「變臉」也騙不了！ 光束輪廓分析識破臉部辨識「假面」
2020-03-09
作者
Nitin Dahad，EE Times歐洲特派記者
德國3D成像公司TrinamiX開發出新型的臉部識別技術，有助於防止各種欺騙臉部辨識解鎖的「假面」或手段，也比 Face ID 更安全...
德國3D成像和紅外線偵測感測器公司TrinamiX最近揭露了一項有助於防止臉部辨識欺騙手段的安全技術。該公司現正與高通(Qualcomm Technologies)合作，將該技術應用於高階和低階智慧型手機中。
Trinamix成立於2015年，是化工巨擘巴斯夫(BASF)旗下全資子公司，但其營運是獨立的。Trinamix表示，透過其專利的光束輪廓分析技術，根據實體特性區分並辦識不同的材料，以檢測是否為活體皮膚。這種技術功能有助於防止使用者透過矽膠面具、高解析印刷品或甚至是3D渲染的使用者臉部特徵，欺騙智慧型手機進行解鎖。
這種3D感測系統可確定與光束輪廓特性的距離，處理從可見光到紅外線(IR)的波長。它可從單個相機系統中提取三項數據流：2D IR影像、3D深度圖，以及材質分類。雖然發佈這項技術的目的在於增強智慧型手機和消費產品的安全性，但TrinamiX表示，該技術已用於料箱抓取(在工廠和工業環境中)、機器視覺以及物件辨識等。
Ingmar Bruder
TrinamiX執行董事兼創辦人Ingmar Bruder在倫敦接受《EE Times》訪問時說：「這是一項全新的安全解決方案，可支援Android和Windows，搭配所有平台和產業的臉部辨識技術。」
他解釋了這一技術背景。「目前基本上有兩種深度擷取辦法：飛時測距(ToF)和立體視覺，包括結構光。如今我們發現了第三種方法，稱為光束輪廓分析，並為其申請了多項專利與IP。這項新技術基於反向散射特性，使用40,000個點創建了一個密集的深度圖，讓我們可以為每個點測量距離。」他補充說：「我們的技術基於三個關鍵組件：NIR攝影機模組、泛光照明和投光器，可以安裝在任何臉部辨識功能之上。」
隨著這項新技術的發佈，TrinamiX並表示加入了高通軟體加速器計劃，以使其「活體皮膚」檢測專利技術成為各種行動裝置的臉部辨識標準。透過雙方的合作，OEM客戶可以使用TrinamiX光束輪廓分析技術，從單個攝影機系統中提取三項數據流。在Qualcomm Snapdragon行動平台上使用執行於Qualcomm Hexagon處理器的TrinamiX專有演算法，可提供材料分類。
該公司表示，這種「感知」活體皮膚的能力是一種新的安全保護方法，目前已能搭配任何標準的第三方臉部辨識演算法使用。從智慧型手機到筆記型電腦等任何裝置以及安全存取控制系統，均可透過該技術實現安全可靠的臉部辨識。
透過單眼相機進行深度測量
儘管TrinamiX是BASF的全資子公司，但這項基於材料實體特性區分並辨識材料的能力，是TrinamiX針對感測器系統的研發成果。2011年，其於BASF工作的科學家在表徵開發中的光電材料時有了意外的發現。一開始他們認為這項發現是個錯誤，後來才證明它其實是令人大開眼界的功能，可通過單眼系統進行瞬時深度測量。隨著TrinamiX的發展，除了化學和物理學的基礎研究，也著重於3D成像的演算法設計、基於雲端的光譜服務，以及跨多個產業的光纖距離測量。
光束輪廓分析技術基於反向散射特性，以40,000個點創建一幅密集的深度圖，可用於測量每個點的距離。
（來源：TrinamiX）
TrinamiX解釋，該技術可依據不同的材質特性分類並辨識材料，使其得以區別活體皮膚、3D列印影像或面具。
（來源：TrinamiX）
在3D成像，光束輪廓分析技術可透過單個相機，將標準相機和投光器轉變為可進行感測的成像系統。光束輪廓分析透過從一個系統中提取包括2D影像、3D深度圖和材料分類等三項數據流，以增加物體和用戶辨識的可靠性。使用執行在多種不同平台(如PC的CPU或GPU或嵌入式運算單元的DSP)上的專有演算法完成分析。
在料箱抓取應用中，機器人可以根據技術辨識物料的能力來訓練自己，學會辨識箱子或容器，從而可以動態定義箱子或容器的邊界。
Bruder說：「您可以根據實際材料訓練系統。在機器人揀選中，您無需預先定義邊界，因為系統可以查找物料和邊界。它還可以對物料進行分類，例如在回收時。」
他說，除了工業應用外，該公司還希望透過現有的硬體和軟體進軍消費市場。
例如，「我們可能會看到首先採用這種技術的首批產品之一是掃地機器人。目前正在評估中，但產品可能會在2021年投放市場。同時，在消費類產品中，我們將在2021年初看到使用光束輪廓分析的高階和低階智慧型手機。」
編譯：Susan Hong
(參考原文：Beam Profile Analysis Beats Facial Recognition Cheats，by Nitin Dahad)
