刷臉支付，讓我們都能“靠臉吃飯”

刷臉支付的基礎(chǔ)

刷臉支付是2013年由芬蘭公司首次推出的創(chuàng)新型支付技術(shù)，我國大面積使用是在2017年iPhone X推出了刷臉解鎖和刷臉支付以后，正式進入我們的視野。刷臉支付是應(yīng)用了AI技術(shù)+云服務(wù)技術(shù)+雙攝像頭3D結(jié)構(gòu)光生物識別技術(shù)相互結(jié)合所形成的技術(shù)應(yīng)用。

刷臉支付主要由：
1、硬件基礎(chǔ)：紅外雙目攝像頭或者3D結(jié)構(gòu)光/TOF相機的成熟使用。
2、通訊基礎(chǔ)：云平臺的承載能力越來越強，4G加WIFI的優(yōu)良通訊環(huán)境讓云SaaS成為可能，為刷臉支付提供平臺和通訊。
3、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：公安二代身份證數(shù)據(jù)庫的搭建，為刷臉支付提供了數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)。
4、市場認(rèn)識基礎(chǔ)：生物識別是指指紋、聲紋、靜脈、臉、虹膜等生物特性作為區(qū)別的主要依據(jù)手段，經(jīng)過指紋支付后，人們對生物支付認(rèn)同并接受。
所以刷臉支付是建立在長達幾年的技術(shù)積累和市場認(rèn)可的基礎(chǔ)上建立起來的產(chǎn)品，并非一蹴而就。

刷臉支付的核心——結(jié)構(gòu)光技術(shù)

隨著蘋果 iphoneX 的發(fā)布，點爆了 3D 攝像頭的趨勢，把手機攝像頭從二維世界帶入三維世界。結(jié)構(gòu)光技術(shù)是一種獲取三維圖像的方法，其基本思想是通過向物體投射經(jīng)過編碼的光線，當(dāng)基準(zhǔn)光柵條紋投射到目標(biāo)物表面時，物體表面凹凸不平，編碼光線發(fā)生了畸變。通過計算光線中標(biāo)志信息的位移量，或畸變量等計算因素，計算出所測物體的深度信息。

3D 的攝像頭的方案多種多樣，包括 TOF, 結(jié)構(gòu)光，雙目視覺等，結(jié)構(gòu)光以其高精度 / 小尺寸的特點，更加有利于手機端的應(yīng)用。散斑結(jié)構(gòu)光，編碼結(jié)構(gòu)光這是兩種主流的結(jié)構(gòu)光技術(shù)。

1、散斑結(jié)構(gòu)光
激光散斑具有高度的隨機性，而且隨著距離的不同會出現(xiàn)不同的圖案，在同一空間中任何兩個地方的散斑圖案都不相同。只要在空間中打上這樣的結(jié)構(gòu)光然后加以記憶就讓整個空間都像是被做了標(biāo)記，然后把一個物體放入這個空間后只需要從物體的散斑圖案中特征點的位移量，通過三角測量法可計算出所測物體的深度信息。

（1）器件組成。
散斑結(jié)構(gòu)光的主要器件包括：VCSEL 激光器、DOE、接收芯片。VCSEL 全名為垂直共振腔表面放射激光 (Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)，簡稱面射型激光，是一種垂直表面出光的新型激光器。DOE(Diffractive Optical Elements)是一個單一光學(xué)元件，可將入射光束分散成無數(shù)個光束再射出。利用衍射原理在元件表面制備一定深度的臺階（光柵）， 光束通過時產(chǎn)生不同的光程差。接收芯片是圖片得以輸出的關(guān)鍵，它通過接收光信號轉(zhuǎn)化為電信號，將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，最后由內(nèi)部集成的圖像處理算法得到壓縮圖像。

（2）原理。
首先由 VCSEL 投射器****特定波長的近紅外光，光束穿過整形器后經(jīng)過 DOE 形成特定的光學(xué)圖案對指定空間進行標(biāo)記，由紅外接收攝像頭得到參考散斑圖案，隨后將距離基線 h 的待測物放入已標(biāo)記的空間中，再利用攝像頭獲取此時的散斑圖案，隨后與已知距離d 的參考散斑圖案進行模式匹配，計算整個投射面的深度信息。設(shè) d 為待測物的實測距離，h 為參考平面距離，f 為紅外攝像頭為焦距，P 為特征點在芯片端的位移量2、編碼結(jié)構(gòu)光
編碼結(jié)構(gòu)光法通過將一幅或多幅以特定的編碼投射到待測物上，得到一幅對應(yīng)的編碼圖像。利用編碼方式對編碼圖像進行解碼得到各像點所對應(yīng)物點上的光線投射角，最后由結(jié)構(gòu)光法基本公式獲得景物的三維坐標(biāo)。

（1）器件組成。
完整的編碼結(jié)構(gòu)光由攝像機、投影儀及計算機系統(tǒng)組成。確定了投影儀和攝像機之間的關(guān)系， 則可利用三角法原理獲取物體的三維信息。
（2）原理。
首先通過投射器將已編碼的圖案投射到待測 物上，隨后用攝像機獲取投射在待測物上的編碼圖案，由像   點和物點的光線投射角，求出待測物的三維坐標(biāo)。故需建立   待測物所在的真實世界坐標(biāo)系，以攝像機的光學(xué)中心為原點   的坐標(biāo)系，圖像所在的坐標(biāo)系。由不同坐標(biāo)系統(tǒng)之間的變換   求出待測物的三維坐標(biāo)。
(a) 世界坐標(biāo)系統(tǒng) :  也稱真實或現(xiàn)實世界坐標(biāo)系統(tǒng) XwYwZw，三維空間中的一點表示為 P(Xw, Yw,Zw)；
(b)攝像機坐標(biāo)系統(tǒng) : 以攝像機的光學(xué)中心 Oc 為原點的坐標(biāo)系統(tǒng) XcYcZc，取攝像機的光學(xué)軸為 Zc 軸，Xc 和 Yc 分別平行于圖像平面的水平 X 軸和垂直 Y 軸。
(c) 圖像坐標(biāo)系統(tǒng) : 在攝像機內(nèi)所形成的理想圖像坐標(biāo)系統(tǒng)Pn(Xn,Yn)，此坐標(biāo)系為二維坐標(biāo)系，其原點位于 CCD 中心。

毋庸置疑,刷臉支付是一場屬于商家與用戶的雙贏技術(shù),逐漸成為零售行業(yè)新的增長點。不但改變著人們的生活方式,支付也將更方便、更快捷、更安全;同時還能為商家?guī)砀嗟谋憷?極大地降低了人工和管理成本。除此之外,3D視覺作為AI感知核心技術(shù),還可以幫助商家實現(xiàn)客流分析、商品識別、商顯互動廣告等功能,驅(qū)動新零售構(gòu)建全新消費場景。