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觸摸屏技術

干掉劉海的最佳途徑,屏下指紋識別技術現狀縱覽

   蘋果iPhone XS自發售后備受吐槽,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得以運行的必備要素,在屏下指紋方案不被接受的現實下,iPhone系列手機的丑陋還將繼續下去。
 
  反觀以vivo、OPPO、魅族、小米、華為等國產廠商,憑借著靈活的策略以及創新的態度,在屏下指紋技術上不斷探索,已經為蘋果做出了表率。以往蘋果趟路,國產跟進的進行已經被逆轉。
 
  其實指紋解鎖是蘋果自Touch ID推出后被廣大智能手機用戶最為認可的人機交互方案。通過按下Home鍵,同時解決手機喚醒和安全驗證兩個要點,符合普通消費者對于手機解鎖最直觀的邏輯。
 
  然而發展到現階段,蘋果沒能堅持原有的創新,轉而在3D結構光技術上發力,反而諸多安卓廠商在原有的道路上持續堅持,達到了蘋果早就該達到的高度。
 
  在全面屏普及的革新態勢下,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。
 
  那么,目前屏下指紋解鎖進展的何階段?各大廠商的屏下指紋解鎖手機體驗又怎樣呢?
 
干掉劉海的最佳途徑,屏下指紋識別技術現狀縱覽
 
  vivo
 
  從2016年起,vivo就開始了對全面屏多種形式解鎖方案的深入探索。在多種方案中,vivo認為屏幕指紋不僅能夠最大程度地保留屏幕的完整性,也能避免在機身背后開孔的妥協,是全面屏時代,集時尚、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驗證機,第一次將這種備受期待的解鎖方式呈現在了手機上。
 
  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,成為全球首款量產的屏幕指紋手機。
 
干掉劉海的最佳途徑,屏下指紋識別技術現狀縱覽
 
  2月巴塞羅那MWC期間,vivo發布了APEX全面屏概念機,不僅用“真·全面屏”帶來了極具沖擊力的視覺體驗,更搭載了半屏指紋解鎖技術,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的新機型X21重磅發布,這一技術的更迭也讓vivo率先實現了屏幕指紋百萬級別的大規模量產。
 
  6月,在大幅提升屏幕解鎖速度和識別率基礎上,vivo NEX攜第三代光電屏幕指紋技術出現在大眾的視野,圖像精度提升高達40%。
 
  9月,vivo在X23上推出了更先進的第四代光電屏幕指紋技術,實現了屏幕識別體驗的再次提升,不僅屏幕指紋識別率相比X21顯著提升了40%,亮屏下的解鎖時間也只需要0.35s。
 
  在硬件層面,vivo第四代光電屏幕指紋技術利用OLED屏幕的像素自發光作為指紋的光源,OLED發出的光經過屏幕上方的手指反射,穿過屏幕、Lens等光學層返回到指紋傳感器,指紋傳感器通過感應指紋脊、谷反射光源能量的差異,形成不同灰度的圖像,再經過一系列圖像處理和比對完成識別。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,進光量更大,成像更清晰,為更高的識別率和更快的解鎖速度提供了絕佳的硬件保障。
 
  在軟件優化層面,vivo創造性地提出了首幀優化技術,優化了原有的兩幀識別流程,建立了快速通道,使絕大多數情況下的解鎖速度顯著提升了40%。
 
  為了進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制,通過更動態地檢測干擾、過濾干擾,獲得更為清晰的指紋圖像。
 
  在指紋認證方面,第四代光電屏幕指紋也實現了更好的圖像增強處理,建立大量數據庫并進行神經網絡訓練,大幅降低了外界環境變化對指紋數據的影響,同時也大幅度提升了對人群的適應性,使指紋圖像呈現得更清晰。
 
  正是在這樣的硬件提升和算法優化下,X23屏幕指紋的識別率相比X21又顯著提升了40%,亮屏下的解鎖時間也只需要0.35s。
 
干掉劉海的最佳途徑,屏下指紋識別技術現狀縱覽
 
 
  魅族&小米&華為
 
  魅族16th的屏下指紋識別技術采用了匯頂的方案,和vivo X21的屏下指紋識別技術類似。早在2017年的MWC展會上,匯頂科技就全球首次展示了基于光學的屏下指紋識別技術,此后,匯頂科技針對此技術進行了持續的升級優化,匯頂科技的屏下光學指紋方案在實現原理上與Synaptics的方案相近,都是需要可以自發光的OLED屏來配合,通過屏幕的發射的光線對指紋進行照射,然后屏幕下方的傳感器來接收返回的光線并進行處理,最終得到指紋圖像。
 
  魅族16th之所以沒有采用Synaptics的方案,主要其在強光下的表現不佳,并且成本較高。相比之下匯頂科技的方案解決了這個問題,并且價格也更有優勢,而且作為深圳本土廠商,匯頂科技在客戶服務和技術支持上也更好。
 
  據匯頂科技介紹,其屏下光學指紋方案通過優化光路結構設計,有效的消除了顯示單元顯影和強光干擾,從而使得用戶在強光下也可以快速解鎖;通過優化指紋識別算法,提升干手指及極端低溫環境下的指紋識別率。
 
  同期發布的小米8透明探索版以及小米8屏下指紋版也同樣采用了匯頂的方案,在使用體驗上與vivo X21,魅族16th差不多。
 
  華為其實早在今年上半年就曾推出過采用屏下指紋識別技術的手機,只是因為該機型售價昂貴,所以并沒有被廣大消費者注意到,這就是Mate RS。特別要說的是,華為Mate RS同樣采用了匯頂的解決方案。
 
  匯頂科技屏下光學指紋方案在抗強光干擾、低溫環境、干手指場景下表現出穩定的解鎖率和解鎖速度,并且在OLED軟、硬屏均已實現規模商用,是目前商用機型最多、累計發貨量最大的屏下光學指紋方案。
 
 
干掉劉海的最佳途徑,屏下指紋識別技術現狀縱覽
 
 
  OPPO
 
  此前屏下指紋供應商主要有Synaptics和匯頂科技兩家,不過目前另一家國產指紋識別廠商思立微的屏下指紋也正式量產,并成功被OPPO剛剛發布的OPPO R17系列所采用。OPPO官方稱之為光感屏幕指紋。
 
  據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和更大的進光量,因此息屏下解鎖速度最快可以達到0.41秒。功能上具備支付級的安全級別,支持微信支付與支付寶。
 
 
干掉劉海的最佳途徑,屏下指紋識別技術現狀縱覽
 
 
  寫在最后
 
  隨著屏下指紋的深化應用,多生物識別方式重新組合。在全面屏潮流席卷之下,指紋技術也將迎來進一步革新,未來芯片廠商仍將持續進行著淘汰賽,而屏下指紋成芯片廠商卡位的關鍵技術。
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