3D人脸识别又回来了？谷歌新专利发力面部立体深度摄像头

科技安兔兔 2025-05-06 16:04

谷歌近期公布的一项专利显示，其正在研发面向未来Pixel智能手机的“面部立体深度摄像头”，功能和苹果用于Face ID的TrueDepth摄像头相似。

谷歌该项专利提出了一种立体深度（Stereodepth）摄像系统，核心部件是一组垂直腔面发射激光器（VCSEL），用于发射多束红外光束，并通过可移动透镜对红外光束进行聚焦，以投射出可变焦距的结构化光斑图案到被摄场景中。

与苹果TrueDepth系统相同，谷歌方案中也包含红外点阵投影器和红外摄像头，前者负责投射数万点的红外光斑，后者捕获光斑在面部不同深度位置的形变，从而生成高精度的深度图。结构化光（Structured Light）技术通过在目标场景上投射预定义的光图案，并分析图案的畸变来计算深度信息，这种方法普遍应用于精密深度测量领域，具有高分辨率、高精度的特点。

谷歌专利强调，可移动透镜通过机械或微型电机实现对VCSEL发射束焦距的动态控制，不仅能在不同距离范围内获得清晰深度图，还能减少设备厚度和功耗。在图像采集方面，系统采用立体摄像（Stereoscopic Imaging）或双摄像头架构，同时捕获带有投影图案的红外图像，通过对比左右或前后摄像头视差实现更可靠的深度估计，并辅以专用处理芯片完成复杂的点云重建和三维建模运算。为了在弱光或夜间环境下保证识别稳定性，专利还提到结合红外泛光照明（Flood Illuminator），与热成像或近红外照明配合，增强面部关键部位的可见性和成像对比度，从而进一步提升人脸解锁和表情识别的成功率。

与苹果现有TrueDepth模块相比，谷歌方案在投影模块中实现了聚焦与图案生成的二合一设计，利用单一光学元件同时完成光束准直（Collimation）和多束分离（Beam Shaping），从而大幅减小组件尺寸、降低制造成本，并提高系统可靠性。

此外，该专利还提到通过软件算法对深度图进行后处理，结合机器学习模型优化面部特征检测和活体检测，实现防伪攻击和抗面具欺骗的高级安全防护能力，有望进一步提升生物识别的安全等级与用户体验。

回顾过去，谷歌曾在Pixel4上部署名为 “uDepth” 的红外深度感知方案，凭借同样的结构光技术可在低光环境下实现1/50000的误解锁率，但因元器件成本高昂，谷歌于Pixel5时代放弃该功能。