09.05 開啟手機解鎖新世紀的大門·3D結構光

隨著ipone X的橫空出世,蘋果公司首次用Face ID 取代之前大眾所熟知的指紋解鎖。之後各大手機廠商紛紛效仿,將一個新的科技名詞引入了大眾的視野,它就3D結構光。

然而什麼是3D結構光呢這就要從他的發展起源說起了,3D結構光算是3D視覺技術中技術最成熟的也最方便使用的,3D視覺技術則是人工智能為前端的表現,下面就讓小編就為大家打開這扇新世紀的大門-------3D結構光。

開啟手機解鎖新世紀的大門·3D結構光




開啟手機解鎖新世紀的大門·3D結構光

不得不說的人工智能


要講3D結構光就不得不說其源頭人工智能,人工智能(Aritificial Intelligence, AI)是一門融合了計算機科學、統學、腦神經學和社會科學的前沿綜合性學科。它的目標是希望計算機擁有像人一樣的智力能力,可以替代人類實現識別、認知、分類和決策等多種功能。

人工智能發展最早可以追溯到二十世紀五十年代,可以說人工智能這個概念已經提出了很多年,人工智能在發展過程中產生了很多的流派,符號主義、連接主義和行為主義。這些流派的相輔相成推進了人工智能的發展。

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人工智能的研究領域主要有5層,最底層是基礎設施建設,包括數據和計算能力兩部分,數據越大人工智能的能力越強。往上一層是算法,比如機器學習、深度學習等算法。再上一層是主要的技術方向,如計算機視覺、語音工程、NLP等。第二層是各個技術方向中的技術,最上層為人工智能的應用領域。

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應景的3D視覺技術


現如今的人工智能又分為兩個階段,一個階段是感知階段,另一個階段則是認知階段。現階段整個人工智能還在比較初級的感知階段,而作為感知階段中最為重要的視覺感知已經成為大部分人工智能公司競相角逐的中心。

視覺感知作為人工智能最重要的傳感器,就像眼睛對於我們人類的重要程度一樣,沒有了視覺感知功能人工智能無法完成一切跨越時代的進步。

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視覺分成了幾個大類,很它主要涉及了5個大的領域,包括顏色、光照、形狀、移動還有距離。這幾個信息在雲的系統裡面同時並行的處理,,而隨著一系列的科技發展以及智能手機的發展,3D視覺技術應用而生!

而3D視覺技術則是通過3D Sensing來實現的,主流的三種3Dsensing分別是結構光方案、TOF方案以及雙目立體成像方案。

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在這三種3D Sensing技術對比中發現,TOF方案與結構光方案因其使用便捷、成本較低等優點而最具前景。但是結構光方案在精度方面超越了另外2種方案,非常適合智能終端採用。



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淺談3D結構光的構成


既然前文說的3D結構光作為3D視覺技術最佳方案之一,他的工作原理和組成又是怎樣的呢。打個比方說,其工作原理類似於可以繪製淺海海底地形圖的聲吶系統,通過反射信息來確定深度。3D結構光則是通過人體或物體表現反射光線來確定深度信息的。

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3D結構光的整個系統包含結構光投影設備、攝像機、圖像採集和處理系統。3D結構光技術主要是通過近紅外激光器發射的具有一定結構特徵的光線,投射到被拍攝物體上,再由專門的紅外攝像頭進行採集。由於這種具備一定結構的光線在被攝物體的不同深度區域,而導致採集後生成的圖像相對原始光線結構發生變化,然後通過運算單元將這種結構的變化換算成深度信息,我們便獲得了被拍攝物體的三維結構。



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無所不在的3D結構光


那麼,3D結構光技術能給未來的智能產品及手機帶來哪些新的功能應用呢?

現如今iPhone X的Face ID面部解鎖功能就是利用了3D結構光技術,這是迄今為止安全級別最高的面部解鎖。通過3D結構光技術實現面部解鎖的話,容錯率可以達到百萬分之一,並且由於3D結構光技術的精確度可以達到毫米級別,所以通過其它技術手段很難仿製用戶的面部結構以騙取手機系統進行解鎖,進一步提升了安全性,完全可以取代現如今的指紋解鎖;。

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利用3D結構光技術獲取用戶的面部結構信息,還可以進專業美顏以及更換3D表情的操作,現在的美顏與圖形圖像處理軟件層出不窮。但是由於對用戶的面部數據獲取十分有限,所以在進行美顏及更換表情時,總會出現不連貫或錯誤的情況,造成效果不太理想。3D結構光技術可以精確的瞭解到面部各個部位的結構信息,從而在不影響其它區域的情況下專門針對面部某個區域進行專項美化和更換表情,甚至更換形象的操作。

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3D結構光不僅在手機應用上表現出色,在不久的將來也將運用在5G全息投影、AR虛擬現實場景模擬以及AR遊戲等方向,相信在不久的將來3D結構光的技術讓我們的生活變得更有品質,娛樂更真實,信息更安全,生活更便捷,溝通更流暢。


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