Face ID: что это такое на iPhone и iPad
Производители смартфонов постоянно стараются придумать, как улучшить безопасность пользовательских данных. Несколько лет назад в смартфонах появилась возможность разблокировки устройства с помощью отпечатков пальцев, а сейчас уже активно внедряется разблокировка по лицу. Сегодня мы расскажем про Face ID и ответим на такие вопросы как: что такое Face ID, зачем эта технология нужна и как ее настроить.
Что такое Face ID на iPhone и iPad
Технология Face ID стала доступна на iPhone X в прошлом году и на iPad Pro в этом. Она пришла на смену Touch ID и представляет собой разблокировку устройства за счет сканирования лица. Достаточно одного взгляда в сторону фронтальной камеры iPhone или iPad, чтобы сработала Face ID и устройство было разблокировано.
Face ID полностью заменяет Touch ID, и используется во всех ситуациях, в которых раньше использовалось сканирование отпечатков:
редактор твоего лица
- Разблокировка устройства;
- Авторизация покупок в App Store;
- Подтверждение платежей Apple Pay;
Сейчас Face ID доступен на таких устройствах как: iPhone XS Max, iPhone XS, iPhone XR, iPhone X, iPad Pro (12,9 дюйма, 3-го поколения) и iPad Pro (11 дюймов).
Как работает Face ID
Face ID это не фронтальная камера, это отдельная система камер TrueDepth. Датчики проецируют на лицо более 30000 точек, благодаря которым составляется структурная карта лица и изображение в инфракрасном спектре. Таким образом разблокировать устройство можно даже в темноте.
Технология Face ID для разблокировки устройства срабатывает, когда вы берете гаджет в руки или разблокируете его касанием по экрану, а также при получении уведомлений. Время срабатывания, особенно в устройствах 2018 года (iPhone XS, XS MAX, iPad Pro), практически моментальное, но небольшая задержка все равно есть. Впрочем, при использовании она практически незаметна и не доставляет дискомфорта.
Face ID адаптируется к изменениям внешности, будь то макияж или небритость. Также она сможет распознать владельца, если на нем надеты солнечные очки, шарф, шляпа или линзы. Хотя, если вы «регистрировали лицо» с длинной бородой, и решили ее сбрить, то iPhone или iPad попросит ввести пароль, чтобы подтвердить личность. Если пароль верный, система обновит данные и вы продолжите разблокировать устройство как раньше.
Чтобы оплатить покупки с помощью Apple Pay и Face ID, необходимо дважды нажать на боковую кнопку. Запустится сканер Face ID. После успешного прохождения, приложите устройство к терминалу для совершения оплаты. Как видно, процесс ничем не отличается от оплаты с помощью Touch ID.
Как настроить Face ID
Настроить Touch ID предлагается при первом включении устройства. Если вы этого не сделали, то перейдите в «Настройки» – «Face ID и код-пароль».
Нажмите «Настройка Face ID». Держите устройство вертикально и двигайте головой по кругу. Зеленый круг будет показывать, какая область готова, а какую еще необходимо просканировать. Нажмите «Далее» и просканируйте лицо еще раз.
Что лучше Face ID или Touch ID
Face ID безопаснее чем Touch ID. Существует множество способов подделать отпечаток, а вот подделать лицо практически невозможно (фото на бумаге не обманет Face ID). Кроме того, если владелец устройства спит, и другой человек попытается поднести устройство к его лицу и разблокировать, то его ждет неудача, так как при разблокировке у пользователя обязательно должны быть открыты глаза (даже если сверху солнцезащитные очки).
Когда мы хотим воспользоваться устройством, оно как правило смотрит на нас, и Face ID автоматически распознает владельца. Это удобнее, чем прикладывать палец, который может не срабатывать из-за того, что он грязный или мокрый, или просто слишком плохо касается сканера. Да и в зимнее время Face ID легко разблокирует устройство, а для Touch ID придется снимать перчатки либо вводить пароль.
Единственный минус, это если устройство лежит где-то на столе, ваше лицо не попадает в поле зрения датчиков. В таком случае удобнее Touch ID.
В итоге, Face ID побеждает по всем показателям: безопасность и удобство, за исключением редких ситуаций.
- HEVC: что это такое
- Touch ID: что это такое на iPhone
- Восстановленный iPhone: что это значит и стоит ли его покупать
Источник: smartphonus.com
Как работает FaceID в iPhone X: алгоритм на Python
Одна из самых крутых фишек iPhone X – это метод разблокировки: FaceID. В этой статье разобран принцип работы данной технологии.
