谷歌近期公布的一項(xiàng)專利顯示，其正在研發(fā)面向未來Pixel智能手機(jī)的“面部立體深度攝像頭”，功能和蘋果用于Face ID的TrueDepth攝像頭相似。

谷歌該項(xiàng)專利提出了一種立體深度（Stereodepth）攝像系統(tǒng)，核心部件是一組垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL），用于發(fā)射多束紅外光束，并通過可移動(dòng)透鏡對(duì)紅外光束進(jìn)行聚焦，以投射出可變焦距的結(jié)構(gòu)化光斑圖案到被攝場(chǎng)景中。

與蘋果TrueDepth系統(tǒng)相同，谷歌方案中也包含紅外點(diǎn)陣投影器和紅外攝像頭，前者負(fù)責(zé)投射數(shù)萬點(diǎn)的紅外光斑，后者捕獲光斑在面部不同深度位置的形變，從而生成高精度的深度圖。結(jié)構(gòu)化光（Structured Light）技術(shù)通過在目標(biāo)場(chǎng)景上投射預(yù)定義的光圖案，并分析圖案的畸變來計(jì)算深度信息，這種方法普遍應(yīng)用于精密深度測(cè)量領(lǐng)域，具有高分辨率、高精度的特點(diǎn)。

谷歌專利強(qiáng)調(diào)，可移動(dòng)透鏡通過機(jī)械或微型電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)VCSEL發(fā)射束焦距的動(dòng)態(tài)控制，不僅能在不同距離范圍內(nèi)獲得清晰深度圖，還能減少設(shè)備厚度和功耗。在圖像采集方面，系統(tǒng)采用立體攝像（Stereoscopic Imaging）或雙攝像頭架構(gòu)，同時(shí)捕獲帶有投影圖案的紅外圖像，通過對(duì)比左右或前后攝像頭視差實(shí)現(xiàn)更可靠的深度估計(jì)，并輔以專用處理芯片完成復(fù)雜的點(diǎn)云重建和三維建模運(yùn)算。為了在弱光或夜間環(huán)境下保證識(shí)別穩(wěn)定性，專利還提到結(jié)合紅外泛光照明（Flood Illuminator），與熱成像或近紅外照明配合，增強(qiáng)面部關(guān)鍵部位的可見性和成像對(duì)比度，從而進(jìn)一步提升人臉解鎖和表情識(shí)別的成功率。

與蘋果現(xiàn)有TrueDepth模塊相比，谷歌方案在投影模塊中實(shí)現(xiàn)了聚焦與圖案生成的二合一設(shè)計(jì)，利用單一光學(xué)元件同時(shí)完成光束準(zhǔn)直（Collimation）和多束分離（Beam Shaping），從而大幅減小組件尺寸、降低制造成本，并提高系統(tǒng)可靠性。

此外，該專利還提到通過軟件算法對(duì)深度圖進(jìn)行后處理，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)模型優(yōu)化面部特征檢測(cè)和活體檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)防偽攻擊和抗面具欺騙的高級(jí)安全防護(hù)能力，有望進(jìn)一步提升生物識(shí)別的安全等級(jí)與用戶體驗(yàn)。

回顧過去，谷歌曾在Pixel 4上部署名為 “uDepth” 的紅外深度感知方案，憑借同樣的結(jié)構(gòu)光技術(shù)可在低光環(huán)境下實(shí)現(xiàn)1/50000的誤解鎖率，但因元器件成本高昂，谷歌于Pixel 5時(shí)代放棄該功能。

此后，谷歌通過單純攝像頭與機(jī)學(xué)習(xí)算法，在Pixel 7系列中恢復(fù)了面部解鎖，但僅依賴前置攝像頭二維圖像和軟件算法，安全性及抗欺騙能力明顯低于TrueDepth硬件方案，僅限于解鎖手機(jī)，不能用于應(yīng)用登錄和移動(dòng)支付。