《電子技術(shù)應(yīng)用》
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泰克科技和Face ID的那些事兒

2018-01-26
關(guān)鍵詞: 泰克 3D人臉識別

  導(dǎo)讀:泰克科技的精準(zhǔn)測試確保手機3D人臉識別技術(shù)的商用安全性,點亮未來科技,。

  在庫克口中被描述為“定義未來智能手機形態(tài)”的新款旗艦機iPhoneX,,開創(chuàng)技術(shù)先河,采用3D 人臉識別Face ID,,即將顛覆智能手機用戶的使用體驗,。泰克科技全程參與Face ID技術(shù)的量產(chǎn)測試,為這個耀眼的未來科技實現(xiàn)商用化提供了堅實而精準(zhǔn)的合作支持,。

  那么,,這兩個高科技公司究竟擦出了什么火花呢?

  iPhoneX的炫酷技術(shù)Face ID

  iPhone X 是如何實現(xiàn)對臉部三維信息的捕捉獲取的,?它的前置黑色齊劉海由8個元件組成,,與人臉識別相關(guān)的元件包括:Infrared camera(紅外相機)、Flood illuminator(泛光照明燈),、Proximity Sensor(距離傳感器),、Ambient light sensor(環(huán)境光傳感器)和Dot projector(點陣投影器)。

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  圖1.  iPhoneX Face ID 主要元件

  其中,,發(fā)布會的這張新聞?wù)掌钊擞∠笊羁蹋簩崿F(xiàn)人臉識別的紅外線通過點陣投影,,在面部形成30000多個紅外點,再利用紅外相機拍攝,,根據(jù)系統(tǒng)中一定的算法對掃描到的臉部輪廓進(jìn)行三維建模,,匹配識別,。

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  圖2.  iPhone Face ID 人臉識別

  這些紅外線在人臉識別中扮演了重要角色,那么它們是如何產(chǎn)生的,?

  來自VCSEL面發(fā)射激光器的光

  Face ID使用某波段的近紅外激光,,結(jié)合TOF和結(jié)構(gòu)光的建模技術(shù),進(jìn)行3D 建模和匹配識別,。

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圖3.  結(jié)構(gòu)光建模技術(shù) 

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 圖4. TOF 建模技術(shù)

  幾乎所有現(xiàn)代的激光都由激光二極管產(chǎn)生,,這里不得不提到目前光電行業(yè)里最炙手可熱的名詞: VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)垂直腔面發(fā)射激光器 <https://baike.baidu.com/item/%E6%BF%80%E5%85%89%E5%99%A8>,它屬于面發(fā)射激光器的一種,。

  VCSEL的四大特性極其適用于手機3D 傳感的應(yīng)用,,業(yè)界預(yù)測VCSEL的產(chǎn)量在未來幾年因光通訊,手機3D攝像頭,,LiDAR應(yīng)用呈爆發(fā)式增長:

  1.類半導(dǎo)體制程可直接在Wafer上完成工藝制作與測試,,成本低廉,適于大規(guī)模商用,。

  2.相比邊沿發(fā)生激光器,,VCSEL可集成為2D陣列,適用不同光功率和傳輸距離的應(yīng)用,。

  3.波長穩(wěn)定,,尤其是環(huán)境溫度對光波長的影響小。

  4.光斑窄且圓,、閾值電流小,,功耗低。

  泰克旗下的Keithley 品牌的源表(SMU)和高精度高采樣萬用表(DMM)是光電行業(yè)VCSEL激光器,、各類激光二極管,、光電二極管、二極管等光學(xué)器件的行業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn),。隨著科技的日新月異,,新的測試挑戰(zhàn)也層出不窮,泰克科技的測試儀器也與時俱進(jìn),,參與到最先進(jìn)的未來科技Face ID的測試中,。

  從VCSEL Array測試到吉時利 源表、采樣電流計

  VCSEL和 VCSEL Array,,以及各類激光二極管的標(biāo)準(zhǔn)檢測有很多重要參數(shù)要測量,,來表征一個激光器的LIV (光-電流-電壓)特性。其中一項是激光器發(fā)光功率的測量,。

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  圖5. 激光二極管的部分典型參數(shù)測試

  依據(jù)ANSI美國國家激光安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,,各波長的激光有對應(yīng)的功率輸出上限,以保護(hù)人體尤其人眼安全。而近紅外光激光應(yīng)用于3D人臉識別,,注視感知,,實現(xiàn)真正的大規(guī)模商用,使用者的安全是第一要素,。因此,,VCSEL Array的光功率測試在Face ID的量產(chǎn)測試中變得至關(guān)重要,必不可少,。

  使用吉時利的源表和采樣電流計搭建標(biāo)準(zhǔn)的激光器光功率測試系統(tǒng):源表作為精密的電流脈沖源,,驅(qū)動激光器發(fā)出不同波長的激光,,激光通過特制的積分球進(jìn)行收光和光電轉(zhuǎn)換,,然后使用采樣電流計進(jìn)行超小電流的快速采樣,,來精準(zhǔn)測算激光器發(fā)出的激光功率。經(jīng)典的測試原理,,還要結(jié)合測試儀器卓越的性能和指標(biāo)才能夠完成一個復(fù)雜而挑戰(zhàn)的測試系統(tǒng)的搭建。

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  圖6. 典型的激光器光功率測試原理

  當(dāng)不久的將來,,果粉們體驗炫酷的3D 人臉識別功能的時候,,別忘了在這些尖端科技的研發(fā)和商用背后,泰克科技都在保駕護(hù)航,。


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