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用usdt充值(www.caibao.it):同样的3d传感手艺,tof和结构光哪个更有优势?

Sunbet官网 科技 2021-01-19 14:00:02 26 0

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2017年9月,苹果推出全球首款搭载3d结构光手艺的智能手机——iphone x,用3d人脸识别完全取代触控id指纹识别。随后许多手机制造商最先跟进,3dsensing市场被彻底引爆。

凭据第三方权威市场调节机构yole的展望数据,20162022年全球3d成像和传感器市场规模将为38%,2017年市场规模为18.3亿美元,2022年跨越90亿美元。其中,消费电子是增进最快的应用领域,2016年至2022年cagr高达160%,到2022年市场规模将跨越60亿美元。

资料泉源:yole developpement(单元:百万美元)

相比之下,德意志银行的数据加倍乐观。据德意志银行展望,3d sensing的普及率预计将从2017年的3%增进到2018年的6%,2019年的20%,2020年的38%,搭载3d sensing的智能手机出货量预计将从2017年的3800万台增进到2020年的6.35亿台。整个市场规模预计将从2017年的7亿美元增添到2020年的140亿美元,四年复合年增进率为173%。

现在主流的三维成像手艺有三种,即双目自动立体视觉、结构光和航行时间(tof)。

从手艺上来说,双目成像具有分辨率高、精度高、抗强光滋扰能力强、成本低的优点,但其瑕玷也异常显著,如算法异常庞大,容易受到环境因素的滋扰,依赖环境光源,在漆黑场景中性能较差。以是现在在手机上的应用相对较少。

虽然3d结构光的识别距离对照短(事情距离在0.2米到1.2米左右,甚至更远一点),但模块结构也对照庞大,成像容易受到强光滋扰,成本也对照高,然则可以通过一次成像获得深度信息,能耗低,成像分辨率高,异常适合3d人脸识别、3d人脸支付等平安性要求高的应用。而且在苹果iphone x首次应用3d结构光手艺的推动下,这项手艺现在已经异常成熟。

除了苹果,小米8透明发现版、oppo find x、华为mate20 pro/mate 20 rs保时捷设计等许多旗舰机型都接纳了前置结构光方案来实现3d人脸识别。

但由于结构光识别距离的限制,结构光在手机中的应用主要局限于前端,主要用于3d人脸识别解锁、3d人脸识别支付、3d建模等。对照窄。

相比之下,另一种3d传感手艺——tof的3d成像精度比深度图分辨率更低,功耗更高,但其优势在于识别距离更长,可以实现0.4米到5米的中长距离识别,抗滋扰能力强,fps刷新率更高。这也使得tof手艺不仅适用于3d人脸识别、3d建模等。还适用于环境重修、手势识别、体感游戏、ar。

以是从去年下半年最先,许多手机厂商最先推出基于后tof 3d手艺的新手机,好比oppo r17 pro,vivo nex双屏版,华为p30 pro,三星s10 5g版等等。

综上所述,虽然3d结构光手艺在苹果的动员下已经迅速商业化,销量也有所增添,然则许多安卓手机厂商的跟进也推动了整个3d结构光产业链的快速成熟,可以说是领先了。然而,tof很有可能遇上其他国家,由于它可以为智能手机带来越来越多有趣的应用体验,由于它的事情距离更远,应用局限更广。

虽然结构光适合短距离3d识别,而tof更适合中远程3d识别,但双方存在一定的互补关系。在手机前使用结构光并配备后t of确实能给用户带来更好的体验(听说下一代iphone会配备前结构光后tof),但这必然会导致成本大幅增添。

而且从现实应用的角度来看,相比现在主要用于前方的结构光,适应性更强的t of不仅可以用于后方,也可以用于前方,还可以像3d结构光一样用于3d人脸识别。而且两者成本相差不大,以是结构光和t of是互补关系,不可避免的会有更大的竞争关系。那么在智能手机应用中,3d结构光和tof 3d谁会笑到最后呢?

