像素4面对解锁与苹果面孔ID：它们如何不同以及谷歌如何变得更好

欢迎来到Soli时代。谷歌向我们展示了Soli传感器将如何在Pixel 4中做一些巧妙的技巧，并且像Jedi一样挥动你的手来改变播放的歌曲是非常不言自明的（老实说，并不那么令人兴奋），使用它与专用硬件配合使用可以解锁您的手机是我们以前从未见过的。

这不是你习惯看到的解锁面孔。

然而，面部解锁是我们以前见过的。首次在Android 4.0 Ice Cream Sandwich上使用Galaxy Nexus首次亮相，使用手机的自拍相机 - 或者，在更新的迭代中，红外线相机 - 解锁手机是一种难以置信的体验。它也相当快，易于使用，直到Apple在iPhone X上开发了Face ID，非常不安全。仅使用相机在二维平面上捕获数据的面部解锁很容易被照片愚弄。这使得它更像是一种便利功能，即使谷歌表示，如果你重视安全性，也不应该使用它。

我之前写过关于驱动Face ID的技术; 这些相同的词语适用于谷歌在Pixel 4上的实现。这并不奇怪，因为它是完善的技术，可以映射和重建基本上任何东西的3D图像。捕获的唯一细节数量仅受您希望等待结果的时间限制; 捕获的数据越多，处理它的时间越多，结果就越好，越彻底。但大多数人不想等待那么长时间来解锁他们的手机，这就是公司需要在速度和安全性之间妥协的原因。

快速了解Face ID的工作原理：使用一个特殊的LED，用红外线和近红外线“洗”你的脸，再加上一个特殊的组件，在你的脸上投射出对比的红外“点”矩阵，相机收集所有的东西它的前面并建立一个3D地图。然后根据存在的形状（通常是面部或部分面）将此地图转换为特殊标记，并使用标记来检查存储在手机中安全元素内的数据。如果两个签名匹配，则手机会解锁。

这意味着令牌可以做的不仅仅是解锁你的手机。 Apple已经集成了Face ID来取代指纹传感器，Google表示Pixel 4的面部贴图也可以根据需要对您进行身份验证。到目前为止，在Pixel 4上看到的Face ID和谷歌的面部解锁似乎是非常相同的动物。不过，快速浏览一下硬件，我们看到Google已经将更多功能整合到了这个边框中 - 而且它都是Soli传感器的礼貌。

Soli如何运作

说Soli传感器与面部解锁和手势识别紧密结合不仅仅是猜测。谷歌非常清楚，两者并不是独立的，Soli芯片是整个系统的主要组成部分。来自博文：

解锁手机应该简单，快速，安全。你的设备应该能够识别你 - 只有你 - 不用大惊小怪。面部解锁对于智能手机来说可能是一个熟悉的功能，但我们的设计方式不同。

其他手机要求您将设备完全抬起，以某种方式摆姿势，等待它解锁，然后滑动以进入主屏幕。 Pixel 4以更加简化的方式完成所有这些工作。当您到达Pixel 4时，Soli会主动打开面部解锁传感器，并认识到您可能想要解锁手机。如果面部解锁传感器和算法识别您，则手机将在您拾取时打开，一次性动作。更好的是，面部解锁几乎可以在任何方向上工作 - 即使您将其颠倒 - 并且您也可以将其用于安全支付和应用程序身份验证。

这是因为Soli是一款小型且节能的RADAR收发器，具有非常精细的分辨率。这意味着它可以检测到正在移动的东西，并实时注意到非常精细的细节，而不是能够检测出一个非常快速且细节较少的东西。

我已经看到了Soli的动作，它可以轻松可靠地检测到手指轻微拍打，或者手指的动作就像是在转动微型表盘或旋钮一样。虽然这些是在最佳条件下进行的受控演示，但注意移动电话接近脸部应该很容易实现。您不需要精确的分辨率来做到这一点，并且简单的接近传感器可以做类似的事情。

Apple和Google实施3D面部识别的另一个重要区别是Google正在使用两个面部解锁红外摄像头。这些摄像机可以读取投影的IR矩阵，并将轮廓和曲线转换为安全标记。 Apple仅在Face ID中使用其中一个相机。可能有几个原因：Apple正在使用更好的部件，Google正在制作立体声图像，或者可能需要第二个传感器，以便手机可以在180度旋转时工作。可能，所有这三件事都是真的。它还解决了当手机坐在桌子上时解锁手机的问题，Face ID仍在努力解决。

