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榮耀Magic23D感光版的3D仿生感光技術是什么 與結構光技術有什么區別

電子工程師 ? 來源:工程師吳畏 ? 2019-03-07 10:36 ? 次閱讀

榮耀手機官方消息顯示,榮耀Magic 2 3D感光版于3月7日(今日)正式發售。去年10月31日,榮耀旗艦機Magic 2在北京正式發布。同時,Magic 2額外推出了另一版本的手機3D感光版。

雷鋒網了解到,榮耀Magic 2 3D感光版除了搭載最新的3D仿生感光技術,還采用了石墨烯散熱技術。榮耀Magic 2 3D感光版存儲只有8GB+512GB一個版本配置,價格為5799元。與普通版本三個存儲配置不同,即6GB+128GB、8GB+128GB、8GB+ 256GB,售價分別為3799元、4299元、4799元。

榮耀Magic23D感光版的3D仿生感光技術是什么 與結構光技術有什么區別

據榮耀官方資料顯示,Magic 2 3D感光版:

前置攝像頭:1600萬像素彩色鏡頭(f/2.0光圈)+ 紅外感光-200萬像素(f/2.4光圈)+ 紅外感光-200萬像素(f/2.4光圈)+散斑投射器

工作原理:軟硬結合,即通過散斑投射器投射出近萬個紅外散斑,散斑中攜帶紋理信息,使得人臉有更好的辨識度,仿生雙目系統計算出人臉的深度信息,系統同步進行三重防偽AI判別實現3D人臉解鎖。

技術解析:記錄獨有的人臉特征信息,通過AI深度學習模型,做到三重AI防偽。

重防偽:人臉3D特征信息判別(攔截不具備人臉3D特征信息的攻擊)

重防偽:機主人臉特征識別 (攔截不具備機主人臉特征的攻擊)

重防偽:活體特征檢測 (通過真人眼睛、皮膚、鼻尖等在不同光線下的獨特反應,來攔截不具備真人活體特征的攻擊)

場景方面:支持全天候人臉解鎖,3D仿生感光技術識別近萬個特征,不僅識別速度更快更精準,而且還消除了人臉識別對光線的依賴,實現了全天候人臉識別,無論在光亮/黑暗環境下,都能精準識別人臉解鎖;

3D人臉金融安全支付;基于人臉的隱私保護;應用鎖(你的應用只認你的臉);文件保密柜(你的文件只認你的臉);3D人臉支付;3D活體檢測;全安全環境數據處理;支持支付寶認證

敲黑板:這么多技術怎么區分?

眾所周知,目前深度相機按照其工作原理不同,可以分為三種:TOF(Time of flight,飛行時間技術)、RGB雙目以及結構光技術。2017年9月,蘋果iPhone X發布,首先摒棄指紋識別技術,采用3D(散斑)結構光人臉識別技術。接著,國內手機廠商OPPO、小米開始跟進,紛紛采用3D結構光,作為手機生物識別功能的核心技術。

首先,雷鋒網為讀者區分一下TOF(Time of flight,飛行時間技術)、RGB雙目、結構光技術三種技術的差別:

TOF(飛行時間):通過向目標物體連續發射光脈沖,再通過傳感器,接收從目標物體反射回的光。光速是已知的,所以,通過計算光脈沖飛行往返的時間,就可以得到物體不同位置的深度信息(距離)。目前,市面上的手機采用TOF技術的有vivo NEX、三星折疊屏手機Galaxy Fold。

RGB雙目:顧名思義,就是通過兩個像“眼睛”一樣的相機,拍攝不同的照片,得到視差計算出深度信息。深度雙目相機里可分為兩種,一種是被動式(雙RGB,即兩個彩色攝像頭),另一種是主動式(雙IR,IR是紅外線Infrared Radiation的簡寫)。

結構光:同TOF一樣,也利用了光學原理。通過激光器,將有一定結構特征的光線投射到目標物體上,再通過紅外攝像頭進行信息采集。由于目標物體位置不同深度信息不同,所以采集到的圖像相位信息不同,再通過計算得出3D模型。蘋果、OPPO、小米均采用的是結構光技術。

