Tecnologia del sensore 3D smart phone per aprire un nuovo fronte

A differenza della "guerra dei megapixel" in passato, molti produttori di smart phone lavoreranno di più sulla nuova frontiera della tecnologia di rilevamento 3D ...

L'ultimo smartphone Samsung, il Galaxy S9, è pronto per essere immesso sul mercato e Huawei sta per annunciare il nuovo prodotto P20 a Parigi la prossima settimana. Gli esperti di tecnologia di imaging affermano che la tecnologia di rilevamento 3D è diventata un L'ultimo focus sulla concorrenza del settore della telefonia mobile, ma ciò che non è ancora chiaro è se la capacità di rilevamento 3D dello smartphone di Samsung o Huawei sia qualificata per competere con l'iPhone X di Apple?

MEMS da società di ricerche di mercato Yole Developpement di Francia e Pierre Cambou tecnologia di imaging direttore della ricerca, ha detto che la tecnologia della fotocamera TrueDepth perché Apple ha istituito una soglia elevata, ha predetto che gli altri concorrenti possono richiedere più di un anno per fornire rilevamento 3D paragonabile alla iPhone X tecnologia.

Diverso dal passato "guerre megapixel", la maggior parte del settore smart phone sarà colpita di più in tecnologia di rilevamento 3D su questo nuovo fronte, questo è perché la fotocamera 3D include molti degli stessi componenti hanno bisogno di operare, ma anche la necessità di un'adeguata supply chain Management.

Cambou la fotocamera 3D descritto come "un gruppo di sub-assemblaggio (sub-devices)", ha detto :? "Mi ricordo che ha coinvolto fornitori di Apple iPhone X includono STMicroelectronics (STMicroelectronics), LG Innotek, Hon Hai (Foxconn) austriamicrosystems (ams) ci Lumentum ".

Il mercato ha già commentato che la tecnologia di rilevamento avanzato S9 di Samsung è "deludente". C'è stato un commento sul rapporto CNET pubblicato all'inizio di questo mese: "Approfondita osservazione dell'ultimo sistema biometrico di Samsung - e il sistema e l'iPhone X's Confronto ID viso: i risultati mostrano che non è sicuro sui pagamenti mobili. "

Il rapporto ha sottolineato che "questo è dovuto al fatto che il sistema di riconoscimento facciale di Samsung utilizza una fotocamera standard per creare una mappa 2D del volto dell'utente e l'Face ID di Apple è una scansione 3D complessa che creerà un'immagine del viso." La gente ha già lanciato a Samsung l'anno scorso. Il Galaxy S8 ha confermato che potrebbe utilizzare le foto per ingannare la tecnologia di riconoscimento facciale di Samsung. Ovviamente, S9 sarebbe ingannato con lo stesso metodo.

Per quanto riguarda il prossimo P20 Huawei, ci sono un sacco di copertura mediatica sarà al telefono "tre colpi", come una caratteristica fondamentale ── Perché abbiamo bisogno di tre lenti della fotocamera, due tre sarebbe fare meglio?

Per questo motivo abbiamo chiesto Eran Briman vice presidente del Marketing e Business Development, fornitore leader di tecnologia dual-lens Corephotonics, ha detto: "Tre colpi è un nuovo campo della tecnologia, ha appena iniziato, non ha ancora dimostrato la sua validità;", ha sottolineato tre telecamere possono avere molti modelli e configurazione, la lente può avere tali scopi, compreso il supporto per "scarsa illuminazione, zoom, la profondità di campo, la qualità dell'immagine complessiva alta risoluzione e."

Secondo Briman, la combinazione di tre videocamere può comprendere: 1. Un obiettivo a colori (RGB), un obiettivo in bianco e nero e una terza fotocamera che fornisce un campo visivo molto ampio (FoV) o due volte più lontano Narrow FoV: 2. Un obiettivo grandangolare, un obiettivo grandangolare standard e un doppio teleobiettivo o 3. Un obiettivo grandangolare standard, un doppio telescopio e un telescopio cinque volte per supportare lo zoom super ( Super-zoom).

