每天在用的 Windows Hello 你真的懂吗？

Surface爱好者俱乐部 · 公众号 · · 2018-11-20 17:00

正文

每次打开 Surface 都有笑脸相迎。借助 Windows Hello，我们可以抛弃繁琐的密码，轻松登陆到桌面并快速开始工作。

虽然每天都在使用，但阿Sir打赌您一定不清楚 Windows Hello 的工作原理。知其然还要知其所以然，为了让我们更深入的了解 Surface，今天阿Sir就来分享一下这个秘密。

写在原理之前

在分享之前我们要首先明确， Windows Hello 目前支持的生物特征有：指纹、面部和虹膜。这里为大家分享的是 Windows Hello 的面部识别部分，不包括 Windows Hello 指纹识别及虹膜识别。

从 Surface Pro 4 开始，首次在集成了支持面部识别的 Windows Hello 摄像头，并在今后普及到全部产品家族。目前 Windows Hello 以及成为了 Surface 独特特性中不可或缺的一环。

Windows Hello 在 Surface 上支持的识别方式是面部识别和指纹识别两种。目前每个型号的 Surface 都支持面部识别，但指纹识别仅支持 Surface Pro 机型的选配指纹识别键盘盖。所以，今天我们的主题限制在面部识别上。

值得注意的是，在很多宣传渠道中提到的所谓“Surface 支持通过虹膜识别登陆”纯粹是误传。Windows Hello 支持的虹膜识别仅使用在 Lumia 950/XL上，由于虹膜识别成本高，调校也不是很到位，识别速度不尽人意。

Windows Hello 面部识别简介

微软在 Windows 10 中使用的面部识别方案是集成在 Windows Biometric Framework（WBF）中的一种企业级身份认证，也是 Windows 的核心组件。

Windows Hello 面部识别借助一种专为生成近距离红外图像的摄像头进行面部识别和解锁设备。

Windows Hello 的优势和能力如下：

所有基于 Windows 10 的设备和具有兼容硬件（近距离红外传感器）的平台都可以实现面部识别功能。
用户友好界面，提供了单点登录的验证方式解锁。
企业级身份验证和获取 Microsoft Passport Pro 支持内容的访问权限，包括网络资源、网站和支付等。
能够在不同的照明条件下提供一致的图像（使用 IR)，并允许包括面部毛发、妆容等外观上的细微更改。

Windows Hello 面部识别工作原理

Windows Hello 对面部的识别分为以下四个步骤：

查找面部并发现特征

首先，通过算法在摄像头中检测到用户的面部，然后查找与眼睛、鼻子、嘴等对应的面部特征点（也称为定位点）。
头部方向

若要确保算法在视图中获取足够的面部信息以进行身份验证决策，请确保用户的面部朝向设备 +/-15 度处。
表示形式矢量

通过使用标志位置作为定位点，算法从面部的不同区域中选出数千个示例来生成参考模型。表参考模型的最基本形式是表示特定点周围的光暗差异的直方图。Windows 不会存储面部图像 – 它仅仅是参考模型。
决策引擎

一旦传感器前方出现用户的参考模型，它将与物理设备上的用户图像进行比较。参考模型与机器学习设定的阈值进行交叉比对，之后算法才会决定它是否为一个正确的结果。如果有多个用户在系统上注册，该阈值将相应地更加严格，以帮助确保安全。

有点难理解是吧，简单讲 Windows Hello 通过存储足够多的面部特征点，与摄像头前的图像进行比对，如果通过就可以正常登陆啦。

为什么要用红外进行成像？

在 Xbox 360 上首部带有具面部识别功能的 Kinect 发布之后，微软认识到依赖环境光来提供一致的图像将会导致较差的用户体验。人们在各种各样的照明条件下的不同环境中生活和工作。传统的颜色识别系统依赖于调高亮度、曝光或其他设置以创建可使用的图像 - 所有这些方式有可能被人为干预，影响了系统的安全性。