三星GalaxyS10搭载的超声波屏幕指纹技术与国内手机厂商的有什么

2019-03-10 来源:未知 责任编辑:-1 点击:

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  北京时间今日凌晨三点整,三星在美国举行了2019年年度旗舰机发布会,发布了包括Galaxy S10在内多款旗舰机。

  发布会开幕时Galaxy Fold可折叠屏手机的重磅发布十分夺人眼球,是整场发布会的亮点。三星方面也主要对Infinity Flex Display、多任务处理、多功能摄像头组合等几个功能进行了重点介绍。

  但是,此次三星年度旗舰发布会有更加值得关注的“新趋势”,可能给手机行业生物识别技术带来颠覆性的改变三星年度旗舰产品Galaxy S10以及S10 Plus是全球第一款采用高通超声屏幕指纹技术的手机。

  其实,最早在2015年的MWC大会上,高通就正式推出了移动行业首个超声波屏幕3D指纹技术解决方案,即Qualcomm Snapdragon Sense ID 3D指纹技术。

  搭载高通超声波屏幕指纹技术的手机,看起来和一加6T、华为Mate 20所采用的屏下指纹识别技术方案十分相似。但其实技术上有本质性的差异。

  而此次,高通的超声波屏幕指纹技术首先在三星终端产品中得到大规模商用、实现量产,也超乎其他人的意料。要知道,自从高通方面推出该项技术之后,相关落地、量产的传言就不断的在供应链端被传出。2018年10月,华为Mate 20系列发布会前夕,华为公关公司流出的局座张召忠评测脚本资料中显示,华为Mate 20系列采用的屏下指纹技术是高通的超声波屏幕指纹技术。然而后续,华为官方却否认了这一事实。

  自三星Galaxy S7以来,虹膜识别就已经应用在三星手机产品中。如今,三星慢慢开始摒弃虹膜生物识别技术。特别是Galaxy S10以及S10 Plus的正式推出,标志着三星内置于屏幕的超声波指纹传感器取代了虹膜扫描识别传感器。同时,三星入门级手机Galaxy S10 E还在电源按钮上使用了传统的电容式指纹识别传感器。

  屏下指纹技术目前主要有三类,分别是电容式指纹识别、光学式指纹识别、超声波指纹识别技术。前两者技术发展较为成熟,也应用在很多厂商的终端产品中。其中,光学式指纹识别技术在国产终端中占据很大比例,应用最为广泛。

  超声波指纹识别技术与光学式指纹识别均是应用指纹识别解锁屏幕,操作过程看起来相似。那么,究竟两种技术有什么样的区别,怎样区分哪款手机应用的是超声波指纹识别技术,哪款手机应用的是常规方案光学式指纹识别技术?

  首先,需要了解超声波指纹识别技术究竟是什么?和医院B超的超声波类似,“3D声波传感器”技术的作用原理是皮肤对声波的反射。无论夜晚还是白天,声波均可以穿过皮肤上的水、乳液、油脂捕捉到皮肤表面的细节。

  高通表示,超声波指纹识别技术比目前广泛应用于手机的光学指纹识别传感器更加安全、更为迅速。这是因为超声波传感器通过对用户皮肤的凹凸纹理进行3D信息捕捉,相比之下,光学指纹识别不是通过声波,而是用光学进行信息捕捉,只能获得二维图像信息。

  在手机屏幕上嵌入指纹传感器是终端设计的热门趋势之一,因为该技术不会占用手机表面上的任何空间。而且与嵌入手机电源按钮以及后壳上的传感器相比,需要的技术探索更少。这种设计很好的配合了全面屏手机,且几乎看不到任何边框。

  2018年12月,高通在夏威夷举办的年度技术峰会上,高通公司移动技术副总裁Alex Katouzian表示,“安全和生物识别技术已经融入到移动平台中,这是指纹识别技术未来的发展方向。”

  高通公司开发的3D声波指纹传感器通过声波“读取”指纹,并解锁手机。从目前的趋势来看,一般指纹传感器嵌入显示屏幕的下方位置,以方便用户将手指或者拇指放在屏幕中央时来解锁手机。因而,它也被称为屏幕指纹读取器,这种类型的传感器也可以内置于设备的主要关键按钮上。