克日,新智勋采访了欧比中光、英飞凌、ams等3d传感领域的主要玩家,看看他们是若何看待这个问题的。

奥比中光:结构光成熟度更高,3 d扫描效果更好

作为海内第一家批量生产3d结构光的手艺解决方案提供商,苹果iphone x在2017年推出之前,已经在3d传感领域积累了深挚的积累。2018年6月,iphone x引爆3d感应市场后,基于欧比中光研发的3d结构光手艺解决方案的oppo find x正式公布。

虽然售价高达4999元,但oppo find x在jd.com首日销售中,47秒内完成了1万多台,15分钟内完成了1亿多元的销量。2018年7月24日,丘体科技宣布,丘体科技已从oppo收到100多万个3d结构光模块订单。作为oppo find x的3d结构光手艺解决方案的独家手艺供应商,奥比中光也引起了业界更多的关注。

oppo find x的前置3d结构光模块

值得一提的是,欧比中光3d结构光的算法和asic芯片都是自己开发的。3d结构光市场乐成后,欧比中光此前透露,tof手艺正在研发中,欧比中光是3d结构光算法的焦点片研发上所积累的履历也能够很好的应用在tof方案上。

而对于3d结构光和tof两者谁更具远景的问题,奥比中光手机事业部总经理胡科峰示意:“结构光和tof都是3d传感方案,两者各有优瑕玷,并不存在谁周全压倒谁的情形。我们不会单纯去对比差别手艺的优瑕玷,而是从手机客户的角度出发,去剖析哪种手艺更适合落地到手机的应用场景里。”

确实,对于智能手机来说,选择一项手艺,需要要考量的因素有许多,其中对照主要的是手艺的成熟度和稳定性。

现在结构光落地在智能手机上的主要应用是解锁、支付。市面上接纳结构光方案做解锁支付的有好几家,其中iphone x / iphone xs系列和oppo find x都是将3d人脸识别作为唯一的生物识别方案。这意味着用户平均一天要解锁两三百次,就得让结构光输出两三百次的深度图,一年365天,这个使用频次是异常高的,而且是在种种环境下使用。另外用户的基数也异常主要,现在结构光方案的出货量都是万万级以上,这也意味着结构光已经能够应对这种万万用户以上的高频次应用磨练,而tof暂无对等数据,显示还有待考察。

“不管最终是做什么应用,3d传感方案的焦点功效都是一样的,就是还原现实天下的三维特征。对现实天下三维特征的还原能力,就成了考量3d传感方案的主要指标之一。现实天下的物体有差别的材质和差别的轮廓,结构光在材质和轮廓的一致性方面有显著优势。好比一些低反射率的材质,球体,容易泛起多路径反射的庞大外面,结构光都显示出更好的适应性。”胡科峰强调:“能让普通用户直观地看到这种还原能力的应用之一就是3d建模(也叫3d扫描),结构光同样也可以应用于手机后置,用来扫描3d物体,相比tof,结构光扫出来的物体加倍的真实,扫描体验也更好。”

固然,tof手艺也有它的优点,好比远距离的相对精度对照好。胡科峰示意,详细得看客户的选择,是否tof的优点比“手艺成熟度”和“3d还原能力”更主要。同时,两种手艺都在一直的演进。而奥比中光作为3d方案的提供商,目的是致力于给客户提供最合适的3d方案。“我们会连续钻研含这两种方案在内的所有3d手艺,全力将最合适的3d方案提供给所有客户。”

英飞凌:tof远景加倍广漠

虽然从现在来看,3d结构光的方案仍是市场的主流,接纳的厂商较多(好比苹果、oppo、小米、华为等等),出货量也很大。然则,从去年最先,在中远距离上适应性更强的tof 3d手艺也最先备受市场关注。不少上游厂商也顺势推出了可用于智能手机的解决方案。

