高通新一代指紋識(shí)別技術(shù)“Qualcomm Fingerprint Sensors for Display是首款商業(yè)化以超音波技術(shù)為基礎(chǔ)的整合式移動(dòng)解決方案。除了高通之外，蘋(píng)果似乎也在研究利用超聲波指紋識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)屏幕內(nèi)指紋識(shí)別。高通的屏幕內(nèi)指紋識(shí)別方案要想實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)還有一段距離。可能最快也要等到明年了。據(jù)說(shuō)高通的新一代超聲波指紋芯片，給了vivo首發(fā)保護(hù)期。

高通首次公開(kāi)其人臉識(shí)別技術(shù)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)于信息安全的需求與日俱增，而支付等應(yīng)用更加重了對(duì)安全的需求。作為全球手機(jī)芯片的領(lǐng)導(dǎo)廠商，在安全應(yīng)用方面的投入自然不小。高通日前在2017生物識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用高峰論壇上首次公開(kāi)了其人臉識(shí)別技術(shù)。此外，高通還特別介紹了超聲波指紋技術(shù)以及與之配套的硬件令牌技術(shù)。通過(guò)超聲波指紋、人臉識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)以及硬件令牌，高通構(gòu)建了全套完整的手機(jī)環(huán)境軟硬件安全解決方案。

首先來(lái)看此次公開(kāi)的人臉識(shí)別技術(shù)。其中就包括高通發(fā)布的三個(gè)圖像處理模組。主要分為三類(lèi)模組：最左邊的是虹膜模組，中間是被動(dòng)光用來(lái)做深度的運(yùn)算，最右邊是動(dòng)作識(shí)別。

高通產(chǎn)品市場(chǎng)資深經(jīng)理劉學(xué)徽表示，虹膜技術(shù)在手機(jī)業(yè)一直沒(méi)推起來(lái)。通過(guò)跟手機(jī)廠商的溝通，他認(rèn)為第一個(gè)原因是ID 設(shè)計(jì)的難度，做起來(lái)外觀有難度，第二個(gè)原因是成本，還有一個(gè)是體驗(yàn)。因?yàn)樗笕嗽谑褂玫臅r(shí)候要正對(duì)臉，在強(qiáng)光下會(huì)有一些影響。

被動(dòng)光的模組實(shí)際上是兩個(gè)攝像頭，通過(guò)不同的角度差來(lái)拍攝兩幅圖像，最后重疊。然后算出物體到攝像頭之間的距離，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是它的功耗比較低，不需要額外的光源。但是在暗光下效率會(huì)受到影響。

據(jù)傳，很有可能iphone8會(huì)采用這種技術(shù)來(lái)做人臉的深度識(shí)別。還會(huì)有一張RGB的人眼識(shí)別圖像，同時(shí)會(huì)通過(guò)紅外光光斑來(lái)測(cè)物體各個(gè)點(diǎn)之間的距離。兩張圖合起來(lái)構(gòu)成一張3D的模型，這也是未來(lái)很多廠商會(huì)采用的一個(gè)技術(shù)。

動(dòng)作識(shí)別模塊的缺點(diǎn)是在黑暗中，尤其是光線非常差的情況下效率比較低。這種模塊可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的3D深度建模，在手機(jī)的前置人臉識(shí)別之外，還會(huì)用到VR、同步定位和地圖的構(gòu)建。 因?yàn)橛脩?hù)戴上VR頭盔之后，用了這個(gè)技術(shù)可以迅速構(gòu)建周?chē)沫h(huán)境，疊加到這個(gè)感受。這樣VR用戶(hù)會(huì)有一種存在感。

通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的算法來(lái)增加安全

通過(guò)各種生物識(shí)別傳感器，手機(jī)搜集到了很多的數(shù)據(jù)和信息。這個(gè)時(shí)候不管是指紋、虹膜還是人臉識(shí)別，在具體應(yīng)用的時(shí)候需要一個(gè)安全的執(zhí)行環(huán)境，同時(shí)需要手機(jī)智能的判斷是否需要這個(gè)安全環(huán)境。這個(gè)時(shí)候就需要采用到機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)技術(shù)。

劉學(xué)徽表示，目前最高安全要求的應(yīng)用就是支付，支付現(xiàn)在普遍應(yīng)用到trustzone技術(shù)。這個(gè)技術(shù)簡(jiǎn)單介紹一下實(shí)際上是ARM做的一個(gè)技術(shù)架構(gòu)，在一個(gè)芯片中建立一個(gè)防火墻。一側(cè)是Andori，一側(cè)是安全操作系統(tǒng)。

