SITRI解析iPhone X和Vivo X20人脸识别的奥秘
随着iPhone X的发布，3D人脸识别功能一度成为人们口中津津乐道的新科技，与此同时，国产Vivo X20的发布也提到了其带有人脸识别功能，下面就让SITRI的专业团队带领大家揭开人脸识别的神秘面纱。
先从苹果iPhone X说起，让我们看一看这个可爱的“齐刘海”里到底搭载了哪些传感器？
了解完“齐刘海”里的那些传感器，是不是出现了很多新的名词呢？例如“点阵投影器”和“泛光感应元件”，还有iPhone智能手机产品上从未出现过的红外摄像头。这些新器件的出现都是因为iPhone X引入了3D人脸识别系统。
在介绍具体的传感器信息前，先来简单说一说人脸识别的启动步骤。
步骤1：当有物体接近手机时，距离传感器(ToF)会先被启动。
步骤2：距离传感器(ToF)的启动会激发泛光感应元件和红外摄像头，泛光感应元件里的VCSEL芯片会发出若干个红外光，红外光反射回后由红外摄像头捕捉，判断是否是人脸信息。
步骤3：如果经由判断是人脸信息，则会启动点阵投影器，点阵投影器会发射约三万多个红外结构光点，并由红外摄像头捕捉3D人脸信息，进行人脸的图像信息提取，经由A11仿生处理器的比对，得出人脸识别信息。
下面就切入正题，带来iPhone X的3D人脸识别传感器大揭秘。先从iPhone X的整机结构和主要部件图说起。
iPhone X整机结构图
iPhone X主要部件图
点阵投影器
点阵投影器和两个摄像头（红外摄像头和前置摄像头）是集成在一个模组上面的。
模组扫描照
模组X-Ray照
将点阵投影器拆解下来，得到单独的点阵投影器的模组。
点阵投影器模组照
点阵投影器模组X-Ray照
点阵投影器里有一颗VCSEL芯片，当点阵投影器被启动后，VCSEL芯片发射的红外光经由正对着芯片上方的准直镜头射出，经过两个反射镜面，最后通过光学衍射元件（DOE）形成约三万多个红外结构光射出。
点阵投影器（开盖前）
点阵投影器（开盖后）
将上面的准直镜头及光学衍射元件模组揭开之后，就可以清晰的看见下面的VCSEL芯片。
VCSEL芯片光学显微镜照
泛光感应元件
泛光感应元件、距离传感器及一颗控制芯片被封装在了一起，下图是整个封装的显微镜照。
整个模组光学显微镜照
整个模组X-Ray照
如上图X-Ray所示，VCSEL芯片起到泛光感应(发射红外光)的作用。
距离传感器
如上所述，整个模组内的距离传感芯片来自STMicroelectrics的ToF芯片，此款芯片在iPhone7+中就已经采用。
距离传感ToF芯片-光学显微镜照
环境光传感器
iPhone X的环境光传感器从封装外观上就和以往的环境光传感器不同，变成扁扁长长的形状，这也许是由于空间不够而导致的，同时芯片的上方还装有扩散片。
环境光传感器封装扫描照
环境光传感器封装X-Ray照
取下上面的扩散片后，可以看到整颗环境光传感芯片以及上面的玻璃透光片。
前置摄像头
前置摄像头扫描照
前置摄像头X-Ray照
前置摄像头光学显微镜照-Lens
红外摄像头
红外摄像头扫描照
红外摄像头X-Ray照
红外摄像头光学显微镜照-Lens
除了上述的这些传感器，iPhone X的人脸识别也少不了其强大的仿生处理器A11的巨大贡献。
A11处理器
A11光学显微镜照
麦克风传感器
苹果iPhone X的“齐刘海”里还有一颗来自楼氏的麦克风传感器。
麦克风光学显微镜照
麦克风扫描电镜照
看完了iPhone X的“齐刘海”后，我们再来看一下Vivo X20的人脸识别功能上搭载了哪些传感器。
如上图所示，Vivo X20的人脸识别传感器包含前置摄像头和距离传感器，其中两颗距离传感器是相同型号的芯片，都是来自于AMS的产品。特别的是，我们在Vivo X20的一颗距离传感器边上发现了一个LED灯，不知道这是不是和Vivo X20的“逆光也清晰”有关呢？
Vivo X20整机结构图
Vivo X20主要部件图
LED灯
LED灯光学显微镜照
LED灯X-Ray照
距离传感器
距离传感器光学显微镜照
距离传感器X-Ray照
前置摄像头
前置摄像头模组扫描照
前置摄像头X-Ray照
前置摄像头光学显微镜照-Lens
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