0
| 本文作者： 張莉 | 2018-08-28 17:39 |
3D視覺這股風(fēng)被蘋果徹底帶了起來，2017年，iPhoneX 的推出讓面部識別 Face ID 成為潮流。
iPhoneX 頂部被大家吐槽的“劉海"部分（原深度攝像頭系統(tǒng)）集成了實現(xiàn) Face ID 功能的器件，采用了所收購的 Primesense 公司的 VCSEL（垂直共振腔表面放射激光器）+ DOE（衍射光柵）結(jié)構(gòu)光技術(shù)方案。
但是，蘋果對其技術(shù)已進行了全面的專利保護，并壟斷了全球絕大部分 VCSEL 供應(yīng)鏈產(chǎn)能，能進行批量生產(chǎn)的公司屈指可數(shù)，無法滿足安卓手機的放量要求，且3D視覺模組成本高昂，只能用于高端旗艦機型，中端機型難以承受。
曾擔(dān)任蘋果深度攝像頭模組設(shè)計主管的朱力，看到這一痛點，決定從蘋果辭職并組建團隊，于今年4月正式成立了光鑒科技并擔(dān)任CEO。
近期，朱力接受了雷鋒網(wǎng)的專訪，對目前行業(yè)形勢、公司的產(chǎn)品細(xì)節(jié)和核心競爭力進行了詳細(xì)解答。
3D視覺成為新風(fēng)口，但成本高昂難以普及
3D視覺在2018年成為了計算機視覺領(lǐng)域一大風(fēng)口，其市場前景也非常廣闊。
據(jù)機構(gòu)預(yù)測，2020年全球智能手機端3D視覺硬件市場規(guī)模將到達(dá)99.25億美元，其中蘋果手機為31.48億美元，安卓手機為67.77億美元。
在智能手機領(lǐng)域，3D攝像模組擁有在iPhone之外的每年8000萬臺高端手機以及超過4億臺中端手機的市場潛能，每年市場金額可達(dá)70億美元以上。
受蘋果影響，國內(nèi)的大廠都在探索3D視覺解決方案。
小米8探索版和 OPPO Find X 都搭載了3D結(jié)構(gòu)光人臉識別技術(shù)，小米8探索版使用了 Mantis Vision 的編碼結(jié)構(gòu)光方案，而 OPPO 應(yīng)用的是奧比中光提供的散斑結(jié)構(gòu)光方案。
談到對以上兩種方案的看法，朱力表示：“奧比中光提供的方案沿用了蘋果的技術(shù)路徑，可能在知識產(chǎn)權(quán)、成本和供應(yīng)鏈的方面受到挑戰(zhàn)。Mantis Vision 的編碼結(jié)構(gòu)光方案的成本相對較高，會考驗安卓市場消費者的承受能力?！?/p>
雷鋒網(wǎng)注：上圖：小米8探索版；下圖：OPPO Find X
蘋果在過去的五年多時間，收購了五六家人臉識別公司，iPhone X 上的采用的是紅外結(jié)構(gòu)光/結(jié)構(gòu)光雙攝，搭載3D結(jié)構(gòu)光深度鏡頭，其原理是基于主動發(fā)射特定紅外結(jié)構(gòu)光照射被檢測物體，從而獲取人像的3D圖像數(shù)據(jù)。
結(jié)構(gòu)光解鎖方案安全性較高，但是相應(yīng)的成本也較高?，F(xiàn)在市面上出現(xiàn)的搭載人臉識別技術(shù)的手機多是應(yīng)用2D人像解鎖，因此也易被一些高仿真度的照片攻擊。而深度信息可以抵御利用平面照片的欺騙，此外，3D信息讓數(shù)據(jù)在維度和質(zhì)量上都有了質(zhì)的提升，這能大幅改善大群體中的識別精度。
2013年11月，蘋果以3.6億美元收購了3D視覺結(jié)構(gòu)光方案先驅(qū) PrimeSense，獲得了大量專利和技術(shù)。Primesense 的核心技術(shù)為 Light Coding 光編碼技術(shù)，屬于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的一種，是目前最具代表性的結(jié)構(gòu)光技術(shù)。
