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美高梅网上娱乐:3D成像技术来袭,金融科技将迎来哪些变革?
时间:2018-08-06  来源:未知  作者:admin

2018年7月30日,加载3D景深摄像头的小米Mi8透明摸索版于当晚7:30正式发售,该机开卖仅一分钟便敏捷售罄。

2018年6月27日,ViVO在MWC2018会议上宣布基于TOF的3D景深摄像头,号称吊打iPhoneX。

2018年6月19日,OPPO Find X手机发布,其前置3D结构光景深摄像头为主打黑科技之一。

2017年9月13日,苹果发布iPhone X手机,基于3D结构光景深摄像头的Face ID脸部识别技术宣布手机前置摄像头首次进入3D时期。

面对以上搭载3D景深设备的新款手机接踵而至式的发布,信任读者可以直观的感触到3D成像技术在消费电子领域进入了贸易化高速增长期。

本文将对3D成像技术工作原理和分类以及3D成像传感市场概况予以介绍,同时探讨该技术对金融科技领域的影响。

3D成像工作原理和分类 3D成像技术按照工作原理,首先分为被动式和主动式两类。

被动式视觉效仿生物的双眼视觉(binocular vision)原理,由至少2枚图像传感器(image sensor)形成,应用其观测对象在每个图像传感器独自成像的位置,结合2枚图像传感器的绝对物理位置,根据几何关系测量原理,可以计算出景深(depth)。

请留神,景深和距离是不同的概念,如下图1所示。

双目视觉系统的中心在于关系统一观测点在各自图像传感器中的坐标位置,如上图1的左图所示。

然而,在实际使用中,由于受到外部环境和拍摄对象表面纹理属性等客观因素影响,特征点主动匹配在算法上较为庞杂,匹配精度也直接影响到景深计算精度,影响系统整体后果。

主动式视觉系统则由于其工作原理的不同,有效解决了这一问题。

主动式视觉系统应用独破的人工光源,主动投射到观测对象来测量景深。

主动式视觉根据投射光源和景深技术原理的不同,又分为三小类:三角测距法、结构光法、飞行时间法。

如下图2所示。

下面做具体先容:

(1)三角测距法(triangular) 三角测距法是利用投射光源、观测对象和接收图像传感器的空间位置,利用三角多少何学计算景深的方法。

此方式是众多主动式3D景深视觉系统的底层基本算法。

(2)结构光法(structured light) 结构光法可以认为是针对在被动式视觉系统中特点点匹配问题的对策性方案。

如下图 3所示,构造光的含意是主动光源通过特定图案编码投射到被测物体,例如将散布较密集的平均光栅投影到被测物体上面,由于被测物体表面的不规矩性具备的不同深度,反射到图像传感器的光栅条纹会有所变形,这个进程可以看作是由物体名义的深度信息对光栅的条纹进行了调制。

通过对照图像传感器接收到的发生畸变的光栅图案和原生图案,就可以解析出每个观测点的深度信息,构成深度点云(point cloud),即深度帧?/p>

?epth frame)。

需要解释的是,结构光法按投射方式还可分为点、线、面三种方式。

依照图案编码方法亦可分为时间编码、空间编码和直接编码(如灰度编码)。

这些技术皆为进步编码图案的解调抗烦扰性,以及更快获取深度点云而采用的不同技术手腕,如下表1所示。

目前,在挪动终端领域,结构光编码以静态编码为主。

(3)飞翔时间法(time of flight) 飞行时间又称TOF,扼要来说,是基于测量投射的光源信号发射与吸收之间的时间差,计算出景深或距离的一种景深计算办法。

TOF根据如何测量时光差又可细分为脉冲波测距和连续波测距。

脉冲波测距原理是直接测量脉冲信号发射和接收的时间差。

连续波测距则是通过连续发射整数波长,通过盘算接受波与发射波之间的相位差,间接计算时间差,如下图 4所示。

详细来说,脉冲波测距多用于产业测绘领域等大范畴远距离场景,其使用的光源也以激光为主。

对手机终端装备而言,因为使用处景和功耗,象征着目的对象与镜头的间隔在十米、百米以内,所以手机终端上使用的TOF预计将以持续波相位测距技术为主。

就目前而言,结构光与TOF是主动景深视觉系统的主流技术实现计划。

结构光技术较为成熟,组件集成度高,目前苹果iPhone X已采用结构光技术。

TOF由于直接测量景深/距离,在响应速度和量程两方面具有先天技术上风,加上Google、Microsoft等国际一流企业的站台背书,技术远景光亮。

须要阐明的是,主动式3D景深视觉系统在连续发展中开端鉴戒被动双目视觉系统的长处,即通过引入2枚图像传感器(active stereo vision),利用图像传感器之间空间地位关联,以及双路光源发射器到图像传感器的光源活动轨迹,达到更高精度的景深信息。

