7年卧薪尝胆 iPhone X面部识别前世今生

产品：iPhone X（全网通）苹果手机

1Kinect立功 微软开荒3D视觉

【中关村在线】苹果iPhoneX评测：2010年6月，乔布斯发布了堪称经典的iPhone4，这一代iPhone距离加入指纹识别还有3年，而仅3个月后，苹果收购了一家叫Polar Rose的瑞典公司， 这是一家只有15人的小公司，苹果看中的是不是别的，正是Polar Rose独有的人脸识别技术。没错，这就是7年之后在iPhone X上搭载的Face ID的前身。

七年卧薪尝胆 iPhone X面部识别前世今生

很难想象，就在指纹识别还没有诞生的2010年，苹果公司已经开始布局3D视觉，并在蛰伏7年之后，先以面部识别的形式出现。所以当有言论称Face ID只是iPhone解决屏幕下指纹之前匆忙上马的替代品时，不得不承认，我们太小看苹果帝国了。

Polar Rose主要技术是利用人工智能从事图像视频分析，从二维图像中提取三维信息，但在3D视觉上的布局苹果还是比微软慢了一步。因为早在2009年6月份的E3大展上，微软正式发布了体感游戏设备Kinect，它改变了人们与游戏交互的方式，我们晃动身体就能玩游戏（此前任天堂的Wii仍需要遥控棒）。

Kinect体感游戏（图片引自gamefy）

而这里的一个关键即使就是深度摄像头，它用于捕捉人的肢体动作，然后交由程序去去识别、记忆、分析处理这些动作，这项技术由一家叫做PrimeSense的公司提供。

PrimeSense是一家成立于2005年的以色列公司，并于2006年研发出了3D传感器，它的创始人都具有很强的科研背景，当时游戏行业已经有些停滞不前，他们一直在思考如何进行变革，比如让人拿起游戏中的剑而不是遥控手柄，最终PrimeSense锁定了摄像头。

Kinect（图片引自cnblogs）

在当年的游戏开发者大会上，PrimeSense对外展示了3D传感器在游戏领域的前景，被微软慧眼识珠，催生了后来的Kinect。

产品：iPhone X（全网通）苹果手机

23D识别鼻祖 结构光成就PrimeSense

3D识别鼻祖 结构光成就PrimeSense

PrimeSense3D识别的技术主要是结构光的一种——Light Coding（光编码技术），我们知道摄像头想要捕捉人体的动作，需要通过判别景深来实现。结构光即将光线结构化，其原理是使用投射器将光栅或线光源等投射到被测物上,在被测物体表面形成畸变的形状，比如下图中的条状光栅，就在鱼表面投射出不规则的线条。

结构光技术原理

这样一个畸变的图像被另外一个位置的摄像机捕捉到，就获得了从它的角度看到的线条，当投射器和摄像机的位置固定时，它所捕捉到的线条畸变程度也是一致的，这样畸变的二维图像可以还原物体表面的三维成像，这里主要运用了光学的三角法测量原理。

结构光技术原理

结构光技术原理

而PrimeSense使用的Light Coding还有些不同，它会在空间上打出一种叫做“激光散斑”的光源，这种光源的特点是具有高度的随机性，随着距离的不同会出现不同的图案，这样不同空间的散斑都一样，这样光源打出去之后，相当于整个空间已经被标记，当有物体放入这个空间之后，通过散斑的变化就可以监测到物体的空间位置。

PrimeSense会在空间中每隔一段距离记录参考平面的一幅散斑图案，形成一个立体的散斑图案群，当有人进入空间之后再记录一次与之前形成对比和相关运算，就能获得整个场景的三维图像，微软的第一代Kinect景深图像就使用的这一原理。

从2009年开始，科技公司纷纷发现3D视觉是一个尚未挖掘的巨大宝藏，包括微软、英特尔、谷歌、索尼、三星等公司均通过收购和自主研发投入到3D视觉的开发中去。2009年和2010年，微软收购了3D-TOF相机公司canesta和3dv，2013年，英特尔推出RealSense实感技术，谷歌推出ProjectTango项目。