兩個(gè)操作系統(tǒng)不能同時(shí)運(yùn)行，如果需要做一些安全操作系統(tǒng)的時(shí)候，切到trustzone模式。現(xiàn)在的指紋源文件的存放都是存放在trustzone中，包括未來(lái)的虹膜識(shí)別和人臉識(shí)別都需要這個(gè)技術(shù)做支撐。

另外還有一個(gè)技術(shù)，因?yàn)楦鷶z像頭相關(guān)的生物識(shí)別技術(shù)越來(lái)越流行，如人臉、虹膜等，可以有一個(gè)通過(guò)保護(hù)攝像頭的實(shí)現(xiàn)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)安全。

這個(gè)過(guò)程大概是當(dāng)一個(gè)應(yīng)用開(kāi)啟影像后，系統(tǒng)自動(dòng)切入安全模式，然后這個(gè)時(shí)候攝像頭信號(hào)直接進(jìn)入trustzone。在這里，虹膜進(jìn)來(lái)的信號(hào)和數(shù)據(jù)跟虹膜的源文件做一個(gè)比對(duì)。比對(duì)完之后，由trustzone直接發(fā)給APP，通知比對(duì)成功。所以這是一個(gè)基于攝像頭的安全功能。

生物識(shí)別+硬件令牌=雙重保險(xiǎn)

最后，談一個(gè)技術(shù)，其實(shí)跟生物識(shí)別技術(shù)相關(guān)的。我們叫它硬件令牌的技術(shù)。大家都知道咱們?cè)谑謾C(jī)上做生物識(shí)別的時(shí)候，只是在識(shí)別這個(gè)人，至于設(shè)備是否安全，設(shè)備是否有危害，后臺(tái)的云是不知道的。所以我們?cè)O(shè)計(jì)的技術(shù)叫做硬件令牌就是把生物識(shí)別的結(jié)果再加一維度的安全。

硬件是否安全包括上面有什么漏洞？把這個(gè)信息加在一起，這樣云做風(fēng)控或者更高安全要求的控制的時(shí)候，就是有一些非常好的保障。這個(gè)技術(shù)對(duì)于一些風(fēng)控非常要求高的機(jī)構(gòu)有很大的作用。“我們會(huì)把一些硬件級(jí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)抓出來(lái)，加密通過(guò)令牌的形式傳到云端。”劉學(xué)徽表示。

蘋(píng)果兩頭押寶，超聲波指紋能否最終普及？

最后談一下高通的超聲波指紋。

簡(jiǎn)單說(shuō)一下超聲波指紋的原理，他是通過(guò)超聲波把手指的指紋形態(tài)構(gòu)建一個(gè)3D的圖形，然后跟已經(jīng)存在終端上的信息做比對(duì)。它的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)超聲波，將皮膚的密度和空氣的密度一樣，它對(duì)一些防水、防油、穿透性都有比較好的表現(xiàn)。相對(duì)于光學(xué)指紋和電容式指紋識(shí)別來(lái)說(shuō)，超聲波信號(hào)具有較好的穿透性，可在實(shí)現(xiàn)對(duì)于指紋識(shí)別的同時(shí)，能降低手指污垢、油脂以及汗水的干擾，在水下也不會(huì)對(duì)解鎖產(chǎn)生影響。

早在2015年的時(shí)候，高通就推出了自己的超聲波指紋識(shí)別技術(shù)。2016年9推出的小米5s就是首款采用此方案的智能手機(jī)產(chǎn)品，這也是超聲波指紋識(shí)別技術(shù)首次被成功運(yùn)用于智能手機(jī)上。但是識(shí)別從用戶(hù)的反饋來(lái)看，其識(shí)別率還是存在一些問(wèn)題，特別是對(duì)于干手指。而且超聲波指紋模組的成本也比較高。隨后的小米旗艦機(jī)也沒(méi)有繼續(xù)采用高通的超聲波指紋識(shí)別技術(shù)。

6月28日，MWC2017上海展第一天，vivo在展會(huì)期間舉行了一場(chǎng)發(fā)布會(huì)，展示了全新的屏幕內(nèi)指紋識(shí)別技術(shù)。該屏幕內(nèi)指紋識(shí)別是利用了高通的新一代超聲波指紋識(shí)別技術(shù)，相對(duì)于高通之前的隱藏式超聲波指紋識(shí)別技術(shù)，新一代的超聲波指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)可以放到屏幕下方，而這也意味著信號(hào)的穿透性變得更強(qiáng)了。不過(guò)需要指出的是，目前這項(xiàng)技術(shù)只能用在OLED屏上。因?yàn)橄啾萇LED屏，傳統(tǒng)的需要帶背光的LCD屏模組厚度更厚，超聲波信號(hào)的穿透力有限。

