Pixel 4の顔ロック解除とApple Face ID：違いとGoogleの方が良いかも

Soliの仕組み
モーションセンス
しかし、それは吸うでしょうか？
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ソリの時代へようこそ。 Googleは、Soli SensorがPixel 4でいくつかの巧妙なトリックをどのように行うかを示しており、ジェダイのように手を振って再生中の曲を変更するのはかなり自明です（そして正直、それほどエキサイティングではありません）、それを使用して顔を使って携帯電話のロックを解除する専用ハードウェアと連携して、これまで見たことのないものです。

これは、見慣れた顔のロック解除ではありません。

しかし、顔のロック解除は、私たちが以前に見たものです。 Galaxy Nexusを搭載したAndroid 4.0 Ice Cream Sandwichで初めてデビューし、携帯電話のセルフィーカメラ、または新しいバージョンでは赤外線カメラを使用して携帯電話のロックを解除するのは素晴らしい体験です。また、かなり高速で使いやすく、AppleがiPhone XでFace IDを開発するまで、非常に安全ではありませんでした。カメラのみを使用して2次元平面上のデータをキャプチャするフェイスロック解除は、写真で簡単にだまされます。これにより、利便性が向上しました。セキュリティを重視する場合は、グーグルでさえ使用すべきではないと述べています。

私は以前にFace IDを駆動する技術について書きました。 Pixel 4でのGoogleの実装にも同じ言葉が当てはまります。これは、基本的にあらゆるものの3D画像をマッピングおよび再作成できる確立されたテクノロジーであるため、驚くことではありません。キャプチャされる詳細の量は、結果を待つ時間によってのみ制限されます。より多くのデータがキャプチャされ、処理にかかる時間が長くなればなるほど、結果はより良く、より完全になります。しかし、ほとんどの人は携帯電話のロックを解除するのにそんなに長い時間待ちたくないので、企業は速度とセキュリティの間で妥協する必要があるのです。

Face IDの仕組みの簡単な復習：赤外線と近赤外線で顔を「洗う」特別なLEDを使用し、顔に対照的なIR「ドット」のマトリックスを投影する特別なコンポーネントを使用して、カメラがすべてを収集しますその前に3Dマップを作成します。次に、このマップは、存在する形状（通常は顔またはその一部）に基づいて特別なトークンに変換され、トークンは電話の安全な要素内に格納されているデータと照合するために使用されます。 2つの署名が一致すると、電話機のロックが解除されます。

つまり、トークンは携帯電話のロックを解除する以上のことができます。 Appleは、指紋センサーに代わるFace IDを統合しました。Googleは、Pixel 4からの顔マッピングも必要に応じてユーザーを認証できると述べています。これまでのところ、Pixel 4で見られるFace IDとGoogleの顔のロック解除は、ほとんど同じ動物のようです。ただし、ハードウェアをざっと見てみると、Googleがそのベゼルにさらに多くの機能を統合していることがわかります。これはすべてSoli Sensorの厚意によるものです。

Soliの仕組み

Soliセンサーが顔のロック解除およびジェスチャー認識と密接に統合されていると言うのは、単なる憶測ではありません。 Googleは、Soliチップがシステム全体の主要な構成要素であるため、この2つが分離されていないことを明確にしています。ブログ投稿から：

携帯電話のロック解除は、簡単、迅速、かつ安全でなければなりません。デバイスは、大騒ぎせずに、あなただけを認識することができるはずです。フェイスロック解除は、スマートフォンではおなじみの機能かもしれませんが、私たちは別の方法でエンジニアリングしています。

他の携帯電話では、デバイスを完全に持ち上げ、特定の方法でポーズを取り、ロックが解除されるまで待ってから、スワイプしてホーム画面に移動する必要があります。 Pixel 4は、これらすべてをより合理化された方法で行います。 Pixel 4に到達すると、Soliは顔ロック解除センサーをプロアクティブにオンにして、携帯電話のロックを解除したいことを認識します。顔のロックを解除するセンサーとアルゴリズムがあなたを認識した場合、携帯電話はあなたがそれを拾うと同時に、すべての動きで開きます。さらに良いことに、フェイスロック解除は、逆さまにした場合でもほぼすべての方向で機能し、安全な支払いとアプリ認証にも使用できます。

これは、Soliが非常に優れた解像度を持つ小型で電力効率の高いレーダートランシーバーであるために機能します。つまり、動いているものを検出し、リアルタイムで非常に細かい詳細に気づくことができますが、非常に高速で、詳細が少ないものを検出できます。

Soliが動作しているのを見て、指のわずかなタッピング、またはミニチュアダイヤルやノブを回しているかのように動作する指の動きを簡単かつ確実に検出できます。これらは非常に最適な条件下で制御されたデモでしたが、動いている電話が顔に近づいていることに気付くのは簡単です。あなたはそれをするのに細かい解像度を必要としません、そして、単純な近接センサーは似たようなことをします。

AppleとGoogleによる3D顔認識の実装のもう1つの大きな違いは、Googleが2つの顔ロック解除IRカメラを使用していることです。これらのカメラは、投影されたIRマトリックスを読み取り、輪郭と曲線を安全なトークンに変換します。 Appleは、Face IDでこれらのカメラの1つのみを使用します。これにはいくつかの理由が考えられます：Appleがより良い部品を使用している、Googleがステレオ画像を作成している、または2つ目のセンサーが必要な場合があります。おそらく、これらの3つのすべてが真実です。また、Face IDがまだ苦労しているテーブルの上に座っているときに電話のロックを解除する問題も解決します。

