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糖寶?報道 | 公眾號 九點澡堂子

前????????????????????????????????段時間看到這則新聞人臉識別的時候，一定要穿上衣服啊！！！

作為一個AI從業(yè)者，深知這篇文章里存在一些誤區(qū)，今天這篇文章，希望能夠給還人臉識別技術(shù)一個“公道”。

人臉解鎖

人臉識別大家應(yīng)該都很熟悉了，它是人臉解鎖應(yīng)用里最核心的模塊，也是近年來頗有爭議的話題。

只不過，雖然大家表面都叫"人臉解鎖"，“背后”實力懸殊。

網(wǎng)絡(luò)上那些奇奇怪怪的“用別人的臉解開自己的鎖”的新聞，并不是這個技術(shù)本身問題。要怪只怪預(yù)算有限，買了些“劣質(zhì)產(chǎn)品”。

你們猜下面這個炫酷的畫面是什么應(yīng)用場景？

別著急，我們稍后揭曉答案。

數(shù)據(jù)表明，全國每天使用人臉解鎖的人次高達300億。

自從iPhone X上線Face ID后，近幾年各大品牌的手機都逐步上線“人臉解鎖”功能，它也逐步成為手機屆的解鎖“扛把子”。

作為CV落地第一棒，AI技術(shù)除了賦能手機，門鎖"凱迪仕"，

車企"凱迪拉克"也都緊跟潮流，成為AI落地的載體。

我們今天就來揭秘一下，"人臉解鎖🔓"后面的技術(shù)鏈條。

人臉解鎖技術(shù)鏈條

如上圖，這是人臉解鎖目前相對較全的pipeline了，接下來我們一個個環(huán)節(jié)剖析。

第一步：人臉檢測校準(zhǔn)

這一模塊可分為兩個步驟：

• 判斷圖中是否有人臉，若有則給出大致的位置；

• 對人臉進行精細(xì)位置定位并轉(zhuǎn)正人臉。

這一環(huán)節(jié)主要就是對圖像中的人臉做位置定位，為后續(xù)環(huán)節(jié)提供支持。

比較容易理解，這里我們不展開介紹。

第二步：人臉遮擋判斷

這一模塊用于在人臉信息不完整場景下提高手機解鎖的安全性。

以目前最常見的場景為例，當(dāng)戴著口罩的時候能否解鎖我們的手機？

目前我們測試的結(jié)果如下：

以iPhone12為例，?蘋果手機戴口罩很難解開(不考慮Apple Watch);

以華為mate40為例，華為手機在口罩拉到鼻梁以下可以解開；

以小米11為例，小米手機正常佩戴口罩可以解開。

在解釋上述現(xiàn)象之前，我們先來分析一下為什么需要“遮擋判斷”？

由此可見，“遮擋判斷”是滿足國民“戴口罩解鎖需求”的技術(shù)保證。

在這個模塊中，會對輸入的人臉信息做判斷，當(dāng)遮擋后的剩余信息量滿足后續(xù)模塊最低要求時，即通過該判斷，否則解鎖失敗。

由實驗表明，對于華為手機，最低要求是保留鼻子及以上的信息；

對于小米手機，保留眼睛及以上信息即可解鎖；

對于蘋果手機，大概率是不支持戴口罩解鎖，對于不完整的人臉信息，蘋果直接判定解鎖失敗。

在保證安全和準(zhǔn)確率的前提下，這個最低要求是多“低”，由后面的“人臉識別模塊”算法能力來決定，這也就體現(xiàn)各家公司的研發(fā)能力。

第三步：人眼注視判斷

這一模塊用于避免當(dāng)事人在場但個人不知情的場景下手機被解鎖。

這里面包含兩個細(xì)節(jié)：視線朝向和睜閉眼。當(dāng)睜眼且視線朝向手機時，才構(gòu)成解鎖條件。

現(xiàn)在的很多手機中也顯式的暴露了“是否需要注視解鎖”的設(shè)置。

我們用一個經(jīng)典畫面來側(cè)面驗證一下：

這個故事告訴我們，算法沒有人精，喝酒不能貪杯哦～

第四步:? 人臉識別模塊

這是絕大部分人對于AI應(yīng)用的第一印象，作為人臉解鎖產(chǎn)品中最核心的模塊，具有至關(guān)重要的地位。

人臉識別，顧名思義，就是把解鎖時攝像頭獲取的人臉數(shù)據(jù)和手機中已錄入的人臉模板做匹配。

那可能會有人有問，如果一個人有兩副面孔呢？比如碰到“換頭式”化妝術(shù)。

新一代碼農(nóng)們豈能被這種小問題難住？？

在此我們給出華為的解決方案“備用面容”，當(dāng)然這也是手機廠商的通用方案。

圖片來源：華為手機宣傳片

第五步，靜默活體檢測

這個模塊用于避免當(dāng)事人不在場的場景下手機被解鎖。

其主要作用是在別有用心之人拿照片、視頻、人皮面具、3D假人頭等非活體樣本攻擊算法企圖解鎖手機時，保證人臉解鎖的安全性。

視頻中的情節(jié)很好展示了：用照片或者錄好的視頻都不能騙過活體檢測模塊，無需擔(dān)心自己的照片被用作解鎖。

當(dāng)然，不同公司的活體檢測算法水平肯定不一樣。

在手機中的這個模塊被稱為“靜默活體”，而在我們金融或者醫(yī)療這種需要實名制的場景，還會引入“交互活體模塊”，也就是大家接觸的“眨眨眼、張張嘴、搖搖頭”。

即使是交互活體的場景，大都是以智能算法的方式進行，極少數(shù)敏感場景下會設(shè)置“人工審核”的步驟來應(yīng)對極端case，這就需要具體產(chǎn)品具體分析。

