刷臉打卡、刷臉支付、刷臉開門，你開始刷臉生活了嗎？

相比指紋，虹膜，語音，靜脈，視網(wǎng)膜識別，人臉識別更快捷方便，你知道人臉識別技術(shù)是怎樣實現(xiàn)的嗎？

基于2D圖像數(shù)據(jù)的人臉識別是目前的主流，在安防、監(jiān)控、門禁、考勤、金融身份輔助認(rèn)證、娛樂等多種場景中都有應(yīng)用，它的優(yōu)勢是實現(xiàn)的算法相對比較多，有一套比較成熟的流程，圖像數(shù)據(jù)獲取也比較簡單，只需一個普通攝像頭。

2D人臉識別，其主要原理是圖片與圖片的匹配，即把采集的人臉圖片與系統(tǒng)庫中保存的人臉進(jìn)行比對后得出匹配結(jié)果。

（人臉檢測-人臉對齊-人臉表征-人臉匹配）

現(xiàn)實中，采集的照片往往受光源、人臉角度、運動模糊等等因素影響，所以在2D對齊情況中，精準(zhǔn)地找到人臉圖片上臉部特征點的坐標(biāo)是重點。傳統(tǒng)的方式是基于人工設(shè)計的特征和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，包括幾何的方法、整體方法、基于特征的方法和混合方法。后來又出現(xiàn)了基于大型的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的深度學(xué)習(xí)方法?，F(xiàn)在，2D人臉識別技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，2D人臉識別算法識別準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到了99.80%，已經(jīng)可以跟人類相媲美。

雖然2D人臉識別準(zhǔn)確度高，但是難防假臉盜刷。目前，我們常見的防盜刷手段有算法輔助、視頻輔助和聲音輔助等。特別是在銀行的認(rèn)證環(huán)節(jié)，人臉不是唯一的認(rèn)證維度，在人臉識別之后還需要驗證手機號、身份證等等，說明2D人臉識別雖然好用，但還并不是完全的安全靠譜。

因為2D人臉識別有一定的局限性，為了彌補不足，3D人臉識別技術(shù)應(yīng)運而生。

相比于2D人臉識別，3D人臉識別使用了更加安全的數(shù)據(jù)讀取設(shè)備，確保了人臉的真實性，讓人臉信息難以被盜用。經(jīng)歷一段時間的發(fā)展，有了越來越多的數(shù)據(jù)樣本，3D人臉識別的算法也越來越成熟。

3D人臉識別的優(yōu)勢主要是圖像采集技術(shù)，3D攝像技術(shù)主要有：3D結(jié)構(gòu)光、TOF和雙目立體視覺。

3D結(jié)構(gòu)光

3D結(jié)構(gòu)光是通過紅外光投射器，將具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外攝像頭進(jìn)行采集?；诠鈱W(xué)三角法測量原理進(jìn)行計算，從而得出圖像上每個點的深度信息，最終得到三維數(shù)據(jù)。所以任何一張平面照片都難逃3D結(jié)構(gòu)光的法眼。

基于3D結(jié)構(gòu)光的人臉識別已在一些智能手機上實際應(yīng)用，比如iPhone使用的face ID，是運用硬件和算法的結(jié)合，使用3D人臉識別來驗證手機和賬戶。

TOF

TOF是time of flight(飛行時間)的縮寫，就是激光測距，照射光源一般采用方波脈沖調(diào)制，根據(jù)脈沖發(fā)射和接收的時間差來測算距離。

TOF技術(shù)是在傳統(tǒng)的2D XY軸的成像基礎(chǔ)上，加入來自Z軸方向的深度信息，最終生成3D的圖像信息。TOF最主要的應(yīng)用，是作為跟機器的交互設(shè)備，用在游戲方面，主要獲取并處理的是人體的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

由于TOF比較適合遠(yuǎn)距離收集數(shù)據(jù)，一部分廠商在手機后置鏡頭中加入了TOF的設(shè)計。

雙目立體視覺

雙目是基于視差原理并由多幅圖像獲取物體三維幾何信息的方法。由雙攝像機從不同角度同時獲得被測物的兩幅數(shù)字圖像，并基于視差原理恢復(fù)出物體的三維幾何信息，從而得出圖像上每個點的深度信息、最終得到三維數(shù)據(jù)。

上圖所示為簡單的平視雙目立體成像原理圖，兩攝像機的投影中心連線的距離，即基線距離B。兩攝像機在同一時刻觀看時空物體的同一特征點P，根據(jù)P分別在“左眼”和“右眼”上的坐標(biāo)，測算出P在攝像機坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)。因此，左攝像機像面上的任意一點只要能在右攝像機像面上找到對應(yīng)的匹配點，就完全可以確定該點的三維坐標(biāo)。 

3D人臉識別系統(tǒng)雖然精度高、防盜刷，但是需要3D攝像機、雙目攝像機等特定設(shè)備，在3D人臉識別組件未普及的今天，市場上2D刷臉占有率仍是最高，但會呈下降趨勢。

在安防領(lǐng)域，3D人臉識別逐漸得到重視。在2019年CPSE安博會上，大華樂橙發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款3D結(jié)構(gòu)光AI人臉識別視頻鎖，可為用戶建立毫米級3D人臉模型，有效防止照片、視頻、頭套面具的攻擊。而且，3D結(jié)構(gòu)光識別受光線、背景燈環(huán)境等因素的影響較小，應(yīng)用更加穩(wěn)定。

市場上，3D人臉識別模組的價格一直居高不下，導(dǎo)致了智能鎖的成本增加，加上中國家庭對智能鎖的需求沒有完全被挖掘，所以3D人臉識別的智能鎖市場占有率比較低。不過我們相信，在不久的未來，人們對這項新技術(shù)的接受度會越來越高，3D人臉識別技術(shù)的普及率也會越來越高。