極致體驗再進一步 vivo屏幕指紋DSP加速技術了解一下

【IT168 手機訊】北京時間2018年9月26日上午，vivo聯合高通發布最新的指紋識別技術：屏幕指紋DSP加速技術。眾所周知，在全面屏時代，屏下指紋無論是對於手機的ID設計、生物識別等各方面都是目前最佳的選擇。因此vivo正是以消費者需求為導向，自2016年開始，就對全面屏、多種形式解鎖方案的深入探索。

2017年6月，vivo聯合高通推出搭載超聲波指紋的Xplay6，第一次將屏幕指紋識別公之於眾;

2018年1月，vivo正式推出了X20Plus屏幕指紋版，成為全球首款量產的屏幕指紋手機;

2018年2月MWC期間，vivo發布APEX全面屏概念機，不僅帶來「真全面屏」的造型，並且還創新的展示半屏指紋解鎖技術;

2018年3月，vivo發布X21，發布第二代屏幕指紋解鎖技術，率先實現了屏幕指紋百萬級的大規模量產;

2018年6月，vivo迄今為止最具突破性的產品vivo NEX發布，通過改良光學層方案，以及不斷更新的軟體優化，繼續升級屏幕指紋體驗;

2018年9月6日，vivo發布X23，帶來第四代光電屏幕指紋技術。

第四代光電屏幕指紋技術利用了OLED屏幕的像素的自發光作為光源。OLED發出的光經過屏幕上方的手指反射，穿過屏幕Lens等光學層再返回到指紋感測器，指紋感測器通過感應反射光能量的差異，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。

我們知道，光學指紋遠比傳統的電容式指紋更加困難。想要做到與電容式指紋接近的體驗，不僅需要最先進的指紋模組、不斷精進的演算法，而且由於光學特性，還需要手機對手機屏幕的蓋板厚度、屏幕亮度、結構裝配等各方面都一一照顧到。

準確率與識別速度是評價指紋識別技術優秀與否的重點。

為了達到理想的效果，vivo在第四代屏幕指紋技術中採用F/1.5大光圈、720DPI的指紋像素密度，並且首創首幀優化技術，優化了原有的兩幀識別流程，建立起了快速通道，使得指紋識別速度提升了40%。

而關於指紋識別的準確率，在錄入指紋時，指紋的有效信息常常伴隨著各種雜訊的干擾，不同干擾還會在不同環境，它還會變化。為此，vivo特別加入了智能降噪機制，通過更動態地去檢測和過濾干擾，獲得更清晰的指紋圖像。另外，在AI加持下，第四代屏幕指紋也實現了更好的圖像增強技術，利用大量的資料庫進行神經元網路訓練，使指紋圖像呈現得更清晰。

最終，搭載第四代屏幕指紋技術的X23屏幕指紋的識別率相比X21又顯著提升了40%，亮屏下的解鎖時間只需要0.35s，同時第四代屏幕指紋技術也提升了支付寶和微信的支付體驗。

不僅如此。

在使用指紋識別的過程中，由於屏幕指紋的原理所限，在遇到低溫干手指、強光直射等「刁鑽場景」時，很難獲得較好的使用體驗。而儘管有「補錄機制」的存在，雖然對使用體驗有所增加，但vivo覺得依然不夠。

想要徹底解決這個問題，vivo想到了指紋識別的根本：從SoC平台入手，進行更深度的優化。

我們知道，在ARM架構中，有一個名叫「Trustzone」的安全框架，專門對生物識別的數據進行保護。傳統的指紋解鎖的數據處理都是通過CPU的單核單線程來完成。但在刁鑽場景下，指紋識別的圖像增強以及對比識別的數據運算更加複雜，因此對於硬體的提升就難免更高，單純的基於CPU單核單線程來進行數據運算難免心有餘而力不足。

因此vivo針對第四代光電屏幕指紋專門設計了獨立的處理單元，就是大名鼎鼎的Hexagon DSP來完成。由於DSP在屏幕指紋的核心流程上具備三倍於單線層、單核CPU神經網路矢量計算能力，在刁鑽場景下，指紋解鎖速度提升30%。而在最關鍵的安全性上，由於有了高通在SoC級別的支持，vivo將處理指紋運算的DSP和Trustzone之間還建立起了基於硬體的安全傳輸信道，為用戶的敏感數據和生物特徵信息提供了保障。

而在發布會上，vivo也正式宣布，這項名為「屏幕指紋DSP加速技術」的技術將於10月底正式推送給X23用戶，並且vivo也在考慮將此技術提供給其它機型的老用戶，大家拭目以待。

另外，在發布會上，在場媒體也有幸與vivo硬體研發副總裁王小軍就屏幕指紋識別技術進行交流，以下為我們篩選出一些有價值的問題，供大家參考。

Q：未來屏下指紋或者TOF他們之間是決出一個勝負嗎?

