原標(biāo)題：同樣是刷臉，蘋果，三星，小米有啥不同?
來源 | PingWest品玩(ID:wepingwest)
文 | curator
9 月 12 日，蘋果在喬布斯劇院發(fā)布了 iPhone X，主打全面屏的 iPhone X 取消了 Touch ID，代之以 Face ID。
人臉識(shí)別似乎成為了這條“不完美”劉海的唯一作用，也讓“刷臉”從原本普通用戶并不怎么關(guān)心的功能一躍成為了所有手機(jī)廠商的熱點(diǎn)。
人臉識(shí)別這么重要么?重要到蘋果為了它而沒有把 iPhone X 做成一塊不帶缺口的屏幕?
面部識(shí)別并不是一項(xiàng)新技術(shù)
如果你是從 iPhone X 才開始認(rèn)識(shí)到人臉解鎖的，那可真是對不起下面這些公司。
2011 年成立的 Face++，2012 年成立的依圖，2014 年成立的商湯科技目前都提供了成熟的人臉識(shí)別方案，應(yīng)用領(lǐng)域主要包括安防、門禁、零售等。和蘋果的 Face ID 一樣，在這些場景里人臉識(shí)別的主要作用也是鑒定權(quán)限、保證安全。
人臉識(shí)別也是目前人工智能熱門領(lǐng)域，F(xiàn)ace++和商湯科技近期獲得了 1 億美元的 C 輪融資和 4.1 億美元的 B 輪融資。
據(jù)新京報(bào)報(bào)道，這些人臉識(shí)別可以分為 1:1、1:N、N:N 三種等級。
1:1 等級的人臉識(shí)別，可以實(shí)現(xiàn)最初級的「證明你是你」。
用戶提前上傳個(gè)人照片儲(chǔ)存于系統(tǒng)中，每次驗(yàn)證時(shí)，線下拍照與系統(tǒng)中存儲(chǔ)的照片進(jìn)行對比來確定「你是不是你」。
例如，去銀行開通一張新的銀行卡的時(shí)候，銀行柜員拿著你的身份證跟你本人做對比，核實(shí)你是不是身份證上的人，這就是 1:1 的場景。
手機(jī)解鎖、刷臉支付、網(wǎng)上買票、醫(yī)院掛號、政府惠民工程項(xiàng)目，以及各種證券開戶、電信開戶、互聯(lián)網(wǎng)金融開戶都是 1：1 人臉識(shí)別的應(yīng)用場景。
而 1:N 的人臉識(shí)別算法則主要用于人臉檢索，「證明你是誰」。與 1:1 的一一對照不同，1:N 需要一張照片同系統(tǒng)中的海量照片進(jìn)行對比，根據(jù)相似度排列出多個(gè)對比結(jié)果。
1:N 人臉識(shí)別主要應(yīng)用于安防領(lǐng)域，如用于排查犯罪嫌疑人、尋找走失兒童等。
而 N:N 人臉識(shí)別相當(dāng)于同時(shí)進(jìn)行多個(gè) 1：N 識(shí)別，用于「證明誰是誰」。Google 相冊和 iPhone 相冊目前都集成了類似的人臉識(shí)別，擁有了這項(xiàng)技術(shù)，整理起相冊可就更簡單了。
Google Photos 大家可能還不是很熟悉，以蘋果從 iOS 為例，從 iOS 10 開始，系統(tǒng)相冊不僅可以分辨出人臉，甚至還可以認(rèn)出「誰是誰」。主要原理是定位面部的不同位置，眼、鼻、口等特征，通過這些面部特征把不同的人區(qū)分開來。
除了識(shí)別人臉，Google 相冊近期還支持了寵物識(shí)別，吸貓擼狗更方便了。
除了應(yīng)用于安防、門禁的人臉識(shí)別，目前應(yīng)用于手機(jī)的面部識(shí)別主要有蘋果、三星、小米、vivo 等廠商。
從系統(tǒng)級對人臉識(shí)別進(jìn)行支持，也不是 iOS 今年的原創(chuàng)。Android 系統(tǒng)從未公開發(fā)售手機(jī)的 Android 1.0(API Level 1)就內(nèi)嵌了軟件層面的人臉監(jiān)測(FaceDetector)。
