アクセス制御とセキュリティ - 自分の顔がパスワードになります

顔認識技術は接触が不要で使いやすく、高速応答なセキュリティで、高精度の利点を活かして、特にコンシューマーデバイス（スマートフォンなど）やセキュリティシステムで、指紋を通じた生体認証よりもはるかに高い注目を集めています。お読みいただき、ams OSRAMが皆さん顔をパスワードにし、「なりすまし不可能」にする方法をご覧ください。


顔認識の利用が普及を増しています。生体認証の大きな割合が、頬骨、目、鼻、口、唇、顎、額、頭皮、耳など、顔の要素の組み合わせ（サイズ、形状、位置など）に基づいています。顔認識は、複数の認証モードの1つとしてよく使用されます。これは、2つのID認証手法が誤認証と拒否率（FAR/FRR）をさらに減らせるためで、普及が進んでいます。

高度なキーレスアクセス制御ソリューション – 建物、デバイス、機密データ、貯金のいずれであれ、指紋、顔、光彩、手首の血管パターンなど、生体認証を1つ以上使用します。Covid-19パンデミックの後、そしてインフルエンザの季節が到来している今、衛生的に優れている非接触の生体認証スキャンへの流れが加速しています。標準的なソリューションは、適応型イルミネーションと存在検出機能を備えた3D画像処理に依存します。3Dスキャンなどを用いるなりすまし防止テクノロジーも、偽の存在検出を防止するために不可欠です。こうした革新的な代替技術が、タッチパッドでの光学圧力センシング（手作業で複数の数字を入力）に基づく、従来の数値ベースのアクセスを置き換えています。

それでも、最新のアクセス制御とセキュリティソリューションを設計するうえで、メーカーは4つの主な課題に直面しています：

  1. 誤検知と検知漏れの可能性を下げ、より素早い検出速度で、より高い信頼性を得ること。
  2. システムの電力消費を下げること：必要なときに安全でセキュアなアクセスを得るため、バッテリー駆動のデバイスを検討します。
  3. システムレベルで空間を節約すること：小型デバイスでフットプリントを小さくすれば、メーカーは顔認識を実現しつつ、他の設計要素を犠牲にせずに済みます。
  4. システム全体のコストを下げること。


こうした課題に対処するため、ams OSRAMのポートフォリオは、顧客中心のアクセス制御とセキュリティソリューションを実現できる、広範なハードウェアコンポーネントをメーカーへ提供します。これには、以下に紹介する、新しい市販製品や機能強化も含まれます。

ams OSRAMは、多様な生体認証に向け、高度なセンサとエミッタ両方の技術を開発します。ここでは、顔認識をサポートするテクノロジーに注力しています。例えば、あらゆるスマートドアロック、アクセス端末、認証情報リーダーなどです。完全な顔認識システムはそれぞれ、3Dスキャンのタイプを通常は3種類（ストラクチャードライト、ステレオビジョン、アクティブステレオビジョン）から選択します。これは、カメラ、IRイルミネーター、LEDドライバー、存在検出、周囲光センシング、オプションの装飾照明で構成されます。

当社はまた、新型の参照設計モジュールである、3Dビジョンの光学フロントエンド、Seres 5xも提供します。生体認証アクセスソリューションを開発するための柔軟な光学フロントエンドソリューションであり、ams OSRAMがすべての光学コンポーネントを提供してプラットフォームを構成し、高度なアルゴリズムに基づくアクセス機能を実現できます。このため、垂直統合されたシステムで当社が推奨するポートフォリオオプションの組み合わせを得られるため、生体認証システムの顧客と開発者は、ams OSRAMの光学フロントエンドセンシングハードウェアへシームレスに接続できます。 当社のパートナーネットワークに所属する企業の1つ、 Tekniqueも、Amberella ISPへの汎用I/Fアダプターと、Ambarellaベースの3DビジョンシステムのSDKを提供して、このソリューションに貢献しています。
 


顔認識システムで高性能を実現するには、高度な高品質コンポーネントを慎重に検討して選択することが必要となります。画像センサ、LEDドライバを組込んだ赤外線LEDイルミネーション、深度センサ（ToFなど）、イルミネーション用赤外線レーザー（ドットプロジェクター）など、複数のデバイスを組み合わせ、顔の特徴をより包括的かつ正確に捉えることをご検討ください。
 

最先端のOSLON BlackとSYNIOS P2720 IRイルミネーション（920nm）を用いたIRイルミネーションと駆動ソリューション

920 nmという最適な波長でのより明るいIRイルミネーションにより、IRカメラはセンサの感度と赤色発光の必要なトレードオフを実現して、人の画像をよりよく映し出すことが可能になります。人間の目は短波長のIR光に対してわずかに感度が高いため、赤見えが発生します。この赤見えは、850nmと比較して920nmでかなり弱まります。920mmの波長を使用することで顔認識のアルゴリズムがよりよく機能し、認証されないユーザーをより安定して識別し、FAR/FRRのリスクを減らします。

顔認識では、940nmで感度を増し、誤検出や検出漏れのリスクを下げるメリットや、850nmで赤見えを減らすメリットなどを選択できます。920nmであれば、良質な感度と赤見え効果の低減を両立できます。