A：我們看到的，不管別的廠家是怎麼理解的，實際上在3D人臉識別或者指紋識別，這兩個實際給用戶帶來的體驗是不一樣的，甚至使用場景是不一樣的，可能得出的使用場景都是為了這個東西，但是對於消費者是不一樣的。在不同場景下你應該選擇哪一個，哪一個更方便。我現在只能告訴你哪一個東西，我們在對消費者研究上面，我們發現到現在為止，單純解鎖這一塊的使用率，當然我們也有TOF，我們也有人臉輔助識別，我們看到的指紋現在的使用率，指紋消費者的接受程度依然高於3D解鎖程度。我只能說，我們現在看到的數據是這樣。

Q：有140個專利在指紋識別技術上，我想問一下vivo在指紋識別技術上這140個專利發力的重心在哪裡?比如速度方面或者降噪方面;在優化了指紋的識別率以及速度之後，接下來在屏幕指紋識別方面，vivo認為未來的發展方向在哪裡?

A：在屏幕指紋這一塊，我們現在看到的比如說識別率、解鎖時間，兩點都是屬於在解鎖這一塊，消費者最根本的這種需求，這是第一點。

在消費者洞察這一塊，發現除了這種底層的需求之外，其實消費者還有更娛樂的這種需求，就是更高層的需求。所以在這三塊方面，我覺得在這一代上面，你說我們是不是達到了100分?其實我覺得還不夠。你比如說我們現在看到在解鎖速度這一塊，像電容的解鎖速度和現在屏幕指紋的速度，屏幕指紋的速度現在還是稍稍慢於電容的解鎖速度，所以在這一塊我們還是有很大的提升空間。

至於140個專利的那個問題，基本上都是圍繞著指紋的軟硬體的，比如你剛才講的這個挺專業的，都是圍繞這一塊，怎麼去提升比如說識別率，怎麼提升比如說這種解鎖時間，甚至還有對於我們來講有工程的問題，還有生產良率的問題等等問題。我們實際上剛剛講到的PPT裡面也談到了這一點，實際上就是一個新技術的創新，它是一個非常系統的工程，不是說可能某一點或者某兩點的創新，就能把整個系統創新給做出來。

Q ：最近聽到消息vivo 在屏幕指紋的開發過程中與匯頂科技當時下達了風險訂單，這塊的相關情形能否介紹一下?

A：對於vivo來講，最關鍵的是如何在創新這一塊提前，我們認為的方向或者我們的合作夥伴認為的方向是契合的。如果我們兩者認為這個研究的方向是契合的，那麼作為vivo 來講，就應該本著要把這個事情做好，能推動行業進步的立場去做這個事。所以我們跟供應商的關係就是合作共贏，相互承擔風險的關係，當然，我們與供應商的合作也是合法合規的。所以自然而然的，我們在技術可能有一點點風險的情況下願意跟合作夥伴一起承擔這個風險，這也是vivo一貫的做法，在跟供應商的合作上這是我們的一貫做法。

Q：之前的APEX所搭載的半屏指紋方案，什麼時候能夠商用?

A：半屏指紋解鎖方案，剛才我們講到，確實是有很多期待的新的應用點。我們在做消費者洞察的時候也發現這個方向，這一塊當然作為我們來講，基本技術已經準備好在那個地方。所以剛才說到什麼時候商用這個問題，實際又是跟產品掛鉤的，但一到產品的時候你就會發現會受整個系統的制約，比如現在的消費群體是什麼?現在的外觀是什麼?怎麼用這個技術與之很好的匹配。對於我們來講，現在技術已經準備好在這個地方了，我們可能在接下來的時候要找這樣一個匹配的項目，然後把它推上市。

Q：vivo這些年確實引領了很多相對先進的微創性，現在許多競爭對手都使用你們創造的技術，比如屏幕指紋，在差異化變得很普遍之後，手機行業可能又會陷入焦灼的狀態。vivo除了剛才說的兩個技術之外，下一個變革性的設計可能會在哪個方面?

A：現在手機確實到了存量市場階段，尤其在創新方面，確實每個廠家都認為這個事情越來越重要。作為vivo，在創新方面如何保持是我們一直問自己的問題，我們覺得要一直保持這種優勢有兩點，第一點就是消費者認知能力的洞察，就是你如何真的提前識別消費者的需求。如果你真的能提前識別消費者的需求，你在技術方向上會非常堅持。

第二，創新的東西就像一個喇叭口一樣，我們把它理解成喇叭口，這個喇叭口越到外面越大。所以在這個上面，vivo是把創新這一塊在內部分成兩截，第一截是兩年、兩年以上的東西，所以我們現在看新東西基本都要看到五年，所以我們相信vivo 在這樣的機制下會不斷湧現出一些新的創新出來。

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