随着苹果发布会公布支持Face ID的iPhone X，支持刷脸的iPhone一下子成为了热议的话题。甚至出现了各种段子对该技术进行调侃。今天小星也来凑个热闹分析一下iPhone刷脸背后的技术。以及相关人脸识别技术在汽车当中的应用。
人脸识别Face ID关键传感器
iPhone X采用了全面屏技术，因此正面几乎完全被屏幕覆盖。其人脸识别的关键传感器则全部集中在屏幕顶端的“刘海”区域中。
↑支持Face ID人脸识别的iPhone X （来自苹果官网）
iPhone X顶端的传感器区域包含（从左至右）红外摄像头、接近传感器、泛光补光灯、环境光传感器、话筒、麦克风、前置7百万像素摄像头、点阵投射器。而其中最左边的红外摄像头和最右边的点阵投射器是Face ID人脸识别技术的重中之重。
↑iPhone X 配备的前部传感器（来自苹果官网）
通过点阵投射器可将3万个肉眼不可见的红外光点投射至脸部。然后由红外摄像头拍摄，从而获得各个点的景深信息。并通过三维建模，测量出脸部的3D图像。从而用于精确的脸部识别。
↑Face ID人脸识别原理 （来自The Verge）
汽车也能刷脸？
英飞凌半导体Infineon和汽车零部件供应商科世达Kostal合作基于一种3D摄像头技术开发了驾驶员疲劳检测的原型机。不管是在光线不佳或者强烈阳光照射的情况下，都能很好地对驾驶员面部进行检测。
↑英飞凌半导体和科世达合作开发基于3D 摄像头的驾驶员疲劳检测系统（来自英飞凌官网）
↑疲劳检测系统工作在光线不佳的情况下（来自科世达官网）
↑疲劳检测系统工作在强烈阳光的情况下（来自科世达官网）
这种摄像系统的核心是3D图像传感器芯片。该芯片基于飞行时间（ToF）原理，可以测量红外光从摄像头到物体所需的往返时间。该时间与物体的距离直接相关。较之其他3D测量方法，通过ToF，可以直接测量深度数据，不需要通过复杂的算法来确定。下图为相应的3D图像传感器芯片
↑英飞凌半导体3D图像传感器芯片real 3（来自英飞凌官网）
除了疲劳监控应用以外，知道驾驶员头部的确切位置有助于通过平视显示（HUD）在挡风玻璃上投射导航信息，这样信息就能恰好在驾驶员的视线内，无缝切入驾驶员眼前的街景。这样，驾驶员就能始终在眼前的同一位置看到导航箭头—不管他头部的姿势如何。下图为相应的宝马BMW所采用增强实景AR（Augmented Reality）的平视显示（HUD）概念演示图
↑宝马增强实景AR HUD 导航交互显示系统（来自宝马官网）
德国交通部部长参观Infineon办公室时就3D摄像头技术等相关的未来交通技术“ Digital Autobahn Test Zone”进行了交流讨论（如下图，图左为德国交通部部长亚历山大 多比林特Alexander Dobrindt，图右为英飞凌全球首席执行官Reinhard Ploss博士）。
↑德国交通部部长关于未来交通技术的交流讨论（来自英飞凌官网）
综上所述，我们今天介绍了iPhone X的Face ID人脸识别技术的原理。而相应的3D摄像头技术也在汽车上的疲劳检测系统以及增强实景AR HUD 导航交互显示系统有很好的应用前景。期待着手机和汽车刷脸时代给每个人的生活带来更多便利。
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