人脸识别对比指纹解锁,Face ID真的胜过指纹解锁?

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  从数字密码到手势图案,从指纹识别到面部识别,当智能手机成为人们生活一部分的时候,智能手机内部存储的隐私信息也越来越多,作为智能手机厂商,用户的隐私信息安全就成为亟待解决的一件事情。数字密码和手势图案虽然也能够保护用户的隐私安全,但在用户体验方面却并没有优势,指纹识别和面部识别的出现让“一步解锁”成为现实,但围绕这两项解锁方案的深层技术却一直受到争论,这种争论的焦点不仅局限于安全性方面,同时还有真实的用户体验。

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  指纹识别

  指纹识别目前主要有三种方案:电容指纹识别、光学指纹识别以及超声波指纹识别,三种方案基本也能够代表指纹识别发展的三个不同阶段,早期的智能手机解锁方案以电容指纹识别为主流,直到现在依然是非常成熟的识别方案,但屏下指纹识别的兴起让电容式指纹识别在智能手机的应用受到一些冲击,但这并不意味着电容式指纹识别会被市场淘汰。

  电容式指纹识别

  在智能手机的指纹解锁方式上,我们已经非常熟悉的正面面板指纹解锁、背部指纹识别以及侧面指纹识别都是采用电容式指纹识别,这种指纹识别方案通过识别区域面板下方的传感器与手指皮下电解液形成电场,指纹的凹凸纹理是电容式指纹识别方案的主要判断依据。目前电容式指纹识别的技术已经非常成熟,但这种成熟度主要体现在商用量产能力和解锁速度方面,在当下逐渐成为主流的屏幕指纹解锁方案中,低穿透性的劣势让电容式指纹解锁始终无法得到更大的突破,因此智能手机进入全面屏时代之后,光学指纹识别方案成为电容式指纹识别的主要竞争对手之一。

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  光学指纹识别

  与电容式指纹识别方案不同,光学指纹识别的实现原理主要借助光线,因此在应用的场景环境方面要比电容式指纹识别的限制更多一些,但随着光学指纹识别技术的不断发展和进步,日常生活中的主要场景基本都能应用光学指纹识别方案,光学指纹识别的识别区域面板一般有透明镜片构成,其内部有三棱镜作为光线折射,将手指凹凸不平的纹理指纹反射到CMOS,通过分析比对和初始指纹库中纹理的灰度变化进行指纹识别。

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  光学指纹识别目前已经成为屏下指纹识别的主要方案之一,不过这项方案虽然也基本成熟,但未来仍有很大的提升空间,虽然屏幕指纹解锁的速度也已经非常快,但相较于传统的电容式指纹识别仍有差距,同时电容式指纹识别也一直都在继续发展,并且有研发机构将电容式指纹识别与LCD面板结合正在打造电容式的屏幕指纹识别解锁方案,不过光学指纹识别在屏下的方案中自然是比电容式屏下指纹方案更成熟,接下来要做的是继续提升解锁速度,这样才能力争不会在短时间内被替代。

  超声波指纹识别

  有望替代光学屏幕指纹识别方案的技术是来自高通的3D超声波指纹识别,这项方案是高通在2015年公布的一项技术,在智能手机行业最早搭载这项技术的机型是小米5S,此后vivo也曾展示过这项技术的商用产品,2019年初发布的三星Galaxy S10系列屏幕指纹解锁同样也是高通的3D超声波指纹识别方案,这是3D超声波指纹识别方案首次被应用到智能手机的屏下识别方案中。

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  超声波指纹识别的原理与前面两种不尽相同,用于识别指纹的介质是特定频率的超声波,由于超声波可以在多种材质进行传播,因此这项技术在玻璃面板、金属面板以及塑料面板下均能应用,而且超声波指纹识别通过超声波获得手指指纹纹理凹凸位置的声波回应来构建3D指纹模型,所以即便手指表面有汗水、泥土等污渍也同样不会影响识别。

  人脸识别

  虽然人脸识别并不是新鲜的技术,但应用在智能手机的先河还是要从2017年的iPhone X说起。当时iPhone X的外观采用了有争议的刘海屏,随后包括华为、小米科技等国内厂商开始跟风推出刘海全面屏,但这种全面屏方案却受到很多网友的吐槽。

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  3D结构光人脸识别

  如今回顾iPhone X的额头设计,这种刘海全面屏方案可能是为了实现Face ID的一种妥协方案,因为想要实现3D结构的Face ID解锁,额头必须嵌入红外镜头、泛光感应元件、距离传感器、环境光传感器、前置镜头以及点阵投影器等元器件,同时还有智能手机必备的麦克风和扬声器,但国内厂商中除了首发Android版3D结构光的小米8透明探索版,其他刘海屏机型更像是为了刘海屏而使用的刘海屏设计。

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  Face ID对面部的识别是通过三万个矩阵识别点,根据投射到面部不同区域的距离而自建3D人脸模型,更精准地与初始录入数据进行比对,从而实现人脸识别解锁,此外包括机遇AR的Animoji动态表情也是通过这项功能实现的,不过很快Face ID便遭遇到更强劲的对手。

  3D ToF面部识别

  研发这项技术的厂商不是别人,而是国产手机品牌vivo,在vivo展出的3D ToF面部识别样机上面,顶部内置红外摄像头、ToF激光发射器、光线感应器以及距离感应器,其原理与Face ID大同小异,不过投射的矩阵识别点是Face ID的10倍,30万的投射点自然带来比Face ID更加精准的面部信息采集,从而构建更加精准的3D人脸模型。

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  相较于Face ID的升级之处不仅在于识别点位的增加,而且在识别距离上也延长至10米范围,因此3D ToF面部识别的应用也就不再局限于近距离的人脸识别解锁,远距离的3D拍照、3D体感游戏以及3D试衣等功能也同样可以实现。

  对比总结

  不论是基于3D结构光的人脸识别,还是利用超声波的3D超声波指纹识别,对于技术精准度的要求都是非常高的,因为精准度的高低关乎着一项生物识别的安全性,当人体的某一特征作为密码被使用的时候,对于安全性的信赖只能是寄托在方案的提供商,这一点是我们普通消费者无法操控的。

  不过在实际体验方面,主要的选择还是在于普通消费者,所有的人脸识别在体验方面基本都一致,就是当我们拿起手机,前置镜头以及相关传感器对着面部的时候能够自动识别,其解锁速度也是在用户可以接受的范围内。但指纹识别既然能够被广泛应用,自然有它独特的优势,当我们从桌面拿起手机、当我们从口袋掏出手机……在很多场景下,我们可能还没有将手机拿到眼前,通过指纹识别已经完成了解锁,当然这种差距虽然看似不大,但各项同类技术在未来的竞争中,胜者的优势往往在于微小的细节。

  如今2019年的新款iPhone还没有太多官方消息,但有传闻称新款iPhone将会推出中国特供版,其主要变化就在于放弃Face ID,在识别方案上采用屏幕指纹解锁的技术,而且随着高通与苹果的和解,这项指纹解锁方案有可能是高通的3D超声波解锁,对比人脸识别和指纹识别之后,你还会认为放弃Face ID的iPhone有遗憾吗?

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