干掉劉海的最佳途徑 屏下指紋識(shí)別技術(shù)現(xiàn)狀

蘋果iPhone XS自發(fā)售后備受吐槽，原因之一就是保留了奇丑無比的大劉海。劉海的存在是蘋果Face ID得以運(yùn)行的必備要素，在屏下指紋方案不被接受的現(xiàn)實(shí)下，iPhone系列手機(jī)的丑陋還將繼續(xù)下去。

反觀以vivo、OPPO、魅族、小米、華為等國產(chǎn)廠商，憑借著靈活的策略以及創(chuàng)新的態(tài)度，在屏下指紋技術(shù)上不斷探索，已經(jīng)為蘋果做出了表率。以往蘋果趟路，國產(chǎn)跟進(jìn)的進(jìn)行已經(jīng)被逆轉(zhuǎn)。

其實(shí)指紋解鎖是蘋果自Touch ID推出后被廣大智能手機(jī)用戶最為認(rèn)可的人機(jī)交互方案。通過按下Home鍵，同時(shí)解決手機(jī)喚醒和安全驗(yàn)證兩個(gè)要點(diǎn)，符合普通消費(fèi)者對(duì)于手機(jī)解鎖最直觀的邏輯。

然而發(fā)展到現(xiàn)階段，蘋果沒能堅(jiān)持原有的創(chuàng)新，轉(zhuǎn)而在3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)上發(fā)力，反而諸多安卓廠商在原有的道路上持續(xù)堅(jiān)持，達(dá)到了蘋果早就該達(dá)到的高度。

在全面屏普及的革新態(tài)勢(shì)下，屏下指紋具有解決劉海屏丑陋的前提，看起來更像是未來的趨勢(shì)。

那么，目前屏下指紋解鎖進(jìn)展的何階段？各大廠商的屏下指紋解鎖手機(jī)體驗(yàn)又怎樣呢？

從2016年起，vivo就開始了對(duì)全面屏多種形式解鎖方案的深入探索。在多種方案中，vivo認(rèn)為屏幕指紋不僅能夠最大程度地保留屏幕的完整性，也能避免在機(jī)身背后開孔的妥協(xié)，是全面屏?xí)r代，集時(shí)尚、安全和便利于一身的最佳解鎖方案。

2017年7月，vivo在上海MWC上推出了搭載超聲波指紋的Xplay6驗(yàn)證機(jī)，第一次將這種備受期待的解鎖方式呈現(xiàn)在了手機(jī)上。

2018年1月，vivo正式在X20Plus屏幕指紋版推出第一代光電屏幕指紋技術(shù)，成為全球首款量產(chǎn)的屏幕指紋手機(jī)。

2月巴塞羅那MWC期間，vivo發(fā)布了APEX全面屏概念機(jī)，不僅用“真·全面屏”帶來了極具沖擊力的視覺體驗(yàn)，更搭載了半屏指紋解鎖技術(shù)，為全面屏解鎖提出了更多想象空間。

3月，搭載第二代光電屏幕指紋技術(shù)的新機(jī)型X21重磅發(fā)布，這一技術(shù)的更迭也讓vivo率先實(shí)現(xiàn)了屏幕指紋百萬級(jí)別的大規(guī)模量產(chǎn)。

6月，在大幅提升屏幕解鎖速度和識(shí)別率基礎(chǔ)上，vivo NEX攜第三代光電屏幕指紋技術(shù)出現(xiàn)在大眾的視野，圖像精度提升高達(dá)40%。

9月，vivo在X23上推出了更先進(jìn)的第四代光電屏幕指紋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了屏幕識(shí)別體驗(yàn)的再次提升，不僅屏幕指紋識(shí)別率相比X21顯著提升了40%，亮屏下的解鎖時(shí)間也只需要0.35s。

在硬件層面，vivo第四代光電屏幕指紋技術(shù)利用OLED屏幕的像素自發(fā)光作為指紋的光源，OLED發(fā)出的光經(jīng)過屏幕上方的手指反射，穿過屏幕、Lens等光學(xué)層返回到指紋傳感器，指紋傳感器通過感應(yīng)指紋脊、谷反射光源能量的差異，形成不同灰度的圖像，再經(jīng)過一系列圖像處理和比對(duì)完成識(shí)別。vivo X23還特別采用了F/1.5超大光圈和720dpi超高分辨率的指紋傳感器，進(jìn)光量更大，成像更清晰，為更高的識(shí)別率和更快的解鎖速度提供了絕佳的硬件保障。

