無畏強光，看懂世界——奧比中光新品D-Light劍指戶外刷臉盲點
潮電智庫，奧比中光行業首款戶外強光深度相機D-Light釋出視訊号
在國内3D視覺感覺領域一直領先的奧比中光，再次給刷臉支付行業帶來驚喜突破。
4月22日，奧比中光釋出行業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結構光刷臉支付模組，突破了強光下人臉識别難以完整清晰成像的技術限制，解決了戶外刷臉支付的行業痛點。
“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、産品管理部負責人David Chen博士介紹，D-Light可廣泛落地于景區、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。
奧比中光戰略業務産品線總經理天象告訴記者，作為3D視覺感覺方案整體技術供應商，奧比中光目前在3D視覺感覺領域的出貨規模亞洲第一，為支付寶絕大多數的刷臉支付終端提供3D刷臉支付模組。
D-Light的釋出，意味着奧比中光的3D結構光技術已經實作刷臉支付全場景覆寫：從室内到戶外，從刷臉到核身。
除了結構光，奧比中光還布局了3D視覺感覺全領域技術。随着機器視覺逐漸從 2D 更新向 3D躍升，産業将迎來全新的智能化更新。在這一過程中，奧比中光的定位就是聚焦3D視覺感覺的底層技術，并持續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底層晶片破局，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系列的結構光産品能夠在日光下提供完整、可靠的圖像。
D系列産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線上下商超加速規模落地。但是，戶外刷臉支付體驗不如室内友好的問題一直未能得到有效解決。
據奧比中光資深3D結構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構光技術。結構光的基本原理是通過雷射發射器投射出940nm的雷射，再通過接收端擷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，結構光相機擷取的紋理特性就會被破壞，無法進行有效的深度成像，直接影響人臉識别。
這一技術難題，一直制約着刷臉支付在更多元的戶外場景落地。對此，奧比中光的解法，是通過晶片、光學、算法系統化關聯，從底層破局。
D-Light搭載了奧比中光自研新型結構光ASIC晶片MX6600，整體晶片性能相比上代晶片提升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、深度及點雲圖。
“晶片好比大腦，是産品軟硬體溝通橋梁。将軟體方案設計到晶片裡面，可實作軟硬結合，為硬體提供計算平台。”戚寒雨介紹，将部分ISP功能做進晶片，是讓深度圖更加完整、性能更優越的關鍵。
事實也顯示，D-Light在性能上不僅大大優于上一代産品，其應用表現也遠優于當下市面上的同類産品。目前市面上的産品難以達成10W lux強光下刷臉識别支付。
David Chen博士介紹，在戶外10W Lux強光下，D-Light可以在30cm-140cm的識别範圍提供完整深度圖、點雲圖，精度達0.300%@100cm、0.400%@140cm，在100cm距離的深度圖像更為精确，人臉完整度高達99%。
這是3D視覺領域的突破，也是刷臉支付行業的突破。
02系統化關聯，挑戰難以完成的“三路流輸出”
在10W lux強光下刷臉是D-Light的核心功能，其另外兩大産品亮點，還包括高效HDR與智能AE。
HDR即高動态範圍，把多幀圖像中的色彩經過晶片和算法處理，最終讓圖像呈現出來的色澤更加飽滿。使用者使用手機拍照時，正常的顔色對比度一般，但開啟HDR模式後，會立刻提高顔色對比度，讓圖像顔色更加清晰。
D-Light在100cm距離HDR實測資料均值為96dB，最高達115dB。這一功能使D-Light能夠滿足逆光、背光等不同複雜場景。
AE即自動曝光。和普通相機中的自動曝光原理類似，把暗的圖像自動調亮，把亮的圖像自動調暗，使圖像接近于人眼能夠接受的光感範圍。在深度相機上，智能AE可以将光強調節成更加适合于晶片能夠感覺的範圍，讓晶片處理成更加優質的深度圖。
