從智能門鎖，看3D視覺的安全性突圍

文丨智能相對(duì)論

作者丨葉遠(yuǎn)風(fēng)

“一張照片就可能騙它開門”，隨著智能門鎖的廣泛普及，最近有關(guān)人臉識(shí)別的安全性質(zhì)疑聲音越來越多，守護(hù)家庭關(guān)口的敏感性，也讓大眾對(duì)這種質(zhì)疑相對(duì)其他場(chǎng)景要更加關(guān)注。

而事實(shí)究竟如何，一個(gè)智能門鎖產(chǎn)品背后又透露出人臉識(shí)別的哪些現(xiàn)實(shí)？

不久前，人民網(wǎng)安徽頻道專門做了一期門鎖產(chǎn)品測(cè)評(píng)視頻，采用打印高清照片、立體仿真頭部模型對(duì)兩款3D人臉識(shí)別門鎖樣品分別進(jìn)行安全攻擊測(cè)驗(yàn)，結(jié)果高清照片無一獲得通過，而立體仿真頭部模型則有一款產(chǎn)品錯(cuò)誤地認(rèn)證通過。

這側(cè)面印證了兩件事：

第一，在經(jīng)過長時(shí)間發(fā)展后，當(dāng)下市面上的智能門鎖產(chǎn)品，或者說大部分的采用3D人臉識(shí)別技術(shù)方案的門鎖，在抵抗2D圖像迷惑這方面都具備一定的能力，“一張照片騙認(rèn)證”已經(jīng)比較難（不是沒有可能）。

第二，當(dāng)下的智能門鎖產(chǎn)品以及人臉識(shí)別技術(shù)，“魔”與“道”的較量更多集中到了3D視覺，“翻篇了”。而在這里確實(shí)有很多產(chǎn)品和技術(shù)不過關(guān)，但也有能夠準(zhǔn)確識(shí)別欺詐和其他風(fēng)險(xiǎn)行為的產(chǎn)品和技術(shù)，已經(jīng)不能一概而論。

這是因?yàn)?，一個(gè)包含了所有信息的3D視角的臉“全世界唯一”，3D視覺采集和重建的數(shù)據(jù)越精準(zhǔn)、越接近這個(gè)“全世界唯一”，則人臉識(shí)別的認(rèn)證就應(yīng)當(dāng)越安全，但目前3D視覺賽道上有各種技術(shù)流派，在讓用戶成為“全世界唯一”、沒有其他欺詐“替代品”這件事上所能達(dá)到的程度并不相同。

毫無疑問，誰更能無限迫近“全世界唯一”的安全性目標(biāo)，誰就能在智能門鎖場(chǎng)景下排除質(zhì)疑、掌握市場(chǎng)先機(jī)，而這其中，3D結(jié)構(gòu)光方案逐漸凸顯出來。

智能門鎖3D視覺技術(shù)多種模式并行，3D結(jié)構(gòu)光凸顯

目前市場(chǎng)上應(yīng)用到智能門鎖場(chǎng)景下的3D視覺方案主要有三種：

結(jié)構(gòu)光方案，即通過三維感知相機(jī)采集人臉的幾何形狀、尺寸和近紅外紋理信息，進(jìn)行高精度重建、識(shí)別，可以近似認(rèn)為等于用大量細(xì)密的“點(diǎn)”立體繪制了一張精細(xì)化的臉。

雙目方案，基于視差原理來獲取面部的三維幾何信息，這種方案如要通俗理解，有點(diǎn)類似于普通人在電影院利用左右眼視差看3D電影里獲得了立體感，某種程度上更像是2D技術(shù)的一種3D化，不是真正的3D。

TOF方案，即用紅外光（激光脈沖）對(duì)外發(fā)射后收集反射回來的光線，測(cè)算反射時(shí)間確定位置和遠(yuǎn)近信息，大量數(shù)據(jù)組合后得到一個(gè)立體的3D模型，有點(diǎn)像普通人比較熟悉的超聲波反射定位。

實(shí)際上，由于TOF方案面臨傳感器技術(shù)不成熟等問題，目前在智能門鎖賽道上出現(xiàn)的主要是前面二者，而結(jié)構(gòu)光似乎更受青睞，人民網(wǎng)的評(píng)測(cè)視頻中提到拒絕了立體頭部仿真模型欺詐攻擊的門鎖產(chǎn)品其人臉識(shí)別技術(shù)來自一家創(chuàng)新企業(yè)的盧深視，而這家公司同樣主攻的是3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)。

