一、详解Face ID

iPhone X这部搭载了众多最新前沿技术的智能手机一经亮相，便引起业界的极大关注。其中最引人注目的当属于一项黑科技：3D人脸解锁功能，即Face ID，一种新的身份认证方式。在开锁时，用户只需要注视着手机，Face ID就能实现人脸识别解锁。苹果用户未来在身份验证（支付、解锁等）时将不再使用指纹识别，而是直接“刷脸”，这带给用户更真实的人机交互体验。

Face ID功能的实现依赖于原深感相机（True Depth Camera），由8个发射/感应器件构成，如下：

iPhone X原深感摄像头

在iPhone X的原深感摄像系统集成的多个传感器共同作用下，投射到面部的30000多个不可见的光点描绘出一张人脸，由这些信息创建出用户的人脸模型。对于刷脸解锁的安全性问题，苹果公司表示，Touch ID被破解的概率为五万分之一，而Face ID被破解的概率是百万分之一，更为安全。无论是改变发型，戴上眼镜，还是戴上帽子，Face ID都能成功识别。

二、国内3D人脸识别解决方案

了解完了苹果的黑科技，我们再来看一下国内的手机厂商，他们将如何应对苹果的黑科技攻势呢？据了解，国内的手机厂商目前均没有对下一步布局手机3D人脸识别技术进行明确的表态，均处于观望状态，其中一个最有代表性的心态就是：苹果的3D人脸识别是够先进、够新颖，但是如果仅仅是技术先进，没有合适的应用场景，不能给客户带来足够多而且实用的新鲜体验，那么苹果必然要在销量方面遭遇滑铁卢。另外一个重要因素是，从国内拥有类似技术的厂家来看，苹果已经抢先一步将这种散斑结构光专利封锁的很死，要使用跟苹果类似的技术在手机上，就需要有足够的耐心和毅力做好跟苹果打知识产权案的准备。

这里我们就要介绍另外一种类似的3D人脸扫描技术：面结构光，也叫光栅结构光。这种技术在国内已经相当成熟，它的主要原理是通过控制MEMS微振镜以及激光器的工作状态，来实现正弦编码光栅结构光的输出扫描物体三维结构表面。通过双目立体相机拍摄采集扫描结构光图案获取目标表面的深度图像，对拍摄的图像进行算法处理后得到高密度点云数据，通过点云数据实现对物体三维结构的重建。

在深度感知三维建模领域中，与双目视觉法、飞行时间法以及散斑结构光发相比，正弦编码光栅结构光法在扫描建模速度上具有突出的优势，是目前三维重建技术中精度最高的方式，并且体积小，功耗低，所采用的红光激光光源几乎不受环境光的干扰。

目前，国内采用编码光栅结构光技术进行三维测量的厂家很多，但是能把这项技术应用到手机行业的却只有一家，它就是青岛小优智能科技有限公司（以下简称“小优智能科技”），让我们来看一下他们应用于手机激光3D机器视觉中的激光扫描模组。

结构示意图与一角硬币比较

小优智能科技研发的这款微型超薄激光扫描模组采用红外激光作为光源，这就确保其在白天和黑夜都能良好的工作。通过自主开发的驱动控制系统，使MEMS微振镜以及激光光源按照所需的工作状态来输出多组相移、不同线数的正弦/方波模式的编码光栅结构光。该模组产品结构尺寸微小，厚度仅为3.5mm，长宽尺寸为15mm×8mm。对于手机厂商而言，不需要在现有结构基础上做过度的调整，就能够非常容易的集成到手机当中，为手机的3D相机的深度感知功能提供结构光扫描。小优智能科技的激光扫描模组的扫描视场角为60°×60°，在30cm距离左右的位置处采集人脸面部信息，完全可以覆盖整个面部区域。

小优智能科技的微型激光扫描模组通过与手机中搭载的红外深度摄像头配合，完全可实现与iPhone X同样的3D人脸识别效果。同时，针对客户对微型激光扫描模组的使用需求，从3D传感器硬件到3D视觉应用层算法和软件，一直到操作系统，小优智能科技可提供一站式完善的配套解决方案。

激光扫描模组与深度相机配合

从原理上来讲，面结构光需要采集多幅图片进行三维建模，必然降低了建模的效率。不过，小优智能科技已经从技术上解决了该问题。多线结构光四步相移多线数的编码方式以及双目红外立体相机的同步触发模式，确保结构光图案采集时能够实现每秒15帧的3D建模效率，满足了实时性的使用要求的同时，建模精度能达到0.2mm，为提高系统的安全性提供的有力的保障，详细信息可以访问他们的网站http://www.xiaoutech.com。