iPhone8真的會用3D人臉識別取代指紋識別嗎？

由於「全面屏」手機的興起，未來追求手機正面的視覺顯示效果，手機正面的其他部件開始被取消、或者隱藏、或者被移至背面。比如三星S8系列就取消了正面的HOME鍵，不過其將指紋識別放到了背面的做法備受吐槽。而更好的解決方案則是採用屏幕內指紋識別技術，這也成為了當下非常熱門的一項新技術。

早在，今年的巴塞羅那MWC2017展會上，國內的匯頂科技首次展示了其研發的屏幕內指紋識別技術。不過到目前為止，匯頂科技的這項技術似乎都還沒有量產，也沒有廠商宣布採用。在日前的MWC2017上海展上，國產手機廠商vivo也率先展示了支持屏幕內指紋識別技術的樣機，其採用的是高通第二代超聲波指紋識別技術。不過，目前這項技術還不成熟，根據高通透露，相關的量產產品最快可能也要等到明年上半年了。這也意味著，今年手機廠商要想推出支持屏幕內指紋識別的產品幾乎是不可能了。於是大家都寄希望於蘋果，認為蘋果即將推出的iPhone 8應該會率先成功將屏幕內指紋識別技術推向商用。

不過，昨天，凱基證券（KGI）分析師郭明錤發布最新報告稱，今年即將發布的iPhone 8將採用「全面屏設計」，屏佔比將高於當前任何一款智能手機。同時正面的實體HOME鍵改為虛擬Home鍵，但不支持Touch ID指紋識別感測器。郭明錤認為目前的屏幕內指紋識別仍存在技術障礙，這也使得蘋果不得不放棄。也就是說，iPhone 8將無緣屏幕內指紋識別技術。

那麼蘋果將會採用何種解鎖方式呢？

傳蘋果或將採用3D面部識別來取代指紋識別

今天，國外媒體彭博社發表文章稱，蘋果公司正在嘗試用3D面部識別來取代目前的實體指紋識別裝置。

早在今年2月，摩根大通（JPMorgan）分析師就發表言論，認為今年秋季發布的一款 iPhone將配備前置3D激光掃描模塊，加入全新面部識別功能，並且新的掃描裝置會給新iPhone增加10-15美元的成本。

隨後網上曝光的iPhone 8 「設計圖」、效果圖也顯示其配備了前置3D攝像頭。

不過，當時外界普遍認為iPhone 8的前置3D攝像頭會被用於面部識別功能，有可能會作為指紋識別以外的另一種補充解鎖方式。但是從現在來看，面部識別或將取代指紋識別成為iPhone 8的主要解鎖方式。而這個改變，也意味著iPhone 8也需要在軟體上進行相應的調整。

據知情人士稱，「針對經過重新設計、將在今年晚些時候上市的新iPhone，蘋果正在測試一項改進後的安全系統。該系統允許用戶登錄，進行支付認證，並通過掃描面部啟動安全應用。這一功能由一種新增加的3D感測器驅動，目前仍在開發中。蘋果還在測試眼球掃描技術，以加強這一系統。」

從技術水平的角度來看，人臉是唯一不需要用戶主動配合就可以採集到的生物特徵信息。其他生物特徵的採集過程，如指紋、掌紋、虹膜、靜脈、視網膜，都需要以用戶的主動配合為前提，即如用戶拒絕採集，無法獲得高質量的特徵信息。

從社會心理的角度來看，通過人臉識別身份，符合人的視覺識別經驗，容易被使用者接受。如人們在採集指紋和虹膜時，會擔心隱私泄漏，但是每天被街頭的幾百台監控攝像機拍攝，卻不感到被侵犯，因為人臉天生就暴露在外，被認為是識別身份的天然特徵。

這些也正是人臉識別的優勢所在！

iPhone 8將會採用何種3D面部識別技術？

目前，可以應用在智能手機端的3D面部識別的主流技術有「飛行時間」（Time of Flight）和「結構光」（Structured Light）兩大類。

飛行時間與結構光技術原理

所謂飛行時間技術，就是感測器發出經調製的近紅外光，遇物體後反射，隨後感測器通過計算光線發射和反射時間差或相位差來換算被拍攝景物的距離，以產生深度信息；此外再結合傳統的相機拍攝，從而將物體的三維輪廓以不同顏色代表不同距離的地形圖方式呈現出來。此前被聯想和谷歌極為重視的Project Tango手機使用的就是 ToF 技術。

