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更要注重在实际应用效果、功耗和成本方面的多
添加时间:2020-01-30 18:46 来源:云顶山庄 点击量:

  对于一个科技宅来说,产品的科技属性已经成为日常购买中越来越重要的因素,随着AIoT的普及,智能音箱、换气系统、洗衣机、热水器、厨房用品等等,家里只要是能通电的设备甚至是电灯都可以用手机作为控制终端去进行操控。一款好的科技产品不应该只是为了增加科技噱头的伪需求,科技的展现不仅要有华丽的技术演示,也要对日常生活品(bi)质(ge)有所提升。2017年,苹果推出iPhone X,用更为便捷人脸识别技术替代了指纹识别,解放双手的同时也将指纹识别的时代彻底颠覆。

  科技的发展也同样照顾到了门锁行业,发展不仅带来了更加安全的防护性能,同时也让生活变得越来越便捷。从钥匙到指纹、密码,再到今天的人脸识别门锁。随着技术的不断更迭,钥匙也被赋予了更多的形式。

  今年,国内人工智能领域的顶尖科技公司商汤科技推出了“SenseID智能人脸识别模组”,并与智能门锁领军品牌德施曼合作发布3D人脸识别智能锁产品:小嘀R5。这次的合作产品:小嘀R5也真正让商汤科技的AI技术走进了千家万户。

  现在市面上主流的智能锁产品的解锁方式以密码和指纹为主,它在一定程度上提升了便利性,但也依然存在着诸多不足,例如密码容易被偷窥或者其他手段盗取,而且容易被忘记。指纹容易被盗取,指纹比较浅或者手指容易脱皮的人群,会出现解锁困难或根本无法解锁。应用了3D人脸识别技术的智能锁,不仅可以提升开锁的安全性,更是优化了开锁体验,配合全自动锁体还可以真正实现非接触式的无感通行。

  手机解锁,快递箱取物,ATM取款,酒店、网吧认证,随着人脸识别技术的深化应用,人脸识别技术在门派上也有不同。目前,行业主要的人脸识别方案主要分为2D人脸识别方案和3D人脸识别方案两大类。2D人脸识别方案主要采用单个摄像头提取到人脸的生物特征进行识别,该方案主要优势是成本较低,但是安全性存在不足,在某些场景下容易被攻破。而3D人脸识别则是提取人脸的特征三维信息进行识别,安全性更高,可有效抵御2D照片、视频甚至3D人头模型的攻击,所以3D人脸识别的方案现如今被广泛应用对安全性要求较高的各个行业。

  优点:双红外摄像头是目前采用最多的解决方案,相对于单目解决方案,可以更好计算出深度信息,实现物体的立体数据,更有效辨别活体检测信息。安全性上相对于单目解决方案要成熟很多。双红外对光线的适应性更好,双RGB方案或者RGB+IR方案对光线的适应性不好,从而影响解锁的安全性与体验。

  优点:ToF摄像头的工作距离远,可以获得5m内的有效而且适用场景广,无论被摄物体有无特征点,无论环境光较强或较弱,都可获得有效的景深信息;同时ToF距离精度高,在手机与被摄物体的绝对精度,即被摄物体之间的相对精度,都可以达到厘米级的水平。

  缺点:目前,当前手机端可用的主流ToF传感器分辨率相对较低(180*240,240*320,240*480等),元件在工作时的功耗与发热量也相对较大,长时间工作需要很好的散热条件,在消费类电子设备上使用还需要不断优化;实际上,目前基于ToF方案的解决方案还未完全成熟,相应的内容生产和开发群体较为薄弱,支持的应用场景较少

  优点:结构光方案在运行时,由于可以主动投射编码光,所以非常适合在光照不足(甚至无光)、缺乏纹理的场景使用;结构光投影图案一般经过精心设计,所以在一定范围内可以达到较高的测量精度。技术成熟,深度图像可以做到相对较高的分辨率。

  缺点:成本较高;而且结构光的能量主要集中在中间区域,可用于进行人脸识别的区域较小。

  室外环境基本不能使用。这是因为在室外容易受到强自然光影响,导致投射的编码光被淹没。测量距离较近。物体距离相机越远,物体上的投影图案越大,精度也越差(想象一下手电筒照射远处的情景),相对应的测量精度也越差。所以基于结构光的深度相机测量精度随着距离的增大而大幅降低。因而,往往在近距离场景中应用较多。相对于其他解决方案来说,结构光目前成本较高,鲜有布局在门锁等产品的案例。

  如上三种3D方案的由于人脸识别的需求差异,所以在不同的场景上所应用的技术大不一样。不只是场景的区别,就是不同手机品牌的人脸识别技术都是有差异的。

  本次测评产品小嘀3D人脸识别智能锁R5采用的基于商汤科技研发的红外双目摄像头技术,这是因为对于一款家用产品来说,不仅需要技术达标,更要注重在实际应用效果、功耗和成本方面的多方面平衡。

