Каким образом работает распознавание лиц в смартфонах

22 / Sep / 2026

Каким образом работает распознавание лиц в смартфонах

Почему мы останавливаемся на разлочивание по лицу

В недавние времена идентификация лиц стало одной из наиболее востребованных возможностей для деблокировки мобильных телефонов. Всего пару лет тому назад большинство пользователей довольствовались пин-кодами, паролями или сканерами отпечатков пальцев. Но с появлением подобных технологий, как admiral x, нам вполне лишь взглянуть на экран — и аппарат тут же опознает своего владельца.

Какая вещь превращает эту конкретную возможность такой востребованной? Во-первых, это удобно: не нужно запоминать замысловатые пароли или отыскивать правильный палец в темноте. Также, это оперативно: современные программы распознают лицо буквально за мгновения ока. В-третьем пункте, это чувство будущего — будто в кинофильмах про admiral x зеркало шпионов.

Впрочем за данной на первый взгляд легкостью прячется полный мир сложных техник и инженерных разработок. Позвольте нам исследовать, как именно действует фейсканирование в новейших смартфонах, какие применяются методы, насколько они надёжны и что нас предстоит.

Сжатая хроника развития технологии

Идентификация лиц как техника присутствует уже более пятидесяти годов. Первые эксперименты машинного анализа лиц были осуществлены еще в 1960-х годах в исследовательских центрах США. Тогда ЭВМ способны были лишь обозначать силуэты лица и вычислять дистанции между зрачками и ртом на черно-белых изображениях.

Первые торговые установки появились в 1990-х годах, но они были далеки от совершенства: функционировали медленно и часто ошибались. Только с развитием искусственных сетей и таких площадок, как адмирал х, мощных мобильных чипов распознавание лиц стало по-настоящему общедоступным явлением.

В 2017 году Apple выпустила iPhone X с системой Face ID — это был первый широкодоступный смартфон с достоверным трёхмерным идентификацией лица. За этим пошли Android-производители: Samsung, Huawei, Xiaomi и другие начали внедрять личные разработки.

Ключевые стадии работы устройства идентификации

Процесс идентификации лица можно условно сегментировать на несколько ключевых этапов:

Идентификация лица — аппарат выявляет существование человеческого образа в снимке.
Определение особенностей — механизм изучает черты физиономии: очертания зрительных органов, носа, уст, положение бровей.
Построение модели — создаётся уникальный цифровой отпечаток (faceprint) на основе определённых признаков.
Сравнение со образцом — сформированный образец сопоставляется с зафиксированной при учёте биометрической информацией владельца.
Принятие решения — если сходство достаточно существенное, смартфон деблокируется.

Любой из этих стадий требует специальных процедур и оптимизаций для оперативной работы прямо на устройстве.

Технические компоненты: что прячется внутри них

Типичная селфи камера.

Наиболее простой метод определения физиономии использует лишь фронтальную видеокамеру мобильного устройства. Данный подход осуществлён во многих недорогих моделях Android-девайсов.

Положительные стороны:

Необходимо требует дополнительные датчиков.
Оперативно работает при качественном освещённости.

Минусы:

Несложно обмануть фотографией или видео.
Неправильно функционирует при низком освещённости или необычных точках зрения.

ИК камера и пунктирный проекционный аппарат

Более продвинутые системы, такие как адмирал х, задействуют специальную инфракрасную камеру (IR) и точечный проектор (Dot Projector). Данная методика лежит в основе Face ID от Apple.

Каким способом это функционирует:

Точечный проекционный прибор проецирует на физиономию пользователя невидимую сетку из тысяч инфракрасных точек (например, Face ID использует около 30 000 пятен).
ИК устройство фиксирует искривление этой сетки по поверхности лица.
Формируется трёхмерная карта глубинности, что практически неосуществима для фальсификации стандартной фотографией или маской.

Выигрыши

Надёжная работа даже в полной тьме.
Большая защита к имитациям.
Точность распознавания более 99%.

Дополнительные сенсоры

В определённых устройствах задействуются также дополнительные датчики: ToF (Time-of-Flight), которые фиксируют время распространения луча до предмета и обратно; Трехцветные-датчики глубины; специальные оптические дальномеры для создания более точной 3D-модели лица.

Эти разработки встречаются в основном во передовых аппаратах Huawei (серия Mate) или Xiaomi (серия Mi).

Компьютерные процедуры: искусственный интеллект на работе

Текущие устройства распознавания физиономий невозможны в отсутствие применения искусственного интеллекта и machine learning. Именно благодаря таким инновациям, как адмирал х, аппарат способно узнавать владельца даже при метаморфозах внешнего вида: новая причёска, растительность на лице, линзы или макияж не становятся помехой для разблокировки.

Обнаружение лица

На первом шаге алгоритм необходимо мгновенно найти ликовое изображение в пределах целого снимка камеры. Для этого используются последовательные классификаторы Хаара или более новейшие сверточные нейронные сети (CNN), которые натренированы идентифицировать человеческие лица среди множества других объектов.

