平淡

隨着苹果一代新机的发布，iPhone X的刷脸解锁也成为各大网站的头条。苹果在iPhone X采用了Face ID面部识别技术，利用该技术，用户只要看一眼iPhone X即可解锁手机。那么iPhone X这种“识脸”技术是怎样形成的呢？

刷脸解锁 并不新鲜的面部识别技术

说到面部识别，相信很多朋友早已了解。我们平时在公司考勤机、手机APP等很多地方体验到这项技术，比如支付宝很早就推出人脸识别解锁服务，用户只要对着摄像头，支付宝APP识别后即可实现自动登录，这也是一种典型的脸部识别技术（图1）。

当然在手机领域面部识别解锁也不鲜见，比如三星盖乐世Note8、小米Note 3等手机均配备面部识别功能。那么这次iPhone X推出的面部识别技术和其他方案有什么不同？最本质的区别是3D建模识别和2D平面识别，类似3？15晚会上曝光的“照片解锁手机”绝对不会在iPhone X上出现（图2）。

看一眼就解锁 面部识别背后的秘密

我们先来了解一下面部识别技术的原理。面部解锁说到底其实是一种非接触式的生物识别技术，它和常见的生物识别技术如指纹识别类似。首先手机系统需要通过前置摄像头扫描获取用户的脸部数据，这些数据会被转换为系统可以识别的数字信号并存储在数据库中。这样用户需要解锁时，摄像头捕捉到的脸部数据会和存储的数据进行核对，如果一致则实现解锁（图3）。

具体到iPhone X的面部识别技术上，其采用了一种名为面部深度感知的方案，核心就是为脸部进行3D建模，其依赖的主要硬件则是隐藏在iPhone X“刘海”下的一套识别系统，包括红外传感器、照明器、点阵投影仪、距离传感器和环境光线传感器等各种传感器设备，苹果将整个系统称之为原深感摄像头系统（图4）。

这样iPhone X在对用户脸部数据进行采集的时候，“刘海”里的点阵投影仪会投射30000多个点在人脸上，其中红外镜头和泛光感应元件，则可以通过深度摄像头实现人眼瞳孔的特征定位，AI芯片A11的深度学习则用于估算人眼视线方向（图5）。

这样系统会将接收的数据进行3D建模，可以将每个人脸数据绘制为更为精确的深度图，从而可以将人脸数据与众不同的生理特征作为手机解锁的依据。因为是感知深度，所以对于使用本人照片（平面数据没有深度）、人在睡眠状态（由于眼睛闭住无法采集到眼部数据），这些情况下是无法让iPhone X实现解锁的（图6）。

另一方面，为了提高识别速度。iPhone X采用了全新架构的A11处理器。这样iPhone X能够快速完成人脸识别，同时强悍的硬件可以减少系统运算量，从而提高电池的寿命。当然这里配置的A11处理器还是一款AI智能芯片，苹果为其搭载了神经网络引擎，具备深度学习能力，可以对人脸的一些变化（如长出胡子、戴上眼镜等）进行动态跟踪并实现自适应识别，从而可以让人脸识别有更强的适应性（图7）。

写在最后：要便利 更要安全

手机解锁是每个人几乎天天要不断重复的操作，作为终端用户自然希望能有更简捷的解锁方法。相对指纹解锁，面部识别这种非接触式解锁使用起来要更为便捷。对比起Touch ID或其他指纹识别方案，Face ID在每个手机中只能存储一副面容，应该可以更好地保护手机和我们数字财产的安全（图8）。