Primesense 采用基于 VCSEL（垂直共振腔表面放射激光器）+ DOE（衍射光柵）結(jié)構(gòu)光技術(shù)方案。
精材和采鈺分別為蘋果提供 DOE 的封裝和 ITO 材料，Lumentum 是 VCSEL 激光器的主力供應(yīng)商。
但是，蘋果對其技術(shù)已進行了全面的專利保護，并壟斷了全球絕大部分 VCSEL 供應(yīng)鏈產(chǎn)能。能進行批量生產(chǎn)的 Lumentum、Finisar、AMS、ⅡⅥ 可以釋放的產(chǎn)能極其有限，無法滿足安卓手機的放量要求。并且3D視覺模組成本高昂，大約在20美金左右，除了旗艦機型，一般的中端機型難以承受。
此外，目前具有先進 DOE 設(shè)計與制造的公司也不多，全球范圍內(nèi)主要供應(yīng)商有德國 CDA、法國 Silios、德國 Holoeye 等。
以基于納米光子技術(shù)的原創(chuàng)專利，光鑒科技試圖打破蘋果公司基于 VCSEL 方案在專利以及產(chǎn)業(yè)鏈的壟斷，實現(xiàn)3D視覺技術(shù)在消費電子、支付、安防以及智能制造等領(lǐng)域的應(yīng)用。
光鑒科技CEO朱力
“我們研發(fā)了新的技術(shù)方案，并且在美國和中國都申請了專利。蘋果的專利壁壘不會對我們造成影響。我們的產(chǎn)品也不受限于蘋果的產(chǎn)業(yè)鏈。我們用的核心器件——邊發(fā)光激光器，僅在中國就有5家以上公司能量產(chǎn)。”
據(jù)朱力介紹，目前公司申請的是應(yīng)用層面的專利，因為專利申請之后有保密期，所以在保密期到之前不方便透露專利細(xì)節(jié)。
朱力曾任職蘋果公司，擔(dān)任深度攝像頭模組設(shè)計主管，主導(dǎo)了蘋果深度攝像頭模組的工程化落地。
“我們采用的技術(shù)路徑是一個完全創(chuàng)新的路徑，不受知識產(chǎn)權(quán)和供應(yīng)鏈的限制。和蘋果3D結(jié)構(gòu)光方案的效果大體持平，成本低一些，功耗低一些。我們自主設(shè)計了一款納米光學(xué)的芯片，可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)光的功能，這個芯片全世界還沒有產(chǎn)業(yè)化。這些技術(shù)12、13年才開始出來，還不在蘋果的雷達(dá)范圍?！?/p>
“我們把整個方案的難點限制在芯片這一層上，芯片目前還需要在國外的晶圓廠來做，芯片以外的部分，比如激光器、光學(xué)原件都可以在國內(nèi)來做。”
概念圖來源：光鑒科技提供
為提高產(chǎn)品智能程度和降低成本，光鑒科技在產(chǎn)業(yè)鏈上與蘋果的方案進行了系統(tǒng)性的對標(biāo)。
不同于目前市場上以蘋果公司主導(dǎo)的 VCSEL+DOE 結(jié)構(gòu)光方案，光鑒科技利用產(chǎn)能成熟度高的邊發(fā)光激光器 EEL 結(jié)合自主設(shè)計研發(fā)的微納光芯片構(gòu)建結(jié)構(gòu)光投射模組。
朱力對雷鋒網(wǎng)介紹，設(shè)計完成的模組具有以下幾方面突出的特點：
1）低功耗、低發(fā)熱：邊發(fā)光激光器的插電效率是 VCSEL 的近兩倍，從而讓模組具有更低的功耗和更少的發(fā)熱，使得長時間需要打開 3D 攝像的應(yīng)用成為可能，突破模組開啟時間的限制。
