【原创】3D人脸识别,安卓手机阵营因为它追上iPhoneX了!

winniewei 提交于 周三, 04/18/2018
【原创】3D人脸识别,安卓手机阵营因为它追上iPhoneX了!

作者:张国斌

在苹果公司去年推出iPhone X之前,Rosenblatt分析师Jun Zhang就断言,由于苹果锁定了大部分垂直腔面发射激光器(VCSEL)的供应,再加上技术领先优势,苹果可以依靠iPhone X在3D感应领域保持长达2.5年以上的领先优势。并扬言苹果的竞争对手们-安卓智能手机制造商无法大规模实施3D感应方案,苹果的方案将把安卓阵营甩出一条街!不少分析师和业者都同意这个观点,认为两年内安卓阵营无法追上苹果,但是现在,这个预言被打破了!3D人脸识别技术的核心器件供应商ams CEO Alexander Everke说,今年年中或下半年支持3D人脸识别技术的安卓手机就将面市了!

1 TrueDepth 相机原理

TrueDepth 相机系统包括:红外镜头、泛光感应元件和点阵投影器。红外镜头会读取点阵图案,捕捉它的红外图像,然后将数据发送至 A11 仿生这款芯片中的安全隔区,以确认是否匹配。泛光感应元件借助不可见的红外光线,即使在黑暗中也能识别人脸。点阵投影器通过将 30,000 多个肉眼不可见的光点投影在你脸部,绘制出独一无二的面谱。从苹果TrueDepth相机的结构光模组功能来看,其中点阵投射器(dot projector)主要关键零组件就是VCSEL元件。

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从拆解来看,Dot projector当中包含了光学衍射元件(DOE)、准直镜头(WLO)和VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直共振腔表面放射激光)等关键元器件,iPhoneX中使用了三颗VCSEL芯片。

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点阵投影器里有一颗VCSEL芯片,当点阵投影器被启动后,VCSEL芯片发射的红外光经由正对着芯片上方的准直镜头射出,经过两个反射镜面,最后通过光学衍射元件(DOE)形成约三万多个红外结构光射出。

据悉,目前,具有移动端VCSEL芯片设计能力的公司,全球只有如Lumentum、Finisar、Princeton Optronics、Heptagon、ⅡⅥ等几家公司,本土虽有公司号称开发出VCSEL芯片但还没有大规模量产,据分析,其中,Lumentum是苹果iPhone的VCSEL元件最大供应商,其次则是Finisar。而ams可能是苹果的第三VCSEL芯片供应商。

Lumentum、Finisar和AMS曾向外界透露,3D感测关键组件的产能瓶颈预计将持续到2019年,这将阻碍3D感应方案的大规模采用。为了提高产能,苹果还给Finisar 3.9亿美元奖励,用于其增加德克萨斯州谢尔曼制造工厂的VCSEL产能。

不过,2016年10月,ams(艾迈斯半导体)全资收购了Heptagon,随后在2017年3月,又收购了Princeton Optronics,这样VCSEL芯片发生了微妙的变化,艾迈斯半导体成为VCSEL芯片领域重要供应商。

“现在我们VCSEL的技术是最好的,虽然目前他们(Lumentum和Finsar)是(苹果的)供应商,但是以后这个合作形式可能会发生改变。因为每一代的新产品出来以后,它的技术要求会越来越高,而我们的VCSEL产品毫无疑问有技术优势的,未来(与苹果)应该会有更深入的合作。”Alexander Everke强调,“我们以后会提供更高集成Dot projector方案,这样我们会成为苹果重要供应商。”

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与此同时,艾迈斯半导体大举扩张,仅仅在过去15个月它就收购了7家公司,在去年一年的时间,员工数量就增加了5倍!从原来的2000多人增加到了11000人!营收也突破10亿欧元,同比猛增93%,而且利润率还高达74%左右!正是这样的大举扩张也加速了安卓手机阵营3D人脸识别方案的推出!所以Alexander Everke很有底气的指出,今年年中以后,具有3D人脸识别功能的安卓手机就可以面市了!这样安卓阵营与苹果差距缩小不到1年了。

2 为什么需要3D人脸识别?

