8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?

2018年9月29日 11 : 12

在对全球不同人种的DNA片段进行抽样分析之后,科学家们得出了一个结论:过去5000年至1万年,人类进化速度其实加快了100倍。人类正以前所未有的速度进化,并且获得了新的遗传特点和能力,这有助于人类在新的环境中适应并存活下来。

8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?

如果我们将这种进化的概念放到计算领域。自第一台电子计算机“ABC”问世开始,在不到一百年时间里,人类对于计算机技术的开发和使用是非常惊人的。如果单纯从运行速度上来讲,21世纪之后研发出来的超级计算机,在效率上要比首代计算机快上万亿倍。如今随便一部智能手机的运算能力,都能够吊打几十年前只有国家级实验室才能使用的超级计算机。


8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?

目前一台普通智能手机的运算量已经能够和阿波罗登月计划的运算量比肩


无论是自然界物种还是人类制造出来的消费品,进化一定是永恒不变的主题。而是否能够通过不断的创新来完成产品层面的迭代和进化,进而掌握市场主动权,则是衡量一个品牌是否具备创新力的重要指标。

在大家所熟悉的消费电子领域,同样这种进化迭代的速度也在不断加快。即便是在“性能过剩”,“同质化”已经获得绝大多数人认可的当下,依然如此。一个很典型的例子就是——vivo。

8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?


本月初,vivo正式在国内推出了年度新旗舰——vivo X23。这款手机搭载了vivo最新的第四代光电屏幕指纹技术。而难以置信的是,vivo首次拿出光电屏幕指纹技术的时间是今年一月。也就是说,在短短的8个月时间内,vivo完成了在光电屏幕指纹技术上的四次迭代升级。

在这里我们可以简单梳理一下vivo屏幕指纹的“进化之路”:


8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?


2017年7月,vivo 在上海MWC上推出了搭载超声波指纹的Xplay6验证机,第一次将这种备受期待的解锁方式呈现在了手机上。2018年1月,vivo正式在X20Plus屏幕指纹版推出第一代光电屏幕指纹技术,成为全球首款量产的屏幕指纹手机。2月巴塞罗那MWC期间,vivo发布了APEX全面屏概念机,搭载了半屏指纹解锁技术。3月,搭载第二代光电屏幕指纹技术的新机型X21重磅发布,实现了屏幕指纹百万级别的大规模量产。6月,在大幅提升屏幕解锁速度和识别率基础上,vivo NEX 携第三代光电屏幕指纹技术出现在大众的视野,图像精度提升高达40%。9月,vivo 在X23上推出了更先进的第四代光电屏幕指纹技术,实现了屏幕识别体验的再次提升。


第四代光电屏幕指纹技术强在哪里?一个直观的数据足以说明:vivo X23的屏幕指纹识别率相比X21显著提升了40%,亮屏下的解锁时间只需要0.35s。这是一个足以媲美实体指纹识别方案的成绩。


8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?



从技术原理来看,全新一代的屏幕指纹识别技术,主要是利用 OLED 屏幕的像素自发光作为光源,OLED 发出的光经过屏幕上方的手指反射,穿过屏幕、Lens 等光学层返回到指纹传感器,指纹传感器通过感应反射光能量的差异,形成不同灰度的图像,再经过一系列图像处理和比对,完成识别。

而要从根本提升屏幕指纹的用户体验,需要解决的问题无非两点:识别率和解锁速度。

8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?


除了单独定制的OLED屏幕之外,vivo X23还特别采用了F/1.5超大光圈和720dpi超高分辨率的指纹传感器,这样做的好处是能够让传感器的进光量更大,成像更清晰,精准。与此同时,在指纹图像采集的过程中,指纹有效信息往往伴随着各种噪声的干扰,不同干扰还会在不同环境下发生变化。为了解决这个问题,在指纹图像采集的过程中,vivo加入了智能降噪机制,通过更动态地检测干扰、过滤干扰,获得更为清晰的指纹图像。

为了进一步提升识别的精准度,vivo还在认证层面引入了AI技术。通过建立大量数据库并进行神经网络训练,大幅降低了外界环境变化对指纹数据的影响,同时也大幅度提升了对人群的适应性,使指纹图像呈现得更清晰。

解决了识别精准度的问题之后,识别速度成为了关键。


8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?


vivo在这里运用了一项名为“首帧优化”的新技术,它主要是通过优化原有识别流程,建立一条识别快速通道,让绝大多数情况下的解锁速度显著提升40%。vivo似乎并不满足于此,还通过SoC底层平台的深度优化来提升解锁速度。

在第四代屏幕指纹上,vivo与Qualcomm展开了深度合作。

在传统的处理方式中,数据处理的过程都由CPU单核单线程来完成。但在低温干手指、强光直射这类“刁钻场景”下,屏幕指纹识别所需的图像增强和对比识别的处理过程相对复杂,对硬件性能的要求也更高,传统集于单核CPU运算的解决方式难以实现畅快的解锁体验。

vivo为识别运算设计了独立的处理单元,由 Qualcomm Hexagon DSP 来承担。由于DSP在屏幕指纹的核心流程上,具备3倍于单核CPU的神经网络和矢量计算能力,利用Qualcomm Hexagon DSP和可信执行环境对数据进行处理,可以实现性的显著增强。

8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?


vivo将这项技术称为“屏幕指纹DSP加速技术“。经过一系列优化优化后,搭载在X23上的第四代光电屏幕指纹在刁钻场景下的解锁速度实现了30%的显著提升。

技术层面的问题更多的是停留在底层,而真正能够被用户明显感知的,还是一系列应用层面的创新。

一直以来,vivo就非常擅长把握用户的实际需求。即便是在屏幕指纹这么小的功能点上,vivo也做出了极具特色的尝试。

一个典型的例子就是vivo X23搭载的指纹呼吸动效和水滴解锁动效。用户每次指尖解锁都在轻触屏幕时,指纹识别区域都能浮现出荡漾的光影,配合其畅快的解锁体验,让每一次指纹解锁过程变得生动有趣。在接受采访时,vivo的硬件研发副总裁王小军就谈到了自己在调研时候,消费者对此的反馈:有些时候把工作做完之后,不晓得干嘛的时候,我就拿起X23不断的按,挺有意思。


8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?


据了解,仅在指纹识别这一项技术上,vivo目前就拥有多达140余项的专利技术。能够在短时间内,拿出领先行业的技术解决方案,并最终将其转化为产品,凭借的就是对于用户需求的精准把握以及vivo自身强大的软硬件技术实力。

特别是在今年以来,可以很明显感觉到vivo在产品层面创新步伐的加快。除了屏幕指纹,超声波指纹识别、vivo NEX的可升降式镜头模块、jovi智能语音助手...这些技术都在一定程度上位整个行业的产品创新提供了更多的开拓性意义。

8个月迭代4次,vivo的屏幕指纹是如何做到媲美实体指纹的?


如果说,整个行业的技术和产品形态创新主要围绕的是“正面全是屏幕”这一终极目的。实际上,vivo已经通过X23和NEX两款产品解决了目前困扰整个行业的难题。屏幕指纹和升降式镜头模块,让横亘在全面屏屏占比之间的障碍得以消除。

而在接下来,vivo会在产品形态、功能应用层面做出怎样的新东西,值得我们所有人期待。


分享到: