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在2017年9月的Apple活动中，iPhone X被曝光。 似乎苹果全力以赴推出其“周年纪念”模式，其中一项新功能是Face ID。
用你的脸解锁你的手机并不是什么新鲜事。 Android已有一段时间的功能，而且自从Galaxy Note 7以来，三星已经使用了一种特殊的虹膜扫描仪。但苹果的做法却截然不同，因为它不常做。 Apple不是使用模式来创建解锁令牌，而是使用您脸部的形状。 它有一些非常专业的硬件来做到这一点。
我还没有使用iPhone X，但这是一个我有很多经验的领域。 调制采集空间失真贴图，然后将获取的数据转换为某个软件可用作唯一标识符的东西已经存在了一段时间，您现在在家中使用的产品是使用它构建，打包或质量检查的。 我参与设计和部署了几个系统，这些系统使用深度图像采集来按品位，形状和大小对产品（苹果，桃子，李子等）进行分类，并了解Face ID中使用的技术如何工作。
我们来比较吧。
Android的面部识别
从版本4.0，冰淇淋三明治开始，Android手机一直是Android的一部分。 这是我们比较的三件事中最不复杂和最不安全的。
使用前置摄像头，您的Android手机可以抓取您的脸部图像和Google的面部识别软件，然后对其进行处理，以根据图像构建一组数据。 将手机放在脸上解锁时，会收集，处理图像并与存储的数据进行比较。 如果软件可以匹配它们，则会将令牌传递给系统，以便您的手机解锁。
面部解锁在2012年问世，而三星在其最新手机上的表现要好得多。
数据不会在任何地方发送，而是在手机上自行收集和处理。 它安全存储并加密，没有其他进程能够读取原始数据。 Android面部解锁也不需要任何特殊的灯光或传感器或摄像头 - 它使用与您用来拍摄自拍的相同的前置摄像头。
三星通过点亮屏幕后立即开始扫描，改善了Galaxy S8和Note 8手机的体验，并且由于更好的相机和CPU，处理速度更快，更准确。 Galaxy S8上的面部解锁速度很快，一旦您在使用手机时感觉如何握住手机，通常效果很好。
面部解锁的最大问题是它不安全。 它并不被宣传为安全，即使是谷歌或三星。 这是一个方便的功能，旨在展示（和改进）谷歌的面部识别算法，并打印你的脸部照片将打败面部解锁。
值得庆幸的是，三星还提供了另一种识别脸部的方法。
三星的虹膜扫描
三星首次通过Galaxy Note 7将虹膜扫描带到了Galaxy系列。用电脑扫描你的眼球来验证你是我们在电影中看到的东西，它用于在政府真实设施中安全进入。 三星正在使用与虹膜扫描系统相同的概念，只需按比例缩小，以便更快地工作并使用智能手机的有限资源。 它对您的手机来说足够安全，即使它不是100％万无一失。
每只眼睛都有不同的图案，你的右眼甚至与你的左眼不同。
每只眼睛在虹膜中都有独特的图案。你的左眼甚至有不同的图案。 虹膜图案实际上比指纹更明显。 因为每只眼睛都是独一无二的，所以三星能够用你的眼睛来识别你的身份并充当你的凭据。 这些凭证可用于指纹甚至密码可以使用的任何内容。 您拿着手机，以便专用相机可以看到您的眼睛，您的手机将解锁。
为此，三星正在手机上使用专用硬件。 二极管发出近红外光并照亮您的眼睛。 它是人类无法看到的光的波长，但它相当强烈且“明亮”。 近红外光的使用有两个原因：你的瞳孔不会收缩，你的视力也没有变化，并且它会照亮任何颜色模式比我们能看到的波长更好的颜色。 如果仔细观察虹膜，你会发现有数百种不同的颜色。 在近红外线下，有数千种颜色，它们彼此形成鲜明对比。 抓住虹膜的图像会更好，因为即使你没有看到任何这些，你的手机也可以使用它来构建数据集。
三星使用近红外灯和一个特殊的相机来收集和处理有关您眼睛的数据。
一旦光圈被照亮，一个特别调谐的窄焦相机就会抓取图像。 Galaxy S8上的常规前置摄像头可以在红外照明下记录颜色信息，但它不是为此而设计的。 这就是为什么需要第二台相机。
分析此图像并创建一组不同的数据并将其安全地存储在手机上。 数据的所有处理，分析和存储都在本地完成并加密，因此只有识别虹膜的过程才能访问它。 此数据用于创建令牌，如果虹膜扫描程序进程提供了正确的令牌，则会通过安全检查 - 这些是您的眼睛，因此任何需要您身份的软件都可以继续。
当然，三星还使用普通的前置摄像头收集有关您脸部的一些数据。 最有可能的是，面部数据用于帮助定位您的脸部，以便虹膜扫描仪具有清晰的视野。
