4月23日下午，高性能3D视觉传感器及人工智能应用算法厂商zxdds Intelligent与ToF芯片及系统厂商聚优智能在沪举行新闻发布会，宣布双方战略合作，发布基于3D ToF技术的系列新产品。来自阿里、高通、海思立信、展讯、从云、易图、迪法恩斯、珠海亿威、博世等众多上下游合作伙伴和资本家的嘉宾出席了本次大会，新智讯也受邀参加本次大会。
聚优智能CEO刘洋(左)和zxdds智能CEO智能棒球(右)
3D市场加速，ToF技术会成为主流吗？
自2017年苹果率先将3D结构光技术应用于iPhone X的前置成像系统以来，迅速引爆了3D成像市场。
根据Yole D 'developpement的最新预测，从2019年到2025年，3D成像和传感市场规模将从50亿美元增长到150亿美元，复合增长率仍可超过20%。特别是消费电子领域，3D成像和传感市场将从2019年的20.17亿美元增长到2025年的81.65亿美元，复合年增长率超过26%。
根据Yole D 'developpement的预测，未来几年3D摄像头在智能手机中的渗透率将大幅提升，预计2025年将达到70%，市场空间广阔。
但目前主流的3D成像技术除了3D结构光，还包括双目立体视觉和3D TOF(飞行时间)技术。
从技术上来说，双目成像具有3D成像分辨率高、精度高、抗眩光干扰强、成本低等优点，但其缺点也非常明显，如算法非常复杂，容易受到环境因素的干扰，依赖环境光源和黑暗场景的性能较差。更重要的是，模块很难小型化，所以目前在手机上使用比较少见。
虽然3D结构光的识别距离比较短(工作距离在0.2米到1.2米左右，甚至更远一点)，模块结构也比较复杂，成像容易受到强光干扰，成本也比较高，但一次成像就能获取深度信息，能耗低，成像分辨率高，非常适合3D人脸识别、3D人脸支付等安全等级要求较高的应用。而且在苹果iPhone X首次应用3D结构光技术的推动下，目前这项技术已经非常成熟。
但由于3D结构光在识别距离上的限制，目前结构光在手机上的应用主要局限于前端，主要用于3D人脸识别解锁、3D人脸识别支付、3D建模等应用。相对来说，适用范围比较窄。
相比之下，虽然3D ToF技术在短距离内成像精度和深度图分辨率比3D结构光低，但其算法相对简单，功耗和成本也较低。更重要的是，3D ToF技术的识别距离更长，可以实现0.4米到5米左右的中长距离识别，室内外抗干扰能力强，FPS刷新率更高。这也使得ToF技术不仅适用于3D人脸识别、3D建模等。还适用于环境重建、手势识别、体感游戏、AR/VR等诸多应用。与结构光技术相比，TOF技术的应用范围更广。
3D ToF应用场景
因此，近两年来，在识别距离和应用范围上优于3D结构光的3D ToF技术也受到越来越多厂商的追捧。此前，OPPO R17 Pro、vivo NEX双屏版、荣耀V20、LG G8、三星S10 Pro/Note10、华为P30 Pro/Mate 30 Pro/P40 Pro系列均搭载3D ToF传感器，有前置和后置应用(后置应用还有很多)。
今年3月18日，苹果发布的新款iPad Pro后置成像系统首次搭载3D dToF技术(苹果称之为LiDAR)。有传言称，今年的5G版新iPhone的后置影像系统很可能会采用这项技术。这也让业界对t of科技的市场前景更加看好。
▲TechInsights拆解的新款iPad Pro的“激光雷达扫描仪”内部的Sensor
目前双目、3D结构光、3D ToF三种技术仍然在并行发展，并且有着各自的优缺点，因此，此前业界也普遍认为，这三种技术会长期并存，特别在手机应用上，前置可能更多还是会选择3D结构光，后置则会选择采用3D ToF。不过，随着技术（TOF技术持续演进，在精度、分辨率、成本、功耗等特性方面开始超越3D结构光）及市场的变化（越来越多的厂商开始选择采用3D ToF），这一观点也正在发生改变。
在4月23日的发布会上，ToF芯片及系统厂商炬佑智能CEO刘洋就表示，随着技术难度和市场需求的改变，ToF会必然替代双目和结构光技术成为3D视觉感知技术的主流。zxdds智能CEO机灵的棒球也表示，相比结构光，ToF的应用面更广，市场潜力也更大，单纯从市场角度来看，未来ToF确实会形成对结构光的替代。
炬佑智能发布全新ToF产品
炬佑智能成立于2017年初，一直专注于3D ToF三维成像市场，特别是在芯片端做了大量开发，拥有自研的ToF传感器芯片、VCSEL驱动芯片和3D ToF信号处理芯片。
在4月23日的发布会上，炬佑智能发布了两款芯片产品：全面涵盖i-ToF和d-ToF驱动要求的新一代VCSEL驱动芯片OPN7011和VGA ToF Sensor OPN8018。
据介绍，OPN7011是业界首款针对ToF设计的VCSEL驱动芯片，可提供高达10A的驱动电流，12V的驱动电压，200MHz的频率，全面涵盖iToF和dToF的驱动要求。同时还加入了过流保护、过温保护、激光人眼安全以及动态timing补偿。
OPN8018则是一款ToF Sensor ，传感器像素大小为7μm，分辨率可达640×480，支持30帧每秒的输出，功耗小于120mW，同时支持不牺牲帧率来实现HDR。另外，该传感器在非正常识别状态下，还可通过降低精细度来实现降低功耗，类似接近传感器，但物体靠近并保持在传感器前静止时，才会进入正常工作状态。