例如,Intel最新发布的D400 Series景深摄像摹?/p>

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3D成像和传感市场概况 前文介绍了3D景深成像系统的工作原理。

那么,3D成像技术是否存在市场需要。

3D成像技术距离全面普及还有多久呢。

我们可以从以下几个维度来寻找谜底。

(1)VCSEL市场增长情况 VCSEL激光器作为3D景深成像系统的核心部件,在消费电子领域的市场趋势可以间接反应其3D景深市场需乞降未来发展情况。

如下图5所示,根据Yole预计,随着2017年iPhone X首次引入结构光主动式3D成像系统,VCSEL整体市场将以CAGR 48%的增速飞速增长,在消费电子领域,VCSEL市场大小从2017年的1.65亿美元攀升至2023年的31亿美元,增长幅度濒临30倍。

(2)3D成像市场增长情况 据Yole猜测,3D成像和传感市场整体增加速度为CAGR 44%,在花费电子范畴将会以CAGR 82%的速度高速增长,到2023年到达138亿美元,如下图6所示。

(3)3D景深在终端手机的占领率情形 主动式视觉系统因为其技术进步性,将会逐步替换被动式双目视觉系统,逐渐被手机终端厂商采取。

目前在3D成像领域,根据其结构光和TOF技术的特性,一个较为共鸣的预测是基于结构光技术的3D成像将作为手机前置摄像头被采用,而TOF技术则将会在后置摄像头更有前景。

目前苹果作为手机终端高新技术的引领者,同时占领3D成像产业链内一级供给商的供货渠道,预计将持续当先安卓手机厂商12年时间率先安排3D景深摄像头,如下图7所示。

根据拓?工业研讨院剖析,寰球智能手机3D感测浸透率今年将从2017年的2.1%上扬至13.1%,苹果仍将是重要采用者。

另据其估量,2018年全球搭载3D感测模组的智能手机出产总量将达1.97亿支,其中iPhone盘踞1.65亿支。

此外,2018年的3D感测模组市场产值预估约为51.2亿美元,其中由iPhone奉献的比重高达84.5%。

预计至2020年,整体产值将达108.5亿美元,而20182020年间的复合年均增长率将达到45.6%。

综上所述,笔者认为,3D主动式景深成像技术将在未来23年内加速普及,假使上游供应商有才能跟上安卓手机厂商的出货量程度,为其提供优质的芯片、模组和解决方案,其普及速度会更快。

3D成像技术对金融科技的影响 面对3D成像技术的来袭,金融科技领域将会发生哪些变更呢。

笔者以为,金融科技会在至少以下四个方面产生新一代技术进级和换代,将来还将衍生出更普遍的运用场景。

(1)人脸识别技术升级 据报道,自2015 年到2020 年,人脸识别市场范围增幅为166.6%,预计到2020 年,人脸识别技术市场规模将回升至24 亿美元。

当初的2D人脸识别技术由于缺乏景深信息,在平面化投影过程中存在特征信息丧失。

3D成像技术通过三维建模情势,最大水平上保存原始有效信息,可以供给更高识别精度和更快的人脸识别速度。

同时,主动视觉系统由于采用了红外线作为主动光源,将有效解决环境光照对面部识别的影响问题。

3D人脸辨认还将存在更强的防伪性,可以依据人脸的3D模型有效识别对象是真人仍是照片。

(2)活体检测 自动式3D成像技巧应用的红外发射器跟红外图像传感器,配合使用能够进行人体活体检测,这是传统2D视觉体系或者被动式双目视觉系统所不具备的。

如前文介绍的VCSEL激光器,目前采用850nm和940nm两种波段,其中940nm波段由于其抗干扰性强、有效距离远等特色,成为新一代VCSEL采用的首选波段(参见下图8)。

其中,940nm波段刚好是心率监测和血氧检测的幻想红外波段,因此可以预计,基于3D主动式成像的活体检测算法将在金融科技领域逐渐受到广泛应用。

(3)微表情测谎 基于2D识别的微表情识别技术也将迎来技术升级。

联合人体活体检测技术,微表情识别技术有望达到更广泛的应用。

(4)AR三维重建 参加了景坚信息的三维丈量、三维重建技术将更加有效的服务新零售场景。

例如在智能因地制宜领域,虚构购物、装修家具等场景,由于拥有深度信息,因而模仿出来的家具在位置摆放时会受到四周环境的空间大小束缚,具有超强实在感。

可以说,跟着3D成像技术的降临和陆续遍及,势必会引发新的利用和实用场景,让咱们一起等待新一代黑科技带来的技术红利。

起源:苏宁财产资讯。

作者:苏宁金融研究院物联网试验室高等研究员 王元返回搜狐,查看更多 义务编纂:




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