“TOF”小科普

什么是ToF

ToF是Time of Flight的縮寫，有的翻譯稱之為飛行時間。這種成像技術(shù)通過向目標(biāo)發(fā)射連續(xù)的特定波長的紅外光線脈沖，通過特定傳感器接收待測物體傳回的光信號，計算光線往返的飛行時間或相位差得到待測物體的3D深度信息。TOF相機(jī)的亮度圖像和深度信息可以通過模型連接起來，迅速精準(zhǔn)地完成人臉匹配和檢測 。

ToF工作流程圖 

TOF的硬件組成有：

發(fā)光單元：發(fā)光單元通常為能發(fā)出特定波長紅外線的VSCEL，VSCEL能以相對較小功率發(fā)射出較高的信號。

光學(xué)鏡頭及濾光片：用于收集反射回的光線。濾光片只允許對應(yīng)波長的紅外線通過，抑制其他光線，并降低噪聲。

圖像傳感器：ToF相機(jī)的核心部件，接收反射回來的光線，負(fù)責(zé)測量每個像素點(diǎn)光線從發(fā)光元件到目標(biāo)物體再反射回傳感器的時間。

ToF的優(yōu)勢

ToF和iPhone X所使用的結(jié)構(gòu)光技術(shù)有何區(qū)別，又有什么優(yōu)勢？iPhone X的結(jié)構(gòu)光是首先利用激光器將鏡片上的點(diǎn)陣或固定圖案投射在人臉上，然后拍攝紅外圖像，通過點(diǎn)陣或圖像的形變，計算出深度信息，進(jìn)而識別3D臉部信息。

通過ToF獲得的物體景深信息圖 

而ToF是通過特殊的傳感器，通過計算發(fā)射出去的紅外線激光來回的時間得到被攝物體深度信息，進(jìn)而識別3D信息。

不同的3D成像技術(shù)特點(diǎn)

相較于結(jié)構(gòu)光技術(shù)，ToF的設(shè)計更靈活，可通過改變光源強(qiáng)度能實(shí)現(xiàn)不同范圍的3D成像；而通過調(diào)整發(fā)射器脈沖頻率，就可以調(diào)整相應(yīng)的信噪比以適應(yīng)不同的精度要求或應(yīng)用環(huán)境。ToF的激光發(fā)射器也相對簡單，只需發(fā)射出特定波長的高頻脈沖激光即可。而結(jié)構(gòu)光必須通過特殊的光學(xué)鏡片，投射出相應(yīng)圖案，通過計算才能得到深度信息。

vivo ToF技術(shù)的信息量優(yōu)勢

ToF如何讓深度信息量達(dá)到結(jié)構(gòu)光的10倍？ 在去年十二月，索尼推出了一款背照式ToF測距傳感器 ，廠商稱該傳感器較前代產(chǎn)品測距性能進(jìn)一步提高，同時體積減小，僅為1/2英寸，并擁有VGA分辨率，索尼將從2018年4月開始出貨樣品。索尼將采用了測距技術(shù)的測距傳感器統(tǒng)稱為DepthSense系列，此次是首次將背照式ToF技術(shù)應(yīng)用于DepthSense系列產(chǎn)品。 

VGA分辨率為640*480，差不多就是30萬像素。而此前市場也有過傳言稱vivo有望于今年推出后置ToF方案的手機(jī)，模組廠為信利，ToF Sensor為松下，驅(qū)動芯片及算法由ADI提供。后續(xù)索尼將于今年8月份推出全新的ToF Sensor，預(yù)計會成為未來的主流方案。 因此，vivo有較大概率采用的是索尼新出來的ToF傳感器，配合更高效率的激光發(fā)射器，實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有手機(jī)結(jié)構(gòu)光精度更高、工作距離更遠(yuǎn)的3D感知方案。