．人臉辨識技術大起底，這些最新方案你都瞭解嗎？

Facial recognition technology will change the way we live

The Economist

https://24h.pchome.com.tw/prod/DRAF4H-A9007OA9E

來源：与非

這兩年，隨著科技的迅速發展，人臉辨識已經逐漸成為了新時期生物辨識技術應用的重要領域，忘記密碼了？沒事兒，咱還可以「刷臉」！今天，小編將帶大家瞭解一下最新的人臉辨識技術，看看這項技術發展到哪一步了～

傳統的人臉辨識技術，主要是基於可見光圖像的人臉辨識，人們也比較熟悉這樣的辨識方式。不過，這種方式的缺點其實非常明顯，光線的限制性非常大，並不能滿足實際的需要。解決光照問題的方案有，三維圖像人臉辨識，和熱成像人臉辨識。但這兩種技術還遠不成熟，辨識效果不盡人意。

迅速發展起來的一種解決方案，是基於主動近紅外圖像的多光源人臉辨識技術。它可以克服光線變化的影響，已經取得了卓越的辨識性能，在精度、穩定性和速度方面的整體系統性能，超過三維圖像人臉辨識。這項技術在近兩三年發展迅速，使人臉辨識技術逐漸走向實用化。

目前市場上有三種主流方案，它們分別是3D結構光方案（Structured Light）、ToF 3D方案（Time Of Flight，時差測距技術）和雙目立體成像方案（Stereo System）。

3D結構光（Structured Light）

3D結構光技術的基本原理是，透過近紅外線雷射器，將具有一定結構特徵的光線，投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外線攝影機進行採集。

這種具備一定結構的光線，會因被攝物體的不同深度區域，而採集不同的圖像相位資訊，然後透過運算單元，將這種結構的變化換算成深度資訊，以此來獲得三維結構。簡單來說就是，透過光學手段獲取被拍攝物體的三維結構，再將獲取到的資訊進行更深入的應用。

可以預見結構光這種方案，在未來的優勢還是很有前景的，可拓展空間更加廣闊，比如5G通信、AR，以及其他與3D建模等相關的領域，都可以發揮它獨有的關鍵作用。

不過 3D 結構光也有它的局限，相比傳統的攝影機，3D 結構光可以工作的距離要短一些，最長距離一般在 1 米左右，OPPO手機給出的數據是，60cm遠精度也能控制在±1mm範圍，當然這個距離對人臉解鎖，是綽綽有餘的。

採用3D結構光技術作為人臉辨識的手機都有哪些？

iphone x/xr/xs/xsmax

去年iphoneX上市，可謂是引起了全球所有人的注意，因為iphoneX代表著蘋果未來的手機的模樣，自然也是匯聚了蘋果最頂尖的技術。

要說iphoneX身上最值得我們記住的新科技，那當然是蘋果的faceId人臉辨識功能啦，蘋果的faceId不僅能給螢幕解鎖，而且其安全程度已經可以達到支付級別了，同時在今年發佈的一些系列新機中，人臉辨識已經自然成了標配。蘋果的這項技術的發明，走在了安卓陣營前面，也給安卓手機廠商，指明了一個技術創新的方向。

oppo Find x

時隔一年，在安卓手機廠商的努力下，安卓手機也開始使用了類似蘋果face id一樣的技術，比如oppo find x的O－Face 3D結構光技術，oppo官方稱解鎖速度過程只需要0.5s的時間，Find X的3D相機，可以發射出15000個光點，容錯率高達百萬分之一，已經遠遠超過普通的2D臉部了，以及現有的指紋辨識的，目前也已支持支付寶和微信支付了。

mate20pro

除了oppo Find X de O－Face 3D 外，還有一家安卓手機廠商，也研發出了3D結構光的人臉辨識技術，並且已經在自家旗艦產品中投入使用了，那就是華為及自家旗艦華為mate20pro。

華為mate20攜帶了自家研究的3D結構光技術，高精度人臉辨識技術和支付安全技術，同時支持支付寶和微信支付，透過點陣投影，不僅使安全辨識的安全性提高了，還支持最快0.6s的解鎖速度。同時3D結構光技術，可以配合高清前置攝影機，實現3D建模，將現實中的物體，變成你手機中的玩偶，可玩性極高。

