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3D传感:打造AI视觉新纪元

12-08 00:12 TAG: 3D传感 奥比中光

随着iPhone X的发售,3D传感技术正式走向消费者,对于消费者来说,3D传感技术似乎是一项新技术,却不知在国内市场中,3D传感早已进入市场,并成功应用于其他领域。在目前的国内市场中,3D传感技术应用产业逐渐增加,从最初的工业级设备到如今的消费级产品,3D传感技术早已走过数个年头。而在国内市场中 ,能实现3D传感设备量产的企业只有一家——深圳奥比中光科技有限公司。

深圳奥比中光成立于2013年,是一家集研发、生产、销售为一体的3D传感技术高科技企业,以3D传感技术为依托,奥比中光研发的3D传感器水平已达国际领先水平,是继苹果、微软、英特尔之后全球第四家能够量产消费级3D传感器的公司。产品中最核心的3D计算芯片、深度算法、系统支持SDK等都是完全自主开发,自成立以来,已申请国内外专利近400件,研发团队具有从底层芯片、深度算法、到系统框架、上层应用支持的技术实力。2018年5月21日,奥比中光获得由蚂蚁金服领投,赛富投资、松禾资本、天狼星资本以及仁智资本等跟投的超2亿美元D轮融资,估值达到独角兽级别。

3D传感技术:视频传感“黑科技”

对于3D传感技术,消费者或许有点陌生,但对于刷脸消费、刷脸解锁这些“黑科技”,消费者却一点都不陌生,但如果要深入其中,普通消费者对此也只能说出一个关键词:人脸识别。而人脸识别技术大体可以区分为2D和3D两种。

1、2D人脸识别:2D人脸识别是目前最为常见的人脸识别技术之一,其工作原理是后期人脸识别系统对图片中的人脸进识别,通过设定数百或数千个点,并记录点与点之间的函数,该函数即为此人的面部信息。

2、3D人脸识别:目前消费级市场中常用的3D人脸识别是采用3D结构光技术,通过3D结构光内的数万个光线点对人脸进行扫描后,从而提供更为精确的面部信息,而这类面部信息并不会受到口红、粉底等化妆品的影响。与2D人脸识别相比,3D人脸识别将提供更为精确的面部数据,最终让数据更加安全可靠。

在OPPO最近发布的旗舰机OPPO Find X中,就采用了3D结构光传感技术,该款手机通过3D结构光传感技术不仅仅可以实现刷脸解锁,同时可以实现刷脸支付等多种功能,而该项技术的提供商——深圳奥比中光科技有限公司已成为国内3D结构光传感技术的代名词。

3D传感:赋万物予人类视觉

“视觉传感设备让万物看到世界,而3D传感技术则让万物能像人一样‘看清’世界。”深圳奥比中光科技有限公司副总裁陈挚博士说道。

图片来源:深圳奥比中光科技有限公司副总裁陈挚

奥比中光副总裁陈挚作为三维光学成像博士,本科就读于新加坡国立大学工程科学系光学专业。毕业后加入麻省理工学院SMART研究中心担任研发工程师,2012年跟随导师国际光学专家麻省理工学院机械工程系George Barbastathis教授攻读博士学位,主要研究方向3D成像系统,全息成像,计算成像,显微镜系统等。曾多次在美国,德国,澳大利亚,荷兰,新加坡,台湾等地的国际会议上发表演讲,有多篇论文发表在国际顶级光学学术期刊。

众所周知,物联网时代的物品要“看清”世界,普通的摄像机无法完美的满足当前需求,而通过3D传感技术,物品不仅能“看清”世界,还能知道自己与其他物品之间的距离,从而在确保安全的前提下实现其他功能。

虽然3D传感技术的发展早已有数十年的时间,但大范围应用于消费级领域却才开始。XBoxKinect第一代发布的时候,是3D传感技术第一次应用到消费类电子产品里。但是,大众对这个产品并没有清晰的认知,并不知道跟3D传感技术有何关系。

其实,3D传感技术已经应用到了很多方面,在2018中国互联网大会上,奥比中光联合中国联通网络技术研究院,共同推出了智慧家庭新生态解决方案,赋予电视3D人脸识别、精准内容推荐、手势交互等创新功能,颠覆智慧家庭客厅体验。基于奥比中光3D人脸识别技术,电视可在不获取用户隐私的前提下,精准识别出机顶盒前的观众的用户画像信息,包括性别、年龄、情绪等等。同时,系统根据登录的用户角色信息,通过综合统计分析该用户角色的行为数据,可为用户提供“千人千面”的个性化EPG界面,精准推荐电视节目、视频点播、游戏应用等内容。

此外,3D传感技术可以赋能各行各业:首先是机器人厂商,尤其是服务性机器人的眼睛需要3D视觉技术,去感知周边的环境,例如目标距离、障碍物等信息;其次是安防厂商,在传统的安防摄像头里面再加装一个视觉传感器,就可以获得一个更加精准的三维立体信息;还有门禁门锁,3D的刷脸识别相比2D的刷脸识别,安全等级和精准性可以提升一级;最后,就手机行业的发展趋势来说,3D传感技术未来的应用空间很大,刷脸等生物识别都离不开3D传感技术,此外VR、AR、美颜也可以搭载3D传感技术去做一些交互性、娱乐性的体验。还有各种各样的智能硬件,凡是需要采集物体深度信息的相关功能,都会用到3D传感技术。