こちらが、新しい920nmの波長を持つ当社の赤外線LED一覧です：
OSLON® Black SFH 4725AS
OSLON® Black SFH 4726AS
OSLON® Black SFH 4727AS
SYNIOS® P2720 SFH 4775S

ブーストコンバーターを内蔵し高出力電流を持つ画期的な2チャンネルLED/VCSELドライバ

新発売のAS1170は、高出力LED/VCSEL/レーザードライバです。OSLON BlackとSYNIOS P2720 IR LEDに完璧に適合します。
AS1170は2つの出力チャンネルを独立して駆動でき、それぞれ最大1000mAまたは結合モードで2000mAを駆動でき、出力電流はPWMを通じて制御できます。低バッテリー電圧時の自動電流適合機能と、統合型の安全機能が、これらの機能をエンドデバイスへ実装するための開発労力をさらに低減してくれます。
高電源電圧が必要な光源では、AS1170は高効率な4MHz固定周波数ブーストコンバーターを持ち、小型で安価な1µH外付けインダクタだけで5.5Vを供給できます。
小型なウェハーレベルのチップスケールパッケージの設置面積を持つAS1170は、システム消費電力低減の課題を克服し、システムレベルで面積と費用を節約できます。

> 当社の最新LEDドライバ：AS1170をご覧ください。

高性能Mira050を持つCMOS画像センサソリューション - モノクロとRGB（カラー）バージョンを利用可能

Miraイメージャーの製品ファミリーの一員として、Mira050画像センサは産業とコンシューマー画像処理アプリケーションの設計者へ新たなパフォーマンスの選択肢を提供し、小型パッケージサイズながら高い量子効率を実現します。Mira製品ファミリーのモノクロとカラー（RGB）、さらにはカラーと赤外線情報の組み合わせ（RGB-IR）を同じ小さなスペースで処理する革新的な能力で、設計の柔軟性を高め、顔認識と物体認識の精度を高めます。

これは、顔認識で以下の利点を提供します。高感度で強化された近赤外線（NIR）、グローバルシャッターがモーションアーチファクトを回避して生体認証スキャンの品質を改善し、それぞれがFAR/FRR結果のリスクを低減します。また、高い量子効率のおかげでセンサが暗い環境または「低出力」イルミネーターで動作できるため、システムの消費電力を節約できます。特に、Mira050は自動ウェイクアップ機能と行動な電源管理機能を内蔵しており、イルミネーション時間が少なく、消費電力を抑えられます。小型のパッケージサイズは、システムレベルで空間を節約します。

実際、ams OSRAMの社内試験にて、MiraとOSLON BlackまたはSYNIOS P2720 IRイルミネーションを920nm波長で組み合わせた場合、高量子効率は約41.8%となり、画像処理の感度改善のメリットも得られます。

タイムオブフライト（ToF9）ソリューション - 高精度なダイレクトタイムオブフライト存在検出

ams OSRAMのタイムオブフライト（ToF）センサは、非常に狭いパルス幅を有する独自のSPAD（単一光子アバランシェダイオード）ピクセル設計およびタイムトゥデジタルコンバーター（TDC）に基づいています。対象物から反射された940nm VCSEL（レーザー）エミッタ赤外線の、ダイレクトタイムオブフライト（dToF）をリアルタイムで測定します。この低電力dToFセンシング技術により、ホストシステムは距離を正確かつ非常に高速で測定できます。正確な距離測定は、存在検出、障害物回避、測距など、多くのアプリケーションで使用されます。

これらは、顔認識で多くのメリットを生みます。正確に測距して高精度を実現するため、FAR/FRRが発生するリスクが下がります。システムのウェイクアップと平均未満の消費電力がシステム全体の省電力に寄与します。

> こちらで当社のdToFポートフォリオをご覧ください

NIR画像のドットプロジェクタ取得を改善したドット投影ソリューション

ドットプロジェクタを使用して、ストラクチャードライトの近赤外線画像を取得できます。ドットパターンは画像の空間コントラストを強化し、場景内の低コントラストな物体に対して、あらゆる照明条件で優れた深度マップを提供します。

顔認識は、ユーザーの顔の正確な深度マップデータに依存します。顔の深度マップは3次元空間へマッピングされた数千もの座標群であり、ユーザーの頭部での表面の凹凸をユーザー正面の単一点に相対させて記述します。この深度マップはユーザーの顔の参照深度マップと比較され、ユーザーを認識します。再構築された3Dマップはアプリケーションソフトウェアへ渡され、ユース-ケースに応じてさらに処理されます（顔認識など）。

顔認識のメリットには、目保護機能の一体化、高電気光学効率によるFAR/FRR発生リスクの低減、高コントラストのドットパターン、低消費電力によるシステムの省電力化などが挙げられます。ams OSRAMは様々な解像度やパターンのタイプで、完全統合済みのドットプロジェクションソリューションを広範に提供しています。

> こちらで当社の最新ドットプロジェクター、Belago 1.1をご覧ください


当社のウェブページで、アクセス制御とセキュリティに関する詳細な知見やポートフォリオをご入手いただけます。
ams OSRAMが赤外線LEDを通じてアクセス制御とセキュリティへのアクセスを実現する方法をビデオでご覧ください。または、当社のチームへお問い合わせいただき、御社の設計で顔認識を最大限に活用できるよう、当社が支援する方法を話し合うこともできます。