讲到这里，我们还没有看到多少苹果的影子，不过从微软宣布与PrimeSense分道扬镳之后，苹果才算刚刚登场。

产品：iPhone X（全网通）苹果手机

3微软自研TOF 苹果捡漏成就Face ID

微软自研TOF 苹果捡漏成就Face ID

2013年新一代的Kinect面世，并没有继续用PrimeSense，而是选择自主研发3D传感器。事实上Kinect二代的采用了与PrimeSense结构光截然不同的3D视觉技术——TOF，这些技术积累正是来源于之前收购的公司canesta和3dv，3dv手里握着TOF摄像头的专利，此前一直认为一代Kinect使用的是TOF技术。

TOF 3D视觉（图片引自中国电子网）

TOF是Time of flight的简写，是通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离。通常是通过LED发射红外线，成像传感器接受物体表面反射的红外线，设备会发射一个强度随时间周期变化的正弦信号，通过获得发射、接受信号的相位差来计算深度。

TOF技术原理

除了结构光和TOF技术，还有一种双目立体成像技术，但因为技术不成熟这里就不展开介绍。

无论结构光还是TOF技术，在3D视觉方面各有优势，比如结构光方案技术成熟，功耗低，平面信息分辨率高，但是容易受光照影响，在强光下的表现并不是很好，识别距离近，，但成本较高；TOF方案抗干扰性好，识别距离远，但是平面分辨率低，功耗较大，材料成本中等。

3种3D视觉技术对比（图片引自海通电子研究）

不管怎样微软放弃了使用结构光技术的PrimeSense，PrimeSense虽然有些失望，但并没有停止研发的脚步，决定重新发明自己，并开发出了世界上体积非常小的3D传感器Capri，Capri具有3倍的深度分辨能力，50倍的耐光性(使其能在日光下工作)，但是体型却缩小了10 倍。

或许正是PrimeSense在产品微型化做出的努力，让3D传感器可以在笔记本、平板电脑甚至手机上使用，也让苹果公司看到了它的潜力所在，微软对PrimeSense的放弃最终让苹果捡了漏。

于是，终于在2013年9月份，苹果公司正式登场，花费3.6亿美元收购了PrimeSense，让这家有野心的公司掌握了核心的3D视觉技术。

Face ID背后那些看不见的买买买

Face ID背后那些看不见的买买买

苹果收购PrimeSense还在不断推进3D传感器的小型化，并不断加大投入和专利布局。2015年4月苹果提交了3D手势控制技术专利申请；2015年7月苹果提交名为“低门槛面部识别”的面部识别专利。2017年3月苹果发布3D视觉新专利——利用景深信息进行人脸识别，一幅完整的人脸识别专利图谱逐渐清晰。

接下来还有一系列疯狂的收购：

2015年4月苹果收购LinX Imaging

LinX Imaging主要为移动设备开发多孔摄像头，一方面可以降低摄像头高度，让摄像头不再突起。另一个黑科技则是利用多孔设计精准测算不同图像中像素之间的区别，从而创建景深图像，让我们仅通过拍照，即可对物体进行三维扫描。

LinX Imaging 3D扫描技术

2015年11月苹果收购Faceshift

Faceshift是一家动作捕捉公司，开发了实时追踪人脸表情，然后再用动画表现出来的技术，这项技术曾用于《星球大战》电影，让动画人物的表情更准确地模仿演员的表情。在游戏领域，用户可以使用根据自身表情实时更新的头像。

