iPhoneX发布：FaceID面部识别解析

　　Apple 2017年新品发布会举办于乔布斯剧院，并带来了今年的新品：iPhone 8/8 Plus，以及全新的iPhone X。iPhone 8/8 Plus亮点不多，可以说是对iPhone 7/7 Plus的例行升级，而真正能拿得出手的应该是One more thing的iPhone X。iPhone X采用了一款异形全面屏幕，并且取消指纹识别，以Face ID取代Touch ID。今天我们就来说说iPhone X的Face ID面部识别功能。

　　面部识别功能在当下的手机市场比较常见，比如Samsung盖乐世Note8、小米Note 3，以及即将发布的vivo X20也将采用以Face Wake命名的面部识别功能，在未来全面屏时代，面部识别也有很大可能实现普及。但iPhone X的识别功能原理是与刚才提到的这些机型不同的。那么它们都是怎么实现功能的？它们又有怎样的发展前景？本着最基本的娱乐精神，我们先来看看网上调侃iPhone X面部识别的段子。

　　带头套的不一定抢银行 而是兜里揣了一部…

　　不得不说，网友们开拓脑洞的本事不可忽视，强大的娱乐精神也是让人叹服。iPhone X在发布之前，就没逃过被调侃的命运：

　　而发布后更是挑起了一股娱乐浪潮，比如调侃屏幕设计的：

　　iPhone的热度营销不拿来蹭都可惜了，于是某计生用品又成功了：

　　由于价格“鲜明”，不管卖身的还是卖肾的又是一波：

　　而这些，只能算作毛毛雨，真正拿来开涮的是Face ID面部识别……

　　怕睡觉时被女朋友解锁怎么办，于是面罩行业又有了新的推销理由：

　　女朋友非要买iPhone X怎么办，你可以这么回她：

　　面部识别真的就安全了么，这是个很难回答的问题：

　　如果女朋友叫你看看裙子漂亮不漂亮，千万别上当：

　　如果女朋友要给你买一部iPhone X，也别高兴太早：

　　Face ID面部识别是怎样实现的

　　首先，我们来科普一下面部识别的工作原理。手机上的面部识别功能是通过前置相机以非接触的方式获取生物信息图像，获取图像后进行数据处理，并与数据库中的已存在生物信息进行对比，当信息特征与已录入信息达到限定的相似度时，就可以完成面部识别解锁。从大体上说，诸如指纹识别、虹膜识别等用在手机上的生物识别技术，基本上解锁的道理都是一致的，都是通过即时捕捉生物信息与已录入的生物信息进行对比实现的。

　　一般来说，录入的特征点越多，面部识别的准确性就越高，在算法允许的情况下，面部出现一定面积的遮挡或者变化时识别准确性受到的影响越小。当然，手机面部识别的特征点越多，对算法的效率和硬件的要求就越高，对厂商的实力需求也就越高。

　　目前市面上流行的手机面部识别功能基本都是通过这种方式实现的，并且无需进行深度感知，通过单镜头就行实现功能。所以在使用环境和安全性都有一定的限制。面部不同于指纹和虹膜，容易出现变化，并且拥有特征点相似度较高的可能性，匹配时相似度要求设定过高会影响识别成功率，设定低又会影响识别的安全性，系统将无法识别这是一个人还是一张照片。

　　为了解决这个问题，在专业的面部识别设备上会采用真人鉴定功能，在使用时需要面部进行动作配合。但这项技术用在手机上显然不太合适，因为会使识别的效率降低。在3D面部识别技术普及之前，现阶段的面部识别功能想要既获得解锁速度又要安全性，就需要对识别匹配的算法进行进一步优化。

　　iPhone X则采用了深度感知的方案解决了以上提到的问题。相比于普通手机，我们发现iPhone X多了红外镜头、泛光感应原件、点阵投影器。正是因为有了这些装置，Face ID可以投射超过 30，000 个肉眼不可见的光点并进行反射接收，对它们进行分析后为脸部绘制精确细致的深度图，过程就如同3D建模。也就是说，Face ID的面部识别是可以感知深度的，这就可以确保面部识别功能不被照片欺骗。另外，由于采用的是发射光线后反射接收，也就解决了光源的问题，所以在暗光下仍能实现解锁。

　　iPhone X的Face ID安全好用吗

　　看完以上的内容，相信不少人不免会有这样的疑问：Face ID好用么？睡觉的时候真得带个头套吗？iPhone X的面部识别是不是容易被破解？

　　首先，我们来回答睡觉的时候是不是得带个头套。就目前已知消息，Face ID面部识别功能加入了“注释感知”。这么形容其实过于有些高大上，实际上就是Apple在Face ID识别中加入对用户的眼睛是不是睁开的判断。也就是说，只有当你张开眼注视着iPhone X的时候，Face ID才能起作用。

