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深耕3D摄像头实现小型化,奥比中光拿下OPPO进军手机市场

3D摄像头提供商

2019年02月21日
调研 | 李喆 崔可家 撰写 | 崔可家
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20179月,搭载3D摄像头的iPhone X正式发布,随后各家安卓手机厂商也开始陆续推出各自搭载3D摄像头的旗舰机。但不同于苹果于2013年早早收购3D传感器厂商Primesense布局3D摄像头,大部分手机厂商并没有相关硬件研发能力,其依靠的正是国内首家实现3D摄像头小型化的厂商奥比中光。

从工业传感器到消费级传感器

奥比中光于2013年成立,由于创始团队研究背景面向工业检测,因此奥比中光早期在进行研究成果的产品化,主要面向工业领域的光学测量,但由于本身工业领域市场规模较小且需求分散,市场天花板明显。

因此成立不到半年,奥比中光转向消费级传感器领域。利用在光学测量领域长期积累的技术,奥比中光在2015年迅速量产了消费级产品。并且积累了光学测量算法,光学系统设计以及芯片三大核心技术。

2016年,奥比中光开始进行摄像头小型化的研发工作,由于芯片、光学系统以及光学测量算法等技术的积累,很快奥比中光就突破了小型化难关,并在2017年底与OPPO合作手机项目,于今年5月正式量产。

奥比中光在发展中,是不断通过技术的进步来拓展市场并保持自身的竞争壁垒,从而在市场中脱颖而出。

3D摄像头为基础,满足六大应用场景

目前,以3D摄像头为基础,奥比中光在6大业务场景中服务客户。

在智能手机、新零售3D刷脸支付以及通用型产品业务中,奥比中光主要提供3D摄像头模组硬件,并不涉及上层的业务应用开发。在智能手机业务中,奥比中光的3D摄像头模组会集成在手机中,为上层人脸识别等应用采集数据,提供支持;在新零售3D刷脸支付业务中,与支付宝合作开发了3D刷脸支付机,并已部署在线下门店中;在通用型产品业务中,奥比中光提供的3D摄像头主要应用于3D扫描场景,目前已与优必选、贝壳看房等企业合作。

在智慧客厅、三维人体测量仪以及工业测量业务中,奥比中光会提供包括3D摄像头传感器以及上层应用在内的整体解决方案。在智慧客厅业务中,提供整体解决方案,包括从底层3D摄像头硬件到上层运动、教育、娱乐等应用开发,主要面向客厅应用场景,与三大运营商和TCL等电视厂商进行合作;在三维人体测量仪业务中,奥比中光推出了3D智能试衣间产品,帮助线下服装店进行人体数据测量;在工业测量业务中,主要为客户提供光学测量检测、逆向工程、快速成型服务等数字化解决方案。

之所以提供两种服务形式,主要与客户需求有关。在手机、机器人等行业中,单纯的提供硬件产品就可以满足客户需求,因此在这些行业中,奥比中光的定位是3D传感器硬件提供商。而在面对运营商、电视厂商以及工业客户时,需要提供整体解决方案,因此,奥比中光会进行上层应用的开发。

三大核心技术支撑产品研发,提升获客能力

在奥比中光的3D传感摄像头产品中,芯片、光学系统以及光学测量算法是其核心技术。之所以能够快速在不同的场景中快速进行产品的研发,离不开这三项技术的支撑。

芯片是3D结构光传感摄像头的核心组件,自2015年起,奥比中光的自研ASIC芯片就已经成功流片,之后也在不断进行产品迭代,构建起了较高的竞争壁垒。光学系统以及光学测量算法对于3D传感摄像头的重要性同样不言而喻,能够实现3D摄像头的小型化并应用于手机中,也代表了奥比中光在这方面技术的实力。

3D摄像头对于企业的整体技术能力要求很高,缺一不可,因此团队的复合背景就非常重要,在奥比中光500人的团队中,超过70%为技术研发人员,其中包括芯片团队、算法团队、光学系统团队等,这样的复合团队才能够使奥比中光在3D摄像头领域保持领先。

技术的领先也为奥比中光的获客带来了便利。手机厂商因为出货量巨大,是3D摄像头市场中的最优质客户之一。而奥比中光作为国内首个实现3D摄像头小型化的厂商,并且已拥有OPPO这类标杆客户,在后续的获客上会占据极大的优势。同时由于手机厂商对于供应商的选择改变较少,现阶段的客户资源积累也会为奥比中光的未来发展提供保障。

近期,爱分析对奥比中光副总裁陈挚进行了专访,就奥比中光的产品、业务、发展战略以及行业市场进行了深入的探讨,现将部分精彩内容分享。

转向消费级传感器,成功实现小型化

爱分析:自20131月成立,奥比中光的发展历程是怎样的?

陈挚:奥比中光在2013年成立,由于最早的创始团队来自于研究机构,并且大多是做工业光学测量的,包括工业检测、光学精密测量等,因此在公司成立初期产品是面向工业的。

之后在2013年下半年,奥比中光进行了转型,开始做消费级3D摄像头,利用一年时间进行了产品的研发。

2015年底产品开始批量上市,最先进入的是电视机行业,之后是机器人行业。

2016年底,开始进行手机摄像头的研发工作,并在2017年底完成了与OPPO合作的项目。

爱分析:从工业级传感器向消费级传感器转型时会有哪些难点?

陈挚:在技术层面是相通,难点在于怎样将产品小型化,从工业大型柜机到手机中的小型组建,其中的光学元件设计、组装等方面都有较大的挑战。

爱分析:3D传感摄像头的产业链条包含哪些?