Faceshift表情捕捉

后来证明，Faceshift除了用作人脸识别之外，还被苹果用在iPhoneX的Animoji中。

2016年1月苹果收购Emotient

Emotient这家公司致力于通过面部表情分析来判定人的情绪，这项技术会抓取人的面部，然后利用识别技术识别出面部表情。

感知人脸情绪

2017年2月苹果收购RealFace

RealFace擅长面部识别，该公司开发了一种独特的面部识别技术，其中整合人工智能并将人类的感知带回数字过程。

RealFace人脸识别

大规模的收购让苹果公司迅速的掌握了3D视觉尤其是在人面识别领域的核心技术，也避免了竞争对手通过收购快速追赶苹果，于是在2017年秋季新品发布会上，搭载Face ID功能的iPhone X惊艳登场。

iPhone X面部识别

产品：iPhone X（全网通）苹果手机

4iPhone X真正的精髓：轻轻一瞥

iPhoneX真正的精髓：轻轻一瞥

按照苹果完美主义的产品设计理念，iPhone X的“刘海儿”不应该存在，但乔纳森·伊夫还是心甘情愿的为“小小的空间”让路，因为他也明白，真正构建苹果下一个十年手机形态的不仅仅是正面一块全面屏，更重要的是“那轻轻一瞥”的惊艳。

“ 一直以来，我们都心存一个设想，期待着能够打造出这样一部 iPhone：它有整面的屏幕，能让你在使用时完全沉浸其中，仿佛忘记了它的存在。它是如此智能，你的一触、一碰、一言、一语，哪怕是轻轻一瞥，都会得到它心有灵犀的回应。而这个设想，终于随着 iPhone X 的到来成为了现实。现在，就跟未来见个面吧。”

小小的空间

回头来看“小小的空间”高度集成了苹果在人面识别上的研究成果，其中点阵投影器会投射超过 30,000 个肉眼不可见的光点，并对它们进行分析，为我们的脸部绘制精确细致的深度图。红外镜头会读取点阵图案，捕捉它的红外图像，然后将数据发送至 A11 仿生这款芯片中的安全隔区，以确认是否匹配，所利用的正是PrimeSense的结构光技术。另外苹果还通过泛光感应元件，借助不可见的红外光线，即使在黑暗中也能识别你的脸。

苹果之所以选择PrimeSense的结构光而不是TOF，更多的看中了结构光恰到好处的识别距离和高分辨率，相比TOF较低的功耗也让结构光更适用于移动平台。不过结构光在强光下表现有着天然劣势，不知道iPhone X在大太阳下能够依旧表现优秀。

值得一提的是Face ID仅仅是苹果积累7年的3D视觉所释放能量地的一部分，而在iPhone X上除了人脸解锁，还打造了一系列看似秀肌肉却很有趣的功能，比如“动话表情”。

通过原深感摄像头这个复杂的系统iPhone X能够分析50多种不同的面部肌肉运动，来侦测面部3D轮廓。在此基础上就衍生出了“动话表情”，也就是将使用者的面部捕捉到3D建模上。我们经常在电影中看到的特效就属于此类，但这次我们通过手机就能实现。

动话表情

结合A11仿生的深度学习，Face ID还具备了深度学习的能力，它带有一个特殊的神经元引擎，够利用机器学习技术来识别你样貌的变化，最近苹果披露的Face ID白皮书中透露，如果你的面部发生较大变化，比如刮了胡子，Face ID会通过密码输入的形式确认面部变化并自动记录在库，而不是让你重新录入面部。

产品：iPhone X（全网通）苹果手机

5Face ID小试牛刀 苹果3D大招是AR

Face ID小试牛刀 苹果3D大招是AR

透过专利，我们看到苹果还储备了一系列3D手势操作技术，在体感操作一直不温不火的今天，我们很欣喜的看到，未来的体感操作仍需要苹果这个“后来居上”者来颠覆，而这才是3D视觉真正的用武之地。

