欧菲光·大讲堂
智能科普，创享未来
刷脸解锁、刷脸支付……
多年前只能在科幻电影里看到的
人脸识别技术
早已广泛进入日常生活
为我们提供了不少便利
2017年9月苹果发布iPhone X
首次配备基于结构光技术的3D sensing模组
实现“Face ID”3D人脸识别功能
为手机解锁、身份验证和支付
带来了一种更加安全可靠的新方式
也开启了3D视觉的全新时代
那么，你知道3D人脸识别技术
到底是什么？是否真的安全？
本期《欧菲光·大讲堂》
就让欧小菲带你一起
揭开3D人脸识别的神秘面纱
在了解3D人脸识别之前
首先跟着欧小菲来get
2D和3D成像之间的区别吧
普通摄像头是2D平面成像，丢失了物理世界中的第三维信息(尺寸和距离等几何数据)，计算机只能实现影像记录和平面图像特征识别，分析算法难度较大，目前能够实现的智能分析功能十分有限。
3D人脸识别技术是通过3D摄像头立体成像，能够识别视野内空间每个点位的三维坐标信息，从而使得计算机得到空间的3D数据并能够复原完整的三维世界，并实现各种智能的三维定位。
3D成像在二维的基础上，实现了像素景深的叠加，拍照的同时记录下对象的立体信息，推动人脸识别、虹膜识别、手势控制、机器视觉等变为现实，是开启AI和AR时代的感知钥匙。
太专业有没有？！简单来说
2D成像获取的是二维平面图像
如果直接用一张照片对着摄像头
也是可以轻易蒙混过关的
3D人脸识别技术除了要获取
人脸器官之间的距离、几何形状
还要获取人脸的深度信息
也就从本质上提高人脸识别的安全性
既然3D人脸识别的安全性有目共睹
那么，3D成像究竟是如何实现的呢
接下来欧小菲就来解开你的疑惑
带大家深入了解3D成像的主流技术路线
3D成像主流方案
目前实现3D成像主要有三条主流技术路线，分别是双目立体成像(Stereo System)、结构光(Structured Light)和光飞时间(TOF，Time of Flight)。
从技术上来看，双目成像算法非常复杂、容易受到环境因素干扰、依赖环境光源、暗光场景表现不佳等，目前在手机上应用相对较少。
结构光(Structured Light)原 理为通过近红外激光器向物体投射具有一定结构特征的光线，再由专门的红外摄像头进行采集获取物体的三维结构，再通过运算对信息进行深入处理成像。
该技术目前共有编码结构光和散斑结构光两种实现类别。
结构光效果图
结构光虽然识别距离相对较短(大约0.2米到1.2米)，但是其通过一次成像就可以得到深度信息，能耗低、成像分辨率高，非常适合对安全级别要求较高的3D人脸识别、3D人脸支付等方面的应用。
小米8透明探索版：安卓阵营首款3D人脸识别手机
2018年5月，小米8 透明探索版正式发布，基于3D结构光技术，首次支持“Face ID”身份识别，成为全球首款支持3D结构光技术的安卓手机。
华为Mate20 Pro：人脸识别速度快至0.6秒
2018年10月，华为发布的Mate 20 Pro配备3D结构光技术，提供超过3万个的监测点，人脸识别安全性更高，识别速度快至0.6秒。同时还能实现3D Qmoji表情和3D仿生成像，带来更多有趣玩法。
光飞时间(Time of Flight)技术是通过向目标发射连续的特定波长的红外光线脉冲，再由特定传感器接收待测物体传回的光信号，计算光线往返的飞行时间或相位差，从而获取目标物体的深度信息。
ToF原理
相比之下，ToF优势在于识别距离更远，可以做到0.4米到5米左右的中远距离识别，抗干扰性强，而且FPS刷新率更高，这也使得ToF技术可以应用于包含 3D 人脸识别、3D 建模以及手势识别、体感游戏、AR/VR 在内的更多场景中，从而为智能手机带来更娱乐性和实用性的体验。
华为荣耀V20：首配ToF 3D摄像头
2018年12月，华为发布荣耀V20，在后置镜头系统里创造性地加入了一颗ToF 3D立体深感镜头，借由这颗镜头所拥有的深度感知、骨骼识别、实时动作捕捉等技术，让3D体感游戏、3D美体、Magic AR等一系列3D应用成为现实。
华为P40系列：AI加持影像新玩法
2020年4月8日，华为年度旗舰P40系列国行版正式发布，P40 Pro、P40 Pro+后置均搭载了一枚ToF 3D深感摄像头。凭借优秀的AI能力，能够轻松应对动态环境，抓拍精彩的表情和动作，还能轻松去除路人和反光干扰，带来更多影像新花样。
看下来，是不是感觉有点懵？！
没关系，让欧小菲来总结一下
作为3D传感两种主流解决方案
将结构光和ToF对比来看
结构光技术功耗更小
技术更成熟，更适合静态场景
而ToF方案在远距离下噪声较低
拥有更高的FPS，更适合动态场景
总的来说，目前结构光技术主要应用于
解锁及安全支付等方面
ToF技术主要用于智能机后置摄影
并在AR、VR等领域
(3D拍照、体感游戏等)有一定的作用
随着应用领域的不断深入
3D sensing必将迎来爆发期
作为全球消费电子领军企业
欧菲光紧抓光学创新机遇
提前卡位3D sensing
同步研发结构光和ToF两种3D成像技术
接下来就跟着欧小菲来细品
欧菲光的“组合拳”成果吧
面对3D Sensing 市场广阔的增长空间，欧菲光积极把握光学产品创新升级趋势，充分发挥创新型平台优势，积极布局和提前卡位光学领域的新兴技术。在3D人脸识别方面，同步研发3D结构光技术和ToF技术，成为目前国内为数不多的具备两种路线的3D人脸识别模组量产能力的厂商，是品牌手机及非手机厂商3D成像模组的量产供应商。
此外，公司通过与先进算法公司合作，积极推动3D sensing技术发展，努力拓展3D sensing在人脸识别、背景虚化、3D建模、动态表情、手势控制、AR/VR等多项领域的应用。
目前，欧菲光3D sensing技术的专利数量已近200项，涵盖结构光、TOF以及双目方向。随着公司在3D sensing技术上的研发力度加强，以及市场对3D sensing的需求随之增大，其未来有望带动公司光学业务进入新一轮的快速增长。
据Trend Force预测
2020年3D Sensing市场规模可达108.49亿美元
其中，3D Sensing 在智能手机市场上的渗透率
有望从2017 年的2.1%提高至2020年的28.6%
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