存在一些固有的缺点。 因为使用虹膜扫描来解锁手机需要非常快，所以没有收集到关于眼睛模式的数据。 三星必须在安全性与便利性之间找到适当的平衡，因为没有人愿意每次扫描等待5到10秒，虹膜扫描算法 可能 会被高分辨率的彩色照片激光和常规隐形眼镜所模仿，以模拟眼睛弯曲。 但是，老实说，没有人会有一张足够清晰的解锁你的Galaxy S8或Note 8的照片。如果他们这样做，你手上的问题就会大得多。
只要你的眼睛处于“甜蜜点”，三星的虹膜扫描效果就会很好。
更大的问题是准确性。 需要对足够的虹膜进行分析以通过软件检查，并且因为抓取图像进行识别的相机具有非常窄的焦点，所以您的眼睛需要处于“最佳位置”。您需要处于最佳位置足够长的时间通过支票。 如果系统没有收集足够的数据来阻止别人的眼睛识别你，那么这个系统是没有用的，所以这就是它必须如何工作。
就生物识别安全而言，它是一个很好的系统，对许多人而言，它是伟大的。 只有你的眼睛会工作（忽略一些间谍机构有你的眼球照片的机会），这是相当快的。 你只需要学会正确使用它 - 是的，这通常是由于你睁大眼睛多次把你的手机拿得不自然地高。
Apple的Face ID
当涉及到手机上的生物识别安全性时，Apple已进入新的领域。 不久之前，您需要专门的照明，带有特殊镜头的多个摄像头和非常昂贵的图像处理计算机板，每个摄像头都可以收集足够的形状数据以进行独特的识别。 现在它已经完成了iPhone X的一些组件，Apple的新A11芯片组，以及一个单独的系统来处理这些数字。
脸部ID投射出强烈的红外线照亮您的脸部。 就像三星虹膜扫描仪使用的光一样，它是人类无法看到的波长，但它非常“明亮”。 它就像一盏泛光灯 - 在一个广阔的区域内有相同数量的光线可以清洗你的脸部并在头部边缘快速脱落。
Apple正在尝试使用Face ID以及 如何 收集有关您脸部的数据。
当你的脸被照亮时，一团红外LED激光投射在你的脸上。 这些LED使用与用于照明的光形成对比的光波长，并且数千个单独的光点覆盖您的脸部。 当你移动（我们永远不会完全静止）时，光点会反映出变化。
用红外灯照亮你的脸，并在其上投射光矩阵，一个特殊的相机正在收集图像数据。 每个光点都被标记，当您移动并且它们发生变化时，也会记录这些变化。 这被称为使用调制图案投影的深度图像采集。 收集数据时，这是一种很好的方式，可以显示物体在任何类型的光照条件下运动时的形状，边缘检测和深度。 可以收集大量数据并用于显示可以在3D中重建的独特形状。
然后将数据传递给Apple称之为A11仿生神经引擎的数据。 它是一个独立的子系统，拥有自己的处理器，可以在收集数据时实时分析数据。 数据用于将您的面部重新创建为数字3D蒙版。 当你的脸移动时，面具也会移动。 这是一个几乎完美的模仿，Apple在iOS 11中使用其新的iMessage动画表情符号做了很好的工作。
Face ID使用与Tango Android手机相同的技术。
出于验证目的，数据集还用于计算唯一标识符。 就像三星的虹膜扫描仪一样，Face ID可以安全地存储这些数据，并可以将其与Face ID正在运行时特殊相机所看到的数据进行比较。 如果数据集与相机可以看到的数据集相匹配，则会传递安全检查，并且会向任何正在请求它的过程提供验证“你真的是你”的令牌。
虽然Apple也做出一些让步以确保Face ID快速简便，但从用户的角度来看，有一些明显的优势。 面部ID实际上 更 安全，因为您正在移动（正在分析更多数据）并且没有“最佳位置”，因为您正在使用所有面部并且相机使用更宽的视野。 投射在脸上的矩阵与背景中的任何物体形成鲜明对比，因为深度感用于隔离脸部的形状。
作为奖励，您可以使用Apple称为TrueDepth相机系统的方式将您脸部的形状数据实时用于其他目的。 我们看到了一个这样的例子，其中包括自拍的新肖像模式，动画表情符号和Snapchat面具。 Apple已经构建了仿生神经引擎，它可以与第三方软件共享简单的形状数据，而不会暴露用于构建安全识别令牌的数据。
哪个更好？
在我们尝试之前，我们不能说任何事情真的更好。
更好是主观的，特别是因为我们还没有在现实世界中使用Face ID或iPhone X. 出于身份验证的目的，重要的是该过程准确而快速。 三星的虹膜扫描仪既可以指向手机，也可以找到所需的数据，但在纸面上，Face ID将更易于使用，因为它不需要锁定任何特定的位置即可工作。 对于我们中的许多人来说，两者都没有更好，我们更喜欢指纹传感器，Galaxy S8和Note 8都有。
无论你喜欢什么，毫无疑问苹果已经在这方面超越了竞争对手。 丰富的硬件可以构建和收集有关您脸部形状和特征的数据，并结合其自己的处理系统进行分析，使其更像是Tango，而不是我们之前在手机上看到的任何面部识别。 我很高兴看到这种技术水平出现在移动设备上，迫不及待地想看看未来的产品如何建立在我们从Apple看到的东西上。
