聊聊深度攝像頭在智能手機上的應用。
最近鎂客君聽(tīng)聞iPhone 8的現場(chǎng)預售有點(diǎn)凄涼，估摸著(zhù)土豪果粉們都在等著(zhù)搭載Face ID的iPhone X。
iPhone X可以說(shuō)是蘋(píng)果這幾年在外型上和技術(shù)上有比較突出創(chuàng )新點(diǎn)的新機，雖然前面的黑色齊劉海已經(jīng)被大家各種吐槽惡搞，但是不得不承認在面部識別以及深度攝像頭上，蘋(píng)果正在掀起一輪智能手機技術(shù)熱潮。
今天，我們就從深度攝像頭說(shuō)起，看看這股熱潮會(huì )何時(shí)到來(lái)？
寫(xiě)這篇稿子前，某個(gè)同學(xué)問(wèn)我Face ID識別的時(shí)候，攝像頭是不是要一直開(kāi)著(zhù)？
我：“？？？……”
這邊需要糾正很多數碼小白一個(gè)誤區，Face ID最關(guān)鍵的不是那顆用于自拍的前置攝像頭，負責處理面部識別的實(shí)際上是紅外攝像頭，所以完全不用擔心卸了妝就無(wú)法解鎖。
先來(lái)看看iPhone X是如何實(shí)現對臉部三維信息的捕捉獲取的，它的前置黑色齊劉海由8個(gè)元件組成，麥克風(fēng)、揚聲器、前置攝像頭、環(huán)境光傳感器、距離感應器、紅外鏡頭、泛光感應元件（Flood illuminator）、點(diǎn)陣投影器。
這個(gè)構造就可以看出蘋(píng)果使用的是結構光技術(shù)，簡(jiǎn)單的理一下Face ID的原理：點(diǎn)陣投影器會(huì )投射超過(guò)3萬(wàn)個(gè)光信息識別點(diǎn)，由紅外攝像頭收集信息并通過(guò)算法分析，和已有的圖像進(jìn)行比對，如果對比的數值吻合度達到一定數值，則成功解鎖。
其中，泛光感應元件會(huì )幫助解決一些光線(xiàn)條件比較惡劣的環(huán)境，比如陰天、強光或者夜晚，這也彌補了結構光容易受光照影響的技術(shù)局限性。
聯(lián)想到蘋(píng)果在13年收購的以色列傳感器公司PrimeSense，蘋(píng)果選擇結構光技術(shù)也是情理之中。
那么如果國內手機廠(chǎng)商要跟風(fēng)蘋(píng)果，來(lái)做類(lèi)似的Face ID面部識別，理論上來(lái)說(shuō)還有另外兩種技術(shù)方案：雙目視覺(jué)和飛行時(shí)間（TOF）。
雙目視覺(jué)，從字面上就可以看出是用兩個(gè)攝像頭來(lái)完成深度信息的捕捉，簡(jiǎn)而言之它就是模仿人眼的結構，通過(guò)兩個(gè)攝像頭的視差來(lái)確定距離信息。
而TOF的方案在第二代Kinect上有使用過(guò)，傳感器發(fā)出調制的脈沖紅外光，然后遇到物體反射后，它會(huì )計算出光線(xiàn)發(fā)射和反射時(shí)間差或者相位差，實(shí)現距離的測量，最終產(chǎn)生深度信息。
但是現實(shí)情況是，技術(shù)原理都擺在眼前，國內安卓廠(chǎng)商依然是無(wú)門(mén)可尋找。蘋(píng)果從收購技術(shù)開(kāi)始布局面部識別，看似悄然間一項成熟商用的技術(shù)就這樣推到消費市場(chǎng)，其背后的研發(fā)時(shí)間和精力是不可估量的。而對于熱衷于跟風(fēng)模仿的國產(chǎn)手機廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，現在談技術(shù)積累可能有點(diǎn)天方夜譚，找到一套成熟的技術(shù)解決方案才是王道。
不過(guò)也有廠(chǎng)商會(huì )退而求其次，選擇曲線(xiàn)救國的面部解鎖方式，在人臉識別技術(shù)公司的技術(shù)支持下，點(diǎn)亮屏幕后啟用攝像頭去解鎖。
有位做深度攝像頭方案的行業(yè)人士開(kāi)玩笑吐槽道，“安卓手機廠(chǎng)商都瘋了，沒(méi)有解決方案?！碑斎?，實(shí)情如何我們也不得而知。
但從實(shí)際情況來(lái)看，結構光可以說(shuō)是性?xún)r(jià)非常高的方案，并且運用在手機端也相對比較成熟?？墒侨绻凑仗O(píng)果的技術(shù)思路走，必然會(huì )面臨知識產(chǎn)權侵權的問(wèn)題，而相似的替代方案，能夠做到不影響手機功耗以及保證穩定性，也是難上加難。
雙目的話(huà)，雖然現在很多手機商都有雙攝像頭，但是首先他們是后置的，而且只能測出物體的景深，捕捉到底還不是真正可以用于計算分析的深度三維信息。如果要做到雙目視覺(jué)技術(shù)方案，同時(shí)需要手機能夠分出“精力”去處理龐大的程序計算量，手機的小身板完全hold不住。
TOF的話(huà)，因為是多點(diǎn)測距，很容易產(chǎn)生多設備之間的干擾問(wèn)題，而且從功耗和性能上考慮的話(huà)，這種技術(shù)解決方案也不適合安裝在移動(dòng)智能手機上。短期內，TOF同樣不是手機的選擇。
而且無(wú)論是哪種深度攝像頭方案，深度信息的數據處理運算是非常大的，如果完全依靠手機的話(huà)，對于手機的芯片處理器要求也會(huì )相應地高。
一句話(huà)總結的話(huà)，種種因素讓國產(chǎn)手機廠(chǎng)商去模仿Face ID成為短期內不可能完成之事。
從深度攝像頭說(shuō)起的話(huà)，它的應用領(lǐng)域非常之豐富，包括人體跟蹤、三維重建、人機交互、SLAM等領(lǐng)域。iPhone X的Face ID為深度攝像頭找到了新的應用場(chǎng)景，這也讓許多深度傳感器廠(chǎng)商看到了走向消費端的市場(chǎng)機會(huì )，
不過(guò)，對于國產(chǎn)手機廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，現階段還有諸多技術(shù)瓶頸擺在他們面前，他們需要去磨合硬件、模組廠(chǎng)和算法之間的相互配合，iPhone X只是一個(gè)開(kāi)始。
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