3D手势操作可能在Mac平台上实现，移动平台上Face ID只是3D视觉的小试牛刀，苹果表示AR将是未来不可缺少的必要环节，后置双摄加入3D视觉所发挥的能量更是不可小觑。

iPhoneX AR游戏

目前苹果已经发布了ARKit开发平台，并一举成为体量庞大的AR开发平台，不过iPhone X的AR体验仍然基于传统摄像头，与3D摄像头差距甚远，因此当库克在发布会上热情洋溢的介绍iPhone 的AR功能时，不仅给出了未来十年手机的期待，更是早就已经瞄上了你下个十年的钱袋。

6苹果iPhone X详细参数

以上是关于苹果iPhoneX产品评测的报道，有关苹果iPhoneX的外观、屏幕、拍照、续航、性能等后续内容，请持续关注中关村在线关于苹果iPhoneX评测的报道。

苹果iPhone X（全网通）

基本参数 上市日期2017年09月 手机类型4G手机，3G手机，智能手机，平板手机，拍照手机，快充手机，游戏手机屏幕 触摸屏类型电容屏，多点触控 主屏尺寸5.8英寸 主屏材质OLED，Multi-Touch显示屏主屏分辨率2436x1125像素 屏幕像素密度463ppi 窄边框4.57mm 屏幕占比81.15% 其他屏幕参数全面屏，HDR显示，1，000，000:1 对比度(标准)，原彩显示，广色域显示(P3)，3D Touch，625cd/m2 最大亮度 (标准)，采用防油渍防指纹涂层，支持多种语言文字同时显示网络 4G网络移动TD-LTE，联通TD-LTE，联通FDD-LTE，电信TD-LTE，电信FDD-LTE 3G网络移动3G（TD-SCDMA），联通3G（WCDMA），电信3G（CDMA2000），联通2G/移动2G（GSM）支持频段2G：GSM 850/900/1800/1900
3G：TD-SCDMA 1900/2000
3G：WCDMA 850/900/1700/2100/1900/2100
3G：CDMA EVDO 800/1900/2100
4G：TD-LTE B38/39/40/41
4G：FDD-LTE B1/2/3/4/5/7/8/12/13/17/18/19/20/25/26/28/29/30/66




SIM卡Nano SIM卡WLAN功能双频WIFI，IEEE 802.11 a/b/g/n/ac 导航GPS导航，GLONASS导航，Galileo，QZSS定位系统，iBeacon 微定位连接与共享WLAN热点，蓝牙5.0，NFC硬件 操作系统iOS 11 核心数六核CPU型号苹果 A11+M11协处理器 ROM容量64GB/256GB 电池类型不可拆卸式电池其他硬件参数使用无线外设时的通话时间：最长可达21小时
互联网使用：最长可达12小时
视频无线播放：最长可达13小时
音频无线播放：最长可达60小时
可快速充电：30分钟最多可充至50%电量9
内置锂离子充电电池
无线充电(适配各类 Qi 充电器10)
通过电脑的USB端口或电源适配器充电
可快速充电







摄像头 摄像头类型三摄像头（后双）后置摄像头双1200万像素 前置摄像头700万像素 传感器类型背照式 CMOS 闪光灯LED补光灯（四枚） 光圈主f/1.8（广角）+2.4（长焦），副f/2.2 摄像头特色后置六镜式镜头，蓝宝石玻璃镜头表面 视频拍摄4K（3840x2160，30帧/秒）视频录制
1080p（1920×1080，30帧/秒）视频录制
720p（1280×720，30帧/秒）视频录制
视频光学图像防抖功能
光学变焦；6 倍数码变焦
4-LED 原彩闪光灯
慢动作视频，1080p (120 fps 或 240 fps)
延时摄影视频 (支持防抖功能)
影院级视频防抖功能 (1080p 和 720p)
连续自动对焦视频
身体和面部识别功能
降噪功能
4K 视频录制过程中拍摄 800 万像素静态照片
变焦播放
视频地理标记功能
视频录制格式：HEVC 和 H.264














