2018年3月19日，vivo 在闪耀着科技和艺术之光的乌镇举行了新品发布会，令人期待已久的 vivo X21 正式亮相。vivo X21是继承了 X9 和 X20 系列优点的全新一代 vivo 旗舰手机，除搭载了屏幕指纹技术，X21 还开创性地应用了基于深度神经网络的 2PD 红外人脸解锁技术和 2PD 人像光效技术，以提升用户解锁体验并满足更高的人像图片处理需求。
vivo X21 在乌镇发布
过去的一年，全面屏、人脸解锁和屏下指纹已然成为手机圈中最热的三大技术，几乎所有手机厂商都在找齐短板，而全面屏和人脸解锁也有成为新一代智能手机的标准配置的趋势。
vivo 在创新技术应用上从来都是行业先手，X21 的问世再一次刷新了多项行业记录。首先在全面屏工艺上，vivo X21 系列采用了 6.28 英寸 19:9 的 FHD+高清异形全面屏，其“刘海”相比苹果 iPhone X 的“刘海屏”更窄更小，屏占比达到了惊人的 90.3%！成为全球屏占比最高的量产手机。vivo 的屏幕指纹解锁技术更不用提，自去年 6 月份在 MWC 上海发布且在 vivo X20 Plus 屏幕指纹版上实现量产之后，就已经被大众所熟知熟用。
而下面我们要重点讲的是人脸识别技术在手机端的应用。2017年开始，手机行业掀起了人脸识别解锁技术热潮，各大手机厂商也蜂拥挤入人脸识别解锁窗口期，其中最有影响力的便是 iPhone X 的 Face ID。但实际上，在 iPhone X 发布 5 天前，vivo 就在印度发布了搭载完整人脸识别解锁功能的旗舰机 vivo V7+。vivo V7+ 的整套人脸识别解锁方案由国内人工智能企业旷视科技Face++提供，是基于 RGB 可见光二维人脸图像完成的活体检测和身份识别。此次 vivo 在 X21 的研发上为提升人脸解锁的性能和场景宽度选择再度与旷视科技Face++合作，并在原有的人脸识别解锁方案上增加了景深技术和近红外技术，实现了 2PD 全像素双核单摄红外人脸解锁。
什么是 2PD 红外人脸识别？
目前，主流的人脸识别技术应用大多是基于单摄、可见光的人脸识别，市面中所有安卓厂商推出的人脸识别功能也都是如此。但是随着应用的普及和用户环境的多样化，基于可见光的人脸识别在暗光条件下的使用体验会大打折扣。用什么方式能够消除环境光对人脸识别的影响？
iPhone X 的 Face ID 采用了 3D 结构光方案，但这种方案对于硬件要求较高；而如果采用前置双摄采集 3D 数据不仅会影响手机屏幕的整体布局设计，更需要时间和昂贵的硬件投入。于是将 2PD 全像素双核摄像头与近红外人脸识别技术结合的 2PD 红外人脸识别技术便成为综合体验和成本考虑的最优之选。采用旷视科技Face++红外人脸识别解锁方案的 vivo X21 可以让用户无论在室内外还是白天黑夜都能实现毫秒解锁，且不受面部毛发、化妆等微小变化的影响。
首先在体验上，红外的引入有助于提高 vivo X21 面部解锁用户在夜晚、暗光、强光和逆光环境下人脸解锁的灵敏度和成功率。旷视科技智能手机业务产品负责人表示：“旷视的红外人脸解锁产品在黑暗环境下可以保证 98% 以上的识别通过率，完全可以与亮光环境对标。”而在安全性上，红外人脸识别技术可以通过红外线返回的波长来判别用户是照片还是真人。
基于世界领先的 Face++ 算法，系统可自动检测手机用户面部 1024 个特征维度并进行高精度智能匹配，在锁屏后点亮屏幕，仅需用户看一眼就可以瞬间解锁。测试数据显示，加上点亮屏幕和启动摄像头的时间，旷视人脸识别解锁可实现毫秒级迅速响应。
红外技术的应用，可以方便用户在任何光照条件下顺畅解锁，甚至在没有任何光源的全黑环境下，也可实现准确解锁。
人脸识别解锁是通过手机必备的摄像头采集人脸信息，用户自然抬起手机正常面对屏幕即可解锁，无需用户刻意动作配合，也无需额外附加采集器。
旷视提供的人脸智能识别解决方案可通过单张图实现活体防御，有效防止他人通过翻拍照片、翻拍视频、打印照片盗用或冒用他人设备。
AI自拍光效-更懂你的美
旷视科技Face++人脸识别技术在 vivo X21 中的应用除了解锁，还有 AI 自拍光效，其背后是基于旷视 2PD 单摄的智能人像光效处理技术。发布会中，vivo 向观众们展示了基于旷视 2PD 人像布光方案拍摄的人像样张。
vivo X21 采用旷视 2PD 人像布光方案
从这些样张可以看出，vivo X21 在保证图像色彩和曝光准确的同时，人像的处理更具立体感，人像背景虚化过渡自然，在逆光环境下，画面主体不仅拥有很高的清晰度，炫光控制也非常理想，人物的头发与背景过渡很完美，没有丝毫涂抹感，因此 vivo X21 的相机在表现能力方面超过了很多手机的滤镜效果。这背后正是由旷视科技Face++提供的算法支持。
据悉，为满足 vivo 对人像影像处理的高要求，旷视科技Face++为 vivo X21 单独开发了两款定制光效。基于旷视核心的面部关键点检测、面部 3D 建模、人体分割、3D 光效渲染算法，旷视科技Faec++的技术可以帮助 X21 在完成智能打光的同时很好地保护人像画面的胡须、眉眼、唇部和背景，使人像的一些必要细节不会因为打光而削弱或变色。此外，旷视的 AI 技术还满足对用户面部的光线检测、 T 区高光提亮以及对局部阴影的处理，让人像的五官更立体。
▲ iPhone X 前置深度摄像头（左）
与后置双摄（右）深度图的精度对比
“想要做好人像的处理就要做好人脸的三维建模，也就是要生成人脸高精度深度图。旷视 2PD 人像布光背后最为关键的技术原理是基于二维照片重建三维信息。”旷视科技智能手机产品负责人介绍，“但仅凭二维的图像是很难进行三维重建的。为此旷视的研发团队用神经网络的方法进行了上百万张人脸数据的训练，并且覆盖全人种，最终在算法层面得到了很大的突破，可以不依赖于硬件实现实时的 3mm 人脸建模精度（等同于前置结构光）。”
▲ 利用深度学习方法实现的面部三维重建
可逆向生成面部高精度深度图
对比苹果 iPhone X 人像光对后置双摄硬件的依赖，旷视科技Face++的单摄人像布光方案适用性更广，可同时满足前置或后置的单摄/双摄应用需求，且速度更快。测试数据显示，基于高通 660 的 X21 对 4K 人像的后处理速度可以在 0.1 s 完成，且支持高通 SNPE 加速，让用户用手机可以还原专业摄影棚物理打光的成片效果。
今天，人脸被赋予了越来越多的功能，我们可以刷脸支付、刷脸买票、刷脸进站、刷脸转账，可见“刷脸”技术的应用正加速渗透市民生活，而智能手机是人脸识别进入消费级应用的快速通道。很快，随着以 vivo 为代表的一线手机厂商对人脸识别的规模化采用，以及 AI 技术对整体手机行业的革新，人脸识别在消费级领域的产业化应用将瞬时爆发。
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