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在昨天凌晨的蘋(píng)果發(fā)布會(huì )上，全新的蘋(píng)果iPhone X手機正式發(fā)布，不負眾望地用上了新一代的六核心A11處理器，5.8英寸Super Retina Display全面屏以及Ture Tone自動(dòng)色溫技術(shù)。不過(guò)要說(shuō)到iPhone X相比以往產(chǎn)品最大的不同，那肯定莫過(guò)于在iPhone 5s上引入并已經(jīng)征戰多年的Touch ID正式退役，由基于面部識別技術(shù)打造的Face ID取代之。
說(shuō)到面部識別技術(shù)，相信很多手機玩家都不會(huì )陌生，因為這個(gè)技術(shù)已經(jīng)被Android系統用于手機解鎖上，有采用面部識別作為認證的APP應用也不在少數，蘋(píng)果現在才來(lái)玩這一套似乎有點(diǎn)炒冷飯的樣子。但事實(shí)上蘋(píng)果提出的Face ID與之前我們常見(jiàn)的面部識別技術(shù)還是有很大差別的，今天我們就來(lái)扒一扒它的真身，看看它究竟有什么過(guò)人之處。
Face ID是蘋(píng)果iPhone X的重磅功能
已經(jīng)應用多年的面部識別技術(shù)究竟是什么？
在講Face ID之前，我們先來(lái)講講什么是面部識別技術(shù)。面部識別技術(shù)又叫做人臉識別技術(shù)，屬于生物特征識別技術(shù)，一般來(lái)說(shuō)面部識別技術(shù)包括有人臉定位、圖像攝取、圖像處理以及身份確認和查找等多種技術(shù)，工作時(shí)首先通過(guò)人臉定位確認數據采集的焦點(diǎn)，然后由圖像攝取系統進(jìn)行拍照，處理系統提取當中的關(guān)鍵數據，在通過(guò)查找系統對比數據庫中的信息，從而完成面部識別并區分被識別者的身份。
科幻片中常見(jiàn)的面部識別技術(shù)其實(shí)早已走進(jìn)我們的生活中
面部識別技術(shù)有很多其它識別無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，例如隱匿性，與難以隱匿數據采集系統的指紋識別和虹膜識別不同，面部識別技術(shù)的采集系統完全可以放在暗處，以“暗中觀(guān)察”的方式完成識別，這樣對方就不容易發(fā)現識別系統的所在，也就不容易進(jìn)行針對性的欺騙了。
你戴上帽子后，圖像識別技術(shù)有可能就不認識了，因為這種類(lèi)內變化影響了識別精度
然而人臉識別技術(shù)也有明顯的不足，例如人臉的結構都是相似的，雖然有利于人臉定位，但是在人臉區分上卻是不利的，此外人臉的表情、人臉上的裝飾物（眼鏡、口罩等）、光源亮度和角度、設備觀(guān)察角度等因素也會(huì )讓影響采集到的人臉數據，從而影響人臉識別的精度。
因此在面部識別的相關(guān)技術(shù)中，人臉結構上的區別被稱(chēng)為類(lèi)間變化，而因為表情、裝飾物、光源以及觀(guān)察角度等外在因素引起的區別則被稱(chēng)為類(lèi)內變化。類(lèi)間變化是需要進(jìn)行放大的，因為它代表著(zhù)不同個(gè)體之間的差異，而類(lèi)內變化是需要縮小的，因為它代表的是同一個(gè)體，它的存在只會(huì )干擾面部識別的正常進(jìn)行。
當前常用的面部識別技術(shù)有什么缺陷？
蘋(píng)果表示早期面部識別一張照片就能破解，肯定不能再用了
早期的面部識別技術(shù)，甚至說(shuō)現在的絕大部分面部識別技術(shù)都是基于二維平面，也就是說(shuō)系統采集的是人臉的平面圖像，并依靠圖像上的數十個(gè)特征點(diǎn)來(lái)生成一組特征值，然后每一次識別時(shí)候將會(huì )與第一次錄入特征值進(jìn)行比對，到達一定的準確率就算是配對成功。