Ha sottolineato: "Potrebbero esserci anche altre configurazioni, inclusi diversi sensori di immagine", ma il punto principale è: "Rispetto al design a doppia lente, tutte e tre le configurazioni dell'obiettivo possono fornire informazioni più accurate sulla profondità."

Briman ha detto: "La ragione principale è che in effetti la sua linea di base (la distanza tra i colpi) diventerà più grande, specialmente il primo e il terzo colpo, maggiore è il valore di base, più accurata sarà l'informazione di profondità- ─ Ma il software è molto impegnativo, ha bisogno di occuparsi di occlusione, sincronizzazione, ecc. "Ha aggiunto:" Inoltre, integrando le informazioni provenienti da tre telecamere, è possibile ottenere informazioni teoricamente migliori sulla profondità. "

In altre parole, la soluzione a tre obiettivi di Huawei è chiaramente intesa a dimostrare gli sforzi della società nel rafforzare la tecnologia di rilevamento della profondità: sebbene non confermata, l'industria sospetta che Qualcomm sia il partner tecnologico di Huawei 3D; In estate, Qualcomm ha annunciato di aver collaborato con Himax Technologies per creare un modulo di illuminazione strutturata completamente integrato (SliM), che nel periodo in cui è stato prodotto nel corso del primo trimestre di quest'anno produrrà il modulo di rilevamento della profondità 3D.

Quali sono i principali fornitori nel campo della tecnologia di rilevamento 3D?

Quindi quali sono i principali fornitori nella tecnologia di rilevamento 3D smart phone? Prima di discutere di questo argomento, prima di esaminare i principi di funzionamento della fotocamera 3D di Apple:

Struttura della fotocamera Apple TrueDepth

(Fonte: Yole Developpement)

Yole Come precedentemente spiegato, iPhone X può identificare viso dell'utilizzatore e sbloccare il telefono, è una combinazione di infrarossi e ToF vanno sensore telecamera "luce strutturata", che può anche utilizzare un "flood" o "modello di bit" illuminazione First , iPhone X combina telecamera a infrarossi e componenti a induzione proiettore per proiettare una luce infrarossa uniforme davanti al telefono, poi riprendere l'immagine, e questo fa scattare gli algoritmi di riconoscimento facciale.

Tuttavia, la funzione di riconoscimento facciale non funziona continuamente. Collegato ad un tempo di volo (ToF) compreso telecamere a infrarossi sensori inviano un segnale che indica la fotocamera per scattare immagini quando viene rilevato un volto. IPhone X avvia quindi proiettore matrice catturare un'immagine. di solito l'immagine e quindi trasmette i modelli di bit immagine all'unità di elaborazione applicazione (APU), per la formazione della rete neurale, di identificare gli utenti mobili per sbloccare il telefono.

La Cambou di Yole ha sottolineato che l'elaborazione dell'immagine 3D non è ancora iniziata.Le informazioni 3D sono contenute nell'immagine del modello bit. "Per eseguire applicazioni 3D, la stessa APU può utilizzare un altro algoritmo per calcolare le mappe di profondità dell'immagine", ha aggiunto: " Grazie all'approccio basato sulla luce strutturata ad alta intensità di calcolo, l'iPhone X sfrutta appieno le potenti capacità di elaborazione del chip A11. L'uso di reti neurali è una tecnologia chiave che consente questo design. "

Esistono fondamentalmente tre tipi di tecnologie che possono ottenere il rilevamento 3D, tra cui visione stereoscopica, luce strutturata e rilevamento dei materiali da esposizione, Yole fornisce la seguente tabella per vedere i vantaggi, gli svantaggi e le caratteristiche di queste tre tecnologie:

Confronto tra le tre principali tecnologie di rilevamento 3D

(Fonte: Yole Developpement)

Poiché ogni telecamera 3D contiene una serie di dispositivi secondari, Yole offre alcune combinazioni di componenti per i tre tipi di tecnologie sopra descritti.

