作者：徐順利

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蘋(píng)果公司剛剛發(fā)布了最新一代的iPhone X產(chǎn)品，其中最引人注目的就是以深度攝像頭（True Depth）技術(shù)為硬件基礎(chǔ)的人臉識(shí)別應(yīng)用， 短短幾天得到人們的廣泛關(guān)注。這里，僅發(fā)表個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，希望拋開(kāi)各種專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，用最簡(jiǎn)單語(yǔ)言讓廣大消費(fèi)者理解人臉識(shí)別的技術(shù)背景和給手機(jī)帶來(lái)的改變。

1. 最自然的識(shí)別方式蘋(píng)果產(chǎn)品一貫以最佳的用戶(hù)體驗(yàn)著稱(chēng)， 從第一代iPhone支持觸摸屏開(kāi)始，每一代產(chǎn)品都力圖在最自然的交互方式上有所創(chuàng)新。無(wú)疑，人臉識(shí)別是繼觸摸屏后的又一大革命性創(chuàng)新。人類(lèi)互相認(rèn)識(shí)的最直接最自然的方式就是通過(guò)記住人臉的各種屬性和各種姿態(tài)，比如我認(rèn)識(shí)你，并不是通過(guò)指紋、虹膜或者互相交換密碼。那么一部智能的機(jī)器也應(yīng)該用同樣的方式認(rèn)識(shí)一個(gè)人，這樣才最接近人類(lèi)的自然屬性。所以，好的人臉識(shí)別技術(shù)，會(huì)帶給人們最舒服的體驗(yàn)，非常容易被接受。2. 可靠的感知系統(tǒng)正如人類(lèi)的雙眼獲得的是三維空間中的物體圖像，對(duì)于機(jī)器來(lái)說(shuō)，最佳的識(shí)別方式就是擁有像人類(lèi)一樣的眼睛。這里的關(guān)鍵技術(shù)就是深度攝像頭（或稱(chēng)3D攝像頭）。iPhone X為了達(dá)成極致體驗(yàn)，不惜在外觀(guān)設(shè)計(jì)上多開(kāi)了若干個(gè)孔，為的就是給手機(jī)加上真正好的深度視覺(jué)感知。

大家對(duì)2D攝像頭已經(jīng)非常熟悉了，那么如何評(píng)價(jià)一個(gè)深度攝像頭呢？蘋(píng)果公司稱(chēng)之為T(mén)rue Depth。我給各位一些比較具體的概念：第一，當(dāng)你判斷一個(gè)人臉的時(shí)候，看到的是一個(gè)人在三維空間中的臉以及臉上的細(xì)節(jié)，有人化妝、戴眼鏡、部分遮擋臉部、或者是側(cè)面對(duì)著你、甚至對(duì)你做鬼臉，大部分情況下你都可以認(rèn)得出一個(gè)人。如果機(jī)器要獲得這樣的能力，必須依靠精準(zhǔn)的深度攝像頭以及強(qiáng)大的算法（具體細(xì)節(jié)會(huì)在本文下節(jié)講到）。 第二，如果有人拿著一張照片、一個(gè)人臉模型、面具、或者一段視頻冒充某個(gè)人站在你面前是，你一定一眼識(shí)破。那么機(jī)器需要利用深度信息才能達(dá)到人類(lèi)的智慧。 第三，手機(jī)每天需要被喚醒幾十次甚至上百次，你需要在室內(nèi)、戶(hù)外、黑暗中，以各種姿勢(shì)都可以輕易解鎖手機(jī)，這就要求深度攝像頭具備很強(qiáng)的抗干擾能力、很快的反應(yīng)速度、提供專(zhuān)門(mén)的紅外LED進(jìn)行“照明”，以便在黑暗環(huán)境下依然可以識(shí)別到人臉，而且， 它需要有足夠長(zhǎng)的壽命（畢竟，帶著這種高科技的手機(jī)都不便宜啊…）。