  所以在本款产品中的核心技术,基于双目摄像头“SenseID智能人脸识别模组”才是整锁的关键。该模组基于商汤的3D人脸识别算法和仿生双目红外摄像头等软硬件技术,使得小嘀R5门锁可以实现在大角度和暗光环境下通过人脸验证准确解锁,并通过活体检测等功能防范高清照片、屏幕翻拍、人皮面具等恶意攻击,为用户带来更加便捷、安全、高效的入户体验。同时,模组的运行基于低功耗高运行能力的SoC方案,并且商汤3D人脸识别算法在该芯片平台上做了深度的优化和完整的迭代,兼顾了低功耗与极高的安全性能和精准度,针对智能门锁行业做出了非常好的平衡。

  值得一提的是,商汤科技SenseID系列产品已在各个行业间广泛应用于手机、金融、电信、酒店、银行ATM、门禁等各种身分识别场景中,所以对于门锁行业,商汤科技的解决方案可以说是驾轻就熟。

  小嘀R5这款产品在外观上并不特殊,设计者没有因为使用人脸识别就做一个过于炫酷的外观(门锁过于特殊别人盯上并不是什么好事)。门锁将把手与锁做成一体化设计,同时在把手上还附有触摸式按键、摄像头一应俱全。造型精致,外观厚实,整体做工相当优秀。

  作为一款智能门锁,连通智能手机自然不是问题。只要手机上装有“米家APP”,就可以将小嘀R5添加到“我的设备”当中。简单设置,即刻使用。

  对于门锁,首先需要解决的就是安全问题,基于人脸识别的门锁更需要让设备看清此时站在门外的是不是“狼外婆”。

  小嘀R5门锁的顶部有三个小孔,这就是3D人脸识别智能门锁解决方案的“眼睛”仿生双目IR(红外)摄像头。

  与传统的单目摄像头不同,仿生双目IR(红外)摄像头以模拟人眼成像的方式获取人脸图像,这种摄像头带来的好处就是两个摄像头基于不通的位置对人脸进行识别并形成深度图,极大的增强了系统对于基于各种照片、屏幕或是三维模型攻击的防御能力,大大提高了安全性。

  正因如此,这款门锁的录入方式也相较其他的人脸录入方式更为细致、安全。在人脸录入的时候,需要从上下左右中5个方向进行通过实际拍摄时的位置、角度、光线不同的画面提取信息,通过判断策略后对录入人脸进行特征提取并生成签名。

  这款摄像头的另外一大特点就是配备有红外设备。为了应对日常复杂的场景,红外摄像头的功能绝对不是锦上添花。对于摄像头来说,白天、晚上的光线是不一样的,逆光、顺光对于摄像头捕捉人脸信息的差异也是极大。比如我们日常拍照片的时候,很容易在逆光的情况下拍个大黑脸,缺失大量的面部细节,这对于面部识别来说就是个极大的挑战。而这时的红外摄像头就可以清晰的捕捉到人脸信息,从而解决多种外部光源环境下的人脸识别问题。

  这些功能的背后就是商汤科技的原创3D人脸识别的强大算法。通过算法可精准计算深度,得到人脸3D图像,并由此进行人脸录入、人脸验证和活体检测,实现比2D人脸识别更高的精准度和安全性,带来线D人脸解锁”体验。并且商汤3D人脸识别算法在该芯片平台上做了深度的优化和完整的迭代,同时兼顾了低功耗与极高的安全性能和精准度。

  一个产品的好坏是需要在实践中去检验的,在简单的进行安装和录入之后门锁就可以正常应用了。说到安装,整个过程比我想象的要简单的多。对小嘀R5来说,只要国家标准门就可以适配,安装无需改造,但毕竟,中国的防盗门标准各式各样,例如常见的霸王锁体或盼盼牌小帅锁体,所以应该明白智能门锁不像空调那样安装简单。

  在录入之后,门锁就可以正常使用了。官方对于门锁的解锁速度说明是1.4秒,但是在实际应用中我发现,这1.4秒并不是等待时间。在日常应用中,我们最先的开门的动作绝对不是把门打开,而是走向门的方向,然后才去开门。这款门锁的解锁过程也不是以手接触门把手作为触发条件的,而是在你走向门的时候就已经开始进行识别了,所以基本上当我走到门的位置开始啦门的时候,门锁就已经开了。

  对于如此顺畅的开门体验确实是很奇妙的一件事,要不是听见门锁转动开锁的声音,我甚至都会怀疑自己是不是没有锁门

  在门锁解锁过程中,模组对摄像头中的画面进行人脸检测,即定位人脸并辅以人脸区域质量判断,质量判断不通过时拒绝录入或进行剩余解锁操作,保证数据可靠性,从而保证整体pipeline的精度。