Innanzitutto, è possibile ottenere la visione stereoscopica o lo stereo attivo combinando una fotocamera NIR a otturatore globale (NIR) fornita da Omnivision o ST e l'illuminazione NIR di Osram, Lumentum, Finisar (opzionale). Esistono acceleratori hardware 3D (cioè processori visivi) forniti da Iniutive, Intel (Intel) / Movidius.

In secondo luogo, nella sezione di luce strutturale, i sub-dispositivi necessari includono una fotocamera NIR con otturatore globale, così come i fornitori come Omnivision o ST, c'è anche un assemblaggio di illuminazione strutturale NIR (opzionale), il fornitore è Austrian Microelectronics, Wonder Photo, Namuga e Goertek della Corea del Sud, anche un fornitore di software di ricostruzione 3D per Apple Primesense, Mantis, Namuga e Orbbec.

La terza soluzione ToF richiede fornitori tra cui PMD, obiettivo ToF di Sony / Softkinetic e componenti di illuminazione NIR di OSRAM, Lumentum, Finisar e austriamicrosystems (facoltativo). Cambou sottolinea che la microelettronica austriaca e La legge fornisce i rilevatori di prossimità ToF, ma supporta solo pochi pixel. La società non ha ancora sviluppato telecamere ToF.

Soglia di concorrenza elevata di Apple

Supponendo che il TrueDepth di iPhone X sia di gran lunga migliore dei concorrenti di Yole, quali sono le altre soluzioni di rilevamento 3D?

Cambou crede che il "motore neurale" sia una chiave e un ostacolo che i concorrenti di Apple non possono superare: "Qualcomm ha chiaramente una soluzione" anch'io "... ma non ha ancora visto risultati"; Inoltre, ha dichiarato: "È necessario un potente sistema di telecamere 2D-3D, adatto per gli smart phone frontali, che costano meno di $ 15". Questo non è impossibile, ma è davvero difficile da fare.

Costo del sistema di hub ottici di iPhone X.

(Fonte: Yole Developpement e System Plus Consulting)

Inoltre, Cambou ha aggiunto che il sistema deve anche raggiungere un certo grado di biometria: se una foto può ingannare il sistema, la soluzione è inutile, pensa che questo sia il problema: "Apple sapeva fin dall'inizio che avrebbe usato una fotocamera 3D. Che cosa fare è un'interfaccia utente che include soluzioni di identificazione biometrica ", mentre altri concorrenti stanno semplicemente cercando di vendere le stesse funzionalità della versione più economica.

Cambou ha sottolineato: "Il livello di prestazioni richiesto dal sistema di identificazione di Apple ha stabilito uno standard che supera le capacità tecnologiche di tutti i concorrenti, il dilemma di Qijing Optoelectronics significa che l'industria della telefonia mobile non ha ancora compreso appieno il suo focus applicativo."

Che, oltre a Qualcomm e Himax di cooperazione, ci sono altri casi? Cambou sottolineato che MediaTek (Mediatek) intende inoltre far parte del ruolo di fornitore APU di battaglia di rilevamento 3D, destinato alla rete neurale convoluzionale (CNN) ── simile apple ha i nervi motori ── per sostenere la biometria, e disse, MediaTek sarà ovviamente fornire CNN acceleratore per miglio (Xiaomi), in futuro, la luce Obi e la progettazione di telecamera 3D combinata.

Previsioni del mercato della tecnologia di rilevamento 3D

(Fonte: Yole Developpement)

Cambou anche detto che se il sistema telefonico faccia il riconoscimento sarà utilizzato per pagamento mobile, possiamo sempre sosteniamo modulo telecamera 3D che è più sicuro, ma ci sono cose che non può essere ignorato, è il fattore Cina. Per esempio, a condizione che il pagamento finale del tesoro trova che tipo di tecnologia di rilevamento 3D è abbastanza buono, sarà riconosciuto dal ── mercato cinese, la Cina ha una grande popolazione sono stati dipendenti da tale pagamento micro-channel, Alipay e altri sistemi di pagamento mobile, e questo sarà il più grande determinante della tecnologia di rilevamento fattori vincitori 3D.

Compilazione: Judith Cheng

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