蘋果「口罩版Face ID」年前出街,新冠時代iPhone使用者終於能戴口罩刷臉了

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   新智元報道  

編輯:袁榭 拉燕

【新智元導讀】 虎年新年前,果粉們迎來了春節禮物:新冠時代無數蘋果使用者呼籲良久的「戴口罩也能用Face ID刷臉」的功能,終於被包括在iOS 15.4的更新裡啦。

蘋果在iOS 15.4的更新中,引入了戴口罩也能使用Face ID的功能。按照各種使用者體驗圖,系統提示中將會說「iPhone可以識別眼部周圍區域的特徵」但不戴口罩更精確。

戴口罩也能用蘋果的Face ID刷臉認證了

新冠大流行席捲全球,「戴口罩出門」成為常態,對許多智慧手機使用者來說,利用生物特徵解鎖或「Face ID解鎖」變成一大挑戰,因為口罩一旦遮住臉部特徵,辨識成功率勢必下降。

過去有很多網友分享,多輸幾次密碼,可以訓練Face ID,讓它記住主人戴口罩的樣貌。但這麼搞至少要花1周到幾個月時間,試錯從幾十到上千次,才能增加臉部辨識的些微成功率。

2020年iOS 13.5更新後,iPhone會檢測到試圖戴口罩使用Face ID的使用者,並立刻提示使用者輸入密碼。

2021年iOS 14.5和watchOS 7.4釋出後,蘋果增加了戴口罩使用者戴Apple Watch時解鎖iPhone的功能,這樣可以不再需要輸入密碼來代替。

然而,雖然"用Apple Watch解鎖"允許使用者在戴口罩時解鎖他們的裝置,但其他依賴Face ID的功能如Apple Pay和應用內認證卻無法工作。

現在,當升級至 iOS 15.4後,使用者可以直接在Face ID設定中發現新的口罩選項,點選開啟後,戴著口罩的使用者重新「掃臉」設定一次Face ID,重新錄入一遍面部資料即可。

若使用者平常戴眼鏡,也有「新增眼鏡」的選項,協助使用者戴著眼鏡和口罩時能更準確地解鎖Face ID。使用者可以稍後新增眼鏡資訊。蘋果公司允許每臺手機註冊最多四副眼鏡。現在還可以在戴著口罩時驗證Apple Pay交易。

據已體驗者稱,目前來看,解鎖速度不受影響。

儘管如此,蘋果在設定應用程式中警告說,戴著口罩使用Face ID的安全性較低,生物識別系統在使用全臉識別時仍然"最準確"。要讓帶口罩的Face ID發揮作用,必須看著裝置才能讓它解鎖,而且戴著墨鏡時,它不能發揮作用。

舊蘋果裝置沒法用的原因:晶片還是感測器?

此項功能,現在僅限iPhone 12及更高版本的iPhone使用者使用,iPad Pro使用者也不能用。

按蘋果的說法,為了讓Face ID在使用者戴口罩時也能起作用,他們開發了新的演算法,經過訓練可以識別眼睛區域周圍的區域來解鎖使用者的裝置。這些新演算法新功能得依託「TrueDepth攝像頭系統的相關改進」。

這個語焉不詳的官方解釋讓果粉網站與科技媒體要麼束口不言、要麼猜測紛紛。

現有的最合理猜測集中於兩種:要麼是新功能必須基於iPhone 12及以上的新晶片,要麼就必須基於2021年TrueDepth系統光學器件的新專利。

有關晶片的猜測,Reddit的果粉板塊上,有人說得很有道理:「如果全臉掃描識別需要使用一定量的時間、算力等處理資源,然後處理部分臉部掃描識別的還是同等量資源的話,那麼演算法必定要在識別全臉掃描時忽略的小細節上投入更多算力。」

如此辦法自然會對晶片效能有下限要求。而且這有前例:2021年iOS 15推出時,就有多種新功能至少需要手機配備A12晶片。

考慮到先例,「口罩版Face ID」只能用於iPhone 12及以上,很可能是因為改進後的面部識別演算法至少要用到蘋果A14與A15仿生晶片的效能與算力,而這兩款晶片正好是專屬於iPhone 12、13,iPad Air第4代與mini第6代的。

還有人從蘋果官方解釋的字面去理解:要依賴TrueDepth系統的改進,那應該是攝像頭、鐳射衍射系統這些元件上的新動作。

別說,TrueDepth系統還真有過最近才有的專利改進。

2021年1月蘋果放風開搞、2021年美國專利局公佈的TrueDepth系統新專利,號稱能改善Face ID的3D構圖功能,將用於現有產品與未來的智慧眼鏡、混合現實(MR)頭套等產品。

具體而言,專利裡的新技術著重改善一種弊端:垂直腔面發射鐳射器 (VCSEL)的過量發熱與散熱不均,降低給定供能下的鐳射輻射質量。

蘋果的新專利重新配置了光電子器件的結構,通過改變發射器散焦陣列、光學元件、散熱結構等器件佈局,既提高了鐳射散焦衍射的功效,又提高了散熱功能、降低了熱輻射干擾。

Face ID如何起效?

2017年,蘋果Face ID技術初現時,工作原理就已被詳解過:

先用泛光感應元件照亮使用者的臉部,獲取2D紅外照片。

紅外鐳射生成器射出鐳射束,通過點陣投影器進行衍射,獲得必需的散斑圖案。2017年的iPhone X就能投射3萬個此類光點。

這些散斑有高度隨機性,還會隨著距離差異來變換圖案。只要在空間內打上這樣的結構光,相當於空間已經被細分、每個區域都做了標記。

只要測繪物件進入此空間,用紅外鏡頭把空間的散斑圖案記錄下來,與之前2D紅外照片的基準標定進行對比計算,就能獲取到當前物體每個細點與手機的具體景深距離,從而獲取物體的形狀資訊、構建出3D精確模型。

將紅外影象和3D模型傳送到處理器中,由AI生成數學表示式,與之前註冊的面容資料比對後,就會得出識別結果。

此技術帶來了在當時無與倫比的含有效資訊的影象解析度,而且能以提高光點數目、建立更精細的3D面部模型提高安全性。

這些計算量在當時必須要用蘋果A11晶片的神經生物引擎,通過神經網路技術來進行機器學習和演算法優化。才能做到隨使用者使用更新內部儲存的面部識別資料、讓識別基準與使用者本人面部變化基本同步等等功能。

時移世易,三五年間,當時的尖端技術就落伍到鞋底泥一樣,跑不動新功能了。更慘的是,即使到現在,小編還是買不起iPhone……

參考資料:

https://www.theverge.com/2022/1/27/22904908/apple-ios-15-4-beta-1-developer-face-id-mask
https://thenextweb.com/news/why-face-id-with-mask-iphone-12-analysis
https://www.cnbeta.com/articles/tech/1231365.htm
https://www.macrumors.com/2022/01/27/face-id-mask-ios-15-4/
https://www.patentlyapple.com/patently-apple/2021/11/apple-invents-advancements-for-their-truedepth-camera-to-improve-face-id-and-3d-mapping-for-idevices-future-mr-headset-and-s.html
https://www.tomsguide.com/news/finally-ios-154-lets-you-use-face-id-with-a-mask-and-we-tested-it
https://www.reddit.com/r/apple/comments/se5pco/ios_154_enables_face_id_support_while_wearing_a/

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