新的内置面部识别系统通过了米开朗基罗大卫雕像的测试

面部识别是解锁智能手机和游戏系统等用途的一项流行功能。 但该技术目前依赖于笨重的投影仪和镜头，这阻碍了其更广泛的应用。 据介绍，科学家们现已开发出一种新的面部识别系统，该系统使用更简单的光学器件，并且需要更少的功率。 最近的论文 发表在《纳米快报》杂志上。 该团队使用米开朗基罗著名的大卫的 3D 复制品测试了他们的原型系统，发现它可以识别脸部以及智能手机的面部识别功能。

当前智能手​​机（例如苹果 iPhone）中的商业 3D 成像系统通过结构光提取深度信息。 光栅投影仪使用激光将伪随机光束图案投射到观看锁定屏幕的人的脸上。 它实现这一点要归功于其他几个内置组件：准直器、光导和特殊透镜（称为复曲面光学元件或 DOE），这些透镜将激光束分成约 32,000 个红外点的阵列。 然后相机可以解释投射的光束图案以确认该人的身份。

将所有这些光学元件（如激光器）封装在一起，使得商用光栅显示器变得相当庞大，因此它们可能很难集成到机器人和增强现实以及下一代面部识别技术等一些应用中。 它还消耗大量的能量。 国立阳明交通大学和台湾鸿海研究院的徐文成及其同事将超薄光学元件（超表面）作为潜在的解决方案。 这些超表面可以取代更大的光调制组件，并已被证明在深度传感器、内窥镜和断层扫描中很受欢迎。 和增强现实系统以及其他新兴应用。

许等人。 他们构建了自己的深度感应面部识别系统，其中包括上表面的 3D 图像，而不是衍射光学元件。 他们用光子晶体表面发射激光器（PCSEL）取代了标准垂直腔表面发射激光器（VCSEL）。 （光子晶体的结构是蝴蝶翅膀或甲虫壳中明亮虹彩颜色背后的机制。）PCSEL 可以产生自己的光束，因此不需要基于 VCSEL 的点显示器所需的笨重光导或准直透镜系统。

该团队在大卫半身像的复制品上测试了他们的新系统，该系统与智能手机的面部识别一起工作，基于将红外点图案与网上找到的雕像图像进行比较。 他们发现，他们的系统生成的红外点大约是标准商业技术的一倍半（约 45,700 个），而该设备的表面积比标准点阵显示器小 233 倍。 “这是一个紧凑且经济高效的系统，可以使用 PCSEL 的倒装芯片工艺集成到单个芯片中，”作者写道。 此外，“超表​​面能够生成可定制的多功能光图案，从而提高了系统的适用性。” 启动时更加节能。

纳米快报，2024 年。DOI： 10.1021/acs.nanolett.3c05002 （关于数字身份证）。

列表图片由 W. C. Hsu 等人提供，Nano Letters，2024 年