2つの顔ロック解除カメラで情報を収集すると、システムの高速化と信頼性の向上につながります。

Googleはこれらを「顔ロック解除IRカメラ」と呼びますが、Pixel 4がサポートするモーション認識にも使用されます。携帯電話の前で起こっているすべてをカバーするには、両側にカメラを置くのが理にかなっています。手を振ってアクションを実行するときに、携帯電話のカメラの前死点に完全に位置合わせすることはできません。単一の赤外線カメラは、中心からの距離に関係なく、ほとんどの動きを検出できますが、1秒追加するとシステムの信頼性が向上します。そして、信頼性がなければ、GoogleのMotion Senseは単なる仕掛けに過ぎません。

顔のロック解除、特にGoogleが顔の特徴の認識を向上させるために取り組んでいる「スマート」アルゴリズムにも同じことが当てはまります。 2つのカメラは、顔の地図を立体視してより多くのデータを収集したり、相互に連携して精度を再確認したりすることで、顔のロック解除をより速く、だまされにくくすることができます。また、2台のカメラがあると、システムがロック解除の準備をするために顔を「探し」始めたときに、顔が中央に近づくのを待つ必要がないため、はるかに早く行うことができます。

最後に、この技術は電話のような小型のバッテリー駆動デバイスに到達するのに十分に成熟しているため、これらの「顔ロック解除IRカメラ」は、AppleがiPhone Xから調達したものほど高価ではない可能性が高いです。 2番目のセンサーをミックスに追加する場合、それほど高速では動作しないか、解像度が低い安価なセンサーはまったく問題ありません。

モーションセンス

Googleは、Pixel 4の新しいMotion Sense機能により、「手を振るだけで曲をスキップしたり、アラームをスヌーズしたり、電話を無音にしたり」できるようになると述べています。前に見たことがない。

LG G8のほかに、Moto Xに戻って手の動作を確認できます。電話機の前面に配置された一連のセンサーを使用して、画面がオフの場合でも単純な波紋が認識されました。 GoogleのATAP（Advanced Technology and Projects）チームはMotorolaで生まれ、Motion Senseを担当しているため、ここで経験を積んでいます。

Motion Senseは、使用するたびに手の3次元マップを描画する必要がないため、Pixel 4のハードウェアを最大限に使用しません。ただし、Soliチップといくつかのスマートアルゴリズムを使用します。つまり、Googleからこれまで見てきたことは、おそらくほんの始まりにすぎないということです。

非常に複雑な動きを感知する実際の詳細なレーダーでは、モーションセンスの唯一の制限要因は、収集する情報を消化することです。アルゴリズムが他のジェスチャを正確に識別できるようになったら、Googleがそれらをある程度Androidに組み込み、サードパーティの開発者がSoli Sensorからデータを取得できるようにAPIを開くことを期待しています。

モーションセンスの精度と、羽ばたくカーテンや猫がジェスチャーをトリガーする「誤検知」がどのくらい頻繁に発生するかは、まだ確認できません。他の顔認識と同様に、道路の隆起が予想されます。

しかし、それは吸うでしょうか？

おそらくない。しかし、それはすべてあなたが期待しているものに依存します。

Androidの現在の顔ロック解除ソリューションは、通常、2D画像のみをキャプチャする前面カメラに依存しています。それは高速ですが、だますのも簡単です。だからこそ、デバイスメーカーは、お金を払ったり、携帯電話のロックを解除する以外のことをする手段としてそれを使用することができません。サムスンの現在廃止されているアイリススキャナーや、Mate 20 ProのHuaweiの空間マッピングソリューションなど、その他のソリューションは、Face IDおよびGoogleの今後のソリューションと非常に安全であるため、類似しています。

顔を既知の画像に一致させるだけでなく、空間マップを作成して読み取ります。

新しいものはすべて、それが吸う段階を経ます。

つまり、「画像」は、「おい、これはジェリーだ。携帯電話のロックを解除してください」と言うだけでなく、顔や顔の写真が表示されたときのことです。空間歪みマップの変調取得-「モノのすべてのバンプ、カーブ、ラインをチェックアウトし、表示内容に関するすべてのデータを保存する」ことを意味する技術用語です-時間を要します。収集したデータを既知の良好なサンプルと比較するのにも時間がかかります。また、顔の写真を見て解析するよりも桁違いに安全です。

最初のFace IDのように、道路に段差があります。グーグルは路上で人々の顔のスキャンを収集することでそれらの1つを食い止めようとしています。この種の技術は有色人種との厳しい時間を持っているからです。これはAIが回避策を学ぶことができるものであり、Googleがそれらすべての顔をスキャンすることで合理的に迅速に実現できるようになることを願っています。その他の問題としては、環境照明、口ひげを剃る眉毛の摘み取りなどの化粧品の変化の検出、そして最後になりますが、メガネがあります。これらの問題はすべて「簡単に」解決されますが、システムの安全性を低下させない方法で修正を行う必要があります。

この技術はそれほど難しくなく、iPhoneのFace IDのように、すぐに2番目の性質になります。

私の予測では、Redditは、Pixel 4の悪い顔のロック解除が電話が人々の手に渡ってから約1週間で爆発し、これらの問題がソフトウェアパッチで対処されるにつれてゆっくりと煮詰めると予想しています。アルゴリズムが調整され、センサーがダイヤルインされると、他のメーカーは、独自のAndroidモデルに技術を組み込んだintを見ることができます。

最初は悪いかもしれません。すべての技術があります。しかし、安全な顔のマッピングはその背後に堅実な背景があり、他の多くの目的のために無数の他の企業によって毎日使用されています。顔を読み取る電力が制限されたハンドヘルドデバイスで動作するように調整しても、克服できない問題にはなりません。