  在日常的通勤习惯中,我们每天穿戴也是不尽相同的。所以,为了检测这款门锁是不是可以在日常更好的应用,我还通过适当改变穿着的情况下去尝试解锁,比如戴眼镜、帽子、围巾等情况,并且为了更好的去测试门锁的人脸识别能力,我还花费了极大的财力让身边的女性朋友卸妆去开门,一圈下来发现我在这方面的担忧简直就是多余的。商汤科技人脸识别算法在解锁过程中可以通过面部多点进行检测,所以根本不需要我们去可以贴近录入时候的人脸状态就可以成功解锁。相比之下我的苹果手机有时候没不能像这款门锁一样这么完美的认识我。

  对于这款产品红外摄像头的功能不试试怎么行?小滴智能门锁配备了红外泛光灯,结合仿生双目摄像头,可保证不同光线环境下仍有清晰的人脸成像,在楼道中昏暗甚至极暗光场景下,仍能正常解锁。

  为了对光源进行改变,我特意翻箱倒柜找出来了当年摄影用的补光灯,凭借我对光的了解,适当的模拟下光线的变化还是没问题的。但是实际上无论我如何变化光源的强度或者角度,包括大逆光的情况下,门锁依旧可以对我的人脸进行识别并开锁,甚至在没有任何灯光的情况下也不会影响解锁。

  基于以上的测试我一度怀疑是不是开锁的阈值调的有些太容易了。对于门锁来说,安全性一定是最重要的,毕竟门里面就是我的全身家当啊。

  小滴智能门锁在商汤自定义的双红外架构+商汤3D活体检测算法加持下,在不同照明条件下都可进行精准的3D活体验证,不论化妆、戴眼镜等情形,都能有效防止高清照片、红外照片、屏幕攻击、人皮面具等活体攻击手段,充分保证安全性。

  于是,检验小嘀R5门锁的安全性测试是必不可少的。首先是照片,我分别用A4纸打印了我的黑白和彩色照片,让朋友拿着我的照片去解锁,结果并不能成功。其次是视频,我让朋友录了一段我的视频拿着去解锁也没有成功,让我尝试用视频通话的方式去解锁,依旧没有成功。

  最终,我们尝试了半小时的解锁计划失败了,但是这也同时证明商汤的人脸识别活体验证的安全性还是相当高的。

  在看到这款产品之前,我最担心的就是用什么姿势刷脸这个问题。毕竟,iPhone X让我们认识到刷脸还是需要正对着手机的,一个门锁需要低头看它吗?儿童看不见怎么办?个子太高需要低头吗?

  对于解锁范围,官方给出的数据是支持人脸识别支持水平方向50度、垂直方向70度的大FOV(视场角)宽幅识别。这把门锁能适配大约1.3-2米的人群,这已经几乎覆盖了90%的中国人。1.3米之下的,大约是10岁以下的小孩,即便是指纹锁也不建议用。而这个范围也是为了更好为更多用户能够体验到开锁时的顺畅体验服务的。确实,当我坐在椅子上模仿孩子的身高或者踩在椅子上模仿将近两米的身高的时候门锁依旧可以顺畅解锁。而2米之上的人,嗯,我相信他们平时低头应该已经习惯了吧。

  相对于其他智能门锁的5号电池设计,小嘀R5随机配备了两块5000毫安锂电池,但这并不是说人脸比指纹识别费电,而是小嘀R5本身是全自动锁,锁门和反锁等都是电动装置驱动,没有门把手之类的人力手扳装置。门内靠按钮锁门或解锁,门外则按一下那个小锁的发光logo。内部电动装置会带动机械机构锁好门。

  两块5000毫安锂电池,每块续航能到5月以上,一旦电池低于15%,每次开门会有充电提示。

  实际使用时间,其实跟具体的门,以及使用方式有关。因为这款产品可以关门后自动上锁,并且这个时间可调,时间设置短了的话当然会更费电一点,另外中国的防盗门很多带有天地钩,拉动这个部分机械结构也会比没有天地钩的费电。

  但使用几个月后的实际经验告诉我们,另外其实即便完全没电也不用担心,门外接个充电宝可以暂时激活门锁开门,还有物理钥匙孔,电量这事完全不用焦虑。

  从iPhone的发展方向来看,看脸时代已经是不可逆转的到来了,解锁看脸,支付看脸,认证看脸,上下班打卡看脸看脸的优势不仅是让日常服务更为安全、快捷,同时也可以让我们更多的去解放双手,创造一个更加舒适便利的条件。

  本次测评产品小滴智能门锁在商汤科技AI技术以及软硬件的紧密配合下,通过3D人脸识别智能门锁解决方案为用户带来便捷的刷脸入户无感通行体验,以及出色的安全性保障。通过对成本与实用性的平衡,商汤科技3D人脸识别智能门锁解决方案可以帮助门锁企业在整锁或整门产品的开发中降低研发成本、缩短研发周期,用更短的时间将产品推向市场。

  什么样的产品是一款好的科技感十足的产品?对我来说,一款好的产品不仅要有用,更要实用和好用。德施曼小嘀人脸识别智能锁R5拥有出色的用料、做工和良好的交互体验,安全上可靠,同时又能够解放双手、免去钥匙丢失烦恼,何乐而不为呢?

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