神奇的深度相机

光学人生，精彩人生

目前苹果的iPhone X已经拿到了国家工信部的入网许可证。我们相信在11月3号我们能够在国内如期见到iPhone X了。

可是根据最新信息，Apple的产能遇到了重大问题，其中Depth摄像机可能是iPhoneX提升产量的主要生产瓶颈。iPhone X上的原深感摄像头系统（Depth摄像机）由结构化光系统，飞行时间系统和前置摄像头组成，结构非常的复杂，在全面屏的趋势下，整块模组被放置在屏幕顶端很小的区域，因此，更难实现批量生产，原计划苹果9月份需要备货3kk台iphone，可是实际上整个9月实际只生产了1kk台。

在目前形势下，十月中旬或者下旬，iPhoneX产量将会有显着增长，在十月底能够有7-9kk的一个生产量，十一月有可能达到22kk的一个产能，但由于需求旺盛，供应紧张的情况可能要到明年上半年才能放缓。数据分析师认为iPhone X预订潜力可能超过4000万到5000万台，所以很明显，该设备在很长一段时间将不会实现供需平衡。

说到这儿相信大家对iphone X 的这个3D感应系统到底是怎么构成的呢？

我们可以看到，目前我们的这个前置模块由8块组成，更是有红外镜头，泛光感应元件，点整投影器这几样全新的传感器件。

• 红外镜头，用于红外影像的接收。

• 泛光感应元件，用于进行暗环境下的红外补光。

• 距离感应器则是一个单点的TOF发射，被近距离物体反射后，红外探测器通过接收到红外线的强度，测定距离，一般有效距离在10cm内。

• 环境光传感器，通常用于调节屏幕自动背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，使得屏幕看得更清楚，并且不刺眼。也可用于拍照时自动白平衡。还可以配合距离传感器检测手机是否在口袋里防止误触。

• 扬声器，麦克风和700万像素摄像头就不用多提。

• 最后就是一个点阵投射器，就是这个点阵投射器投射3万个点出来，然后根据投射的点来计算深度信息。

提到这儿我想大家可能在疑问，为什么投出点就能够获取深度信息呢？其实苹果的这项技术是采用结构光技术，基于光学三角法测量原理。光学投射器（也就是这个点阵投射器）将有规律的散斑图样投射到物体的表面，而固定的摄像头则通过对散斑图样水平的平移变化与原始图像的对比，从而求出物体表面的深度信息。

大家肯定在疑问苹果的解锁过程中脸上岂不是布满了斑点吗？可以说是也不是，因为苹果选择了940nm波段的不可见光，人眼可见光的范围在450nm到650nm，因此人眼无法察觉，但是通过红外镜头，手机可以观测得到。因此点阵投射器与红外镜头是配套使用的。

其实面部识别技术并不新鲜。最近，三星和微软也开始将其作为解锁手机和笔记本电脑的功能。这些举措的不同之处在于，对苹果iPhone X新功能的大肆宣传可能会让面部识别首次成为主流技术。简而言之，Face ID是苹果利用面部图像取代指纹识别的技术，被视为iPhone X上的安全功能。对于消费者来说，这意味着他们只要看着手机就能够解锁。此外，还可以利用自己的脸授权与银行和零售商进行应用内交易。

目前而言，苹果的人脸解锁方案应该是2D与3D结合的一个方案，由2D图像进行人脸识别分析，然后3D的深度信息来进行人体的活体检测，这样2D与3D结合的方案可以确保安全性，将照片，面具，双胞胎等情况轻松检测出来。

具体的使用状况为，普通环境下，700万摄像头进行2D检测，提取特征点，进行匹配检测，然后点阵投射器与红外镜头获取3D信息，进行人脸匹配。在弱光环境下，泛光感应元件发射出红外光源，红外镜头获取2D信息进行人脸匹配，接着点阵投射器与红外镜头又通过协作获取3D信息。从而完成一个全状态下的一个人脸解锁。

前面已经说到深度信息的获取了，那么应用就很广泛了，最简单的就是抠图与背景虚化了。

获取深度信息后我们可以轻松的将人像与背景区分开来，从而做到完美的背景需要，你可能也许会发问说，双摄不是也可以做么？对双摄也是可以的，但是双摄在背景颜色相近的情况下会失效，但是苹果的方案是不会失效的，因为技术原理不一样，同时苹果方案可以完成完美的场景切换。

同时，深度信息还可以进行人脸建模，从而完成人脸角色动画等应用，模型会随着人脸的变化而变化，体验不一样的特效乐趣，具体效果如下：

苹果这次的一个前卫的突破性的新功能，将对整个电子消费市场带来巨大的变化，对手机终端而言，有苹果做市场的先驱者，3D功能与必将在消费者群里中快速推广开来，因此，国内的主流手机厂商都会飞速的采取同样的方案，我敢预言在明年下半年整个手机市场会爆发3D热潮，各家公司的旗舰机型都会搭载深度相机，在2019年年底深度相机更会成为中端手机的标配。

苹果这次的深度相机可以说是打开了未来应用的大门，我敢肯定，未来的应用玩法必然会越来越有趣，人机交互越来越频繁与紧密。就目前而言，还没有一个爆款3D应用的出现，苹果这次将深度相机整合进入新的iphone也是希望带动整个应用行业的发展，希望通过深度相机孵化出一个像Pokémon go一样的应用，当年google可是靠着Pokémon go这一个应用在AR与VR上抢占了大片的市场。

聊过了技术，应用及手机终端，我们回归深度相机的根本，手机相机模组，相信这次苹果深度相机的集成也是对手机相机模组厂带来了巨大的冲击，全球手机的出货量去年在1500kk左右，其中中国手机的出货在800kk左右，而这800kk台设备的摄像头主要采购于国内，所以说，中国的模组厂在世界上都有一定的话语权。

对于针对高端手机相机模组厂而言，这是一个扩大其影响力的机会，今年凭借双摄及新型封装工艺等先进技术，高端模组厂目前发展迅速，更难得的是他们在在深度相机这块拥有很多年的技术储备，现在他们面临的挑战就是将其研发的技术量产化，所以说深度相机这块既是高端模组厂的挑战也是其机会。

对中端手机相机模组厂而言，这是他们弯道超车的机会，如果他们不能抓住深度相机的这次热潮那么在高端产品领域会和高端模组厂拉开更大的差距，可以如果把握好这次机会则是找到了一个切入高端市场的机会。

对于低端手机相机模组厂而言，深度相机则是一场挑战，低端手机相机模组厂现在的任务是扩大产能，抢占市场份额，如果投入大精力在深度相机这个未来的项目上，很有可能会被拖垮，而且他们也承受不起深度相机的研发时间以及投入，但是这又是未来的发展方向，因此这对他们而言这是一场巨大的挑战。

总体来说深度相机是目前手机厂与手机相机模组厂的机会与挑战，让我们期待3D市场明年绚丽的表演吧。

来源：网络