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智能门锁人脸识别技术之争
智能门锁人脸识别技术之争
来源:米6体育app官网 作者:米6体育app官网登录 【发表时间】2024-03-01 【点击次数】25

  据权威统计数据来看,近几年人脸锁市场份额增长几乎都超过100%。相比指纹锁,人脸锁的崛起时间并不长,只有几年的时间,但却已然成为厂家标配产品之一。

  人脸生物识别,相较于指纹与指静脉等接触式生物识别区别,其最大的优势在于无感,非接触。本文将用通俗易懂的文字语言,详解人脸识别在门锁行业的发展史和技术区别。

  人脸识别技术在门锁识别的应用,最早可追溯至2012年的汉王科技。直至2015年,中控,友迪斯等品牌的跟进,人脸门锁才正式推向市场。彼时的指纹识别还大规模应用光学指纹,仅少数高端品牌使用电容指纹识别。此时的人脸识别,因接近唤醒传感器的不成熟,和自动锁未商用等原因,唤醒门锁还需要手动唤醒锁控,并未实现非接触与无感。而且产品体验较差,售价较高,并没有与指纹识别形成正面竞争。

  此时的人脸识别技术属于红外2D识别,技术来自于门禁应用转移,因为识别基于平面图像原理,所以安全性不高。

  需求驱动技术革新。到了2018年,智能锁行业内自动锁需求正旺盛,人脸识别迎来发展机遇,搭载红外接触感应技术后,实现了非接触和基本的无感。

  到了2019年初,央视曝光了2D人脸的缺陷,大众消费者信任危机已至,此时疫情尚未到来,危与机已形成。

  也正是在这一年4月,德施曼3D双目人脸识别锁问世,此举奠定了德施曼跻身一线品牌的基础,正所谓时势造英雄。

  2019年年底疫情到来,带手套成为常态,人脸识别门锁需求激增。随着微信与支付宝的支付大战如火如荼展开,资本的介入将3D结构光带入商用领域,3D门锁应用机遇已来。

  此后,行业相继推出了3D人脸门锁产品。但由于成本原因,3D结构光和3D TOF一直被3D双目远远甩在身后。更值得关注的是,此时初代人脸识别方案尚不完善,人到感应距离到算法识别成功还需要2秒。

  2021年10月,小米首款结构光门锁X上市。此款结构光模组小米系与的卢深视深度定制开发,模组集成D-TOF高精度测距,主控采用安霸10nm超高性能SOC,配合极速机电锁体。人走到一米位置起算,到锁体完全解锁仅需要不到1秒,实现了真正的无感,无等待。

  时至今日,双目、TOF、结构光三种人脸识别技术在业内均有应用,但市场大小分布并不均匀,因为三种技术在成本、精度等方面有着明显区别。

  缺点:其光源为850nm近红外泛光,光线是匀散的,需要多次曝光以消除噪点,故此对算力要求极高。因850nm红外光更接近太阳光谱,干扰较多,逆强光表现较差。双目没有线D建模能力,不能用于金融支付。算法通过金融验证没有用,硬件也要通过,这是双目不具备的。

  优秀的双目模组对cmos、镜头组、算法、泛光灯素质、soc算力的要求都很高。如今的双目模组已经接近成本价了,高中低档都有,低档的性能也就是商汤一代的水平。

  如上图,右边是激光发射器,950nm激光光源,发出几万个激光点照射物体,再反射到左侧的接收器。不同高度的点,反射的时间不同,通过这个原理,计算深度。不同的材质反射的效率也不同,以此判定是否人的脸。

  优点:精度较高,毫米级别,线D还原,软硬件金融支付级。识别速度极快,算力要求低,模组尺寸小,强光表现是最优秀的。

  缺点:激光发生器、透镜模组、光源驱动芯片、接收sense均为定制,成本很高。其原理也导致功耗较高。而且激光反射效率低,要求盖板不得做半透。

  PS:华为不一样,他的模组都是自己定制,又不差钱,所以能做到美学的极致。行业应用的较少,仅有华为等少数品牌。

  TOF技术的应用更适合中长距离,高分辨率在汽车自动驾驶应用很多。低分辨率要么就是扫地机,手机镜头对焦,距离传感等。门锁需求不上不下。

  虽然门锁行业应用时间较早,18年已经开始,初期售价也比3D结构光便宜一半,但体量没有爆发,就无法降本,如今双目模组售价反而是TOF一半。

  如上图,中间950nm泛光灯发射散射面光,右侧IR镜头拍摄鉴定。左侧结构光发生器发出一面950nm结构的光(见下图),结构的光在人脸上变形,镜头再拍摄,计算人脸深度,生成3d点云模型,完成身份匹配识别。

  早期的结构光投射模组各组件,算法、芯片、激光器等均来自海外企业,分体化,稳定性差,成本高。其原理如下:

  先由左侧的激光发生器发出激光,扩束原件吸收散射激光,照射准直透镜,再照射到DOE上面,发射出去。DOE是个啥呢 ,像剪纸窗花,左侧刻有结构光图案,右侧类似于透明的搓衣板,通过折射,把结构光进行复制。

  随着国产的替代,vcsel定制、自研软硬件、工艺的进化、算法的精进,成本已大幅降低。比较有代表性的是安思疆与的卢深视。

  整链的研发能力,先进的创新光刻工艺制备,超表面透镜技术应用,把激光扩束,准直,DOE,在一个机体上完成了制备,性的降低了成本,甚至将泛光灯都集成到了结构光模组。

  3D TOF在降本的路上比较艰难。双目立体已降无可降,并且现在单目的也做成了双目的小型化,消费者无法区分,赛道会更卷。一二线品牌会逐渐向结构光靠拢,现在成本差距已不大。

  双目和结构光成本并没有相差多少,差异还是取决于结构光发生器的成本,结构光才刚刚开始卷,成本还未探底,本人更看好结构光。

  该文观点仅代表作者本人,智能门锁研究Pro仅作为行业媒体平台,提供发布服务,请读者自行核实相关信息内容。


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