不過，在産品研發過程中，單項功能的突破并不難，但要讓每一項功能都能“全速運轉”，就對團隊提出了不小的挑戰。
比如，最初在維持高幀率的情況下，AE算法需要處理複雜交替流，導緻最終輸出的深度品質差很多，這讓開發一度“卡頓”。
奧比中光沒有依賴純軟體方案“治标”，而是嘗試更“治本”的辦法。團隊聯合了光學組與算法組，再将解決方案送出到晶片組，通過技術關聯，深挖到晶片電路層面進行優化，最終才實作了動态智能AE的方案。
圖注：D-Light拆解圖。
在戚寒雨看來，奧比中光一直強調系統化能力。“如果隻依賴單點能力，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台端資源消耗，導緻方案難以落地。”
功夫不負有心人。在強光環境中，D-Light可實作3D深度圖、2D彩色圖、NIR圖三種不同類型的高品質圖像三路流交替輸出（Depth: 960*1280@25fps; NIR: 960*1280@25fps; Color: 960*1280@60fps），大大增強多模态人臉識别精準度。D-Light還能夠對彩色圖與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，進而提升算法識别速度與使用者體驗。
03搭建22個實際場景反複測試，挑戰極緻性能
從一路荊棘密布到雲開月明，奧比中光研發團隊經曆的艱辛不言而喻。
與室内産品不同的是，戶外産品需要有更大的工作溫度區間，才能在極端高低溫天氣中正常使用。D-Light産品的工作溫度範圍在-25℃到75℃之間，在研發過程中，奧比中光也在溫度測試方面投入了非常多的時間，反複挑戰裝置的極限工作溫度。
在低溫環境中，D-Light主要依靠電子電路的穩壓設計，給裝置“保溫”；在高溫環境中，則是通過優秀的外部結構保證散熱效果，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設計足夠好，本身能夠在極端溫度環境中工作。
為了保證産品在不同彩色環境中的适應性，D-Light團隊搭建了22個實際場景進行實驗——既有正常場景，也有複雜場景的模拟實驗，通過各種幹擾環境真正檢測産品的表現好壞，不斷糾正其相容性，直至最終解決問題。
有了技術突破，做了測試優化，接下來還需要什麼？
在本次線上釋出會上，奧比中光還重點提及了一個關鍵詞——量産。
圖注：奧比中光副總裁、産品管理部負責人David Chen博士介紹D-Light新品
“在實驗室要達到某個技術名額，并不是一個很難的事情。但是我們要把這個名額工程化，大規模生産制造，并保證産品的一緻性和可靠性，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産品，具有裡程碑式的意義：至此，奧比中光的3D結構光技術，已經能夠覆寫刷臉支付全場景。
市場資料顯示，中國刷臉支付使用者2021年接近5億，2022年将增至7.6億。
“雖然受到疫情的沖擊，但是刷臉支付技術與行業本身仍處于發展上升階段。”天象介紹，刷臉支付的技術一直在持續疊代更新，像戴口罩刷臉支付的技術已經比較成熟，同時在安全性上也有相當嚴格的認證标準。此前，奧比中光的人臉活體檢測技術和人臉辨識技術獲得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測試規範。
圖注：奧比中光戰略業務産品線總經理天象在釋出會上介紹刷臉支付行業發展。
目前，奧比中光室内刷臉支付裝置出貨規模已超過百萬級，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。
為了滿足産能、高效傳遞，2020年7月，奧比中光自建16000平方米高端制造工廠，采用世界一流封裝裝置，其自主研發的3D模組測試裝置在國内處于領先水準。
自2017年為支付寶提供硬體支撐、2018年助力支付寶率先實作線下3D刷臉支付的大規模商用，奧比中光持續突破技術瓶頸，為支付寶絕大多數的刷臉支付終端提供3D刷臉支付模組；并通過與中國銀聯共建“3D視覺聯合實驗室”推動3D視覺感覺技術在金融領域的應用創新。
有理由相信，行業領頭羊奧比中光将“無畏”更多更具挑戰性的技術難題、市場痛點，持續創新更安全、更便捷、更全面的技術突破和應用成果，引領行業前沿，為刷臉支付全場景打開更廣闊的市場空間。