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人脸识别是怎么做到的?看懂TOF与结构光的区别

去年9月份苹果推出了iPhone 11、iPhone 11 Pro和iPhone 11 Pro Max三款新iPhone,新机型的性能在拍照和续航上得到大幅度的提升,同时连续三年依旧延续保留FACE ID功能。在人脸识别竞争激烈市场中,结构光与TOF两种主流解决方案为各大厂商所受用,为何苹果一直钟情于3D结构光,其背后的秘密是什么呢?

从平面到立体的秘密

结构光3D视觉技术中的其中一种,用于获取物体平面与深度数据。这项技术的原理是通过将激光散斑图像投射到物体表面,再由红外相机接收物体表面反射的散斑信息,交给ASIC处理芯片,最后根据物体造成光信号的变化计算物体位置和深度信息。

简单来说就是通过近红外激光器,将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上,再由专门的红外摄像头进行采集。这种具备一定结构的光线,会因被摄物体的不同深度区域,而采集不同的图像相位信息,然后通过运算单元将这种结构的变化换算成深度信息,以此来获得三维结构。

另外一种TOF时间飞行法的原理是通过专用传感器,捕捉近红外光从发射到接收的飞行时间,判断并计算出物体的距离信息。这种方案具有实时性好,算法简单,不受光照变化和物体纹理影响的优点,但受多重反射影响,分辨率低、成本较高。

为什么会选择结构光

从两种技术的对比上看,TOF技术虽然实时性好、算法简单,但存在传感器技术不成熟、图像分辨率低、成本高、功耗高等问题,目前其更多应用在物体测距等领域。3D结构光技术测量精度高,可以达到1mm(毫米级),拥有功耗相对较低等诸多优点,更适合用于近距离的人脸识别,在智能手机、刷脸支付等场景拥有巨大潜力,因此备受业界的重视。

3D结构光让生活更加智能

除了手机解锁,3D结构光还被广泛用于刷脸支付、智能安防、空间扫描、机器人交互、商用屏显、体感游戏等领域,具有广阔的市场空间。例如在刷脸支付领域,国内3D传感企业奥比中光自主研发的3D结构光摄像头,为支付宝、中国银联提供模组支持,通过3D人脸识别,可以实现快速安全便捷支付,目前刷脸支付设备已经成功落地全国。

随着3D视觉技术的发展进步,我们的生活也将变得更加智能化。出行能只需靠一张脸就进行消费体验、办理各项事务,选购服装时只需照镜子就可观看不同衣服的试穿效果,服务机器人为客人端来美食……这些将不再是想象。相信在未来3D视觉技术可以彻底颠覆过去的生活模式,带给我们更多惊喜!

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