Face ID 技术和微软使用在 Surface 上的 WindowsHello 面部识别有哪些区别？

会员1138313

比如从准确率和安全性的角度来比较的话。

会员1138324

9月27号更新
face ID白皮书今天发布，https://images.apple.com/business/docs/FaceID_Security_Guide.pdf
给大家画一下重点：
有2D红外图像，随着使用会动态添加数据，如果认不出来密码输入正确后会自动添加数据，
没有提预期通过率
照片存在设备上，为了将来算法升级
2D和深度图像序列随机交替
误识率在双胞胎，兄弟姐妹，13岁一下儿童群体中会变高
有两个网络，一个用于识别，另一个用于防欺诈
有个诊断模式，开启后会保存若干天的图像，用户可以决定是否发送给苹果
总结一下这些和Windows hello的实现细节非常接近，和我们的理解也差得不多，大家都不是变魔术，各自利用各自的优势做优化

Windows hello要在PC生态圈推广，为了平衡成本和制造难度没有要求深度相机，另外算法要适配不同厂商的相机，还要保证误识率和通过率，另外Windows hello没有保存图像，但我们一样做到了在用户不知道的情况下算法升级，creator update已经升级过了。



更新一下，在另一个回答里吐槽苹果台上擦脸，这里自黑一下Windows hello。Windows hello认不出来的时候，在摄像头前面挥一下手挡住自己的脸，（我们叫“jedi wave”，对，就像绝地武士召唤原力那样  ）系统会再次尝试，有可能会认出来，最多尝试三次后刷脸登录会锁死，输入pin打开，和Apple官方解释的过程类似。
加这一段是想说，作为开发者，自己的东西什么时候不好用以及怎么绕过去心里是清楚的 ，所以真心觉得Craig在台上擦脸不是紧张，而是长时间使用的经验窍门 。

以下是原回答：
都被折叠了，逼着来答一发：
先自曝一下，在微软做了从第一代Kinect，第二代Kinect，Windows hello这些产品中的人脸识别，知道足够多的细节，反而怕说多了，另外由于立场问题，各位随意带入。手机码字，大家凑活看。
问题是FaceID和Windows hello人脸识别的区别，但是我又不知道Face ID的细节，所以一切凭经验。
    先从指标说，Face ID官方误识率百万分之一，Windows hello误识率十万分之一，Windows hello的这个指标在官方白皮书中，不过我软没有Apple这样在台上讲。另外两方指标都是随机人群中的误识率，这个Apple在台上说得很清楚，双胞胎认错的可能性大大增加。误识率在特定人群中也会增加，例如都有大胡子，都带同样的眼镜等等。另外做个科普，人脸识别系统需要两个指标衡量性能，误识率和通过率，误识率是把别人当成你，越低越好，通过率是把你当成你，越高越好，误识率是系统的安全保障，通过率是系统的易用性。Apple没有说通过率是多少，微软也没有明确承诺。
    再说防欺诈，就是常说的防照片之类的，作为一个允许用户登录最重要的个人电子设备的功能，防欺诈是一定要做的，三星那样随便被照片骗过去的系统实在是给这个圈子添乱。这方面两家都是认真做了的。Windows hello在发布之初就有，并且这个东西是在不断加强改进的。Windows hello2015年首次发布之前是请starbug本人花了一个月时间和我们一起尝试攻破Windows hello，如果不知道谁是starbug，参看这个油管视频https://youtu.be/kaRFN3UWups，对，就是他攻破touch ID，还有三星的虹膜识别，一位在生物信息安全领域有名的黑客，是一个动手能力超级强悍的家伙，当然在那一个月里这位老兄没有成功。
    然后是硬件实现，Windows hello的相机方案是在近红外波段，就是850纳米左右波长的红外光，face ID估计也应该是这个波段，要问为什么，是因为850纳米是不可见红外波段中半导体材料光电效率最高的波长，这和半导体电子能级有关，行啦，软件工程师解释到这层就得了。还有一些常见的误解是认为这个红外线是靠人体体温发出的，人体体温的黑体辐射的峰值波段在10000纳米左右，该波段的探测器在目前的技术下还做不到那么小。用红外光就是为了处理黑暗环境，设备上都是有主动光源的，face ID就是那个flood illuminator。其实黑暗中是最理想的工作条件，没有别的光照的影响，用户反而经常感叹“哇，这么黑也认得出来”。另外不会是更短不可见光，大家应该不会想自己的手机发出紫外线，X光，伽玛射线之类的东西吧。人种多样性的问题，近红外光下各位黑皮肤的其实还稍显的亮一些，有效避免认不出人的情况。Apple还加了结构光做深度，Windows hello上不要求深度相机，那位说没有深度就能被照片骗过去了，这个防欺诈我们是认真的，照片骗不过去，细节不多说了。
最后呢，Windows hello发布于2015年，face ID还有一个月才来。

