带你解读TOF与结构光的区别

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去年9月份苹果推出了iPhone 11、iPhone 11 Pro和iPhone 11 Pro Max三款新iPhone，新机型的性能在拍照和续航上得到大幅度的提升，同时连续三年依旧延续保留FACE ID功能。在人脸识别竞争激烈市场中，结构光与TOF两种主流解决方案为各大厂商所受用，为何苹果一直钟情于3D结构光，其背后的秘密是什么呢？

从平面到立体的秘密

结构光3D视觉技术中的其中一种，用于获取物体平面与深度数据。这项技术的原理是通过将激光散斑图像投射到物体表面，再由红外相机接收物体表面反射的散斑信息，交给ASIC处理芯片，最后根据物体造成光信号的变化计算物体位置和深度信息。

简单来说就是通过近红外激光器，将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头进行采集。这种具备一定结构的光线，会因被摄物体的不同深度区域，而采集不同的图像相位信息，然后通过运算单元将这种结构的变化换算成深度信息，以此来获得三维结构。

另外一种TOF时间飞行法的原理是通过专用传感器，捕捉近红外光从发射到接收的飞行时间，判断并计算出物体的距离信息。这种方案具有实时性好，算法简单，不受光照变化和物体纹理影响的优点，但受多重反射影响，分辨率低、成本较高。

为什么会选择结构光

从两种技术的对比上看，TOF技术虽然实时性好、算法简单，但存在传感器技术不成熟、图像分辨率低、成本高、功耗高等问题，目前其更多应用在物体测距等领域。3D结构光技术测量精度高，可以达到1mm（毫米级），拥有功耗相对较低等诸多优点，更适合用于近距离的人脸识别，在智能手机、刷脸支付等场景拥有巨大潜力，因此备受业界的重视。

3D结构光让生活更加智能

除了手机解锁，3D结构光还被广泛用于刷脸支付、智能安防、空间扫描、机器人交互、商用屏显、体感游戏等领域，具有广阔的市场空间。例如在刷脸支付领域，国内3D传感企业奥比中光自主研发的3D结构光摄像头，为支付宝、中国银联提供模组支持，通过3D人脸识别，可以实现快速安全便捷支付，目前刷脸支付设备已经成功落地全国。

随着3D视觉技术的发展进步，我们的生活也将变得更加智能化。出行能只需靠一张脸就进行消费体验、办理各项事务，选购服装时只需照镜子就可观看不同衣服的试穿效果，服务机器人为客人端来美食……这些将不再是想象。相信在未来3D视觉技术可以彻底颠覆过去的生活模式，带给我们更多惊喜！