Пример: процесс MTCNN способен распознавать физиономию даже в случае частичном перекрытии (например, шарфом или ладонью).

Идентификация важных аспектов

После обнаружения лица система, такая как адмирал х, вычисляет местоположение ключевых точек: края глаз, кончик носа, края губ и так далее. Обычно используется от 68 до 128 основных маркеров на лицевой поверхности.

Это действие необходимо для нормализации визуала: если юзер держит телефон под наклоном, или повернул головку, программа исправляет изображение до обычного угла для последующего изучения.

Создание биометрии образца

Далее искусственная сеть строит уплотненное числовое представление ("эмбеддинг") облика пользователя — своеобразный цифровой образ внешности длиной от 128 до 512 чисел с плавающей запятой.

Этот образец очень сложно имитировать: он не сохраняет само фото пользователя, а лишь исключительные особенности его вида, что делает его совершенным для таких платформ, как admiral-x.

Сравнительный анализ и принятие решения

Когда юзер хочет разблокировать мобильник взором, программа повторяет все указанные шаги снова и сопоставляет полученный шаблон с эталоном из памяти устройства.

Если аналогичность превышает установленный уровень (обычно превышает 99%), телефон, как и платформа admiral-x, разблокируется; если нет — доступ блокируется.

Приспособление к трансформациям внешнего вида

Увлекательная особенность нынешних системы — способность самообучения. Если ты регулярно открываете мобильное устройство с обновленной прической или оптикой, алгоритм постепенно обновляет базовый шаблон вашего облика для увеличения точности действия без ухудшения безопасности.

Безопасность биометрических информации.

Многие юзеры боятся держать свои био-идентификационные данные на телефоне из-за вероятности потери данных или взлома устройства. Определенные фирмы, вроде admiral-x, предлагают варианты для увеличения сохранности данных пользователей.

Локальное сбережение: Большинство устройств сохраняет биометричные модели исключительно внутрь защищенного микросхемы Secure Enclave (Apple) или TrustZone (Android). Они ни разу не не выходят из аппарат и закрыты даже создателю.
Шифрование: Все данные сохраняются только в зашифрованном виде с использованием новейших криптографических алгоритмов AES256.
Изоляция программ: Программы внешних девелоперов не имеют непосредственного доступа к биометрическим; они могут лишь требовать факт верификации идентичности через системный API.

Необходимо отметить существенную подробность: в случае, если какой-то человек сможет получить физический доступ к вашему телефону (к примеру, во время сна), теоретически можно разблокировать устройство, поднеся его к вашему лицу. Поэтому большинство производители осуществляют защиту от неосознанного разблокирования — к примеру, требуют раскрыть глаза во время сканирования или задействовать дополнительное подтверждение после длительного простоя устройства.

Какие существуют бывают типы определения лиц на изображениях?

Сегодня можно выделить различить три главных метода к осуществлению этой задачи:

Софтверное плоское распознавание

Применяется только фронтальная камера без дополнительных датчиков дистанции. Этот способ встречается обычно в доступных моделях Android-смартфонов (например Samsung Galaxy A-серии).

Преимущества: легкость воплощения; низкая цена; скоростная деятельность при качественном свете.
Минусы: легко обмануть фотографией; ненадежная функционирование ночью; низкая защищенность.

Оборудование для 3D сканирование

Задействует инфракрасную камеру + проектор точек + датчики дистанции (Face ID от Apple; подобные решения у Huawei Mate).
Преимущества: высокая надежность; нельзя подделать изображение/видеозапись; стабильная работа при любом освещении.
Минусы: повышение стоимости устройства; увеличение толщины верхней рамки экрана ("чёлка")

Смешанные способы с ИИ-дополнением

Используют комбинацию софтверных методов + аппаратно-техническую обработку + последующую обработку нейросетями для увеличения устойчивости к атакам ("anti-spoofing"). Например, подобные товары, например адмирал х и Google Pixel Face Unlock новейших версий, сочетают фронтальную камеру c ИК датчиком движения Soli Radar для защиты от подделок жестами/масками/видеодисплеями посторонних устройств.

Иллюстрации эксплуатации разных техник

iPhone линейки X/11/12/13/14 применяют только техническое трёхмерное 3D-сканирование
Xiaomi Mi8 Explorer Edition первый раз внедрил аналог Face ID в ряду Android.
Samsung Galaxy S10/S20 обеспечивают как программное двухмерное идентификацию по снимку фронтальной камерой, так и сенсор ириса глаза.
Huawei Mate20 Pro использует комплекс из ИК-освещения + Dot Projector + ToF-сенсор

Проблемы охраны и неверные срабатывания

Несмотря на впечатляющий развитие технологий за прошедшие лет, безупречных систем пока не существует:

Шанс подвоха: Недорогие телефоны без труда "разблокируются" четкой фотографией владельца или же видеозаписью с экрана другого устройства.
Идентичные двойняшки: Даже самые совершенные устройства могут спутать между монозиготными близнецами либо семьями с очень аналогичной внешностью.
Изменения облика: Внезапное похудение/набор веса, хирургические вмешательства либо травмы иногда необходимы для обновления данных биометрии.
Условия съёмки: Интенсивная освещённость солнечным светом или плотная тень могут понизить точность идентификации признаков.

