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    带上口罩才知它的重要性:指纹识别是如何发展至今的

      [  中关村在线 原创  ]   作者:李志新   |  责编:周博林

        面部识别一直被很多朋友认定为未来的智能手机生物识别的发展大趋势,但可能谁都没想到,一场病毒性肺炎的爆发让面部识别几近瘫痪。此时面部识别的内心是崩溃的:脸包得跟粽子一样,还让我怎么识别?

    带上口罩才知它的重要性:指纹识别是如何发展至今的

        实际上,当面部识别代替指纹识别成为iPhone的生物识别方式时,到底哪个才是未来趋势的话题就从未停止过,其最显著区别在于二者识别时是否需要接触。面部识别手机拿起即可识别,使用简易,但非接触性的识别让其存在了一定的安全隐患。而指纹识别虽然需要多一个按压的操作步骤,但接触性的识别安全性更佳,受到外部场景影响的概率也比较小。

    带上口罩才知它的重要性:指纹识别是如何发展至今的 非接触式解锁存在安全隐患(图源今日头条)

        如今单点的屏幕指纹使用体验已经基本达到了实体指纹的水平,但显然这并不是智能手机指纹识别的终态。今天我们就来说说智能手机上的指纹识别是如何发展至今的,未来指纹识别又将朝着哪个方向发展。

    生物识别话题悠久 出现在手机上的指纹从二十年前说起

        手机作为个人的数据记录装置,其安全性一直备受关注,而生物识别作为获取设备内部信息的快捷认证方式,出现在手机上也理所应当。早在1998年,指纹识别技术刚出现没多久,西门子就将这项技术搬到了自家的手机上。

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        手机背面的指纹识别模块显而易见,但实际上并非我们印象中的按压式背面指纹,而是通过刮擦方式进行识别的装置,说白了就是需要手指在识别器上滑动才能实现识别。

        也许有朋友会问,当时甚至往后的一些时段内,用功能机也不需要开屏密码啊,当时的指纹识别是干什么用的?的确,当时也确实没有显著意义,指纹识别只能用来验证PIN码。而且西门子的这款指纹识别手机并未投入量产。

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        后来,包含SAGEM、富士通在内的手机品牌也逐渐尝试将指纹识别功能应用在手机上,但同样没有显著的意义。当然,指纹识别功能当时并未在手机圈普及,除了没有显著使用意义外,识别技术也是一大阻碍:刮擦式识别方式存在着识别率低、经常失灵的问题。

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        刮擦式指纹识别方式一直延续了很多年,后来我们进入智能手机时代,指纹识别的安全意义不断被提升,三星、HTC、vivo等品牌的旗舰机在当时采用的也是这种识别方式。直到2013年iPhone 5s面世,按压式的指纹识别才真正被推到大众的视野中来。

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        随着技术的成熟和应用意义的提升,一触及解的指纹识别在2015年迅速爆发,搭载指纹识别的智能手机款数已经多达百款。同时,指纹识别开启的时代也不是千篇一律的,位置有前有中有后,形状有圆有方有扁,即便同是按压式指纹识别,采用的技术方式也大不相同。

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        后来,正面指纹识别逐渐被手机圈所认同,原因也很简单,正面的指纹识别是这些位置中使用最自然的位置,大拇指在操作手机之前只需按一下home键,手机即可被解锁。但好景不长,全面屏来了,正面指纹识别空间被挤压,大部分手机厂商只能选择侧面或者背面指纹识别,从此指纹识别出现使用不够直观的问题,面部识别也就有了实用意义。

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        当然再后来发生了什么大家也就非常清楚了,2018年初,vivo发布了首款屏下指纹手机——vivo X20Plus屏幕指纹版。这时我们也不得不感慨手机圈的有趣:别的行业都是技术进步带动生产力发展,而手机圈似乎能为了好看,可以放弃之前成熟的技术再去开发新技术。

    从半血到90% 屏幕指纹的发展不止于此

        作为屏幕指纹的鼻祖,vivo的屏幕指纹体验进化也代表了整个行业的发展:从最开始的新鲜有余实用不足,到现在与实体指纹几乎没差别的体验,屏幕指纹可以说发生了翻天覆地的变化。为什么会发生这样的变化,这就得从屏幕指纹的技术原理说起。

    带上口罩才知它的重要性:指纹识别是如何发展至今的

        简单地说,指纹识别系统大体包括指纹识别Sensor、特征提取匹配模块、特征模板库、应用软件。指纹按压时,设备将提取待验证的指纹特征,然后将其和指纹模板库中的模板指纹进行相似度比较,相似度达到要求时便能实现解锁。

        当然,实现这样过程的原理方式也并非只有一个,其中包括光学式、超声波式、电容式三大类,电容式普遍用于此前的实体指纹,识别率和识别速度效果好,但电容式指纹存在穿透力不强的问题,在屏幕盖板厚度均衡的情况下,电容式指纹显然不适合用于屏幕指纹。

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        所以我们可以看到,当前屏幕指纹从技术来分可以分为两个阵营,一是以三星和高通为代表的超声波式指纹,三星自家旗舰一直采用超声波式的屏幕指纹,高通在去年年底的骁龙技术峰会上也发布了新一代超声波指纹传感器3D Sonic Max,识别面积提升至上一代的17倍,可以支持两个手指同时进行识别,从而提升识别的安全性。二是以vivo为代表的光学指纹阵营,目前大部分手机厂商均选择了这种方案。

        我们言归正传,这时如何提升屏幕指纹体验也就显而易见了:提升特征提取速度和识别计算速度。而vivo所做的正是如此:优化屏幕的透光率,增大Sensor感应面积,优化屏幕指纹镜头,从而提升指纹成像的清晰度;算法层面应用首帧优化技术、图像增强处理、智能降噪机制,通过DSP硬件加速技术提升设备的识别能力。 

    带上口罩才知它的重要性:指纹识别是如何发展至今的

        当前的屏幕指纹体验已经达到了之前实体指纹的水准,但显然其体验升级不止于此。而vivo已经通过APEX概念机给出了未来屏幕指纹的形态——更加全面的识别。从单点的识别到全面的识别带来的体验优势也很明显:识别更加自由。

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        第一代vivo APEX将指纹识别面积扩大的半屏尺寸,也就说是,在该识别框中任意位置按压指纹,设备即可进行识别解锁。此外,半屏尺寸不仅带来了更大的解锁面积,双指同时解锁功能也增强了关键程序的安全性。

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        第二代vivo APEX对屏幕指纹再升级,整块屏幕都是指纹解锁区域。指纹解锁时无需寻找特定位置,只要随手按下,设备即可识别指纹,从而实现无意识解锁的识别效果。此外,全屏幕指纹支持从锁定页面长按直接打开对应应用的功能,极简操作可谓一步到位。

        MWC2020开展在即,此前有消息称vivo将在展会上推出第三代vivo APEX。全新的概念机是否会带来全新升级的屏幕指纹呢?这的确十分让人期待。

    写在最后

        实际上,在全面屏技术推进困难的当下,面部识别所面临的问题已经被放大,想要实现面部识别,要么使用让屏幕不全面的异形屏方案,要么使用效率降低的升降式结构。而当前出门必戴口罩的情况恰恰让消费者意识到了面部识别的局限性,这对于屏幕指纹的发展来说无疑是个契机。

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