ToF（Time Of Flight）

ToF是3D深度攝影機的其中一種方案，是結構光的同門師弟。ToF測距有單點和多點兩種，其中手機上一般會用多點測距。

多點測距的原理和脈衝的單點測距類似，但是其收光器件為CCD，即帶電荷保持的光敏二極管陣列，對光響應具有積分特性。基本原理是雷射源，發射一定視野角度雷射，其中雷射時長為dt（從t1到t2），CCD每個像素利用兩個同步觸發開關，S1（t1到t2）、S2（t2到t2＋dt）來控制每個像素的電荷，保持元件採集反射光強的時段，得到響應C1、C2。

物體距離每個像素的距離L＝0.5＊c＊dt＊c2/（c1＋c2），其中c是光速（該公式可以去除，反射物反光特性差異，對測距的影響）。簡單來說就是，發出一道經過處理的光，碰到物體以後會反射回來，捕捉來回的時間，因為已知光速和調制光的波長，所以能快速準確計算出到物體的距離。

TOF技術的優勢在於整體組件更小，不用留大劉海，辨識距離更遠，可以拓展更多的應用；在畫面拍攝後計算景深時，不需要進行後處理，通俗的講可以避免時間延遲，又可節省採用強大後處理系統，帶來的相關成本；具有不易受外界光干擾、體積小巧、響應速度快，以及辨識精度高等多重優勢。

劣勢在於硬體成本居高不下，主要體現在組件的價格上，光子探測陣列、雷射器和檢測的傳感器，都需要非常高端的器件。

硬體技術上成本很高，再加上軟體算法的成本就更高了，且目前能夠提供可靠硬體產能的廠商鳳毛麟角，而這一切都將推高成本。不過隨著ToF技術需求的日趨爆發，ToF技術的普及與發展指日可待，所以vivo果斷切入TOF技術，佔據先機實在勇氣可嘉，連最強的蘋果分析師郭明錤也曾預測，2019年iPhone也許會有重大創新，就包括採用ToF技術，由此可見TOF技術的先進性。

雙目立體成像方案（Stereo System）

雙目立體成像（Stereo System）是利用雙攝影鏡頭拍攝物體，再透過三角形原理計算物體距離。已經上市的華為nova3採用的，就是雙目3D人臉辨識方案，而且是IFAA（互聯網金融身份認證聯盟）提供的標準，這也是其達到支付級的主要原因。nova3搭載的兩個RGB（彩色相機）攝影鏡頭，透過模擬雙眼視覺系統，來辨識設備使用者。

雙目方案的原理，最簡單應該是比較早的一種人臉辨識方案，方案成本最低。所有採集的深度資訊，都依靠攝影機所採集的圖像，來透過軟體算法得出，精度要求取決於捕捉解析度。

同時由於這種方案，需要依靠算法分析圖像，得到深度資訊，計算負荷最大、算法複雜性最高、實現難度大，辨識的速度較慢。另外它也會受到光線的影響，尤其是昏暗環境下。

總結

從iPhone X、小米8透明探索版和OPPO Find X3D的市場反響來看結構光這種方案是目前效果最好的，因為消費者的體驗有目共睹，雙目測距方案注定只能淪為中端機型的權宜之計，而有一拼的TOF技術很值得期待，但因為還只是水中花、鏡中月，所以只有等到真機的推出才能評判了，當然最終還要依賴市場的檢驗了。

對岸中國主流的人臉辨識企業

01北京商湯科技

核心業務：智慧金融、智慧商業、智慧安防、互聯網＋

技術特點：人臉技術、智能監控、圖像辨識、文字辨識、圖像及影像編輯、深度學習框架

功案例：京東、招商銀行、借貸寶、拉卡拉、長城會、東方網力、公安三所、英偉達、科大訊飛等

注：與京東、銀聯、招商銀行、卡拉卡、融360等均有合作；佈局智慧城市安防項目；智慧影像方面，SenseFace人臉布控系統，已經開始廣泛落地；以圖搜圖的圖騰系統；已經應用在廣州、重慶、河北等地的公安局；Faceu應用SenseAR增強現實感引擎；人像背景虛化功能、智慧相冊中的人臉聚類功能，應用在OPPO、小米等手機。

