3D人脸识别则是通过3D摄像头立体成像,能够识别视野内空间每个点位的三维坐标信息,从而使得计算机得到空间的3D数据并能够复原完整的三维世界,并实现各种智能的三维定位。简单的说就是机器获取的信息多了,分析判断的准确性有了极大的提升,人脸识别功能可以分辨出平面图像/视频/化妆/皮面具/双胞胎等状态,适合金融领域和智能手机等安全级别要求高的应用场景。
1、三种主流的3D成像技术
(1)结构光(Structured Light):结构光投射特定的光信息到物体表面后,由摄像头采集。根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息,进而复原整个三维空间。
(2)TOF(Time Of Flight,飞行时间):通过专有传感器,捕捉近红外光从发射到接收的飞行时间,判断物体距离。
(3)双目测距(Stereo System):利用双摄像头拍摄物体,再通过三角形原理计算物体距离。
在这三种技术当中,哪种技术更适合智能手机的应用呢?

由上图可知,三种技术当中只有双目视觉不适合昏暗环境使用,也就是说我们的智能手机在夜间无法实现人脸识别解锁,首先就被排除了。

下面再来看看TOF技术和结构光技术。
TOF技术具有响应时间更快,抗光照表现尚可,深度信息精确度高、识别距离远等优势,但是其也有着分辨率低、成本高、功耗高、模块太大的劣势。
而结构光技术优势则在于低光下表现良好,分辨率更高,成本、功耗适中,主要缺点是易受阳光影响,识别距离短,相应时间稍慢的缺点。
不过就应用于智能手机上的人脸识别功能,结构光技术应该是要比TOF技术更有优势。因为通过智能手机的前置3D系统来进行面部识别这种应用场景本身识别的距离就很近,所以不存在需要支持更远的识别距离的问题。另外结构光相比TOF技术,短距离的精度更高,也更适合用在手机前置摄像头上。而且其分辨率、相应时间已经足以应对手机端面部识别的需求(采用TOF技术的Project Tango手机是后置3D系统,其作用也不是主要用于面部识别)。
另外,就两种技术所产生的深度图来看,TOF深度图会存在多重反射产生的噪音、边缘精细度过低、时域滤波导致滞后等问题。而结构光的深度图则只有边界线清晰度略低的问题。最后,由于是用在智能手机这样的消费类移动设备上,所以成本、功耗也都是需要考虑的因素。
所以总的来说,如果是手机前置3D面部识别系统,结构光技术相比TOF技术更具优势。
目前,国际巨头Apple、Microsoft、Facebook/Oculus、Intel、Google等早已瞄准3D成像人脸识别技术,近年来收购了十数家这个领域的创业公司并且势头不减。过可惜的是,上述大公司无一例外都在为自己的产品构建核心技术门槛,为内部生态服务,至少目前不会致力于成为深度传感器和技术服务的专业供应商。
回过头来,我们来再看看看iPhone X所采用的3D面部识别模组:

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