有人说搞3D人脸识别还不如指纹方便,指纹一按就好,人脸识别还要把手机举起来识别,实际上,实现3D 视觉建模的方式主要有三种,TOF (Time of Flight)、双目成像(双摄3D 建模)和结构光。

3D视觉三种方案各有优缺点:双目立体成像方案软件算法复杂,技术还不成熟;结构光方案技术成熟,功耗低,平面信息分辨率高,但是容易受光照影响,识别距离近;TOF方案抗干扰性好,识别距离远,但是平面分辨率低,功耗较大。

而基于“结构光技术”的3D人脸识别系统在精确度、响应速度与活体方面有革命性突破。3D结构光人脸识别技术不需要用户进行任何动作配合,只需要在摄像头前被捕捉到面部画面即可完成活体验证,并且能够有效防守纸张、面具、手机屏幕等各类道具的攻击。

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此外,3D结构光人脸识别技术能够广泛的应用在物联网、移动互联网、银行、安防、交通等各个需要人脸识别场景,更好的提升攻击预防效果,全面提升人脸识别准确度。据悉未来铁路就可以刷脸进站。

由于3D结构光人脸识别技术应用前景广泛,因此,必须要实现突破。

3 ams加速转型

艾迈斯半导体中文原名为奥地利微电子,2014年正式更名艾迈斯半导体。36年来公司都专注在模拟传感器领域,随着全球传感器需求暴涨,艾迈斯半导体通过收购快速转型,成为聚焦在光学传感器领域的主要供应商。

ams近年来陆续收购了TAOS、Applied Sensor、NXP旗下CMOS 传感器业务、CMOSIS、MAZeT 以及Cambridge CMOS Sensors等多家公司,在光学传感器方面形成了强大的布局。在新兴的VR/AR、3D视觉市场中已经成为全球范围内重要的供应商。

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“目前艾迈斯半导体的传感器产品已涵盖了光学、成像、环境、音频四大领域。并且传感器业务已经占了艾迈斯半导体总体营收的80%以上。”Alexander Everke强调,“过去15个月,我们收购了7家公司。但是我们并不是为了扩大营收而进行的收购,我们收购的关注点是技术。通过这些收购,使得我们拥有了覆盖了光学、成像、环境、音频四大领域的领先技术和产品。这四个领域也是我们专注的领域,未来我们可能还会通过收购来进一步加强。”

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据他透露,艾迈斯半导体还准备对其位于新加坡的6吋晶圆厂(2000 wspm)产能进行扩充投资(主要生产VCSEL芯片),预计在2019年实现量产。

Alexander Everke认为,艾迈斯半导体在大功率VCSEL/多VCSEL 3D阵列领域拥有领先优势。比如,拥有极小的间距:更高的分比率、更低的系统成本;领先的电源效率:45-50%的典型量子效率相比高达63%;最优质波束:极窄波束发散;更大的功率:从mW到W,再到100多W。而且,艾迈斯半导体突出的VCSEL性能还可以用于汽车3D LiDAR领域。

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另外,今年初,ams还宣布收购了瑞士面部识别软件公司KeyLemon,据后者预测,由于iPhone等智能手机对传感器的需求,其所聚焦的市场在未来将有十倍的增长。该公司有业界知名、领先的3D人脸识别知识产权库;已经能够可靠安全地实现智能手机3D人脸识别功能;可将知识产权用于针对消费和其他应用的3D解决方案中,预计首批解决方案将于2018年面世 ,帮助原始设备制造商在设备中增添高质量的3D人脸识别功能并缩短产品上市时间。

Alexander Everke表示ams就聚焦在光学气体、音频传感器领域,不涉足加速度计等传感器领域。

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4 ams加强中国布局

由于中国在3D视觉方面需求潜力非常巨大,因此,艾迈斯半导体加速在中国布局,3月22日,艾迈斯半导体在中国深圳南山的新办公室正式开业,在当天的庆祝仪式上,艾迈斯半导体CEO Alexander Everke也多次强调,中国市场前景广阔,艾迈斯半导体将继续加大对于中国市场的投入,同时加强与中国本土企业的合作。

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 ams CEO Alexander Everke与ams 大中华区销售和市场副总裁 陈平路 

据介绍,目前艾迈斯半导体已经在中国北京、上海、深圳、苏州、台北等五个地区设立了分公司,并且在去年一年,国内的人员就增加了300%,其中超过50%以上都是技术研发人员。足见艾迈斯半导体对于中国市场的重视。

Alexander Everke表示艾迈斯半导体和本土模块公司如奥比中光,舜宇等有深度合作,推动3D视觉技术的普及,艾迈斯半导体大中华区销售和市场副总裁陈平路强调艾迈斯半导体愿意拿出核心技术和核心器件与本地企业进行一些深入合作,一起来开拓市场。这在美国大力封锁打压本土半导体公司的大背景下,特别有现实意义,祝愿艾迈斯半导体和本土公司有更多合作成果!

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