许多人都熟悉面部识别系统，它可以解锁智能手机和游戏系统或允许在线访问我们的银行账户。但当前的技术可能需要四四方方的投影仪和镜头。现在，研究人员在Nano Letters上报告了一种更时尚的 3D 表面成像系统，具有更平坦、简化的光学器件。在概念验证演示中，新系统可以像现有的智能手机系统一样识别米开朗基罗的大卫的脸。

3D 表面成像是智能手机面部识别以及计算机视觉和自动驾驶中常用的工具。这些系统通常由包含多个组件的点投影仪组成：激光器、透镜、光导和衍射光学元件 (DOE)。

DOE 是一种特殊的透镜，可将激光束分解成约 32,000 个红外点的阵列。因此，当一个人看着锁定的屏幕时，面部识别系统会将一系列点投射到他们的大部分脸上，并且设备的摄像头读取创建的图案以确认身份。然而，对于智能手机等小型设备来说，点投影仪系统相对较大。因此，Yu-Heng Hong、Hao-Chung Kuo、Yao-Wei Huang 及其同事着手开发一种更紧凑的面部识别系统，该系统几乎是扁平的，并且需要更少的能量来运行。

为此，研究人员用低功率激光器和平坦的砷化镓表面取代了传统的点投影仪，显着减小了成像设备的尺寸和功耗。他们用纳米柱图案蚀刻了这个薄金属表面的顶部，从而创建了一个超表面，当光线穿过材料时会发生散射。

在此原型中，低功率激光散射成 45,700 个红外点，这些点被投射到位于光源前面的物体或面部上。与点投影仪系统一样，新系统配备了一个摄像头来读取红外点创建的图案。

在原型测试中，系统通过将红外点图案与著名雕像的在线照片进行比较，准确识别了米开朗基罗大卫的 3D 复制品。值得注意的是，它实现这一目标的能耗比普通点投影仪系统低 5 到 10 倍，平台表面积比普通点投影仪系统小约 230 倍。研究人员表示，他们的原型展示了超表面对于面部识别、机器人和扩展现实的有效小规模低功耗成像解决方案的有用性。

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