iPhoneX 的 FaceID 被双胞胎玩坏了,人脸识别到底靠不靠谱?

iPhoneX 的 FaceID 被双胞胎玩坏了,人脸识别到底靠不靠谱?
2017年11月10日 11:04 雷锋网

自从苹果开售 iPhoneX 后,各国的双胞胎轮番上阵,来挑战其 FaceID 到底靠不靠谱。

来自美国的 Greg Fieber 和 Brian Fieber 是一对36岁的双胞胎,他们被科技博客 Business Insider 邀请进行测试,虽然兄弟俩用肉眼难以分别,但 Face ID在多次的测试中都成功辨认出了他们!

不过,下面这对来自中国的双胞胎就成功骗过了Face ID,但过程有些曲折↓↓↓

在一台录入了哥哥脸部信息的 iPhone X上,弟弟第一次试图解锁时失败了。

但是,当弟弟直接输入密码并试玩了5分钟后,锁上了iPhoneX,当他再次尝试解锁时成功了!

其实,用肉眼来看的话,还是上面那对美国双胞胎长得更像,尹擎和尹毅还是可以看出一些差别的,那为啥他们能成功呢?

雷锋网编辑去苹果官网查询了一些有关面容解锁的解释,发现了下面这段话↓↓↓

面容 ID 会自动适应您的外观变化,如化妆或长出面部毛发。如果您的外观出现了更为显著的变化(如剃掉了络腮胡),面容 ID 会先让您使用密码来验证身份,然后再更新您的面部数据。

一种很有可能的情况是,iPhone X 在这短短的5分钟内更新了面貌信息,把弟弟的信息也更新进去了,因为两人很像,让iPhoneX 错以为是同一个人,得以成功骗过。

那有没有双胞胎直接可以解锁的情况呢?

有的!

成都商报直接邀请下面这对双胞胎去商店实测↓↓↓

先录入弟弟的面部,让哥哥来解锁。

结果,毫无压力的直接解锁成功!

而且,不管是哥哥还是弟弟,戴上帽子或者取下眼镜,都能打开。

现在很多支付都开通了 FaceID,拥有双胞胎兄弟姐妹的 iPhone X用户们,留点心哪~

除了双胞胎这招,最“丧心病狂”的莫过于来自外媒《连线》杂志编辑部的这帮人,他们招来一位经验丰富的生物识别黑客、一位好莱坞化妆师和化妆艺术家,并请专栏作者大卫·皮尔斯(David Pierce)担任小白鼠角色,打算通过高仿真面具来挑战 iPhoneX 的人脸识别。

编辑部花费数千美元购买整个过程中所需要的所有材料(硅酮、明胶、乙烯树脂,石膏和塑料……),来复制皮尔斯的脸庞,从酒窝到眉毛,没有放过任何细节。

▲好莱坞专业化妆师尝试用各种材料制作皮尔斯的面部模型

然后找来一位跟皮尔斯外形很像的人,戴上根据皮尔斯的脸而做的面具。

结果,那些在电影中几乎可以乱真的面具,到了 iPhoneX 这里,有几次根本没检测到是人脸……

为何有的双胞胎能骗过 FaceID,有的不能

那为何有的双胞胎可以骗过 iPhoneX 的 FaceID ,而有的不能?

首先我们来看一下 对 iPhoneX 面容识别的介绍↓↓↓

它所带的原深感摄像头,会通过投射并分析 3万多个不可见的点,来捕获准确的面部数据,进而创建面部的深度图。

来自香港理工大学的模式识别博士曲晓峰告诉雷锋网,其实原理是激光投影点阵,依据的是激光三角法测距↓↓↓

埃及人在搭建金字塔的工程中就使用了三角测量原理。用激光三角法确定每一点的深度之后,就可以得到三维深度图。

实际位移 s 在图像上对应的位移就是 s'。


iPhone X的特殊之处在于,它的器件足够小,功耗足够低,同时选取激光光谱,在人眼不可见的红外波段的激光点阵,我觉得这是苹果综合应用现有工程技术的集大成之作。

而且,大批量生产,在品质的控制、测量的校准标定上,都有相当的难度。

曲晓峰所说的器件,其实一部分就来自被大家所调侃的“刘海”,它所搭载的原深感摄像头系统,是这次 iPhone X的最大亮点↓↓↓

如上图,从左到右,依次是红外镜头、泛光感应元件、距离传感器、环境光传感器、扬声器、麦克风、700万像素摄像头、点阵投影器。

其中三个器件应被重点关注。

红外镜头:会读取点阵图案,捕捉它的红外图像,然后将数据发送至A11仿生这款芯片中的安全隔区,以确认是否匹配。

泛光感应元件:借助不可见的红外光线,即使在黑暗中也能识别你的脸。

点阵投影器:通过将3万多个肉眼不可见的光点投影在你脸部,绘制出独一无二的面谱。

这就决定了,苹果在获取用户的面部数据时,是整个立体的三维脸部数据,而非简单的二维面部扫描。

所以,对于肉眼都不可分辨的双胞胎,苹果是可以测出来的,毕竟,眼睛是无法精确分辨3万多个光点的。

但是,为何仍有双胞胎可以骗过?

曲晓峰认为,人脸识别提取的特征,主要还是几何特征,这对同卵双胞胎的分辨能力,还有缺陷。

在苹果的官网中,也确实对这点做了说明↓↓↓

人群中任意一个人看向您的 iPhone X 并使用面容 ID 解锁设备的概率大概为一百万分之一(而 Touch ID 为五万分之一)。这一统计概率值对于部分人群有所不同,其中包括双胞胎、和您长得很像的兄弟姐妹,以及未满 13 周岁的儿童,因为他们可能还未完全形成明显的面部特征。

其在官网也建议,如对这一技术存有疑虑,建议使用密码进行认证。

除了苹果,目前市场上拥有人脸识别功能的手机还有很多,比如刚刚发布的锤子手机就使用了旷视科技的人脸识别技术,在雷锋网问到有关双胞胎识别的问题时,旷视科技回应,极为相似的双胞胎识别问题,目前从技术层面上讲没有任何一家能100%解决。

虹膜、眼纹等更安全的识别模式为何没被大规模用

面部识别对双胞胎傻傻分不清楚,那其他的方式呢?

11月3日,蚂蚁金服就发布了眼纹识别技术,声称已实现通过普通手机进行眼纹识别,在实验室场景下已能识别长相极端相似的同卵多胞胎。

曲晓峰也告诉雷锋网,指纹、虹膜、掌纹等基于纹理特征的,确实更容易区分双胞胎。理论上,即使是克隆人,同样的 DNA,由于在发育过程中的随机性,最后形成的特征,都还是有差异的。在要求更为精准的金融行业,其实已经有很多用了虹膜识别。

但是,为何独独人脸识别能获得手机厂商的青睐?

旷视科技回应,以虹膜识别为例,虽然识别精准度极高,误差率只有十万分之一,但同时,它对于硬件、算法、识别条件的要求也最高。

虹膜识别需要一个专门的虹膜采集摄像头,而目前这种专用摄像头没有在大众手机中普及;虹膜比对的计算需要复杂的算法,对设备的运算能力有一定的要求。所以在移动设备上实现高可用性的虹膜识别,技术还需要完善。

相比之下,人脸无需接触、无需等待,一些国内手机厂商的人脸识别(主要跟苹果对比),对硬件设备依赖低、算法可通过软件进行升级,因此在用户体验上有着天生的优势。

其实,RGB单摄的手机都可以通过软件升级来完成人脸识别功能的嫁接。比如小米6和小米Mix2,在发布之初都没有这个功能,但近期通过升级都可以使用人脸识别解锁。

旷视科技告诉雷锋网(公众号:雷锋网),从安全性和易用性上讲,人脸识别是最均衡的技术。特别是中国在人脸识别的应用上,有一定的数据基础,比如居民身份证上就有人脸的数据,这在安防领域,是个优势。

哪种识别模式将成主流

如果只是为了安防,显然红外成像有着更高的安防能力,典型案例是,微软的人脸识别在不开灯时都能识别。

但是,手机厂商纷纷选择人脸识别,可能还是考虑到未来的发展。

根据路透社公布的一份合同条款显示,苹果将允许开发者从用户的 iPhone 中提取特定的面部数据,“只要他们寻求客户的许可,而不是将数据卖给第三方”。这意味着,对于iOS开发者来说,可以获得一张 iPhone 用户面部的“粗略地图”,以及“超过 50 种面部表情的数据”。

从目前风靡的一款游戏“face dance”来看,开发者以后想得到用户的部分面部数据,也许没那么难~

曲晓峰预测,如果苹果开放数据的话,确实可以有一大批应用出来,目前在学术上,三维人脸是可以识别情感的。

如果一款游戏可以读懂你的心,互动起来的效果确实有很大脑洞可开~~~

旷视科技也预测,一方面人脸会继续强化在安全(刷脸解锁、刷脸支付)上的应用,另一方面在娱乐场景中有也会有更多的应用(如:VR、智能美化、基于人脸的体感小游戏等)。

其他模式识别难道从此没有发展前景?毕竟不是人人都买得起 iPhone X 。

曲晓峰认为,现在定价高,主要是研发成本,未来可以通过海量生产解决价格和精准度的问题。

其实现在有区分同卵双胞胎能力的人脸识别,但需要用特定设备、用特定算法。不管哪种识别技术,如果被某个巨头选上,海量应用,硬件成本都不会太高。

未来,多种模式叠加是一个趋势(专业术语是多模态识别),目前在应用上,很多都已经是多模态识别了,只不过宣传的时候,只会宣传与众不同的那一个“单点”。

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