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風口上的3D視覺,結構光能否突破重圍?

  • 云家論壇 | 2019-8-2 15:11 | 發布者: 訣然 | 查看: 462| 評論: 5 |原作者: ovzn
  • [摘要] 如果有人對你說“3D結構光”這個詞,相信絕大多數人腦中都會產生一堆問號:這是個啥東西?但如果此時提醒你:iPhone X以及后來推出的XS等系列手機中的Face ID人臉識別系統就采用這項技術,相信你就會有一些概念了。目 ...
  • 如果有人對你說“3D結構光”這個詞,相信絕大多數人腦中都會產生一堆問號:這是個啥東西?但如果此時提醒你:iPhone X以及后來推出的XS等系列手機中的Face ID人臉識別系統就采用這項技術,相信你就會有一些概念了。目前這項技術的覆蓋范圍越來越廣,比如日常所接觸到的“刷臉支付”、“刷臉過安檢”就是基于該技術打造的應用場景。

    然而3D結構光技術背后的工作原理、可以應用在哪些場景以及究竟還有哪些優勢,很多人仍然不太了解。現在我們就通過通俗易懂的方式來為大家來剖析解釋,感興趣的童鞋們可要認真聽講了哦!

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    ● 2D人臉識別技術的局限性

    想要徹底了解3D結構光這項技術,我們得從2D和3D的概念開始聊起。大家都知道,我們處在一個3D的世界中,對真實世界的感知是三維的。但受限于目前的拍攝和顯示技術,我們在電視、顯示器、手機等終端設備的屏幕中看到絕大部分圖像和視頻都是呈現2D平面,無法識別物理世界中的三維信息(如:尺寸、體積、距離等數據)。

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    如果用2D技術來實現“刷臉支付”,還會出現一系列的問題:比如在驗證過程中需要做各種配合的動作(搖頭、張嘴、讀數、眨眼等),同時還必須正臉對著鏡頭;此外在光線復雜的場景下,可能會出現無法識別或識別精度不夠高的情況,同時也有一定的安全風險(比如用照片代替真人等),所以2D圖像人臉識別如果用于刷臉支付、解鎖等領域,很容易出現一系列體驗不便的問題和安全隱患,并不可靠。

    ● 幾種常見3D視覺成像技術的工作原理

    現在3D技術完全解決了2D時代的各種疑難雜癥,通過3D攝像頭能夠采集視野內空間每個點位的三維座標信息,可以實現立體成像,不會輕易受到外界環境、復雜光線的影響,技術更加穩定、可靠安全。

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    目前3D視覺成像技術主要分為三種:雙目測距法、時間飛行法(TOF)和3D結構光。其中雙目測距法的成像邏輯類似于人的眼睛,通過兩個攝像頭抓取圖像,并通過三角測距原理計算出深度信息;TOF時間飛行法則通過專用傳感器,捕捉近紅外光從發射到接收的飛行時間,判斷并計算出物體的距離信息;3D結構光則是將帶編碼的激光散斑圖像投射到物體表面,再接收物體表面反射的散斑信息,交給ASIC處理芯片處理,根據物體造成光信號的變化計算出物體位置和深度信息。

    ● 三種主流的3D視覺成像技術,哪種更好?

    這三種3D視覺成像技術各有自己的優點和不足:雙目測距法采用被動測距方式,其測量精度非常高(可以達到毫米級),分辨率高達2K級別,幀率為30~120fps。但其一般只能測量較近的距離,距離越遠,測距越不準確。此外雙目測距法最大的問題在于算法非常復雜,需要很高的算力資源,實時性差,在光線昏暗條件下成像較差;

    TOF時間飛行法的實時性較好,算法簡單,并可以測量較遠距離(一般在100m 以內)。但是其相關傳感器技術目前還不成熟,分辨率低,功耗和整體的成本很高;

    3D結構光技術解決了雙目匹配算法的復雜度問題,分辨率能達到1080p級別,測量精度高,算法復雜程度適中,但其精度隨著距離增加將會下降,適合近距離使用。

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    目前整體來看,三種主流的3D視覺成像技術各有所長,未來也許將會逐漸融合。比如遠距離應用采用TOF,而近距離(如手機)則會采用3D結構光技術。現階段這兩種技術都得到了不少知名企業的支持,其中蘋果、Intel、微軟、奧比中光等企業都在3D結構光方面投入了諸多研發力量。

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    ● 3D結構光技術這么強悍,那能用在什么地方呢?

