人臉識(shí)別技術(shù)大盤點(diǎn) 以下三種主流方案不容忽視

這兩年，隨著科技的迅速發(fā)展，人臉識(shí)別已經(jīng)逐漸成為了新時(shí)期生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，忘記密碼了？沒事兒，咱還可以“刷臉”！今天，小編將帶大家了解一下最新的人臉識(shí)別技術(shù)，看看這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展到哪一步了。

傳統(tǒng)的人臉識(shí)別技術(shù)主要是基于可見光圖像的人臉識(shí)別，人們也比較熟悉這樣的識(shí)別方式。不過，這種方式的缺點(diǎn)其實(shí)非常明顯，光線的限制性非常大，并不能滿足實(shí)際的需要。解決光照問題的方案有三維圖像人臉識(shí)別，和熱成像人臉識(shí)別。但這兩種技術(shù)還遠(yuǎn)不成熟，識(shí)別效果不盡人意。

迅速發(fā)展起來(lái)的一種解決方案是基于主動(dòng)近紅外圖像的多光源人臉識(shí)別技術(shù)。它可以克服光線變化的影響，已經(jīng)取得了卓越的識(shí)別性能，在精度、穩(wěn)定性和速度方面的整體系統(tǒng)性能超過三維圖像人臉識(shí)別。這項(xiàng)技術(shù)在近兩三年發(fā)展迅速，使人臉識(shí)別技術(shù)逐漸走向?qū)嵱没?/p>

目前市場(chǎng)上有三種主流方案，它們分別是3D結(jié)構(gòu)光方案（Structured Light）、ToF 3D方案（Time Of Flight，時(shí)差測(cè)距技術(shù)）和雙目立體成像方案（Stereo System）。

3D結(jié)構(gòu)光（Structured Light）

3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的基本原理是，通過近紅外激光器，將具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外攝像頭進(jìn)行采集。這種具備一定結(jié)構(gòu)的光線，會(huì)因被攝物體的不同深度區(qū)域，而采集不同的圖像相位信息，然后通過運(yùn)算單元將這種結(jié)構(gòu)的變化換算成深度信息，以此來(lái)獲得三維結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，通過光學(xué)手段獲取被拍攝物體的三維結(jié)構(gòu)，再將獲取到的信息進(jìn)行更深入的應(yīng)用。

可以預(yù)見結(jié)構(gòu)光這種方案在未來(lái)的優(yōu)勢(shì)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(guān)的領(lǐng)域都可以發(fā)揮它獨(dú)有的關(guān)鍵作用。不過 3D 結(jié)構(gòu)光也有它的局限，相比傳統(tǒng)的攝像頭，3D 結(jié)構(gòu)光可以工作的距離要短一些，最長(zhǎng)距離一般在 1 米左右，OPPO給出的數(shù)據(jù)是60cm遠(yuǎn)精度也能控制在±1mm范圍，當(dāng)然這個(gè)距離對(duì)人臉解鎖是綽綽有余的。

采用3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)作為人臉識(shí)別的手機(jī)都有哪些？

iphone x/xr/xs/xs max

去年iphoneX上市可謂是引起了全球所有人的注意，因?yàn)閕phoneX代表著蘋果未來(lái)的手機(jī)的模樣，自然也是匯聚了蘋果最頂尖的技術(shù)。要說(shuō)iphoneX身上最值得我們記住的黑科技，那當(dāng)然是蘋果的faceId人臉識(shí)別功能啦，蘋果的faceId不僅能給屏幕解鎖，而且其安全程度已經(jīng)可以達(dá)到支付級(jí)別了，同時(shí)在今年發(fā)布的一些列新機(jī)中人臉識(shí)別已經(jīng)自然成了標(biāo)配。蘋果的這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明走在了安卓陣營(yíng)前面，也給安卓手機(jī)廠商指明了一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的方向。

oppo Find x

時(shí)隔一年，在安卓手機(jī)廠商的努力下，安卓手機(jī)也開始使用了類似蘋果face id一樣的技術(shù)，比如oppo find x的O-Face 3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，oppo官方稱解鎖速度過程只需要0.5s的時(shí)間，F(xiàn)ind X的3D相機(jī)可以發(fā)射出15000個(gè)光點(diǎn)，容錯(cuò)率高達(dá)百萬(wàn)分之一，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通的2D面部了以及現(xiàn)有的指紋識(shí)別的，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(jī)廠商也研發(fā)出了3D結(jié)構(gòu)光的人臉識(shí)別技術(shù)并且已經(jīng)在自家旗艦產(chǎn)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(jié)構(gòu)光技術(shù)，高精度人臉識(shí)別技術(shù)和支付安全技術(shù)，同時(shí)支持支付寶和微信支付，通過點(diǎn)陣投影，不僅使安全識(shí)別的安全性提高了，還支持最快0.6s的解鎖速度。同時(shí)3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)可以配合高清前置攝像頭實(shí)現(xiàn)3D建模，將現(xiàn)實(shí)中的物體變成你手機(jī)中的玩偶，可玩性極高。

