从深度摄像头说起,国产手机何时能用上iPhone X的“Face ID”?

聊聊深度摄像头在智能手机上的应用。

最近镁客君听闻iPhone 8的现场预售有点凄凉,估摸着土豪果粉们都在等着搭载Face ID的iPhone X。

iPhone X可以说是苹果这几年在外型上和技术上有比较突出创新点的新机,虽然前面的黑色齐刘海已经被大家各种吐槽恶搞,但是不得不承认在面部识别以及深度摄像头上,苹果正在掀起一轮智能手机技术热潮。

今天,我们就从深度摄像头说起,看看这股热潮会何时到来?

小白误区:

iPhone X是用前置摄像头来进行面部识别?

写这篇稿子前,某个同学问我Face ID识别的时候,摄像头是不是要一直开着?

我:“???……”

这边需要纠正很多数码小白一个误区,Face ID最关键的不是那颗用于自拍的前置摄像头,负责处理面部识别的实际上是红外摄像头,所以完全不用担心卸了妆就无法解锁。

先来看看iPhone X是如何实现对脸部三维信息的捕捉获取的,它的前置黑色齐刘海由8个元件组成,麦克风、扬声器、前置摄像头、环境光传感器、距离感应器、红外镜头、泛光感应元件(Flood illuminator)、点阵投影器。

这个构造就可以看出苹果使用的是结构光技术,简单的理一下Face ID的原理:点阵投影器会投射超过3万个光信息识别点,由红外摄像头收集信息并通过算法分析,和已有的图像进行比对,如果对比的数值吻合度达到一定数值,则成功解锁。

其中,泛光感应元件会帮助解决一些光线条件比较恶劣的环境,比如阴天、强光或者夜晚,这也弥补了结构光容易受光照影响的技术局限性。

联想到苹果在13年收购的以色列传感器公司PrimeSense,苹果选择结构光技术也是情理之中。

如果国产手机厂商也要“Face ID”

还有哪些技术门道?

那么如果国内手机厂商要跟风苹果,来做类似的Face ID面部识别,理论上来说还有另外两种技术方案:双目视觉和飞行时间(TOF)。

双目视觉,从字面上就可以看出是用两个摄像头来完成深度信息的捕捉,简而言之它就是模仿人眼的结构,通过两个摄像头的视差来确定距离信息。

而TOF的方案在第二代Kinect上有使用过,传感器发出调制的脉冲红外光,然后遇到物体反射后,它会计算出光线发射和反射时间差或者相位差,实现距离的测量,最终产生深度信息。

但是现实情况是,技术原理都摆在眼前,国内安卓厂商依然是无门可寻找。苹果从收购技术开始布局面部识别,看似悄然间一项成熟商用的技术就这样推到消费市场,其背后的研发时间和精力是不可估量的。而对于热衷于跟风模仿的国产手机厂商来说,现在谈技术积累可能有点天方夜谭,找到一套成熟的技术解决方案才是王道。

不过也有厂商会退而求其次,选择曲线救国的面部解锁方式,在人脸识别技术公司的技术支持下,点亮屏幕后启用摄像头去解锁。

安卓党的面部识别之路困困难重重

有位做深度摄像头方案的行业人士开玩笑吐槽道,“安卓手机厂商都疯了,没有解决方案。”当然,实情如何我们也不得而知。

但从实际情况来看,结构光可以说是性价非常高的方案,并且运用在手机端也相对比较成熟。可是如果按照苹果的技术思路走,必然会面临知识产权侵权的问题,而相似的替代方案,能够做到不影响手机功耗以及保证稳定性,也是难上加难。

双目的话,虽然现在很多手机商都有双摄像头,但是首先他们是后置的,而且只能测出物体的景深,捕捉到底还不是真正可以用于计算分析的深度三维信息。如果要做到双目视觉技术方案,同时需要手机能够分出“精力”去处理庞大的程序计算量,手机的小身板完全hold不住。

TOF的话,因为是多点测距,很容易产生多设备之间的干扰问题,而且从功耗和性能上考虑的话,这种技术解决方案也不适合安装在移动智能手机上。短期内,TOF同样不是手机的选择。

而且无论是哪种深度摄像头方案,深度信息的数据处理运算是非常大的,如果完全依靠手机的话,对于手机的芯片处理器要求也会相应地高。

一句话总结的话,种种因素让国产手机厂商去模仿Face ID成为短期内不可能完成之事。

结语

从深度摄像头说起的话,它的应用领域非常之丰富,包括人体跟踪、三维重建、人机交互、SLAM等领域。iPhone X的Face ID为深度摄像头找到了新的应用场景,这也让许多深度传感器厂商看到了走向消费端的市场机会,

不过,对于国产手机厂商来说,现阶段还有诸多技术瓶颈摆在他们面前,他们需要去磨合硬件、模组厂和算法之间的相互配合,iPhone X只是一个开始。

原文发布于微信公众号 - 镁客网(im2maker)

原文发表时间:2017-09-26

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