詳解3D人臉與屏下指紋的現(xiàn)狀與未來(lái)， 誰(shuí)才是生物識(shí)別新方向？

　小優(yōu)智能

　　青島小優(yōu)智能科技成立于2015年底，是一家專注于微型激光三維掃描模組產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的高科技企業(yè)。公司研發(fā)”3D激光掃描模組”采用MEMS微振鏡芯片，配合具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光路及散熱系統(tǒng)，結(jié)合半導(dǎo)體激光芯片，構(gòu)建微型激光掃描系統(tǒng)。可廣泛應(yīng)用于3D實(shí)物感知領(lǐng)域。

　　與前面介紹的通過(guò)散斑來(lái)進(jìn)行3D建模的方案不同，小優(yōu)智能采用的是激光三維掃描，通過(guò)MEMS微振鏡技術(shù)，使得激光束能夠?qū)τ趻呙璧膶?duì)象進(jìn)行逐行掃描，具有高分辨率(達(dá)到亞毫米級(jí)，可以比iPhone X精細(xì)度更高)、高可靠性、低成本(不需要VCSEL、DOE等成本較高的復(fù)雜部件)等優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，其也擁有掃描所需時(shí)間較長(zhǎng)的劣勢(shì)。

　　不過(guò)，據(jù)芯智訊了解，目前小優(yōu)智能的模組進(jìn)行3D人臉掃描的時(shí)間已經(jīng)控制在了0.5秒以內(nèi)，這個(gè)時(shí)間用戶應(yīng)該是可以接受的。另外，小優(yōu)智能在模組小型化方面也做了很多工作，據(jù)說(shuō)已經(jīng)可以做到比當(dāng)下的3D結(jié)構(gòu)光模組更小，成本更低。

　　▲小優(yōu)智能此前展示的一些3D模組產(chǎn)品(芯智訊拍攝于7月初)

　　▲小優(yōu)智能的3D模組掃描的3D人像圖效果

　　英特爾RealSense

　　早在2010年，英特爾就曾開展感知計(jì)算項(xiàng)目。2013年7月，英特爾又收購(gòu)了手勢(shì)識(shí)別公司Omek，隨后宣布將推3D深度攝像頭的PC。2014年CES上，英特爾正式推出了首款集成了3D深度和2D鏡頭模塊的 RealSense 3D攝像頭(結(jié)構(gòu)光 雙目立體成像)，它能實(shí)現(xiàn)高度精確的手勢(shì)識(shí)別、面部特征識(shí)別，可幫助機(jī)器理解人的動(dòng)作和情感。

　　2015年，谷歌就曾聯(lián)合英特爾推出過(guò)一款基于英特爾RealSense 3D技術(shù)的智能手機(jī)Tango Project。

　　經(jīng)過(guò)數(shù)年的迭代，今年1月，英特爾又推出了全新的RealSense 400系列實(shí)感攝像頭，在精度方面實(shí)現(xiàn)了顯著提升，與前一代設(shè)備相比，每秒捕獲的3D點(diǎn)數(shù)和工作范圍均提高2倍以上。

　　而隨著3D感測(cè)被越來(lái)越多的智能手機(jī)廠商所采用，英特爾RealSense或?qū)⒅鼗厥謾C(jī)市場(chǎng)。

　　pmd Technologies

　　在今年的CES2018展會(huì)上，全球著名ToF(Time of flight)德國(guó)技術(shù)公司pmd(pmd Technologies)首次展示了其最新的3D圖像傳感器IRS238XC，同時(shí)展示了基于此傳感器的全球最小3D攝像頭模組，尺寸僅為12 mm x 8 mm，它將使TOF深度傳感3D攝像頭變得更加易于集成。

　　需要指出的是，pmd是全球唯一將ToF深度傳感器成功植入手機(jī)的ToF技術(shù)提供商(全球首款配備3D攝像頭的聯(lián)想Phab 2 Pro采用的就是pmd的技術(shù))。

