苹果面容id传感器 解析iPhone X神器Face ID中的传感器
解析iPhone X神器Face ID中的传感器
据麦姆斯咨询报道，最新发布的iPhone X彻底放弃了触摸式指纹解锁Touch ID，而是开创先河，采用3D人脸识别——Face ID。
市场研究机构Yole的成像与传感器负责人Pierre Cambou表示：苹果正在颠覆整个“果粉”用户的使用体验。
在使用Face ID时，用户只需与iPhone X进行“目光接触”，就可以解锁了。iPhone X还可以把用户表情转变为动画表情包或动物表情包（Animoji）。传感器可以捕获和分析超过50种不同的面部肌肉运动，用户能够改变表情特征，如熊猫、鸡或独角兽。iPhone X提供了一系列屏幕上的面具，通过增强现实（AR）技术将用户变成个性化的自我。
总之，iPhone X的很多传感器是为了实现Face ID功能而部署，但也可以用于其它应用程序，包括Animoji和AR。Cambou认为这样“一箭多雕”的设计乃是苹果的天才之处，因为苹果很了解他们的用户。
iPhone X神器Face ID中的传感器
正如下图所示，许多传感器集成到iPhone X屏幕顶部的一个小空间里：红外摄像头、泛光照明灯、接近传感器、环境光传感器、前置摄像头、点阵投影仪、扬声器和麦克风。
iPhone X中的大量传感器
Cambou承认他很惊讶地看到最终发布的解决方案“比最初设想的更复杂”。iPhone X中为原深感摄像头设计的模组，包括结构光发射器、结构光接收器和ToF接近传感器。Cambou说：“苹果很善于管理运用如此多的技术以及这些技术的掌握者，与整个供应链一起创造出令人印象非常深刻的作品！”
模组中每个独立器件有一定的相关性，在最终组装前需要积极调试以确保能准确运作。Cambou坦言：“苹果能完成如此复杂的配置，实在是做得太好了！”
Cambou怀疑：“iPhone X的红外摄像头和接近传感器是由意法半导体（STM）提供，而前置摄像头和点阵投影仪则从艾迈斯（ams）采购。虽然iPhone X没有如我所料，从STM采购SPAD作为3D成像的元器件。但最终的结果，不得不让人钦佩！”
众多传感器是如何工作的？
iPhone X的3D感知功能始于ToF传感器，ToF传感器说得通俗些就是探测物体存在与否的传感器。Cambou解释说ToF传感器一旦检测到运动，就开启其它传感器。接下来是通过结构光法来计算场景中物体的深度和表面信息。
那么点阵投影仪的作用是什么呢？Cambou解释点阵投影仪为结构光发射器透射出红外光点，所以来自STM的红外摄像头则可以拾取这个物体的投影点阵。
但问及泛光照明灯的作用时，Cambou表示不是很确定。他认为这可能“和闪光灯一样简单”，为场景增加亮度才能“让普通相机在暗光条件下看到面孔”。
使用原深感摄像头，iPhone X可把你的表情用Animoji表达出来
准确度和安全性如何？
分析师的共识是，相对于三星Galaxy S8采用“单个摄像头+虹膜扫描”的方案，苹果的Face ID采用的方案更加复杂和先进，因为苹果通过一组不同的传感器来实现3D感知。
之前三星Galaxy S8用户吐槽，用一些质量一般的照片就可以解锁。而据报道，苹果先进的人脸识别完全能识别出一张真实的脸和照片之间的差异。
为了证明苹果在人脸识别的投入是非常严谨的，苹果高级副总裁Phil Schiller表示，“Face ID会学习你的脸”，并可以识别用户面容随时间的变化。
Schiller说道：“iPhone X的原深感摄像系统集成了多个传感器，映射到面部的30000多个不可见的光点描绘出一张人脸。这些信息创建iPhone X的神经系统，创建出用户的人脸模型。”
为了防止盗刷，苹果甚至与好莱坞模型团队进行了人脸模型对比验证，以保证Face ID所识别的人脸不能被任何仿制品所替代。Schiller称Touch ID的错误率为五万分之一，而Face ID的错误率则低至一百万分之一。当然，如果面对一对长相极为相似的双胞胎，Face ID也可能无能为力！
苹果还强调，用户的生物识别数据——指纹或面孔，不会离开他或她的设备。它以加密的形式存储在手机的“安全隔离区”中，在那里，操作系统或任何在手机上运行的应用程序都无法访问它。
未来的展望
显然，苹果经过深思熟虑，已经开发出了具有3D传感技术的iPhone X，但“在未来可能还有一定的提升空间，”Cambou说到，“还有什么呢？未来需要处理阳光…还有舞台灯光的干扰。”
延伸阅读：
《3D成像和传感-2017版》
《CMOS图像传感器产业现状-2017版》
《英特尔RealSense 3D摄像头与意法半导体红外激光发射器》
《联想Phab 2 Pro三维飞行时间（ToF）摄像头》
《苹果iPhone 7 Plus后置双摄像头模组》
