在國(guó)內(nèi)3D視覺(jué)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(lái)驚喜突破。
4月22日，奧比中光發(fā)布行業(yè)首款戶外強(qiáng)光深度相機(jī)D-Light，打出“無(wú)畏強(qiáng)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(qiáng)光下人臉識(shí)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(diǎn)。
“無(wú)懼10W Lux（照度）戶外強(qiáng)光，是D-Light的主要特點(diǎn)。”奧比中光副總裁、產(chǎn)品管理部負(fù)責(zé)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(chǎng)所。這也讓奧比中光成為市面上唯一一家攻破10W Lux戶外強(qiáng)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(jué)感知方案整體技術(shù)供應(yīng)商，奧比中光目前在3D視覺(jué)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(shí)現(xiàn)刷臉支付全場(chǎng)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(jué)感知全領(lǐng)域技術(shù)。隨著機(jī)器視覺(jué)逐步從 2D 升級(jí)向 3D躍升，產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)全新的智能化升級(jí)。在這一過(guò)程中，奧比中光的定位就是聚焦3D視覺(jué)感知的底層技術(shù)，并持續(xù)為客戶提供先進(jìn)的智能視覺(jué)解決方案，成為這場(chǎng)視覺(jué)革命中的“賦能者”。
01底層芯片破局，突破10W Lux強(qiáng)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(shí)際痛點(diǎn)。自2017年刷臉支付開(kāi)始商用以來(lái)，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(yàn)不如室內(nèi)友好的問(wèn)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(jí)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(guò)激光發(fā)射器投射出940nm的激光，再通過(guò)接收端獲取散斑紋理進(jìn)行三維重建。當(dāng)自然光中940nm波段的光線比較強(qiáng)的時(shí)候，結(jié)構(gòu)光相機(jī)獲取的紋理特性就會(huì)被破壞，無(wú)法進(jìn)行有效的深度成像，直接影響人臉識(shí)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(chǎng)景落地。對(duì)此，奧比中光的解法，是通過(guò)芯片、光學(xué)、算法系統(tǒng)化聯(lián)動(dòng)，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(jī)可輸出1.3M@50FPS分辨率的深度圖像，并且具備獨(dú)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(diǎn)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(jì)到芯片里面，可實(shí)現(xiàn)軟硬結(jié)合，為硬件提供計(jì)算平臺(tái)。”戚寒雨介紹，將部分ISP功能做進(jìn)芯片，是讓深度圖更加完整、性能更優(yōu)越的關(guān)鍵。
事實(shí)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(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)下市面上的同類產(chǎn)品。目前市面上的產(chǎn)品難以達(dá)成10W lux強(qiáng)光下刷臉識(shí)別支付。
David Chen博士介紹，在戶外10W Lux強(qiáng)光下，D-Light可以在30cm-140cm的識(shí)別范圍提供完整深度圖、點(diǎn)云圖，精度達(dá)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(dá)99%。
這是3D視覺(jué)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(dòng)，挑戰(zhàn)難以完成的“三路流輸出”
在10W lux強(qiáng)光下刷臉是D-Light的核心功能，其另外兩大產(chǎn)品亮點(diǎn)，還包括高效HDR與智能AE。
HDR即高動(dòng)態(tài)范圍，把多幀圖像中的色彩經(jīng)過(guò)芯片和算法處理，最終讓圖像呈現(xiàn)出來(lái)的色澤更加飽滿。用戶使用手機(jī)拍照時(shí)，正常的顏色對(duì)比度一般，但開(kāi)啟HDR模式后，會(huì)立刻提高顏色對(duì)比度，讓圖像顏色更加清晰。
D-Light在100cm距離HDR實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)均值為96dB，最高達(dá)115dB。這一功能使D-Light能夠滿足逆光、背光等不同復(fù)雜場(chǎng)景。
AE即自動(dòng)曝光。和普通相機(jī)中的自動(dòng)曝光原理類似，把暗的圖像自動(dòng)調(diào)亮，把亮的圖像自動(dòng)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(jī)上，智能AE可以將光強(qiáng)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(guò)，在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，單項(xiàng)功能的突破并不難，但要讓每一項(xiàng)功能都能“全速運(yùn)轉(zhuǎn)”，就對(duì)團(tuán)隊(duì)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(kāi)發(fā)一度“卡頓”。
