4차 산업혁명 시대: 스마트폰의 얼굴 인식 기술

애플에서 새로 출시하는 아이폰 X 스마트폰에 탑재된 새로운 인증 기술에 세간의 관심이 쏠리고 있다. 바로 Face ID라고 불리우는 사용자 얼굴 인증 기술이다. 이 인증 기술을 사용하기 위해서는 스마트폰의 카메라를 이용해 사용자 얼굴을 최초 한번 등록하는 과정을 거쳐야 한다. 그 다음 스마트폰의 잠금 해제 또는 사용자 인증이 필요한 각종 서비스를 이용하고자 할 때마다 사용자의 얼굴을 촬상하여 등록된 얼굴과의 일치 여부를 통해 등록된 사용자인지를 판단하게 된다. 이러한 얼굴 인증 기술이 과연 얼마나 우수하기에 애플에서는 지문 인식 기술을 버리고 이 기술을 채택했을까? 애플의 주장에 의하면 애플의 얼굴 인증 기술은 지문 인식 기술보다 20배 더 정확하다고 한다.

얼굴은 지문이나 홍채와 달리 시시각각으로 변하는 형상을 가졌고, 안경이나 모자, 기타 장신구를 비롯해 표정, 화장, 조명 상태에 따라 변할 수 있는 요인이 매우 크다. 또한 SNS등에서 얼굴 사진을 쉽게 얻을 수 있기 때문에 이러한 얼굴 사진을 도용해 타인의 스마트폰에서 얼굴 인증을 시도할 우려도 높다. 실제로 얼굴 인증 기술을 먼저 도입한 타사 스마트폰의 경우 화면에 출력된 얼굴 사진만으로 사용자 인증을 통과하는 문제점을 드러냈다. 그러나 다행스럽게도 아이폰 X에서는 이러한 문제점은 발생하지 않을 것으로 보인다. 타사 스마트폰의 경우 2차원 얼굴 형상 정보만을 이용한 반면, 아이폰 X는 3차원 형상 정보를 이용하기 때문이다. 얼굴의 2차원 형상 정보는 쉽게 말해서 사진에 찍힌 정보이다. 사진상의 얼굴 형상은 입체 정보가 생략되어 있기 때문에 예를 들어 콧대가 얼마나, 높은지 입술이 얼마나 도톰한지, 광대뼈가 얼마나 튀어나와있는지 등의 입체 정보를 파악할 수 없다. 이와 달리 아이폰 X는 얼굴의 3차원 입체 정보를 사용자 인식 과정에 사용하기 때문에 입체 정보가 생략된 사용자의 사진만으로 인증이 통과될 가능성이 매우 낮다. 물론 통과될 가능성이 전혀 없는 것은 아니다. 사용자의 얼굴이 매우 평면적이라면, 즉 콧대가 낮고 얼굴상에 높낮이가 거의 없는 사용자라면 사진에 의해 인증이 통과될 가능성은 여전히 존재한다. 그러나 이러한 얼굴 형상은 매우 드물고, 대부분의 얼굴은 입체적이기 때문에 아이폰 X의 3차원 인증 기술이 기존 2차원 얼굴 인식 기술보다 진일보한 기술임에는 틀림없다.

그렇다면 아이폰 X는 어떻게 3차원 얼굴 형상을 알아내는 것일까? 우리가 흔히 사용하는 일반 카메라는 2차원 이미지 센서를 통해 피사체를 촬상하기 때문에 2차원 이상의 정보를 얻을 수 없다. 아이폰 X는 3차원 얼굴 정보를 획득하기 위해 적외선 조명과 적외선 카메라를 사용한다. 적외선 조명을 통해 수많은 점패턴을 조사하고 이를 적외선 카메라로 촬상하게 되면, 적외선 조명과 카메라 사이의 기하학적 관계, 그리고 사전에 Calibration된 점패턴 형상과 촬상된 점패턴의 차이를 이용해 각 점에 해당하는 3차원 위치값을 알아낼 수 있다. 따라서 사용자 얼굴에 조사된 수많은 점의 3차원 위치를 모두 파악하게 되고, 그것을 이용해 3차원 얼굴 형상을 파악하는 원리이다.