在軟件優(yōu)化層面，vivo創(chuàng)造性地提出了首幀優(yōu)化技術(shù)，優(yōu)化了原有的兩幀識(shí)別流程，建立了快速通道，使絕大多數(shù)情況下的解鎖速度顯著提升了40%。

為了進(jìn)一步提升了解鎖成功率，在指紋圖像采集的過程中，vivo特別加入了智能降噪機(jī)制，通過更動(dòng)態(tài)地檢測(cè)干擾、過濾干擾，獲得更為清晰的指紋圖像。

在指紋認(rèn)證方面，第四代光電屏幕指紋也實(shí)現(xiàn)了更好的圖像增強(qiáng)處理，建立大量數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，大幅降低了外界環(huán)境變化對(duì)指紋數(shù)據(jù)的影響，同時(shí)也大幅度提升了對(duì)人群的適應(yīng)性，使指紋圖像呈現(xiàn)得更清晰。

正是在這樣的硬件提升和算法優(yōu)化下，X23屏幕指紋的識(shí)別率相比X21又顯著提升了40%，亮屏下的解鎖時(shí)間也只需要0.35s。

魅族16th的屏下指紋識(shí)別技術(shù)采用了匯頂?shù)姆桨福蛌ivo X21的屏下指紋識(shí)別技術(shù)類似。早在2017年的MWC展會(huì)上，匯頂科技就全球首次展示了基于光學(xué)的屏下指紋識(shí)別技術(shù)，此后，匯頂科技針對(duì)此技術(shù)進(jìn)行了持續(xù)的升級(jí)優(yōu)化，匯頂科技的屏下光學(xué)指紋方案在實(shí)現(xiàn)原理上與Synaptics的方案相近，都是需要可以自發(fā)光的OLED屏來配合，通過屏幕的發(fā)射的光線對(duì)指紋進(jìn)行照射，然后屏幕下方的傳感器來接收返回的光線并進(jìn)行處理，最終得到指紋圖像。

魅族16th之所以沒有采用Synaptics的方案，主要其在強(qiáng)光下的表現(xiàn)不佳，并且成本較高。相比之下匯頂科技的方案解決了這個(gè)問題，并且價(jià)格也更有優(yōu)勢(shì)，而且作為深圳本土廠商，匯頂科技在客戶服務(wù)和技術(shù)支持上也更好。

據(jù)匯頂科技介紹，其屏下光學(xué)指紋方案通過優(yōu)化光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效的消除了顯示單元顯影和強(qiáng)光干擾，從而使得用戶在強(qiáng)光下也可以快速解鎖；通過優(yōu)化指紋識(shí)別算法，提升干手指及極端低溫環(huán)境下的指紋識(shí)別率。

同期發(fā)布的小米8透明探索版以及小米8屏下指紋版也同樣采用了匯頂?shù)姆桨福谑褂皿w驗(yàn)上與vivo X21，魅族16th差不多。

華為其實(shí)早在今年上半年就曾推出過采用屏下指紋識(shí)別技術(shù)的手機(jī)，只是因?yàn)樵摍C(jī)型售價(jià)昂貴，所以并沒有被廣大消費(fèi)者注意到，這就是Mate RS。特別要說的是，華為Mate RS同樣采用了匯頂?shù)慕鉀Q方案。

匯頂科技屏下光學(xué)指紋方案在抗強(qiáng)光干擾、低溫環(huán)境、干手指場(chǎng)景下表現(xiàn)出穩(wěn)定的解鎖率和解鎖速度，并且在OLED軟、硬屏均已實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用，是目前商用機(jī)型最多、累計(jì)發(fā)貨量最大的屏下光學(xué)指紋方案。

此前屏下指紋供應(yīng)商主要有Synaptics和匯頂科技兩家，不過目前另一家國產(chǎn)指紋識(shí)別廠商思立微的屏下指紋也正式量產(chǎn)，并成功被OPPO剛剛發(fā)布的OPPO R17系列所采用。OPPO官方稱之為光感屏幕指紋。

據(jù)OPPO官方介紹，R17系列采用的光感屏幕指紋率先使用CMO Microlens微透鏡，搭配3P鏡頭以及4mm感光元件，通過更大的sensor和更大的進(jìn)光量，因此息屏下解鎖速度最快可以達(dá)到0.41秒。功能上具備支付級(jí)的安全級(jí)別，支持微信支付與支付寶。

隨著屏下指紋的深化應(yīng)用，多生物識(shí)別方式重新組合。在全面屏潮流席卷之下，指紋技術(shù)也將迎來進(jìn)一步革新，未來芯片廠商仍將持續(xù)進(jìn)行著淘汰賽，而屏下指紋成芯片廠商卡位的關(guān)鍵技術(shù)。