ToF（Time Of Flight）

ToF是3D深度攝像頭的其中一種方案，是結(jié)構(gòu)光的同門師弟。ToF測(cè)距有單點(diǎn)和多點(diǎn)兩種，其中手機(jī)上一般會(huì)用多點(diǎn)測(cè)距。多點(diǎn)測(cè)距的原理和脈沖的單點(diǎn)測(cè)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(duì)光響應(yīng)具有積分特性?；驹硎羌す庠窗l(fā)射一定視野角激光，其中激光時(shí)長(zhǎng)為dt（從t1到t2），CCD每個(gè)像素利用兩個(gè)同步觸發(fā)開關(guān)S1（t1到t2）、S2（t2到t2+dt）來(lái)控制每個(gè)像素的電荷保持元件采集反射光強(qiáng)的時(shí)段，得到響應(yīng)C1、C2。物體距離每個(gè)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(duì)測(cè)距的影響）。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，發(fā)出一道經(jīng)過處理的光，碰到物體以后會(huì)反射回來(lái)，捕捉來(lái)回的時(shí)間，因?yàn)橐阎馑俸驼{(diào)制光的波長(zhǎng)，所以能快速準(zhǔn)確計(jì)算出到物體的距離。

TOF技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于整體組件更小，不用留大劉海，識(shí)別距離更遠(yuǎn)，可以拓展更多的應(yīng)用；在畫面拍攝后計(jì)算景深時(shí)不需要進(jìn)行后處理，通俗的講可以避免時(shí)間延遲又可節(jié)省采用強(qiáng)大后處理系統(tǒng)帶來(lái)的相關(guān)成本；具有不易受外界光干擾、體積小巧、響應(yīng)速度快以及識(shí)別精度高等多重優(yōu)勢(shì)。劣勢(shì)在于硬件成本居高不下，主要體現(xiàn)在組件的價(jià)格上，光子探測(cè)陣列、激光器和檢測(cè)的傳感器，都需要非常高端的器件。硬件技術(shù)上成本很高，再加上軟件算法的成本就更高了，且目前能夠提供可靠硬件產(chǎn)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(shù)需求的日趨爆發(fā)，ToF技術(shù)的普及與發(fā)展指日可待，所以vivo果斷切入TOF技術(shù)占據(jù)先機(jī)實(shí)在勇氣可嘉，連最強(qiáng)的蘋果分析師郭明錤也曾預(yù)測(cè)2019年iPhone也許會(huì)有重大創(chuàng)新就包括采用ToF技術(shù)，由此可見TOF技術(shù)的先進(jìn)性。

雙目立體成像方案（Stereo System）

雙目立體成像（Stereo System）是利用雙攝像頭拍攝物體，再通過三角形原理計(jì)算物體距離。已經(jīng)上市的華為nova3采用的就是雙目3D人臉識(shí)別方案，而且是IFAA（互聯(lián)網(wǎng)金融身份認(rèn)證聯(lián)盟）提供的標(biāo)準(zhǔn)，這也是其達(dá)到支付級(jí)的主要原因。nova3搭載的兩個(gè)RGB（彩色相機(jī)）攝像頭通過模擬雙眼視覺系統(tǒng)來(lái)識(shí)別設(shè)備使用者。

雙目方案的原理最簡(jiǎn)單應(yīng)該是比較早的一種人臉識(shí)別方案，方案成本最低。所有采集的深度信息都依靠攝像頭所采集的圖像來(lái)通過軟件算法得出，精度要求取決于捕捉分辨率。同時(shí)由于這種方案需要依靠算法分析圖像得到深度信息，計(jì)算負(fù)荷最大、算法復(fù)雜性最高、實(shí)現(xiàn)難度大，識(shí)別的速度較慢。另外它也會(huì)受到光線的影響，尤其是昏暗環(huán)境下。

總結(jié)

