(原標題:Face ID到底靠不靠譜?這三大獨門解決方案或能打消你的疑慮)
摘要: 為了解決人臉三維識別6大技術難題,蘋果公司給出了獨門解決方案:提高數(shù)據(jù)采集建模能力,增加AI神經(jīng)網(wǎng)絡單元,提升智能識別和并行運算能力。
離iphone X預售的時間越來越近,盡管iphone 8事故不斷,但人們對iphone X的渴望卻是有增無減,這原因之一就是iPhone X放棄了廣泛采用的Touch ID指紋識別技術,采用基于AI神經(jīng)引擎的Face ID實現(xiàn)手機解鎖、支付認證。
不過關于Touch ID,今年央視“315”晚會爆出了人臉識別技術的漏洞,主持人演示利用自己的一張證件照,騙過人臉識別,從而成功登陸他人的賬戶。一時間引起人們對人臉識別技術應用的恐慌,從科幻電影走進現(xiàn)實的人臉識別技術,好像并沒有顯現(xiàn)出比傳統(tǒng)密碼更強的安全優(yōu)勢。
半年時間過去后,人臉識別技術從被權威媒體質疑到應用遍地開花,AI技術發(fā)展的速度令人目不暇接。人臉識別為何能夠替代指紋識別,基于神經(jīng)網(wǎng)絡技術的Face ID到底有哪些獨特優(yōu)勢,吸引科技巨頭不遺余力地用它押寶未來,還會被央視“315”盯上嗎?智能相對論對人臉識別和Face ID技術進行簡要講述和對比,為您勾勒出現(xiàn)代人臉識別技術的清晰畫像。
人臉識別為何在安全認證的賽道后來居上?
本質上講,人臉識別和指紋、掌紋、虹膜識別等生物識別技術一樣,都具有普遍性、唯一性、持久性的屬性。
指紋識別之所以能夠得到廣泛應用,得益于指紋和采集設備直接接觸以及光電轉換精度的提升,同時指紋面積較小、紋理較為清晰,也使得數(shù)據(jù)采集和識別過程相對容易實現(xiàn)。
相比其他類型生物識別技術,人臉識別“隔空”采集數(shù)據(jù)干擾多,處理難度大。但由于具有以下3個突出優(yōu)勢,應用越來越廣泛,大有后來居上,成為安全認證主力的勢頭。
1、識別過程友好。利用指紋、掌紋以及虹膜方式識別需要身體直接接觸檢測儀器,人臉識別屬于非接觸識別,隔空自動采集圖像,便于實施。
2、方便快捷。使用普通攝像機或者三維掃描儀就可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集,通常在毫秒級別內即可實現(xiàn)識別。據(jù)統(tǒng)計,手機用戶平均每天要解鎖手機80次,有了人臉識別解鎖功能后,解鎖過程將被大大簡化。
3、符合常識、交互性好。通過檢測人臉進而識別身份,與人們的生活習慣與認知保持一致,可以更簡單直觀地看到識別結果,更具有普適性。
各種花哨識別技術的背后,無外乎二維或三維識別
現(xiàn)在的絕大部分人臉識別技術都是二維識別,采集的是人臉的平面圖像,并依靠圖像上的特征點來生成一組特征值,然后每一次識別時候將會與第一次錄入特征值進行比對,到達一定的準確率就算是配對成功。
二維識別在光照、姿態(tài)、年齡等發(fā)生變化時,識別效果不理想。同時,安全性不高是它的先天不足,一張照片就欺騙過去的事情不在少數(shù),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,但并沒有本質上的改變。
三維人臉數(shù)據(jù)比二維人臉數(shù)據(jù)可以更好的突顯出人臉在空間中的特性,具有顯式空間形狀表征,信息量比二維數(shù)據(jù)豐富得多,這些特性在一定程度上可以簡單有效的將不同的人臉區(qū)分開,識別更加立體、更加準確。
智能相對論統(tǒng)計,現(xiàn)有三維人臉識別方法主要有以下四種。
1、基于空域匹配。該類方法可通過輸入點云數(shù)據(jù)的方式直接完成匹配操作,無需進行特征提取。比如,首先對面部受表情影響較小部位(如鼻子)進行提取,然后用算法對曲面進行三維人臉匹配。
