去年 9 月，蘋果副總裁 Craig Federighi 在發布會上首次公開介紹 Face ID 時，驚艷四座。之後的幾個月，各大手機廠商紛紛跟進，宣布新機將採用人臉識別方案，深圳灣（公眾號 ID：shenzhenware ）也曾對國內手機大廠的動態有過深度報道。（詳細報道參見：《起底 3D 深度攝像技術，看智能手機廠商如何攻陷爆發前夜第一城》）

然而，一直到今年 5 月，也沒有一家國產手機能夠真正望 iPhone X 之項背，推出能媲美 iPhone 3D 深度感測攝像頭的手機。不過，國產品牌對於 3D 攝像技術的執著不可小視，伴隨近期小米、vivo、OPPO 等一系列新旗艦的發布，國產手機在人臉識別上的 PK 熱度也提升到了一個新高度。

圖表：各大手機機型人臉識別方案對比及背後供應商，信息由深圳灣整理

手機人臉識別三大陣營：2D 人臉識別、3D 結構光、3D TOF，誰最靠譜？

縱觀當下的手機行業，有三類主流的人臉識別方式，分別是 2D 紅外光人臉識別 、3D 結構光以及 3D TOF。

1、2D 紅外人臉識別：安全級別低，只能作為一種設備解鎖、登陸 APP 的輔助手段

典型應用案例：小米 8、華為 P 20、vivo X 21

2D 識圖只是基於一些關鍵部位構建人臉模型，精準度遠不及 3D 深度感測系統

紅外人臉識別解鎖相對於 3D 結構光來說，還停留在 2D 識圖層面。紅外人臉識別的工作原理是通過紅外投射後，記住人臉的一些關鍵點（如嘴寬、鼻樑長度、眼距離等各項數據），構建 2D 人臉模型，這種識別只需幾個關鍵點核對無誤就可解開。

小米 8 除了前置攝像機，還配備有距離感測器、紅外相機、紅外照明元件等。當用戶拿起手機點亮屏幕的時，小米 8 劉海內的紅外照明元件會向人臉發射 940nm 的紅外光，紅外光接觸到面部反射回來，進入3μm 的紅外相機（IR Camera）進行成像

相比 3D 結構光的上萬個陣點，2D 紅外光安全係數低太多，因而2D 紅外人臉識別只能是作為一種設備解鎖、登陸 APP 的輔助手段，而不會用於支付、轉賬等功用。

至於此前各大手機廠商（尤其是國產廠商）自詡 2D 能做到媲美甚至超越 iPhone X 的人臉識別效果，其根本原因其實是被技術門檻攔截在場外；暗地裡，實則華為、vivo、oppo、小米均在砸錢尋找廠家合作投入研發 3D 深度感測技術，且目前均已有最新動向。

2、3D 結構光 ：iPhone X 領跑行業

典型應用案例：iPhone X、小米 8 探索版、OPPO Find X

從各家手機劉海內部結構可以看出，除了基本的前置攝像頭外，它內部還需要集成多個感測器，包括泛光感應元件(Flood illuminator)，紅外攝像頭（infrared camera）、測距感測器（ranging sensor）、點陣投影器（dot projecter）等。

今年 5 月的發布會現場，雷軍在台上介紹小米 8 探索版的 3D 結構光

其中點陣投影器會投射出高達上萬個光點，紅外鏡頭能就能獲取人臉各個部分位置的形變數據，形成一個精準的人臉 3D 數據模型，並與此前手機存儲的人臉圖像進行對比，進行身份確認。根據物體造成的光信號變化來計算物體的位置和深度信息，兩者藉助演算法結合復原整個三維空間，就能得出一張精準的 3D 人臉數據圖。

下面著重介紹一下小米探索版 8 及 OPPO Find X 的 3D 結構光原理。

據悉，相比蘋果的 Face ID 方案，小米的結構光解決方案在點陣投影的方式上較為不同：蘋果選擇了以「散斑」的方式打出 30000 個離散分布的紅外點，而小米則採用了編碼方式，在面部呈現幾何的編碼圖形。

小米官方表示，小米 8 透明探索版所搭載的 3D 人臉識別功能具備快速匹配等特點，相比傳統的指紋解鎖方式，3D 人臉識別被破解的概率可降低至百萬分之一。

OPPO 首創的雙軌潛望結構內所搭載的 O-Face 3D 結構光技術

而 Find X 的 O-Face 3D 結構光技術，則是基於其可升降的雙軌潛望結構中的 3D 攝像頭模組，通過向人臉投射 15000 個光點，給用戶的面部構建立毫米級精度的 3D 深度圖，實現更為精確地識別用戶的生物特徵，並快速與主人信息進行比對，實現了免接觸、更安全的解鎖 。OPPO Find X 是安卓陣營首款能夠實現刷臉支付的安卓手機。

iPhone X、小米 8 探索版 、OPPO Find X 三家 3D 結構光技術參數對比，資料由深圳灣整理

雖然三家技術大致類似，但小米 8 探索版目前尚未做到支付安全級別，其 3D 人臉識別精準度自然不如另外兩家；而 iPhone X 從投射參數來看，也要優於 Find X，依舊是目前 3D 結構光方案中的最強機型。

