小米8的紅外人臉識別和iphone X的3d結構光人臉解鎖有什麼差別?


在小米早期的曝光信息中,小米8(小米7或者小米X)會搭載結構光人臉識別技術,方案來自高通。

然而大約在4月末,供應鏈消息顯示小米的供應方產能出現問題,並不能夠滿足小米所需要的量產需求。

之後我們看到,小米真正採用的黑科技——結構光和屏下指紋識別技術都只出現在了似乎不能量產的探索版上,普通版的小米8隻採用了普通的後置指紋和紅外人臉識別技術。

很多人會好奇,小米採用的紅外人臉識別技術到底是什麼?與結構光之間的區別是什麼?

最初,我以為小米的紅外識別是基於TOF技術的3D建模,這種技術的精度和安全性雖然不如結構光,但相對於2D成像已經是大幅度提升了。

但後續發現,小米的紅外識別並不是TOF技術,而是普通的近紅外人臉識別技術

首先,我們需要知道一點,無論是結構光、TOF還是近紅外人臉識別技術,他們的「媒介」都是紅外光

他們之間的區別在於,結構光和TOF技術都是基於紅外光點陣的3D建模技術,但近紅外識別技術是基於平面成像的傳統人臉識別,精度和安全性不可同日而語。

結構光的基本原理是,紅外光點陣發射器發射具有一定結構的光(或者叫紅外光點陣)經人臉反射,其光結構(排列方式)發生變化,由紅外相機獲取變化後的光結構,對變化進行計算,構建人臉3D模型。

小米8探索版結構光採用的是高通的方案,硬體來自於Mantis Vision,在小米8的發布會上,雷軍給出了其紅外光點陣與iPhone X的區別:

TOF(Time of Flight)技術與結構光類似,同樣是紅外點陣,但其計算依據是不同點紅外光的傳播時間,而非結構。

近紅外人臉識別技術與前者的最根本區別在於,其光源發射器發射的紅外光只起到照明的作用,並不具有光結構。

我們對比小米8和小米8探索版的劉海部分:

可以看到,小米8探索版的「劉海」明顯比小米8更為複雜。在小米8的「劉海」中,用於人臉識別的主要是紅外光照明元件和紅外相機,但小米8探索版則包括了點陣投射器、泛光照明元件、TOF距離感應器和紅外相機

小米8的結構光人臉識別與iPhone X的FACE ID硬體上保持一致,只是在光結構和演算法上存在差異,這部分方案由高通提供。

其基本原理是,前置距離感應器(接近感測器)檢測到人臉接近(防止誤操作),啟動泛光照明元器件(普通紅外照明元器件),發射紅外光經人臉反射,TOF感測器計算距離信息(這裡的TOF只是提供簡單的人臉識別,非TOF建模)。當手機確認靠近的是人臉之後,紅外光點陣投射器會投射結構光,由紅外相機接收反射光信息,建模,進行人臉識別

而近紅外光人臉識別技術相對簡單。

傳統的紅外人臉識別技術(非3D建模)分為遠紅外(波長為8~1000μm)人臉識別和近紅外(波長為0.7~1μm),前者利用的是人臉自身發射的紅外光成像,後者則是由紅外光照明輔助。

紅外光人臉識別技術的基本原理是,紅外光發射器發射紅外光,經人臉反射到紅外光接收器。接收器上裝有專門的濾鏡過濾可見光,得到一張清晰的紅外光人臉照片。

近紅外人臉識別技術的本質依然是2D成像技術,不同於普通的前置相機人臉識別(小米、oppo、華為等場所目前所採用的人臉識別),近紅外光人臉識別技術能夠不受環境光變化影響,人臉識別精度和安全性大幅度提升。

但是,這種提升只是相對而言的,其相對於基於3D建模的結構光,所提取的特徵點有限,安全性依然不足。難以取代指紋識別成為"FACE ID",這也是為什麼小米8在提供了紅外人臉識別之後,依然採用了後置指紋。

也就是說,小米此次真正的黑科技,類似蘋果的FACE ID結構光人臉識別技術,只是在小米8探索版上,普通版本依然只是傳統的後置指紋劉海手機。

屏下指紋識別同樣如此。

小米之外,由於三星和華為主要採用的是自家soc,所以這兩家廠商如果採用結構光人臉識別技術,需要自行開發結構光演算法,從這個角度來說,華為和三星的競爭對象是「小米+高通」。

有消息稱,OPPO find X同樣支持結構光,這會是第一款可量產的搭載結構光人臉識別技術的安卓手機,不同於OPPO,vivo徹底走向了屏下指紋,近期應該不會發布搭載結構光的手機。

不過由於生態支持等因素,安卓手機即便是搭載了基於結構光的人臉識別技術,也很難讓其取代基於指紋識別的「touch ID」而成為"face ID」,依然需要保留指紋識別。

從這個角度出發,安卓手機的結構光與蘋果的差距依然巨大,小米的結構光人臉識別技術並不能稱之為「face ID」。


2D人臉識別:藉助前置攝像頭即可完成,理論上任何有前置攝像頭的手機都可以實現該功能,事實上在幾年前的Android 5.0時代,谷歌原生的Smart Lock中就自帶人臉識別功能

優勢是成本低,速度最快

紅外人臉識別:需要獨立的紅外照明元件(發射,以及紅外相機(接收 才能實現,這也是小米8的劉海比ov華為都更寬的主要原因,或許也是三星S8/S9不做劉海屏的原因,畢竟它還有虹膜解鎖、各種開孔和元器件更多

對比純粹的2D人臉識別,優勢是可以進行活體檢測,也就是不會被照片視頻等手段欺騙,安全性也就大大提高了。其次,在夜晚無光源的情況下也可以正常使用,但是速度稍慢

3D結構光:也就是Face ID,和前兩者最大的差別就是能捕捉面部深度信息

2D和3D差得可不僅僅是一個維度這麼簡單,其中的信息含量天壤之別,用3D面部信息做加密,安全性甚至還要超越指紋!

目前的指紋識別如果沒有活體檢測功能,用指紋倒模已經可以輕易騙過,而你哪怕帶上人皮面具,也無法騙過Face ID,所以用來做支付也是綽綽有餘的

相應的,需要的元器件也就更多了,成本也是非常昂貴的,目前安卓陣營只有小米8探索版搭載了,據說ov兩家的產品也正在路上了


紅外是2D,只不是過是晚上也能用而已,所以我選擇等探索版


蘋果的結構光是將激光透過一個光柵發射出來,然後再根據反射回的激光角度構建出被照射物體的3D表面。

而小米的紅外識別,嗯,你就把它理解成是普通的人臉識別加了個補光燈吧,說來說去還是普通人臉識別。


重複一下回答

很多事,不用看那些幾千字文章羅列滿篇的數據,也不用看那些什麼用戶張嘴就來的感想。只要看看出來的東西實體對比一下就真相大白。

這個米8探索版說有結構光,又說屏下指紋,這麼多重複加密方式,難道不要成本就是免費堆在手機里對用戶說:任君選擇?還是估計用戶不在乎多花錢買多幾種重複的加密方式?


iphoneX的是紅外結構光,正兒八經的3D深度學習技術,直接用深度圖(depthmap)或者表面點完成識別。

小米8的紅外是近紅外(NIR)技術(也算是幾年之前就有的技術了),與RGB圖像一樣,屬於2D人臉識別,不過能夠在光照強度比較低的成像,順便所謂的照片防偽功能其實也是用了(照片在近紅外情況下基本無法成像)這個原理。


哈,就是能在暗光條件下使用2D人臉解鎖。。注意,不是3D,探索版才有3D


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