挖孔屏下的秘密：面容解锁新体验

可以这样说，当年的苹果手机刘海屏一直使用了n代，其实早期的时候我也在纳闷为什么苹果手机一直要用刘海屏，不能像其他手机一样打一个孔即可，后来了解的越来越多才知道原来面容解锁分为两种，一种是2d面容解锁，一种是3d面容解锁。假如说，某企业如果采用了3d内容解锁，那么在他的发布会上一定会大书特书，毕竟当年一个线性马达就能吹出天来。

目前在成熟市场上使用的3d面容解锁方式其实是两家，一点就是苹果，另外一家是华为。当然了，现在荣耀发布的新机magic6Pro也是用的3d面容解锁，他们家的技术来源自谁大家心里都明白。另外一个顶级巨头三星一直在虹膜解锁的领域重点发展，但是到目前为止，貌似很少有其他企业跟进。

2D面部识别技术

这种技术通常依赖于前置摄像头捕捉用户的面部图像，并通过软件算法进行识别。2D面部识别技术的安全性相对较低，因为它可以被照片或视频欺骗。

2D面部识别技术实现的方法

图像数据采集：使用普通的前置摄像头捕捉用户的面部图像。这个过程不需要特殊的硬件来获取深度信息，只需RGB颜色信息。

预处理：对采集到的图像进行预处理，包括滤波、亮度调整、去噪等操作，以提高图像质量并减少识别过程中的干扰。

人脸检测：通过算法检测图像中的人脸区域，并将其从背景中分离出来。常用的检测方法包括基于Haar特征的级联分类器或基于深度学习的方法，如MTCNN（Multi-task Cascaded Convolutional Networks）。

特征提取：从检测到的人脸区域中提取用于识别的特征。传统的特征提取方法包括SIFT、SURF等，而基于深度学习的方法，如CNN（Convolutional Neural Networks），现在是主流，因为它们能够自动学习复杂的特征表示。

信息比对：将提取的特征与存储在数据库中的已知用户的特征进行比对，以验证用户的身份。比对通常基于某种距离度量，如欧氏距离或余弦相似度。

2D面部识别技术的特点

算法多样性：存在多种成熟的算法和流程，可以实现高效的面部识别。

简单的硬件要求：只需要普通的前置摄像头即可实现面部图像的采集，不需要额外的深度传感器。

较低的安全性：由于缺乏深度信息，2D面部识别容易受到照片或视频等2D攻击手段的欺骗。

广泛的应用场景：尽管安全性较低，2D面部识别仍然广泛应用于安防、监控、门禁、考勤等领域.

3D面部识别技术

3D面部识别技术通过使用结构光或TOF（Time of Flight）技术来创建用户面部的三维模型。这种技术能够捕获面部的深度信息，大大提高了安全性，不易被二维图像欺骗。

3D面部识别技术实现的方式

结构光技术：使用投影仪投射特定的光模式（如光栅）到用户的脸上，然后通过摄像头捕捉这些光模式的变形，从而计算出面部的深度信息。这种方法可以创建面部的3D点云数据。

Time of Flight (ToF) 技术：ToF相机通过向目标发射脉冲光，并测量光线往返的时间来计算物体的距离，从而获取深度信息。ToF相机能够一次性捕获整个场景的像素深度信息。

立体视觉技术：使用两个或多个摄像头从不同角度捕捉同一场景，通过计算两个摄像头之间的视差来重建场景的3D结构。

激光扫描技术：使用激光束扫描目标，并通过接收反射回来的激光信号来计算物体表面的距离，从而获得高精度的3D数据。

3D面部识别技术的特点

高安全性：由于能够捕捉到面部的深度信息，3D面部识别技术比2D技术更难被欺骗，即使是高质量的照片或视频也难以模仿。

抗干扰能力强：3D识别技术不太受光照变化、面部表情、化妆或轻微遮挡的影响。

丰富的信息获取能力：3D数据包含了面部的形状和结构信息，使得识别系统能够更全面地理解用户的面部特征。

适用于复杂环境：3D面部识别技术能够在更广泛的环境中稳定工作，包括不同的光照条件和动态背景。

技术复杂度和成本较高：相较于2D面部识别技术，3D面部识别技术需要更复杂的硬件和更高的计算能力，这可能会增加设备的成本和功耗.

