詳解3D人臉與屏下指紋的現狀與未來， 誰才是生物識別新方向？

　小優智能

　　青島小優智能科技成立于2015年底，是一家專注于微型激光三維掃描模組產品研發、生產及銷售的高科技企業。公司研發”3D激光掃描模組”采用MEMS微振鏡芯片，配合具有自主知識產權的光路及散熱系統，結合半導體激光芯片，構建微型激光掃描系統。可廣泛應用于3D實物感知領域。

　　與前面介紹的通過散斑來進行3D建模的方案不同，小優智能采用的是激光三維掃描，通過MEMS微振鏡技術，使得激光束能夠對于掃描的對象進行逐行掃描，具有高分辨率(達到亞毫米級，可以比iPhone X精細度更高)、高可靠性、低成本(不需要VCSEL、DOE等成本較高的復雜部件)等優勢。當然，其也擁有掃描所需時間較長的劣勢。

　　不過，據芯智訊了解，目前小優智能的模組進行3D人臉掃描的時間已經控制在了0.5秒以內，這個時間用戶應該是可以接受的。另外，小優智能在模組小型化方面也做了很多工作，據說已經可以做到比當下的3D結構光模組更小，成本更低。

　　▲小優智能此前展示的一些3D模組產品(芯智訊拍攝于7月初)

　　▲小優智能的3D模組掃描的3D人像圖效果

　　英特爾RealSense

　　早在2010年，英特爾就曾開展感知計算項目。2013年7月，英特爾又收購了手勢識別公司Omek，隨后宣布將推3D深度攝像頭的PC。2014年CES上，英特爾正式推出了首款集成了3D深度和2D鏡頭模塊的 RealSense 3D攝像頭(結構光 雙目立體成像)，它能實現高度精確的手勢識別、面部特征識別，可幫助機器理解人的動作和情感。

　　2015年，谷歌就曾聯合英特爾推出過一款基于英特爾RealSense 3D技術的智能手機Tango Project。

　　經過數年的迭代，今年1月，英特爾又推出了全新的RealSense 400系列實感攝像頭，在精度方面實現了顯著提升，與前一代設備相比，每秒捕獲的3D點數和工作范圍均提高2倍以上。

　　而隨著3D感測被越來越多的智能手機廠商所采用，英特爾RealSense或將重回手機市場。

　　pmd Technologies

　　在今年的CES2018展會上，全球著名ToF(Time of flight)德國技術公司pmd(pmd Technologies)首次展示了其最新的3D圖像傳感器IRS238XC，同時展示了基于此傳感器的全球最小3D攝像頭模組，尺寸僅為12 mm x 8 mm，它將使TOF深度傳感3D攝像頭變得更加易于集成。

　　需要指出的是，pmd是全球唯一將ToF深度傳感器成功植入手機的ToF技術提供商(全球首款配備3D攝像頭的聯想Phab 2 Pro采用的就是pmd的技術)。

　　目前，國內的3D技術/模組廠商未動科技和舜宇都有與其合作。

　　去年7月，未動科技宣布聯合pmd發布移動端3D視覺套件。該套件將為全球包括手機、VR/AR、無人機、機器人等在內的移動終端提供低功耗、高幀率、高精度、高穩定性的3D手勢識別等功能。

　　對于與舜宇的合作，pmd將提供3D圖像傳感器(主要是IRS238XC)，以及專有技術實現成本優化、堅實且高性能的3D攝像頭設計，包括校準和軟件專有技術，舜宇則將提供在3D攝像頭模組規模量產方面的專有技術，實現更經濟、更快速、更穩定的產品制造。

　　小結：

　　從目前來看3D結構光模組相對較為復雜，成本也相對較高，而且前置的3D結構光的只能支持近距離的3D掃描，應用面也比較有限，只能進行解鎖、支付以及類似animoji的一類應用。而TOF相對來說，則可支持較遠距離的3D掃描，應用面也相對較廣，除了能夠支持3D結構光的應用之外，還可以進行測距、AR等應用。并且TOF模組的成本可能也將會比3D結構光更低。

　　所以，筆者認為，從目前的趨勢來看，目前多數的手機廠商還是會導入3D結構光，不過主要還是用于一些旗艦機型。而隨著TOF技術的成熟，一些品牌廠商的旗艦機會開始導入TOF技術，同時可能會更多的應用于后置。并且相對3D結構光來說，TOF或將會更快進入中端市場。而據芯智訊的了解，前面提到的奧比中光、小優智能都有開始在進行TOF技術的研發。

　　屏下指紋或成中高端智能手機標配

　　相對于蘋果的3D人臉識別來說，屏下指紋基本延續了傳統的指紋識別的操作體驗，符合用戶過往的使用習慣，也更容易被用戶所接受。而且屏下指紋不僅避免了開孔，也進一步提升了屏幕的屏占比，同時相對于成本高昂的3D結構光模組來說，屏下指紋的成本也要更低一些。所以安卓手機廠商紛紛開始跟進屏下指紋。

　　光學式屏下指紋

　　早在今年CES 2018展會上，vivo就率先展示了一款基于光學屏下指紋技術的手機——vivo X20 Plus屏幕指紋版。1月24日，vivo在國內舉辦媒體品鑒會，正式發布了這款手機。隨后vivo在MWC上展示的APEX，以及后續發布的X21、NEX也都是基于光學屏下指紋技術。此外，還有華為Mate10 RS、小米8透明探索版，以及不久前剛剛發布的魅族16。

　　現在的應用于智能手機的光學指紋識別技術，拋棄了傳統的光學指紋的光學系統，轉為借用可以自發光的手機OLED屏幕的光線來作為光源，照射指紋后返回的光線通過OLED屏上的發光像素點的間隙到達屏下的CMOS傳感器上，進行處理后得到指紋圖像。