如何打造一款極致體驗的3D人臉智能門鎖
發布時間:2022-11-03 來源:安霸上海硬件研發總監 許龍 責任編輯:wenwei
【導讀】智能門鎖經過指紋解鎖普及以後,開始走向3D人臉解鎖時代。和指紋鎖相比,3D人臉解鎖具有無感的體驗優勢,可以解放雙手,備受消費者青睞。目前市場上的3D人臉解鎖技術路線主要是三類:雙目立體視覺,3D結構光,ToF。 關於這三種技術路線的優劣勢可以參考下麵的表格。
安霸的芯片解決方案對於不同技術路線並無傾向性,均可以支持。安霸認為不同的技術路線的 3D 人臉智能解鎖的產品核心都是圍繞無感極致體驗,這裏麵包含三個重要的技術維度指標:
1.人臉解鎖速度(做到人到即開門無感)
2.低功耗(長續航、低頻次更換電池無感)
3.數據安全性(消除用戶對個人信息安全擔憂的無感)。
下麵將從這三個維度展開說說安霸是如何通過技術上的打磨來提升產品體驗。
人臉解鎖速度優化
所有技術路線的人臉解鎖過程都包含三個階段的耗時: A(係統啟動時間),B(人臉檢測深度生成,活體檢測時間),C(人臉數據庫比對時間)。一次完整的人臉解鎖應用耗時就是A+B+C三者合一的耗時,任何一個時間節點都需要精心打磨,盡量縮短耗時以實現極速人臉解鎖。下麵是安霸的CV2x係列芯片解決方案通過以下技術手段來實現各個階段的加速,疊加客戶應用軟件耗時,最終依然實現一秒內人臉解鎖的極致無感體驗。
A:優化減小代碼大小,對存儲器帶寬優化提升讀取速度,減少軟件加載時間,對所有硬件優化I/O性能,采取並行化初始化處理,縮短硬件初始化所需時間。
B:安霸的芯片方案提供豐富的硬件加速算子,針對不同3D技ji術shu路lu線xian所suo需xu的de深shen度du計ji算suan加jia速su,可ke以yi有you效xiao縮suo短duan人ren臉lian檢jian測ce和he活huo體ti檢jian測ce所suo需xu時shi間jian,做zuo到dao最zui短duan時shi間jian獲huo取qu豐feng富fu的de人ren臉lian深shen度du信xin息xi,提ti供gong給gei活huo體ti檢jian測ce算suan法fa以yi達da到dao最zui快kuai、最準確地活體檢測結果輸出。
C:安(an)霸(ba)芯(xin)片(pian)專(zhuan)用(yong)的(de)視(shi)覺(jiao)感(gan)知(zhi)深(shen)度(du)學(xue)習(xi)引(yin)擎(qing),可(ke)支(zhi)持(chi)各(ge)種(zhong)人(ren)臉(lian)比(bi)對(dui)算(suan)法(fa)優(you)化(hua)來(lai)提(ti)升(sheng)人(ren)臉(lian)比(bi)對(dui)速(su)度(du)和(he)準(zhun)確(que)度(du),縮(suo)短(duan)人(ren)臉(lian)比(bi)對(dui)時(shi)間(jian)和(he)提(ti)升(sheng)比(bi)對(dui)準(zhun)確(que)率(lv)。
功耗優化
對3D人臉智能門鎖係統而言,功耗包含兩方麵:A(係統待機功耗)+B(係統工作功耗)。目前市麵上大多數人臉解鎖設備都因為增加3Drenlianshibiegongnengdailaigonghaodechengbeizengjia,zhinengpaoqichuantongzhiwensuolideduojiegandianchigongdianjishuluxian,caiyongdanweitijineinengliangmidugengdalidianchigongdian,erlidianchidianliangyicifangdianwanchenggenghuanxuyaoyigemanchangdechongdiandengdaishijian,bunengshixianwugandianchitihuan,caiyonganbaderenlianjiesuofangan,zhinengmensuochanpinkeyiyouxiaojiangdixitongdaijigonghaohegongzuogonghao,rang3Drenlianzhinengmensuohuiguigandianchigongdianjiejuefanganchengweikeneng。dangdianchidianlianghaojin,yonghukeyilingdengdaishixianwugandianchitihuan。jibianshishiyongdaronglianglidianchigongdianfangan,anbafanganyekeyifuneng3D人臉智能門鎖實現更長時間的單次充放電續航,降低鋰電池充電頻次。下麵是安霸CV2x係列芯片解決方案從A、B兩個方麵針對產品功耗做出的技術優化細節。
A:安霸通過軟、硬件設計來優化係統冷啟動所需時間(150ms以內即可完成啟動係統),這zhe樣yang人ren臉lian解jie鎖suo模mo塊kuai不bu需xu要yao維wei持chi低di功gong耗hao待dai機ji模mo式shi即ji可ke獲huo得de人ren臉lian解jie鎖suo快kuai速su喚huan醒xing,平ping常chang處chu於yu零ling功gong耗hao關guan機ji狀zhuang態tai,在zai傳chuan統tong指zhi紋wen鎖suo基ji礎chu上shang隻zhi需xu要yao一yi個ge微wei安an級ji電dian流liuPIR模塊待機,隻有監測到人接近才開啟人臉解鎖運行,實現超低功耗待機。
