OPPO TOF yapılandırılmış hafif ayrıntılı açıklama ve gelecekteki uygulamaların sınırsız olanakları
6 Ağustos'ta OPPO, Pekin'de bir TOF teknik iletişim toplantısı düzenledi. OPPOnun 3B görüntü teknolojisi araştırma ve geliştirme proje yöneticisi Zhang Xueyong, TOF teknolojisi hakkında kapsamlı bir teknik açıklama yaptı ve OPPO ürün yöneticisi Zhao Yuqi ile TOF teknolojisi hakkında herkesin sorularını yanıtladı.
Cep telefonlarının sürekli gelişimi ona bilgi edinme ve işleme yeteneği kazandırdı, ancak geçmişte uzun bir süredir cep telefonunun gördüğü şey düz bir dünya ... 3D görüntü teknolojisinin eklenmesi bu sorunu iyi çözebilir. Cep telefonunun vizyonunu düzden üç boyutluya bırakalım, artık sektörde üç ana akım 3D görüntü çözümü var: binoküler stereo görüş çözümleri, 3D yapılandırılmış ışık çözümleri, TOF çözümleri. Binoküler stereo görüş şeması, pasif edinim şemasına aittir ve 3D yapılandırılmış ışık ve TOF, aktif edinim şemasına aittir.
3D yapısal ışık ve TOF arasındaki fark nedir? 3B yapılandırılmış ışık, temel olarak kısa mesafelerde 3B bilgi toplama için uygundur.Özel uygulama sahnesi yüz tanımadır ve ardından yüz tanıma yoluyla kilit açma ve ödemeye uygulanır; TOF şeması esas olarak nispeten uzun mesafeli 3B bilgi toplama, TOF için kullanılır. Programın uygulama kapsamı ve hayal gücü de daha büyüktür. Cep telefonunun ön kullanım sahnesi ve arka kullanım sahnesi, 3D yapılandırılmış ışığa ve TOF teknolojisine iyi bir şekilde uyarlanabilir.
TOF, uçuş zamanının (uçuş süresi) kısaltmasıdır.Bu teknoloji, temel olarak ölçülen hedef üzerinden sürekli olarak ışık sinyalleri göndermek, sensör ucunda ölçülen hedef tarafından döndürülen ışık sinyalini almak ve ardından iletilen ve alınan ışık sinyallerinin gidiş-dönüş uçuş süresini hesaplamaktır. Ölçülen hedefin mesafesini almak için. TOF teknolojisi, en sonunda 3D görüntü bilgisi oluşturmak için Z ekseni yönünden derinlik bilgisi ekleyerek geleneksel 2D XY ekseni görüntülemeye dayanmaktadır. TOF tarafından oluşturulan 3B görüntü bilgilerinin doğruluğunun değerlendirilmesi için, boylamsal doğruluk eklemek de 3B görüntüleme teknolojisinin anahtarıdır.
3D yapılı ışığın prensibi, bir nesneye kırınımlı bir nokta yaymaktır.Sensör deforme olmuş noktayı aldıktan sonra, derinlik bilgisini nokta deformasyon miktarına göre değerlendirir.Ancak, belirli bir mesafedeki 3D yapılandırılmış ışığın yaydığı kırınım noktasının enerji yoğunluğu Azaltılacaktır, bu nedenle uzun mesafeli derinlik bilgisi toplama için uygun değildir; TOF teknolojisi benek yerine yüzey ışık kaynağı yayar, böylece TOF'un ışık bilgisi 3B yapılandırılmış ışık kadar zayıflatılmaz ve TOF ışığa duyarlı öğelerin pikselleri ulaşabilir 10m, hafif toplama için yeterli koruma.
TOF'un beş temel donanım birimi
1. Vcsel verici, Difüzör (difüzör) içeren kızılötesi emisyon ünitesi. Vcsel, dalgaboyu 940nm olan darbeli bir kare dalga yayar.Bu dalga boyunun kızılötesi ışığı, görünmeyen ışıktır ve spektrumda ortam ışığının parazitini önleyebilecek en az miktara sahiptir. Vcsel tarafından yayılan ışık kaynağı da Difüzör aracılığıyla tek tip bir yüzey ışık kaynağına modüle edilecek ve ardından yayılacaktır.
2. Optik lens
Optik sensörde yansıyan ışığı ve görüntüyü yoğunlaştırmak için kullanılır. Bununla birlikte, sıradan optik lenslerin aksine, yalnızca yayılan ışık sinyaliyle (yani 940 nm) aynı dalga boyuna sahip ışığın girebilmesini sağlamak için dar bantlı bir filtreye ihtiyaç vardır.Bunun amacı, tutarsız ışık kaynaklarını bastırmak, arka plan gürültüsünü azaltmak ve önlemektir. Sensör, harici ışık paraziti nedeniyle aşırı pozlanmış.