Изображение лица пользователя снимается с помощью инфракрасной камеры, которая более устойчива к изменениям света и цвета окружающей среды. Используя глубокое обучение, смартфон способен распознать лицо пользователя в мельчайших деталях, тем самым “узнавая” владельца каждый раз, когда тот подхватывает свой телефон. Удивительно, но Apple заявила, что этот метод даже безопаснее, чем TouchID: частота ошибок 1:1 000 000.
В этой статье разобран принцип алгоритма, подобного FaceID, с использованием Keras. Также представлены некоторые окончательные наработки, созданные с помощью Kinect.
Понимание FaceID
“… нейронные сети, на которых основана технология FaceID, не просто выполняют классификацию.”
Первым шагом является анализ принципа работы FaceID на iPhone X. Техническая документация может помочь нам в этом. С TouchID пользователь должен был сначала зарегистрировать свои отпечатки, несколько раз нажав на датчик. После 10-15 различных касаний смартфон завершает регистрацию.
Аналогично с FaceID: пользователь должен зарегистрировать своё лицо. Процесс довольно прост: пользователь просто смотрит на телефон так, как делает это ежедневно, а затем медленно поворачивает голову по кругу, тем самым регистрируя лицо в разных позах. На этом регистрация заканчивается, и телефон готов к разблокировке. Эта невероятно быстрая процедура регистрации может рассказать многое об основных алгоритмах обучения. Например, нейронные сети, на которых основана технология FaceID, не просто выполняют классификацию.
Выполнение классификации для нейронной сети означает умение предсказывать, является ли лицо, которое она “видит” в данный момент, лицом пользователя. Таким образом, она должна использовать некоторые тренировочные данные для прогнозирования “истинного” или “ложного”, но в отличие от многих других случаев применения глубокого обучения, здесь этот подход не будет работать.
Во-первых, сеть должна тренироваться с нуля, используя новые данные, полученные с лица пользователя. Это потребовало бы много времени, энергии и множество данных разных лиц (не являющимися лицом пользователя), чтобы иметь отрицательные примеры. Кроме того, этот метод не позволит Apple тренировать более сложную сеть “оффлайн”, то есть в своих лабораториях, а затем отправлять её уже обученной и готовой к использованию в своих телефонах. Считается, что FaceID основан на сиамской свёрточной нейронной сети, которая обучается “оффлайн”, чтобы отображать лица в низкоразмерном скрытом пространстве, сформированном для максимизации различия между лицами разных людей, используя контрастную потерю. Вы получаете архитектуру, способную делать однократное обучение, как упоминалось в Keynote.
От лица к числам
Сиамская нейронная сеть в основном состоит из двух идентичных нейронных сетей, которые также разделяют все веса. Эта архитектура может научиться различать расстояния между конкретными данными, такими как изображения. Идея состоит в том, что вы передаёте пары данных через сиамские сети (или просто передаёте данные в два разных шага через одну и ту же сеть), сеть отображает их в низкоразмерных характеристиках пространства, как n-мерный массив, а затем вы обучаете сеть, чтобы сделать такое сопоставление, что данные точек из разных классов были как можно дальше, в то время как данные точек из одного и того же класса находились как можно ближе.
В конечном итоге сеть научится извлекать наиболее значимые функции из данных и сжимать их в массив, создавая изображение. Чтобы понимать это, представьте, как бы вы описали породы собак с помощью небольшого вектора так, что похожие собаки имели бы почти схожие векторы. Вероятно, один номер вы использовали бы для кодирования цвета собаки, другой – для обозначения размера собаки, третий – для длины шерсти и т. д. Таким образом, собаки, похожие друг на друга, будут иметь схожие векторы. Сиамская нейронная сеть может делать это за вас, подобно тому, как это делает автоэнкодер.
Используя эту технологию, необходимо большое количество лиц, чтобы обучить такую архитектуру распознавать наиболее схожие. Имея правильный бюджет и вычислительную мощность (как это делает Apple), можно также использовать более сложные примеры, чтобы сделать сеть устойчивой к таким случаям, как близнецы, маски и т. д.
В чём заключительное преимущество такого подхода? В том, что у вас, наконец, есть модель plug and play, которая может распознавать различных пользователей без какой-либо дополнительной подготовки, а просто вычислять, нахождение лица пользователя на скрытой карте лиц, образовавшейся после настройки FaceID. Кроме того, FaceID способен адаптироваться к изменениям в вашей внешности: как к внезапным (например, очки, шапка, макияж), так и к “постепенным” (растущие волосы). Это делается путём добавления опорных векторов лица, вычисленных на основе вашего нового внешнего вида, на карту.
