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        iPhone X的Face ID:您應(yīng)該知道的蘋果人臉識別技術(shù)

        2017-10-27 13:56:59GlennFleishmanCharles
        計(jì)算機(jī)世界 2017年40期
        關(guān)鍵詞:人臉指紋蘋果

        Glenn+Fleishman++Charles

        蘋果iPhone X推出了一種新的方式來保護(hù)手機(jī)——Face ID。您對此可能有疑問,我們這篇關(guān)于常見問題的文章會給出答案。

        即將推出的iPhone X將使用“Face ID(蘋果的人臉識別技術(shù))”,這一技術(shù)通過紅外線和可見光掃描來唯一地識別您的面部,從而解鎖您的iPhone X。該公司宣稱,它能在各種條件下工作,非常安全。但是,除了蘋果,還沒有人能證實(shí)它的效果怎樣。

        這帶來了很多關(guān)于Face ID的問題。當(dāng)您考慮是否要在11月3日iPhone X開始發(fā)售時去買一部,我們會幫助您得到答案。

        什么是Face ID?

        Face ID是生物特征識別的一種形式。它不是密碼(您知道的東西),也不是安全加密狗或者身份認(rèn)證程序(您有的東西),生物特征識別就是您自己。指紋識別也是一種生物特征識別技術(shù)。

        就像Touch ID(蘋果的指紋識別技術(shù))可以采用一個或者多個指紋一樣,F(xiàn)ace ID依賴于您臉部獨(dú)特的特征。蘋果公司信心滿滿的說,其技術(shù)克服了五道障礙:

        首先是準(zhǔn)確地掃描您的臉部,以便以后能進(jìn)行識別。

        新掃描和存儲的掃描進(jìn)行比較,任何時候都能非常靈活的識別出您。

        在各種照明條件下掃描您的臉部。

        隨著年齡的增長,發(fā)型的改變,留了胡子,眉毛變了,做了整容手術(shù),等等,更新您的面部細(xì)節(jié),仍然能識別出您。

        不允許面貌相似的人、照片、面具,或者其他技術(shù)來解鎖您的手機(jī)。

        如果您曾隨著時間的推移遇到過Touch ID和您的指紋帶來的問題,那可能會懷疑掃描并識別人臉是不是也很麻煩。有可能!

        什么設(shè)備使用Face ID?

        在此次發(fā)布中,只有iPhone X包括了Face ID。

        Face ID會代替Touch ID嗎?

        目前為止,F(xiàn)ace ID的硬件要求只有即將推出的iPhone X能夠滿足。所有其他iPhone新機(jī)型和現(xiàn)在的所有機(jī)型都將保留Touch ID。蘋果可能會選擇保留Face ID以突出其高端產(chǎn)品優(yōu)勢,但考慮到該公司之前高端功能的推出習(xí)慣,可能會在2018年末推出的iPhone新機(jī)型,以及隨后推出的iPhone SE中采用這一功能。也有可能出現(xiàn)在未來更新后的iPad Pro上,但也許直到2018年第二季度,甚至年中才推出。

        Face ID能用來干什么?

        您現(xiàn)在所做的同樣的事情:蘋果支付、應(yīng)用商店采購,以及目前依賴于Touch ID的第三方應(yīng)用程序。還不清楚是不是點(diǎn)擊現(xiàn)在顯示為指紋圖標(biāo)的應(yīng)用程序就能啟動Face ID,而且要一直等待Touch ID的確認(rèn)。您必須點(diǎn)擊一個Face ID圖標(biāo)才能啟動,或者它能自動啟動?

        第三方也可以使用面部映射,但達(dá)不到蘋果人臉識別的水平。相反,它只是提供一個實(shí)時深度映射,就像在iOS 11提供的后置雙攝像頭系統(tǒng)一樣。

        我怎樣設(shè)置Face ID?

