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無畏強光,看懂世界——奧比中光新品D-Light劍指戶外刷臉盲點

行業(yè)領(lǐng)頭羊奧比中光將“無畏”更多更具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題、市場痛點,持續(xù)創(chuàng)新更安全、更便捷、更全面的技術(shù)突破和應(yīng)用成果,引領(lǐng)行業(yè)前沿,為刷臉支付全場景打開更廣闊的市場空間。

 

在國內(nèi)3D視覺感知領(lǐng)域一直領(lǐng)先的奧比中光,再次給刷臉支付行業(yè)帶來驚喜突破。

 

4月22日,奧比中光發(fā)布行業(yè)首款戶外強光深度相機D-Light,打出“無畏強光,看懂世界”的主張。D-Light搭載奧比中光全新3D結(jié)構(gòu)光刷臉支付模組,突破了強光下人臉識別難以完整清晰成像的技術(shù)限制,解決了戶外刷臉支付的行業(yè)痛點。

 

“無懼10W Lux(照度)戶外強光,是D-Light的主要特點。”奧比中光副總裁、產(chǎn)品管理部負責人David Chen博士介紹,D-Light可廣泛落地于景區(qū)、校園、加油站、高鐵/地鐵/公共汽車等戶外場所。這也讓奧比中光成為市面上唯一一家攻破10W Lux戶外強光深度成像難題的公司。


 

奧比中光戰(zhàn)略業(yè)務(wù)產(chǎn)品線總經(jīng)理天象告訴記者,作為3D視覺感知方案整體技術(shù)供應(yīng)商,奧比中光目前在3D視覺感知領(lǐng)域的出貨規(guī)模亞洲第一,為支付寶絕大多數(shù)的刷臉支付終端提供3D刷臉支付模組。

 

D-Light的發(fā)布,意味著奧比中光的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)刷臉支付全場景覆蓋:從室內(nèi)到戶外,從刷臉到核身。

 

除了結(jié)構(gòu)光,奧比中光還布局了3D視覺感知全領(lǐng)域技術(shù)。隨著機器視覺逐步從 2D 升級向 3D躍升,產(chǎn)業(yè)將迎來全新的智能化升級。在這一過程中,奧比中光的定位就是聚焦3D視覺感知的底層技術(shù),并持續(xù)為客戶提供先進的智能視覺解決方案,成為這場視覺革命中的“賦能者”。

 

01底層芯片破局,突破10W Lux強光刷臉限制

 

D-Light中的“D”意指日光“Daylight”,命名原因很直接:奧比中光希望D系列的結(jié)構(gòu)光產(chǎn)品能夠在日光下提供完整、可靠的圖像。

 

D系列產(chǎn)品需求的誕生源于刷臉支付落地推廣中的實際痛點。自2017年刷臉支付開始商用以來,這一便捷的支付方式在線下商超加速規(guī)模落地。但是,戶外刷臉支付體驗不如室內(nèi)友好的問題一直未能得到有效解決。

 

據(jù)奧比中光資深3D結(jié)構(gòu)光算法工程師戚寒雨解釋,刷臉支付主要采用具有金融級安全性的結(jié)構(gòu)光技術(shù)。結(jié)構(gòu)光的基本原理是通過激光發(fā)射器投射出940nm的激光,再通過接收端獲取散斑紋理進行三維重建。當自然光中940nm波段的光線比較強的時候,結(jié)構(gòu)光相機獲取的紋理特性就會被破壞,無法進行有效的深度成像,直接影響人臉識別。

 

這一技術(shù)難題,一直制約著刷臉支付在更多元的戶外場景落地。對此,奧比中光的解法,是通過芯片、光學、算法系統(tǒng)化聯(lián)動,從底層破局。

 

D-Light搭載了奧比中光自研新型結(jié)構(gòu)光ASIC芯片MX6600,整體芯片性能相比上代芯片提升150%,使相機可輸出1.3M@50FPS分辨率的深度圖像,并且具備獨立ISP處理能力。

 

 圖注:D-Light可以輸出高精度和高完整性的散斑、深度及點云圖。

 

