RealSense F455製品レビュー(2)

2022年1月5日2023年5月8日

開発環境

顔認証が行える RealSense F455のSDKはIntelがGitHubで提供しています。他のRealSenseシリーズのSDKとは異なります。今回はSDKについて解説します。

https://github.com/IntelRealSense/RealSenseID

サポートOS

Linux（ubuntu 18、gcc 7.5以降でテスト）
Windows（Windows 10、msvc 2019でテスト）
Android（Android 6.0でテスト）

サポート言語

C/C++
C#
Java
Python

モード

RealSense F455は2つのモードを持ち、用途に応じて切り替えて使用します。

デバイスモード

ユーザーのデータベース管理やデバイスでの照合など、デバイス自体でユーザーの登録や認証を行う場合に使用するモードです。小規模な環境でRealSense F455を1台で使用する場合に適しています。

サーバーモード

PCやクラウドサーバー上のデータベースを用いてユーザーを認証したい場合に使用するモードです。大規模な環境で複数台で連携してユーザー認証する場合に適しています。

アーキテクチャ

RealSenseID SDKはRealSenseID（API）とPacket Manager（セキュア通信）に分かれます。
RealSenseID APIはカメラプレビュー、顔認証、デバイス制御を担当しており、主にこのAPI呼び出して、RealSense F455を操作します。
Packet Manager（セキュア通信）はRealSenseID APIとRealSense F455の通信処理を担当し、通信経路をセキュアに保ちます。

https://github.com/IntelRealSense/RealSenseID から引用

API解説

顔認証する際に基本となるAPIを解説します。

デバイスの接続・切断

デバイス接続する場合はセキュアに接続するため、以下のようにECDSAキーで認証します。

class MySignatureCallback : public RealSenseID::SignatureCallback
{
public:
    bool Sign(const unsigned char* buffer, const unsigned int buffer_len, unsigned char* out_sig) override
    {
      // ホスト ECDSA 秘密鍵を使用して、バッファに署名
    }

    bool Verify(const unsigned char* buffer, const unsigned int buffer_len, const unsigned char* sig,const unsigned int sign_len) override
    {
      // デバイス ECDSA 公開鍵でバッファを確認します。
    }
};

MySignatureCallback signature_callback;
RealSenseID::FaceAuthenticator authenticator {&signature_callback};

// デバイスに接続
Status connect_status = authenticator.Connect({RealSenseID::SerialType::USB, "COM9"});

// デバイスを切断
authenticator.Disconnect();

ユーザーの登録

カメラで撮影したユーザーの顔を、ニューラルネットワークアルゴリズムで処理を行い、顔の特徴量を取得します。これを暗号化してデータベースに保存します。デバイスモードの場合、このデータベースをRealSense F455本体にセキュリティに保護されたストレージに保存します。

class MyEnrollmentCallback : public RealSenseID::EnrollmentCallback
{
public:
    void OnResult(const RealSenseID::EnrollStatus status) override
    {
        std::cout << "結果:  ステータス: " << status << std::endl;
    }

    void OnProgress(const RealSenseID::FacePose pose) override
    {
        std::cout << "進捗: 姿勢:" << pose << std::endl;
    }

    void OnHint(const RealSenseID::EnrollStatus hint) override
    {
        std::cout << "ヒント: " << hint << std::endl;
    }
};

const char* user_id = "ASTINA";
MyEnrollmentCallback enrollment_callback;

// ユーザーを登録
Status status = authenticator.Enroll(enrollment_callback, user_id);

ユーザーの認証

カメラで撮影したユーザーの顔を、ニューラルネットワークアルゴリズムで処理を行い、顔の特徴量を取得します。この結果とデータベースに登録されている全ての特徴量と比較を行い結果を得ます。

class MyAuthenticationCallback : public RealSenseID::AuthenticationCallback
{
public:
    void OnResult(const RealSenseID::AuthenticateStatus status, const char* user_id) override
    {
        if (status == RealSenseID::AuthenticateStatus::Success)
        {
            std::cout << "ユーザー認証成功 ユーザーID: " << user_id << std::endl;
        }
        else
        {
            std::cout << "ユーザー認証失敗: ステータス:" << status << std::endl;
        }
    }

    void OnHint(const RealSenseID::AuthenticateStatus hint) override
    {
        std::cout << "ヒント: " << hint << std::endl;
    }
};

MyAuthenticationCallback authentication_callback;

// ユーザーを認証
Status status = authenticator.Authenticate(authentication_callback);