3. 數(shù)據(jù)和算法的重要性人類(lèi)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是在不斷地自我學(xué)習(xí)的，并不是每一個(gè)視力正常的人都擁有相同的識(shí)別能力。孩子記住人臉的能力不如成人，一個(gè)外國(guó)人初到中國(guó)，有可能覺(jué)得中國(guó)人長(zhǎng)得都差不多，生活一段時(shí)間后，才可以很容易地辨別每個(gè)中國(guó)人，而一個(gè)經(jīng)過(guò)特殊訓(xùn)練的間諜可以在很短的時(shí)間內(nèi)就記住一個(gè)陌生的面孔并且準(zhǔn)確識(shí)別。這就是學(xué)習(xí)的過(guò)程。機(jī)器也是一樣，通過(guò)對(duì)大量人臉樣本的學(xué)習(xí)以及好得算法來(lái)增強(qiáng)自己的識(shí)別能力。目前的大部分人臉識(shí)別方案的數(shù)據(jù)來(lái)源都是2D照片，我們每個(gè)人的身份證照片、各種公開(kāi)場(chǎng)合的照片、注冊(cè)在各個(gè)網(wǎng)站或者系統(tǒng)的照片等等，都可以成為計(jì)算機(jī)識(shí)別人臉的樣本，通過(guò)大量的技術(shù)積累，目前的2D人臉識(shí)別技術(shù)能夠達(dá)到0.1~0.2% 的錯(cuò)誤接受率，但在某些條件下可能有所限制（比如光照、墨鏡、角度、表情等等）。而且最關(guān)鍵的一點(diǎn)，基于2D圖像的人臉識(shí)別，容易被高清逼真的照片攻擊，所以高級(jí)別的安全應(yīng)用（比如支付），往往不敢只用2D信息做認(rèn)證。為了克服2D數(shù)據(jù)的限制和攻擊漏洞，在3D攝像頭普及之前，業(yè)內(nèi)人士想了很多辦法來(lái)彌補(bǔ)其中的不足，主要思路就是首先確認(rèn)使用者是一個(gè)真正的人，不是照片或者錄像， 然后利用已有的2D數(shù)據(jù)和算法進(jìn)一步識(shí)別人臉。最典型的兩種方式：

一、用戶(hù)驗(yàn)證時(shí)被機(jī)器要求做一個(gè)表情，比如眨眼、微笑、或者點(diǎn)頭等等，目前的支付寶登錄就用了這樣的方法，這樣避免了照片攻擊，如果不是頻繁操作，用戶(hù)可以接受， 但是如果需要在各種場(chǎng)合頻繁解鎖，那么你可能由于表情包太豐富被人注意。

二、利用深度攝像頭判斷是否是活體人臉，然后用2D算法做人臉識(shí)別。形象點(diǎn)說(shuō)，當(dāng)你通過(guò)一個(gè)具有人臉識(shí)別功能的安檢閘口的時(shí)候，機(jī)器用你的2D 圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)需要有一位工作人員站在旁邊確認(rèn)你沒(méi)有用照片作弊（但工作人員并不認(rèn)識(shí)你）。如果機(jī)器本身能夠利用深度攝像頭判斷你的臉是否是真的人臉還是照片，那么就不需要額外的工作人員了。 這樣做確實(shí)避免了攻擊而且對(duì)使用者沒(méi)有表情要求，很多場(chǎng)合下這就是很不錯(cuò)的方案了。但是這臺(tái)機(jī)器其實(shí)還是不認(rèn)識(shí)三維空間的你，距離真正人類(lèi)智慧還有不小差距，沒(méi)有從本質(zhì)上突破2D數(shù)據(jù)的限制。