会员1138271

Apple Inc.的US 20170132456 Enhanced face detection using depth information 有提到使用的Face detection

A method for face detection, comprising:
capturing a depth map, comprising an array of three-dimensional coordinates, and a two-dimensional image of a scene;
selecting one or more locations in the image to test for presence of human faces;
at each selected location, defining a respective face detection window having a size that is scaled according to an expected face size, in pixels of the image, at a depth of the selected location that is indicated by the depth map; and
processing a part of the image that is contained within each face detection window to determine whether the face detection window contains a human face.

引用的patent有

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会员1138290

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苹果用的是PrimeScene收购来的结构光。“刘海”最右侧的那个点投影，表面上是一个光栅格，不可见光透过栅格形成点网向面部投；最左侧的红外相机读取点网投影形变，从而进行3D建模。
微软则是TOF。

近距离高分辨率的适用技术，结构光更合适。

更多请阅读：
http://36kr.com/p/5092835.html

会员1138275

@叛逆者 老师一上来就丢了个王炸啊……
我引用下 Patent 9552668 的部分 Summary 好了。

Described herein are various technologies pertaining to utilizing a
commodity RGB camera and depth sensor to generate, in a semi-autonomous
manner, a relatively accurate virtual three-dimensional model of a
head/face of a user. Such three-dimensional model, in an exemplary
embodiment, can be employed as a virtualized representation of the
individual, which can identify such individual in an online/gaming
environment. The three-dimensional model can relatively accurately
represent a shape of a head of the user, a size of the head of the user,
coloring of skin of the user, and facial features of the user,
including eyes, nose, ears, cheek lines, mouth, etc.

To generate a relatively accurate model of a head/face of a user, a
plurality of RGB frames are received from a color camera over a range of
time, and a plurality of depth frames are received from a depth sensor
over the range of time. Both the camera and the depth sensor are
configured to capture images of the head/face of the user. The RGB
frames are subjected to a face tracking algorithm to identify features
in the face captured in the RGB frames. Such features can include, but
are not limited to, centers of the eyes of the user, center of the nose
of the user, and nasal alars of the user. A point cloud can be generated
based upon the depth frames and the features identified in the RGB
frames, wherein the features in the RGB frames are mapped to depth
frames to locate their positions in three-dimensional space, and are
subsequently used to align depth frames. Points in the point cloud are
representative of respective distances of the head/face of the user from
the depth sensor at such points.

看戏看戏 XD

会员1138266

FaceID是用了PrimeSense的结构光，技术和Kinect 1的深度摄像头一样。从操作上看，在注册的时候需要正脸和略微晃头，应该是在建立一个脸的局部3D模型。有了这个之后，就能提取出特征点，做人脸识别。
（我不知道苹果打算如何绕开我这个专利，连操作方式都一样）

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Windows Hello是人脸、虹膜、指纹结合起来的方法。里面的人脸部分是 @joykiller 的工作。


有一个重大的区别是，至少Windows Hello不会在公开演示的时候第一次就认不出来，还得擦掉冷汗，换个机器。

会员1138285

Windows Hello是很多种技术的一个集合，它其实相当于说是一个接口，然后满足这个接口条件的各种硬件都可以使用。比如说Surface上这种红外摄像头+红外灯的方案（如果我没搞错的话这套摄像头应该是没有深度信息的？只是用这个方法来确保是活体）；比如说Lumia手机上的红外灯+前置普通摄像头的虹膜识别方案；比如说指纹识别方案；比如说Intel的Realsense摄像头+驱动的3D人脸识别方案（这个是有深度信息的）；比如Kinect 2+驱动的3D人脸识别方案……等等。
没记错的话有些蓝牙设备也可以用来做Hello的认证，但是记不太清楚了，就不多说了。
但总之我觉得拿Windows Hello和Face ID比毫无意义。。。因为Face ID只是人脸识别，是单一的生物认证。你还不如拿小米Note3来和Windows Hello比，起码人家还是指纹，手环和人脸三套系统（逃

