【原】【熱點(diǎn)剖析】安卓陣營緣何難產(chǎn)，F(xiàn)ace ID 前路何方？

奧維睿沃 2021-01-29

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　　全面屏?xí)r代，生物識別傳感器重新成為終端ID設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。電容式指紋識別基本已完全失去高端市場，僅剩后置coating方案支撐，且模組報價早已跌破$1。前置生物識別設(shè)計(jì)成為高端機(jī)代名詞，在iPhone X 發(fā)布近10個月后的今天，我們終于看到了安卓陣營Face ID機(jī)型的上市，并看到了VIVO 發(fā)布了TOF方案。為何安卓結(jié)構(gòu)光如此難產(chǎn)？TOF未來如何？Face ID 最終出貨幾何？下面我們逐一細(xì)說。

蘋果獨(dú)享結(jié)構(gòu)光首波紅利，內(nèi)置算法&寬劉海成為制約安卓陣營最大難點(diǎn)

　　安卓陣營目前僅有小米8透明探索者版及OPPO Find X發(fā)布，結(jié)構(gòu)光方案之所以難產(chǎn)，主要是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)光模組光學(xué)結(jié)構(gòu)及算法復(fù)雜。結(jié)構(gòu)光可分為編碼結(jié)構(gòu)光與散斑結(jié)構(gòu)光。前者使用編碼pattern，后者則使用偽隨機(jī)光斑對空間進(jìn)行標(biāo)定。

小米采用編碼結(jié)構(gòu)光

蘋果&OPPO采用散斑結(jié)構(gòu)光

　　兩者都使用了部分三角測距原理，因此光源與鏡頭必須確保足夠距離，這段距離被稱為baseline。蘋果采用的散斑結(jié)構(gòu)光，其baseline長度在25mm左右，因此其Notch部分很寬。小米8采用以色列Mantis方案，為編碼結(jié)構(gòu)光，結(jié)構(gòu)簡單，但識別距離及精度相同時，則baseline更長。小米8采用相同Notch設(shè)計(jì)發(fā)布后即被蘋果威脅提告侵權(quán)。OPPO Find X 使用奧比中光散斑結(jié)構(gòu)光方案也無法避開baseline問題，為避開蘋果ID設(shè)計(jì)，其創(chuàng)新性的使用了滑蓋式設(shè)計(jì)，代價是整機(jī)厚度高達(dá)9.6mm。

　　結(jié)構(gòu)光算法復(fù)雜，蘋果A11仿生芯片可單獨(dú)為結(jié)構(gòu)光設(shè)計(jì)計(jì)算單元，大大提高了效率與安全性。安卓陣營，則因高通方案不成熟，需增加外置計(jì)算IC，降低了運(yùn)算效率與安全性。目前奧比中光搭配MX系列計(jì)算芯片，Mantis算法相對簡單，是否需額外增加芯片尚未確定。

　　目前小米8透明探索者版本量產(chǎn)困難，OPPO Find X備貨量僅100萬臺左右。

Face ID 機(jī)型對比

TOF Sensor VGA 分辨率有待加強(qiáng)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成為最大優(yōu)勢

　　Vivo在6月28日上海MWC期間發(fā)布了其TOF 超感技術(shù)，并宣稱相較于結(jié)構(gòu)光有10倍有效深度信息及3倍工作距離。

Vivo TOF Demo

　　但是散斑結(jié)構(gòu)光對于深度的判定并不是一個光斑對應(yīng)一個距離，而是根據(jù)算法標(biāo)定。iPhone宣稱有超過30000個光斑進(jìn)行深度測量，但實(shí)際接收Sensor分辨率為1312*1104.即140W像素左右，具體深度圖分辨率并未放出。而奧比中光則宣稱深度圖分辨率在30fps時可達(dá)到1280*1024，因此結(jié)構(gòu)光深度圖分辨率基本在百萬級。而目前業(yè)界最高分辨率TOF Sensor 為SONY IMX456QL 及松下的CCD Sensor（需額外搭配ADI驅(qū)動芯片）也僅有VGA 即640*480（30萬有效像素）。實(shí)際上TOF深度圖分辨率僅有結(jié)構(gòu)光的1/3，10倍有效深度信息只是偷換概念。由于TOF 方案使用調(diào)制波光飛時間測量深度，技術(shù)核心在Sensor的設(shè)計(jì)及驅(qū)動算法，光學(xué)上僅要求大光圈（f 1.4及以上），baseline可縮減至5mm以下，因此被認(rèn)為下一代Face ID方案的最有力競爭者。

松下TOF相機(jī) Demo

SONY TOF Demo 效果圖(顏色代表深度)

TOF&結(jié)構(gòu)光對比

搭配AR 應(yīng)用，F(xiàn)ace ID 爆發(fā)可期

　　無論結(jié)構(gòu)光還是TOF都是3D攝像頭的一種，F(xiàn)ace ID 只是3D 計(jì)算機(jī)視覺的一類應(yīng)用。因此今天我們對Face ID 的市場預(yù)測應(yīng)該放眼3D成像整體市場。根據(jù)奧維云網(wǎng)（AVC）數(shù)據(jù)顯示，2017年全球3D圖像與檢測市場規(guī)模為18億美元，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到57億美元。

全球3D圖像與檢測市場容量

Data Source：奧維云網(wǎng)（AVC）顯示器件與系統(tǒng)大數(shù)據(jù) unit：B $

　　手機(jī)作為第一大消費(fèi)電子產(chǎn)品，其巨量的用戶數(shù)據(jù)成為了新興技術(shù)最佳的孵化溫床。隨著iPhone X 的發(fā)布，蘋果同時發(fā)布了其AR Kite 平臺。 Face ID 作為手機(jī)3D 視覺第一應(yīng)用，相信各家終端廠商絕不會錯過這個training 產(chǎn)品&算法&供應(yīng)鏈的機(jī)會。針對后續(xù)Face ID在智能手機(jī)上的應(yīng)用，奧維云網(wǎng)（AVC）認(rèn)為到2020年滲透率會突破20%。

智能手機(jī)Face ID 搭載預(yù)測