AR是3D视觉的发展方向。
AR技术体系分三个层次:基础型、娱乐型和数据型。AR要实现三种功能,第一是虚拟物体和真实的场景,要求对周围环境完整的识别,第二是对人体的行为动作要进行识别,第三是交互,三种功能的实现都涉及到数据的部分,因而AR是一个完整的体系。关于3D会涉及一些双摄、显示技术等话题,但是核心的技术源泉还是在AR的基础技术,显示和3D本身是一个硬件载体。
AR从属于AI,完整的AR应由前端智能化芯片和后台云智能平台构成。
AR可以对人体的环境识别,又可以对人的物理属性识别,相当于有了眼睛。光有眼睛还不够,它一定要和数据平台对接,也就是前面的端到后面的云,即整个大脑的部分,前端主要处理数据采集和AR的环境营造,后端主要是大数据的处理、智能算法的更新。
AR大约将在2018、2019年开始火爆。
微软2010年推出Kinect,革命性交互产品,垄断5年全球体感交互市场。微软号称在2018年1月份推出800美元左右的AR眼镜。苹果2013年收购Primesense,现在推出iPhoneX,从供应链传来的消息,明年基本上要上后置,AR的芯片已经开始量产。
华捷艾米的方案给终端厂家、供应链、应用厂家赋能。
整个AR解决方案包括光学小型化器件模组、一体化AR计算芯片和SDK工具包,适用于手机等多种小型化设备。AR芯片基本将AR核心技术手势识别、三维识别、人脸识别等融合在一起。华捷艾米的AR芯片技术方案包括与3D芯片的结合,相当于一个通用性的专用芯片。这款芯片现在是全球第三家能够完整设计和开发的芯片。2017年10月份量产了一款基于28纳米的三维测量的多维的芯片,明年AR一体化的芯片将量产。计算芯片则包括了软件、硬件部分,整体上处理AI前端是ISP+DSP+DNN的结构。
手机方案可以给客户提供两种模式。
第一种是直接做成一个完整的光学模组,把生产的基础工作全部准备好,提供给厂家。第二种是有一些厂家更多的看重结构设计、外形、功耗的问题,也可以单独提供进行一对一的支持。此外也提供SDK方面的软件解决方案。除了3D深度数据之外,还提供人工骨架、人物的提取、彩色抠图、人脸的识别、男女识别等,以及基于3D的SDK的游戏引擎,可以方便应用厂家快速开发应用。
目前行业技术难度大,技术难度集中于3Dslam和人体行为识别。
微软kinect问世八年,没有类似的产品出现,并且除了微软和A公司之外,还没有完整的AR产品。这其中两大核心技术可以说是有世界难度的,一个是3Dslam,一个是人体行为识别。微软和A公司已经有行为识别能力,微软、A公司和谷歌已将3Dslam芯片化,此外暂时没有其他厂商做出来。包括联想、华为已经研究不下7年,暂时还没有收获。从时间角度来说,一蹴而就完成AR产品的想法是不切实际的,短期内跟上没那么容易。
行业投入大、周期长,AI需极大投入。
苹果花了200亿进行相关技术的投资和收购。假设刚起步的企业来做,简单推算一下周期:首先需两年时间才能完成基础原理的研发,此后数据采集、标注、训练至少要花8个月的时间,投入的成本要1到2亿。芯片的设计与量产要一年半以上,投入成本要8000万以上。同时还要并行搭建数据平台,投入至少要5000万,累积的时间是4年2个月。这是不考虑技术有多大门槛的情况下,如果用在银行或者是安防领域,不一定需要芯片的开发,可能时间会短一点,但是在消费电子领域,芯片是必不可少的,现在的CPU无法支撑这种规模的并行运算,在终端上,特别是消费电子,必须要开发芯片,所以这个累积成本2亿只能搞个初步,所以我们看到苹果的iphoneX出来了,但是在2019年年中之前,类似于做到苹果那样的faceID出来可能性是不大的。华捷艾米也是刚刚开始做3D人脸的,对周期判断是2019年中甚至以后。对人体识别、手势识别经历了8年的研发,已经采集了一亿多的样本。