結(jié)構(gòu)光方案和雙目方案不能說有絕對(duì)的優(yōu)劣之分，各有產(chǎn)品適用，但是，3D結(jié)構(gòu)光方案看起來更適合于門鎖場(chǎng)景。

一方面，雙目方案擁有更低成本優(yōu)勢(shì)但在安全性上不及結(jié)構(gòu)光方案，它在一定安全需求范圍內(nèi)還是“稱職”的，就像一般人的安保不可能都強(qiáng)求達(dá)到總統(tǒng)級(jí)別，多大的重要性、多大的預(yù)算選擇對(duì)應(yīng)的安全即可——只不過，對(duì)守著家門安全的門鎖來說，越來越嚴(yán)重的擔(dān)憂情緒注定讓“性價(jià)比”讓位于更高的安全需求，因此成本更高一些的結(jié)構(gòu)光方案就成了更多廠商的選擇。

另一方面，結(jié)構(gòu)光方案在5米以內(nèi)的近距離精度更高，但隨距離增加精度會(huì)相應(yīng)下降，但也恰恰是這個(gè)“缺點(diǎn)”，讓結(jié)構(gòu)光方案在手機(jī)、智能門鎖、閘機(jī)等場(chǎng)景下更有用武之地。

國內(nèi)某家人工智能公司曾經(jīng)做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，選取20款手機(jī)接受同一個(gè)人臉識(shí)別的欺詐攻擊，結(jié)果只有iPhone11經(jīng)受了考驗(yàn)，而其余19 款國產(chǎn)手機(jī)全部被“攻破”，而iphone11 Face ID采用了的正是3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，老牌的蘋果與的盧深視這種創(chuàng)新公司，在智能手機(jī)與智能門鎖這里都對(duì)3D結(jié)構(gòu)光情有獨(dú)鐘。

例如，宣稱是小米首款高端智能的3D人臉識(shí)別旗艦產(chǎn)品的小米人臉識(shí)別智能門鎖X，作為一款“不能失手”的產(chǎn)品，在人臉識(shí)別上選擇與的盧深視合作，定制了其3D人臉識(shí)別的模組重明，同時(shí)保證了安全性、高識(shí)別速度等需求。

產(chǎn)業(yè)鏈上頭部廠商的認(rèn)可和產(chǎn)品落地，讓做到了領(lǐng)先的技術(shù)快速走向市場(chǎng)，除了小米之外，的盧深視還成為了中海地產(chǎn)的門鎖供應(yīng)商，實(shí)現(xiàn)了B端的批量業(yè)務(wù)擴(kuò)展。

當(dāng)然，智能門鎖只是3D結(jié)構(gòu)光在眾多場(chǎng)景應(yīng)用的一個(gè)典型，后者已經(jīng)深入眾多對(duì)安全需求嚴(yán)苛的場(chǎng)景當(dāng)中。

例如，的盧深視的邊疆三維人像卡口項(xiàng)目在某邊疆省份全境上線，總通行人數(shù)超過百億；又例如，金融支付方面，為支付寶提供3D人臉識(shí)別模組的創(chuàng)新企業(yè)奧比中光當(dāng)下市值已經(jīng)達(dá)160億，而支付寶的老對(duì)手微信支付將的盧深視納入其刷臉支付3D攝像頭供應(yīng)商名單，它們都在主攻3D結(jié)構(gòu)光。

此外，廣州地鐵18號(hào)條線近2萬臺(tái)刷臉乘車設(shè)備及千萬大庫精準(zhǔn)識(shí)別系統(tǒng)同樣獲得了來自的盧深視的支持，長沙、深圳、紹興、佛山等城市也在積極探索。

公認(rèn)的安全性和場(chǎng)景契合度，讓3D結(jié)構(gòu)光方案快速完成著市場(chǎng)落地，也讓的盧深視這類創(chuàng)新企業(yè)的業(yè)務(wù)以項(xiàng)目實(shí)際落地的方式迅速擴(kuò)張。

以“全世界唯一”的安全性為終點(diǎn)，3D結(jié)構(gòu)光正在完成“三步走”

3D結(jié)構(gòu)光具備多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，而其在智能門鎖這里的發(fā)展，目前正在經(jīng)歷“三步走”。

第一步，強(qiáng)化底層技術(shù)。

從3D結(jié)構(gòu)光的技術(shù)原理可以看出，“光點(diǎn)”的細(xì)密程度很大程度上決定了3D重建的精細(xì)度，因此，技術(shù)方案越“細(xì)”，則智能門鎖的安全性就會(huì)越好。