　　目前，國(guó)內(nèi)的3D技術(shù)/模組廠商未動(dòng)科技和舜宇都有與其合作。

　　去年7月，未動(dòng)科技宣布聯(lián)合pmd發(fā)布移動(dòng)端3D視覺套件。該套件將為全球包括手機(jī)、VR/AR、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等在內(nèi)的移動(dòng)終端提供低功耗、高幀率、高精度、高穩(wěn)定性的3D手勢(shì)識(shí)別等功能。

　　對(duì)于與舜宇的合作，pmd將提供3D圖像傳感器(主要是IRS238XC)，以及專有技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化、堅(jiān)實(shí)且高性能的3D攝像頭設(shè)計(jì)，包括校準(zhǔn)和軟件專有技術(shù)，舜宇則將提供在3D攝像頭模組規(guī)模量產(chǎn)方面的專有技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更快速、更穩(wěn)定的產(chǎn)品制造。

　　小結(jié)：

　　從目前來(lái)看3D結(jié)構(gòu)光模組相對(duì)較為復(fù)雜，成本也相對(duì)較高，而且前置的3D結(jié)構(gòu)光的只能支持近距離的3D掃描，應(yīng)用面也比較有限，只能進(jìn)行解鎖、支付以及類似animoji的一類應(yīng)用。而TOF相對(duì)來(lái)說(shuō)，則可支持較遠(yuǎn)距離的3D掃描，應(yīng)用面也相對(duì)較廣，除了能夠支持3D結(jié)構(gòu)光的應(yīng)用之外，還可以進(jìn)行測(cè)距、AR等應(yīng)用。并且TOF模組的成本可能也將會(huì)比3D結(jié)構(gòu)光更低。

　　所以，筆者認(rèn)為，從目前的趨勢(shì)來(lái)看，目前多數(shù)的手機(jī)廠商還是會(huì)導(dǎo)入3D結(jié)構(gòu)光，不過(guò)主要還是用于一些旗艦機(jī)型。而隨著TOF技術(shù)的成熟，一些品牌廠商的旗艦機(jī)會(huì)開始導(dǎo)入TOF技術(shù)，同時(shí)可能會(huì)更多的應(yīng)用于后置。并且相對(duì)3D結(jié)構(gòu)光來(lái)說(shuō)，TOF或?qū)?huì)更快進(jìn)入中端市場(chǎng)。而據(jù)芯智訊的了解，前面提到的奧比中光、小優(yōu)智能都有開始在進(jìn)行TOF技術(shù)的研發(fā)。

　　屏下指紋或成中高端智能手機(jī)標(biāo)配

　　相對(duì)于蘋果的3D人臉識(shí)別來(lái)說(shuō)，屏下指紋基本延續(xù)了傳統(tǒng)的指紋識(shí)別的操作體驗(yàn)，符合用戶過(guò)往的使用習(xí)慣，也更容易被用戶所接受。而且屏下指紋不僅避免了開孔，也進(jìn)一步提升了屏幕的屏占比，同時(shí)相對(duì)于成本高昂的3D結(jié)構(gòu)光模組來(lái)說(shuō)，屏下指紋的成本也要更低一些。所以安卓手機(jī)廠商紛紛開始跟進(jìn)屏下指紋。

　　光學(xué)式屏下指紋

　　早在今年CES 2018展會(huì)上，vivo就率先展示了一款基于光學(xué)屏下指紋技術(shù)的手機(jī)——vivo X20 Plus屏幕指紋版。1月24日，vivo在國(guó)內(nèi)舉辦媒體品鑒會(huì)，正式發(fā)布了這款手機(jī)。隨后vivo在MWC上展示的APEX，以及后續(xù)發(fā)布的X21、NEX也都是基于光學(xué)屏下指紋技術(shù)。此外，還有華為Mate10 RS、小米8透明探索版，以及不久前剛剛發(fā)布的魅族16。

　　現(xiàn)在的應(yīng)用于智能手機(jī)的光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)，拋棄了傳統(tǒng)的光學(xué)指紋的光學(xué)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為借用可以自發(fā)光的手機(jī)OLED屏幕的光線來(lái)作為光源，照射指紋后返回的光線通過(guò)OLED屏上的發(fā)光像素點(diǎn)的間隙到達(dá)屏下的CMOS傳感器上，進(jìn)行處理后得到指紋圖像。