總結(jié)陳詞

上述的五大步驟，是目前相對完整的人臉解鎖pipeline。

人臉識別只是其中的必要不充分模塊，只有它，雖然人臉解鎖功能可以運轉(zhuǎn)，但是安全性得不到保證。

因此加上遮擋判斷、注視判斷、靜默活體檢測之后，人臉識別“如虎添翼”，才能從一個“功能模塊”，變成一款真正經(jīng)受得住市場考驗的“產(chǎn)品”。

那這樣一個完整的算法pipeline，是如何與我們的手機產(chǎn)生聯(lián)系呢？

這就是“部署”的工作了。在本篇文章中，我們先簡單介紹AI算法的部署平臺。具體的硬核部署流程，有緣的話，我們下一篇文章見~

傳說中的“云邊端”

凡提到部署領(lǐng)域，"云邊端"一詞必定出現(xiàn)。

作為AI技術(shù)的實際載體，各家公司窮盡其有在這個環(huán)節(jié)力爭上游。

手機作為“邊”系列的代表產(chǎn)品，凡新品發(fā)布會，“邊上性能”必定會拎出來和競品PK。

圖片來源：華為mate30 發(fā)布會

我們先來看看“云、邊、端”分別代表什么：

• 云：一般指由公司集中管理的服務(wù)器，比如阿里云，騰訊云；

• 邊：一般指擁有一定計算功能的私人設(shè)備，如PC、手機；

• 端：一般指只擁有獲取數(shù)據(jù)能力的設(shè)備，比如攝像頭、麥克風(fēng)。

我們可以從計算能力、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)獲取延時三個維度來簡單區(qū)分：

EFLOPS:10^18;TFLOPS:10^12;GFLOPS:10^9（單位:次浮點運算每秒）

鑒于IO總線傳輸速度遠(yuǎn)大于4G的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，對于人臉解鎖這樣一個要求在1s內(nèi)完成全流程、實時性要求較高的模塊，如果通過網(wǎng)絡(luò)來進行傳輸，4G的傳輸速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

因此，當(dāng)前我們將其直接部署在了“邊”上，利用“邊”上包含自帶數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)反饋等自形成閉環(huán)操作的特性，完成人臉圖像的獲取到結(jié)果呈現(xiàn)的實時處理流程，既保證的數(shù)據(jù)安全不流失，又保證了用戶體驗。

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，其傳輸速度能夠逐漸逼近IO總線傳輸速度，屆時，云+5G是否能創(chuàng)造出的新使用場景，我們拭目以待。

誰主沉浮

解鎖市場風(fēng)起云涌，Face ID 和 Touch ID的PK尚未決出勝負(fù)。

細(xì)數(shù)這些年在歷史潮流中出現(xiàn)過的手機解鎖方式，除了人臉解鎖和指紋解鎖外，還包括最原始的密碼解鎖、風(fēng)靡一時的手勢解鎖、互動性很強的語音解鎖以及帶有未來科技感的虹膜解鎖等等。

當(dāng)然，除了指紋和人臉解鎖外，大家?guī)缀鹾茈y看到第三方案作為手機的第一解鎖方式，而他們退出歷史舞臺的原因各有不同。

虹膜解鎖雖然安全性很強，但是對眼睛的狀態(tài)要求極高，不能帶美瞳，不能帶眼鏡，瞳孔必須嚴(yán)格正對攝像頭才能解鎖。

圖片來源：三星產(chǎn)品宣傳

手勢和密碼解鎖因為安全和便利不可兼得而受人詬病，復(fù)雜設(shè)置安全但繁瑣，簡單設(shè)置又容易被偷窺和復(fù)制。

語音解鎖方案中，聲音的可復(fù)制性和其本身的多變性，帶來負(fù)面的用戶體驗。

大浪淘沙始見金，指紋解鎖和人臉解鎖突破重圍， 成為當(dāng)前最為主流的解鎖方案。

當(dāng)然，兩種方案都有它的不足之處，都沒有做到無懈可擊。

指紋解鎖，對于少部分指紋淺，愛脫皮，愛出手汗的同學(xué)，就不是最佳選擇；

人臉解鎖，會有化妝前后差別大，人臉有遮擋等場景解鎖失敗的問題。目前這些問題的都可以通過上文提到的“備用面容”、“遮擋判斷模塊”來應(yīng)對。

在這個技術(shù)洪流的裹挾之中，我們可以“各有所愛”。

最后友情提示：

解鎖時，手機鏡頭面向自己的狀態(tài)，是和拿著手機自拍一樣的，大家可以回想一下細(xì)節(jié)。

鏡頭能攝取的內(nèi)容不只是面部，而是能覆蓋的所有視角，千萬別被屏幕上的輔助框誤導(dǎo)。

人臉解鎖雖好，請記得穿衣哦~

參考資料：

https://v.qq.com/x/page/n3137x7mzj9.html

https://v.qq.com/x/page/p0901avad4x.html

https://v-wb.youku.com/v_show/id_XNDg5NjIzNzg2NA==.html

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1628033382042831413&wfr=spider&for=pc

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總結(jié)

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