会员1138309

苹果的FaceID，采用的是结构光双摄方案，通过点阵投影仪（Dot projector）作为结构光的发射器，将3万多个光点的网络投射到人脸上，利用红外摄像头(Infrared camera)作为结构光接收器来采取光线，并利用用户转动头部形成光线的变化，从而映射出脸部3D形状，最终形成的是一个三维图像。

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WindowsHello,
则是一系列识别系统的组合方案。
包括人脸，虹膜，指纹。


安全性上：
就在两年前，柏林的SR实验室使用石膏模具，破解了微软的Hello面部识别系统。这一尝试在多个使用相同类型红外深度感应摄像机的品牌笔记本中都成功了。SR 实验室的创始人Karsten Nohl指出，他们使用的模具不仅模仿了用户的脸部形状，还模仿了皮肤的光反射性能。
为了证明自己，苹果甚至与好莱坞模型团队进行了人脸模型对比验证，以保证FaceID所识别的人脸不能被包括蜡像、模具等在内的任何仿制品所替代。在发布会现场，Federighi展示了一些非常逼真的面具制品，并表示经过测试，即使是这些面具再逼真也无法破解FaceID系统。


但是因为有两年的时间点的间隔加上测试环境变量不一样。其实也说明不了什么

会员1138306

查了一下。US9552668 号专利是有中文同族的，公开号是 CN105144247 A（有中文的方便看戏），该中文同族的专利申请在中国处于实质审查过程中，尚未授权。
PS：看是否侵权是看权利要求书的。
所以贴个独权方便看戏

1. 一种方便构造用户的头部的计算机实现的三维表示的方法，所述方法包括： 从相机接收所述用户的头部的多个RGB帧，所述多个RGB帧是由所述相机在一时间范围内捕捉到的。 从深度传感器接收多个深度帧，所述深度帧指示所述用户的头部的各个部分离所述深 度传感器的距离，所述深度帧是由所述深度传感器在所述时间范围内生成的； 标识所述多个RGB帧中的所述用户的头部的至少一个特征，所述至少一个特征是以下各项之一：所述用户的眼睛的中心、所述用户的鼻子的中心、所述用户的第一鼻翼或所述用户的第二鼻翼； 至少部分地基于所述多个深度帧以及对所述RGB帧中的所述用户的头部的至少一个特征的标识来生成所述用户的头部的三维网格；以及至少部分地基于所述多个RGB帧来纹理化所述三维网格。

我粗粗看了一下戏，权利要求里反复提到的是RGB帧，FaceID有用到这个么？

会员1138330

iPhoneX用的是红外激光散斑的方式获取人脸深度信息，可以参考苹果收购Prime Sense之前这家公司和微软合作开发的Kinect V1以及和华硕合作开发的Xtion Pro，激光散斑方式只需要一个红外激光发射器和两个分光/散射透镜将单束激光转换成激光散斑，激光散斑在透镜装好后是固定的伪随机Pattern，需要把散斑图存储在设备中备用，接收端只需要一个红外带通滤光片放在普通或特制感光sensor前即可，这种深度获取方法其实和双目视差成像原理一样，只需获取一帧红外激光散斑反射回来的图像，就可以和事先存储的激光散斑图比对，不同距离的物体上散斑形变和光斑位置不同，通过视差计算即可获取实际深度，至于速度只取决于sensor帧率和处理器的处理速度，由于结构简单且分辨率低，因此做这么小其实没有什么难度。但是，这种结构光的方式在日光下干扰极为严重，因此无论是Kinect V1还是Xtion Pro均无法在日光下使用，iPhoneX用了这种方案就需要用和普通红外图像相结合的方式弥补这一缺陷，iPhoneX在此基础上加了红外补光灯，这样理论上可以通过同一个sensor接收红外散斑图像和普通红外图像，散斑用于生成深度图像，普通红外图像可以同时和深度图像结合起来用于人脸验证，当然也可以和RGB图像结合起来做验证，但RGB图像受可见光干扰比较大，所以红外是更好的方案，且化妆会改变可见光下的人脸效果，但对红外光下的人脸干扰有限，人脸图片在红外下会丢失大量信息，甚至完全空白（取决于油墨），因此理论上可以推测在强烈的日光下如果人脸同时被日光照射则以纯红外识别为主，如果低头不被日光照射则依然可以获取三维人脸。
红外激光散斑发射器的图案和视差计算得到的深度图像：