當然,3D結構光也有不同類型。例如,蘋果iPhone X、OPPO Find X采用的是散斑3D結構光,小米8探索版采用的是Mask(掩膜)的編碼結構光。據雷鋒網了解,兩者技術來源不同,參見雷鋒網此前報道OPPO Find X 背后的獨角獸,奧比中光的進化之路才剛剛開始:

蘋果iPhone X技術源自,2013年蘋果公司以3.45億美金在以色列全資收購的Prime Sense公司。OPPO技術來自于供應鏈奧比中光。散斑結構光的方式是打出3萬個離散分布的紅外點陣進行深度探測。

小米8探索版技術源自,以色列Mantis Vision公司自主研發的技術。集微網此前報道顯示,Mantis Vision采用基于掩膜的編碼結構光,通過創新的專利編碼技術,獲取深度信息。面部呈現出了規律性的幾何編碼圖形,如此可以快速匹配特征點,減少3D信息計算量,降低結構光算法功耗。另外,配合相機的高幀率,還可以實現 3D 內容的實時動態捕捉。

散斑與編碼結構光的區別:編碼結構光不需要采用DOE(衍射光學元件Diffractive Optical Elements),鏡頭也只需要塑料的投影鏡頭即可。具體工作原理為是,Vcsel激光器均勻照射掩膜(Mask),由掩膜形成上萬個明暗相間的圖形,再經過投影鏡頭投射出去,投射過程中要做反畸變的處理。其優勢在于結構簡單,但缺點在于功耗較大。

下面,雷鋒網重點一下介紹蘋果iPhone X散斑3D結構光技術工作原理:

蘋果iPhone X前置攝像頭TrueDepth相機是,700萬像素的CMOS傳感器,其他依次為Flood illuminator(泛光感應元件)、Infrared camera(紅外攝像頭)、Proximity sensor(接近感應器)、Ambient light sensor(光度感應器)、Dot projector(點陣投影器),以及Speaker(揚聲器)、Microphone(麥克風)。

整個工作流程為:當目標物體靠近手機時,Proximity sensor(接近感應器)會檢測到動態信息,啟動Flood illuminator(泛光感應元件),發出非結構(Non-structured)的紅外光,Infrared camera(紅外攝像頭)進行接收,傳送到手機處理器中進行AI解析,啟動Dot projector(點陣投影器)發射3萬個結構光(Structured)投射到面部,這些陣列再次反射回Infrared camera(紅外攝像頭)中,最后計算出深度信息。

劃重點:榮耀的3D仿生感光技術是什么?

那么,問題來了,榮耀Magic 2 3D感光版用的什么技術呢?榮耀官方資料顯示,榮耀Magic 2 3D感光版使用3D仿生感光技術。

并且對比了與結構光技術的核心區別:

都使用三角定位原理。

結構光完全依賴于散斑投射進行深度計算,3D仿生感光技術使用仿生雙目進行深度計算,散斑投射用于提升深度精度。

榮耀方面對比蘋果、OPPO FIND X的結構光方案,在體驗上得出結論:解鎖速率和體驗相當。

其實,所謂的3D仿生感光技術就是結構光與RGB雙目兩種技術的混合。具體參見雷鋒網上圖的圖示,兩個紅外攝像頭IR即是RGB雙目技術(注意:雙IR是主動式),散斑投射器與紅外感光兩者是結構光。榮耀的RGB攝像頭用于自拍。雙紅外攝像頭IR+散斑投射器是深度感知,用于人臉識別、建模等3D應用。

榮耀方面對雷鋒網的回復顯示,深度計算以及人臉識別均沒有用到RGB攝像頭,RGB攝像頭僅用于自拍。三個攝像頭是RGB+兩個紅外IR攝像頭,兩個紅外IR攝像頭用于計算深度信息,紅外攝像頭用于補光作用。

一位業內專家對雷鋒網表示,RGB雙目主動雙攝的優勢是,相對被動雙攝,可以解決低光、弱紋理等場景的深度計算問題。如果是雙目+結構光,好處就是,把結構光的高精度深度信息和雙目深度的高完整度的優勢結合起來,這樣結合互補,可以輸出高精度、高稠密完整的深度信息。

當然,不管是結構光與RGB雙目兩種技術的混合,還是3D結構光均涉及榮耀自研技術。而在去年榮耀趙明接受媒體采訪時,也表示目前只有蘋果、華為兩家廠商使用的3D結構光技術,屬于自己研發的技術。

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