拍照功能摄像头：光学变焦，10倍数码变焦 ，人像模式 ，人像光效 (测试版)，双镜头光学图像防抖功能，支持慢速同步的4-LED原彩闪光灯，全景模式(最高可达 6300 万像素)，混合红外线滤镜，Focus Pixels自动对焦，Focus Pixels轻点对焦，Live Photo(支持防抖功能)，拍摄广色域的照片和Live Photo，优化的局部色调映射功能，身体和面部识别功能，曝光控制，降噪功能，自动HDR照片，自动图像防抖功能，连拍快照模式，计时模式，照片地理标记功能
原深感摄像头：人像模式 ，人像光效(测试版) ，动话表情，1080p高清视频拍摄，视网膜屏闪光灯，拍摄广色域的照片和Live Photo，自动HDR，背照式感光元件，身体和面部识别功能，自动图像防抖功能，连拍快照模式，曝光控制，计时模式
外观 造型设计直板 机身颜色深空灰，银色 手机尺寸143.6x70.9x7.7mm 手机重量174g 机身材质玻璃机身 操作类型虚拟按键三防功能IP67级别防溅，抗水，防尘 感应器类型环境光传感器，距离传感器，面容ID，三轴陀螺仪，加速感应器，气压计，数字指南针 机身接口Lightning数据接口服务与支持 音频支持支持的音频格式：AAC-LC、HE-AAC、HE-AAC v2、Protected AAC、MP3、Linear PCM、Apple Lossless、FLAC、Dolby Digital (AC-3)、Dolby Digital Plus (E-AC-3) 与 Audible (格式 2、3、4，Audible Enhanced Audio、AAX 与 AAX+) 视频支持支持的视频格式：HEVC、H.264、MPEG-4 Part 2 与 Motion JPEG
播放杜比视界与 HDR10 视频内容时支持高动态范围显示
AirPlay 镜像、照片和视频输出至 Apple TV (第二代或更新机型)6
视频镜像和视频输出支持：通过 Lightning 数字影音转换器和 Lightning 至 VGA 转换器，最高可达 1080p


图片支持支持JPEG等格式 常用功能计算器，电子词典，备忘录，日程表，电子书，闹钟，日历，录音机，情景模式，主题模式，地图软件 商务功能飞行模式，名片扫描，数据备份，数据加密 其他功能参数面容ID：通过原深感摄像头进行面容识别
Apple Pay：通过面容 ID 在 iPhone 上进行店内或 app 内支付
视频通话：通过无线网络或蜂窝网络进行 FaceTime 视频通话
音频通话：Voice over LTE (VoLTE)
Siri：使用语音发送信息、设置提醒事项以及执行更多操作，只响应你语音的“嘿 Siri”功能，聆听与识别歌曲



手机附件 包装清单装有 iOS 11 的 iPhone x1
采用 Lightning 接头的 EarPods x1
Lightning 至 3.5 毫米耳机插孔转换器 x1
Lightning 至 USB 连接线 x1
USB 电源适配器 x1
资料 x1




保修信息 保修政策全国联保，享受三包服务 质保时间1年 质保备注iPhone及所含配件享有1年的保修期 客服电话400-627-2273 电话备注周一至周五：9:00-21:00；周六至周日：9:00-18:00 详细内容自购机日起（以购机发票为准），如因质量问题或故障，凭厂商维修中心或特约维修点的质量检测证明，享受15日内退货或更换一部享有重新计算1年保修期的设备，15日以上在质保期内根据具体情况更换相关部件或提供一台部分重新装配的设备，仅保留消费者现有设备后盖。更换的部件和配件享受原有1年保修期的剩余时长或90天的保修期，以其中时间较长者为准。进入官网>>

*本信息来源于ZOL产品库

Kinect体感游戏（图片引自gamefy）

Kinect（图片引自cnblogs）

TOF技术原理

3种3D视觉技术对比（图片引自海通电子研究）

LinX Imaging 3D扫描技术

Faceshift表情捕捉

感知人脸情绪

RealFace人脸识别

iPhone X面部识别

动话表情