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Surface Pro 4上的Windows Hello用的人脸识别则是常规的人脸识别方案，虽然微软加入的红外补光，但并没有整合Kinect V2的ToF技术，当然也没有用到Kinect V1的结构光技术，因此无法得到三维人脸图像，但红外补光灯可以用于红外下人脸识别，夜晚可用，白天本来可见光中红外成分就比较多，因此照样可以识别，但由于没有三维人脸，因此相对于iPhone X并没有太多优势。微软在Kinect上的技术积累很深，后期如果能把Kinect V2做进去那么将和iPhoneX一样可以用三维人脸识别。
在检测距离上，对于iPhone X深度测量的精度取决于发射器/接收器间距，如果超出正常检测范围则精度迅速下降，因此由于二者虽然分布于刘海两端，但距离仍然比较近，对于近距离人脸检测正好合适，但稍远则基本失效，估计有效深度获取范围10cm~2m，有效人脸检测范围1m左右，而Surface Pro 4 上面的Window Hello有效距离则在1.5m左右,太小的话人脸分辨率不够用，在正常使用的情况下均没有问题。检测视角上二者均不会太大，但Window Hello应该会大一些。

会员1138348

准确性只体验过Windows Hello，真的高！而且识别快。对于像笔记本或者Surface Pro这样的设备，从合着的状态翻开屏幕或者键盘盖，基本上在你动作停止准备进行操作的时候，Windows Hello已经识别完并完成解锁了。甚至不需要你刻意正对屏幕。
安全性，了解下来我认为两者不差太多。

区别的话，Windows Hello不仅仅看脸，还包括虹膜，指纹；Face ID只看脸（都会看脸，果然是看脸的社会啊摔！

当然还有一个区别是，Windows Hello的实际体验不差，但是不少人会说“你软发布会老蓝屏啊”，“你软发布会蓝瓶都成笑柄了”；Face ID发布会翻车了一次，大家纷纷解释“这是首次开机”，“工作人员摆放时不小心”。（逃

会员1138275

我买SP4的时候，在1511下可以秒开，然后到1607之后的版本仿佛就被人为压低了识别速度一样……
不过后来我又买了Miix5Pro和NSP，出厂系统都是1703，都能跟之前一样秒开……

会员1138354

回答内容基于微软官方文档
Windows Hello 是 Windows 10 中的一整套生物识别框架 (Windows Biometric Framework) 的名称。其中包括指纹识别、虹膜识别和人脸识别。


例如 Lumia 950 / xl 采用了 Windows Hello 中的虹膜识别，而真·旗舰手机 HP Elite X3 则兼具指纹识别与虹膜识别（下图）

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至于 Windows Hello 的人脸识别，目前只在一些笔记本与平板上具备，比如 Surface Pro 4，Dell Inspiron 15 5548，Acer Aspire V 17 Nitro，Lenovo ThinkPad Yoga 15，Asus N551JQ 等。


支持Windows Hello 人脸识别的 Intel RealSense Depth Camera D400 系列长这样（下图）

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里面是这样

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装在笔记本上玩体感游戏

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15年的时候 Intel 展示过一款具备 3D 摄像头的 6寸原型机，用来测试 Windows Hello 人脸识别技术在移动设备上的应用

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原理上，Windows Hello face authentication 与苹果的 FaceID 类似，都有普通摄像头、红外摄像头与红外发射器，用以捕捉人脸的 3D 图形。（苹果使用 dot projector 投射红外点阵，类似的部件微软称之为 infrared (IR) blaster）。因为原理类似，所以 Windows Hello 的人脸识别亦可在不同光照环境下使用，也能应对面部的细微变化，如胡须与化妆。一般人在设置时可能只需注册一次就能成功；不过，需要在强红外背景的户外工作，或有时要佩戴眼镜的朋友，可以点击设置里的「提高识别能力」，在多种情况下注册几次。