這樣的做法在識別速度上有較好的保障，精度也不差，但是安全性卻經(jīng)不起考驗，一張照片就欺騙過(guò)去的事情不在少數，即便是后期引入的多角度識別以及表情識別等，也只是稍微提升了下安全性，但沒(méi)有本質(zhì)上的改變，因此面部識別技術(shù)在需要安全性的應用上一直處于尷尬的位置，雖然支持的系統和應用不少，但將其放在重要位置上的卻少之又少。
蘋(píng)果的Face ID與基于二維成像的面部識別技術(shù)有什么不同？
蘋(píng)果的Face ID則是基于三維成像的圖像識別技術(shù)，它需要特定的主動(dòng)光照射系統以及專(zhuān)用攝像頭進(jìn)行配合，通過(guò)采集得來(lái)的數據建立一個(gè)頭像三維建模，該模型將存儲在手機之中，此后每一次的面部識別都會(huì )與之比較，重合度達到一定的程度后將發(fā)出識別正確的信號，從而完成個(gè)體區分的任務(wù)，這是Face ID最基本的原理。
Face ID采用基于三維成像的圖像識別技術(shù)，安全性比常規的二維圖像識別更高
當然為了增強Face ID的安全性，蘋(píng)果還加入了一系列的措施來(lái)對算法進(jìn)行改進(jìn)。從Face ID的傳感器組成來(lái)看，蘋(píng)果為之配置的是目前處于先進(jìn)水平的面結構光采樣模式，這種采樣模式需要使用特定的光源往人臉上投射一個(gè)經(jīng)過(guò)編碼的圖像，然后再通過(guò)專(zhuān)用傳感器采集圖像并進(jìn)行解碼，從而生成一張三維結構的圖像，再與已經(jīng)錄入的人臉信息進(jìn)行對比，從而實(shí)現準確度更高的人臉區分。
Face ID通過(guò)識別投射在人臉上的編碼圖像來(lái)進(jìn)行個(gè)體區分
當然類(lèi)似的技術(shù)并不是蘋(píng)果首創(chuàng )的，實(shí)際上微軟的Kinect以及Surface產(chǎn)品上都有使用類(lèi)似的技術(shù)，例如Windows Hello，它們都是采用結構光打到人體身上，依靠紅外深度攝像頭采集光線(xiàn)在人體上的變化來(lái)準確識別人的動(dòng)作或者面部。不過(guò)蘋(píng)果實(shí)現了整體方案小型化，整合度更高，因此將相應的技術(shù)得以從外設周邊和平板電腦放入到iPhone X手機上。
Touch ID的重合率是1/50000，而Face ID在多種算法的輔助下，重合率只有1/1000000
此外蘋(píng)果的Face ID還利用到了A11處理器中的Neural生物引擎，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)來(lái)進(jìn)行學(xué)習和算法上的改進(jìn)，例如會(huì )隨著(zhù)你的使用更新內部存儲的面部識別數據，讓識別基準與用戶(hù)本人的面部變化基本實(shí)現同步等，這樣也有利于增強Face ID的速度以及安全性。同時(shí)為了避免Face ID的誤啟動(dòng)，蘋(píng)果也為其增加了注視感知功能，只有當你睜眼看iPhone X時(shí)，Face ID才會(huì )開(kāi)始工作，進(jìn)行面部識別，從而實(shí)現解鎖等功能。
這一系列的設定讓Face ID把別人識別成你的幾率，也就是蘋(píng)果所說(shuō)的重合率下降至1/1000000，相比之下Touch ID的重合率為1/50000，這就足以讓面部識別技術(shù)從以往的尷尬地位走到非常重要的主力地位上，這也是為什么蘋(píng)果認為iPhone X以及Face ID將是未來(lái)10年手機技術(shù)發(fā)展導向的重要原因。
蘋(píng)果Face ID有哪些實(shí)際應用場(chǎng)合？