AR的行业刚刚兴起,存在四个需求关系。
第一,应用对算法的需求不明确;第二,算法对上层算法的需求关系多样;第三,算法对硬件的需求关系多样;第四,应用对硬件的需求关系多样。用在电视、手机、机器人上对功耗、帧率是不太一样的。因此,基于3D视觉的AR和AI技术还有相当长的演进和完善的过程。
AR量产的供应链整合具有一定难度
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包括激光器、DOE、CMOS、模组生产,这些都是巨头厂家在做。现在已经储备完成了供应链的整合。供应链里面主要是这四个难题:激光器、DOE、CMOS,现在满足AR在户外用的CMOS暂时还没有标准,这是目前的难点。此外还有是模组生产,模组对光、湿、热的要求比较高,现在要达到一个良好的精度,对生产要求比以前的1200万象素的模组生产要求更高一点,所以生产的磨合性应该有一个周期。A公司2015年的时候就开始做这种量产的计划,两年还没有完全搞定,可见模组生产还是有一定的难度。
华捷艾米的核心优势是全球第三家具备完整智能AR的技术体系公司,
这里面包括深度学习、核心算法,还有自主芯片。能够把AR落地必须有一个完整的芯片,也必须要有一个完整的数据平台,数据本身在实践中就是滚动的。也就是说要完成这个AR技术落地,两个东西是必须要完成的,第一个是芯片,这也是计算平台,第二是数据平台。
3D摄像头的价值在于为用户体验带来革命性提升、创造全新业态。
例如基于FaceID的应用、拍照的优化、三维扫描等。未来数亿部手机具有3D扫描、三维感知,包括3D重建的能力,一天可以产生大量的3D数据,能够支撑AI和AR的发展,3D数据在算法层面可以做更多更好的应用,这就是从硬件层面的价值。
奥比中光提供未来视觉感知的核心的底层的硬件。
3D视觉是一个产业链,包括硬件、软件、应用层,未来的发展应该是硬件+软件同步发展的时代,硬件从2D到3D,软件从现有的算法到更高级的算法,未来当有更好的硬件和软件结合的时候,我们才可以在应用层实现更多的功能、更好的功能。比如说基于3D人脸识别的工作,一定不是奥比中光来做全部过程,而是把硬件做好,让face++、商汤等等公司做人脸识别的算法,分工之后就可以快速把它做好。未来还有很多应用层算法的开放,可以用来做AR的游戏、AR的购物,包括3D图片的搜索等等,基于此未来会诞生数百家甚至上千家公司在这里面发展。
明年在安卓系统用上3D摄像头会非常大概率的事件。
从A公司采用3D传感器后,整个智能硬件领域都会想办法采用,目前整个安卓阵营都在跟进。奥比中光不是从今年才做这件事情,这个产业链非常难,奥比中光从2015年开始做手机的产品,从2016年初开始做供应链的整合,明年很有可能在安卓阵营可以量产,是基于我们已经做了三年的努力甚至更长时间的尝试,这个事情的确非常难。
相比于2D人脸识别,3D优点有两点。
第一,更安全,因为它提供的信息点更多,同时它可以做活体的检测,一张照片是无法蒙蔽它的,除非你做的跟我一样的雕塑,但是现在的雕塑也无法蒙蔽它,它可以通过算法提升。第二,在暗光下3D也可以识别,它用的是激光测量,即使是在全黑的情况下,也可以通过主动的激光测量到你脸部的信息,然后做到一个识别。包括一些新的应用的产生,基于3D会更安全。目前蚂蚁金服已经用了奥比中光的3D传感器在做线下的支付,已经在杭州以及深圳的两家肯德基上线,未来线下的人脸支付一定是用3D的,包括蚂蚁金服未来要推用人脸一定要用3D,这是它巨大的价值。
3D成像有三种,双摄、TOF、结构光。