iPhone X的3D人臉識(shí)別技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了2D識(shí)別的認(rèn)知極限，達(dá)到了百萬(wàn)份之一的錯(cuò)誤接受率。 如何做到呢？最關(guān)鍵的就是數(shù)據(jù)和算法。最佳的3D人臉識(shí)別技術(shù)，樣本數(shù)據(jù)來(lái)源就應(yīng)該是真正的3D人臉， 也就是用通過(guò)深度攝像頭獲取人臉模型作為機(jī)器學(xué)習(xí)的樣本，這是最接近人類(lèi)認(rèn)識(shí)過(guò)程的方式。不過(guò)，因?yàn)樯疃葦z像頭技術(shù)最近幾年才開(kāi)始在一定范圍內(nèi)推廣，過(guò)去的幾年當(dāng)中，除了蘋(píng)果公司，業(yè)內(nèi)只有幾家著名的公司在做這方面的投入，第一個(gè)被人們熟知的消費(fèi)類(lèi)3D人臉識(shí)別應(yīng)用是基于Intel RealSense的Windows Hello， 用于PC平臺(tái)Windows操作系統(tǒng)解鎖，至今大概僅僅有4年的歷史。這種情況下，公開(kāi)的3D人臉的樣本數(shù)據(jù)量非常有限，想必蘋(píng)果公司從收購(gòu)深度攝像頭公司PrimeSense（2013年）那一刻起，就投入大量資源收集數(shù)據(jù)樣本了。

隨之而來(lái)的就是兩個(gè)問(wèn)題。 問(wèn)題一： iPhone X之后，會(huì)是誰(shuí)呢？我們能否在其它手機(jī)上獲得同樣的體驗(yàn)?zāi)? 我的理解是 – 數(shù)據(jù)和算法是關(guān)鍵，誰(shuí)能夠在短期內(nèi)獲得大量的3D人臉數(shù)據(jù)、并且運(yùn)用最好的學(xué)習(xí)方法 (專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)叫做機(jī)器學(xué)習(xí)， 哈哈)，誰(shuí)就可以擁有iPhone X的人臉識(shí)別能力。對(duì)于這一行業(yè)的公司來(lái)說(shuō)，這將是一個(gè)巨大的投入。 問(wèn)題二：iPhone X每天都在讀取我的信息作為樣本嗎？不得而知。 可以明確的是，隨著使用者和使用次數(shù)的增多，很多新的數(shù)據(jù)會(huì)被當(dāng)作是樣本的補(bǔ)充，不斷完善機(jī)器對(duì)人臉的認(rèn)知，甚至是對(duì)你本人的更多的理解，這就好像你領(lǐng)養(yǎng)的小狗，跟你越來(lái)越親近。好的人臉識(shí)別算法，都會(huì)以不斷增強(qiáng)的方式學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，給用戶(hù)以更好的反饋。4. 安全問(wèn)題關(guān)于人臉識(shí)別的安全已經(jīng)有過(guò)很多的爭(zhēng)論。 首先是關(guān)于黑客攻擊的， iPhone X用了百萬(wàn)分之一的錯(cuò)誤識(shí)別率以保證你的設(shè)備不會(huì)被其它人輕易解鎖，并且超越指紋識(shí)別達(dá)到了支付級(jí)別，這也是給生物識(shí)別行業(yè)重新定義了衡量的標(biāo)準(zhǔn)。相信未來(lái)以深度攝像技術(shù)和優(yōu)秀算法為基礎(chǔ)的技術(shù)可以很快跟進(jìn)了。其次是關(guān)于人臉識(shí)別的安全規(guī)范， 如果人臉作為重要的安全憑證用在方方面面，你的臉部信息將被如何獲取、如何存儲(chǔ)以及如何使用，會(huì)變成這個(gè)行業(yè)的又一大難題。試想，如果今天你的臉上長(zhǎng)出了青春痘，明天就有化妝品公司向你推銷(xiāo)祛痘產(chǎn)品，你是否會(huì)有被偷窺的感覺(jué)呢？（當(dāng)然這是玩笑話(huà)）我們期待業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍企業(yè)發(fā)揮社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)整個(gè)生態(tài)的安全和健康。總之，目前的人臉識(shí)別領(lǐng)域，只有同時(shí)具備強(qiáng)大的硬件、軟件、數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)力和足夠安全保障的公司或者方案商， 才能給消費(fèi)者提供舒適的體驗(yàn)和信心保證。iPhone X的發(fā)布，似乎是出了一道關(guān)于人臉識(shí)別的命題作文，不單單是針對(duì)手機(jī)相關(guān)行業(yè)，也影響了更廣泛的領(lǐng)域，甚至我們每個(gè)人。無(wú)論你喜歡還是拒絕，刷臉時(shí)代的序幕已經(jīng)拉開(kāi)了，你準(zhǔn)備好了嗎？