详解3D人脸与屏下指纹的现状与未来， 谁才是生物识别新方向？

　小优智能

　　青岛小优智能科技成立于2015年底，是一家专注于微型激光三维扫描模组产品研发、生产及销售的高科技企业。公司研发”3D激光扫描模组”采用MEMS微振镜芯片，配合具有自主知识产权的光路及散热系统，结合半导体激光芯片，构建微型激光扫描系统。可广泛应用于3D实物感知领域。

　　与前面介绍的通过散斑来进行3D建模的方案不同，小优智能采用的是激光三维扫描，通过MEMS微振镜技术，使得激光束能够对于扫描的对象进行逐行扫描，具有高分辨率(达到亚毫米级，可以比iPhone X精细度更高)、高可靠性、低成本(不需要VCSEL、DOE等成本较高的复杂部件)等优势。当然，其也拥有扫描所需时间较长的劣势。

　　不过，据芯智讯了解，目前小优智能的模组进行3D人脸扫描的时间已经控制在了0.5秒以内，这个时间用户应该是可以接受的。另外，小优智能在模组小型化方面也做了很多工作，据说已经可以做到比当下的3D结构光模组更小，成本更低。

　　▲小优智能此前展示的一些3D模组产品(芯智讯拍摄于7月初)

　　▲小优智能的3D模组扫描的3D人像图效果

　　英特尔RealSense

　　早在2010年，英特尔就曾开展感知计算项目。2013年7月，英特尔又收购了手势识别公司Omek，随后宣布将推3D深度摄像头的PC。2014年CES上，英特尔正式推出了首款集成了3D深度和2D镜头模块的 RealSense 3D摄像头(结构光 双目立体成像)，它能实现高度精确的手势识别、面部特征识别，可帮助机器理解人的动作和情感。

　　2015年，谷歌就曾联合英特尔推出过一款基于英特尔RealSense 3D技术的智能手机Tango Project。

　　经过数年的迭代，今年1月，英特尔又推出了全新的RealSense 400系列实感摄像头，在精度方面实现了显著提升，与前一代设备相比，每秒捕获的3D点数和工作范围均提高2倍以上。

　　而随着3D感测被越来越多的智能手机厂商所采用，英特尔RealSense或将重回手机市场。

　　pmd Technologies

　　在今年的CES2018展会上，全球著名ToF(Time of flight)德国技术公司pmd(pmd Technologies)首次展示了其最新的3D图像传感器IRS238XC，同时展示了基于此传感器的全球最小3D摄像头模组，尺寸仅为12 mm x 8 mm，它将使TOF深度传感3D摄像头变得更加易于集成。

　　需要指出的是，pmd是全球唯一将ToF深度传感器成功植入手机的ToF技术提供商(全球首款配备3D摄像头的联想Phab 2 Pro采用的就是pmd的技术)。

　　目前，国内的3D技术/模组厂商未动科技和舜宇都有与其合作。

　　去年7月，未动科技宣布联合pmd发布移动端3D视觉套件。该套件将为全球包括手机、VR/AR、无人机、机器人等在内的移动终端提供低功耗、高帧率、高精度、高稳定性的3D手势识别等功能。

　　对于与舜宇的合作，pmd将提供3D图像传感器(主要是IRS238XC)，以及专有技术实现成本优化、坚实且高性能的3D摄像头设计，包括校准和软件专有技术，舜宇则将提供在3D摄像头模组规模量产方面的专有技术，实现更经济、更快速、更稳定的产品制造。

　　小结：

　　从目前来看3D结构光模组相对较为复杂，成本也相对较高，而且前置的3D结构光的只能支持近距离的3D扫描，应用面也比较有限，只能进行解锁、支付以及类似animoji的一类应用。而TOF相对来说，则可支持较远距离的3D扫描，应用面也相对较广，除了能够支持3D结构光的应用之外，还可以进行测距、AR等应用。并且TOF模组的成本可能也将会比3D结构光更低。

　　所以，笔者认为，从目前的趋势来看，目前多数的手机厂商还是会导入3D结构光，不过主要还是用于一些旗舰机型。而随着TOF技术的成熟，一些品牌厂商的旗舰机会开始导入TOF技术，同时可能会更多的应用于后置。并且相对3D结构光来说，TOF或将会更快进入中端市场。而据芯智讯的了解，前面提到的奥比中光、小优智能都有开始在进行TOF技术的研发。

屏下指纹或成中高端智能手机标配

　　相对于苹果的3D人脸识别来说，屏下指纹基本延续了传统的指纹识别的操作体验，符合用户过往的使用习惯，也更容易被用户所接受。而且屏下指纹不仅避免了开孔，也进一步提升了屏幕的屏占比，同时相对于成本高昂的3D结构光模组来说，屏下指纹的成本也要更低一些。所以安卓手机厂商纷纷开始跟进屏下指纹。

　　光学式屏下指纹

　　早在今年CES 2018展会上，vivo就率先展示了一款基于光学屏下指纹技术的手机——vivo X20 Plus屏幕指纹版。1月24日，vivo在国内举办媒体品鉴会，正式发布了这款手机。随后vivo在MWC上展示的APEX，以及后续发布的X21、NEX也都是基于光学屏下指纹技术。此外，还有华为Mate10 RS、小米8透明探索版，以及不久前刚刚发布的魅族16。

　　现在的应用于智能手机的光学指纹识别技术，抛弃了传统的光学指纹的光学系统，转为借用可以自发光的手机OLED屏幕的光线来作为光源，照射指纹后返回的光线通过OLED屏上的发光像素点的间隙到达屏下的CMOS传感器上，进行处理后得到指纹图像。