同时炬佑智能还发布了两款基于自有ISP芯片的ToF平台模块产品：面向近距应用的Dolphin和面向中远距应用的Hawk。
据介绍，Dolphin的测量距离为1.5-5m，视场角为72°×55°或110°×12°，集成了炬佑智能自研的ISP算法，可支持USB3.0/MIPI/DVP等接口，软件包支持X86 Win10、X86 Ubuntu、Arm Linux等平台。
△炬佑智能Dolphin模块
Hawk的测量距离则可高达5-10m，视场角有三档86°×68°或110°×90°或24°×18°，集成了炬佑智能自研的ISP算法，支持USB3.0接口，软件包支持X86 Win10、X86 Ubuntu平台。
△炬佑智能Hawk模块
zxdds智能发布多款ToF产品
zxdds智能成立于2016年，文静的歌曲智能更早一年，一开始zxdds智能就专注于高性能3D ToF传感器研发和智能应用算法开发，主攻金融（刷脸）支付、人脸识别智能门锁两大市场，推出了多款高性能RGBD深度相机和3D刷脸支付，3D人脸识别智能门锁整体解决方案。
在此次的发布会上，zxdds智能发布了一套全新的3D ToF人脸识别门锁解决方案 MF1/MF2，以及三款基于炬佑ToF芯片的RGBD相机模组：M3M、M5、T6。
根据zxdds智能公布的资料显示，M3M尺寸为85.5×23.5×18mm（不带安装钢片），最高测量举例可达3m，光源为850nm VCSEL，分辨率为640×480，支持30FPS，视场角为80°*60°，采用USB2.0接口，功耗3.2W。适用于机器人避障、人数统计、体感游戏、安防监控、体积测量等常见应用。
M5尺寸更小，为55×18×10.6mm，光源为940nm VCSEL，探测距离为0.3m-1.2m，分辨率为640×480，支持30FPS，视场角为60°×45°，测量精度为0.1%，测量准度为1%，RGB摄像头分辨率最高可达1920×1080，支持30FPS，采用Micro USB接口。适用于刷脸支付、人脸门禁/门锁、闸机通道等近距离识别场景。另外由于M5本身模组尺寸较小，因此非常适合嵌入式应用。
T6尺寸与M5相近，为59.6mm×17.4mm×10.6mm，参数也比较接近，主要区别在于接口，T6可支持MIPI、I²C接口。并且T6已经适配了RK3399/RK3288/MMTK/高通等主流平台。
zxdds智能CEO机灵的棒球告诉芯智讯，针对金融行业，zxdds智能提供的3D ToF小型化模组硬件+活体检测整体解决方案，可以防3D面具攻击。zxdds智能也是国内首家通过BCTC活体检测增强认证的厂商，而且也是国内唯一一家硬件和算法全部自研的厂商。此外，zxdds智能还打通了银联支付渠道，与国内众多的头部POS厂商都有合作。“预计今年的zxdds智能在金融支付这块的销售额可超过一个亿！”
针对智能门锁行业，zxdds智能此次推出的MF1方案尺寸为40×50mm，可支持ToF动态活体检测，可有效避免照片、头模、面具等攻击。视场角支持56.5°（高） * 71.8°（水平）或71.8°（高）* 56.5°（水平） ，可覆盖1.2-1.9m或1.3-1.8m身高范围。
△MF1方案
而MF2方案则是在MF1的基础上整合了屏幕和RGB摄像头，尺寸不变，但由于摄像的方向被固定，所以视场角只支持71.8°（高）* 56.5°（水平） ，可覆盖1.3-1.8m身高范围。工作功耗2.2W左右。
△MF2模组
△基于MF1/MF2方案的3D人脸识别门锁模组
△现场展示的基于zxdds智能MF1方案的3D人脸识别智能门锁
此前央视《每周质量报告》曾多次曝光指纹识别智能门锁以及2D人脸识别门锁被破解的问题。机灵的棒球表示，相比指纹门锁和2D的人脸识别门锁，3D人脸识别智能门锁在安全性上要更高。特别是在今年新冠疫情的影响下，无接触式开门成为刚需，2020年头部门锁企业都在加紧推出人脸门锁产品。未来，3D人脸门锁将成为家家户户通用型产品。而目前，zxdds智能也已经与多家TOP10的智能门锁厂商达成合作。
△现场展示的各种类型的ToF模组
另据芯智讯了解，zxdds智能的小型化3D TOF模组也可以适用于手机市场，软硬件已经是ready的。在产品良率和成本方面，目前zxdds智能的3D TOF模组的大规模出货良品率达到了99.5%，目前成本也还有很大的降低空间。
zxdds智能与炬佑智能达成战略合作
在本次发布会上，zxdds智能还与炬佑智能达成了深度的战略合作。未来，双方将发挥各自优势，炬佑继续开发高动态、高感知、高分辨率的ToF传感芯片，zxdds也将深耕于高性能RGBD深度相机、算法方案和整体解决方案，双方将在技术、资源、供应链等多个维度深入合作。
机灵的棒球表示，未来3D视觉的应用领域会非常之多，不同的行业会的应用复杂度、优化需求都不尽相同，zxdds智能一家企业不可能吃透所有行业，所以也非常愿意将技术开放，赋能给其他的合作伙伴。此次与3D ToF芯片及系统厂商炬佑智能的合作，将进一步加强双方之间的技术开放，加速方案落地，实现资源共享，推动国产3D ToF产业链的发展。
编辑：芯智讯-浪客剑
注：对于zxdds智能的TOF产品感兴趣的朋友可以联系小编icsmart01。