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如果你使用的手機是iPhone，一定對螢幕上方那塊有點礙眼的「瀏海」印象深刻。我們每天使用的智慧型手機臉部辨識螢幕解鎖系統，目前仍配備稍嫌笨重的點陣投影儀和鏡頭，導致手機螢幕上總是會有個令人難以忽視的區塊。近期陽明交通大學光電工程學系助理教授黃耀緯與田家炳光電中心組成的團隊，和鴻海研究院半導體所所長郭浩中、洪瑜亨博士攜手合作，開發出可大幅降低使用能耗及光學元件面積的臉部辨識感測系統。未來若可應用於手機的螢幕解鎖系統中，那麼實現「無瀏海」手機的願望將指日可待。
 
團隊開發的「超穎介面和光子晶體面射型雷射整合的深度感測與臉部辨識系統」，是一種比當今智慧型手機臉部辨識、電腦視覺、自動駕駛系統中常見的三維表面成像技術體積更小、能耗更低的臉部辨識系統。由於三維表面成像技術使用到的點陣投影儀包含雷射、鏡頭、光波導和繞射光學元件等多個不同組件，因此對於智慧型手機等小型設備來說相對較大。其中，繞射光學元件是一種特殊光柵，能將雷射光束分成約3萬2000個紅外點。當人們看著鎖定的螢幕時，臉部辨識系統便會將一系列紅外點投射到人們臉上，藉由裝置的鏡頭拍攝紅外點與所建立的深度資訊以確認他的身分。
 
團隊使用米開朗基羅（Michelangelo）的知名作品《大衛像》（David）複製品，進行此臉部辨識系統的原型測試。在測試中，團隊比較透過該系統建立的深度資訊與透過iPhone點陣投影儀獲取的深度資訊，兩者皆能準確識別臉部特徵並獲得接近的識別信賴度分數，顯示了此系統商用的可行性。此外，它在功耗方面使用的能量約是現有點投影儀系統的0.15倍，所需的光學元件面積縮小233倍，結構光光點增加1.43倍，且視場也增加2倍。黃耀緯在新聞稿中表示，團隊提出的系統寬度大小僅有約三根頭髮寬，未來有望實現看不到手機螢幕上瀏海的目標，臉部解鎖功能也能更加省電。未來，此項技術除了應用於臉部辨識外，也可以在機器人技術、擴增和混合實境等領域，成為有效小型低功率成像解決方案的潛在應用。
 
此技術實現了臉部辨識系統的微縮、輕量化、節能，使類似的系統更容易整合於空間計算技術和行動與穿戴裝置之中。目前這項研究已發表於《奈米通訊》（Nano Letters）期刊，也已獲得臺灣、中國的相關技術專利，美國專利則正在申請中。

新聞來源
陽明交通大學（2024年3月15日）。手機瀏海可望消失！ 黃耀緯團隊開發臉部識別系統準確辨識《大衛》。陽明交通大學焦點新聞，https://www.nycu.edu.tw/nycu/ch/app/news/view?module=headnews&id=2994&serno=bf5e8b34-2c2b-4998-9b4a-0aea73ea43f5。