为什么3D结构光是最适合AIOT时代的刷脸智能门锁方案？

（原标题：为什么3D结构光是最适合AIOT时代的刷脸智能门锁方案？）

智能门锁领域人脸识别技术的普及已是大势所趋。然而,在高速发展的同时,缺乏标准的刷脸门锁行业也逐渐暴露出种种问题。传统的2D人脸识别渐渐成为历史,厂商开始拥抱3D人脸识别技术,迎接3D化的潮流。

选择哪一种3D方案,成为了广大门锁厂商的“新问题”。不过,市场已经给出了答案。今年,越来越多的头部品牌锁企开始扎堆选择3D结构光人脸识别方案,以取代2D人脸识别和双目方案。3D结构光究竟如何在不同技术类别中脱颖而出,成为最适合AIOT时代的方案?

被逐个击破的2D人脸识别

“刷脸”时代已经到来,刷脸解锁、刷脸支付、刷脸通行……这些无接触交互方式极大地便利了人们的日常生活。

然而,自人脸识别技术落地以来,人们对潜在安全问题的质疑声就不绝于耳,个人信息泄露、信息被盗取的情况时有发生。种种行业乱象,让不少人将人脸识别这一技术拒之门外。

据“机器之心”报道,近日,来自清华的 RealAI(瑞莱智慧)团队仅用一副纸质眼镜,便在15分钟内破解了19款安卓手机。除了采用3D结构光人脸识别技术的iPhone11,采用2D人脸识别技术的低、中、高端安卓手机无一幸免。

实际上,2D人脸识别早已被广泛运用于公共安全领域,如人脸认证、道路监控等。2D人脸识别主要基于摄像头拍摄人脸图形并转化为数字信号,再利用计算机对图形进行人脸图片抽取、分析及匹配。

然而,2D人脸识别易受光照影响,拍摄角度也会显著影响识别效果。更重要的是,随着攻防技术的演进,2D人脸识别在刷脸支付、手机解锁、家庭安防等需要高安全性的场景下,显得力不从心。

图注:采用奥比中光3D结构光人脸识别方案的德施曼R8。

智能门锁领域的品牌锁企也因为频发的安全问题,逐步开始摒弃2D人脸识别,转而寻求3D人脸识别技术。

3D人脸识别,从场景出发

没有最好的技术,只有最合适的技术。这句话正是主流3D技术的写照。

智能门锁领域采用的3D人脸识别技术方案包括双目立体视觉、3D结构光以及ToF技术。这三种技术在不同指标下“互有胜负”,但这并不意味着技术上的优劣。门锁企业需要把它们放到不同使用场景中考量。

双目立体视觉识别技术基于视差原理,由双摄像机从不同角度同时获得被测物体的两幅数字图像,恢复出物体的三维几何信息数据。不过,双目方案十分依赖被测物体表面的纹理,难以输出密集可靠的数据,且在光线灰暗的环境中表现不佳。

3D结构光人脸识别主要通过红外光发射器,将具有一定结构特征的光线投射到人脸上,形成数万个散斑点,再由专门的摄像头采集信息,从而得出深度数据。在2米以内的短距离测距中,3D结构光是目前精度最高的3D技术,并且在近距下功耗优势明显。基于3D结构光的人脸识别技术已经在iPhone、OPPO等智能手机品牌、支付宝刷脸支付终端领域获得广泛运用,国内3D结构光的代表企业为奥比中光。

图注:结构光测量原理。

实际上,3D结构光与双目立体视觉在本质上都属于三角测距。不过,由于结构光通过投射散斑点,主动给测量环境增加了纹理信息,因此能够在弱纹理以及暗光及夜间环境下取得很好的测量效果。这一特性,让3D结构光天然比双目方案更适用于门锁解锁场景。

ToF技术的识别原理在于激光测距,根据脉冲发射和接受的时间差来测算距离,适合1m-10m范围的中距离测量,精度介于双目与3D结构光之间。根据技术路线不同,ToF可分为iToF(间接飞行时间)和dToF(直接飞行时间)。IToF在近距离也有较好的深感表现,dToF则更适合低分辨率、中远距离测距。