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上图是在不同光照条件下，Windows Hello 人脸识别的红外成像，可以看到，用照片和视频这种平面图像是无法蒙混过关的。




Windows Hello 人脸识别引擎的工作步骤如下

• 发现人脸并找到脸上的「地标」：算法会识别镜头内是否出现了人脸，并找到脸部的标志点，如眼睛、鼻子、嘴巴等
• 头部的朝向：为了确保算法能做出识别，头不要偏转太多，上下左右不超过15度为宜
• 矢量变形（超级变换形态！）：以之前的标志点为锚点，通过算法在脸的不同部位取上千个样本，组成新的信息形式（图形变数据）。这种新的信息形式，简单来说，是脸的特定部位的明暗分布情况的统计。脸部的图像没有也不会被储存，只有明暗分布的统计数据会被用到
• 决策引擎进行判断：镜头输入的数据随后会与用户在该实体设备上注册的信息进行对比。新数据首先要通过一个机器学习得到的阈值，然后才会被算法判定是否符合。如果该设备有多个用户注册，那么阈值也会相应地提高，以防安全性受损
  

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安全性方面，随机人员通过 Windows Hello Face Authentication 的概率小于 1/100,000（误识率）；一般情况下，用户本人的解锁成功率在 95% 以上（通过率）。从苹果发布会上的数据来看，FaceID 随机人员解锁成功的概率更小，达到了 1/1,000,000

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总结：
① Windows Hello 包含指纹识别、虹膜识别与人脸识别。
② FaceID 与 Windows Hello Face Authentication 在原理上比较接近，技术实现上稍有差别。
③ Windows Hello 的人脸识别更早地在平板与笔记本上实现了应用，但目前 FaceID 的硬件集成度更高，率先应用在了手机上

Windows Hello face authentication

会员1138339

windows hello 支持虹膜 面部 指纹     fcae id是3D面部扫描识别
像surfacebook实际上就是面部加虹膜的双重识别 本人亲测 遮住半张脸 露出眼睛可以解锁 如果仅仅遮住眼睛就没法解锁  
个人感觉faceid发布会上 刷脸失败就挺尴尬的
其实这个失败是不是因为机器重启并不重要，Craig Federighi老兄在台上的时候肯定没有想清楚，否则解释一下就好了，但是他去用了第二台。这时候关键点来了 在他拿起第二台之前的那个小动作，

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他很认真仔细的擦了擦脸，不管有用没有用，
但他确实就是那么做了，这应该不是下意识的动作。
所以啊，以后买iPhone X的同学们，刷脸不好用的时候擦一擦。以后看见大街上用着iPhone X的，打个招呼“擦了吗？”


如果认真看了发布会 识别不出来后显然Craig Federighi 显得很尴尬 是识别错误而要求输入密码
不明白为什么这么显然的事情一堆果粉要洗白。。。。


所以，显然
所谓的“洗白”实际上是错的

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我们可以注意到上面的提示是
Enter Passcode
Your passcode is required to enable Face ID
我将


我的iPhone改成英文，重启之后第一次输入密码的提示是：
Enter Passcode
Touch ID requires your passcode when iPhone restarts
而用湿手扫Touch ID多次失败（注意是多次），要求输入密码的界面是这个：

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究竟是错误还是第一次开机 还有任何疑问吗？？？


总结自
如何看待 iPhone X 发布会现场脸部解锁失败了一次？

会员1138304

原理上两者是一样的，都是通过深度相机实现3d面部识别，但技术路径上不一样。
苹果应该是采用原来收购的primesense的结构光技术，而微软的是采用红外tof方案。

会员1138260

胖狐狸和挖坑蒋两位大佬点了赞，受宠若惊…

====================

我来歪个楼。

之前我在某个问题下发表过一个观点，就是微软应该放下和谷歌的恩怨，认认真真开始做Android手机。

微软现在完全拥有自己打造一款优秀Android手机的全套软硬件技术：

软件方面，Arrow启动器，Next锁屏，Cortana语音助手，Bing搜索，OneDrive网盘，OneNote笔记，Office办公套件，Outlook邮件，Wunderlist便签，Continuum显示切换。