        和Touch ID一樣,F(xiàn)ace ID使用一個“注冊”過程。您可以進(jìn)入“Settings > Face ID & Passcode”,點(diǎn)擊“Enroll Face”,然后iPhone將使用前置攝像頭和紅外傳感器,在一個圓圈內(nèi)顯示您的面部,周圍環(huán)繞著綠色標(biāo)記。注冊軟件會隨屏疊加準(zhǔn)3D標(biāo)記,顯示您的眼線和面部中心線。當(dāng)采集到您的面部特征后,會提示您在一個圓圈里移動您的頭部。

        蘋果說,Touch ID被其他人解鎖的概率是五萬分之一,這是相當(dāng)?shù)偷母怕?,因?yàn)槌硕啻螄L試,沒有別的方法去試著解鎖。蘋果說,對于Face ID,與另一張臉匹配的概率是百萬分之一。蘋果全球營銷高級副總裁Phil Schiller在iPhone X發(fā)布會上,的確說到,“如果有人與您有密切的親緣關(guān)系,那么這一統(tǒng)計(jì)概率會增大”——比較明顯的就是雙胞胎。

        Face ID是怎樣工作的?

        蘋果結(jié)合了紅外發(fā)射器和傳感器(稱其為TrueDepth),在您的臉部涂上3萬個紅外光點(diǎn)。測量反射光,為每一個點(diǎn)計(jì)算從攝像頭到這個點(diǎn)的深度和角度。這樣就建立了面部3D指紋,用于以后進(jìn)行比較,使用與Animoji相同的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時跟蹤,這個會說話的動物頭像(甚至是一堆便便)會模仿您的面部表情和唇部動作,以及其他的自拍特效。

        Face ID收集的信息用于蘋果的新功能Animoji進(jìn)行實(shí)時跟蹤。

        怎樣使用Face ID來解鎖手機(jī)?

        謝天謝地,手機(jī)好在不是一直在掃描我!相反,您需要采用一種方法來喚醒手機(jī),其中包括喚醒或者按一下睡眠/喚醒按鈕,然后您看著手機(jī)。蘋果說紅外傳感器應(yīng)能穿透太陽鏡,但是您的眼睛要睜開——這樣,孩子們即使趁著父母睡著的時候,偷偷溜進(jìn)父母的房間,也不能解鎖手機(jī),除非父母睜著眼睛睡覺。

        為了避免無意解鎖,蘋果說Face ID是“關(guān)注注意力的”。如果您不仔細(xì)地看著手機(jī)——也就是說,手機(jī)鎖屏?xí)r,您在看別的地方或者干別的事情,就不會進(jìn)行解鎖操作。對于這種注意力感知功能,用戶可以把它作為輔助選項(xiàng)而關(guān)閉。

        蘋果說,能夠在各種照明條件下使用Face ID,包括暗室。在iPhone X的一個應(yīng)用場景中,蘋果展示了“泛光照明”,在黑暗中提供紅外照明,以幫助TrueDepth系統(tǒng)。沒有使用可見光,因此在所有照明條件下都看不到掃描。

        Face ID實(shí)際上并沒有發(fā)出任何可見光。您在蘋果宣傳材料中看到的光只是用來說明的。

        Face ID安全嗎?

        蘋果對注冊和比較的解釋與Touch ID非常相似。注冊過程中,通過單向通道把數(shù)據(jù)發(fā)送到“安全飛地(Secure Enclave)”——這是一種特殊的防篡改芯片,被深度綁定在iPhone和iPad的架構(gòu)中,只對有限的信息做出響應(yīng),比如在解鎖進(jìn)行蘋果支付時才會確認(rèn)匹配。安全飛地還存儲了一些其他私人信息。endprint

        因此,蘋果不會收集這些信息,而是集中處理,也不會存儲在設(shè)備上,破解手機(jī)、手機(jī)備份或者手機(jī)通信時截取信息等手段都不能得到這些信息。

        然而,人們?nèi)匀粨?dān)心,對于在蘋果控制下的私有技術(shù),政府可能會強(qiáng)制要求輸出或者提取面部識別信息,與政府正在尋找的面孔進(jìn)行比較。

        然而,對于目前的硬件架構(gòu),這似乎不太可能。蘋果已經(jīng)設(shè)計(jì)好了它的系統(tǒng),因此沒有可行的方法來重新修改它,讓人臉(或者,采用Touch ID時,是指紋)信息流向不同的地方。要想這樣,則必須再造一款全新的手機(jī)和新固件。

        有人能愚弄Face ID嗎?