一是双摄,比较普及,包括双摄推出来的时候也说可以做3D建模,但是目前基本上没有人用双摄扫描,因为它的精准度比较差,厘米级的误差很难做到扫描级,另外两个是TOF、结构光,结构光和TOF各有优劣,TOF是用一束激光飞出去,计算它到达物体的时间来推算它的距离,如果是在3—5米甚至更远的距离下,它的速度是恒定的;结构光是很多光分散到很多的角里面,通过接收回来它每个点的信号,推钻它的距离信号,它的距离越远误差越大。前置用结构光更合适,它的功耗可以做得更低,它在1米之内的结构光的误差很低,它可以做到毫米级的,相比TOF的误差更低,只是以前大家认为结构光比较难解决户外强光下的问题,但是目前来讲基本上我们和苹果在技术上已经解决了,而且我们新一代的产品可能会解决得更好。
结构光在硬件层面分为单目、双目,还有投影、编码、条纹。
目前奥比中光和A公司用的是一样的,就是单目和投影激光的,计算方式有ASIC、DSC等。
结构光3D技术难点:多技术交叉融合。
包括硬件层面的光学系统的设计、芯片的独立设计,算法的支持,以及软件层面SDK、中间件,而光学设计和算法和芯片都是息息相关的,它无法割裂开,所以它为什么难度大,因为它每个环节都是相关的,无法通过两个独立的个体把这个事情完全做好。
手机前置将采用结构光方案,手机后置结构光与TOF均有机会
。
结构光需提高远距精度,TOF需降低功耗。未来应该是多种技术融合,三年内还要讨论技术方案,三年之后应该是技术融合的趋势,也就是说谁具备光学底层设计能力的时候,可以把多种能力结合在一起提供一个最好的方案,才是未来的发展之道。
硬件层面未来5年将达千亿级市场,
手机市场会超过500亿人民币,加上其它的市场应该会超过1000亿。其实单手机市场就有望超过1000亿,真正成熟的时候会有更大的市场,包括基于3D的硬件会延伸出无数的应用,包括各类的AR、AR游戏、3D扫描等等应用的产生,应该是更大的市场规模,因为它创造了一个新的业态。
3D成像基于手机市场目前的格局。
手机中结构光厂商,一个是高通和himax,第二个是欧菲光,第三个是舜宇和AMS。目前,手机厂都在评估各家的方案,各家也要找手机商送自己的产品让对方评估,预计明年两家安卓阵营手机厂商实现量产。TOF国外做得多一点,包括拥有自己芯片的TI,国内做TOF很多是用TI的芯片,没有开发自己底层的东西;结构光则买不到独立的芯片,要自己全套来做。未来两年是格局未定的时代,应该到2019年才会定下格局。奥比中光2013年成立,2014年申请孔雀计划,2015年产品量产,现在全球超过1000家公司买我们的产品。我们希望做到细分行业的全球第一,希望5年全面落地硬件,5年之后再考虑生态。
3D硬件未来有5—10年的大年,光学未来是一个
十年长周期的大年。
光学今年在二级市场上疯狂的上涨,整个光学也看到了从日本到台湾到国内的大趋势,包括海外大量的人才回来,具有原生性的开发能力,产业可以从中国崛起。同时围绕整个人工智能感知的产生,各类的硬件会大量的升级,软件会大量的产生。
目前是从创业公司转向巨头进入的时代,
大部分创业公司已经错过了最好的窗口期,目前高通、舜宇、欧菲等千亿级市值的公司都在进入,创业公司与巨头相比缺非常多的东西。而我们有可能去竞争,是因为抢占了时间窗口,具有时间优势,未来12个月如果把握好机会,12个月之后在这个市场比他们的机会是要大的。如果一个创业团队重新开始来做,至少三五年才能出产品,但是三年内这个格局就定了,所以他们要发展起来比较难,或者要成为这个细分行业比较大的或者前列的公司是比较难的。未来市场足够大,我认为会存活很多的公司,不是一家两家,可能30家、50家公司都能存活下来,只是看每家的定位是什么。
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