3、3D TOF：vivo 首開先河，新機或 8 月發布

典型應用案例：暫無

TOF（飛行時間測距法）本質上是一種光雷達系統，相較於傳統的 3D 結構光 ，TOF 深度攝像頭具備以下三個方面的優點：

一是具備響應時間快、功耗低、成本低，抗干擾能力強等優點；二是識別距離可達 10m（3D 結構光為 5m），大幅度提高了使用場景多樣性；三是更小的感測器體積，能有效縮小 3D 攝像頭模組的體積，獲得更高的屏佔比。

vivo 在 MWC 展示的「TOF 3D 超感應技術」樣機

在不久前的 MWC 展會上 ，vivo 發布了名為「TOF 3D 超感應技術」的技術方案，且展出了樣機。

據 vivo 方面透露，除了上述 3 方面的優點，vivo 的 TOF 技術有 30 萬個 DOE 衍射點，這一數據量為 iPhone X 的 10倍；得益於 TOF 方案的遠距離感測特性，vivo 方面表示將會應用於更廣泛的應用，如 3D 試衣、體感遊戲。至於在手機上的適用性，還需要時間驗證。

人臉識別背後的供應鏈江湖：核心技術並非出自手機品牌己手，而是來自這些廠家

在深圳灣去年 9 月發表的 iPhone X 四大技術起源一文中，曾有過如下表述：

iPhone X 的 FaceID 並非一時心血來潮。自 2010 年收購面部識別公司 Polar Rose 起，到 2013 年的奠基性收購 Prime Sense，一直到完整推出 Face ID 的 7 年中，蘋果經歷了多達 10 起的收購與磨合，以 TrueDepth Camera System 為基礎的功能才最終體現在 iPhone X 上，並成為其最大的亮點。

蘋果牢牢將 Face ID 相關核心技術掌握在自己的閉環生態里，建立起一道堅固的產品護城河，這也是導致其他競爭對手遲遲難以望其項背的核心原因。

相反，儘管華為、vivo、OPPO、小米這些品牌已經紛紛推出了自家的 3D 人臉識別系統，但核心技術並非來自己手，伴隨 3D 人臉識別的火熱，其背後的一批軟硬體方案商也逐漸浮出水面：

華為、vivo、OPPO、小米等手機廠商背後的人臉識別技術供應商，資料由深圳灣整理

其中，商湯科技與曠視科技自不必多說，已是 AI 圈耳熟能詳的獨角獸。二者相比，顯然曠視科技近期在手機人臉識別領域下注更大，近期熱門的 OPPO Find X 3D 結構光及 vivo TOF 人臉識別均選擇其作為方案供應商。

硬體模組方面，成立僅 5 年的 3D 視覺綜合技術方案商奧比中光發展迅猛，搭乘人臉識別這列快車，迅速獲得資本青睞，已於今年 5 月完成 2 億美元 D 輪融資，並已為 OPPO Find X 量產 3D 攝像頭模組。

舜宇光學、歐菲光、丘鈦科技被譽為目前國內攝像頭模組領域三龍頭，目前三者均表示已經具備量產 3D 攝像頭模組的能力：

其中舜宇光學已經為華為榮耀 V10 量產 Jupiter X 3D 攝像頭配件，歐菲光則砸巨資收購索尼華南，完善其在手機攝像頭產業鏈的布局，丘鈦科技則據爆料已經送樣 3D 結構光模組到華為，希望成為華為 Mate 20 系列供應商（當然也包括歐菲光與舜宇）。

尾聲：風生水起的 3D 人臉識別背後，國內廠商要如何跨越產業溝壑？

市場研究報告稱，預計未來五年 3D 成像和感測器件市場的複合年增長率可達 37.7%，2022 年市場規模將達到 90 億美元。在市場容量劇增的同時，整個產業也顯現出如下一些趨勢：

一是3D 攝像頭模組成本則在快速下降。據行業人士透露，伴隨 3D 攝像頭的普及，規模效應將逐漸顯現，前置結構光 3D 攝像頭硬體成本將從 2017 年的 15 美元左右，到 2020 年逐漸下降到為 8 美元左右。

二是攝像頭的位置可能會呈現多元化的處理方式。從原始一眾的仿 iPhone X 劉海式，到如今 vivo NEX、OPPO 均採用伸縮攝像頭的方式，手機已經獲得了更高的屏佔比。而有業內人士告訴深圳灣，得益於 OLED 屏幕的透視特性，未來 3D 攝像頭模組可能會放到屏下。這一技術的實現很大程度取決於器件精度、以及量產成本的平衡。

前景固然很美好，但對於國產廠商來說，依舊會存在各種「中國特色」式的難題。

「技術門檻高，產業鏈複雜，量產難度大，是所有想要涉足 3D 深度感測攝像的手機品牌要面臨的難題。」

一位產業內人士如此告訴深圳灣：「雖然目前國內很多廠家名義上都聲稱能夠實現 3D 攝像頭的量產，但精度和器件微型化遠不如國外廠家，半導體製造工藝達不到，甚至有些核心元器件被外國品牌商掐住咽喉，國產路依然是長路漫漫。」

微信號：shenzhenware

主筆、採訪：談哲

審校：大樹、萊恩

技術顧問：廖澤立 / 深圳灣的好朋友

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