Реализация FaceID с помощью Keras
Что касается всех проектов машинного обучения, первое, что нам нужно – данные. Создание собственного набора данных потребует времени и сотрудничества многих людей, поэтому с этим могут возникнуть сложности. Существует веб-сайт с набором данных RGB-D лиц. Он состоит из серии RGB-D фотографий людей, стоящих в разных позах и делающих разные выражения лица, как это произошло бы в случае использования iPhone X. Чтобы увидеть окончательную реализацию, вот ссылка на GitHub.
Создаётся свёрточная сеть на основе архитектуры SqueezeNet. В качестве входных данных сеть принимает как RGBD изображения пар лиц, так и 4-канальные изображения, и выводит различия между двумя вложениями. Сеть обучается со значительной потерей, которая минимизирует различие между изображениями одного и того же человека и максимизирует различие между изображениями разных лиц.
После обучения сеть способна конвертировать лица в 128-мерные массивы, так что фотографии одного и того же человека группируются вместе. Это означает, что для разблокировки устройства нейронная сеть просто вычисляет различие между снимком, который требуется во время разблокировки, с изображениями, сохранившимися на этапе регистрации. Если различие подходит под определённое значение, устройство разблокируется.
Используется алгоритм t-SNE. Каждый цвет соответствует какому-либо человеку: как вы можете заметить, сеть научилась группировать эти фотографии довольно плотно. Интересный график также возникает при использовании алгоритма PCA для уменьшения размерности данных.
Эксперимент
Теперь попытаемся увидеть, как работает эта модель, имитируя обычный цикл FaceID. Первым делом зарегистрируем лицо. Затем проведём разблокировку как от лица пользователя, так и от других людей, которые не должны разблокировать устройство. Как упоминалось ранее, различие между лицом, которые “видит” телефон, и лицом зарегистрированным имеет определённый порог.
Начнём с регистрации. Возьмём серию фотографий одного и того же человека из набора данных и смоделируем фазу регистрации. Теперь устройство вычисляет вложения для каждой из этих поз и сохраняет их локально.
Давайте посмотрим, что произойдет, если один и тот же пользователь попытается разблокировать устройство. Различные позы и выражения лица одного и того же пользователя достигают низкого различия, в среднем около 0,30.
С другой стороны, изображения от разных людей получают среднее различие около 1,1.
Таким образом, значение порога, установленное примерно в 0,4, должно быть достаточным для предотвращения разблокировки телефона незнакомцами.
В этом посте я показал, как реализовать проверочную концепцию механики разблокировки FaceID, основанную на встраивании граней и сиамских свёрточных сетях. Я надеюсь, что информация была для вас полезной. Вы можете найти здесь весь относительный код Python.
Больше разборов новых технологий — в Telegram канале.
Источник: habr.com
Как работает Face ID в iPhone. Простыми словами
Представленный в сентябре 2017 года iPhone X стал, пожалуй, самым инновационным смартфоном Apple. Купертиновцы решились на изменения в флагманском устройстве сразу по нескольким направлениям, а самым заметным отличием стал безрамочный дисплей на всю лицевую поверхность смартфона.
Отсутствие привычной и каноничной для iPhone кнопки Домой ознаменовало переход на более совершенный способ идентификации пользователя. К счастью, в Apple не стали размещать сканер Touch ID на задней панели смартфона, а готового и надежного решения с датчиком под дисплеем на тот момент просто не существовало.
В итоге инженеры из Купертино разработали одну из самых безопасных и инновационных систем идентификации пользователей в области потребительской электроники. Сейчас разберемся, как работает распознавание пользователя по лицу, насколько это надежно и в чем ключевые преимущества этой технологии.
Как устроен Face ID
Face ID в вашем iPhone – это объемно-пространственный сканер лица человека. Модуль из камер и сенсоров работает по принципу Time-of-flight (от англ. время полета), распознавая не просто плоский портрет человека, а его объемную модель.
Для каждого полученного пикселя сенсор фиксирует его удаленность, формируя глубину изображения. Расчет расстояния до каждой точки происходит при помощи фиксации времени полета луча. По такому же принципы построено большинство военных и гражданских радаров. Главное отличие – использование светового импульса в Face ID и радиочастотного сигнала в радаре.
Face ID является ответвлением технологии LiDAR, которая с недавнего времени появилась в профессиональных линейках iPad и iPhone.