B: 安霸領先的10nm工藝低功耗芯片+人(ren)臉(lian)解(jie)鎖(suo)速(su)度(du)優(you)化(hua),大(da)大(da)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)基(ji)礎(chu)功(gong)耗(hao)和(he)縮(suo)短(duan)單(dan)次(ci)解(jie)鎖(suo)工(gong)作(zuo)時(shi)長(chang)來(lai)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)續(xu)航(hang),同(tong)時(shi)安(an)霸(ba)獨(du)有(you)的(de)硬(ying)件(jian)加(jia)速(su)識(shi)別(bie)模(mo)塊(kuai)可(ke)以(yi)在(zai)係(xi)統(tong)喚(huan)醒(xing)以(yi)後(hou)迅(xun)速(su)檢(jian)測(ce)人(ren)臉(lian)和(he)識(shi)別(bie)人(ren)形(xing)是(shi)否(fou)存(cun)在(zai),準(zhun)確(que)判(pan)斷(duan)PIR誤觸發帶來的無效喚醒,係統可智能化迅速進入再休眠狀態,降低PIR無效喚醒帶來的額外功耗增加。
正是基於這兩個方麵係統功耗優化,安霸CV2x係列芯片方案可以實現隻用幹電池供電就續航6個月(基於每天15次解鎖使用頻次)。
數據安全實現
隨(sui)著(zhe)國(guo)家(jia)數(shu)據(ju)安(an)全(quan)法(fa)的(de)發(fa)布(bu)和(he)用(yong)戶(hu)對(dui)人(ren)臉(lian)數(shu)據(ju)安(an)全(quan)意(yi)識(shi)的(de)提(ti)升(sheng),人(ren)臉(lian)鎖(suo)的(de)數(shu)據(ju)安(an)全(quan)也(ye)提(ti)升(sheng)到(dao)了(le)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)的(de)位(wei)置(zhi),安(an)全(quan)性(xing)成(cheng)為(wei)用(yong)戶(hu)購(gou)買(mai)產(chan)品(pin)的(de)重(zhong)要(yao)衡(heng)量(liang)指(zhi)標(biao)。安(an)霸(ba)CV2x係列芯片從芯片級就內建信息安全硬件模塊,借助於芯片級的硬件加密算法,安霸的軟件SDK可以幫助客戶產品建立安全執行環境和信任簽名驗證機製,安霸提供從硬件到軟件的整體磐石安全架構,確保係統從啟動、OTA升級、用戶數據隱私和數據存儲傳輸等各個方麵都得安全保護,助力門鎖產品達到金融支付級別的安全認證。
3D人臉智能門鎖的技術走向
3D人(ren)臉(lian)智(zhi)能(neng)門(men)鎖(suo)的(de)技(ji)術(shu)走(zou)向(xiang)是(shi)將(jiang)會(hui)集(ji)成(cheng)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)視(shi)覺(jiao)功(gong)能(neng),其(qi)中(zhong)電(dian)子(zi)貓(mao)眼(yan)功(gong)能(neng)會(hui)變(bian)成(cheng)剛(gang)需(xu),目(mu)前(qian)三(san)種(zhong)技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)人(ren)臉(lian)識(shi)別(bie)解(jie)鎖(suo)都(dou)可(ke)以(yi)在(zai)其(qi)基(ji)礎(chu)上(shang)增(zeng)加(jia)一(yi)個(ge)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)RGB攝像頭來實現電子貓眼,這樣做的好處是可以采用模塊化設計輕鬆實現產品的升級.而安霸除了支持提供這樣的技術升級,基於其中的3D結構光技術路線,安霸可以獨家提供單攝像頭實現3D人臉解鎖+電子貓眼功能,這樣既節省係統成本,還可以維持門鎖單攝像頭外觀不變不增加額外的開孔,通過安霸獨有的ISP處理優勢,可以實現單攝像頭的RGB和IR通道拆分處理,同時滿足3D刷臉和電子貓眼各自獨立數據通道輸入需求,並且ISP基於攝像頭控製曝光同步基準,可以精準控製結構光和紅外夜視補光分時照射,避免同頻光譜幹擾。 此外安霸ISP還可以實現RGB和IR融合,實現夜晚微光全彩效果,讓電子貓眼功能在夜視環境也呈現豐富的彩色信息。安霸基於CV2x係列芯片推出從200萬到800萬像素的全係列單攝像頭解決方案(如下圖)。均在海外頭部門禁品牌客戶端實現產品量產。
當然,安霸芯片方案也支持多攝像頭的應用,具體產品會根據客戶對產品的定義進行設計開發。芯片與底層驅動、應用軟件的緊密結合才能真正做到極致的無感解鎖體驗,而芯片的架構設計則從根本上決定了最終的產品能力。安霸將在3D人臉智能門鎖領域持續推出自己獨到的技術路線和實現方式,客戶采用安霸CV2x係列芯片解決方案可在3D人臉智能門鎖產品上,依據自身實際需求和供應鏈整合,靈活采用不同技術路線,實現人無我有,人有我優的產品差異化。
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