刷臉支付，讓我們都能“靠臉吃飯”

刷臉支付的基礎

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(jìn)入我們的視野。刷臉支付是應用了AI技術(shù)+云服務(wù)技術(shù)+雙攝像頭3D結構光生物識別技術(shù)相互結合所形成的技術(shù)應用。

刷臉支付主要由：
1、硬件基礎：紅外雙目攝像頭或者3D結構光/TOF相機的成熟使用。
2、通訊基礎：云平臺的承載能力越來(lái)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、數據基礎：公安二代身份證數據庫的搭建，為刷臉支付提供了數據庫的基礎。
4、市場(chǎng)認識基礎：生物識別是指指紋、聲紋、靜脈、臉、虹膜等生物特性作為區別的主要依據手段，經(jīng)過(guò)指紋支付后，人們對生物支付認同并接受。
所以刷臉支付是建立在長(cháng)達幾年的技術(shù)積累和市場(chǎng)認可的基礎上建立起來(lái)的產(chǎn)品，并非一蹴而就。

刷臉支付的核心——結構光技術(shù)

隨著(zhù)蘋(píng)果 iphoneX 的發(fā)布，點(diǎn)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。結構光技術(shù)是一種獲取三維圖像的方法，其基本思想是通過(guò)向物體投射經(jīng)過(guò)編碼的光線(xiàn)，當基準光柵條紋投射到目標物表面時(shí)，物體表面凹凸不平，編碼光線(xiàn)發(fā)生了畸變。通過(guò)計算光線(xiàn)中標志信息的位移量，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, 結構光，雙目視覺(jué)等，結構光以其高精度 / 小尺寸的特點(diǎn)，更加有利于手機端的應用。散斑結構光，編碼結構光這是兩種主流的結構光技術(shù)。

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

（1）器件組成。
散斑結構光的主要器件包括：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(jiǎn)稱(chēng)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(gè)單一光學(xué)元件，可將入射光束分散成無(wú)數個(gè)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(guò)時(shí)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(guò)接收光信號轉化為電信號，將模擬信號轉化成數字信號，最后由內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(cháng)的近紅外光，光束穿過(guò)整形器后經(jīng)過(guò) DOE 形成特定的光學(xué)圖案對指定空間進(jìn)行標記，由紅外接收攝像頭得到參考散斑圖案，隨后將距離基線(xiàn) h 的待測物放入已標記的空間中，再利用攝像頭獲取此時(shí)的散斑圖案，隨后與已知距離d 的參考散斑圖案進(jìn)行模式匹配，計算整個(gè)投射面的深度信息。設 d 為待測物的實(shí)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(diǎn)在芯片端的位移量2、編碼結構光
編碼結構光法通過(guò)將一幅或多幅以特定的編碼投射到待測物上，得到一幅對應的編碼圖像。利用編碼方式對編碼圖像進(jìn)行解碼得到各像點(diǎn)所對應物點(diǎn)上的光線(xiàn)投射角，最后由結構光法基本公式獲得景物的三維坐標。

（1）器件組成。
完整的編碼結構光由攝像機、投影儀及計算機系統組成。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(guò)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(diǎn)和物點(diǎn)的光線(xiàn)投射角，求出待測物的三維坐標。故需建立   待測物所在的真實(shí)世界坐標系，以攝像機的光學(xué)中心為原點(diǎn)   的坐標系，圖像所在的坐標系。由不同坐標系統之間的變換   求出待測物的三維坐標。
(a) 世界坐標系統 :  也稱(chēng)真實(shí)或現實(shí)世界坐標系統 XwYwZw，三維空間中的一點(diǎn)表示為 P(Xw, Yw,Zw)；
(b)攝像機坐標系統 : 以攝像機的光學(xué)中心 Oc 為原點(diǎn)的坐標系統 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) 圖像坐標系統 : 在攝像機內所形成的理想圖像坐標系統Pn(Xn,Yn)，此坐標系為二維坐標系，其原點(diǎn)位于 CCD 中心。

毋庸置疑,刷臉支付是一場(chǎng)屬于商家與用戶(hù)的雙贏(yíng)技術(shù),逐漸成為零售行業(yè)新的增長(cháng)點(diǎn)。不但改變著(zhù)人們的生活方式,支付也將更方便、更快捷、更安全;同時(shí)還能為商家帶來(lái)更多的便利,極大地降低了人工和管理成本。除此之外,3D視覺(jué)作為AI感知核心技術(shù),還可以幫助商家實(shí)現客流分析、商品識別、商顯互動(dòng)廣告等功能,驅動(dòng)新零售構建全新消費場(chǎng)景。