    現在很多產品和行業已經開始大量使用3D結構光技術了,比如大家都非常熟悉的iPhone手機,其Face ID功能憑借著出色的體驗已經得到了消費者們的廣泛認可;OPPO Find X手機搭載的便是奧比中光3D攝像頭,下面我們來看看其還能應用在哪些領域或場景(以下僅為部分示意案例,歡迎大家前來探討):

    1、智能手機

    可用于3D人臉解鎖和支付、社交(根據捕捉人的面部表情生成專屬3D形象和表情包)、視頻直播、3D個性美顏、AR游戲級購物、室內導航等;

    2、新零售領域

    在新零售領域,3D結構光技術也能發揮很重要的作用,比如消費者可以用它來刷臉支付;商家則可以通過這項技術對客流進行智能分析,快速對商品進行識別和整理,并對貨架進行實時監控等;

    3、房地產和裝修行業

    3D結構光技術可以給房地產、酒店民宿、家裝、文博展覽、工廠建筑等領域賦能,通過3D空間掃描可以快速幫助設計師完成量房、設計等工作,大大提升工作效率;

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    4、安檢和監控

    如今新推出的智能門禁、閘機、智能門鎖也都采用了人臉識別技術,其也是基于3D結構光技術而來,這樣可以讓安檢的效率更高,對于用戶而言體驗也會更好;

    5、駕駛輔助安全

    在3D結構光技術的幫助下,通過3D視覺自主核心算法可以將3D圖像識別準確率提高到99.9%,并做到毫秒級響應,同時能全天候工作,監督預警保障駕駛安全;

    6、智能機器人應用

    通過3D結構光技術將能進一步提升智能機器人的感知能力,讓它們做到更多的事情;

    7、智能家居

    在這項技術的幫助下,可以讓家電產品加入手勢操控、智能開關機等創新功能,大大提高便捷度;

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    ● 誰家的3D結構光技術比較靠譜?

    之前我們也提到了,目前有不少知名廠商在3D結構光領域投入了很多研發精力,作為國內知名品牌,奧比中光在該領域技術和產品方面都擁有非常強大的實力。其從研發的核心芯片、精準的核心算法到硬件整機的架構開發,打造了一整套完整的自主知識產權,是國際上少數幾個掌握3D傳感絕大部分核心技術的廠商。同時奧比中光與各大行業前沿的知名企業合作,建立行業經典標準化案例,始終提供著專業的3D整體解決方案。

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    搭載奧比中光3D結構光攝像頭終端設備

    可以預見,未來隨著3D結構光變得更為普及,其將引領眾多行業帶來新的變革發展,讓大家的生活變得更便利、更安全。

  • 溫馨提示:內容僅為信息傳播,供參考。
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    最新評論

    引用 訣然 2019-8-2 15:13
    文章已經推薦,感謝分享!

    http://www.jbhmuk.tw/html/34221.html
    引用 jiasmart 2019-8-3 21:06
    高科技,我這邊的大潤發已經采用人臉支付了。真的是科技改變人的生活。
    引用 Jueran 2019-8-5 10:14
    科技引領生活,漲知識了,謝謝分享。
    引用 水浴清蟾 2019-9-2 14:01
    科技的力量。
    引用 slrwys 2019-10-24 16:48
    本帖最后由 slrwys 于 2019-10-24 16:50 編輯

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