奧比中光沒(méi)有依賴純軟件方案“治標(biāo)”，而是嘗試更“治本”的辦法。團(tuán)隊(duì)聯(lián)合了光學(xué)組與算法組，再將解決方案提交到芯片組，通過(guò)技術(shù)聯(lián)動(dòng)，深挖到芯片電路層面進(jìn)行優(yōu)化，最終才實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)智能AE的方案。
圖注：D-Light拆解圖。
在戚寒雨看來(lái)，奧比中光一直強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)化能力。“如果只依賴單點(diǎn)能力，比如用一些深度學(xué)習(xí)或者是濾波算法，一定程度上也可以解決這個(gè)場(chǎng)景上強(qiáng)光的問(wèn)題，但是會(huì)帶來(lái)更大的平臺(tái)端資源消耗，導(dǎo)致方案難以落地。”
功夫不負(fù)有心人。在強(qiáng)光環(huán)境中，D-Light可實(shí)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(qiáng)多模態(tài)人臉識(shí)別精準(zhǔn)度。D-Light還能夠?qū)Σ噬珗D與NIR圖的人臉同時(shí)進(jìn)行曝光，再通過(guò)ISP處理圖像，使得AE 更平滑，亮度更好，從而提升算法識(shí)別速度與用戶體驗(yàn)。
03搭建22個(gè)實(shí)際場(chǎng)景反復(fù)測(cè)試，挑戰(zhàn)極致性能
從一路荊棘密布到云開(kāi)月明，奧比中光研發(fā)團(tuán)隊(duì)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(guò)程中，奧比中光也在溫度測(cè)試方面投入了非常多的時(shí)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(jì)，給設(shè)備“保溫”；在高溫環(huán)境中，則是通過(guò)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(jī)制是攻克極限溫度的法寶。而這一切的大前提還是光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)搭建了22個(gè)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——既有常規(guī)場(chǎng)景，也有復(fù)雜場(chǎng)景的模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)各種干擾環(huán)境真正檢測(cè)產(chǎn)品的表現(xiàn)好壞，不斷糾正其兼容性，直至最終解決問(wèn)題。
有了技術(shù)突破，做了測(cè)試優(yōu)化，接下來(lái)還需要什么？
在本次線上發(fā)布會(huì)上，奧比中光還重點(diǎn)提及了一個(gè)關(guān)鍵詞——量產(chǎn)。
圖注：奧比中光副總裁、產(chǎn)品管理部負(fù)責(zé)人David Chen博士介紹D-Light新品
“在實(shí)驗(yàn)室要達(dá)到某個(gè)技術(shù)指標(biāo)，并不是一個(gè)很難的事情。但是我們要把這個(gè)指標(biāo)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(gè)腳印走出來(lái)，沒(méi)有捷徑。” David Chen博士說(shuō)道。
04持續(xù)賦能刷臉支付全場(chǎng)景時(shí)代
D-Light是奧比首款戶外強(qiáng)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(chǎng)景。
市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)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(jí)，像戴口罩刷臉支付的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，同時(shí)在安全性上也有相當(dāng)嚴(yán)格的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。此前，奧比中光的人臉活體檢測(cè)技術(shù)和人臉辨識(shí)技術(shù)獲得BCTC（國(guó)家金融科技測(cè)評(píng)中心）雙重認(rèn)證，并同時(shí)滿足支付寶技術(shù)測(cè)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(huì)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(guò)百萬(wàn)級(jí)，戶外刷臉支付場(chǎng)景市場(chǎng)孕育中，早期有望達(dá)到十萬(wàn)級(jí)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(cè)試設(shè)備在國(guó)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(shí)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(guò)與中國(guó)銀聯(lián)共建“3D視覺(jué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”推動(dòng)3D視覺(jué)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(wú)畏”更多更具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題、市場(chǎng)痛點(diǎn)，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(chǎng)景打開(kāi)更廣闊的市場(chǎng)空間。