3. Görüntüleme sensörü
Genel bir kameranın ışığa duyarlı elemanına benzer şekilde, yansıyan ışığı almak ve sensör üzerinde fotoelektrik dönüşüm gerçekleştirmek için kullanılır.Bununla birlikte, TOF prensibinden dolayı sensörün ışığa duyarlılık süresi çok kısadır ve nanosaniye seviyesine ulaşır, bu nedenle tek piksel boyutu genel bir kameranınkinden daha büyüktür. Örneğin, şu anda RGB'de kullanılan piksel boyutu 1m iken, TOF sensörümüzün piksel boyutu 10m'dir.
4. Kontrol ünitesi
Kontrol ünitesi, lazeri 100MHz üst sınıra sahip yüksek frekanslı darbelerle çalıştırabilen lazer vericinin sürücü IC'sidir; aynı zamanda, sürüş dalga biçiminin mükemmel bir kare dalga olmasını ve yükselen ve düşen kenar süresinin yaklaşık 0.2ns olmasını sağlamak için her türlü paraziti ortadan kaldırır. Yüksek hassasiyetli derinlik hassasiyetinin çıkarılmasını etkin bir şekilde garanti etmek için.
5. Çekirdek algoritma hesaplama birimi
Çekirdek algoritma hesaplama birimi, cep telefonumuzun AP'sidir. AP'ye derin ekstraksiyon temel algoritma kitaplığını aktarıyoruz.AP, modülden tek bir modülün kalibrasyon verilerini okur, derinlik çıkarma algoritmasının kitaplığını çalıştırır ve RAW görüntüsünü Derinlik haritası; ardından her uygulama için derinlik haritasını kullanın.
OPPO TOF çözümünün avantajı, Z ekseni doğruluğunun araştırılması ve geliştirilmesinde yatmaktadır ve doğruluk, enerji tüketimi ve uygulama senaryoları açısından endüstri lideri seviyeye ulaşmıştır:
1. Hassas Z yönü doğruluğu
OPPOnun TOF teknolojisi çift frekanslı sürücü kullanır, 240 kare fps'de örnekleme yapar, yani: her bir tek frekans dört faza karşılık gelir, her faz bir lazer darbesine karşılık gelir, böylece 8 kare RAW görüntü elde eder ve son olarak her 8 karede bir derinlik bilgisi sentezler. , Piyasadaki diğer programlar genellikle saniyede 30 kare kullanır ve her bir derinlik bilgisi parçası yalnızca bir bilgi çerçevesi kullanır, bu nedenle Z yönünün doğruluğu% 1 mutlak doğruluk ve% 0,5 bağıl doğrulukla daha yüksektir.
2. Kesin doğruluk kalibrasyonu
TOF'un çalışma doğruluğunu sağlamak için, endüstride yapılmayan ancak son derece hassas yapısı olan TOF için hassas kalibrasyon sürecini özel olarak özelleştirdik, her bağlantı son 3D görüntülemenin doğruluğunu etkileyecektir. Özellikle Z yönündeki doğruluk Bu nedenle, Ar-Ge sürecinde sadece doğruluk kalibrasyonu için 3 tur kalibrasyon ekipmanı güncellendi.Her seferinde yüksek bir Ar-Ge maliyeti yatırıldı.Aynı zamanda dört mesafeli bir set geliştirdik. Dört açıdan çoklu kalibrasyonlara sahip yenilikçi kombinasyon şeması, nihai ürünün deneyimine eşlik eder.
3. Düşük güç tüketimi
OPPO'nun TOF çözümü, güç tüketiminde diğer CCD çözümlerine göre 3 ila 5 kat daha düşük olan BSI CMOS'u kullanıyor.
4. Güçlü anti-parazit
OPPOnun TOF çözümü, spektrumda en az miktara sahip olan 940 nm dalga boyuna sahip optik sinyalleri kullanır.Aynı zamanda, aktif olarak ışık yaydığı ve ortam ışığından daha az etkilendiği için OPPOnun TOF çözümü, karanlık ışık dahil her türlü hava koşulunda fark olmadan çalışabilir.
TOF teknolojisinin uygulanması
Kısa mesafelerde yüz kilidi açma ve yüz tanımaya odaklanan 3D yapılandırılmış ışıkla karşılaştırıldığında, TOF teknolojisi uzun mesafeli 3D bilgi toplama için daha uygundur ve ayrıca TOF'un daha geniş bir uygulama aralığına ve daha fazla hayal gücüne sahip olmasını sağlar. Nesneler makul bir aralıkta olduğu sürece, 3B modelleme TOF aracılığıyla gerçekleştirilebilir ve modellemeden sonraki bilgiler AR, holografik projeksiyon ve diğer yöntemlerle görüntülenebilir. Örneğin, 3D deneme kurulumu, AR dekorasyonu, AR oyunları, somatosensoriyel oyunlar, holografik görüntü etkileşimi vb. Hepsi TOF teknolojisi ile gerçekleştirilebilir. Gelecekteki 5G ağının getirdiği yüksek bant genişliği, 3D görüntü teknolojisi, gelecekteki 3D görüntülü aramalar, sanal sahne + sanal sahne uzaktan VR, sanal sahne + gerçek sahne uzaktan AR, gerçek sahne + gerçek sahne uzaktan JR, vb. İçin bilgi aktarımı garantisi sağlar. Her yerde bulunan gerçeklik kullanım senaryoları, patlayıcı uygulamaları başlatacaktır.