在2018年的ces展会上,英飞凌携手pmd technologies(以下简称pmd)首次展示了全球尺寸最小的tof 3d摄像头模组参考设计,其尺寸仅为12mm x 8mm。双方互助推出的这款tof解决方案,包罗摄像头、图像传感器、软件驱动程序、3d深度处置管道、参考设计和定制支持、模块制造商培训和支持资源,以及参考生产装置设置,以便模块制造商和原始装备制造商举行校准和测试。其中,pmd卖力tof手艺研发、像素研发等,英飞凌则卖力裸晶成像器、以及半导体工艺的研发,以及跟模块供应商做配合。

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值得注意的是,在ces上pmd还宣布与集成光学器件和光学成像系统解决方案供应商舜宇光学确立互助,联合为中国及全球的移动装备oem厂商,开发并市场化的tof 3d传感摄像头解决方案。

随后在去年8月,oppo在上海正式公布了oppo r17系列手机。其中r17 pro就首次搭载了后置的tof 3d方案,其也成为了全球首个实现tof 3d手艺商用的机型。据了解,r17 pro的tof模组由舜宇光学供应,而其中的图像传感器芯片和tof算法或由英飞凌和pmd提供。

▲oppo r17 pro的后置三摄,最右侧的是tof 3d模组

此外,在今年2月的德国慕尼黑展会上,lg公布的2019款新机lg g8 thinq就接纳了前置tof 3d摄像头,同样也是基于英飞凌的real3图像传感器芯片和pmd的算法,可支持手机解锁和支付识别认证。

显然,tof 3d方案在手机前置上的乐成应用,确实会对于前置结构光方案形成了一定的打击。那么英飞凌若何看待tof与结构光之间的竞争呢?

在克日的第八届eevia ict媒体论坛上,英飞凌电源治理及多元化市场事业部大中华区射频及传感器部门总监麦正奇在接受芯智讯采访时示意,结构光模组庞大度更高,而tof则相对简朴,而且可以做到异常小巧且坚固耐用。

此外,他还示意,tof传感器功耗虽高,但其深度信息盘算量小,对应的cpu/asic盘算量也低,以是整体的系统级功耗也能够获得控制。由于,tof的每个点都可以直接提供完整的深度信息,它在传输出来的数据就已经是可用的,而且光速等物理信息均为已知,因此只需通过相对简朴的算法就可以将扫描工具从靠山当中分离出来,获得3d图像。不需要像结构光那样,需要用大量的cpu/asic演算取得它的深度信息和幅度信息。

再加上tof应用面更广,英飞凌也是坚定看好未来tof的生长。

而在当天的论坛上,麦正奇也先容了英飞凌此前推出的tof 3d图像传感器real3以及与pmd互助的基于real3的tof模组。

▲real3 3d图像传感器芯片可以实现小巧的摄像头模块,便于轻松集成到小巧的电子装置中

据先容,real3 传感器可以直接纪录深度图和2d灰度图,从实现又快又准确的3d成像。而且,即使是在妖冶的阳光下real3也可周全运作,这主要是得益于其独专利的靠山照明抑制(sbi)电路,能够在每个像素中扩展动态。

麦正奇还示意,基于real3的tof 3d模组,接纳的是紧凑式摄像头设计,不含机械部件,坚固耐用,高度的集成,可实现最小巧的摄像头模块和最低物料成本。在生产方面,也比结构光方案更为简朴,可轻松完成一次性校准,无需举行机械调准和角度调整(已经批量生产验证的校准看法,在保证高精度的情形下,校准时间 < 5秒)。

