Pixel 4 Face Unlock vs. Apple Face ID: Hur de är olika och hur Google kan vara bättre

Välkommen till Soli. Google har visade oss hur Soli-sensorn kommer att göra ett par snygga knep i Pixel 4, och medan du vifter med handen som en Jedi för att ändra vilken låt som spelas är ganska självförklarande (och ärligt talat, inte det spännande), att använda den tillsammans med dedikerad hårdvara för att låsa upp din telefon med ditt ansikte är något vi inte har sett innan.

Det här är inte ansiktsupplåsning du är van vid att se.

Ansiktslåsning, dock är något vi har sett tidigare. Första debut på Android 4.0 Ice Cream Sandwich med Galaxy Nexus, med hjälp av telefonens selfie-kamera - eller, i nyare iterationer, infraröda kameror - för att låsa upp din telefon är en otrolig upplevelse. Det är också ganska snabbt, lätt att använda och tills Apple utvecklat Face ID på iPhone X, extremt osäker. Ansiktslåsning som bara använder en kamera för att fånga data i ett tvådimensionellt plan är lätt att lura med ett foto. Det gjorde det mer till en bekvämhetsfunktion, en till och med Google sa att den inte borde användas om du värdesätter säkerhet.

Jag har tidigare skrivna om tekniken som driver Face ID; samma ord gäller för Googles implementering på Pixel 4. Det är inte förvånande eftersom det är väletablerad teknik som kan kartlägga och återskapa en 3D-bild av i princip vad som helst. Den enda mängden detaljer som fångas begränsas endast av hur länge du vill vänta på resultaten. ju mer data som fångas in och ju mer tid det går att bearbeta den, desto bättre och grundligare kan resultaten bli. Men de flesta vill inte vänta så länge med att låsa upp sina telefoner, varför företag måste kompromissa mellan hastighet och säkerhet.

En snabb uppdatering av hur Face ID fungerar: Använd en speciell LED som "tvättar" ditt ansikte i infrarött och nära infrarött ljus, tillsammans med en specialkomponent som projicerar en matris med kontrasterande IR "prickar" i ditt ansikte, kameror samlar allt framför sig och bygger en 3D Karta. Denna karta omvandlas sedan till en speciell token baserat på de närvarande formerna (vanligtvis ett ansikte eller en del av den) och token används för att kontrollera mot data lagrad i ett säkert element i telefonen. Om de två signaturerna matchar låses telefonen upp.

Det betyder att token kan göra mer än att låsa upp din telefon. Apple har integrerat Face ID för att ersätta fingeravtryckssensorn och Google säger att ansiktsmappningen från Pixel 4 också kommer att kunna autentisera dig efter behov. Hittills verkar Face ID och Googles ansiktsupplåsning som ses på Pixel 4 vara mycket samma djur. En snabb titt på hårdvaran, dock, och vi ser Google har integrerat mycket mer i den ramen - och det är alla med tillstånd av Solisensor.

Hur Soli fungerar

Att säga att Soli-sensorn är tätt integrerad med ansiktsupplåsning och gestigenkänning är inte bara spekulation. Google gör det mycket tydligt att de två inte är separata. Soli-chipet är en viktig komponent i hela systemet. Från blogginlägg:

Att låsa upp din telefon ska vara enkelt, snabbt och säkert. Enheten ska kunna känna igen dig - och bara du - utan krångel. Ansiktsupplåsning kan vara en bekant funktion för smartphones, men vi konstruerar det annorlunda.

Andra telefoner kräver att du lyfter enheten hela vägen, poserar på ett visst sätt, väntar på att den låser upp och sveper sedan för att komma till startskärmen. Pixel 4 gör allt detta på ett mycket mer strömlinjeformat sätt. När du når fram till Pixel 4, slår Soli proaktivt på ansiktsupplåsningssensorerna och inser att du kanske vill låsa upp din telefon. Om sensorerna och algoritmerna för ansiktslåsning känner igen dig öppnas telefonen när du tar upp den, allt i en rörelse. Ännu bättre, ansiktslåsning fungerar i nästan vilken riktning som helst - även om du håller den upp och ner - och du kan också använda den för säkra betalningar och appautentisering.

