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【深度】应用场景日渐丰满 3D传感技术在争议中成长

发布时间:2024-06-25 07:47:49作者:自动化问答

  得益于近几年来手机产业的加快速度进行发展,以及苹果iPhone X创新式的引用3D摄像头,让3D传感首次大规模进入了消费者的视线当中并得到加快速度进行发展。但与此同时,3D传感在手机端的应用目前大多只存在于高端机型当中,并且售价不菲,究其原因主要在于其模组成本相比指纹而言贵上几倍,而在个人隐私信息隐私得到格外的重视的今天,怎么保证信息安全,如何让3D传感更快的在消费的人中普及,成为众多厂商思考的重点。

  3D传感在手机端应用最多的场景是面部识别,在苹果的带动下,国内已经有许多手机生产厂商使用了3D传感技术。据相关报告数据显示,2016年我国面部识别市场规模超过10亿元,预计到2021年将达到51亿元左右。

  许多从业者对于3D传感技术的应用前景保持乐观态度,旷视科学技术产品市场总监沈瑄接受《华强电子》采访时表示:“在手机端,由于国内手机三摄设计逐渐取得消费者的认可,其销量也很好,这是国产厂商第一次没有跟随苹果,反而进行自主创新技术的引领,因此意义非凡。而三摄中3D传感的应用也将成为标配,相信在2019年3D传感的市场也将更大。强调一句,3D传感市场更多还需要取决于应用场景。”

  奥比中光产品总经理胡科峰在接受记者正常采访时表示:“3D传感是AI发展的必然趋势,它将给智能手机带来交互体验的提升,当前非苹果阵营采用3D传感的规模在两三百万左右,明年3D传感出货量可能将达到2000~3000万,而在2020年,3D传感出货量有望突破上亿。”

  “对于智能手机市场,大多数手机制造商已推出具有3D功能的新款手机。即使在2018年,用于3D应用的摄像头传感器也出现了明显增长。对于非手机市场,应用需求也显著增多,这些市场需要的3D功能包括驾驶员监控系统(DMS)、LiDAR、新零售、适用于手术的3D建模等。所有的领域的3D发展势头十分强劲,我们预测随着更多新用户场景出现,需求将更加旺盛。”艾迈斯半导体大中华区3D应用市场经理Chua Tey Chee Kiong称。

  同时Chua Tey Chee Kiong还补充到:“在手机市场中,高屏占比已成为新手机的趋势。屏下指纹技术的特性可供用户使用的功能局限于手机解锁和支付。3D传感可在屏下指纹的功能上为手机带来更多应用,尤其是增强人工智能、图像优化和更佳使用者真实的体验。3D传感是一项先进的技术,目前定位高端市场。一旦使用者真实的体验到3D传感带给他们的特性和功能,3D传感的采用率将随之日渐提高而全面向市场推广。”

  显然3D传感在未来几年内的发展形态趋势被大多数厂商多看好,Trend Force预测,到2020年,3D传感市场规模可达到108.49亿美元,其在智能手机市场上的渗透率逐步的提升,3D传感渗透率有望从2017年的2.1%提高至2020年的28.6%。3D传感市场的利好表现让各厂商逐步扩大了对3D传感领域的投入,但3D传感的市占率扩大还需要多方的配合,如模组成本的下降、VCSEL器件的突破等,同时众多3D传感技术未来走向也将成为产商投资的方向标。

  当前3D传感有三个主流技术方案,而应用在手机端主要为TOF及3D结构光,对于这两项技术,目前各家厂商的看法并不统一,当前苹果主要是采用3D结构光技术,但也有的人觉得TOF由于在阳光直射更可靠,对计算需求低等优势,可以在未来代替3D结构光。

  对此,胡科峰认为:“许多人对于3D结构光及TOF的认知有误区,大多分布在在两点,第一,结构光方案当前最多支持3万个点,TOF点投射几十万个点,所以TOF的分辨率远高于结构光?实际上3D深度传感器的分辨率取决于CMOS Sensor的分辨率,而不是投射的点数,TOF方案需要投射出更多的点,这受限于它的技术原理,其实TOF方案的劣势反而是在分辨率上;第二,大家谈起TOF,认为成本远低于结构光,但对于市面上的TOF方案进行拆解后发现,除掉共同的RGB模块,对其他的器件做多元化的分析,整体成本不会比TOF比结构光低很多,相比结构光,TOF使用的IR sensor比结构光贵得多,对比起来,如果奥比中光的结构光方案进一步采用非芯片的结构,成本相比较当前一代产品还会促进下降。”