支持口罩解锁！苹果测试新一代面容ID，眼镜起雾也不怕
来源：frontpagetech
编辑：Priscilla 好困
【新智元导读】近日有消息称，苹果正在测试新版面容ID功能，戴口罩、眼镜起雾都能解锁手机。为了测试这个功能，苹果开发了一款iPhone 12手机壳，其搭载的传感器排列方式与之前iPhone 13布局相同。
终于不用再拽下口罩了！
iPhone戴着口罩也能解锁！
还是不用Apple Watch的那种。
测试装置上的摄像头在左侧，而iPhone 12的自拍摄像头则在右侧
为了测试新的Face ID阵列，苹果开发了一款适用于iPhone 12的手机壳，上方有一排传感器阵列。
有了这个手机壳，系统就可以绕过iPhone 12自带的Face ID阵列，直接使用手机壳中的传感器。
此前，苹果添加了「使用Apple Watch解锁」的功能，作为应对戴口罩不便解锁的权宜之计。
该功能可以在系统检测到用户佩戴口罩时，利用手表解锁iPhone，
不过，显然并不是所有人都想买一个Apple Watch。
您的手机已解锁
此外，目前「使用Apple Watch解锁」这个功能存在一定的安全隐患。
当系统判断用户戴了口罩，并决定启用该功能时，Face ID便不再参与此次解锁的过程，转而把Apple Watch作为唯一的「钥匙」。
也就是说，如果伴侣想要看你手机，只要ta戴着口罩，跟你的Apple Watch保持一定距离，也可以解锁手机。
好在手表会在解锁的时候发出震动提醒，并且提供重新锁定iPhone的功能按钮。
而此次进行测试的「船新」Face ID系统，可以让在用户在戴着口罩或眼镜起雾的时候，无需Apple Watch就能解锁iPhone。
在测试中，苹果要求内部员工进行全面测试，戴口罩或不戴口罩，戴口罩时是否戴眼镜，以及室内或室外。还会测试不同类型的眼镜和口罩。
对于需要眼镜的朋友们来说，戴口罩之后最头疼的一点就是眼镜起雾了。
这个概率不说大吧，也就是100%的样子。
这次，好消息来了！
苹果在测试中特地强调了要使用有雾的眼镜去测试新的Face ID阵列。
爆料者表示，由于设备上都有识别标记，所以为了保护「我方人员」，原型机的图片就不公开了。
于是，在结合大约75个原型设备的图像和视频之后，制作出了这些3D渲染图。
测试设备显示，顶部的Face ID阵列有一些明显的变化：
刘海区域更小，原型机的摄像头位于左侧。
这个阵列排列方式与6月份公开的iPhone 13 CAD文件中看到的布局相同。
由于测试是最近进行的，所以尚不确定这项功能是否会在iPhone 13发布之后立即得到应用。
不过爆料者确信，正在进行测试的Face ID阵列就是iPhone 13所搭载的。
因此，这个功能很可能会通过一次系统更新推送给iPhone 13的用户。
现在的解决方案除了需要Apple Watch这个「外设」以外，还有很重要的一点就是「这项功能不会使用面容 ID 识别和认证您的身份」。
也就是说，当用户带着口罩的时候，依然无法使用Face ID进行支付等操作。
不过，目前还并不清楚此次测试的功能是否可以实现用户身份的验证。
现在市面上的一些安卓手机也能在戴口罩情况下进行人脸识别，但那些手机通常都配有指纹识别，前置镜头为2D图像，面容识别也只能用来解锁手机，不能用于支付。
苹果已获屏下指纹与面容ID专利
根据曝光的消息，iPhone 13已经无缘屏下指纹，外观方面和iPhone 12没有太大的区别。
早前，美国专利商标局（USPTO）已经正式通过苹果专利，即屏下指纹与面容ID技术。
苹果在专利中清楚写明屏幕下方嵌入Touch ID设计。
利用侧发光照明器整合到显示器内，当用户触碰制定的屏幕区域时，可以利用照明器漫射和反射，分析辨识指纹与验证，进一步实现屏下指纹识别。
上面这样专利图表可以清楚看到iPhone计划的屏下指纹识别位置，就像现有的安卓手机那样。
另外MacBook屏幕也能支持指纹识别，不过识别的位置是在右下角区域。
但现在，苹果发烧友Mark Gurman透露，苹果曾经在旗舰机型测试过Touch ID，但最终还是放弃在「十三香」里使用这个技术。
Gurman还表示，苹果应该会放弃Touch ID，专注改进面容ID技术。
他还估计，未来苹果将会采用两种面容ID方案，一种是在iPhone SE系列等中低端机型使用现有的面容ID，另一种则是在高端机型中使用屏下面容ID。
参考资料：
https://www.frontpagetech.com/2021/08/25/exclusive-apple-testing-new-face-id-hardware-that-works-with-masks-foggy-glasses/
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