“芯片好比大腦,是產(chǎn)品軟硬件溝通橋梁。將軟件方案設(shè)計到芯片里面,可實現(xiàn)軟硬結(jié)合,為硬件提供計算平臺。”戚寒雨介紹,將部分ISP功能做進芯片,是讓深度圖更加完整、性能更優(yōu)越的關(guān)鍵。

 

事實也顯示,D-Light在性能上不僅大大優(yōu)于上一代產(chǎn)品,其應(yīng)用表現(xiàn)也遠優(yōu)于當下市面上的同類產(chǎn)品。目前市面上的產(chǎn)品難以達成10W lux強光下刷臉識別支付。

 

David Chen博士介紹,在戶外10W Lux強光下,D-Light可以在30cm-140cm的識別范圍提供完整深度圖、點云圖,精度達0.300%@100cm、0.400%@140cm,在100cm距離的深度圖像更為精確,人臉完整度高達99%。

 

這是3D視覺領(lǐng)域的突破,也是刷臉支付行業(yè)的突破。

 

02系統(tǒng)化聯(lián)動,挑戰(zhàn)難以完成的“三路流輸出”

 

在10W lux強光下刷臉是D-Light的核心功能,其另外兩大產(chǎn)品亮點,還包括高效HDR與智能AE。

 

HDR即高動態(tài)范圍,把多幀圖像中的色彩經(jīng)過芯片和算法處理,最終讓圖像呈現(xiàn)出來的色澤更加飽滿。用戶使用手機拍照時,正常的顏色對比度一般,但開啟HDR模式后,會立刻提高顏色對比度,讓圖像顏色更加清晰。

 

D-Light在100cm距離HDR實測數(shù)據(jù)均值為96dB,最高達115dB。這一功能使D-Light能夠滿足逆光、背光等不同復(fù)雜場景。

 

AE即自動曝光。和普通相機中的自動曝光原理類似,把暗的圖像自動調(diào)亮,把亮的圖像自動調(diào)暗,使圖像接近于人眼能夠接受的光感范圍。在深度相機上,智能AE可以將光強調(diào)節(jié)成更加適合于芯片能夠感知的范圍,讓芯片處理成更加優(yōu)質(zhì)的深度圖。

 

不過,在產(chǎn)品研發(fā)過程中,單項功能的突破并不難,但要讓每一項功能都能“全速運轉(zhuǎn)”,就對團隊提出了不小的挑戰(zhàn)。

 

比如,最初在維持高幀率的情況下,AE算法需要處理復(fù)雜交替流,導(dǎo)致最終輸出的深度質(zhì)量差很多,這讓開發(fā)一度“卡頓”。

 

奧比中光沒有依賴純軟件方案“治標”,而是嘗試更“治本”的辦法。團隊聯(lián)合了光學組與算法組,再將解決方案提交到芯片組,通過技術(shù)聯(lián)動,深挖到芯片電路層面進行優(yōu)化,最終才實現(xiàn)了動態(tài)智能AE的方案。

 

 圖注:D-Light拆解圖。

 

在戚寒雨看來,奧比中光一直強調(diào)系統(tǒng)化能力。“如果只依賴單點能力,比如用一些深度學習或者是濾波算法,一定程度上也可以解決這個場景上強光的問題,但是會帶來更大的平臺端資源消耗,導(dǎo)致方案難以落地。”

 

功夫不負有心人。在強光環(huán)境中,D-Light可實現(xiàn)3D深度圖、2D彩色圖、NIR圖三種不同類型的高質(zhì)量圖像三路流交替輸出(Depth: 960*1280@25fps; NIR: 960*1280@25fps; Color: 960*1280@60fps),大大增強多模態(tài)人臉識別精準度。D-Light還能夠?qū)Σ噬珗D與NIR圖的人臉同時進行曝光,再通過ISP處理圖像,使得AE 更平滑,亮度更好,從而提升算法識別速度與用戶體驗。

 

03搭建22個實際場景反復(fù)測試,挑戰(zhàn)極致性能

 

從一路荊棘密布到云開月明,奧比中光研發(fā)團隊經(jīng)歷的艱辛不言而喻。

 

