iPhone顔認証を実現する『TrueDepthカメラ』の仕組みと未来とは? | RBB TODAY

iPhone顔認証を実現する『TrueDepthカメラ』の仕組みと未来とは?

iPhone X以降に搭載されている「TrueDepth(トゥルーデプス)カメラシステム」。顔認証でロック解除してくれる「Face ID」や、自分の顔の動きや表情をアニメに変換できる「アニ文字」といった、先進機能を可能にした機能だ。

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iPhone顔認証を実現する『TrueDepthカメラ』の仕組みと未来とは?
iPhone顔認証を実現する『TrueDepthカメラ』の仕組みと未来とは? 全 3 枚 拡大写真
iPhone X以降に搭載されている「TrueDepth(トゥルーデプス)カメラシステム」。顔認証でロック解除してくれる「Face ID」や、自分の顔の動きや表情をアニメに変換できる「アニ文字」といった、先進機能を可能にした機能だ。

今回は、この「TrueDepthカメラ」の仕組みと、具体的にどんなことができるのかを説明する。


「TrueDepthカメラ」を構成する複数のセンサーとカメラ



iPhoneのディスプレイ上部に注目してほしい。ここに「TrueDepthカメラ」のセンサーやカメラが配置されている。この部分に、実はこれだけの機能やセンサーが配置されているのだ。

・赤外線カメラ
・投光イルミネーター
・近接センサー
・環境光センサー
・フロントカメラ
・ドットプロジェクター

(左から順)



このセンサーやカメラがどんな役割を果たすのか、「Face ID」の働きを例に説明しよう。

(1) まず最初に「近接センサー」が、iPhoneに近づくと最初に反応。これは一種の赤外線レーザーで、対象との距離を測る。

(2)次にこの「近接センサー」が「誰かが近づいてきたぞ」という準備指令を「TrueDepthカメラ」システムに送る。

(3)すると「TrueDepthカメラ」は近づいてきた対象に対して、顔のこまかい形状を調べるために「ドットプロジェクター」から約3万個の赤外線ビーム(3万本のビームと考えてもよい)を放射する。

(4)顔に当たって反射して戻ってきた赤外線ビームを、今度は「赤外線カメラ」がとらえ、本体のイメージプロセッサーへと情報を送る。また暗い場所でも顔が特定できるよう、「投光イルミネーター」から発せられた赤外線による顔の撮影もおこなう。同時に、「フロントカメラ」(こちらは普通のRGBカメラだ)で撮影された画像もまたイメージプロセッサーへと送られる。

この3種類のデータは、iPhoneの心臓部であり、AIのように機械学習をするニューラルエンジンを搭載したApple A11バイオニックチップ(iPhone X)、Apple A12バイオニックチップ(iPhone XS/ XS MAX/ XR)へと送られ、あなたの顔の3D形状を超高速度で計算して導き出す。

「Face ID」の場合、その結果をあらかじめ登録されていた3Dの顔データと突き合わせ、同一人物であるかどうかを判断するのだ。


モーションキャプチャをスマホで実現してしまうという驚異



通常のモーションキャプチャでは、人間のさまざまな部位に特殊塗料を塗ったマーカーやセンサーを特別なスーツに取り付け、その動きをカメラやセンサーで追跡、データ化するということが行われる。だが、これには大がかりな装置やカメラが必要だし、手間がかかった。

それが「TrueDepthカメラ」では、顔の表情のこまかい変化までもがトラッキング可能で、その機能が薄いiPhone本体にすべて収まっている。繰り返しになるが、このものすごいトラッキング能力は、A11やA12といった超高性能なニューラルエンジンの働きがあってこそのものでもある。




TrueDepthの未来はどうなる?



アニ文字の背後では、そんなふうに、驚異的なテクノロジーが活躍していたわけだが、この「TrueDepthカメラ」、進化は止まらない。新しいiPhone XS、XS Max、XRに搭載された「TrueDepthカメラ」では、被写体の視線の動きを追跡できるGAZEトラッカーや、下や口まわりの動きを認識できる機能など、ますます強力なトラッキング能力を備えている。

また、最新のiOS12では、この強力な「TrueDepthカメラ」の能力を生かした「ミー文字」という新しい機能が追加された。これはアニ文字の進化形ともいえるもので、目・鼻・口などのパーツを自由に組み合わせて作ったアバターを、アニ文字同様、自分の表情に合わせて動かすことができる。ウィンクや舌を出すといった細かな動きも可能になった。



「TrueDepthカメラ」のトラッキング能力は、今話題のVTuber(バーチャルユーチューバー)のアバターを制作する際にも強力に発揮される。iPhone専用のアバター制作&配信キットも発売されており、iPhoneを使えば、高価なモーションキャプチャを使わずに済むし、またアバターの動きも滑らかでリアルさも増す。

この「TrueDepthカメラ」の機能をAR(拡張リアリティ)で利用しようという動きもあり、今後さまざまなアプリが開発されてくるだろう。表情や身振りでiPhoneをコントロールするなんてことができるようになるかもしれないし、顔だけでなく、全身を認識して3Dにしてくれるようになるかもしれない。

いずれにしても、いまIT技術の最前線でもっともホットな機能は「TrueDepthカメラ」で、新しいiPhoneならその驚異を堪能できるのだ。

文:太田 穣

※この記事はTIME&SPACEの転載記事です

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