有两个面部解锁摄像头收集信息将使系统更快，更可靠。

谷歌称之为“面部解锁红外摄像机”，但它们也可用于Pixel 4支持的任何动作识别。为了覆盖手机前面发生的一切，每侧都配有摄像头，非常有意义。当您挥手执行动作时，您将永远无法在手机上的相机的前死点完美对齐。一个红外摄像机能够接收大部分动作，无论它们离中心有多远，但增加一秒可以做很多事情来使系统更可靠。除非它可靠，谷歌的Motion Sense只不过是一个噱头。

这同样适用于面部解锁，尤其是谷歌致力于更好地识别面部特征的任何“智能”算法。两个摄像头可以制作面部地图的立体视图并收集更多数据，或者他们可以相互协作以仔细检查准确性，使面部解锁更快，更不容易被愚弄。拥有两个摄像头也意味着当系统开始“寻找”你的脸以确定它是否应该准备解锁时，它可以更早地做到这一点，因为它不必等待你的脸更接近中心。

最后，由于该技术已经成熟到足以进入像手机这样的小型电池供电设备，因此这些“面部解锁红外摄像机”的机会并不像苹果公司为iPhone X采购的那么昂贵。较便宜的传感器，如果你在混音中添加第二个，那么速度不快或分辨率较低的传感器完全没问题。

运动感

谷歌表示，Pixel 4的全新Motion Sense功能将能够“跳过歌曲，打盹警报，静音电话，只需挥动你的手”，不可否认，这很酷但是认出挥动的手不是我们的东西以前没有见过。

除了LG G8之外，我们还可以回到Moto X来看看手势。使用放置在手机前部的一组传感器，即使屏幕关闭，也能识别出简单的波浪。 Google的ATAP（高级技术和项目）团队诞生于摩托罗拉，负责Motion Sense，因此他们在这里有丰富的经验。

Motion Sense不会完全使用Pixel 4中的硬件，因为每次想要使用它时都不需要绘制手的三维地图。但它将使用Soli芯片和一些智能算法。这意味着我们迄今为止从谷歌看到的可能只是开始。

通过实际精细细节RADAR来感知非常复杂的运动，Motion Sense的唯一限制因素是消化它收集的信息。一旦算法能够准确识别其他手势，我希望Google在某种程度上将其构建到Android中，并希望打开API，以便第三方开发人员可以从Soli传感器获取数据。

Motion Sense的准确度如何以及它看到一个“假阳性”的频率仍然有待观察，其中飘动的窗帘或你的猫触发手势。就像任何面部识别一样，期待在路面上出现颠簸。

但它会吮吸吗？

可能不是。但这一切都取决于你的期望。

Android上目前的面部解锁解决方案通常依赖于前置摄像头，后者仅捕获2D图像。这很快，但也很容易愚弄，这就是为什么谷歌不会让设备制造商用它来支付费用或做其他事情而不是解锁你的手机。其他解决方案，如三星现已解散的虹膜扫描仪或华为在Mate 20 Pro上的空间映射解决方案，与Face ID和谷歌即将推出的解决方案类似，因为它们更加安全。

它们不仅仅是将您的脸部与已知图像相匹配 - 它们正在创建和阅读空间地图。

新的一切都经历了糟糕的阶段。

这意味着“形象”的作用不仅仅是说“嘿，这是杰瑞。继续前进并解锁他的手机”，当它看到我的脸或我的脸上的照片时。空间失真图的调制采集 - 一个技术术语，意思是“检查事物的所有颠簸，曲线和线条，并保存所有关于你看到的数据” - 需要时间。将收集的数据与已知的良好样本进行比较也需要时间。与查看和解析脸部照片相比，它的安全性也高出一个数量级。

就像Face ID一开始一样，路上会有颠簸。谷歌试图通过收集街头人物的面部扫描来避开其中一个，因为这种技术对有色人种来说很艰难。这是人工智能可以学习解决的问题，希望谷歌扫描所有这些面孔有助于使其快速发生。其他问题将是环境照明，检测化妆品变化，如刮胡子的拔眉毛，以及最后但并非最不重要的，眼镜。所有这些问题都“轻松”整理出来，但修复工作必须以不会降低系统安全性的方式完成。