“变脸”也骗不了！光束轮廓分析识破脸部识别“假面”

德国3D成像和红外线侦测传感器公司TrinamiX最近揭露了一项有助于防止脸部识别欺骗手段的安全技术。该公司现正与高通(Qualcomm Technologies)合作，将该技术应用于高端和低端智能手机中。

Trinamix成立于2015年，是化工巨擘巴斯夫(BASF)旗下全资子公司，但其营运是独立的。Trinamix表示，透过其专利的光束轮廓分析技术，根据实体特性区分并辨识不同的材料，以检测是否为活体皮肤。这种技术功能有助于防止用户透过硅胶面具、高解析印刷品或甚至是3D渲染的用户脸部特征，欺骗智能手机进行解锁。

这种3D传感系统可确定与光束轮廓特性的距离，处理从可见光到红外线(IR)的波长。它可从单个相机系统中提取三项数据流：2D IR影像、3D深度图，以及材质分类。虽然发布这项技术的目的在于增强智能手机和消费产品的安全性，但TrinamiX表示，该技术已用于料箱抓取(在工厂和工业环境中)、机器视觉以及对象辨识等。

TrinamiX执行董事兼创办人Ingmar Bruder在伦敦接受《EE Times》访问时说：“这是一项全新的安全解决方案，可支持Android和Windows，搭配所有平台和产业的脸部识别技术。”

他解释了这一技术背景。“目前基本上有两种深度撷取办法：飞行测距(ToF)和立体视觉，包括结构光。如今我们发现了第三种方法，称为光束轮廓分析，并为其申请了多项专利与IP。这项新技术基于反向散射特性，使用40,000个点创建了一个密集的深度图，让我们可以为每个点测量距离。”他补充说：“我们的技术基于三个关键组件：NIR摄影机模块、泛光照明和投光器，可以安装在任何脸部识别功能之上。”

随着这项新技术的发布，TrinamiX并表示加入了高通软件加速器计划，以使其“活体皮肤”检测专利技术成为各种行动设备的脸部识别标准。透过双方的合作，OEM客户可以使用TrinamiX光束轮廓分析技术，从单个摄影机系统中提取三项数据流。在Qualcomm Snapdragon行动平台上使用执行于Qualcomm Hexagon处理器的TrinamiX专有算法，可提供材料分类。

该公司表示，这种“感知”活体皮肤的能力是一种新的安全保护方法，目前已能搭配任何标准的第三方脸部识别算法使用。从智能手机到笔记本电脑等任何设备以及安全访问控制系统，均可透过该技术实现安全可靠的脸部识别。

透过单眼相机进行深度测量

尽管TrinamiX是BASF的全资子公司，但这项基于材料实体特性区分并辨识材料的能力，是TrinamiX针对传感器系统的研发成果。2011年，其于BASF工作的科学家在表征开发中的光电材料时有了意外的发现。一开始他们认为这项发现是个错误，后来才证明它其实是令人大开眼界的功能，可通过单眼系统进行瞬时深度测量。随着TrinamiX的发展，除了化学和物理学的基础研究，也着重于3D成像的算法设计、基于云端的光谱服务，以及跨多个产业的光纤距离测量。

在3D成像，光束轮廓分析技术可透过单个相机，将标准相机和投光器转变为可进行传感的成像系统。光束轮廓分析透过从一个系统中提取包括2D影像、3D深度图和材料分类等三项数据流，以增加物体和用户辨识的可靠性。使用执行在多种不同平台(如PC的CPU或GPU或嵌入式运算单元的DSP)上的专有算法完成分析。

在料箱抓取应用中，机器人可以根据技术辨识物料的能力来训练自己，学会辨识箱子或容器，从而可以动态定义箱子或容器的边界。

Bruder说：“您可以根据实际材料训练系统。在机器人拣选中，您无需预先定义边界，因为系统可以查找物料和边界。它还可以对物料进行分类，例如在回收时。”

他说，除了工业应用外，该公司还希望透过现有的硬件和软件进军消费市场。

例如，“我们可能会看到首先采用这种技术的首批产品之一是扫地机器人。目前正在评估中，但产品可能会在2021年投放市场。同时，在消费类产品中，我们将在2021年初看到使用光束轮廓分析的高端和低端智能手机。”