「結構光」（Structured Light），就是將近紅外激光器發出的光柵或線光源等投射到被測物上，再由近紅外攝像頭採集返回的信號，根據物體產生的光信號的變化來計算出被測物的三維信息。這其中近紅外激光發射器和近紅外攝像頭之間的距離則為三角測距的基線。

由於兩種技術都是採用的紅外光，所以即使在夜間也能夠使用。

從上面這張對比圖上我們可以看到，TOF技術具有響應時間更快，低光下表現良好，強光下表現尚可，深度信息精確度高、識別距離遠等優勢，但是其也有著解析度底、成本高、功耗高的劣勢。

而結構光優勢則在於低光下表現良好，解析度更高，成本、功耗適中，主要缺點是易受陽光影響，識別距離短，相應時間稍慢的缺點。

不過就應用於智能手機上的人臉識別功能，結構光技術應該是要比TOF技術更有優勢。因為通過智能手機的前置3D系統來進行面部識別這種應用場景本身識別的距離就很近，所以不存在需要支持更遠的識別距離的問題。另外結構光相比TOF技術，短距離的精度更高，也更適合用在手機前置攝像頭上。而且其解析度、相應時間已經足以應對手機端面部識別的需求（採用TOF技術的Project Tango手機是後置3D系統，其作用也不是主要用於面部識別）。

另外，就兩種技術所產生的深度圖來看，TOF深度圖會存在多重反射產生的噪音、邊緣精細度過低、時域濾波導致滯後等問題。而結構光的深度圖則只有邊界線清晰度略低的問題。

最後，由於是用在智能手機這樣的消費類移動設備上，所以成本、功耗也都是需要考慮的因素。

所以總的來說，如果是手機前置3D面部識別系統，結構光技術相比TOF技術更具優勢。傳聞蘋果iPhone 8的3D面部識別系統將會採用結構光技術應該還是比較靠譜的。

根據此前消息人士透露的說法，iPhone 8的3D掃描技術的iPhone8能夠在全黑空間實現一秒解鎖。

iPhone 8真的會用3D面部識別來取代指紋識別嗎？

從目前來看，業內的主要的幾家指紋識別大廠都還沒有完全解決屏幕內指紋識別的商用問題，蘋果在屏幕內指紋識別上或許也遇到了同樣的問題。

如果蘋果沒有解決屏幕內指紋識別的問題，而且蘋果也不願意將指紋識別放到背面，那麼蘋果確實有可能會3D面部識別來取代指紋識別作為解鎖主要手段。

但是，蘋果作為率先將指紋識別技術大規模商用到智能手機上的廠商，經過短短几年的時間，使得指紋識別幾乎成為了智能手機的標配。而用戶也養成了使用指紋識別的習慣。如果此次iPhone 8直接去掉了指紋識別，改用面部識別來取代，這勢必會挑戰用戶的使用習慣。

之前用戶只需手指輕輕一碰，即可解鎖，進行指紋支付，而要改成「刷臉」，使用體驗則會有很大不同，比如當手機平放在桌上的時候，這時要喚醒手機可能就需要伸出頭去，將面部湊到前置的3D攝像頭上方。這似乎有點怪異。

另外，指紋識別可以有多樣性。比如一個人有十個手指，所以理論上十個手指都可以用來作為加密和解鎖手段，即使其中一個手指識別出現問題，通過其他手指或許可以解決。但是人的面部特徵會隨著人的成長和衰老產生不可逆的變化。此外還存在很多一些不可抗拒因素會對外錶帶來改變，比如面部受傷、整容等等，還有一些特殊環境需要面部遮擋，比如在醫院、工作車間，甚至是霧霾天等等，人們可能需要戴口罩，而這時人臉識別可能就抓瞎了（話說那些出門就帶口罩的明星恐怕也沒法用iPhone 8了）。

總的來看，筆者認為，iPhone 8應該不會直接用人臉識別這單一一種方式來代替指紋識別，因為這將會產生一系列的使用場景上的問題。如果採用人臉識別+虹膜識別（當然也可以是其他技術，前面知情人士有提到，「蘋果還在測試眼球掃描技術」），這樣問題就會少很多。或者在外觀設計上進行一些妥協，將指紋識別放到背面，當然也可以考慮將指紋識別與背面的LOGO做到一起，這樣即不會對外觀造成多少影響，也解決了指紋識別的問題。

對於蘋果來說，如果其iPhone 8仍像往常一樣在9月發布的話，那麼現在iPhone 8已經是進入生產階段了，硬體都已定型。所以現在怎麼分析，怎麼猜都沒用，具體怎麼樣還是等正式發布來揭曉吧。

作者：芯智訊-浪客劍

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