清華電機系友會《TEEN講座》

3D感應器+3D人臉識別

 （3DSL+3DFA）

主講人 : 章建中/清華電機系1982級

美國高通公司工程技術副總裁，多媒體研發部門主管 

[Vice President Engineering, Head of Multimedia R&D Group, Qualcomm Technologies Inc. ]

演講日期: 2018/4/2

撰文: 電子所碩一/陳靜雅

講者經歷:

     章建中學長任職於美國高通公司工程技術副總裁，畢業於清大電機系1982級和美國加州大學聖地牙哥分校電機系(1991年)，是高通共同創辦人維特比（Andrew Viterbi）的學生，也是高通元老級的人物。

內容:

圖一：章建中學長用最專業的角度，帶著大家認識3D感測

    在這一個科技爆炸的世代，AI成為科技業的一大趨勢，而其中堪稱AI之眼的3D感測技術（3D depth sensing）更是業界致力研究的領域。舉凡生活育樂、醫療和商業，各個領域都可以看到它的蹤跡。深具知名度的美國高通便是致力於研發3D感測技術的大廠，近年來以3D感應器(3DSL)和3D人臉辨識系統(3DFA)為主要研究目標。

圖二：大家屏氣凝神的聽著演講，座無虛席。

    在演講的一開始，章建中學長簡單的介紹了3D感測技術的多元應用。而在3D感測技術中，最具有挑戰性的技術是如何精準的量測距離，章建中學長介紹了三種應用技術:結構光(Structured Light，SL)、飛時測距(Time of Flight，ToF)以及立體視覺(Stereo Cameras)。其中又以SL和ToF為主動式，而Stereo Cameras為被動式。Stereo Cameras的基本原理是人的兩眼視差，利用兩個相機模組去拍攝影像，再利用三角原理進行分析。Time of Flight則是透過紅外線折返的時間去計算與物體之間的距離。而高通主要研發的技術為Structured Light，其基本概念是對著目標物發射出特定的圖像(pattern)後，物體的不同深度位置會造成反射回來的圖像扭曲，依照此圖像我們可以利用三角原理進而分析出物體的立體形狀；章建中學長強調結構光系統中的pattern design和演算法（algorithm）佔有關鍵地位。

    在另一個熱門主題——3D臉部辨識中，學長介紹了高通三種研發過程，分別為Pre-processing、DL engine以及3D processing。3D臉部辨識相較於指紋辨識能擁有更多的資訊，但同時也存在著許多瓶頸需要去突破，像是如何準確地分辨出雙胞胎還有更細微的特徵。而在Machine Learning的部分，建中學長也提到了資料庫(Data Base)。比起資料的數量，我們更該注重的是質量，應該根據研究目的去挑選適合的資料，而非一昧的追求資料庫的大小。最後，在演講的尾聲，建中學長為大家展示出結構光人臉辨識實機。

校友、師生對於此次演講相當意猶未盡，紛紛有熱情回饋：「對3D技術有更深入的了解!」、「聽到章學長的分享，就知道高通的技術成功並非一蹴可幾，並且領先好幾個世代，目前身為學生的我要先把握在學時間，吸收知識，等待時機再勇敢踏出，很謝謝學長畢業多年且任職高位還願意返校分享，讓我們獲益良多。」演講活動結束後仍有許多師生與校友留下來向章學長請教。

由於演講時間有限，但聽眾問題仍非常踴躍，章建中學長非常用心針對聽眾提問的逐一做了完整的回答，詳細請參見本文以下整理的Q&A部分。

圖三：建中學長為大家示範結構光人臉辨識實機的操作。

Q＆A

1.高通為什麼會往3DSL、3DFA發展?

    3DFA一直是高通內部的研發目標。舉例來說，智慧手機應該要是一拿起來就打開螢幕，一放下就關起，讓老一輩的長輩都能簡單使用。

2.高通為什麼會選擇Structured Light，而非其他兩者技術?

    因為這三者技術有不同的特性，像是Stereo的話，在沒有光線的時候是看不見的，而Time of Flight的話則是解析度沒辦法很高，也比較昂貴。

3.學長在事業上非常成功，想請學長能不能分享一些成功的關鍵給在場的學弟妹?

    那要看你對成功的定義是什麼?我真正會讀書是在出國後，我認為最重要的是，你做一件事情必須有始有終。假如你去工作，你缺少什麼你就去學，這樣才有意義。在你們的人生中可以好好想一想，你們想做的是什麼，培養自學的能力也很重要。

4.聽說以後手機都會有AR，請問高通有在布局這一塊嗎?

    其實AR、VR就是在我的部門裡面，且高通很早就開始起步，team還蠻大的。這也將會是未來智慧型手機的趨勢，當然還是有需多挑戰必須克服。