　　发布会上提到，被相同指纹破解 Touch ID 的概率是五万分之一，而遭遇相同的面部能破解 Face ID 的概率则是一百万分之一，也就是说有20倍的安全性提升。所以，拥有注释感知并且可以进行深度感知的Face ID还是比较安全的。不过面部识别的一大特征就是非接触，所以使用Face ID的时候就要注意在之前提到的被女朋友骗去抬脸看手机的情况了……

　　那么Face ID好用吗？Apple发布会上第一次演示失败相信不少人会对其识别率产生怀疑。后来Apple对其进行了解释，用于演示的iPhone被多人在他们不知情的情况下“注视”，进而触发Face ID的识别功能。而Face ID只能录入一个面容信息，用于演示的iPhone X在之前也已经录入了信息，所以识别解锁都是失败的。多次失败触发了iPhone X的保护机制，这时候只能通过输入密码进行解锁。

　　另外，不同于指纹和虹膜，面部是比较容易出现变化的，比如长出胡须，带上眼镜、帽子等等。而A11芯片支援的机器学习技术恰恰能够弥补这些变化对面部识别的影响。目前我们还没有拿到iPhone X的真机，所以实际体验还暂时不能下明确的定论。不过就目前已知的消息，iPhone X的Face ID在脸部遮挡四分之一时是仍能进行解锁的，所以化妆应该对识别也没有影响，识别率还是相当不错的。

　　Face ID现在和未来都能用于哪些场景

　　在发布会上提到了一个十分有趣的功能――动画表情。由于iPhone X采用了可以进行深度感知的面部识别系统，在 A11 仿生的配合下，原深感镜头能捕捉并分析50多种不同的肌肉运动，然后以12款不同的“动话表情”将使用者的神态展现出来。

　　当然这只是附属的一个小功能，Face ID面部识别会更多的用在用户认证方面。我们刚才提到了手机解锁和支付认证。Apple的Apple Pay在以前是需要通过Touch ID进行认证的，改为Face ID后，使用 Apple Pay 支付的流程也简单，首先双击侧边键唤起 Apple Pay 后，将手机对准自己的脸，即可完成授权，然后再将 iPhone 靠近相应的付款NFC设备就可以实现支付了。

　　除了解锁屏幕，Face ID还可以用于数据保护。当有通知信息时，Face ID会识别使用者是不是机主，并以此决定是否显示通知信息详情。另外，在用户阅读时Face ID系统可以保持屏幕常亮、调低闹锺和铃声的音量。

　　目前iPhone X关于Face ID的功能宣传除了前置景深拍照就这些，但显然，未来Face ID的功能会有更多。就比如刚才提到的动画表情，后期游戏开发完全可以将这个功能集成到游戏中，以此在网络游戏时感知对方玩家的表情。

　　人工智能AI是目前极为火热的话题，各大厂商也都在加紧对其的开发，Apple自然也没落后。Apple在iPhone X搭载的A11芯片上搭载了神经网络引擎，每秒运算次数最高可达 6000 亿次，不仅可以用于机器学习技术以此调整Face ID的自适应，还拥有识别地点和物体的能力，为增强现实功能提供了强大的硬件保障。人工智能的下一个用途很有可能就是对用户表情的认知。而Face ID面部识别系统恰恰为这个功能提供了渠道。

　　写在最后

　　看到这里，相信大家已经对iPhone X的Face ID面部识别有了一定的了解。在最后，我们提出这样的问题：Face ID真的能完全代替指纹识别吗？这个问题还真是不好回答，毕竟面部识别功能还没到爆发期，我们也不知道未来的显示区域屏幕下指纹会有怎样的用户体验。

　　以笔者之见，以解锁和支付功能主导的面部识别是不能替代指纹识别的，因为这种非接触式的解锁和支付方式在离开用户主体掌控时就存在了被动解锁的危险性，而且面部不总是裸露在外，这就限制了面部识别的使用场景。

　　手机之所以称之为手机，是因为它的操作一时半会儿还离不开手，这就为指纹识别的存在提供了理由。而面部识别在显示区域的屏幕下指纹完全成熟之前，或许能够成就一段爆发期，这段爆发期可能会培养出用户新的使用习惯，并且面部识别其它的功能也会让其和指纹识别优势互补。所以以后，面部识别和指纹识别有很大可能会形成一种共存的局面。