不過當(dāng)時(shí)，這一功能并不是被用于安全和照片分類，可以說既不是上面提到的 1:1 也不是 1:N 更不是 N:N。而是粗略的識(shí)別出圖像中“是人臉”的部分，用于方便相機(jī) App 對人臉進(jìn)行優(yōu)化——這個(gè)技術(shù)在智能手機(jī)誕生以前，卡片照相機(jī)時(shí)代就已經(jīng)有了，基于這個(gè)技術(shù)所產(chǎn)生的最為大家所熟知的應(yīng)用場景應(yīng)該是笑臉快門。
大家應(yīng)該對這幅廣告有印象吧?這是尼康S60卡片機(jī)在2008年的一組宣傳。
隨著手機(jī)計(jì)算力的提升，到了 Android 4.0 的時(shí)候，Google 在 Android 中首次加入了“面部解鎖”功能。而對開發(fā)者來說，從這一版本開始人臉識(shí)別的 API 進(jìn)一步提升。從 Android 5.0 開始又新增了 Trusted Face，優(yōu)化了面部解鎖的工作流程。
和 iPhone X相比，Android 平臺(tái)的面部解鎖并不強(qiáng)制要求設(shè)備在硬件上有額外的定制，只要你的手機(jī)有一顆前置攝像頭都能用。例如三星的 Galaxy S8 和小米 6、小米MIX 2(MIUI 9 最新開發(fā)版)、小米 Note 3 等熱門機(jī)型全都擁有面部識(shí)別解鎖。
小米 6 的面部識(shí)別
但由于前置攝像頭的硬件限制，因此這種方案無法像蘋果 Face ID 那樣對你的臉繪制三維的深度「臉圖」，為了保證“成功通關(guān)”的體驗(yàn)，安全性會(huì)隨之下降。
小米 6 在添加面部數(shù)據(jù)時(shí)也加上了相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)提升： 人臉識(shí)別的安全性低于圖案密碼、數(shù)字密碼、混合密碼和指紋。
除了手機(jī)廠商自帶的風(fēng)險(xiǎn)提示，判斷手機(jī)面部識(shí)別安全性的另一方法是面部識(shí)別數(shù)據(jù)是否用于支付。例如三星 Galaxy S8 的虹膜識(shí)別可以用于 Samsung Pay 的支付驗(yàn)證，但是面部識(shí)別就不行。
除了安全性較低，這種方案的另一大缺陷是受到前置攝像頭大多硬件素質(zhì)不高所限，面部解鎖的限制條件也很大——暗光環(huán)境不能用，行走過程中大概率無法解鎖，過于明亮也有可能導(dǎo)致無法打開。
小米 6 升級體驗(yàn)版 MIUI 9 之后，人臉識(shí)別成功率較高，尤其是把手機(jī)拿在手中的場景下，識(shí)別速度也很快，但是到了晚上光線較暗的時(shí)候基本上處于不可用的狀態(tài)。這主要是硬件的局限性造成的—前置攝像頭暗光環(huán)境下很難捕捉足夠的圖像信息。
這并不是小米一家的問題，包括三星 Galaxy S8 在內(nèi)，所有未對面部識(shí)別專門定制硬件的手機(jī)在使用軟件面部解鎖的時(shí)候都有這樣的尷尬。這也是為什么支付寶在2015年12月就上線了面部識(shí)別登錄，但大多數(shù)用戶還是選擇密碼的原因——為了保障你資金的安全，并適配盡可能多不同型號手機(jī)的前置攝像頭，支付寶的刷臉登錄真的很嚴(yán)格。
除了小米，vivo X20 也支持了面部識(shí)別。
vivo 在 X20 曾發(fā)布會(huì)上表示：vivo X20 的面部識(shí)別采集了 128 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，安全性和解鎖速度上表現(xiàn)更好，再加上抬腕亮屏功能，解鎖體驗(yàn)也不錯(cuò)，vivo 將這項(xiàng)技術(shù)取名為 Face Wake。