2、基于局部特征匹配。從三維人臉曲面上提取到有效的局部幾何特征,利用特征點將人臉深度數(shù)據(jù)對齊,再提取鼻尖區(qū)域、眼部區(qū)域、對稱面區(qū)域三條曲線,合成全新的特征向量進行匹配識別。
3、基于整體特征匹配。把三維人臉看作一個整體,以整體為依據(jù)提取特征。利用深度圖像是其中的一種方法,其可以通過將三維人臉數(shù)據(jù)正交投影,進而利用二維人臉識別中的各類方法進行操作。
4、基于雙模態(tài)特征匹配。融合二維紋理與三維幾何兩種特征進行識別。因為融合后的信息更加豐富,所以更具有研究價值,但實現(xiàn)較為復雜。
強大的三維識別也有很多短板
三維人臉識別為機器自動識別人臉提供了嶄新的角度,相對二維人臉識別具有較明顯的優(yōu)勢,不過智能相對論認為,它也面臨著很多困難。
1、光照變化。攝像感應器設備對人臉圖像進行采集時,會因為外部環(huán)境的光照變化、拍攝角度的問題等造成采集圖像的差異。
2、表情因素。人們不同表情會造成臉部的一些器官和肌肉發(fā)生位置和紋理的變化,對識別造成困難。
3、姿態(tài)變化。各種姿態(tài)的面部圖片,如側臉、抬頭、歪頭、低頭等,也是檢測和識別的難點。
4、遮擋因素??谡帧⒛R、帽子、圍巾等衣物遮擋臉部,或者胡須、化妝等其他因素影響,也會給檢測和識別過程帶來難度。
5、年齡因素。隨著年齡的增長,臉部皮膚紋理、胖瘦、五官等等都會發(fā)生變化,造成樣本庫中的數(shù)據(jù)失效,給識別系統(tǒng)帶來時效性問題。
6、計算能力要求高。對臉部的大量數(shù)據(jù)采集、建模和分析比對,對設備的并行計算能力要求較高,對集成在手持設備中的三維識別模塊的計算能力要求更高。
Face ID三大法寶:紅外、三維、AI芯
為了解決以上人臉三維識別6大技術難題,蘋果公司給出了獨門解決方案:提高數(shù)據(jù)采集建模能力,增加AI神經(jīng)網(wǎng)絡單元,提升智能識別和并行運算能力。
1、紅外感應系統(tǒng)。對可見光的變化幾乎無感,無論白天黑夜都能智能感應識別人臉,而且對溫度敏感,沒有體溫的照片或面具很難騙過Face ID。
iPhone X的“齊劉?!敝械狞c陣投影器向外投射出3萬個肉眼不可見的紅外點光源,由紅外鏡頭拍攝一張紅外照片,根據(jù)照片上的位移變形情況,分析出人臉的景深信息。同時,距離傳感器會探測在一定范圍內,是否存在被探測物,以決定是否開啟點陣投影器與紅外鏡頭的工作。而在暗光、無光環(huán)境下,泛光感應元件會向外投射不可見的紅外光源,以幫助 Face ID 更好地工作。
2、3D建模技術。目前三星、支付寶、vivo X20、小米Note 3等普遍使用“2D識別方案”,用普通照片比較容易破解。iPhone X投射3萬個紅外點光源作為特征點,結合面部的深度信息,構建3D立體臉部模型進行識別,大大提高了識別的準確性和安全性。僅僅靠二維照片,再也沒有可能通過Face ID驗證,即使做成逼真的3D臉模,也不能通過精密的數(shù)據(jù)比對和對眼睛附加檢測的考驗。
3、搭載AI 單元的仿生芯片。人工智能是當下尖端科技的風口,蘋果這一次又領先了。A11仿生芯片不僅較上一代芯片(A10)圖像處理能力提升30%,而且集成神經(jīng)網(wǎng)絡引擎,成為蘋果第一枚搭載AI神經(jīng)網(wǎng)絡單元的移動芯片。
AI神經(jīng)網(wǎng)絡單元每秒六億次運算,主要用于勝任機器學習任務,識別人物、地點和物體,計算人臉不同部位的位置與距離,判定是否為使用者本人,同時能夠學習到人臉圖像中的一些隱性規(guī)律和規(guī)則,為Face ID提供強大的性能支持。