  同时还以支付解锁为例,对比了当前结构光以及TOF之间的区别,胡科峰表示:“解锁支付对于分辨率的要求非常高,目前奥比中光的结构光技术最高分辨率能支持到1280×800,而TOF当前的主流方面分辨率基本为240×180,不足以支撑支付应用,这说明TOF在这个基础应用上有缺失;第二是扫描应用,由于扫描是连接AR的媒介,因此未来该技术将愈发重要,但TOF技术在当前由于原理上的限制,对不同的材质、纹理及颜色的识别十分艰难,比如扫描一只熊猫就会发现只有白色,而黑色的部分会造成深度信息的丢失。”

  “客观来讲,我们大家都认为TOF也是一个很好的技术,但这个技术想要落地还需要沉淀,我认为将来有可能在应用上的结构光与TOF可能并存,但是具体能否在明年落地呢,我的答案显然不是。”胡科峰继续补充到。

  艾迈斯半导体这边则有着相似却略有不同的观点,Chua Tey Chee Kiong认为:“在深度算法实现方面,与结构光相比,飞行时间 (TOF) 是一种更简单的3D传感解决方案。但是,结构光解决方案本身也具有优势,如通用摄像头传感器和在短距离有更高的精度。这两种技术适合不同的应用领域和不同的用户场景。应用本身需要不同的技术来提供不同的使用者真实的体验。飞行时间和结构光有自己的市场需求因此这两种3D技术会共存。”

  诚然,TOF与结构光之间有着一些区别,这也导致厂商在进行技术的选择之时,会进行一定的考量。但技术上的差距只会近几年内存在,Yole预计未来苹果也将逐步从结构光转向TOF技术,相比之下,更多的厂商认为在未来多种3D传感技术共存是必然的发展趋势,但在短期内并不会实现。

  除了技术上有所选择之外,要让厂商及消费者买单,还需要足够的应用场景以及保证用户的信息安全。让我们消费者放心的最快方法就是提供完备的使用方案,让3D传感能够切实的切中用户的痛点,同时不会产生信息安全上的担忧。并且3D传感相比指纹更加昂贵,如胡科峰所言,手机生产厂商必须了解到多花几十美金能带来哪种好处,是否给手机销量带来了质的飞跃,是否为广大购买的人带来更好的用户体验。

  要满足用户的使用需求,则先要保证3D传感技术的识别准确度,“若说3D视觉中最重要的是什么,我认为是数据,即样本数量,拥有足够多的样本才能对用户进行各种姿态的识别,其次是算法,并且算法问题在未来并不是一件难事。目前国内涉足3D视觉的企业有上千家,90%以上的企业都采用了市面上的开源算法,导致只能识别正面的人脸图像。”沈瑄回应称。

  同时对于一些厂商可以收集宾馆中入住客户的面部信息的传言,沈瑄表示:“目前类似在宾馆中录入的人脸数据是直接连到公安部内网,厂商无法获取。同时声明一下,我们并不会拿用户的原始数据,获取数据的大多数来自是与企业合作,拿到用户脱敏且不可逆向恢复的人脸关键点相关数据。”

  对于此,Chua Tey Chee Kiong表示:“随着生物识别数据使用量逐渐增加,为了更好地保护所有重要数据,如用户脸部信息,推出了TrustZone。TrustZone是一个独立的环境,可从基本的硬件层保护数据安全性,并阻止TrustZone以外的所有不安全访问。高通等主要应用处理器公司已实现这项先进的技术,从而避免向匿名者泄露用户数据。”

  除此之外,更多的应用场景能够让更多消费者去接纳3D传感,“3D传感在当前市场中的主要应用领域有手机解锁、支付和3D建模。3D传感技术的未来潜在应用领域将包括驾驶员监控系统(DMS)、闸机和机器人的VSLAM。艾迈斯半导体已与Face++等强大领先的3D公司合作,致力于交付拥有出色性能的解决方案,以应对未来的需求。”Chua Tey Chee Kiong认为,“在手机市场中,一些手机制造商已在前置摄像头中使用3D传感技术,用于实现脸部识别和支付。对游戏、SLAM和MR等其他应用,手机制造商仍在极力开发和拓展。3D传感不仅限于手机市场,这是一项先进的技术,可应用于不同市场的所有不同应用领域,如汽车、监控和白电。”

  3D传感的应用不只局限于智能手机领域,如无人驾驶、闸机、监控、智能家居等,丰富的使用场景才可能正真的保证3D传感技术的高速增长率。而在市场扩大后,通过政策进行数据的管控以及TrustZone平台从硬件层保护数据安全性,从而解决了未来消费者使用3D传感的阻碍——应用场景及数据安全。

  编者认为,3D传感市场未来几年内得到加快速度进行发展已成为众多从业者的共识。至于为何如此,在这里借用奥比中光产品总经理胡科峰在回答记者正常采访时的一句话,“生物识别代表着人性,而人性也决定生物识别技术从接触式发展到非接触式将成为必然趋势”,在工艺瓶颈突破、应用场景的完善以及完备的数据安全保障等一系列问题逐步解决时,3D传感技术被更多消费者接纳将是能预见的。

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