從iPhone X、小米8透明探索版和OPPO Find X3D的市場(chǎng)反響來(lái)看結(jié)構(gòu)光這種方案是目前效果最好的，因?yàn)橄M(fèi)者的體驗(yàn)有目共睹，雙目測(cè)距方案注定只能淪為中端機(jī)型的權(quán)宜之計(jì)，而有一拼的TOF技術(shù)很值得期待，但因?yàn)檫€只是水中花 、鏡中月，所以只有等到真機(jī)的推出才能評(píng)判了，當(dāng)然最終還要依賴市場(chǎng)的檢驗(yàn)了。

國(guó)內(nèi)主流的人臉識(shí)別企業(yè)

01北京商湯科技

核心業(yè)務(wù)：智慧金融、智慧商業(yè)、智慧安防、互聯(lián)網(wǎng)+

技術(shù)特點(diǎn)：人臉技術(shù)、智能監(jiān)控、圖像識(shí)別、文字識(shí)別、圖像及視頻編輯、深度學(xué)習(xí)框架

功案例：京東、招商銀行、借貸寶、拉卡拉、長(zhǎng)城會(huì)、東方網(wǎng)力、公安三所、英偉達(dá)、科大訊飛等

注：與京東、銀聯(lián)、招商銀行、卡拉卡、融360等均有合作；布局智慧城市安防項(xiàng)目；智能視頻方面，SenseFace人臉布控系統(tǒng)已經(jīng)開始廣泛落地；以圖搜圖的圖騰系統(tǒng)；已經(jīng)應(yīng)用在廣州、重慶、河北等地的公安局；Faceu應(yīng)用SenseAR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感引擎；人像背景虛化功能、智能相冊(cè)中的人臉聚類功能應(yīng)用在OPPO、小米等手機(jī)。

02北京曠視科技

核心業(yè)務(wù)：FaceID 在線身份驗(yàn)證服務(wù)、Face++ 人工智能開放平臺(tái)、智能地產(chǎn)解決方案、智能安防解決方案

技術(shù)特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別、在線/離線活體檢測(cè)、超大人像庫(kù)實(shí)時(shí)檢索、證件識(shí)別、行人檢測(cè)、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、云端武漢、東軟集團(tuán)、凱德集團(tuán)、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；為公安部第一研究所提供“網(wǎng)上身份證”人臉識(shí)別技術(shù)支持；為美圖旗下產(chǎn)品提供技術(shù)支持；通過人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)司機(jī)身份進(jìn)行核驗(yàn)應(yīng)用到e代駕、易到用車、神州租車；曠視智能開放平臺(tái)Meagvii Cloud 是人工智能開放平臺(tái)，為開發(fā)者提供人臉識(shí)別、文字識(shí)別、圖像識(shí)別及其它人工智能能力。

03廣州云從科技

核心業(yè)務(wù)：快速部署平臺(tái)、智能硬件、智能系統(tǒng)

技術(shù)特點(diǎn)：人臉信息檢測(cè)、特征提取融合、質(zhì)量屬性分析、人臉相似度比對(duì)、特征相似度對(duì)比、ocr識(shí)別成功案例：中國(guó)農(nóng)業(yè)銀行、樂視車聯(lián)、廣東省公安廳、廣電運(yùn)通、西北星、御銀股份、北京西站、黑龍江墾區(qū)、山東城商行聯(lián)盟等

備注：受邀起草與制定人臉識(shí)別國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；中國(guó)農(nóng)業(yè)銀行超級(jí)柜臺(tái)、刷臉取款；安防領(lǐng)域產(chǎn)品已在22個(gè)省上線實(shí)戰(zhàn)。

04 上海依圖科技

核心業(yè)務(wù)：智能安防平臺(tái)、城市數(shù)據(jù)大腦、智慧醫(yī)療健康、智能硬件設(shè)備

技術(shù)特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)視覺、自然語(yǔ)言理解、知識(shí)推理、智能硬件、機(jī)器人技術(shù)

成功案例：中國(guó)海關(guān)、中國(guó)邊檢、華為、阿里云、招商銀行、萬(wàn)達(dá)集團(tuán)、蘇州公安司、福建公安廳、貴州公安廳等業(yè)銀行、中國(guó)人壽、宏基電腦、TCL、步步高、多普達(dá)、HP、好記星、人民出版社等