陈挚:从整个3D摄像头来讲,核心的组件包括光学元器件(激光光源、CMOS模组镜头、光学衍射元件)、光学算法(涉及到从光学测量算法到芯片的转换过程)等,有了这些基础,就可以将样机生产出来。从量产的角度来讲,又涉及到产线,奥比中光的产线中,制造流程、软件、算法都是由我们自己提供的。

在软件方面,包括摄像头的驱动、固件、深度算法(骨骼算法、3D建模等算法)也是需要3D摄像头制造商提供的。

爱分析:现在来看,从前期的研发到量产,哪个部分会更难?

陈挚:3D摄像头的产品整合度较高,要求的技术复杂度和综合性也较高,因此两部分都很难。

爱分析:软件方面是利用开源产品吗?

陈挚:在深度摄像头的应用中,业界内用的较多的是开源产品OpenNI,奥比中光的软件算法是在适配OpenNI,并且逐渐提供自己的算法SDK

爱分析:手机3D摄像头的研发难点由哪些?

陈挚:尺寸要求很高,手机中3D摄像头模组大概是2-3mm的大小,比如对核心元器件提出了很高的要求,在大型摄像头中,一般利用普通激光模组,但是在手机中,就是VCSEL

软件算法方面,由于光学元器件的性能降低,对于算法的要求更高,并且手机的使用场景更加丰富,对于抗强光、抗干扰能力的要求也更高,这都需要在算法方面进行改进。

爱分析:是否可以认为手机3D摄像头比应用在电视上的3D摄像头性能要差?

陈挚:在算法、精度以及抗强光等方面,手机上的3D摄像头的性能是更好的,但是由于手机上的光学元器件较小,因此3D摄像头的测量范围会比较小。

定位3D传感器技术平台提供商

爱分析:奥比中光的定位是怎样的?

陈挚:奥比中光目前主要是一家以3D传感技术为核心的硬科技人工智能公司,未来会致力于整合产业链上下游的优势资源,形成战略生态圈,打造一个平台化公司。

爱分析:3D摄像头除了应用于电视、机器人、手机等场景中,还有哪些其他应用场景?

陈挚:比如零售行业中的刷脸支付场景,是与手机相关的。手机做3D摄像头,其中一个作用就是实现高安全度的生物识别,目前,生物识别由指纹、人脸和虹膜三种方式,指纹安全性不够,虹膜本身不方便,因此只有人脸是可以通过安全级别的测试的。我们跟支付宝有合作,在2017年开始进行试验性项目,现在已经有支付机产品,部署在商超、便利店等场所。

爱分析:2D人脸识别和3D人脸识别在技术路线上有什么不同?

陈挚:有一定关联,3D识别中包括了2D信息,同时还有人脸的3D信息,2D3D信息是相互辅助、印证的,同时,3D摄像头可以识别材质、3D形状等特征,对于活体验证、抗攻击性能有很大提升。

爱分析:奥比中光的产品在人脸识别等计算机视觉技术中的定位是怎样的?

陈挚:奥比中光是提供底层硬件以及光算测量算法的,在手机中,3D摄像头是数据采集工具,上层的人脸识别算法等是由算法厂商来开发的,奥比中光和这些厂商是合作关系。

爱分析:除了手机之外,在电视业务中也是一样的定位?

陈挚:不是,在电视业务中,主要面向客厅场景,奥比中光提供3D摄像头硬件以及上层的应用。

爱分析:为什么在电视业务中会涉及到上层应用?

陈挚:手机厂商的研发能力非常强,我们可以扮演一个服务的角色,但是在客厅场景中,整个产业并不是很成熟,电视运营商需要的是一整套解决方案,因此我们选择自己来做。

爱分析:目前,团队规模是怎样的水平?

陈挚:大概500多人,70%以上是技术人员,是一家比较典型的技术型科技企业。

结构光、双目、TOF各有优势,3D摄像头市场规模近千亿

爱分析:结构光3D摄像头的扫描范围是不是较小?

陈挚:目前大概是几米的距离,结构光是依靠摄像头发射有Pattern的光,之后接收反射回来的光通过变形进行计算,扫描范围跟距离、功率以及光强都有关。

奥比中光不止有结构光的技术,也有TOF、双目技术,在不同的业务线上我们会采用不同技术。

爱分析:双目摄像头与单目摄像头的区别有哪些?

陈挚:单目摄像头为一个摄像头和一个发射器,好处是有完整的系统,除了强光以外,一般不会收到外界干扰;双目摄像头是两个摄像头,依靠外界光源,因此在光线不好或者晚上的情况下,成像效果会很差,因此现在很少有采用双目技术的。

爱分析:TOF技术是否会更先进?

陈挚:技术方面,TOF是依靠光的相位差来成像,技术难点在于硬件设计,因为TOF是通过感光元件里面的结构来完成算法,而结构光是通过ASIC计算芯片来完成的,两者的设计要求不同。

应用方面,在手机摄像头上,TOF扫描范围会比结构光更远一点,但现在还没有结构光成熟。

爱分析:3D摄像头为什么只有少数公司能完成研发和量产?

陈挚:3D摄像头的技术门槛非常高,对于产业链的协同整个能力要求很高。而且涉及到多模块技术及技术之间的耦合。

爱分析:3D摄像头的潜在市场规模为多大?

陈挚:只测算3D传感模组的话,我认为市场应该在千亿左右。

爱分析:市场规模的测算是否从替代2D摄像头来考虑?

陈挚:不是,没有这样的类比,还是要考虑3D应用场景。

爱分析:奥比中光是否会面对来自传统2D摄像头厂商的竞争?

陈挚:肯定会有,他们在慢慢转型,但是短期来看,并没有太多竞争。我们的优势在于一开始就专注于3D传感技术这块,对于整个技术链条是非常熟悉的,而传统厂商更多的是从他们的原生技术上发展而来。