Камера для захвата движения пользователя Kinect стала прародителем Face ID
Технология Face ID основана на разработках компании PrimeSense. Это израильское предприятие работает в сфере 3D-зондировнаия с 2005 года, а в 2013 компанию и все права на разрабатываемые технологии приобрела Apple.
Удивительно, что в Купертино задумались над более перспективным способом идентификации пользователей одновременно с презентацией Touch ID в iPhone 5s. Вот так нужно строить долгосрочную стратегию развития своих гаджетов.
Face ID базируется на инфракрасных измерителях глубины, которые легли в основу датчика движения Kinect для консолей Xbox. Интерес к технологии у Apple практически совпал с отказом использования Kinect в Microsoft.
Сканер Face ID состоит из двух принципиально отличающихся блоков: точечного проектора, который проецирует более 30 000 ИК-точек на лицо пользователя и соответствующей ИК-камеры, которая считывает полученный рисунок.
Полученное объемное изображение сравнивается с созданным при настройке Face ID “отпечатком” и производит идентификацию пользователя.
Сложности конструкции придают остальные уже привычные для фронтальной поверхности iPhone элементы: динамик, микрофон, датчик освещенности, датчик приближения и фронтальная камера. Все это делает “челку” iPhone очень технологичной и сложной в устройстве.
В каких гаджетах Apple применяется Face ID
Face ID присутствует в следующих моделях техники Apple:
Производитель не заявляет о наличии нескольких поколений датчика Face ID. Несмотря на это, в работе разных гаджетов присутствуют отличия в работе данной фишки.
Так второе поколение iPhone с Face ID (модели iPhone XS/XS Max и iPhone XR) обладает более высокой скоростью срабатывания благодаря системе Neural Engine 2‑го поколения. С выходом iOS 13 купертиновцы заявили, что Face ID во всех смартфонах начал работать на 30% быстрее.
В моделях iPad сканер Face ID умеет работать не только в портретной ориентации, но и в ландшафтной. iPhone лишен такой возможности.
Что инновационного в датчиках Face ID
Об инновационности технологии говорит и тот факт, что ни один из конкурентов до сих пор не представил аналогичное по надежности и точности срабатывания решение . Все технологии распознания пользователя по лицу в моделях других производителей являются альтернативными и дополняют имеющиеся сканеры отпечатка пальцев, сканеры радужной оболочки глаза или другие сенсоры.
Другим компаниям проще и дешевле развивать аналоги Touch ID и встраивать сканер отпечатка пальцев под дисплей или в тонкую боковую кнопку смартфона, чем создавать аналог технологии Face ID.
При этом технология Face ID является самообучаемой , нейронные сети в процессоре iPhone со временем лучше запоминают лицо пользователя и начинают срабатывать в более сложных условиях.
Кроме этого с обновлением iOS добавили возможность сохранить альтернативный внешний вид. Некоторые пользователи добавляют свое лицо с носимыми аксессуарами (головные уборы или очки), а другие сохраняют “отпечаток” близкого родственника, чтобы он тоже мог пользоваться смартфоном без пароля. Эта фишка позволяет обучить сканер для срабатывания в маске.
Насколько безопасно использовать Face ID
Как и в случае с Touch ID, сохраненные изображения пользователей не хранятся в открытом виде на смартфоне и не передаются по сети. Во время настройки объемное изображение превращается в математическую модель и помещается в защищенное хранилище Secure Enclave. Это специальная область процессора, которая тесно интегрирована с чипом iPhone.
Для повышения уровня защиты купертиновцы связывают сканер Face ID с материнской платой и процессором на аппаратном уровне. Такая привязка есть в каждой модели iPhone или iPad, что делает невозможным подмену Secure Enclave при замене одного из компонентов гаджета.
Обратной стороной такой защиты является сложность при ремонте. В случае возникновения проблем с Face ID, придется менять связку из модуля камер и привязанную к нему материнскую плату. Как вы понимаете, подобный ремонт будет стоить львиную долю стоимости устройства.
Это вероятность того, что кто-то сможет разблокировать ваш iPhone с Face ID своим лицом
Чтобы избежать непроизвольной аутентификации, система требует сканировать лицо с открытыми глазами, обратив взгляд в сторону камеры. Пользователю доступно отключения этой особенности. Достаточно выключить опцию Требовать внимание для Face ID по пути Настройки – Face ID и код-пароль. После отключения фишки iPhone получится разблокировать даже с закрытыми глазами, что серьезно снижает безопасность защиты. С другой стороны опция позволяет снимать блокировку смартфона очень быстро.