        答案應(yīng)該是否定的,這基于蘋果所采取的方法:數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量、使用紅外線掃描,以及注意力關(guān)注等。采用其他系統(tǒng),人們使用了照片、石膏模型等其他方法,F(xiàn)ace ID看起來都拒絕了。石膏模型雖然能夠與人臉100%相同,但反射的光不一樣,因?yàn)閺幕铙w皮膚反射的紅外線不同于無生命材料所反射的紅外線。

        您可以想象,當(dāng)手機(jī)上市后,安全研究人員(政府機(jī)構(gòu))將開始測試怎樣愚弄Face ID,可能取得有限的成功,而蘋果知道后,會增強(qiáng)對這些變通辦法的威懾。

        可以對Face ID進(jìn)行設(shè)置,多個人的面部解鎖同一部iPhone嗎?

        目前為止,iPhone X只識別一張臉。未來可能會發(fā)生變化。但是您的配偶、伴侶或者其他人不能再通過生物識別手段進(jìn)入您的手機(jī)——這與您通過使用Touch ID來注冊他們的指紋不同。您需要與他們共享密碼。

        Face ID也能認(rèn)出有色人種的臉嗎?

        我們希望蘋果已經(jīng)從其他公司在機(jī)器學(xué)習(xí)和身體識別上所犯的錯誤中汲取了教訓(xùn),即對于有色人種自動照片標(biāo)注、面部識別的準(zhǔn)確度不高,而且還有一些其他問題。(有一個視頻,一個人無法使用干手器,就是因?yàn)楦墒制髯R別不出他手的顏色。)

        目前廣泛應(yīng)用于語音、圖像和其他識別方法的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)依賴于訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫。公司或者學(xué)術(shù)項(xiàng)目必須找到經(jīng)常使用的數(shù)億個實(shí)例,正確的進(jìn)行標(biāo)記后,送入到深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)中,讓深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)自我學(xué)習(xí),能更籠統(tǒng)的識別出特征,而不是精確地匹配。

        過去,這些訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫顯然偏重于白人面孔,偏向男性,導(dǎo)致種族歧視和令人不快的結(jié)果。蘋果副總裁Phil Schiller在一次主題演講中說,蘋果使用了十億幅圖像來訓(xùn)練Face ID。蘋果的軟件工程高級副總裁Craig Federighi在TechCrunch上解釋說,“我們在全球收集數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)集在地理和種族上都覆蓋了很廣的范圍。這兩種因素都用于測試和驗(yàn)證,都有很高的識別率?!保ㄗⅲ菏畠|幅圖像并不意味著十億張臉。Federighi告訴TechCrunch,公司得到了許可,可以對很多人進(jìn)行細(xì)致的掃描。)

        在發(fā)布中,以及在其網(wǎng)站上,蘋果在Face ID和其他TrueDepth部分所使用的有色人種全球比例要高于美國或者歐洲的比例,并展示了雀斑非常嚴(yán)重的面孔,以及頭發(fā)非常精致和非常蓬松的女性。這不過是一種營銷信息,可能是由技術(shù)和Federighi的聲明提供了支持。

        蘋果還把Face ID注冊嚴(yán)格限制在設(shè)備上,這意味著不能直接從實(shí)際應(yīng)用中學(xué)習(xí)算法對某些具體人臉的識別情況。從隱私的角度來看這很好,但可能會導(dǎo)致尷尬的結(jié)果。(Federighi向TechCrunch證實(shí),不會以任何方式把客戶對Face ID的使用情況送入到訓(xùn)練系統(tǒng)中。他告訴新聞媒體,“當(dāng)客戶注冊Face ID時,我們不收集客戶數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)就停留在設(shè)備上,我們不會把它發(fā)送到云端用于訓(xùn)練數(shù)據(jù)?!保?/p>

        蘋果將其Face ID的硬件設(shè)置稱之為“TrueDepth攝像系統(tǒng)?!?/p>

        Face ID用起來會不會比Touch ID更煩人?

