iPhoneX終於在蘋果2017年秋季新品釋出會亮相，包括全面屏、無線充電和人臉識別的新特性早已曝光，8388的起售價也成了史上最貴iPhone。釋出會上蘋果營銷高階副Quattroporte菲爾·席勒(Phil Schiller)說Face ID技術是“解鎖手機和保護使用者資訊的未來”。但許多人可能還是會疑惑，iPhoneX在夜間或者光線不足的情況下還能進行人臉識別嗎?

  iPhoneX Face ID

  不久前，支付寶影片展示刷臉就可以在KFC的自助點餐機上成功點餐，並且該自助點餐機的人臉識別系統在不同髮型，不同裝束下都成功識別，可見人臉識別的應用已經取得了一定的進展。不過，今年釋出的三款新iPhone只有一款採用人臉識別，其他兩款仍然採用Touch ID作為解鎖方式，可見人臉識別應用於手機仍然存在難度。那麼iPhoneX是如何實現人臉識別的?Phil Schiller介紹說Face ID採用了TrueDepth相機技術及其配置的相應子系統，其中包括紅外感測器、照明器、點陣投影儀、距離感測器和環境光線感測器等各種感測器裝置。當用戶看著手機時，它會向面部投射30,000個不可見的IR點，相機會捕捉並拍攝影象，然後將其與儲存的面部影象進行對比。這一切都是實時發生的。該功能整合了神經網路技術以及其他感測器技術，能夠有效區分不同面部，並且辨別手機前的人像是否只是一張照片，其也可以檢測到使用者是否戴著口罩。

  上述的解釋雖然通俗易懂，我們可以從更深的層次去理解iPhoneX的Face ID。想要實現理想的人臉識別，需要透過3D成像獲得對人臉識別非常重要的景深資訊。目前，3D成像方面最主流的有結構光(Structured Light)和TOF(Time Of Flight)兩種技術。對比兩種技術可以發現，結構光的優勢在於3D感測器解析度比TOF高很多。並且由於結構光是隻照射其中區域性區域，而TOF是鐳射全面照射，所以結構光的功耗也比較低。但結構光同樣也有缺點，比如邊界線不太清晰，拍人的時候有時會胖一點有時會瘦一點。TOF作為單點測距效果不錯，已經應用到手機的前置測距。但TOF如果要追趕解析度和幀數，功耗會達到手機無法承受的程度。TOF另一個缺點是噪點比較大，用光測量距離如果距離太長會產生噪點，同時邊沿精度會降低。鑑於結構光和TOF在解析度、幀率等方面的差別，手機裡結構光的基線又必須限制在25毫米以內，近距的精度跟TOF差不多甚至好一點，遠距精度比TOF差，因此針對不同的應用手機廠商會選擇不同的解決方案。

  蘋果具體是怎麼做的?據一名資深工程師分析，蘋果在2013年收購了PrimeSense，該公司的結構光3D感測器就應用於微軟Kinect體感裝置，因此蘋果用結構光實現人臉識別就水到渠成。結構光的整個結構由發射機構和接收機構兩部分組成。發射部分有940nm VCSEL鐳射器，現在很多手機上用的鐳射對焦器跟這是一個原理，鐳射器前面有一片DOE(衍射光學器件)，主要目的是形成在目標上的不同的散斑編碼，這次蘋果用的就是在人臉上形成一副帶有編碼資訊的圖片。接收端的晶片選用ST的1.4M的紅外影象感測器，這是由於拍攝人臉上的帶有鐳射編碼資訊的影象傳輸給ISP處理，根據這幅影象和DOE上的編碼進行解碼來產生3D的距離資訊並生成一副帶有深度資訊的人臉影象並與本機儲存的人臉深度資訊進行對比，準確率達到一定百分比即可解鎖。因為影象感測器一直有光輸入的，940nm的鐳射一直髮射，實際上可見光都是被遮蔽的，只接收發射的940nm光線，可見光沒用，所以並不存在晚上會不好用或者失效的問題。這就從技術上解讀了iPhoneX的Face ID以及TrueDepth相機。

