安霸上海硬件研發(fā)總監(jiān) 許龍

智能門鎖經(jīng)過(guò)指紋解鎖普及以后，開(kāi)始走向3D人臉解鎖時(shí)代。和指紋鎖相比，3D人臉解鎖具有無(wú)感的體驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，可以解放雙手，備受消費(fèi)者青睞。目前市場(chǎng)上的3D人臉解鎖技術(shù)路線主要是三類：雙目立體視覺(jué)，3D結(jié)構(gòu)光，ToF。 關(guān)于這三種技術(shù)路線的優(yōu)劣勢(shì)可以參考下面的表格。

安霸的芯片解決方案對(duì)于不同技術(shù)路線并無(wú)傾向性，均可以支持。安霸認(rèn)為不同的技術(shù)路線的 3D 人臉智能解鎖的產(chǎn)品核心都是圍繞無(wú)感極致體驗(yàn)，這里面包含三個(gè)重要的技術(shù)維度指標(biāo)：

1.人臉解鎖速度（做到人到即開(kāi)門無(wú)感）

2.低功耗（長(zhǎng)續(xù)航、低頻次更換電池?zé)o感）

3.數(shù)據(jù)安全性（消除用戶對(duì)個(gè)人信息安全擔(dān)憂的無(wú)感）。

下面將從這三個(gè)維度展開(kāi)說(shuō)說(shuō)安霸是如何通過(guò)技術(shù)上的打磨來(lái)提升產(chǎn)品體驗(yàn)。

人臉解鎖速度優(yōu)化

所有技術(shù)路線的人臉解鎖過(guò)程都包含三個(gè)階段的耗時(shí)： A（系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間)，B（人臉檢測(cè)深度生成，活體檢測(cè)時(shí)間），C（人臉數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)時(shí)間)。一次完整的人臉解鎖應(yīng)用耗時(shí)就是A+B+C三者合一的耗時(shí)，任何一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)都需要精心打磨，盡量縮短耗時(shí)以實(shí)現(xiàn)極速人臉解鎖。下面是安霸的CV2x系列芯片解決方案通過(guò)以下技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的加速，疊加客戶應(yīng)用軟件耗時(shí)，最終依然實(shí)現(xiàn)一秒內(nèi)人臉解鎖的極致無(wú)感體驗(yàn)。

A：優(yōu)化減小代碼大小，對(duì)存儲(chǔ)器帶寬優(yōu)化提升讀取速度，減少軟件加載時(shí)間，對(duì)所有硬件優(yōu)化I/O性能，采取并行化初始化處理，縮短硬件初始化所需時(shí)間。

B：安霸的芯片方案提供豐富的硬件加速算子，針對(duì)不同3D技術(shù)路線所需的深度計(jì)算加速，可以有效縮短人臉檢測(cè)和活體檢測(cè)所需時(shí)間，做到最短時(shí)間獲取豐富的人臉深度信息，提供給活體檢測(cè)算法以達(dá)到最快、最準(zhǔn)確地活體檢測(cè)結(jié)果輸出。

C：安霸芯片專用的視覺(jué)感知深度學(xué)習(xí)引擎，可支持各種人臉比對(duì)算法優(yōu)化來(lái)提升人臉比對(duì)速度和準(zhǔn)確度，縮短人臉比對(duì)時(shí)間和提升比對(duì)準(zhǔn)確率。

功耗優(yōu)化

對(duì)3D人臉智能門鎖系統(tǒng)而言，功耗包含兩方面：A（系統(tǒng)待機(jī)功耗)+B（系統(tǒng)工作功耗)。目前市面上大多數(shù)人臉解鎖設(shè)備都因?yàn)樵黾?D人臉識(shí)別功能帶來(lái)功耗的成倍增加，只能拋棄傳統(tǒng)指紋鎖里的多節(jié)干電池供電技術(shù)路線，采用單位體積內(nèi)能量密度更大鋰電池供電，而鋰電池電量一次放電完成更換需要一個(gè)漫長(zhǎng)的充電等待時(shí)間，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)感電池替換，采用安霸的人臉解鎖方案，智能門鎖產(chǎn)品可以有效降低系統(tǒng)待機(jī)功耗和工作功耗，讓3D人臉智能門鎖回歸干電池供電解決方案成為可能。當(dāng)電池電量耗盡，用戶可以零等待實(shí)現(xiàn)無(wú)感電池替換。即便是使用大容量鋰電池供電方案，安霸方案也可以賦能3D人臉智能門鎖實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的單次充放電續(xù)航，降低鋰電池充電頻次。下面是安霸CV2x系列芯片解決方案從A、B兩個(gè)方面針對(duì)產(chǎn)品功耗做出的技術(shù)優(yōu)化細(xì)節(jié)。