劉學(xué)徽表示，2022年銷(xiāo)售的所有智能手機(jī)中將有53%包含指紋傳感器，那么高通力推的超聲波指紋技術(shù)能否從中分得一杯羹呢？

據(jù)劉學(xué)徽介紹，高通新一代指紋識(shí)別技術(shù)“Qualcomm Fingerprint Sensors for Display是首款商業(yè)化以超音波技術(shù)為基礎(chǔ)的整合式移動(dòng)解決方案，能偵測(cè)心跳與血流，進(jìn)而改善行動(dòng)類(lèi)身份認(rèn)證的體驗(yàn)”。新的超聲波指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)可以穿透1.2mm的OLED屏，或者0.8mm的玻璃，顯然穿透0.2mm的OLED屏 0.5mm的玻璃蓋板應(yīng)該是沒(méi)有問(wèn)題的（現(xiàn)場(chǎng)展示的樣機(jī)就是基于柔性O(shè)LED屏的vivo Xplay6的樣機(jī)）。另外，其信號(hào)也可以穿透0.65mm的金屬后蓋，這也意味著高通的第二代超聲波指紋識(shí)別可以放到金屬后蓋的里面，而后蓋不需要開(kāi)孔（可能需要減薄），就可以實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別。

除了高通之外，蘋(píng)果似乎也在研究利用超聲波指紋識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)屏幕內(nèi)指紋識(shí)別。根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局最新公布資料顯示，蘋(píng)果近期也獲得了一項(xiàng)全新的超聲波生物識(shí)別技術(shù)專(zhuān)利。根據(jù)專(zhuān)利顯示，蘋(píng)果是將超聲波生物識(shí)別感測(cè)裝置在手機(jī)屏幕下方，屏幕上的覆蓋玻璃的#110號(hào)區(qū)域可以當(dāng)做超聲波生物識(shí)別感測(cè)設(shè)備的一種輸入界面。也就是說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)屏幕內(nèi)指紋識(shí)別。

“屏下指紋現(xiàn)在量產(chǎn)可能性最大的還是光學(xué)指紋方案。”費(fèi)恩格爾CEO黃昊表示：“超聲波指紋識(shí)別應(yīng)用到屏下，需要穿透更高的厚度，其將面臨功耗和信號(hào)一致性方面的問(wèn)題，并且量產(chǎn)難度也很大。”

邁瑞微研發(fā)總監(jiān)李揚(yáng)淵也表示：“超聲波要實(shí)現(xiàn)屏下指紋識(shí)別，就必須貼到OLED屏下，一個(gè)不良，就等于是廢了一個(gè)OLED屏。雖然光學(xué)的傳感器也需要貼到OLED屏下，但是光學(xué)膠更容易貼，因?yàn)槟z密度有差別不會(huì)導(dǎo)致光學(xué)效應(yīng)變化，但是對(duì)于聲學(xué)效應(yīng)影響就很大。一個(gè)沒(méi)貼好，就需要拆下來(lái)重新貼，而這就會(huì)很容易損壞OLED。”

顯然，相對(duì)于屏下光學(xué)指紋識(shí)別來(lái)說(shuō)，屏下的超聲波指紋識(shí)別的量產(chǎn)難度更大，不良率也會(huì)更高一些。而且，相對(duì)于利用屏幕自身光源的屏下光學(xué)指紋識(shí)別，屏下超聲波指紋識(shí)別則是主動(dòng)式感應(yīng)，其本身的功耗就比較高，如果要保持持續(xù)的工作狀態(tài)，那么功耗將會(huì)更高。

接下來(lái)超聲波指紋技術(shù)是否普及似乎主要看蘋(píng)果的選擇，作為手機(jī)行業(yè)標(biāo)桿，一旦蘋(píng)果選擇在iPhone 8上采用光學(xué)指紋識(shí)別，那么必將帶動(dòng)整個(gè)光學(xué)指紋產(chǎn)業(yè)鏈的快速成熟。當(dāng)然，高通作為手機(jī)業(yè)內(nèi)具有影響力的廠商，如果能夠解決量產(chǎn)、功耗以及成本方面的問(wèn)題，相信這種技術(shù)仍將占有一席之地。據(jù)了解，這項(xiàng)新的屏幕內(nèi)指紋識(shí)別技術(shù)目前已經(jīng)可以商用，將支持驍龍800系列以及驍龍600系列處理器的手機(jī)。不過(guò)，高通的屏幕內(nèi)指紋識(shí)別方案要想實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)還有一段距離。可能最快也要等到明年了。據(jù)說(shuō)高通的新一代超聲波指紋芯片，給了vivo首發(fā)保護(hù)期。