揭開“齊劉?！泵婕?，探索人臉識別 SITRI最新解析iPhone X和Vivo X20
隨著iPhone X的發(fā)布，3D人臉識別功能一度成為人們口中津津樂道的新科技，與此同時，國產Vivo X20的發(fā)布也提到了其帶有人臉識別功能，下面就讓SITRI的專業(yè)團隊帶領大家揭開人臉識別的神秘面紗。
先從蘋果iPhone X說起，讓我們看一看這個可愛的“齊劉海”里到底搭載了哪些傳感器?
了解完“齊劉海”里的那些傳感器，是不是出現(xiàn)了很多新的名詞呢?例如“點陣投影器”和“泛光感應元件”，還有iPhone智能手機產品上從未出現(xiàn)過的紅外攝像頭。這些新器件的出現(xiàn)都是因為iPhone X引入了3D人臉識別系統(tǒng)。
在介紹具體的傳感器信息前，先來簡單說一說人臉識別的啟動步驟。
步驟1：當有物體接近手機時，距離傳感器(ToF)會先被啟動。
步驟2：距離傳感器(ToF)的啟動會激發(fā)泛光感應元件和紅外攝像頭，泛光感應元件里的VCSEL芯片會發(fā)出若干個紅外光，紅外光反射回后由紅外攝像頭捕捉，判斷是否是人臉信息。
步驟3：如果經由判斷是人臉信息，則會啟動點陣投影器，點陣投影器會發(fā)射約三萬多個紅外結構光點，并由紅外攝像頭捕捉3D人臉信息，進行人臉的圖像信息提取，經由A11仿生處理器的比對，得出人臉識別信息。
下面就切入正題，帶來iPhone X的3D人臉識別傳感器大揭秘。先從iPhone X的整機結構和主要部件圖說起。
iPhone X整機結構圖
iPhone X主要部件圖
點陣投影器
點陣投影器和兩個攝像頭(紅外攝像頭和前置攝像頭)是集成在一個模組上面的。
模組掃描照
模組X-Ray照
將點陣投影器拆解下來，得到單獨的點陣投影器的模組。
點陣投影器模組照
點陣投影器模組X-Ray照
點陣投影器里有一顆VCSEL芯片，當點陣投影器被啟動后，VCSEL芯片發(fā)射的紅外光經由正對著芯片上方的準直鏡頭射出，經過兩個反射鏡面，最后通過光學衍射元件(DOE)形成約三萬多個紅外結構光射出。
點陣投影器(開蓋前)
點陣投影器(開蓋后)
將上面的準直鏡頭及光學衍射元件模組揭開之后，就可以清晰的看見下面的VCSEL芯片。
VCSEL芯片光學顯微鏡照
泛光感應元件
泛光感應元件、距離傳感器及一顆控制芯片被封裝在了一起，下圖是整個封裝的顯微鏡照。
整個模組光學顯微鏡照
整個模組X-Ray照
如上圖X-Ray所示，VCSEL芯片起到泛光感應(發(fā)射紅外光)的作用。
距離傳感器[!--empirenews.page--]
如上所述，整個模組內的距離傳感芯片來自STMicroelectrics的ToF芯片，此款芯片在iPhone7+中就已經采用。
距離傳感ToF芯片-光學顯微鏡照
環(huán)境光傳感器
iPhone X的環(huán)境光傳感器從封裝外觀上就和以往的環(huán)境光傳感器不同，變成扁扁長長的形狀，這也許是由于空間不夠而導致的，同時芯片的上方還裝有擴散片。
環(huán)境光傳感器封裝掃描照
環(huán)境光傳感器封裝X-Ray照
取下上面的擴散片后，可以看到整顆環(huán)境光傳感芯片以及上面的玻璃透光片。
前置攝像頭
前置攝像頭掃描照
前置攝像頭X-Ray照
前置攝像頭光學顯微鏡照-Lens
紅外攝像頭
紅外攝像頭掃描照
紅外攝像頭X-Ray照
紅外攝像頭光學顯微鏡照-Lens
除了上述的這些傳感器，iPhone X的人臉識別也少不了其強大的仿生處理器A11的巨大貢獻。
A11處理器
A11光學顯微鏡照
蘋果iPhone X的“齊劉海”里還有一顆來自樓氏的麥克風傳感器。
麥克風傳感器
麥克風光學顯微鏡照
麥克風掃描電鏡照
看完了iPhone X的“齊劉海”后，我們再來看一下Vivo X20的人臉識別功能上搭載了哪些傳感器。
如上圖所示，Vivo X20的人臉識別傳感器包含前置攝像頭和距離傳感器，其中兩顆距離傳感器是相同型號的芯片，都是來自于AMS的產品。特別的是，我們在Vivo X20的一顆距離傳感器邊上發(fā)現(xiàn)了一個LED燈，不知道這是不是和Vivo X20的“逆光也清晰”有關呢?
Vivo X20整機結構圖
Vivo X20主要部件圖
LED燈
LED燈光學顯微鏡照
LED燈X-Ray照
距離傳感器
距離傳感器光學顯微鏡照
距離傳感器X-Ray照
前置攝像頭
前置攝像頭模組掃描照
前置攝像頭X-Ray照
前置攝像頭光學顯微鏡照-Lens
看完了iPhone X和Vivo X20的傳感器，不知道各位對于3D人臉識別有沒有更進一步的認識呢? 后續(xù)SITRI會對這兩款手機里的其他傳感器和芯片作進一步的分析。
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