如何将苹果iPhone X的Face ID应用至国产手机?
刘延 于 2018.01.17 23:11:46 | 源自:www.soomal.com | 版权:投稿 | 平均/总评分:09.17/110
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    • iPhone X如期而至,屏幕从TFT-LCD变为异形切割AMOLED,,增加了一道“刘海”。“刘海”内,除了传统的前置摄像头、听筒、距离传感器以外,加入了红外泛光发射器、点阵投射器、以及一个140万像素的红外摄像头。

      过去几年的市场证明了,iPhone的中国品牌替代品,往往都会销量不错。国产手机具备很多iPhone不具备的本地化特色,例如,号码黑名单,拦截等功能。所以国产安卓阵营也早早就上了人脸识别,但大部分人脸识别集中于虹膜或是基于前置摄像头的人脸识别。这次的“刘海”功能,似乎没那么容易模仿。

      什么时候国产手机能用上这项技术呢?这项技术涉及到两个方面:屏幕、3D sensing。先来说说最简单也最基础的,屏幕。“刘海”涉及到屏幕的异形切割。通常来说,屏幕面板切割都是方方正正的。

      当然,屏幕上的问题已经解决了。根据供应链消息,iPhone X的屏幕异形切割面板来自于三星,然而三星并没有把最好的屏幕提供给苹果,三星给自家的高端AMOLED是On-Cell触控集成,而苹果只能退而求次,用了来自日本的Nissha的GF2外挂式触控屏。

      那么国内谁能切呢?夏普S2、Essential Phone均采用异形切割技术,它俩的屏幕模组,都是国内上市公司长信科技旗下的德普特提供,这家公司技术来自于当年iPhone 屏幕模组技术团队,全世界做的无边框模组产品,几乎都是在德普特做的。规划产能是一个月1200万片模组,目前产能达到了800万,目前华为的P、M系列90%都是德普特做的。

      再来看难点,3D Sensing。 3D Sensing贵不贵?算不上贵。根据国外机构拆解结果,算上前置摄像头,苹果的“刘海”部分模组BOM成本大约只需要16.5美元,扣除摄像头,只需要约10.5美元。但国产厂商买不买得到?买不到。下图中所有厂商的产品相关产品,几乎都和苹果签订了独家供应,根据产业链消息,如果他们想要卖给其他厂商,必须降低规格。

      简单点说,苹果3D Sensing人脸识别步骤大致:

      • 1:当有物体接近手机时,距离传感器(ToF)会先被启动。
        2:距离传感器(ToF)的启动会激发泛光感应元件和红外摄像头,泛光感应元件里的VCSEL芯片会发出若干个红外光,红外光反射回后由红外摄像头捕捉,判断是否是人脸信息。
        3:如果经由判断是人脸信息,则会启动点阵投影器,点阵投影器会发射约三万多个红外结构光点,并由红外摄像头捕捉3D人脸信息,进行人脸的图像信息提取,经由A11仿生处理器的比对,得出人脸识别信息。

      泛光发射器可以理解为一个低功耗的红外线灯,红外摄像头也问题不大,根据各路拆解,这是一个140万像素的红外摄像头。难就难在点阵投射器上。那么,点阵投射器是什么?

      没错,点阵投射器的原理,和上面这些“淘宝爆款”是一毛一样的。点阵投射器的核心组件为VSCEL[垂直腔面激光发射器,Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser]和WLO[光学阵列组件,Wafer-Level Optics]。VSCEL是一个低功耗红外激光发射器,WLO则是一块刻有特定图案的特殊的镜片,激光通过镜片便可投射出三万个点。

      目前全球能给苹果这种出货量级别供应VSCEL的公司主要仅有三家:Lumentum、Finisar、IIVI,国内也有公司在工业领域应用。在传统应用中,激光设备对功耗并不敏感,而LED相对亮度不足。这项技术拥有接近传统激光器的亮度和接近LED的功耗,但成本并不便宜,因此,苹果开始采用VSCEL之前,这种技术应用的并不多。这三大家也是接到苹果大规模订单后,重新开始生产消费级VSCEL产品。

      苹果很早就开始使用VSCEL产品了,早在iPhone 7系列上,苹果就使用了VSCEL+ToF作为距离传感器使用,在AirPod上也使用了VSCEL。为了更进一步控制VSCEL的产能,苹果宣布他们的 “先进制造基金”(Advanced Manufacturing Fund)向激光芯片供应商 Finisar 投资了 3.9 亿美元。Finisar 将利用这笔投资把德克萨斯州谢尔曼市的一个 70 万平方英尺的工厂改造成一个用于开发 VCSEL 芯片的研发中心。预计这个研发中心会在明年下半年开放。

      这片镜片的制造难度也不小。镜片的学名叫做衍射光学元件(DOE,Diffractive Optical Elements)是一块3D表面结构复杂的光学镜片,其通过光源发射出的光束整形和分束形成特定光学效果,如均匀化、准直、聚焦、形成特定图案等。其原材料为目前主流光学材料,如玻璃、树脂等。 制造方面与半导体制造类似,需要光刻机、光刻胶等。因此有能力生产WLO元件的厂商,并不多,苹果的WLO元件来自SUSS MicroOptics。另一家有能力大规模生产消费级WLO的,则是台积电。

