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雷鋒網(wǎng)按：本文作者七鑫易維創(chuàng)始人黃通兵。
在iPhone X推出后，網(wǎng)絡(luò)上段子手層出不窮，比如在老公睡覺的時候，用老公的手機對臉解鎖來偷看手機；或者強迫老公，隨意喊老公看一眼，付費即可成功等等。網(wǎng)友更是從剁手發(fā)展到要剁臉的調(diào)侃，但是在解鎖及支付這樣的安全應(yīng)用場景上，F(xiàn)ace ID究竟是怎么來做的呢？這不得不解析一下蘋果早在半年前就開始進行布局的“注意力檢測“技術(shù)。
而這項技術(shù)的問世離不開蘋果最近一次宣布收購德國老牌眼動追蹤企業(yè)SMI（全名SensoMotoric Instruments），這家有25年歷史的眼控企業(yè)前身是柏林自由大學(xué)學(xué)術(shù)醫(yī)療研究院，后剝離出來獨自成立眼球追蹤技術(shù)公司，產(chǎn)品包括面向企業(yè)與研發(fā)機構(gòu)的眼球追蹤設(shè)備/應(yīng)用、醫(yī)療眼控輔助設(shè)備、手機、電腦、VR設(shè)備的眼控技術(shù)支持等。
蘋果iPhone X新的身份認證方式就是Face ID。簡單理解就是用戶在解鎖時，只需要看著手機，就能實現(xiàn)刷臉解鎖。具體來說，F(xiàn)ace ID在實現(xiàn)用戶解鎖上有兩個步驟：圖像捕獲，人臉識別。
iPhone X硬件上特別設(shè)計了“齊劉海”——被眾網(wǎng)友調(diào)侃為向喬幫主致敬，更有甚者吐槽為中年男子發(fā)際線危機的象征，拋開惡意及無底線的調(diào)侃，或許蘋果在全屏幕和硬件元件上的舍與得，比網(wǎng)友的腦洞更大。
這一個區(qū)域集成了多達八個組件：麥克風、揚聲器、前置攝像頭、環(huán)境光傳感器、距離感應(yīng)器、紅外鏡頭、泛光感應(yīng)元件（Flood illuminator）、點陣投影器。蘋果將整個系統(tǒng)稱之為原深感攝像頭（TrueDepth Camera System）。系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的臉部特征構(gòu)建出一個“詳細且深度的繪圖，以便快速識別”。
蘋果iPhone X的面部識別功能中包含“注意力檢測”功能，這個功能可以確認你是在清醒的狀態(tài)下使用手機。因此當你睡覺時，有人試圖解鎖你手機的行為將會失敗。
“注意力檢測”原理為人眼視線檢測，檢測用戶視線方向，判斷用戶的注視區(qū)域，系眼球追蹤技術(shù)的一部分。這部分功能同樣是由“齊劉海”硬件實現(xiàn)（蘋果收購的眼動追蹤企業(yè)SMI為技術(shù)提供方），利用紅外鏡頭和泛光感應(yīng)元件，實現(xiàn)人眼瞳孔的特征定位，在通過AI芯片A11的深度學(xué)習(xí)估算人眼視線方向。
在操作應(yīng)用上其中涉及的公開專利原理摘要為，一種方法包括接收計算機化系統(tǒng)的用戶的身體至少一部分的三維(3D)映射序列,并從3D映射中提取用戶頭部的3D坐標 。基于頭部的3D坐標,識別由用戶執(zhí)行的注視方向以及在耦合到計算機化系統(tǒng)的顯示器上，在注視方向上呈現(xiàn)的交互項目。從3D映射中提取指示；指示用戶正在特定方向上移動身體的肢體,并且響應(yīng)于該指示,將所識別的交互項目重新定位在顯示器上（如下圖示例）。