所以，能夠看到的盧深視在其技術(shù)描述中有“亞毫米級(jí)三維感知能力”這樣的表達(dá)，原因就在于此，在硬件、軟件層面，廠商們?cè)诓粩嗤黄七@類底層技術(shù)。

目前，的盧深視提供的消費(fèi)級(jí)高精度3D結(jié)構(gòu)光相機(jī)宣稱可以投射出三萬特征點(diǎn)、還原人臉高精度3D細(xì)節(jié)信息。加上3D結(jié)構(gòu)光方案本身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特殊場(chǎng)景（整形、陰影、大角度、戴口罩、雙胞胎相似人群，等）、惡意攻擊（2D照片、3D面具、仿生面具、高仿頭模，等）之類的智能門鎖面臨的潛在風(fēng)險(xiǎn)都能得到有效規(guī)避，很難被“攻破”。

第二步，以產(chǎn)品化適配推動(dòng)場(chǎng)景落地。

技術(shù)不僅要先進(jìn)適用，還要通過需求的適配來更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品落地，并最終反哺技術(shù)本身。

智能門鎖場(chǎng)景下，技術(shù)廠商不僅在提供算法這些軟層面的能力，更在提供能夠匹配產(chǎn)品、幫助產(chǎn)品硬件優(yōu)化的模組等。

比較典型的，的盧深視專門研發(fā)推出的3D-FaceID智能模組“重明”，以小體積、長續(xù)航來滿足智能門鎖的要求，避免技術(shù)上安全但產(chǎn)品上突兀的尷尬，可見3D結(jié)構(gòu)光方案對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的匹配也十分重要而關(guān)鍵。

當(dāng)然，這種產(chǎn)業(yè)鏈適配是有回報(bào)的，對(duì)底層AI算法而言，智能門鎖的廣泛產(chǎn)品落地將不斷反饋、加速能力的迭代。作為場(chǎng)景類比，前述某邊疆省份首個(gè)省級(jí)三維人像識(shí)別系統(tǒng)累積過檢數(shù)億人次，海量實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)讓AI算法和硬件創(chuàng)新不斷升級(jí)，成為后來者難以追趕的壁壘。

第三步，探索更多3D識(shí)別在門鎖產(chǎn)品上的應(yīng)用空間。

3D結(jié)構(gòu)光的精細(xì)化重建能力也意味著“以臉進(jìn)行身份確定”這件事之外，3D視覺還有其他方面的探索可能，例如，全面的信息采集與立體重建，很明顯可以應(yīng)用到身形識(shí)別上，不只識(shí)別臉，也識(shí)別整個(gè)人。

在極大地解決安全問題后，目前智能門鎖通過3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，還在“開門”之外嘗試做動(dòng)作判斷、表情判斷、行為意圖判斷等，幫助實(shí)現(xiàn)更好的智能化的交互體驗(yàn)，彼時(shí)的智能門鎖可能才算得上是真的智能。

當(dāng)然，在這種技術(shù)拓展下，3D結(jié)構(gòu)光的市場(chǎng)空間將變得更大，只不過技術(shù)的挑戰(zhàn)也將更明顯，畢竟，當(dāng)下無論是算法還是硬件都是專門針對(duì)面部來設(shè)計(jì)的。

結(jié)語

2021年，國家移民管理局就邊境檢查站項(xiàng)目與的盧深視達(dá)成合作，后者在西雙版納邊境管理支隊(duì)興海查緝部署3D檢查站方案，對(duì)接了智慧公安檢查站省級(jí)平臺(tái)、移民局大數(shù)據(jù)平臺(tái)，幫助識(shí)別和抓捕偷渡人員等工作。

在AI全球競(jìng)爭(zhēng)，以及數(shù)據(jù)安全嚴(yán)峻的大形勢(shì)下，獲得敏感戰(zhàn)線認(rèn)可的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，實(shí)際上已經(jīng)附帶完成了自主化的工作，例如，的盧深視的3D傳感器相機(jī)模組和對(duì)應(yīng)的算法，都具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這是這個(gè)領(lǐng)域高速發(fā)展一個(gè)不得不提及的重要背景。

而回過頭來看，能夠扼守國門并保證數(shù)據(jù)安全，這種技術(shù)應(yīng)用到智能門鎖這樣的消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品上，其安全性當(dāng)然也就沒必要質(zhì)疑和擔(dān)憂。

讓用戶實(shí)現(xiàn)“全世界唯一”的同時(shí)，3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)本身也在實(shí)現(xiàn)“全世界唯一”的獨(dú)立自主，這也使得這個(gè)賽道有了不一樣的起點(diǎn)。

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