而除了英飞凌和pmd之外,ti、松下、adi、ams等厂商也有推出针对tof 3d的方案。

好比去年12月vivo推出的nex双屏版,其所搭载的tof 3d摄像头模组厂为信利,其中的tof sensor供应商为松下,驱动芯片及算法均由adi提供,vcsel由ams供应。

ams:可提供周全的成熟的3d方案

作为现在在3d sensing领域结构最为普遍也最为周全的ams(艾迈斯半导体)来说,其不仅拥有tof、结构光、自动立体视觉等3d传感器,还可提供其中的种种要害器件。

以3d结构光方案为例,ams除了可以提供要害的vcsel芯片之外,ams还拥有wlo、doe、光传感器等基于结构光手艺的要害器件。

此外,ams还拥有tof 1d/2d/3d手艺的完整解决方案和自动立体视觉方案,以及其中众多要害器件。

ams先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理jennifer zhao在第八届eevia ict媒体论坛上也示意:“我们在3d系统领域拥有很大的优势。我们不仅有硬件,也有软件和相关的应用软件。在硬件方面,我们提供的有光源、光路和先进的光学封装装。另外也有nir和tof的摄像头;软件方面,我们也有许多的资源以及旷视科技等互助伙伴,可以提供更周全的软件方案。”

那么作为现在在3d sensing领域结构最为普遍也最为周全的手艺厂商来说,ams又是若何看待tof与结构光之间的竞争呢?

在此前的慕尼黑上海电子展时代,ams大中华区3d方案和器件产品线市场总监ck chua在接受芯智讯采访时示意,“每一个手艺在差别的距离跟应用场景下,它的性能是存在着差异的,结构光在近距离性能最佳,对于3d人脸识别等应用来说,结构光的识别距离、深度信息、平安性和适应性都是最佳的。而tof则更适用于中远距离。不外,由于tof模组尺寸相对较小,系统集成也对照简朴,以是也有被用于前置。然则,在近距离的性能上,仍然是要比结构光要差。如果是用于3d人脸识别解锁可能没有大问题,然则如果是用于对平安性要求更高的支付,那么就会有一定的难度。”

jennifer zhao也示意,结构光与tof各具优势,在智能手机市场将会历久并存。“除了智能手机市场之外,未来3d sensing手艺还将在智能家居、工业自动化、汽车平安驾驶等种种差别的领域应用越来越广。我们公司的理念就是,不管客户选择哪种3d sensing方案,我们都有成熟的解决方案提供给客户。”jennifer zhao总结说到。

小结:

从上面先容以及三家厂商的看法来看,结构光和tof手艺确实有着各自的优点,以及各自差别的更为适合的应用场景,具有一定的协同和互补特征。然则在厂商的对于方案的选择中,需要思量的并不仅仅是手艺效果上的问题,手艺成熟度、成本、集成度、生产难度、种种要害器件的供应稳定性等等都是需要思量的。

现在tof的关注热度似乎比结构光更高,然则在手艺成熟度以及出货量上,结构光更占优势。

以是,我们可以看到,虽然tof更适用于中远距离,更适放在手机后置,然则现实上,其模组尺寸小、易集成、成本相对较低的特征,也使得其被一些手机厂商应用到了前置,来做3d人脸识别解锁和支付。同样,适用于短距离,适合放在手机前置的3d结构光,也可以被应用到后置,由于其能够在3d建模上提供比tof更高的精致度。

稀奇值得一提的是,智能手机的一些较为新颖的设计方案也模糊了后置与前置3d sensing的区别,好比vivo nex双屏版,其配备的tof 3d,即可当做后置,也可看成前置3d sensing来使用。

此外,结构光和tof两种手艺同时也都在继续向前演进,各自的优劣势也并不是一成不变的。而且,市场也并非是简朴的由手艺的优劣所决议的,更主要的照样要看主流厂商的方向性选择和指导,用户的选择,以及应用生态的完善。

值得一提的是,随着结构光和tof成本的下降,当到达一个相对恬静点的时刻,可能会走向共存。好比现在的市场上,一些旗舰机在接纳前置3d结构光的同时配备有屏下指纹识别。

传感更具同样优势到底
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