早期的人工智能學習算法識別成功率普遍不高,完全不能和人眼識別能力相提并論。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡理論的提出,為人臉識別提供了強有力的技術支持。
通過局部連接、權值共享和池化采樣,大大減少神經(jīng)網(wǎng)絡的權值數(shù)量,降低網(wǎng)絡模型的復雜度,實現(xiàn)了對龐大的3D人臉數(shù)據(jù)的快速化處理。同時對人臉圖像的縮放、旋轉、平移以及其它形變的識別魯棒性更好。目前基于深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡的人臉識別技術可以達到幾乎100%的正確率,人類肉眼識別精度只有97.53%。
為了進一步提升安全水平,蘋果使用了1,000,000,000張照片來訓練這個神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng), Face ID因此“認識”了足夠多的面孔,確保以后不被照片或模具欺騙。利用AI 單元,可以持續(xù)地學習用戶臉部的長相和表情,在完成首次人臉信息的采集和錄入后,隨著時間的推移,即使你戴眼鏡了、開始長了胡子等,F(xiàn)ace ID 仍然能繼續(xù)認出你,并不斷根據(jù)新的數(shù)據(jù)來校準識別模型,以保證識別率。
Face ID真的能夠讓人放心嗎?
就在iPhone X正式發(fā)售倒計時,壞消息也不斷傳來,有分析師指出,由于3D感應系統(tǒng)由結構化光系統(tǒng),飛行時間系統(tǒng)和前置攝像頭組成,結構過于復雜,良品率很低不足10%,首批100萬部的生產(chǎn)要推遲到12月份才能完成。
- 蜜度索驥:以跨模態(tài)檢索技術助力“企宣”向上生長
- 特斯拉CEO馬斯克身家暴漲,穩(wěn)居全球首富寶座
- 阿里巴巴擬發(fā)行 26.5 億美元和 170 億人民幣債券
- 騰訊音樂Q3持續(xù)穩(wěn)健增長:總收入70.2億元,付費用戶數(shù)1.19億
- 蘋果Q4營收949億美元同比增6%,在華營收微降
- 三星電子Q3營收79萬億韓元,營業(yè)利潤受一次性成本影響下滑
- 賽力斯已向華為支付23億,購買引望10%股權
- 格力電器三季度營收同比降超15%,凈利潤逆勢增長
- 合合信息2024年前三季度業(yè)績穩(wěn)?。籂I收增長超21%,凈利潤增長超11%
- 臺積電四季度營收有望再攀高峰,預計超260億美元刷新紀錄
- 韓國三星電子決定退出LED業(yè)務,市值蒸發(fā)超4600億元
免責聲明:本網(wǎng)站內容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿,凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息,均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性,但不保證有關資料的準確性及可靠性,讀者在使用前請進一步核實,并對任何自主決定的行為負責。本網(wǎng)站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏,概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權或存在不實內容時,應及時向本網(wǎng)站提出書面權利通知或不實情況說明,并提供身份證明、權屬證明及詳細侵權或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后,將會依法盡快聯(lián)系相關文章源頭核實,溝通刪除相關內容或斷開相關鏈接。