與室內(nèi)產(chǎn)品不同的是,戶外產(chǎn)品需要有更大的工作溫度區(qū)間,才能在極端高低溫天氣中正常使用。D-Light產(chǎn)品的工作溫度范圍在-25℃到75℃之間,在研發(fā)過程中,奧比中光也在溫度測試方面投入了非常多的時間,反復(fù)挑戰(zhàn)設(shè)備的極限工作溫度。

 

在低溫環(huán)境中,D-Light主要依靠電子電路的穩(wěn)壓設(shè)計,給設(shè)備“保溫”;在高溫環(huán)境中,則是通過優(yōu)秀的外部結(jié)構(gòu)保證散熱效果,如金屬外殼、散熱片等。

 

高效的溫度管理機制是攻克極限溫度的法寶。而這一切的大前提還是光學系統(tǒng)設(shè)計足夠好,本身能夠在極端溫度環(huán)境中工作。

 

為了保證產(chǎn)品在不同彩色環(huán)境中的適應(yīng)性,D-Light團隊搭建了22個實際場景進行實驗——既有常規(guī)場景,也有復(fù)雜場景的模擬實驗,通過各種干擾環(huán)境真正檢測產(chǎn)品的表現(xiàn)好壞,不斷糾正其兼容性,直至最終解決問題。

 

有了技術(shù)突破,做了測試優(yōu)化,接下來還需要什么?

 

在本次線上發(fā)布會上,奧比中光還重點提及了一個關(guān)鍵詞——量產(chǎn)。

 

圖注:奧比中光副總裁、產(chǎn)品管理部負責人David Chen博士介紹D-Light新品

 

“在實驗室要達到某個技術(shù)指標,并不是一個很難的事情。但是我們要把這個指標工程化,大規(guī)模生產(chǎn)制造,并保證產(chǎn)品的一致性和可靠性,需要一步一個腳印走出來,沒有捷徑。” David Chen博士說道。

 

04持續(xù)賦能刷臉支付全場景時代

 

D-Light是奧比首款戶外強光刷臉支付產(chǎn)品,具有里程碑式的意義:至此,奧比中光的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù),已經(jīng)能夠覆蓋刷臉支付全場景。

 

市場數(shù)據(jù)顯示,中國刷臉支付用戶2021年接近5億,2022年將增至7.6億。

 

“雖然受到疫情的沖擊,但是刷臉支付技術(shù)與行業(yè)本身仍處于發(fā)展上升階段。”天象介紹,刷臉支付的技術(shù)一直在持續(xù)迭代升級,像戴口罩刷臉支付的技術(shù)已經(jīng)比較成熟,同時在安全性上也有相當嚴格的認證標準。此前,奧比中光的人臉活體檢測技術(shù)和人臉辨識技術(shù)獲得BCTC(國家金融科技測評中心)雙重認證,并同時滿足支付寶技術(shù)測試規(guī)范。

 

 圖注:奧比中光戰(zhàn)略業(yè)務(wù)產(chǎn)品線總經(jīng)理天象在發(fā)布會上介紹刷臉支付行業(yè)發(fā)展。

 

目前,奧比中光室內(nèi)刷臉支付設(shè)備出貨規(guī)模已超過百萬級,戶外刷臉支付場景市場孕育中,早期有望達到十萬級出貨量。

 

為了滿足產(chǎn)能、高效交付,2020年7月,奧比中光自建16000平方米高端制造工廠,采用世界一流封裝設(shè)備,其自主研發(fā)的3D模組測試設(shè)備在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

 

自2017年為支付寶提供硬件支撐、2018年助力支付寶率先實現(xiàn)線下3D刷臉支付的大規(guī)模商用,奧比中光持續(xù)突破技術(shù)瓶頸,為支付寶絕大多數(shù)的刷臉支付終端提供3D刷臉支付模組;并通過與中國銀聯(lián)共建“3D視覺聯(lián)合實驗室”推動3D視覺感知技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新。 

 

有理由相信,行業(yè)領(lǐng)頭羊奧比中光將“無畏”更多更具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題、市場痛點,持續(xù)創(chuàng)新更安全、更便捷、更全面的技術(shù)突破和應(yīng)用成果,引領(lǐng)行業(yè)前沿,為刷臉支付全場景打開更廣闊的市場空間。

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