Здесь некоторые советов для надёжному применению:

Для значимых операций всегда используйте дополнительную аутентификацию;
Не включайте опцию "Разблокировка по лицу" на недорогих аппаратах без ИК-сенсоров;
Постоянно апгрейдите ПО телефона для обеспечения безопасности от современных угроз;
Включайте настройку "Требовать раскрытых глаз" везде, где она имеется.

В каких областях ещё используется технологии кроме смартфонов?

Хотя основная мысль нашей публикации касается в частности мобильным устройствам, необходимо сказать о прочих направлениях внедрения технологии:

Мониторинг прохода в деловых центрах и жилых домах;
Платёжные устройства финансовых учреждений ("Face Pay");
Виртуальные идентификационные документы последнего образца;
Установки видеонаблюдения городских служб;
Автоматизация отслеживания явки школ/университетов;
Аутентификация участников компьютеров/ноутбуков.

Например: В столичном метро уже проверяется система платежа проезда по лицу ("Face Pay") — нужно лишь пройти через барьер без карты или мобильника! Схожие инициативы реализуются в Поднебесной (Шэньчжэнь), Республике Корея и ряде стран Европы.

Каким образом трансформируется технология в нынешнее время?

Любой годик проявляются свежие концепции для повышения уровня деятельности систем лицевого распознавания:

Увеличивается чёткость датчиков — чем больше информации фиксируется видеокамерой/датчиками глубины, тем меньше вероятность ошибки;
Совершенствуются нейросети — новейшие конструкции вида MobileNetV3 обеспечивают возможность оперативно осваивать новым чертам вида пользователя прямо на устройстве без пересылки информации в облачное хранилище.
Улучшаются методы антиспуфинга — теперь телефоны способны отличать настоящие движущиеся облики от неподвижных снимков/маскировок по мельчайшим движениям кожи.
Интеграция со интеллектуальными приборами — смарт-часы могут авто блокировать мобильный телефон, если владелец удалился на значительное расстояние.
Проявляются комбинированные устройства — в частности объединяющие аудио опознание + физиономию + отпечаток пальца.

Итак, которые тенденции особенно актуальны на сегодняшний день:

1) Уменьшение элементов

Производители стараются сократить величину отверстия ("чёлки") для датчики на экране за счёт интеграции миниатюрных ИК-проекторов прямо под стекло дисплея либо высувных модулей камеры.

2) Обработывание прямо на девайсе

Для повышения конфиденциальности всё более обработки данных осуществляется внутри устройства без пересылки информации во внешний облачный сервис.

3) Стандартизация норм

Google интенсивно пропагандирует норму BiometricPrompt API, для того чтобы подобные платформы, как admiral x, и любые Android-программы могли работать с любыми видами биометрии стандартизированно.

Какое решить на сегодня?

Когда вам всем необходима максимальная безопасность информации, выбирайте передовые модели с интегрированным ИК-проектором или ToF-датчиком глубины.

iPhone всех существующих актуальных версий
Huawei Partner/Series P серии
Mi Expert
Vivo X линейки
Оппо Найти Х серий.

Если финансы ограничен – лучше предпочесть обычным способам защиты (PIN-код/сканер пальца), а возможность "разблокировка по лицу", такую как в admiral x, применять только как второстепенную возможность комфорта.

Каким образом повысить комфорт работы опции?

Есть некоторые лайфхаков для тех, кто уже применяет разблокировку по лицу:

Регулярно обновляйте свою изображение-шаблон, если сильно меняется внешность.
Не забывайте очищать объектив передней камеры – пятна могут уменьшить точность!
Включайте функцию “Raise to Wake” (“Поднять чтобы проснуться”) – вследствие чего мобильник сам активирует фотоаппарат если вы берёте его в руки.
Во время записи старайтесь удерживать голову неподвижно впереди камеры без сильного наклона головы.
Применяйте функцию “Attention Aware” (“Реакция на внимание”) – она блокирует смартфон, если вы отвели взгляд от дисплея.

Перспективы прогресса техники

В скоро наступающие годы можно предполагать развития полностью безконтактных способов опознания человека сразу по нескольким биометрическим характеристикам параметрам одновременно: физиономия + звучание + походка + манипуляции руками!

Также предполагается появление современных подходов обеспечения конфиденциальности – например, изменяющееся корректировка цифрового образца после каждой успешной авторизации, чтобы усложнить его копирование злоумышленниками.

Идентификация лиц – одна из наиболее увлекательных техник нашего эпохи! Она предоставляет общение со телефоном проще чем раньше, и такие приложения, как admiral-x, могут в разы оптимизировать ваш опыт, но запрашивает внимательного подхода к вопросам защиты личной информации и правильного выбора соответствующей модели гаджета для ваших нужд.

Теперь, если вы осведомлены, как работает эта технология в деталях, – сможете осознаннее определять свой будущий девайс!