回溯過往的新聞不難發(fā)現(xiàn)，無論是小米還是 vivo 都曾與 Face++ 達(dá)成合作。因此兩家的方案可能均來自 Face++。
通過特殊硬件加持讓手機(jī)更高效、更安全的進(jìn)行人臉識(shí)別，全面屏的夢想可能還要放一放。
為了實(shí)現(xiàn)更為安全的面部識(shí)別，iPhone X 正面的全面屏上方有一條讓人詬病的劉海。如果面部識(shí)別真取代指紋識(shí)別真的是智能手機(jī)下一步的演進(jìn)路線，那么“科幻級”全面屏可能離我們又遠(yuǎn)了一些。
iPhone X 的劉海里集成了紅外(深度)攝像頭、近距離傳感器、泛光感應(yīng)元件、環(huán)境光傳感器、左/上揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、前置攝像頭和一個(gè)名為點(diǎn)狀投射儀 (Dot projector) 的元件。它會(huì)投影 30000 多個(gè)肉眼不可見的光點(diǎn)在你臉上，對你的臉繪制一幅三維的深度「臉圖」，然后和系統(tǒng)記錄的臉圖進(jìn)行比對。
iPhone X 面部識(shí)別的工作流程是：
當(dāng)臉部靠近 iPhone X 時(shí)，被近距離傳感器感應(yīng)到，并發(fā)出信號啟動(dòng)泛光感應(yīng)元件。
泛光感應(yīng)元件發(fā)射出紅外光投射在物體表面，再由紅外(深度)攝像頭接收這些反射的信息，傳送到 A11 處理器。
經(jīng)由人工智能的計(jì)算后判斷為臉部后，啟動(dòng)點(diǎn)狀投射儀 (Dot projector) 產(chǎn)生大約 3 萬個(gè)光點(diǎn)投射到使用者的臉部，利用這些光點(diǎn)所形成的陣列反射回紅外(深度)攝像頭，計(jì)算出臉部不同位置的距離(深度)，來比對臉部特征辨識(shí)是否為使用者本人。
數(shù)據(jù)點(diǎn)的多少不僅決定了識(shí)別的準(zhǔn)確率，更重要的是決定了識(shí)別的安全性。
與 Android 靠算法補(bǔ)足前置攝像頭所獲取的 2D 數(shù)據(jù)不同，iPhone X 的泛光感應(yīng)元件像是一個(gè)紅外線的“閃光燈”，能夠保證其在黑暗中正常工作。而點(diǎn)狀投射儀則會(huì)返回 3 萬個(gè)面部深度的信息，使得 iPhone X 從一開始就看到你“立體的臉”而不是像 Android 那樣需要用算法去“虛擬”一張立體的臉。
這讓 iPhone X 的面部識(shí)別，比現(xiàn)階段 Android 平臺(tái)擁有更強(qiáng)的易用性和安全性。
蘋果在 iPhone X 發(fā)布會(huì)上表示：被相同指紋破解 Touch ID 的概率是五萬分之一，而同樣情況下面部能破解 Face ID 的概率則是一百萬分之一。
不過，Android 黨也別著急。手機(jī)芯片廠商高通在 iPhone X 發(fā)布之前就透露，在今年年末發(fā)布明年年初正式量產(chǎn)的下一代驍龍芯片中，將增加對前置面部識(shí)別的硬件接口，方便手機(jī)廠商在手機(jī)正面加入景深或紅外傳感器。下一代高通方案的圖形信號處理器(ISP)和深度感知功能也會(huì)為此做出優(yōu)化。
也就是說，面部識(shí)別不是一項(xiàng)新技術(shù)，但是要達(dá)到解鎖手機(jī)甚至支付的安全性要求，還需要對現(xiàn)有的方案進(jìn)行技術(shù)升級和突破。
可能再過不久，指紋識(shí)別可能就要被丟進(jìn)垃圾箱了。