虽然ToF技术在手机领域也有较多应用,但ToF技术对制程能力和生产工艺的要求很高,同时在功耗上不及3D结构光,并不适合于门锁生产产线。

成立于2013年的奥比中光以3D结构光技术起家,并对3D结构光、ToF、双目等主流3D视觉感知技术路线进行了全面布局。历经八年发展,奥比中光成为了全球领先的3D视觉感知方案提供商,服务全球客户超过3000家。凭借对3D结构光特性的深入了解与在金融支付、手机等领域百万级的量产经验,奥比中光将3D结构光视为智能门锁领域最适用的人脸识别技术。

智能门锁上的3D传感器通常在不超过0.3m-1.2m的近距离范围内工作。在这个范围内,高精度、低功耗、工艺成熟且能在暗光环境工作的3D结构光方案能够发挥出最大优势。

同时,相比于传统指纹解锁等简单的生物识别方式,3D结构光人脸识别在解锁体验与安全性上实现了质的飞跃。凭借这些特性,3D结构光人脸识别有望成为智能门锁领域下一代的主流生物识别技术。

全线3D结构光方案,金融级安全

近年来,随着智能门锁市场步入黄金发展期,智能门锁的产品形态变得 “百花齐放”。品牌锁企开始拥抱以3D结构光人脸识别门锁为代表的全新产品形态。家电巨头、互联网品牌企业也纷纷“跨界”进入智能门锁行业,展开各自的布局。

在激烈的竞争中,门锁企业面临着转型升级的巨大压力。无论是在品牌营销还是在技术方案创新上,品牌门锁企业和广大长尾厂商都需要实现自身的“突围”。

4月27日,奥比中光在素有“南方锁城”之称的中山小榄举办发布会,一次性发布五大真3D刷脸门锁解决方案,完整地展现出其赋能智能门锁行业的思路。

图注:奥比中光在发布会上主打“真3D”安全性。

奥比中光五大真3D方案全线均采用识别精度极高的3D结构光,其中的核心原因在于,3D结构光不仅是最适合智能门锁应用场景的人脸识别技术,而且具有极高的安全性。

金融行业最严苛的安保体系,都是基于人脸、虹膜或静脉识别来实现。不过相对于人脸识别而言,虹膜和静脉模组成本更高,虹膜的识别精度还容易受到光线影响,推广难度大。而3D结构光人脸识别方案则具有更好的落地性。支付宝刷脸支付终端、中国银联刷脸付等产品,背后都有奥比中光3D结构光方案的加持。

此前,奥比中光基于3D结构光的人脸辨识算法和人脸活体检测技术,通过了银行卡检测中心(BCTC)的双重认证,达到金融支付级安全标准。奥比中光将曾应用于手机、支付领域的同源真3D方案转移到智能门锁领域,直接在技术上为智能门锁再添一道安全防护。

打造AIOT全新入口,赋能锁企智能化升级

从传统门锁到智能门锁,再到物联网门锁及AIOT智慧通行解决方案,智能门锁行业发展轨迹在逐渐走向高端。成千上万家门锁企业为了拥抱AIOT时代,对智能化升级提出了巨大的需求。

U1S+Shark是奥比中光此次推出的“最为通用的”3D刷脸门锁解决方案。该方案有着丰富的模组固定方式、算法板尺寸以及连接线长度,奥比中光可与门锁客户共同调整其结构。奥比中光产品总监王贵明在发布会现场透露,目前奥比中光已和超过五十家门锁企业完成U1S+Shark方案的图纸对接。

图注:U1S+Shark最薄处只有6.3毫米,薄的恰到好处。

而发布会的重磅新品U2模组更能体现出奥比中光对智能门锁市场的布局——U2是奥比中光迄今为止最小的一体化模组,它最大的优势在于极易进行设计与组装。由于U2不带算法板和排线,它能大大降低门锁厂商生产过程中的损耗,提升产能效率。

图注:奥比中光迄今为止最小的一体化模组U2。

可以看出,小巧的U2,正是奥比中光面向广大门锁厂商的一个集大成之作。通过U2模组,锁企可将具有金融支付级安全性的前沿3D结构光方案,轻松组装到智能门锁产品中。奥比中光也为厂商提供了从基础底层硬件、产品工艺、底层算法再到应用层的一站式方案,解决锁企后顾之忧。

智能门锁不仅仅是一个智能单品,随着AIOT时代的到来,它将成为家庭、酒店、公寓、学校等场所的全新智能入口。奥比中光将持续深耕3D视觉感知技术,用成熟技术供应、完全自主知识产权以及定制化开发与服务,打造行业领先的真3D刷脸门锁解决方案,与合作伙伴一起严把技术、质量、安全关,赋能门锁企业实现智能化升级。