OPPO首次公开介绍TOF技术以及OPPO对未来TOF技术发展的理解,同时宣布将会在下一款产品中正式加入TOF技术...
【PChome手机频道资讯报道】8月6日,OPPO在北京举行了TOF技术沟通会。在活动过程中,OPPO公开展示了TOF技术的最新发展成果,并宣布将会在下一代产品中正式加入该技术。
近两年,以手机产品为首的移动终端加快了3D视觉技术在消费级领域的快速成长。3D结构光和TOF技术都是行业中主流的3D视觉方案,并且都属于主动采集方案,对于手机产品来说,3D结构光和TOF的产品特性将对未来手机行业3D视觉技术的发展起到至关重要的作用。
双目立体视觉方案属于被动采集方案,3D结构光和TOF属于主动采集方案。而主动采集方案再针对应用场景的细分,3D结构光适用于近距离的3D信息采集,专注于人脸识别,进而应用于人脸解锁支付等。相比之下,TOF更适用于相对远距离的3D信息采集,应用的范围和想象空间也更广。对于手机来说,这两种技术恰好分别对应着前置使用场景和后置使用场景。
OPPO同时布局结构光和TOF技术
今年6月,OPPO正式发布了搭载OPPO FaceKey 3D结构光技术的Find X手机,并实现了安卓手机首次大规模量产,为3D结构光技术在手机行业的发展起到了积极地影响。在拥有强劲的3D结构光技术储备之后,OPPO再次将目光放在了更适用于后置场景的TOF技术上,着力于推动3D视觉技术的全面发展和消费领域应用。并将在OPPO后续产品中实现后置3D场景的应用,进而完成前置后置应用场景的全覆盖,让产品的“眼睛”更加清晰,让消费者获得更多的可玩性与更优质的体验。
TOF是Time of Flight的缩写,是通过给被测目标持续发送光信号,然后传感器端接收从目标返回的光信号,经过计算发射和接收光信号的往返飞行时间来得到被测距离的技术。
TOF包括五大核心硬件单元:
1.红外发射单元
包括Vcsel发射器、Diffuser(扩散器)。Vcsel发出的是脉冲方波,波长为940nm,该波长的红外光是非可见光,同时在光谱中的量最少,可以避免环境光的干扰。由Vcsel发射出的光源,还会通过Diffuser将光调制成均匀的面光源,再发射出去。
2.光学透镜
它用于汇聚反射回来的光线,在光学传感器上成像。不过与普通光学镜头不同的是这里需要加一个窄带滤光片来保证只有与发射的光信号波长相同(即940nm)的光才能进入,这样做的目的是抑制非相干光源减少背景噪声,同时防止传感器因外部光线干扰而过度曝光。
3.成像传感器
与一般相机的感光元件类似,用来接收反射回来的光,并在sensor上进行光电转换,不过由于TOF的原理,sensor的感光时间非常短,达到了纳秒级别,所以单像素尺寸比一般相机的大很多,比如:目前RGB在用的pixel size为1μm,而我们的TOF sensor的pixel size为10μm。
4.控制单元
控制单元即为激光发射器的驱动IC,能够驱动激光用上限达到100MHz的高频脉冲驱动;同时消除各类干扰,保证驱动波形是完美的方波,上升沿和下降沿时间在0.2ns左右,从而有效保障高精度的深度精度的提取。
5.核心算法计算单元
核心算法计算单元即为我们手机的AP,我们将深度提取的核心算法library移植到AP中,AP从模组中读取单模组校准的数据,驱动深度提取算法library,将RAW图换算成的深度图;然后利用深度图用于各个应用。
TOF的原理其实并不复杂,相当于在传统的2D XY轴的成像基础上,加入了Z轴方向的深度信息,最终可以生成3D的图像信息,所以对于所生成的3D图像信息精度的评判维度,要加入Z方向也就是纵向的精度,这也正是所有3D成像技术的关键。与3D结构光技术更专注于近距离人识别相比,TOF技术则更适用于相对远距离的3D信息采集,应用范围和想象空间也更广。
精度更高体验更好 未来前景更广泛
相比于3D结构光专注于近距离的人脸解锁、人脸识别,TOF更加适合远距离的3D信息采集,对应手机的后置应用场景,这就使得TOF的应用范围更广,想象空间也更大。只要在合理范围内的物体都可以通过TOF进行3D建模,建模后的信息可以通过3D信息展示终端,例如AR、全息影像等方式展现出来。比如3D试装、AR装潢、AR游戏、体感游戏、全息影像交互等都可以通过TOF技术实现。
“OPPO对于前沿科技的探索从未停止,在3D视觉技术方面有着全方位的布局”,会上,OPPO研发项目经理指出,“继Find X实现首个安卓手机的3D结构光量产的同时,OPPO对于适用场景更加丰富的TOF技术也进行了大量的技术储备,目前已经达到行业领先水平,以便于在未来实现3D结构光与TOF技术的并行发展,做到前置后置3D视觉技术场景的全覆盖。
目前,3D视觉技术已经在工业、航天、医疗领域取得了大面积的应用,近几年随着3D视觉技术硬件的不断轻量化集成化,同时AR、3D人脸识别、体感交互等新兴消费级3D终端产品的需求推动,将很快叩开规模更大的消费级市场大门,通过TOF技术解锁3D试装、AR装潢、AR游戏、体感游戏等更多的应用场景。
另外,随着5G网络技术的临近,高带宽为3D视觉技术提供了信息传输的保障,未来3D视频通话、虚景+虚景的远程VR,虚景+实景的远程AR,实景+实景的远程JR等泛在现实使用场景将迎来爆发式应用。
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