Detta fungerar på grund av vad Soli är - en liten och energieffektiv RADAR-sändtagare som har en mycket fin upplösning. Det betyder att den kan upptäcka en sak som rör sig och märka mycket fina detaljer i realtid kontra att kunna upptäcka en sak som är väldigt snabb med mindre detaljer.

Jag har sett Soli i aktion och det kan lätt och pålitligt upptäcka det minsta knackningen av ett finger eller fingrarnas rörelse som om de vrider en miniatyrratt eller ratt. Medan dessa var kontrollerade demos under de allra bästa förhållandena, bör det vara lätt att dra av att det rör sig om en rörlig telefon som närmar sig ansiktet. Du behöver inte en bra upplösning för att göra det och en enkel närhetssensor gör något liknande.

En annan stor skillnad mellan Apple och Googles implementering av 3D-ansiktsigenkänning är att Google använder två IR-kameror för ansiktslåsning. Dessa kameror är det som läser den projicerade IR-matrisen och förvandlar konturerna och kurvorna till en säker symbol. Apple använder bara en av dessa kameror i Face ID. Det kan finnas flera orsaker till detta: Apple använder bättre delar, Google bygger en stereo bild, eller kanske en andra sensor behövs så att telefonen kan fungera när den vrids 180 grader på sin huvud. Troligtvis är alla dessa tre saker sanna. Det löser också frågan om att låsa upp telefonen medan den sitter på ett bord, något Face ID fortfarande kämpar med.

Att ha två ansiktslåskameror som samlar information gör systemet snabbare och mer pålitligt.

Google kallar dessa "IR-kameror för ansiktslåsning" men de används också för alla rörelsesigenkänning som Pixel 4 stöder. För att täcka allt som händer framför telefonen är det bra att ha en kamera på vardera sidan. Du kommer aldrig att kunna vara perfekt inriktad i det främre dödläget på en kamera på din telefon när du vinkar med handen för att utföra en åtgärd. En enda infraröd kamera kan plocka upp de flesta av dina rörelser, oavsett hur långt bort från centrum de kan vara, men att lägga till en sekund kan göra mycket för att göra systemet mer pålitligt. Och såvida det inte är tillförlitligt är Googles Motion Sense inget annat än en gimmick.

Detsamma gäller ansiktsupplåsning, särskilt alla "smarta" algoritmer som Google arbetar för att bli bättre på att känna igen ansiktsegenskaper. Två kameror kan göra en stereoskopisk vy av en ansikts karta och samla in mycket mer data, eller så kan de fungera med varandra för att dubbelkontrollera för noggrannhet, vilket gör ansiktsupplåsning snabbare och mindre kapabel att vara luras. Att ha två kameror betyder också att när systemet börjar "leta" efter ditt ansikte för att se om det ska förbereda sig för att låsa upp kan det göra så mycket tidigare eftersom det inte behöver vänta på att ditt ansikte ska vara närmare centrum.

Slutligen, eftersom tekniken har mognat tillräckligt för att hitta sin väg till en liten batteridriven enhet som en telefon, det finns en stor chans att dessa "IR-kameror för ansiktslåsning" inte är lika dyra som de som Apple köpt till iPhone X. En billigare sensor som inte kan fungera lika snabbt eller har lägre upplösning är helt bra om du lägger till en andra till mixen.

Motion Sense

Google säger att den nya Motion Sense-funktionen i Pixel 4 kommer att kunna "hoppa över låtar, snooze larm och tysta telefonen ringer, bara genom att vifta med handen ", Visserligen, det är ganska coolt men att känna igen en viftande hand är inte något vi inte har sett innan.