        這完全是主觀的,如果您喜歡不用花太多的注意力就能解鎖您的手機(jī),習(xí)慣于滑動手指和觸摸,按下按鍵解鎖,甚至看都不看手機(jī),那么,您可能會覺得Face ID比Touch ID更煩人。有些人不喜歡Touch ID,希望使用不同的方法,減少交互,那么Face ID可能就是他們想要的。

        其他手機(jī)也有面部識別,但不太好。蘋果的Face ID會好一些嗎?

        蘋果所進(jìn)入的這一市場實(shí)際上是人們徹底失望的市場,以前的技術(shù)嘗試都失敗了。聽起來很熟悉?紐約時報的Samsung Note 8評論文章提出了非常嚴(yán)厲的意見(這款手機(jī)具有虹膜、人臉和指紋掃描功能):“對于一些生物識別技術(shù),包括能夠通過掃描人臉或者虹膜來解鎖手機(jī),人們都很少用,因?yàn)樗麄冇X得這是營銷噱頭,而不是實(shí)用的安全功能?!?/p>

        在所有人都開始使用Face ID之前,我們不知道它是否會達(dá)到蘋果設(shè)定的目標(biāo)——這一功能的廣泛應(yīng)用,而其他公司在此已經(jīng)失敗或者用的很少。在Touch ID應(yīng)用的初期,總體上是好的,但很多人包括筆者在內(nèi),都不得不經(jīng)常性的重新訓(xùn)練指紋。隨著時間的推移,這個問題似乎已經(jīng)解決了,因?yàn)樵谡搲镌?jīng)很普遍的抱怨現(xiàn)在已經(jīng)很罕見了。

        真正的考驗(yàn)是時間:當(dāng)您改變了化妝、眼鏡和發(fā)型的時候,隨著時間的流逝我們逐漸老去的時候,F(xiàn)ace ID還能跟得上我們嗎?

        在演示中,對蘋果高管Craig Federighi進(jìn)行的Face ID識別好像失敗了。蘋果后來解釋說,在Federighi訓(xùn)練手機(jī)之后,有一些人在演示之前動過了手機(jī),超過了不匹配的上限,觸發(fā)了一種安全功能,鎖定了Face ID,應(yīng)該是這樣的。

        我必須得使用Face ID嗎?

        不,您可以使用密碼。

        怎樣禁用Face ID?

        您有幾種選擇:

        您可以在iOS 11中使用設(shè)置來禁用它。

        您可以把手機(jī)關(guān)機(jī),然后重啟。

        您可以進(jìn)行五次失敗的嘗試來解鎖它。

        您可以連續(xù)五次按下喚醒/睡眠按鈕。(這會禁用所有型號iOS 11的Touch ID。)

        您可以按下并一直按住喚醒/睡眠按鈕,以及手機(jī)另一側(cè)的音量按鈕。這種新選擇觸發(fā)了息屏,但也會禁用Face ID。(這也適用于在iPhone 8和8 Plus上禁用Touch ID,但不適用于老機(jī)型。)

        我什么時候不能使用Face ID?

        在一些情況下,您必須使用密碼(這些參數(shù)也適用于Touch ID):

        重新啟動后。

        任何48小時內(nèi),您沒有使用Face ID來解鎖手機(jī),之后將不能使用它。

        每六天,開始八小時計(jì)時,如果您在這八個小時內(nèi)不使用Face ID,那么在下次解鎖時,會提示您輸入密碼。

        嘗試通過Face ID解鎖手機(jī)失敗了五次。

        禁用了上面列表中未提及的任何其他技術(shù)之后。

        Glenn Fleishman——資深撰稿人

        原文網(wǎng)址:

        http://www.macworld.com/article/3225406/iphone-ipad/face-id-iphone-x-faq.htmlendprint

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