手機面部識別技術大起底（技術貼，建議收藏）

蘋果發布會的 Face ID 演示

越來越多的智慧型手機開始支持人臉識別功能，為保護和解鎖手機提供了一種新的方式，雖然人臉識別目前還不如指紋識別一樣應用廣泛或者不可或缺，但非接觸式的生物識別似乎是智慧型手機未來的發展趨勢。

市面上大量湧入的人臉識別手機，廠家鼓動宣傳的背後，創新者有之，投機者也有之。

眼花繚亂的消費者該如何區分營銷信息背後的區別？多年以後重現在 S8 身上的人臉識別技術，對比Android 4.0 時代支持的人臉識別有什麼進步？iPhone X 的 Face ID 和 vivo X20 的 Face wake 真的是一回事嗎？我們將通過一篇文章講清楚以下幾個問題：

1. 市面上支持面部識別的智慧型手機有哪些代表性選擇？

2. 不同面部識別的原理是什麼？

3. 最重要的一點，面部識別的安全性如何？

三星的面部識別和虹膜識別

從去年倒霉的 Boom 7 開始，三星是第一個同時將面部識別和虹膜識別打包，同時搭載到自家頂級旗艦手機上的廠商，雖然 Note 7 最後因為電池問題召回，但是未受影響的虹膜識別和面部識別，不出意外地繼續出現在今年的旗艦 S8 和 Note 8 身上。

三星虹膜識別

虹膜識別通過掃描人眼虹膜中的圖案來運作，虹膜和指紋一樣，每個人都是獨一無二的，非常難以複製。

三星在手機前面板中放置了一枚紅外發光二極體，可以在黑暗中照亮你的眼睛，以便在消除光照環境對虹膜識別率的影響。

這種紅外波長無法被普通的前置攝像頭檢測，因此三星又額外加入一枚特殊的紅外短焦攝像頭來採集人眼虹膜圖像。

採集完成後在手機本地完成圖像處理和比對，全程沒有數據發送和雲端參與。

當然，這並不意味虹膜識別的技術絕對安全，高度模擬的虹膜圖像依然可以騙過三星的識別系統，普通的罪犯沒有能力用這麼高成本的方式去解鎖一部手機，所以虹膜識別對於絕大多數用戶來說都是安全的。

唯一的不足是在你使用虹膜識別的時候，眼睛必須精確盯著虹膜採集攝像頭，這對於可以盲解的指紋識別方案可能顯得更加繁瑣。

相比之下，三星的面部識別方案並不複雜，可以輕鬆的被圖片騙過，其原理我們後面再講到。

三星也明確申明，面部識別解鎖要比圖案解鎖和指紋解鎖安全係數更低，推薦使用更加安全的虹膜解鎖。

蘋果的 Face ID

隨著 iPhone X 的發布，Face ID 成為新手機身上最受關注的特性之一。

和三星有所不同，蘋果試圖以一種絕對安全的方式描繪一幅人臉圖像，它不僅依靠前置攝像頭，更依靠隱藏在全面屏劉海當中的眾多傳感器。

Face ID 結構光

iPhone X 使用一系列傳感器來描繪你的面部細節。

第一步，先通過一枚紅外傳感器發出不可見光，照亮用戶臉部，以便在黑暗的環境中 Face ID 也能正常工作；然後，30000 束紅外雷射點陣射向用戶臉部，反射回特殊的紅外攝像機，這台紅外攝像機不是接收你的臉部紅外光圖像，而是通過微小的移動檢測反射點陣的細微變化，從而捕捉到精確的人臉 3D 立體數據。

同三星一樣， 為了保證隱私安全，Face ID 捕捉到的人臉數據也是在手機本地的一顆晶片中處理和儲存，這種方法的安全性，要比僅僅使用前置攝像頭捕捉人臉圖像的方案高出許多倍，因為它採集的是深度的人臉數據，除非製作一個異常精確的人臉模型，或者想翻對方手機的雙胞胎，普通的方法不可能糊弄過 Face ID。

很難說它比三星的虹膜識別誰更安全，但是蘋果讓 Face ID 還能做一些其他有趣的事情，比如生動的實時表情。

中興 Eyeprint ID 和鷹眼

雖然還沒有正式搭載 Eyeprint ID 的產品上市，但中興的鷹眼項目有一個值得關注的前景，因為其生物識別和軟體算法和前兩者又不一樣，這種被稱為「眼紋識別」的技術，曾經出現在中興的 Grand S3, Blade S6 和早期的 AXON 天機系列智慧型手機上，但僅僅用於解鎖手機。

和三星虹膜方案的區別在於，中興的這套眼紋識別，是通過高解析度的攝像頭採集眼白部分的血管紋理圖像，經過軟體和算法的圖像比對，從而區分每一個人。

這是一個節省成本的解決方案，但是安全性不如三星的虹膜識別。

基於鷹眼技術的眼球互動

如果拋開安全性不談，眼紋識別還有一個有趣的應用：用眼球來控制手機螢幕的上下左右滾動，這個功能早期在三星的手機上出現過，但是體驗不是特別好，我們期待基於更先進的虹膜識別或者 Face ID，三星和蘋果能否實現一套用戶體驗更好的交互。

Android 通用面部識別

自 Face ID 之後，很多手機廠商突然紛紛上馬面部識別技術，並宣稱自己是更先進的下一代面部識別。

然而你也許並不知道，Android 系統自動 4.0 版本號時代就已經支持面部識別功能，但並不是每個手機廠商都選擇默認內置在系統中，特別是國內定製 ROM 大行其道的前提下。

Android 默認的面部識別叫 face unlock

為什麼有手機廠商僅僅只是升級一個固件，就搖身一變多出一個人臉識別功能呢，因為安卓默認人臉識別只是基於手機前置攝像頭和谷歌圖像識別軟體的應用，理論上來講，任何一台Android 4.0 以上系統，並且配備前置攝像頭的手機都可以擁有這項功能。

相同的是，所有的數據依然在手機本地儲存和處理，所以谷歌面部識別至少是安全的。

但是其缺陷在於不依靠硬體實現面部識別的前提下，識別精確性幾乎僅僅取決於前置攝像頭的素質，並且圖像比對處理的時間比較長（隨著處理器性能的提升已經大大改善），可能遠不如指紋或者其他解鎖方式來得方便。

當然，黑暗環境中想要用安卓默認面部識別，基本也是抓瞎。

哪種面部識別技術最安全？

很難說蘋果的 Face ID 要比虹膜識別更安全，因為還沒有誰有機會去嘗試糊弄一把 Face ID，但總的來說，基於硬體的生物識別解決方案在安全性和識別準確率上要高出很多。

就像指紋識別經歷了多年的發展，才在 iPhone 5s 手機上大放異彩，今天的 Face ID 和虹膜識別使用的面部識別技術，要比早期 Android 基於圖像識別的人臉識別技術先進得多。

目前來講，虹膜識別或者 Face ID 解鎖不一定比傳統的指紋識別更方便，即便如此，產商依然會努力將新的生物識別方案和帳戶安全或者支付服務等相結合，可以肯定的是，其他手機廠商必然將在不久的將來跟進實現類似的技術，或者發展出更好的生物識別技術。