安霸上海硬件研發(fā)總監(jiān) 許龍

智能門鎖經(jīng)過指紋解鎖普及以后，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(yōu)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(jié)構(gòu)光，ToF。 關于這三種技術路線的優(yōu)劣勢可以參考下面的表格。

安霸的芯片解決方案對于不同技術路線并無傾向性，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(chǎn)品核心都是圍繞無感極致體驗，這里面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(xù)航、低頻次更換電池無感）

3.數(shù)據(jù)安全性（消除用戶對個人信息安全擔憂的無感）。

下面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(chǎn)品體驗。

人臉解鎖速度優(yōu)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（系統(tǒng)啟動時間)，B（人臉檢測深度生成，活體檢測時間），C（人臉數(shù)據(jù)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(jié)點都需要精心打磨，盡量縮短耗時以實現(xiàn)極速人臉解鎖。下面是安霸的CV2x系列芯片解決方案通過以下技術手段來實現(xiàn)各個階段的加速，疊加客戶應用軟件耗時，最終依然實現(xiàn)一秒內(nèi)人臉解鎖的極致無感體驗。

A：優(yōu)化減小代碼大小，對存儲器帶寬優(yōu)化提升讀取速度，減少軟件加載時間，對所有硬件優(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技術路線所需的深度計算加速，可以有效縮短人臉檢測和活體檢測所需時間，做到最短時間獲取豐富的人臉深度信息，提供給活體檢測算法以達到最快、最準確地活體檢測結(jié)果輸出。

C：安霸芯片專用的視覺感知深度學習引擎，可支持各種人臉比對算法優(yōu)化來提升人臉比對速度和準確度，縮短人臉比對時間和提升比對準確率。

功耗優(yōu)化

對3D人臉智能門鎖系統(tǒng)而言，功耗包含兩方面：A（系統(tǒng)待機功耗)+B（系統(tǒng)工作功耗)。目前市面上大多數(shù)人臉解鎖設備都因為增加3D人臉識別功能帶來功耗的成倍增加，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漫長的充電等待時間，不能實現(xiàn)無感電池替換，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。當電池電量耗盡，用戶可以零等待實現(xiàn)無感電池替換。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人臉智能門鎖實現(xiàn)更長時間的單次充放電續(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兩個方面針對產(chǎn)品功耗做出的技術優(yōu)化細節(jié)。

A：安霸通過軟、硬件設計來優(yōu)化系統(tǒng)冷啟動所需時間（150ms以內(nèi)即可完成啟動系統(tǒng)），這樣人臉解鎖模塊不需要維持低功耗待機模式即可獲得人臉解鎖快速喚醒，平常處于零功耗關機狀態(tài)，在傳統(tǒng)指紋鎖基礎上只需要一個微安級電流PIR模塊待機，只有監(jiān)測到人接近才開啟人臉解鎖運行，實現(xiàn)超低功耗待機。

B: 安霸領先的10nm工藝低功耗芯片+人臉解鎖速度優(yōu)化，大大降低系統(tǒng)運行基礎功耗和縮短單次解鎖工作時長來延長電池續(xù)航，同時安霸獨有的硬件加速識別模塊可以在系統(tǒng)喚醒以后迅速檢測人臉和識別人形是否存在，準確判斷PIR誤觸發(fā)帶來的無效喚醒，系統(tǒng)可智能化迅速進入再休眠狀態(tài)，降低PIR無效喚醒帶來的額外功耗增加。

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

數(shù)據(jù)安全實現(xiàn)

隨著國家數(shù)據(jù)安全法的發(fā)布和用戶對人臉數(shù)據(jù)安全意識的提升，人臉鎖的數(shù)據(jù)安全也提升到了越來越重要的位置，安全性成為用戶購買產(chǎn)品的重要衡量指標。安霸CV2x系列芯片從芯片級就內(nèi)建信息安全硬件模塊，借助于芯片級的硬件加密算法，安霸的軟件SDK可以幫助客戶產(chǎn)品建立安全執(zhí)行環(huán)境和信任簽名驗證機制，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、OTA升級、用戶數(shù)據(jù)隱私和數(shù)據(jù)存儲傳輸?shù)雀鱾€方面都得安全保護，助力門鎖產(chǎn)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人臉智能門鎖的技術走向是將會集成越來越多的視覺功能，其中電子貓眼功能會變成剛需，目前三種技術路線人臉識別解鎖都可以在其基礎上增加一個高分辨率RGB攝像頭來實現(xiàn)電子貓眼，這樣做的好處是可以采用模塊化設計輕松實現(xiàn)產(chǎn)品的升級.而安霸除了支持提供這樣的技術升級，基于其中的3D結(jié)構(gòu)光技術路線，安霸可以獨家提供單攝像頭實現(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孔，通過安霸獨有的ISP處理優(yōu)勢，可以實現(xiàn)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(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，可以精準控制結(jié)構(gòu)光和紅外夜視補光分時照射，避免同頻光譜干擾。 此外安霸ISP還可以實現(xiàn)RGB和IR融合，實現(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200萬到800萬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現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)。

當然，安霸芯片方案也支持多攝像頭的應用，具體產(chǎn)品會根據(jù)客戶對產(chǎn)品的定義進行設計開發(fā)。芯片與底層驅(qū)動、應用軟件的緊密結(jié)合才能真正做到極致的無感解鎖體驗，而芯片的架構(gòu)設計則從根本上決定了最終的產(chǎn)品能力。安霸將在3D人臉智能門鎖領域持續(xù)推出自己獨到的技術路線和實現(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)自身實際需求和供應鏈整合，靈活采用不同技術路線，實現(xiàn)人無我有，人有我優(yōu)的產(chǎn)品差異化。