  圖：結構光3D感測器

  另外，僅結構光也包括單目+投影鐳射，雙目+投影鐳射的方法。這一領域有一定領先優勢的英特爾採用雙目+投影鐳射的方式，但體積較大不適合手機，單目體積較小，但是演算法比較複雜。結構光的計算部分也有兩種解決方案：一種是直接用手機的AP進行純軟體計算，比較消耗AP的計算資源。還有一種是DSP晶片加軟體演算法，成本跟用ASIC差不多，但是解析度較低。從釋出會介紹我們可以知道，蘋果人臉識別的實現依賴於具有執行諸如機器學習和人工智慧等應用的強大功能，雙核神經引擎每秒可進行6000億次操作的A11移動處理晶片。因此如果使用者更換頭髮或戴上帽子，或者戴上眼鏡，Face ID依舊可以有效工作。如果使用者的臉隨著時間的推移而變化，比如說長了鬍子等Face ID一樣可以適應。

  既然人臉識別在夜間或者可見光不佳的情況下並不會受到影響，強大的處理效能保證了其識別的效果，同時3D攝像頭所能實現的功能也不像虹膜識別一樣僅能做為身份認證，那麼3D感測器還有哪些功能值得期待?比如美顏功能，由於3D攝像頭可以採集到景深資訊，因此針對人像的美化立體感將會更佳，光影效果、鼻子旁邊側面的陰影都可以做比較精細化的處理，處理完之後人像看起來更有立體感，美化效果也更好。再如，透過3D攝像頭結合人體立體資訊，在一定距離範圍下可以對手指的每一個關鍵做了非常精準的控制，這也可能為手機互動帶來新變革。除此之外， AR遊戲、3D測距、3D室內導航等功能也值得期待。

  蘋果的每一個革新都可能影響一個產業，TrendForce旗下拓墣產業研究院表示，隨著蘋果iPhoneX中放入3D感測功能，吸引不少廠商投入3D感測產品佈局，預期移動裝置3D感測模組市場產值將於2017年出現跳躍性成長，市場規模預計將從2017年的15億美元成長到2020年的140億美元，年複合成長率為209%。

  圖：2016-2020年移動裝置3D感測模組產值

感謝邀請。答案是肯定的，無論是蘋果官方的介紹，還是科技媒體的測試，iPhone X的Face ID面部識別，都可以在晚上黑暗環境下工作。

也就是說，晚上不不用開燈，依然可以解鎖iPhone X。這是小米Note 3、vivo X20等手機的面部識別達不到的。

之所以能實現不開燈解鎖，是因為iPhone X的Face ID模組，也就是大家俗稱的“劉海”部分，八顆感測器和元件，包括：揚聲器、麥克風、700萬畫素前置鏡頭、點陣投影器、環境光感應器、距離感測器、泛光感應元件、紅外鏡頭。

其工作原理是，Face ID內建的TrueDepth Camera原深感攝像頭會投射30000個使用者看不見的點，來驗證和比對使用者面部識別資料，然後透過紅外鏡頭捕捉面部紅外影象。大家都知道，紅外鏡頭可以在黑暗環境下捕捉拖箱，所以不開燈也難不倒它。這樣設計的好處是，使用者在晚上拿起手機可以隨時解鎖，檢視時間、通知以及其它資訊，而不用再開燈，使用者體驗的便捷性上大大提升。

諸如小米Note 3、vivo X20的面部識別均是透過軟體演算法（沒有硬體模組支援），透過前置攝像頭比對面部資料，技術難度和解鎖精度、使用範圍，都跟iPhone X的Face ID相差甚遠。

也難怪有人說，iPhone X的Face ID領先了安卓至少一年。的確，現在無論是三星、華為還是小米，都無法實現iPhone X的3D結構光人臉識別。有傳聞稱，三星正在S9上測試，但用到手機上，恐怕至少也要到Note 9了。

除了黑暗環境下，Face ID在使用者使用者戴眼鏡、戴帽子、太陽鏡等條件下也能順利解鎖，但是使用者閉眼就無法工作了。另外，Face ID還能有效辨別出照片、人皮面具等偽裝，外媒的測試中，這些都無法騙過Face ID。也就是說，有人拿著你的照片，甚至複製你的人臉面具，都無法解鎖手機。但Face ID無法有效識別雙胞胎。外媒實測顯示，有很大機率，雙胞胎能騙過Face ID，這也是它現在比較明顯的缺陷。從這一點來說，不如指紋識別。當然，相信隨著技術進步，Face ID會進化的更加完美，說不定以後連雙胞胎也能辨別了。

能！因為它有一個紅外光源（點陣投影器）和紅外鏡頭，即使在黑暗中也能借助紅外光線來識別你的臉。請看iPhone X的劉海部分功能原件說明。對！有紅外鏡頭。