TOF'un ön sahneye uygulanıp uygulanmayacağı
OPPO'nun 3D görüntü teknolojisi Ar-Ge müdürü Zhang Xueyong şunları söyledi: 3D yapılandırılmış ışık kısa mesafelidir ve ön sahne uygulamalarında kullanılır; TOF, uzun mesafe ve çoğunlukla arka sahne uygulamalarıdır. Öyleyse TOF ön sahneye uygulanacak mı? OPPO 3D görüntü teknolojisi Ar-Ge yöneticisi Zhang Xueyong, 1,2 metre içindeki 3D yapılı ışığın doğruluğunun TOF'dan daha yüksek olduğuna ve ön yüz 3D bilgilerinin daha doğru bilgiye ihtiyaç duyduğuna inanıyor, bu nedenle doğruluk ne kadar yüksekse, etki o kadar iyi. Yani bu aşamadaki TOF teknolojisi TOF ön sahnesine eklenmeyecek, sonuçta, 3D yapısal ışık TOF'dan daha iyi bir seçimdir.
OPPO ürün müdürü Zhao Yuqi ayrıca şunları söyledi: Ürün planlaması açısından OPPO, önde en iyi etkiye ve arkada en iyi etkiye sahip iki teknolojiyi seçecek Önde 3D yapısal ışık çözümünün seçilmesinin nedeni TOF'un doğruluğu. Özellikle güzellik ve yüz ödemesi gibi sahnelerde yapılandırılmış ışığın yerini alamaz. Açık olan, bu teknolojilerin 2018'in ikinci yarısında uzun süre görüleceği ve kullanılacağıdır.
OPPO'nun TOF ve 3D yapılandırılmış ışığı bir cep telefonuna entegre edip etmeyeceği, OPPO ürün yöneticisi Zhao Yuqi şunları söyledi: Önde 3D yapısal ışık teknolojisi seçilecek, ancak 3D yapılandırılmış ışık ve TOF birlikte cep telefonlarında tasarlansın, bu beklenebilir.
OPPO TOF'un Avantajları
Diğer üreticiler tarafından piyasaya sürülen teknolojiler ile karşılaştırıldığında OPPO TOF, program açısından farklıdır. OPPOnun TOFu CMOS kullanırken, diğer üreticiler CCD kullanabilir. Teknik bir bakış açısından, CCD doğrudan 30 kare kullanır, ancak CMOS mantık devresi daha karmaşık olabilir ve daha yüksek doğruluk elde edebilecek şekilde 30 kareyi sentezlemek için 240 kare kullanılabilir. Diğer bir neden de CCD'nin güç tüketiminin COS'tan 3-5 kat daha fazla olmasıdır.
OPPO'nun 3B görüntü teknolojisi Ar-Ge yöneticisi Zhang Xueyong'a göre: Geleceğin endüstrisinin yapısal ışığı CMOS'tur ve CMOS, kanıt olarak kamera endüstrisi ile CCD'nin yerini almıştır. Geleneksel RGB Sensörün 300.000 noktasından farklı olarak, 3D görüntüleme teknolojisi için en önemli şey Z yönünde doğruluk elde etmektir, böylece model çok doğru bir şekilde inşa edilebilir, bu nedenle bu aşamadaki en önemli şey, Z yönündeki doğruluğu sağlamaktır. Z yönünün doğruluğunun sağlanması durumunda, XY doğruluğu ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir. OPPO bu aşamada Z ekseni yönünün doğruluğuna daha fazla önem verir.Z'nin doğruluğu% 1'lik mutlak doğruluk ve% 0.5'lik bağıl doğruluk sağlayabilir. En önemli şey, her bir TOF'un doğruluğunun standarda ulaşmasını sağlamaktır. OPPO TOF, bu aşamada ilgili uygulamaların gereksinimlerini karşılayabilecek 240'a 180'lik bir çözünürlüğe sahiptir.
TOF sensörünün yakın mesafedeki doğruluğu yapılandırılmış ışıktan daha kötü değildir ve aynı zamanda femtosaniye görüntülemeyi gerçekleştirebilir.OPPO bir femtosaniye görüntüleme sistemi kullanmaz. Anahtar, TOF sensör doğruluğunun kalibrasyonudur. Kısa mesafelerde yapılandırılmış ışığın doğruluğunu arttırmak mümkündür.Beş santimetrede veya iki santimetrede bir kalibre edilebilir.Ancak iş yükü çok büyüktür.Mevcut üretim verimliliğine göre tüm endüstri zincirini karşılamayan seri üretim talebini karşılamaktan uzaktır. geliştirilmesi.
3D yapılı ışığın güvenliği ve gizliliği
3D yapılandırılmış ışık kullanılırken, cep telefonunun insan yüzü bilgisini alıp almayacağı kullanıcı mahremiyetini içerecektir. OPPO'nun görsel teknoloji Ar-Ge müdürü Zhang Xueyong şunları söyledi: Gizlilik tanımı ve koruması açısından, sektörde yavaşça bir fikir birliği oluşturmak ve herkesin uyması için bir standart oluşturmak gerekiyor.