  超声波传感器集成在手机显示屏多个层中的一个层中,当用户将手指放置于目标区域时,即正在触摸手机显示屏玻璃时(雷锋网注:不是直接与传感器接触)。用户的皮肤将会发射出微小的电脉冲,激活传感器,使其识别解锁手机。当手机在非工作时段黑屏时,用户可以通过手指轻推手机屏幕,唤醒超声波指纹识别。

  当用户的电信号击中传感器时,将会发出声波,反射到用户的皮肤上。人的皮肤表面并不是平坦的,每个人的指纹拥有独特的“谷”和“脊”图案。超声波反射回到处理器,处理器根据皮肤上的声波压力读数绘制指纹图案。通俗地说,就是根据指纹“谷”和“脊”的图案计算不同的电压水平。

  举个简单的例子,假设“脊”是1,“谷”是0。超声波传感器模块可以将这些数据绘制出来,行成一幅细节丰富的3D指纹图像。声波还能检测到人的血液,所以断指(没有生命的手指)、假手指、人造皮肤都不能愚弄到超声波指纹识别技术。

  近几年,随着生物识别技术在金融、安防等领域的蓬勃发展,生物识别的安全性也备受关注。一旦,用户端对生物识别的安全性要求提升时,超声波技术和其他指纹识别技术,特别是光学式指纹识别技术的优缺点,就显现出来了。

  目前国内终端厂商华为、vivo、OPPO等均采用的是光学式指纹识别技术。该技术是将光线反射到用户的手指上,然后再反射回传感器上。传感器将用户的指纹信息读数绘制成二维的图像,所以基本上就是用户指纹“脊”和“谷”的形状“照片”。

  专家曾经表示,光学式指纹识别的工作原理决定了,很容易被照片、高仿指纹(比如,AI绘制的假指纹)所欺骗。高通声称,其超声波指纹传感器的功能足以扫描、读取到用户指纹4毫米的深度信息,达到所谓的孔隙水平。

  电容式指纹的原理是,当用户将手指按压在手机背面、侧面或者正面的按键时,指纹将会被电容式传感器所捕获。在手机触摸屏上,手指将会释放出微量的电荷,让手机显示屏幕准确地感知手指触摸的位置。电容器通过扫描仪测量电荷,然后将电荷图案与注册时的手指指纹信息进行匹配,检测指纹“脊”的位置。

  2017年苹果秋季新品发布会上,苹果iPhone X搭载了面部识别技术,即Face ID功能。Face ID通过3万个红外点绘制面部轮廓的深度信息。作为苹果的竞争对手,三星则推出了虹膜识别技术(人眼由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成,虹膜是基于人眼的虹膜部分进行身份识别)。国产手机中使用虹膜识别技术的厂商寥寥无几,只有一些中小厂商采用了该技术,例如,国美手机。

  事实上,相当一部分人认为,Face ID与虹膜识别在技术上不分伯仲,各有各的优势。由于线下端的应用场景集中在银行等金融领域,对面部识别技术的安全性要求很高。所以,不但人脸识别的相关设备要求更高,其技术也需要更低的识别错误率。阿里巴巴蚂蚁金服就将人脸识别和虹膜识别两种技术叠加在一起,来提高识别准确率,捕捉到用户更为详细的3D身份信息。

  三星之前S9用的是面部识别(RGB技术)+虹膜识别的方式,虹膜识别的安全性很高,但RGB面部识别则一般,但是它有一个优势是快,所以三星是想将二者结合使用,比如在一般解锁的时候用面部识别,而涉及到支付时则用虹膜识别,从而达到又快又安全。不过这套系统设计还是存在漏洞,有人就用一张照片+隐形眼镜的方式欺骗了这一系统。

  今年,三星逐渐开始摒弃之前一直引以为傲,并打算用来直接与苹果Face ID功能对标的虹膜生物识别技术。在面部识别“大行其道”的环境下,三星在Galaxy S10等重要旗舰机型中内置了超声波指纹识别技术,可谓出乎意料。而将在今年8月发布的三星Galaxy Note 10很有可能也将不会采用虹膜识别技术。

  不管是什么原因,也不管未来是面部识别还是超声波技术识别当道。正如高通宣传所言,超声波指纹识别技术安全性更高,那么,未来该技术将会在终端产品中持续几代。

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