即Face ID，一種新的身份認(rèn)證方式。在開鎖時(shí)，用戶只需要注視著手機(jī)，F(xiàn)ace ID就能實(shí)現(xiàn)人臉識別解鎖。蘋果用戶未來在身份驗(yàn)證（支付、解鎖等）時(shí)將不再使用指紋識別，而是直接“刷臉”，這帶給用戶更真實(shí)的人機(jī)交互體驗(yàn)。

Face ID功能的實(shí)現(xiàn)依賴于原深感相機(jī)（True Depth Camera），由8個(gè)發(fā)射/感應(yīng)器件構(gòu)成，如下：

iPhone X原深感攝像頭

在iPhone X的原深感攝像系統(tǒng)集成的多個(gè)傳感器共同作用下，投射到面部的30000多個(gè)不可見的光點(diǎn)描繪出一張人臉，由這些信息創(chuàng)建出用戶的人臉模型。對于刷臉解鎖的安全性問題，蘋果公司表示，Touch ID被破解的概率為五萬分之一，而Face ID被破解的概率是百萬分之一，更為安全。無論是改變發(fā)型，戴上眼鏡，還是戴上帽子，F(xiàn)ace ID都能成功識別。

二、國內(nèi)3D人臉識別解決方案

了解完了蘋果的黑科技，我們再來看一下國內(nèi)的手機(jī)廠商，他們將如何應(yīng)對蘋果的黑科技攻勢呢？據(jù)了解，國內(nèi)的手機(jī)廠商目前均沒有對下一步布局手機(jī)3D人臉識別技術(shù)進(jìn)行明確的表態(tài)，均處于觀望狀態(tài)，其中一個(gè)最有代表性的心態(tài)就是：蘋果的3D人臉識別是夠先進(jìn)、夠新穎，但是如果僅僅是技術(shù)先進(jìn)，沒有合適的應(yīng)用場景，不能給客戶帶來足夠多而且實(shí)用的新鮮體驗(yàn)，那么蘋果必然要在銷量方面遭遇滑鐵盧。另外一個(gè)重要因素是，從國內(nèi)擁有類似技術(shù)的廠家來看，蘋果已經(jīng)搶先一步將這種散斑結(jié)構(gòu)光專利封鎖的很死，要使用跟蘋果類似的技術(shù)在手機(jī)上，就需要有足夠的耐心和毅力做好跟蘋果打知識產(chǎn)權(quán)案的準(zhǔn)備。

這里我們就要介紹另外一種類似的3D人臉掃描技術(shù)：面結(jié)構(gòu)光，也叫光柵結(jié)構(gòu)光。這種技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)相當(dāng)成熟，它的主要原理是通過控制MEMS微振鏡以及激光器的工作狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)正弦編碼光柵結(jié)構(gòu)光的輸出掃描物體三維結(jié)構(gòu)表面。通過雙目立體相機(jī)拍攝采集掃描結(jié)構(gòu)光圖案獲取目標(biāo)表面的深度圖像，對拍攝的圖像進(jìn)行算法處理后得到高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對物體三維結(jié)構(gòu)的重建。

在深度感知三維建模領(lǐng)域中，與雙目視覺法、飛行時(shí)間法以及散斑結(jié)構(gòu)光發(fā)相比，正弦編碼光柵結(jié)構(gòu)光法在掃描建模速度上具有突出的優(yōu)勢，是目前三維重建技術(shù)中精度最高的方式，并且體積小，功耗低，所采用的紅光激光光源幾乎不受環(huán)境光的干擾。

目前，國內(nèi)采用編碼光柵結(jié)構(gòu)光技術(shù)進(jìn)行三維測量的廠家很多，但是能把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到手機(jī)行業(yè)的卻只有一家，它就是青島小優(yōu)智能科技有限公司（以下簡稱“小優(yōu)智能科技”），讓我們來看一下他們應(yīng)用于手機(jī)激光3D機(jī)器視覺中的激光掃描模組。

結(jié)構(gòu)示意圖與一角硬幣比較

小優(yōu)智能科技研發(fā)的這款微型超薄激光掃描模組采用紅外激光作為光源，這就確保其在白天和黑夜都能良好的工作。通過自主開發(fā)的驅(qū)動控制系統(tǒng)，使MEMS微振鏡以及激光光源按照所需的工作狀態(tài)來輸出多組相移、不同線數(shù)的正弦/方波模式的編碼光柵結(jié)構(gòu)光。該模組產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸微小，厚度僅為3.5mm，長寬尺寸為15mm×8mm。對于手機(jī)廠商而言，不需要在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做過度的調(diào)整，就能夠非常容易的集成到手機(jī)當(dāng)中，為手機(jī)的3D相機(jī)的深度感知功能提供結(jié)構(gòu)光掃描。小優(yōu)智能科技的激光掃描模組的掃描視場角為60°×60°，在30cm距離左右的位置處采集人臉面部信息，完全可以覆蓋整個(gè)面部區(qū)域。

小優(yōu)智能科技的微型激光掃描模組通過與手機(jī)中搭載的紅外深度攝像頭配合，完全可實(shí)現(xiàn)與iPhone X同樣的3D人臉識別效果。同時(shí)，針對客戶對微型激光掃描模組的使用需求，從3D傳感器硬件到3D視覺應(yīng)用層算法和軟件，一直到操作系統(tǒng)，小優(yōu)智能科技可提供一站式完善的配套解決方案。

激光掃描模組與深度相機(jī)配合

從原理上來講，面結(jié)構(gòu)光需要采集多幅圖片進(jìn)行三維建模，必然降低了建模的效率。不過，小優(yōu)智能科技已經(jīng)從技術(shù)上解決了該問題。多線結(jié)構(gòu)光四步相移多線數(shù)的編碼方式以及雙目紅外立體相機(jī)的同步觸發(fā)模式，確保結(jié)構(gòu)光圖案采集時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)每秒15幀的3D建模效率，滿足了實(shí)時(shí)性的使用要求的同時(shí)，建模精度能達(dá)到0.2mm，為提高系統(tǒng)的安全性提供的有力的保障，詳細(xì)信息可以訪問他們的網(wǎng)站http://www.xiaoutech.com。