3D结构光市场呈爆发态势

自iPhone X发布带有3D结构光的Face ID后,国产安卓手机厂商立刻跟进。目前,搭载3D结构光的OPPO Find X首先上市,配置3D结构光的小米8探索版也在7月开始销售。据供应链厂商透露,华为也将在最新发布的旗舰机上采用3D结构光技术,3D结构光市场呈现出爆发态势。

目前,全球 3D结构光供应链趋于完善,整体技术方案有奥比中光、英特尔、以色列Mantis Vision等多家企业。在3D图像处理芯片方面,有Primesense、意法半导体、德州仪器、英飞凌等少数几家芯片巨头以及国内的奥比中光。就产业链来看,奥比中光无疑是国内3D结构光设备供应链上不可忽视的企业。

据Deutsche Bank统计,2017年搭载3D Sensing模组的智能手机数量为3800万台,在智能手机上搭载率仅为3%。2018年随着3D Sensing模组在 Android 手机上进行使用,智能手机市场 3D Sensing 模组需求扩大。据预测,2020 年搭载 3D Sensing 模组的 iPhone 手机数量将达 4.4 亿台,搭载 3D Sensing 的 Android 手机数量将达 4.65 亿台,3D Sensing 在智能手机上搭载率将达到 38%。

把握市场机遇,布局核心技术

3D成像和传感领域拥有很大的发挥空间,因为涉及的元器件种类很多,诸如单光子雪崩二极管(SPAD)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、MEMS扫描镜、近红外图像传感器等,涉及的主要技术包括3D混合堆叠BSI、飞行时间法、结构光法、双目视觉法,以及其它软件算法等。

为迎战最新的3D感测应用及人脸识别商机,3D传感企业不仅要继续多元化指纹识别芯片产品线的市场布局动作,不断强化在全球中、低端智能手机市场的成本竞争力,还要扩大在门禁、车用及消费性电子产品上的指纹识别应用布局策略。另一方面,面对人脸识别技术的巨大市场空间,指纹识别芯片厂商也开始布局包括虹膜识别、结构光、飞时测距(ToF)等3D感测技术,希望让自家生物识别芯片产品线的应用完整度及技术成熟度,升级到更多、更大、更强的层次。

虽然说3D传感技术的原理很简单,但是真正把它做成一个产品,技术门槛还是很高的,涉及到3D光学、计算光学、芯片、SDK等很多领域的技术。以国内唯一实现量产3D传感器的奥比中光为例,从2013年创立一直到2015年,期间公司精力全部投入研发,核心研发人员来自于麻省理工学院、加州大学伯克利分校、新加坡南洋理工等国际名校的多位博士后,也有曾任职于苹果、IBM、AMD等全球五百强企业的资深技术专家。据陈挚博士透漏,公司目前拥有员工约450人,研发人员占比超75%。在如此巨大的研发投入下,奥比中光推出了Astra Pro、Astra Mini、Astra、Astra S、Astra MiniS、AstraP等系列3D结构光传感器,在销售额方面,奥比中光2016年实现盈利,2017年销售额破亿。

对于国内的市场竞争格局,陈挚博士认为,就3D传感设备而言,奥比中光目前还未遇到极具竞争力的对手,但是人们越来越关注3D传感领域,很多公司现在都想去做3D结构光传感器,其中不乏传统的光学元器件公司,也有大型芯片公司和初创企业。因此,奥比中光时刻保持危机意识,持续保持高研发投入,不断进行技术创新,确保自己在全球保持技术优势。奥比中光是一家具备底层光学测量设计开发能力的公司,除了3D结构光技术之外,奥比中光在ToF及双目技术上也有深入研究及技术储备。

向极致出发 回归初心

3D传感技术现已进入最好发展时期,对于传感器产业链的企业来说既是机遇也是挑战,对此,陈挚博士说道:“要做3D传感并不难,难就难在如何把核心技术做到极致!”

对于奥比中光来说,国内用户曾评价奥比中光为“中国版Kinect”,就因其发展方向和模式与微软Kinect团队极为相似,对此陈挚博士并未否认。但经过两年的发展,“中国版Kinect”的奥比中光并未踏上Kinect的后路,而是超越Kinect,并甩掉“中国版Kinect”这顶帽子,在采访中,陈挚博士说道:“如果放在两年前,我承认这个说法,但是对于现在的我们来说,我们已经超越Kinect,因为我们已经把3D结构光技术成功应用到各行各业!”

在奥比中光的展示厅内,奥比中光的3D结构光技术在手机、智慧家庭的应用之外,同时应用到智能安防、智能家居、3D试衣、金融安全等多个领域中,而这些也在逐一回答奥比中光初创团队曾经的疑惑——3D传感技术能用在哪些产业。对于奥比中光来说,最好的答卷或许就是3D传感技术成功应用到各行各业!

 
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