這項于2016年12月份公開的專利，即是注意力檢查的原理，將上圖的PC機及攝像設(shè)備想象縮小到手機端，用戶只有在眼睛注意力集中在一個圓圈中，同時它會要求用戶將頭部放在同一個圓圈中（如下圖）。這一步驟同時完成人臉圖像掃描，以及注視點映射。
當今視線檢測技術(shù)的精度可以達到1°以下，一些多年從事眼動分析的技術(shù)公司可以做到0.4°的高精度。按照1°的偏差精度來計算，當用戶注視iPhone X手機屏幕圓圈時，視線偏差距離不超過5mm。因此，通過“注意力檢測”技術(shù)，當人眼的關(guān)注視線落在手機屏幕上時，F(xiàn)ace ID認為此時用戶傳達了交互的目的，即進行解鎖。而在用戶視線偏離手機屏幕時，“注意力檢測”結(jié)果將幫助Face ID不要誤解鎖手機。
Face ID為滿足不同時段不同環(huán)境對攝像頭的要求，如白天、黑夜、室內(nèi)、室外。攝像頭會使用紅外光（泛光感應(yīng)元件）照亮你的臉，使用紅外鏡頭捕捉圖像。以下是人臉識別的具體步驟：
1. 首先，把IR圖像從相機發(fā)送到iPhone X的神經(jīng)引擎里，以構(gòu)建用戶的人臉3D模型
2. 將用戶的3D模型或“驗證圖像”在計算機算法中呈現(xiàn)，并將其與用戶存儲的模板或“設(shè)置圖像”進行比較；
3. 根據(jù)這兩個圖像之間的相似度得出對比數(shù)值，看驗證圖像和設(shè)置圖像是否匹配；
4. 如果對比數(shù)值高于某個確定數(shù)值，iPhone X會通過你的身份驗證并解鎖。
因此，F(xiàn)ace ID是否會失效要看蘋果對于閾值的設(shè)定，如果設(shè)定較高的閾值，相應(yīng)失效問題就會小很多。
如何想解鎖手機或者Apple Pay付費，除了攝像頭掃描到用戶臉部特征之外，還需要用戶視線（人眼的單目還是雙目，可以通過算法設(shè)定）集中在14.1cm*7.1cm區(qū)域大小的手機屏幕上。這就需要用戶精力高度集中，將人眼視線投射到手機上，即前文提到的“注意力檢測”原理。
這項技術(shù)應(yīng)用到智能手機上將會實現(xiàn)眼控手機界面交互例如：眼動打開應(yīng)用、切換應(yīng)用、閱讀時眼控自動翻頁、瀏覽網(wǎng)頁時眼控跳轉(zhuǎn)等，拍照自動對焦、眼控游戲等等，很多能解放人們的雙手，更加方便的操作手機，使其更加智能。
蘋果的十年又是蘋果攝像頭進化的十年，在蘋果重視的拍照智能化上，iPhone X加入了Portrait Lightning功能。從智能色溫處理，到智能補光，再到如今的場景光影模擬的處理。如果眼控對焦的加入無疑將拍照推進到了準“鋼鐵俠之眼”的功能，預(yù)想一下以后拍攝的時候：
我們就不需要完成既要拿穩(wěn)手機，又要用手指對焦和按快門，以及加上自拍桿化身長臂猿卻無法調(diào)解對焦的尷尬局面，而且生活中又有很多需要快速對焦和拍攝的場景，很容易由于操作復(fù)雜，失去捕捉拍攝的機會，或者焦點沒有對準，拍出模糊照片。
未來當iPhone支持眼控對焦，眼睛在屏幕上看到哪里，焦點就出現(xiàn)在哪里，節(jié)省對焦時間，非常適用于變化或運動場景的快速對焦拍照。
蘋果在發(fā)布新一代產(chǎn)品的時候往往會采取逐步停產(chǎn)上一代產(chǎn)品的市場戰(zhàn)略。在紀念蘋果十年推出的iPhone X，即是蘋果使用了Face ID開始逐步抹殺Touch ID的開端，眼球追蹤技術(shù)的加入無疑將使得蘋果的全屏幕展開一個新的時代，這也是現(xiàn)在Face ID和安卓的人臉識別技術(shù)不同的所在。但對于技術(shù)跟進很快的安卓端手機廠商來說，將眼球追蹤技術(shù)加入下一代手機產(chǎn)品中相信也會是不遠的命題。