02北京曠視科技

核心業務：FaceID 在線身份驗證服務、Face＋＋人工智慧開放平台、智慧地產解決方案、智慧安控解決方案

技術特點：動態人臉辨識、在線上/離線活體檢測、超大人像庫即時檢索、證件辨識、行人檢測、軌跡分析

成功案例：中信銀行、招商銀行信用卡中心、螞蟻金服、神州租車、雲端武漢、東軟集團、凱德集團、2017博鰲亞洲論壇等

備注：為支付寶客戶端提供人臉登錄功能支持；為對岸公安部第一研究所提供「網上身份證」人臉辨識技術支持；為美圖旗下產品提供技術支持；透過人臉辨識技術，對司機身份進行核驗，應用到e代駕、易到用車、神州租車；曠視智慧開放平台Meagvii Cloud ，是人工智慧開放平台，為開發者提供人臉辨識、文字辨識、圖像辨識及其它人工智慧能力。

03廣州雲從科技

核心業務：快速部署平台、智慧硬體、智慧系統

技術特點：人臉資訊檢測、特徵提取融合、質量屬性分析、人臉相似度比對、特徵相似度對比、OCR別成功案例：中國農業銀行、樂視車聯、廣東省公安廳、廣電運通、西北星、御銀股份、北京西站、黑龍江墾區、山東城商行聯盟等

備注：受邀起草與制訂對岸人臉辨識國家標準；中國農業銀行超級櫃台、刷臉取款；安控領域產品已在22個省上線實戰。

04 上海依圖科技

核心業務：智慧安控平台、城市數據大腦、智慧醫療健康、智慧硬體設備

技術特點：電腦視覺、自然語言理解、知識推理、智慧硬體、機器人技術

成功案例：中國海關、中國邊檢、華為、阿里雲、招商銀行、萬達集團、蘇州公安司、福建公安廳、貴州公安廳等業銀行、中國人壽、宏基電腦、TCL、步步高、多普達、HP、好記星、人民出版社等

備注：招商銀行、浦發銀行、京東金融、360金控；江蘇省公安廳用依圖系統。

05 百度

百度內部正在使用人臉辨識閘機，2016年11月與烏鎮景區合作，遊客刷臉便可自由進出景區；與首都機場簽訂協議，未來首都機場將實現刷臉登機；與「寶貝回家」公益平台合作，利用人臉辨識尋找走失兒童；攜手雨諾股份CRM系統，透過服務整合商Cella，聯合為醫藥零售行業輸出智慧藥房解決方案，目前已應用在先聲再康連鎖藥店。

06阿里

人臉辨識技術各模組，可透過API參數自由組合，服務訂製靈活；基於深度學習和海量人臉標注數據，再加阿里雲的技術實力，能夠提供穩定、可靠的大流量服務；有了人臉辨識，可以高效率、高準確率排查，未經明星允許，而使用其代言的商品，反過來保障阿里媽媽直通車，和鑽展中明星代言商品的廣告效果。

07騰訊

財付通與對岸公安部所屬的，其全國公民身份證號查詢中心，達成人像比對服務策略合作；優圖人臉辨識技術將廣泛引用EMS的政務、貴重物品和重要文書快遞中；在騰訊微證券等產品上應用人臉辨識。

08北京漢王科技

技術特點：手寫技術、OCR技術、鍵盤技術、公式辨識、輸入法。

成功案例：農業銀行、中國人壽、宏碁電腦、TCL、步步高、多普達、HP、好記星、人民出版社等。

備注：助力銀川市政府應用生物辨識技術，打造智慧政務平台，助力杭州市國稅局實現人臉生物辨識比對技術，展開「刷臉辦稅」，在公安刑偵，追逃領域有大量應用，技術授權已與華碩、海爾、長虹、海信、平安銀行等達成合作，並推廣應用到智慧家電、筆電、行動終端等應用平台。

09 合肥科大訊飛

核心業務：語音引擎、教育產品、手機應用、互動音樂

技術特點：語音辨識及合成技術、自然語言處理技術、語音評測技術、聲紋辨識技術、手寫辨識技術

成功案例：訊飛輸入法、靈犀錄音寶、開心熊寶、聽說無憂、訊飛電視助手、訊飛智慧音箱等