2018年11月15日至17日，國內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)業(yè)鏈最齊全的頂級手機(jī)產(chǎn)業(yè)盛會—第二屆重慶·國際手機(jī)展在重慶南坪國際會展中心成功舉辦。奧比中光作為全球領(lǐng)先的3D傳感領(lǐng)軍企業(yè)受邀參展，在此次AI Phone產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會上奧比中光手機(jī)事業(yè)部總經(jīng)理胡科峰發(fā)表主題演講，與業(yè)內(nèi)大咖共同分享主流的3D視覺成像方案并剖析3D傳感技術(shù)在手機(jī)上的應(yīng)用前景。
此外，縱觀今年手機(jī)市場的現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，今年以來市場上搭載3D傳感攝像頭的智能手機(jī)機(jī)型逐步增多，但外界對于結(jié)構(gòu)光與TOF兩種3D傳感技術(shù)方案存在分歧，對此胡科峰就市場上人們對結(jié)構(gòu)光的部分誤解也進(jìn)行了解答。
3D傳感是智能手機(jī)發(fā)展的必然趨勢
隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，AI 3D視覺技術(shù)開始大規(guī)模應(yīng)用于智能手機(jī)，對比之前手機(jī)通過2D攝像頭以2D的方式感知世界，AI 3D視覺技術(shù)可賦予智能手機(jī)一雙“智慧之眼”，實現(xiàn)3D人臉識別、3D刷臉支付、3D掃描、AR交互等諸多功能。
有意思的是，筆者發(fā)現(xiàn)，自蘋果iphone X上首次搭載3D結(jié)構(gòu)光后，國內(nèi)安卓各大廠商都紛紛在自家旗艦機(jī)型上搭載這一全新的技術(shù)，截止目前，華為、OPPO、小米均采用了3D傳感技術(shù)中的結(jié)構(gòu)光方案。
據(jù)了解，華為Mate20 Pro、OPPO Find X、小米探索版新機(jī)均搭載了結(jié)構(gòu)光方案，而奧比中光因其自家的散斑式結(jié)構(gòu)光方案而一躍成為了全球安卓陣營首家出貨量超百萬級別的3D傳感器廠商。
會上，胡科峰表示，早前在WWDC2018大會上，蘋果推出了名為Universal Scene Description（USDZ）的新格式，該格式允許用戶瀏覽3D的AR圖像，Adobe CTO也在大會上宣布支持該格式，蘋果和Adobe選擇從標(biāo)準(zhǔn)格式和相應(yīng)軟件工具開始，這是向AR時代邁出的重要一步，而3D傳感將是實現(xiàn)和提升AR體驗的基礎(chǔ)技術(shù)，3D攝像頭作為基礎(chǔ)部件，將為智能手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及其商業(yè)模式、用戶體驗變革帶來無限可能。
據(jù)研究機(jī)構(gòu)Trend Fcrce估計，2018年全球3D傳感模塊的市場價值約為51.2億美元，到2020年，市場價值預(yù)計將達(dá)到108.5億美元，從2018年到2020年，復(fù)合年增長率將達(dá)到45.6%，智能手機(jī)中3D傳感的滲透率將從2017年的2.1%增長到2018年的13.1%。
值得一提的是，在此次峰會上，胡科峰不僅對3D視覺成像方案做了對比分析，還向在場嘉賓們解答了目前市場上對結(jié)構(gòu)光方案存在的幾大誤區(qū)。
3D視覺成像方案對比分析
會上，胡科峰介紹到，當(dāng)前手機(jī)市場有三種3D視覺成像技術(shù)，其分別為結(jié)構(gòu)光方案、TOF方案和雙目方案。