備注：招商銀行、浦發(fā)銀行、京東金融、360金控；江蘇省公安廳用依圖系統(tǒng)。

05 百度

百度內(nèi)部正在使用人臉識(shí)別閘機(jī)，2016年11月與烏鎮(zhèn)景區(qū)合作，游客刷臉便可自由進(jìn)出景區(qū)；與首都機(jī)場(chǎng)簽訂協(xié)議，未來(lái)首都機(jī)場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)刷臉登機(jī)；與“寶貝回家”公益平臺(tái)合作利用人臉識(shí)別尋找走失兒童；攜手雨諾股份CRM系統(tǒng)，通過服務(wù)集成商Cella聯(lián)合為醫(yī)藥零售行業(yè)輸出智慧藥房解決方案，目前已應(yīng)用在先聲再康連鎖藥店。

06阿里

人臉識(shí)別技術(shù)各模塊可通過API參數(shù)自由組合，服務(wù)定制靈活；基于深度學(xué)習(xí)和海量人臉標(biāo)注數(shù)據(jù)，再加阿里云的技術(shù)實(shí)力，能夠提供穩(wěn)定、可靠的大流量服務(wù)；有了人臉識(shí)別，可以高效率、高準(zhǔn)確率排查未經(jīng)明星允許而使用其代言的商品，反過來(lái)保障阿里媽媽直通車和鉆展中明星代言商品的廣告效果

07騰訊

財(cái)付通與公安部所屬的全國(guó)公民身份證號(hào)查詢中心達(dá)成人像比對(duì)服務(wù)戰(zhàn)略合作；優(yōu)圖人臉識(shí)別技術(shù)將廣泛引用EMS的政務(wù)、貴重物品和重要文書快遞中；在騰訊微證券等產(chǎn)品上應(yīng)用人臉識(shí)別

08北京漢王科技

技術(shù)特點(diǎn)：手寫技術(shù)、OCR技術(shù)、鍵盤技術(shù)、公式識(shí)別、輸入法

成功案例：農(nóng)業(yè)銀行、中國(guó)人壽、宏基電腦、TCL、步步高、多普達(dá)、HP、好記星、人民出版社等

備注：助力銀川市政府應(yīng)用生物識(shí)別技術(shù)打造智慧政務(wù)平臺(tái)，助力杭州市國(guó)稅局實(shí)現(xiàn)人臉生物識(shí)別比對(duì)技術(shù)開展”刷臉“辦稅，在公安刑偵，追逃領(lǐng)域有大量應(yīng)用，技術(shù)授權(quán)已與華碩、海爾、長(zhǎng)虹、海信、平安銀行等達(dá)成合作，并推廣應(yīng)用到智能家電，筆記本，移動(dòng)終端等應(yīng)用平臺(tái)。

09 合肥科大訊飛

核心業(yè)務(wù)：語(yǔ)音引擎、教育產(chǎn)品、手機(jī)應(yīng)用、互動(dòng)音樂

技術(shù)特點(diǎn)：語(yǔ)音識(shí)別及合成技術(shù)、自然語(yǔ)言處理技術(shù)、語(yǔ)音評(píng)測(cè)技術(shù)、聲紋識(shí)別技術(shù)、手寫識(shí)別技術(shù)

成功案例：訊飛輸入法、靈犀錄音寶、開心熊寶、聽說(shuō)無(wú)憂、訊飛電視助手、訊飛智能音箱等

備注：科大訊飛聯(lián)合香港中文大學(xué)污曉鷗教授團(tuán)隊(duì)，共同推出世界領(lǐng)先的人臉識(shí)別技術(shù)，提供人臉驗(yàn)證、在線/離線人臉檢測(cè)和人臉關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)等功能，聯(lián)合中國(guó)銀聯(lián)和微商銀行發(fā)布”聲紋+人臉“融合認(rèn)證個(gè)人轉(zhuǎn)賬應(yīng)用，科大訊飛在用的身份認(rèn)證考勤，全國(guó)各地分公司通過APP進(jìn)行”人臉+聲紋“打卡即可。

10 四川川大智勝

2D人臉識(shí)別產(chǎn)品已推向市場(chǎng)，3D人臉采集和識(shí)別產(chǎn)品主要處于工程樣機(jī)和產(chǎn)品樣機(jī)階段，主要應(yīng)用領(lǐng)域是公共安全領(lǐng)域，2D在北京師范大學(xué)和四川大學(xué)的學(xué)生宿舍產(chǎn)品樣機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用，鐵路認(rèn)證票查驗(yàn)中在試用，已在成都火車站試用。