아이폰5S를 꿈꾸는 아이폰8의 안면인식 기술에 관하여

KGI의 애널리스트 Ming-Chi Kuo가 공개한 정보를 토대로 한 렌더링

KGI 증권사의 유명 애플 투자분석가 Ming-Chi Kuo는 아이폰8(iPhone 8)의 3가지 모델 중 OLED 5.8인치 모델의 Functional Area 가 터치ID를 대체 할 것이고 실제 디스플레이 영역은 5.15인치가 될 것이라고 말했다. JPMorgan의 투자분석가 Rod Hall 은 Kuo의 보고서에서 터치ID를 대체 할 생체 인식 기술로 3D 센서를 활용한 안면 인식이 될 것이라 말했다.(Source: CNBC)

이는 많은 이들에게 차세대 아이폰에 대한 우려를 나타내는 루머 중 하나다. 왜냐하면 한밤중 또는 어두운 장소에서 아이폰8에 대한 사용자 인증에 관한 것이다. 터치ID를 사용하면 안면 인식 없이 아이폰의 잠금을 해제 할 수 있겠으나, 안면 인식을 사용하기 위해서는 센서를 통해야 한다. 예를 들자면 어두운 곳에서 전면 라이트를 켜고, 센서가 작동한 후 안면 인식이라는 얘기고 이는 큰 불편함일 수 있다.

몇몇 보고서에서는 3D 모션 및 사물 스캐닝, 3D 센서를 활용 할 수 있는 방법에 관하여 설명하면서 이같은 예측을 하고 있다.

많은 국내 IT 기자님들과 일부 매체들에서 이처럼 얘기했다.

그러나 '지수준' 이고, 안면 인식에서 아이폰의 전면 카메라를 사용할 것이라는 것은 '지식의 한계' 다.

기존의 안드로이드(Android)와 윈도우 모바일(Window Mobile)에서 선보였던 안면 인식을 생각하니까 저런 얘기가 나온다.

안드로이드의 Trusted Face 및 마이크로소프트의 윈도우 헬로우(Windows Hello)의 접근 방식은 저조도 환경에서 인식률이 높지도 않으며 오류율이 높아 신뢰 할 수 있는 결과를 산출하지 못한다. 이 때문에 안드로이드 OEMs에서도 안면 인식 기술을 사용하지 않고 지문인식기술을 사용했다.

지문인식 터치ID는 오류율이 1/50,000(0.00002%) 이다. JPMorgan의 Rod Hall은 아이폰8의 생체 인식 기술의 안면 인식은 터치ID 보다도 훨씬 정확하고, 이는 곧 더 안전한 금융서비스(애플페이 등)를 의미하며, 젖은 상태에서도 문제 없이 작동할 것이라 말했다.

잘 알다시피 터치ID는 젖은 손가락으로는 잘 작동하지 않는다.

Rod Hall은 아이폰8의 전면 카메라를 이용한 안면 인식이 아닌, 3D 레이저 센서가 탑재되어 주변 환경을 지도에 표시하고, 3D 레이저를 이용한 정확한 360도 스캔으로 어떠한 상황에서도 사용자 안면을 정확하게 스캔할 것이라 말했다.

이 기술은 이미 3년전인 2013년 11월에 애플이 인수한 이스라엘의 신생 벤처 기업인 프라임센스(Primesense)의 기술로, 약 3억5천만 달러의 매출을 올린 것으로 널리 알려져 있다.

애플의 3D 레이저 센서는 프라임센스의 기술이 적용됐으며, 서브 밀리미터 단위(sub-millimeter, 오차 범위 1mm 이하)의 정확율을 보였다.

프라임센스는 델 아비브(Tel Aviv)와 전세계에서 약 150명의 직원을 고용한 업체다.

애플과의 계약 이전, 마이크로소프트의 키넥트(Kinect) 센서 기술 개발에 큰 관심을 보였던 이 벤처기업의 센서 기술은 구글의 모듈러 스마트폰(Project Ara) 및 '프로젝트 탱고(Project Tango)' 에도 사용됐다.

3D 센서는 빛을 방출하는 매우 낮은 소비전력을 쓰는 LED 또는 레이저 다이오드, 주변 노이즈를 줄이기 위한 광 필터 및 이미지 신호(시그널)와 데이터를 가능한 빠르게 처리 할 수 있는 고사양 프로세서가 필요하다.

'올 뉴 아이폰', "아이폰은 아이폰8 이전과 이후로 나뉠 것이다." 라 계속해서 강조했던 이유가 바로 이런것들 때문이다.

'Aㅏ.. 그렇구나 .. 그렇다 카더라.' 가 아니라, 프라임센스의 기술은 위에서도 지적했듯이 생체 인식 기술인 안면 인식 외에도 인터렉티브 게임(interactive game), 증강 현실, 소매업, 3D 스캐닝 및 인쇄, 신체 사이즈 측정을 통한 의류 디자인 활용, 주택 건설과 관련된 측량, 실내지도 제작 등에서 프라임센스 기술이 활용 될 수 있다.

이러한 것들이 '아니? 너무 앞서 나간것 아니냐?' 라는 의문이 들 수도 있는데, 앞서 나간것이 아니라 '당신이 뒤처진거에요.' 이같은 조짐은 이미 2년 전인 지난 2015년 11월 'Indoor Survey' 등을 통해서 확인 됐던 것들이다.