После пяти неудачных попыток сканирования или через 48 часов бездействия гаджета потребуется ввод пароля разблокировки. Код нужно вводить после каждой перезагрузки смартфона, при замене SIM-карты или после активации SOS-режима.
Присутствует небольшая хитрость, которая позволяет быстро отключить Face ID при необходимости. Кроме этого есть встроенная защита для дезактивации Face ID при обнаружении неоригинальных компонентов iPhone.
Все это дает максимальный уровень защиты и обезопашивает от взлома смартфона извне. Как и в случае с Touch ID, быстрее и проще взломать iPhone при помощи специального вируса, чем при помощи обмана Face ID.
Единственным слабым местом системы являются ложные срабатывания с близнецами. Однако, купертиновцы совершенствуют алгоритмы работы и минимизируют ошибки при помощи обновления ПО.
Вот такая мощная и технологичная фишка присутствует в небольшом смартфоне, который помещается в ваш карман.
(23 голосов, общий рейтинг: 4.78 из 5)
Хочешь больше? Подпишись на наш Telegram.
Источник: www.iphones.ru
Что такое Face ID в смартфоне и принцип работы
Вышедший на рынок юбилейный iPhone X стал настоящим кладезем высокотехнологических новинок.
Сегодня мы разберемся, что такое технология Face ID, впервые использованная в этом смартфоне Apple, как она работает и можно ли ее обмануть.
Обитатели города Купертино регулярно радуют пользователей своей продукции новинками, впоследствии превращающимися в тренды, обязательные для внедрения всеми уважающими себя производителями мобильных устройств.
Судя по всему, Face ID относится именно к таковым.
Как работает Фэйс Айди
Эта технология пришла на смену системе авторизации по отпечатку пальца, известной, как Touch ID, которая более не поддерживается в iPhone X.
Теперь авторизация производится при помощи трехмерного сканирования лица пользователя.
Таким образом можно, например, разблокировать смартфон, оплатить покупки и выполнять прочие действия, требующие подтверждения личности владельца.
Причем для срабатывания системы необходим целенаправленный взгляд на гаджет: если пользователь закрыл глаза или смотрит в сторону, авторизация не произойдет.
В состав Face ID входит несколько компонентов:
- Проектор точек TrueDepth, создающий «облако», проецирующееся на сканируемое лицо, на основании которого строится уникальная карта, которая совершенствуется и дополняется при каждом новом сканировании.
- ИК-камера, считывающая данные «облака» и направляющая их в систему Secure Enclave, входящую в состав фирменного чипсета Apple A11 Bionic Neural.
- Инфракрасный излучатель, обеспечивающий стабильную авторизацию даже в полной темноте.
Действительно ли это безопасно
- Не может ли карта лица пользователя быть использована в интересах посторонних?
- Насколько надежна система распознавания лиц?
Она хранится только в памяти устройства и используется только в целях авторизации. Все прочие конспирологические утверждения – вопрос доверия к производителю, которое, впрочем, изрядно подмочено аккумуляторным скандалом.
Если же рассматривать надежность самой Face ID, то, по утверждениям разработчиков смартфона, она дает такую вероятность ошибки, что всерьез ее рассматривать просто не стоит.
Если шанс неправильной идентификации отпечатка пальца системой Touch ID составлял 1:50 000, то для сканера лица он составляет 1:1000 000.
Как защищаете свое устройство?
Более того, при разработке системы специалисты Apple привлекли к процессу команду голливудских гримеров и изготовителей масок, так что защита на самом высоком уровне гарантирована.
Использовать вместо реального лица фотоснимок, как это можно проделать с Samsung, не удастся.
«Обратная» ошибка тоже маловероятна: гаджет способен узнать пользователя даже с бородой, усами, в шапке или в очках. В то же время, как утверждает Филипп Шиллер, вице-президент компании по маркетнигу, есть немалая вероятность, что близнец будет способен разблокировать айфон своего родственника.
Стоит также отметить, что, несмотря на необходимость прямого взгляда на смартфон для авторизации, пользоваться системой более удобно, чем, например, самсунговским сканером радужки.
Если к нему придется приноравливаться для удачного «прицеливания», то Face ID работает даже во время ходьбы.
Появится ли эта технология в последующих моделях iPhone – покажет опыт ее использования.
Сергей Семенов, 31 год Аналитик, журналист, редактор
Настоящий мобильный эксперт! Пишет простым и понятным языком полезные статьи и инструкции мобильной тематики, раздает направо и налево наиполезнейшие советы. Следит за разделом «Статьи и Лайфхаки».
Источник: mob-mobile.ru