      另一个难点则是模组小型化与组装。 由于光学与结构限制,大家看到的“刘海”部分,结构并不小。如下图所示,点阵投射器厚度已经达到了5.11mm厚度,再多就真的塞不下去了。苹果选择双层PCB堆叠的原因之一也在于此,太厚,PCB空间又被压缩了。

      组装方面,良率也是非常大的问题。苹果对光轴指标要求非常高,需要IR-RGB、投影,光轴控制在0.5°以内,导致前期组装非常慢,良率非常低,据供应链消息,前期最好的时候也就是60%的良品率。

      说了这么多,什么时候我们才能看见国产手机用上基于结构光的人脸识别呢? 告诉泥萌,华为已经用上啦!惊不惊喜!意不意外!和荣耀V10一起发布的,来自舜宇光学的解决方案。然而从发布会的视频上就能看出,华为为了赶时髦,居然采用类似微软Kinect的外置的附件方式,自然就没有可用性。

      好了,言归正传,我们回来说说国产手机什么时候能用上内置的。 在台湾有一家公司叫做奇景光电,这家公司也参与了iPhone X“刘海”的供应链,但量太小,他们不堪寂寞,于是展开了合作:高通提供算法,奇景光电提供大部分硬件,信利提供组装。

      厂商 产品或服务
      奇景光电 WLO光学元件,Laser驱动IC、模组组装高精度主动对准技术、
      高效能近红外CIS(1MP和5.5MP)、3D深度地图ASIC
      高通

      3D深度地图算法

      第三方 laser、近红外镜头、红外滤光片、半导体工厂、模组封装

      SLiM方案能提供Turn-key solution,奇景光电和高通双方共同提供3D Sensing模组。奇景光电的近红外光感测器是智能手机结构光3D Sensing整体解决方案的关键,其支持极低功耗机器视觉,在近红外光谱中具有较高量子效率。奇景光电的WLO技术具备丰富设计、量产经验,能提供先进的DOE和准直投影技术,今年第三季度产能开始扩充。奇景光电WLO客户包括Google、富士康、索尼、华为、夏普、酷派等厂商。

      奇景光电预计2018年第一季度末SLiM方案将实现量产,预计产能为200万/月。由于下游需求强劲,奇景光电将开展8英寸级WLO项目二期量产,二期项目投资规模将高于一期项目的8000万美元,设备将在2018年内搬入,并贡献产能。

      提供方 核心技术 备注
      奇景光电+高通 奇景光电提供包括WLO、近红外CIS等关键部件,高通提供算法 已与国内一线手机厂商达成合作,搭载手机产品有望18年中出货
      Mantis Vision 提供关键核心算法

      欧菲光排他性合作,舜宇、三星均有入股

      奥比中光 提供红外激光发射、接收装置,核心算法芯片 体感模组已实现量产出货,客户包括乐视、酷开、海信、TCL、创维等;与支付宝合作支持“刷脸”支付 华捷艾米红外激光发射、核心算法芯片

      综上所述,最快的国产手机方案将来自于奇景光电+高通+信利,传闻中小米和OPPO便采用的是这个方案,而首发产能仅有200万/月,谁能抢到产能,谁就能占据先机。鹿死谁手?未曾可知。

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123.153.160.***
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发表于2018.06.01 22:24:11
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014.023.136.***
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发表于2018.02.10 20:06:01
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屏幕也有一点折叠的意思在里面,面部识别苹果又是一年的领先。华为着急了,吹牛都开始有点急了。

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发表于2018.01.26 12:35:46
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123.189.015.***
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发表于2018.01.25 20:29:13
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014.111.***.***
014.111.***.***
因为全面屏的屏下指纹识别不成熟,所以暂时用面部识别这个过渡方案。
此帖使用Win10提交
发表于2018.01.25 20:19:05
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050.028.189.***
050.028.189.***
发表于2018.01.24 02:00:38
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基本上“高端生产力”本子都有选配,今年xps13这些好像要开始标配了。大多都是intel realsence的方案,开拆解体积也还可以,就是做到苹果那体积的确是难,不知道intel会不会搞个手机版本出来。
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发表于2018.01.19 09:07:31
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123.151.076.***
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发表于2018.01.19 00:01:30
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121.057.254.***
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发表于2018.01.18 21:43:31
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个人感觉刷脸支付还是没有指纹支付方便啊.
发表于2018.01.18 20:24:08
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Face++以及国内其他几家类似的公司主要集中于图像方面的人脸识别处理,基于红外和特征点的这种结构光人脸识别方案,国内几家公司在公开渠道上都还没说有。这个得和硬件有比较良好的配合
此帖使用Win10提交
发表于2018.01.18 18:31:31
31
112.224.***.***
112.224.***.***
结合浏览数据,消费习惯,定位记录。很好,少数派报告和1984为期不远了。
此帖使用iPhone提交
发表于2018.01.18 18:10:40
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个人觉得苹果的刘海真是太难看,没啥意思
此帖使用iPhone提交
发表于2018.01.18 17:22:56
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我记得我用S4的年代安卓就已经提供了这样的解锁方式了,只是可靠性嘛,嘿嘿……
此帖使用H60-L12提交
发表于2018.01.18 17:20:37
28
117.136.***.***
117.136.***.***
面部识别总感觉有局限性,不太看好。还是看好屏下指纹
此帖使用VIVO XPLAY6提交
发表于2018.01.18 17:16:16
27
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