硬件方面，液冷技术，PixelSense显示技术，Hello生物识别技术，Hololens MR技术。

这手机出来，别说软粉抢着买，就算在普通消费群体中拿个中等销量应该不算问题吧？当然前提是定价别太高。

微软现在的问题是，没有能够承载自己最新技术的移动硬件设备，一切研发都是白搭！

白搭！

纳德拉选择为iOS和Android开发App，这一步是正确的，但是远远不够。

既然喊出了移动优先，自己的移动操作系统又不尽如人意，那么别磨蹭了，Android拿来用啊！

硬件产品才是承载一切高新技术的实体！微软，赶紧做手机！

会员1138258

我想问一个专利方面的问题。
众所周知一个功能可以有多种implementation，苹果如果自己做这个功能的话是否和微软的专利相冲突。还是说专利不只保护核心代码，连使用方式都包括进去了，同一个功能同样的使用方式另一种代码implementation也触犯专利保护吗



另外我看苹果对face ID有专利，如果和微软专利相冲突的话应该不会被专利局批吧，如果不冲突的话，微软工程师为什么说不知道苹果打算如何绕开这个专利这句话呢

会员1138347

faceID是面部结构识别
通过发射信号接收反射信息，因为是红外的可以透过化妆遮挡，具有深度学习特性连续使用会认识你的改变（变胖变瘦）

windows hello是各种生物识别方式的合称 包括面部识别，虹膜识别和指纹识别
win的面部是含景深的图像识别
就我用surface的体验来看，经常需要瞪它一眼...

会员1138269

我来总结一下，内容来自本问题下的答案：


1，一微软高级图形工程师攻克技术难题，率先得到了关于人脸建模的专利
2，其本人专业知识丰富，在此基础上提出“我真不知道苹果公司如何绕过这个专利呢”，暗示苹果“难以绕过”该专利，同时指出苹果应该使用的是收购primesense后获得的技术
3，苹果发布faceID的时间晚于本专利获得之时间
4，鉴于该高级工程师没有指出苹果（或者primesense）也申请了相关方面的专利，并且也没有指出该领域存在其他基础性专利（例如深度camera，建模基础算法等）和他本人专利之间的关系，我们可以认为该专利是该领域首创的，基础性专利。这是因为高级工程师的业内权威性，我们相信他。绝不会因为逞能而刻意无视其他专利的存在，并且客观评价了本专利。


结合2的论断和4的假定，我们得到结论：苹果不可能绕过该基础性专利——除非，我们对该工程师引用业内资料，他人工作，依赖专利关系时的完整性和发言的客观性之假定有误

我建议律师就这一专利对苹果faceID的侵权行为提起侵权诉讼。保护微软的知识产权。要知道，微软在计算机诸多方面都具有领先的研究成果，surface pro、kinect的人脸识别解锁功能也领先于iPhone X，发布会上从不出错，或者出错概率远低于苹果。我们不能容忍这样盗用其他公司独创性基础性研究成果的行为，更不能容忍因为这样，iphone获得相较微软更大的市场占有率。

特此倡议律师就苹果侵权一事向苹果方面发起律师函。特别是，在知乎几十万粉也这么认为的情况下。这位微软公司现存华人最屌图形学科学家肯定不是模棱两可的夸大其词吧[1]


[1] 教浙大周昆教授GPU知识，经不愿意透露姓名的小道消息查实，确有其事。周昆拜该工程师为祖师爷，周昆自小没学过计算机，更没碰过gpu，连gpu是什么都不知道，属于半路出家。如果不是经过该工程师一个学期的教育，周昆不可能走上计算机图形学研究的道路。在该工程师开设的这门为其一年（而绝非是吃饭时偶尔说几句）特设课堂上，周昆教授拿了A-，周昆教授当天还喜滋滋的向全校学生报喜了，有某些在寝室自习的匿名学生作证。

实际上，所有浙大图形学实验室的学生都是该工程师的学生，徒子徒孙。

会员1138349

windows hello是指虹膜识别，虹膜识别的特点是通过红外设备扫描人的眼睛来获取身份信息，其最大的特点是活体识别！人死了就没用了，并且睡眠过程中人眼是闭合的，所以睡觉的时候也安全。

所以，虹膜识别更安全。