Förutom LG G8 kan vi gå tillbaka till Moto X för att se handgester i aktion. Med hjälp av en uppsättning sensorer placerade på framsidan av telefonen kändes en enkel våg av hava även när skärmen var avstängd. Googles ATAP (Advanced Technology and Projects) team föddes med Motorola och ansvarar för Motion Sense så att de har erfarenhet här.

Motion Sense kommer inte att använda hårdvaran i Pixel 4 i sin fulla utsträckning eftersom det inte finns något behov av att rita en tredimensionell karta över din hand varje gång för att vilja använda den. Men det kommer att använda Soli-chipet och några smarta algoritmer. Det betyder att det vi har sett hittills från Google är nog bara början.

Med verklig fin detalj RADAR för att känna väldigt invecklad rörelse kommer den enda begränsande faktorn för Motion Sense att smälta informationen som samlas in. När algoritmer kan identifiera andra gester exakt, förväntar jag mig att Google bygger in dem Android på någon nivå och förhoppningsvis öppnar ett API så att tredjepartsutvecklare kan få data från Soli Sensor.

Hur korrekt Motion Sense kommer att vara och hur ofta den ser en "falskt positiv" där en fladdrande gardin eller din katt utlöser en gest återstår att se. Som alla ansiktsigenkänning, förvänta dig stötar på vägen.

Men kommer det att suga?

Antagligen inte. Men allt beror på vad du förväntar dig.

Nuvarande ansiktslåsningslösningar på Android är vanligtvis beroende av den framåtvända kameran, som bara tar en 2D-bild. Det är snabbt men också lätt att lura, och det är därför Google inte låter enhetstillverkare använda det som ett sätt att betala för saker eller göra något annat än att låsa upp din telefon. Andra lösningar, som Samsungs nu nedlagda iris-skanner eller Huaweis lösning för spatial kartläggning på Mate 20 Pro, liknar Face ID och Googles kommande lösning eftersom de är betydligt mer säkra.

De matchar inte bara ditt ansikte till en känd bild - de skapar och läser en rumskarta.

Allt som är nytt går igenom en fas där det suger.

Vad det betyder är att "bilden" gör mycket mer än att säga "Hej, det här är Jerry. Fortsätt och lås upp hans telefon, "när den ser mitt ansikte eller ett foto av mitt ansikte. Modulerad förvärv av rumsliga förvrängningskartor - en teknisk term som betyder "att kolla in alla bulor, kurvor och rader i en sak och spara all information om vad du ser" - tar tid. Att jämföra de insamlade uppgifterna med ett känt bra urval tar också tid. Det är också en storleksordning säkrare än att titta på och analysera ett ansiktsfoto.

Precis som Face ID i början kommer det att bli stötar på vägen. Google försöker avvärja en av dem genom att samla in ansiktsskanningar av människor på gatan eftersom den här typen av teknik har svårt för människor i färg. Det är något som en AI kan lära sig att arbeta runt, och förhoppningsvis hjälper Google att skanna alla dessa ansikten att det händer ganska snabbt. Andra frågor kommer att vara omgivande belysning, upptäckt av kosmetiska förändringar som plockade ögonbryn för att raka din mustasch, och sist men inte minst, glasögon. Alla dessa problem sorteras "lätt", men då måste korrigeringarna göras på ett sätt som inte gör systemet mindre säkert.

Den här tekniken är inte så svår, och precis som Face ID på iPhone kommer det snart att bli andra natur.

Min förutsägelse är att Reddit kommer att explodera med hur dåligt ansiktslåsning på Pixel 4 är ungefär en vecka efter telefonen kommer i människors händer, sedan sakta ner långsamt när dessa problem åtgärdas i programvarukorrigeringar. När algoritmer har ställts in och sensorer har ringts in kan andra tillverkare titta på att integrera tekniken i sina egna Android-modeller.

Först kan det vara dåligt. All teknik är. Men säker ansiktsmappning har en solid bakgrund bakom sig och används varje dag av otaliga andra företag för många andra ändamål. Att ställa in den så att den fungerar på en strömbegränsad handhållen enhet som läser ditt ansikte är inte ett oöverstigligt problem.