結(jié)構(gòu)光投射特定的光信息到物體表面后由攝像頭采集，根據(jù)物體造成的光信號的變化來計算物體的位置和深度等信息，進(jìn)而復(fù)原整個三維空間；TOF通過專有視覺器，捕捉近紅外光從發(fā)射到接收的飛行時間，判斷物體距離；雙目利用雙攝像頭拍攝物體，再通過三角形原理計算物體距離。
對比起來這三種技術(shù)中，TOF技術(shù)要解決在手機(jī)上面臨的功耗、工藝、生產(chǎn)良率等問題，可能還需要相當(dāng)長的時間，而結(jié)構(gòu)光技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展更為成熟的技術(shù)，它更適合于手機(jī)大批量量產(chǎn)。
此外，在機(jī)構(gòu)光里面也有不同技術(shù)的流派。胡科峰表示，結(jié)構(gòu)光里面的流派主要分為散斑結(jié)構(gòu)光方案、投影結(jié)構(gòu)編碼方案、潛望式結(jié)構(gòu)光及單點結(jié)構(gòu)光。
而在結(jié)構(gòu)光方案的幾大流派中，奧比中光選擇了散斑編碼方案，其實目前市場上主流的幾款新機(jī)例如OPPO Find X、iphone X及最新的三款iphone、華為 Mate 20的手機(jī)均采用散斑結(jié)構(gòu)光方案。
結(jié)構(gòu)光存在的幾大誤區(qū)
誤解一：結(jié)構(gòu)光方案目前最多能投射3萬個點，而TOF方案能投射出幾十萬個點，所以TOF的分辨率要遠(yuǎn)高于結(jié)構(gòu)光？
首先，這里混淆了深度圖分辨率概念。3D深度傳感器的分辨率取決于感光CMOSSensor的分辨率，而不是投射的點數(shù)，TOF方案需要投射出更多的點，是受限于他的技術(shù)原理。其實TOF方案的劣勢反而是在分辨率上。
其次，目前結(jié)構(gòu)光方案分辨率實際上更高。目前奧比的手機(jī)結(jié)構(gòu)光方案支持1280*800的分辨率，而TOF目前主流的分辨率為240*180，這樣的分辨率不足以用來做人臉識別。TOF方案目前最多可能做到640*480，未來可能做到更高，但是分辨率的提升，又會帶來TOF成本提升。
（結(jié)構(gòu)光與TOF的詳細(xì)對比）
誤解二：TOF成本遠(yuǎn)低于結(jié)構(gòu)光？
目前的一些TOF方案，除去共同的RGB模塊，我們對其進(jìn)行元器件拆分，發(fā)現(xiàn)其整體成本不會比奧比中光的結(jié)構(gòu)光方案要低得多，甚至不一定低。
相比結(jié)構(gòu)光，TOF使用的IR sensor比結(jié)構(gòu)光貴很多。另外，其供電電路復(fù)雜，驅(qū)動的峰值電流大，頻率高，需要進(jìn)行特殊處理，同時散熱方面也需要特殊的封裝工藝，所以其外圍電路成本也更高。而當(dāng)TOF做前置時，由于當(dāng)前主流TOF方案分辨較低，需要另加一個IR sensor才能進(jìn)行正常解鎖支付。
對比起來，如果奧比中光的結(jié)構(gòu)光方案進(jìn)一步采用非芯片的方案，成本相比較當(dāng)前一代產(chǎn)品還會進(jìn)一步下降。
現(xiàn)階段而言，TOF技術(shù)要解決在手機(jī)上面臨的功耗、工藝、生產(chǎn)良率等問題，可能還需要相當(dāng)長的時間。而結(jié)構(gòu)光方案經(jīng)過多年發(fā)展，技術(shù)及生產(chǎn)更為成熟，能滿足智能手機(jī)廠商當(dāng)前的實際需求。
（奧比中光手機(jī)事業(yè)部總經(jīng)理胡科峰）
對于3D結(jié)構(gòu)光在手機(jī)端的滲透率發(fā)展趨勢，奧比中光胡科峰認(rèn)為，縱觀整個3D結(jié)構(gòu)光的發(fā)展態(tài)勢，可以發(fā)現(xiàn)，這一技術(shù)都是首先應(yīng)用在前幾大品牌的旗艦機(jī)型中。3D結(jié)構(gòu)光的滲透模式與指紋識別類似，它會從“頂部”逐步向“底部”滲透。