苹果3D面部识别

苹果的3D面部识别技术名为Face ID，它是一项结合了硬件和软件的生物识别技术。

TrueDepth摄像头系统：Face ID使用TrueDepth摄像头系统来捕捉用户面部的精确3D信息。这个系统包括点阵投影仪、红外摄像头、泛光红外发射器、距离传感器和环境光传感器等多种传感器。

点阵投影：点阵投影仪投射出30,000多个不可见的光点，这些光点在用户的面部上形成独特的图案，用于创建面部的精确3D模型。

红外摄像头：红外摄像头读取由点阵投影仪照射的光点图案，即使在暗光环境中也能正常工作，并捕捉面部的深度信息。

安全性：Face ID的安全性非常高，它要求用户在解锁时必须集中注意力，并且能够区分真人和照片或面具。苹果声称Face ID的解锁错误率是一百万分之一。

用户体验：Face ID提供了快速且直观的解锁体验，用户只需看向iPhone，手机就能立即解锁。

隐私保护：所有的面部数据都加密存储在专用的安全区域，并且在本地处理，不会上传到云端或发送回苹果公司。

适应性：Face ID能够适应不同的面部变化，如化妆、胡须、眼镜或帽子，以及不同的照明条件。

支付验证：Face ID支持Apple Pay等移动支付服务，为用户提供安全的交易验证方式。

技术创新：苹果持续在Face ID技术上进行创新，例如通过软件更新来改进识别准确度和速度，以及探索将3D面部识别技术与增强现实(AR)等其他先进功能的整合。例如，在口罩时期推出的苹果12，就直接可以进行戴口罩解锁，除了iOS需要升级以外，硬件上也需要有新的支持。

Face ID自推出以来，已经成为苹果设备上的标准生物识别技术，广泛应用于解锁手机、验证身份和进行安全支付等场景。随着技术的不断迭代和完善，苹果可能会继续在未来的设备中提升Face ID的性能和用户体验.

华为3D面部识别技术

华为的3D面部识别技术是一项先进的生物识别技术，它通过3D摄像头立体成像来捕捉用户的面部三维坐标信息。华为的暗夜解锁，这个是相当牛逼的，从暗页解锁的方式来看，华为利用了红外光。

自研技术：华为的3D面部识别技术涉及硬件、结构光模组与算法的自研，确保了从硬件到软件的紧密配合，提高了安全性和精度。

高安全性：通过散斑结构光技术，华为的3D面部识别技术能够投射大量不可见的小光点到人脸上，获取面部深度信息，这种技术的安全性高于编码结构光。

速解锁速度：当年的华为Mate 20 Pro的3D面部识别解锁速度最快可达600ms，提供了快速且流畅的用户体验。

抗干扰能力：该技术能够准确识别用户的面部特征，如鼻尖、瞳孔反光等，即使在不同的光照条件下也能保持稳定的识别性能。

多功能应用：除了用于手机解锁，华为的3D面部识别技术还支持金融支付等安全敏感的应用，提供了便捷且安全的支付体验。

3D建模能力：华为的3D面部识别技术还支持3D建模应用，允许用户创建个人的3D模型并进行AR互动。

环境适应性：华为的3D面部识别技术在不同环境下都能保持良好的识别能力，包括黑暗环境和低温环境。

挑战传统设计：华为正在测试屏下3D面容识别技术，这可能会在未来的手机设计中实现真正的全面屏体验，消除现有的刘海或打孔设计。

华为的3D面部识别技术不断进化，旨在提供更安全、更快速、更便捷的用户体验，同时推动手机生物识别技术的发展。

荣耀3D面部识别技术

荣耀的3D面部识别技术，即3D仿生感光技术，是一种基于三角测量原理的3D人脸识别方案。这项技术通过散斑投射器主动补充人脸的纹理特征，确保深度信息的连续性。同时，使用红外摄像头系统收集深度信息，实现全天候的3D人脸解锁，从这里可以看到与华为的技术有非常高的相似度。

散斑投射：散斑投射器向用户的脸部投射出上万个红外散斑，这些散斑携带着丰富的纹理信息，有助于提高面部识别的精确度和深度信息的获取。

红外感光：通过红外感光镜头系统，系统计算出人脸的深度信息。这些红外感光镜头能够在不同的光照条件下工作，从而减少环境光线对识别过程的影响。

三重防伪AI判别：系统进行三重防伪AI判别，包括人脸3D特征信息判别、机主人脸特征识别和活体特征检测，以此来确保解锁过程的安全性。

全天候识别：由于采用了红外技术，3D仿生感光技术能够在光亮或黑暗环境下都能精准识别人脸解锁，消除了对环境光线的依赖。

隐私保护：基于人脸的隐私保护功能允许用户在应用锁定、文件保密柜等场景中实现无感式验证解锁。

3D人脸支付：支持支付宝人脸支付等金融安全认证要求，算法模型及数据处理都放在安全隔离区域，达到支付安全级别。

高精度模型构建：3D仿生感光技术能够准确建立高精度的人脸3D模型，并识别人脸的姿势与表情，控制卡通形象模拟用户的表情。

这种技术的应用不仅提高了解锁的安全性和便捷性，还扩展了面部识别技术在支付验证等领域的应用潜力.