那么Face ID在實(shí)際使用中有什么應用場(chǎng)合呢？實(shí)際上由于其很大程度上是取代了原有的Touch ID，因此在作用上它與Touch ID有很高的重合度，同時(shí)又可以完成一些Touch ID做不到的事情。首先是兩者重合的部分，那就是用戶(hù)識別部分，兩者都是通過(guò)生物特征來(lái)識別用戶(hù)是否為手機機主本人，只是識別的方式有所不同，因此曾經(jīng)Touch ID可以做到如手機解鎖和Apple Pay等，Face ID同樣可以實(shí)現，當然使用上是否更方便這點(diǎn)有待進(jìn)一步驗證，不過(guò)從蘋(píng)果的官方演示來(lái)看，Face ID的體驗并不在Touch ID之下。
Face ID可用于A(yíng)pple Pay上
而其余原本需要使用Touch ID進(jìn)行認證的應用，如各種支付APP等，如今也不需要進(jìn)行很大的修改甚至不需要修改就可以很好地兼容Face ID，因為相關(guān)的用戶(hù)識別工作是由iPhone X自身完成的，APP應用只要接入到蘋(píng)果指定的API中，就可以獲取相應的用戶(hù)識別判斷結果，從而實(shí)現用戶(hù)認證的操作。
Animoji動(dòng)畫(huà)表情也會(huì )應用到Face ID人臉識別功能
另外Face ID的各種傳感器還可以配合iPhone X中的一些新功能使用，如新增的“動(dòng)話(huà)表情”也就是Animoji表情，這就是原本Touch ID無(wú)法做到的。Animoji動(dòng)話(huà)表情應用到了Face ID中的人臉定位、三維建模、圖像處理等技術(shù)，同時(shí)也應用到了AR增強現實(shí)的相關(guān)技術(shù)，可以說(shuō)是一個(gè)雖然看起來(lái)簡(jiǎn)單，但實(shí)際上很考驗技術(shù)實(shí)力而且使用上非常有趣的應用環(huán)境。
最后，Face ID能成功嗎？
對于Face ID或者說(shuō)面部識別技術(shù)來(lái)說(shuō)，影響其體驗的方面不外乎兩個(gè)，一個(gè)是識別速度，另一個(gè)則是識別的精準性。在識別速度上，蘋(píng)果的Touch ID曾經(jīng)栽過(guò)跟斗，由于偏慢的識別速度以及早期偏低的成功率，Touch ID有好長(cháng)一段時(shí)間是被嫌棄的。Face ID要處理的數據比起Touch ID實(shí)際上要更多，不過(guò)得益于性能更強悍A11處理器以及其整合的Neural生物引擎，還有基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的算法，從目前來(lái)看Face ID識別速度比起Touch ID應該有長(cháng)足的提升，響應速度也更加靈敏。
而Face ID識別的精確度則是iPhone X安全性的關(guān)鍵，以往基于二維平面的面部識別技術(shù)在這方面顯然無(wú)法與基于三維成像的Face ID相提并論，而與同為生物識別技術(shù)的Touch ID指紋識別相比，從蘋(píng)果公布的數據來(lái)看是應該是有過(guò)之而無(wú)不及的，這點(diǎn)大家可以放心。
但要談Face ID能否成功的話(huà)，現在肯定是為時(shí)過(guò)早的。Face ID未必是蘋(píng)果首度應用的面部識別功能，但是將面部識別技術(shù)放在如此重要的位置上，那確實(shí)是首次嘗試。目前我們對Face ID的暫且還停留在發(fā)布會(huì )內容以及蘋(píng)果的廣告上，消費者想要體驗真正的Face ID，還得等到11月份iPhone X正式發(fā)售之時(shí)。Face ID的成功與否，最關(guān)鍵的還是看消費者是否買(mǎi)賬，當然我們相信蘋(píng)果有充分的能力把Face ID做好，至少現在的Face ID看上去非常誘人。