A：安霸通過(guò)軟、硬件設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)冷啟動(dòng)所需時(shí)間（150ms以內(nèi)即可完成啟動(dòng)系統(tǒng)），這樣人臉解鎖模塊不需要維持低功耗待機(jī)模式即可獲得人臉解鎖快速喚醒，平常處于零功耗關(guān)機(jī)狀態(tài)，在傳統(tǒng)指紋鎖基礎(chǔ)上只需要一個(gè)微安級(jí)電流PIR模塊待機(jī)，只有監(jiān)測(cè)到人接近才開(kāi)啟人臉解鎖運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)超低功耗待機(jī)。

B: 安霸領(lǐng)先的10nm工藝低功耗芯片+人臉解鎖速度優(yōu)化，大大降低系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)功耗和縮短單次解鎖工作時(shí)長(zhǎng)來(lái)延長(zhǎng)電池續(xù)航，同時(shí)安霸獨(dú)有的硬件加速識(shí)別模塊可以在系統(tǒng)喚醒以后迅速檢測(cè)人臉和識(shí)別人形是否存在，準(zhǔn)確判斷PIR誤觸發(fā)帶來(lái)的無(wú)效喚醒，系統(tǒng)可智能化迅速進(jìn)入再休眠狀態(tài)，降低PIR無(wú)效喚醒帶來(lái)的額外功耗增加。

正是基于這兩個(gè)方面系統(tǒng)功耗優(yōu)化，安霸CV2x系列芯片方案可以實(shí)現(xiàn)只用干電池供電就續(xù)航6個(gè)月（基于每天15次解鎖使用頻次）。

數(shù)據(jù)安全實(shí)現(xiàn)

隨著國(guó)家數(shù)據(jù)安全法的發(fā)布和用戶對(duì)人臉數(shù)據(jù)安全意識(shí)的提升，人臉鎖的數(shù)據(jù)安全也提升到了越來(lái)越重要的位置，安全性成為用戶購(gòu)買產(chǎn)品的重要衡量指標(biāo)。安霸CV2x系列芯片從芯片級(jí)就內(nèi)建信息安全硬件模塊，借助于芯片級(jí)的硬件加密算法，安霸的軟件SDK可以幫助客戶產(chǎn)品建立安全執(zhí)行環(huán)境和信任簽名驗(yàn)證機(jī)制，安霸提供從硬件到軟件的整體磐石安全架構(gòu)，確保系統(tǒng)從啟動(dòng)、OTA升級(jí)、用戶數(shù)據(jù)隱私和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸?shù)雀鱾€(gè)方面都得安全保護(hù)，助力門鎖產(chǎn)品達(dá)到金融支付級(jí)別的安全認(rèn)證。

3D人臉智能門鎖的技術(shù)走向

3D人臉智能門鎖的技術(shù)走向是將會(huì)集成越來(lái)越多的視覺(jué)功能，其中電子貓眼功能會(huì)變成剛需，目前三種技術(shù)路線人臉識(shí)別解鎖都可以在其基礎(chǔ)上增加一個(gè)高分辨率RGB攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)電子貓眼，這樣做的好處是可以采用模塊化設(shè)計(jì)輕松實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級(jí).而安霸除了支持提供這樣的技術(shù)升級(jí)，基于其中的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)路線，安霸可以獨(dú)家提供單攝像頭實(shí)現(xiàn)3D人臉解鎖+電子貓眼功能，這樣既節(jié)省系統(tǒng)成本，還可以維持門鎖單攝像頭外觀不變不增加額外的開(kāi)孔，通過(guò)安霸獨(dú)有的ISP處理優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)單攝像頭的RGB和IR通道拆分處理，同時(shí)滿足3D刷臉和電子貓眼各自獨(dú)立數(shù)據(jù)通道輸入需求，并且ISP基于攝像頭控制曝光同步基準(zhǔn)，可以精準(zhǔn)控制結(jié)構(gòu)光和紅外夜視補(bǔ)光分時(shí)照射，避免同頻光譜干擾。 此外安霸ISP還可以實(shí)現(xiàn)RGB和IR融合，實(shí)現(xiàn)夜晚微光全彩效果，讓電子貓眼功能在夜視環(huán)境也呈現(xiàn)豐富的彩色信息。安霸基于CV2x系列芯片推出從200萬(wàn)到800萬(wàn)像素的全系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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)。

當(dāng)然，安霸芯片方案也支持多攝像頭的應(yīng)用，具體產(chǎn)品會(huì)根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品的定義進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。芯片與底層驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用軟件的緊密結(jié)合才能真正做到極致的無(wú)感解鎖體驗(yàn)，而芯片的架構(gòu)設(shè)計(jì)則從根本上決定了最終的產(chǎn)品能力。安霸將在3D人臉智能門鎖領(lǐng)域持續(xù)推出自己獨(dú)到的技術(shù)路線和實(shí)現(xiàn)方式，客戶采用安霸CV2x系列芯片解決方案可在3D人臉智能門鎖產(chǎn)品上，依據(jù)自身實(shí)際需求和供應(yīng)鏈整合，靈活采用不同技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)人無(wú)我有，人有我優(yōu)的產(chǎn)品差異化。