iToF將助力3D視覺技術(shù)新發(fā)展

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/周凱揚）9月27日，由電子發(fā)燒友和Elexcon聯(lián)合主辦的人工智能技術(shù)與應(yīng)用論壇圓滿舉行，本次論壇邀請了專注在AI領(lǐng)域的優(yōu)秀技術(shù)企業(yè)奧比中光、微視圖靈和愛華盈通，與現(xiàn)場觀眾一同分享了最新的人工智能技術(shù)。

電子發(fā)燒友網(wǎng)總經(jīng)理張迎輝為本次論壇發(fā)表了歡迎致辭，他指出人工智能技術(shù)這些年一直是技術(shù)發(fā)展的熱點，《電子發(fā)燒友網(wǎng)》也是從2017年開始，每年都會有相關(guān)的峰會與技術(shù)應(yīng)用論壇。深圳及周邊地區(qū)，有無數(shù)的AI應(yīng)用落地的方案公司與應(yīng)用落地的企業(yè)。也誕生了很多的上游技術(shù)的芯片、算法與應(yīng)用集成的優(yōu)秀企業(yè)。通過產(chǎn)業(yè)內(nèi)上下游的協(xié)同合作，推動了AI人工智能技術(shù)在各個方面的落地。

電子發(fā)燒友網(wǎng)總經(jīng)理 張迎輝

奧比中光作為行業(yè)領(lǐng)先的3D視覺感知整體技術(shù)方案提供商，技術(shù)縱向上有自主研發(fā)的深度引擎芯片、感光芯片、專用光學(xué)系統(tǒng)等技術(shù)，在結(jié)構(gòu)光、iToF、dToF和激光雷達等領(lǐng)域都有布局。奧比中光研發(fā)總監(jiān)張吉為大家分享了《iToF助力3D視覺技術(shù)新發(fā)展》。

3D視覺技術(shù)技術(shù)中的IToF

在過去的2D成像中，成像效果與實際情況存在偏差，這是因為3D的2D投影存在維度缺失，而3D視覺可以加入空間信息，從而做到信息完備的成像。如今智能門鎖、金融支付等應(yīng)用的人臉識別中都用到了3D視覺技術(shù)，也有體感健身、機器人這樣的創(chuàng)新應(yīng)用開始引入3D視覺技術(shù)。

3D視覺技術(shù)包含3D視覺感知、3D數(shù)據(jù)傳輸與存儲、3D視覺分析與理解與3D視覺顯示。3D視覺感知即使用我們常見的傳感器與模組來獲取3D數(shù)據(jù)，比如結(jié)構(gòu)光、雙目、ToF乃至CT與MRI等。此外就是3D數(shù)據(jù)的存儲、傳輸與壓縮，像2D的JPEG、H.265格式一樣存儲下來。3D視覺分析與理解主要是對3D數(shù)據(jù)的重建，轉(zhuǎn)換成可以理解的內(nèi)容，然后借助算法進行語義分析。3D視覺顯示則是3D的呈現(xiàn)方式，常見的有視差顯示、全息顯示等等。

而在3D視覺感知中，雙目技術(shù)因為嚴重依賴場景紋理特征及環(huán)境光照，很難穩(wěn)定獲取測量數(shù)據(jù)。而結(jié)構(gòu)光技術(shù)解決了這一問題，做到了高精度的3D視覺感知，但很容易受到環(huán)境光影響。而且由于基線長度和激光能量的限制，結(jié)構(gòu)光模組往往尺寸偏大。而ToF技術(shù)就很好地解決了這些問題，尤其是IToF技術(shù)。

一個ITOF模組由傳感器、光源、鏡頭及濾波片還有驅(qū)動以及處理電路構(gòu)成。以連續(xù)波調(diào)制的CW-IToF為例，先由ToF相機獲取深度圖，接著進行一系列的補償和校正處理，比如Wiggling校正、FPPN校正和溫度校正等等，隨后進行深度濾波與點云變換，最終獲得3D數(shù)據(jù)。

IToF面臨的挑戰(zhàn)

但IToF也并非毫無缺點，在生成信息的過程中，多路徑干擾、多設(shè)備干擾難以消除，同時環(huán)境光噪聲、光子散粒噪聲乃至傳感器的噪聲也會產(chǎn)生一定影響。除此之外，VCSEL與驅(qū)動IC等引起的電子電路一致性問題也會影響最終的結(jié)果。

面對這些挑戰(zhàn)，奧比中光推出了iToF感光芯片技術(shù)和系統(tǒng)一體化的解決方案。其iToF感光芯片采用了BSI+堆棧式3D堆疊技術(shù)，減小了傳感器尺寸，充分利用多模組抗干擾技術(shù)、環(huán)境光干擾抑制技術(shù)和雙高頻率調(diào)制光技術(shù)，解決了多路徑干擾和多設(shè)備干擾問題，并通過電子偏置技術(shù)避免元器件電子不一致性帶來的影響。奧比中光的iToF系統(tǒng)一體化解決方案采用了光學(xué)、電子、結(jié)構(gòu)、算法和生產(chǎn)一體化的設(shè)計，采用了iToF專用解相位與濾波算法與自校準補償技術(shù)。

那么IToF目前在3D視覺技術(shù)中是何地位又有何影響呢？張吉表示，iToF降低了3D感知產(chǎn)品的準入門檻，以便更多玩家進入，加劇競爭。推動3D視覺產(chǎn)品與應(yīng)用落地的進程，重塑3D視覺的價值鏈，影響3D視覺產(chǎn)業(yè)鏈的價值分配。

張吉也對3D視覺技術(shù)的發(fā)展表達了自己的展望，他認為ToF芯片的工藝技術(shù)和調(diào)制技術(shù)將日漸完善，促進芯片尺寸會逐步減小、分辨率逐步提高、抗干擾能力增強。不論是iToF，還是DToF、結(jié)構(gòu)光和雙目等3D感知技術(shù)都將相互補充、相互促進發(fā)展。其次，3D感知的ISP處理技術(shù)也將逐漸標準化、芯片化。

而NPU算力的提高將進一步推動3D視覺理解深入，帶動端測3D智能設(shè)備應(yīng)用加速落地與普及。與此同時，5G與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善，我們也開始思考如何將3D視覺數(shù)據(jù)導(dǎo)入云端，帶動3D視覺感知、理解分析應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化和“云”化發(fā)展。此外，AR/VR、電商、掃地機器人等應(yīng)用掀起熱潮，未來更多的3D縱向行業(yè)技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域或迎來高速發(fā)展。

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編輯：jq