2）核心器件產(chǎn)能成熟：邊激光發(fā)射器是產(chǎn)能成熟器件，不受 VCSEL 產(chǎn)能限制。同時避免了蘋果方案中的高精度要求準(zhǔn)直透鏡組。
3）可擴展性：邊發(fā)光激光器能夠在更短的脈沖時間內(nèi)提供數(shù)倍于 VCSEL 的峰值功率，使模組提供至少兩倍于現(xiàn)今行業(yè)最高水平的信噪比以及幀率，從而支持拓展 3D 攝像在智能終端的進一步應(yīng)用。
4）安全性：EEL出射光天然的散射特性，從而避免了激光直射入眼可能帶來的安全隱患，使得模組具有較高的安全特性，相應(yīng)地，也降低了部分電路算法方面的難度。
5）小型化：模組可以使用普通相機模組鏡頭從而大幅減小模組出光開口，有利于包括手機在內(nèi)的終端廠商進一步縮小成品體積。
6）低成本：點陣模組通過對核心器件，包括光放射器、準(zhǔn)直透鏡組的優(yōu)化，結(jié)合由此來帶的工藝及配套算法方面的簡化，大幅降低了集成方面的難度及成本。
“我們花了4、5個月把能夠做進手機的3D攝像頭都做出來了。首先是因為我們用的技術(shù)都是學(xué)校的課題組經(jīng)過十幾年研究已經(jīng)成熟的技術(shù)，所以比較順利；其次，我參與過3D產(chǎn)品在手機的落地和大規(guī)模量產(chǎn)，所以對整個設(shè)計流程很熟悉，對行業(yè)也比較了解?！?/p>
“現(xiàn)在是一個好的時間點，蘋果把3D攝像頭平民化了。我們現(xiàn)在做的是3D視覺的基礎(chǔ)架構(gòu)，讓整個應(yīng)用足夠廣，成本足夠低，再往后我們會再往上層去做很多軟件的工作?！?/p>
在算法層面，據(jù)光鑒科技CTO汪博介紹，他們的算法針對硬件采集到的數(shù)據(jù)做了很多優(yōu)化，計算復(fù)雜度降低了很多，“在手機的 CPU 上就能跑出友商需要在 ASIC 上才能達(dá)到的性能?！?/p>
“我們和幾家主要的手機廠商都有比較密切的溝通，在早期他們就找到我們，看我們是否能夠打破量產(chǎn)和成本的瓶頸?！?/p>
據(jù)介紹，目前光鑒科技團隊已完成模組樣機的研發(fā)并與客戶接觸，預(yù)計2018年第四季度可以投入量產(chǎn)。
光鑒科技于2018年4月在深圳成立，在上海、硅谷兩地設(shè)有產(chǎn)品研發(fā)中心，目前團隊共有15人，CEO朱力本科畢業(yè)于清華大學(xué)電子工程系，博士畢業(yè)于加州大學(xué)伯克利分校電氣工程與計算機專業(yè)，曾研發(fā)出世界上第一款人造柔性變色龍皮膚，實現(xiàn)了耦合效率世界第一的垂直光耦合器以及第一個1550nm波段柔性 VCSEL 芯片。
CTO汪博博士畢業(yè)于斯坦福大學(xué)電子系，曾在硅谷知名自動駕駛公司 Zoox Inc 擔(dān)任深度學(xué)習(xí)平臺負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)自動駕駛感知系統(tǒng)機器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練與優(yōu)化。核心成員擁有算法、電子、光學(xué)、機械等領(lǐng)域的專業(yè)背景。
相關(guān)文章：
他們開發(fā)出一套3D視覺定位系統(tǒng)，解決了工業(yè)機器人無序抓取難題
蘋果iPhone X 發(fā)布，第一部人工智能意義上的手機
雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。