MacRumors의 Juli Clover는 최근 프라임센스가 눈에 보이지 않는 근적외선 광원을 사용하여 3차원적 깊이를 감지하기 위해 Light Coding이라 불리는 기술을 사용한다 설명했다. 3D 센서 외 별도의 이미지 센서가 이렇게 동기화 된 이미지 정보를 포함한 IR(Infrared, 적외선)을 읽어 이를 캡처 한다고 설명했다.

"깊이 측정을 가능하게 하는 적외선 패턴에 의거 만들어지는 신호는 프라임센스의 칩에 의해 해독되어 장면 또는 물체의 가상 이미지를 만듭니다." 라 설명했다.(Source: MacRumors)

아이폰8에 등장 할 수 있는 프라임센스 구동 3D 레이저 스캐닝 모듈은 LiDAR 지도 작성기(mapper) 또는 거리 측정기(rangefinder)의 소형화 버전이 될 수 있다고 AppleInsider에서 설명했다. LiDAR(Light Detection and Ranging, 광 감지 및 범위)는 '레이더' 와 비슷하지만 레이더에서는 마이크로웨이브(Microwave, 극초단파)를 사용하지만 LiDAR은 레이저를 사용한다. 레이저 기반 기술은 고해상도 맵핑을 위해 자동 주행 차량에서 사용되고 있다.

LiDAR은 군사 장비(포격 시스템 등)에도 쓰이는 정확도가 높은 기술이다.

레이저와 센서의 통합은 애플의 머신 러닝(machine learning) 부문 수장 Russ Salakhutdinov가 지난 12월에 발표한 "LiDAR의 체적 감지(volumetric detection of LiDAR)"에서 인공지능 연구 및 레이저를 통한 물체의 식별과 거리 측정 작업에서 강조된 바가 있다.(Source: Quartz)

JPMorgan의 Rod Hall은 "저가격, 소형화 된 3D 스캐닝 모듈을 만드는 것은 흥미로운 어플리케이션을 가지고 있다." 는 것을 의미한다. "결국 우리는 이 센서가 자율 주행 차량 플랫폼 뿐만 아니라 다른 많은 사용 사례에서 나타날 것이라 확신한다." 고 말했다.

Rob Hall은 안면 인식 스캔에 대해서 아이폰8 한 대당 약 $10 ~ $15 가량의 비용이 들어갈 것이라 추산했다.

아이폰8의 3D 레이저 스캐닝 모듈은 기존 베럴 렌즈 디자인이 아닌 웨이퍼 레벨(wafer-level) 적층 광학 칼럼(column) 디자인일 가능성이 높다.

애플은 현재 프라임센스와 관련된 몇가지 특허권을 보유하고 있다. 예를 들자면, 키넥트(Kinect) 형 특허는 전용 모션 감지 하드웨어를 맥(Mac) 및 애플TV에 제공할 것이라 계약되어 있다. 또 다른 특허 예로는 프라임센스와 유사한 모션 센서를 활용하여 사용자의 잠금 화면에서 즉시 일부 iOS 앱에 대한 엑세스 권한을 제공하는 제스처를 탐지하는 특허다.

즉, 향후 맥이나 애플TV에서도 3D 레이저 센서를 활용한 모션 캡처와 생체 보안 기술이 적용 될 수 있다는 얘기다.

"촉감 없는 3차원 사용자 인터페이스를 위한 가상 키보드." 라는 또 다른 특허는 프라임센스의 기술을 사용하여 사용자의 손 또는 손가락을 감지하여 센서가 3D 키보드에 '볼 수 있는 것처럼' 입력 할 수 있도록 한다는 특허다.

월스트리트 저널에서는 지난 2013년 11월, 제스처 제어를 위한 프라임센스의 동작 감지 기술이 애플 지도를 향상시키는데 사용 될 수 있다고 설명했다.(Source) 마치 구글의 프로젝트 탱고 처럼 우리가 방문하기를 원하는 장소의 실제 공간 스캔들이 축적되어 기존의 2차원 지도들이 쓸모 없어질 것이라고 말했다.

즉, 애플은 이론적으로 아이폰8의 프라임센스 센서를 활용하여 사용자 환경의 3차원 표현을 소비자들에게 제공 할 것이라는 얘기다. LiDAR 센서를 3D 이미징 및 안면 인식, 제스처 인식에 사용하는 방법에 관한 특허 또한 보유중이다.

요약하자면, 프라임센스의 기술은 애플 개발자들을 통해서 분명하게 적용된 기술이라는 것이다. 문제는 아이폰8의 출시에 맞추어 소비자들이 이를 받아들이고 구매 할 준비가 되었냐는 것이다.

애플의 CFO(최고 재무 책임자) Luca Maestri는 이번주 초 '칩과 센서' 가 가장 중요한 지적재산권 중 하나이자 이 부문에 관하여 전략적으로 투자중이라 말했다.

터치ID 홈버튼을 대체하는 기존 안드로이드 또는 윈도우 모바일에서 볼 수 없었던 새로운 high-end 생체 인식 기술, 그것은 마치 과거 아이폰5S에서 애플이 최초로 지문인식센서를 들고 나와 모바일 판도를 바꿨던 것처럼, 이제 곧 모바일 기기들에서의 생체 인식은 이런 방향으로 흘러 갈 것이라 생각된다.

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