极致体验再进一步 vivo屏幕指纹DSP加速技术了解一

2018-09-27 08:26:06 作者:石雨  阅读:54 次  点赞:0 次  鄙视:0 次  收藏:0 次  由 www.893qx.com 收集整理

  【IT168 手机讯】北京时间2018年9月26日上午,vivo联合高通发布最新的指纹识别技术:屏幕指纹DSP加速技术。众所周知,在全面屏时代,屏下指纹无论是对于手机的ID设计、生物识别等各方面都是目前最佳的选择。因此vivo正是以消费者需求为导向,自2016年开始,就对全面屏、多种形式解锁方案的深入探索。

  2017年6月,vivo联合高通推出搭载超声波指纹的Xplay6,第一次将屏幕指纹识别公之于众;

  2018年1月,vivo正式推出了X20Plus屏幕指纹版,成为全球首款量产的屏幕指纹手机;

  2018年2月MWC期间,vivo发布APEX全面屏概念机,不仅带来“真全面屏”的造型,并且还创新的展示半屏指纹解锁技术;

  2018年3月,vivo发布X21,发布第二代屏幕指纹解锁技术,率先实现了屏幕指纹百万级的大规模量产;

  2018年6月,vivo迄今为止最具突破性的产品vivo NEX发布,通过改良光学层方案,以及不断更新的软件优化,继续升级屏幕指纹体验;

  2018年9月6日,vivo发布X23,带来第四代光电屏幕指纹技术。

  第四代光电屏幕指纹技术利用了OLED屏幕的像素的自发光作为光源。OLED发出的光经过屏幕上方的手指反射,穿过屏幕Lens等光学层再返回到指纹传感器,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。

  我们知道,光学指纹远比传统的电容式指纹更加困难。想要做到与电容式指纹接近的体验,不仅需要最先进的指纹模组、不断精进的算法,而且由于光学特性,还需要手机对手机屏幕的盖板厚度、屏幕亮度、结构装配等各方面都一一照顾到。

  准确率与识别速度是评价指纹识别技术优秀与否的重点。

  为了达到理想的效果,vivo在第四代屏幕指纹技术中采用F/1.5大光圈、720DPI的指纹像素密度,并且首创首帧优化技术,优化了原有的两帧识别流程,建立起了快速通道,使得指纹识别速度提升了40%。

  而关于指纹识别的准确率,在录入指纹时,指纹的有效信息常常伴随着各种噪声的干扰,不同干扰还会在不同环境,它还会变化。为此,vivo特别加入了智能降噪机制,通过更动态地去检测和过滤干扰,获得更清晰的指纹图像。另外,在AI加持下,第四代屏幕指纹也实现了更好的图像增强技术,利用大量的数据库进行神经元网络训练,使指纹图像呈现得更清晰。

  最终,搭载第四代屏幕指纹技术的X23屏幕指纹的识别率相比X21又显著提升了40%,亮屏下的解锁时间只需要0.35s,同时第四代屏幕指纹技术也提升了支付宝和微信的支付体验。

  不仅如此。

  在使用指纹识别的过程中,由于屏幕指纹的原理所限,在遇到低温干手指、强光直射等“刁钻场景”时,很难获得较好的使用体验。而尽管有“补录机制”的存在,虽然对使用体验有所增加,但vivo觉得依然不够。

  想要彻底解决这个问题,vivo想到了指纹识别的根本:从SoC平台入手,进行更深度的优化。

  我们知道,在ARM架构中,有一个名叫“Trustzone”的安全框架,专门对生物识别的数据进行保护。传统的指纹解锁的数据处理都是通过CPU的单核单线程来完成。但在刁钻场景下,指纹识别的图像增强以及对比识别的数据运算更加复杂,因此对于硬件的提升就难免更高,单纯的基于CPU单核单线程来进行数据运算难免心有余而力不足。

  因此vivo针对第四代光电屏幕指纹专门设计了独立的处理单元,就是大名鼎鼎的Hexagon DSP来完成。由于DSP在屏幕指纹的核心流程上具备三倍于单线层、单核CPU神经网络矢量计算能力,在刁钻场景下,指纹解锁速度提升30%。而在最关键的安全性上,由于有了高通在SoC级别的支持,vivo将处理指纹运算的DSP和Trustzone之间还建立起了基于硬件的安全传输信道,为用户的敏感数据和生物特征信息提供了保障。

  而在发布会上,vivo也正式宣布,这项名为“屏幕指纹DSP加速技术”的技术将于10月底正式推送给X23用户,并且vivo也在考虑将此技术提供给其它机型的老用户,大家拭目以待。

  另外,在发布会上,在场媒体也有幸与vivo硬件研发副总裁王小军就屏幕指纹识别技术进行交流,以下为我们筛选出一些有价值的问题,供大家参考。

  Q:未来屏下指纹或者TOF他们之间是决出一个胜负吗?

  A:我们看到的,不管别的厂家是怎么理解的,实际上在3D人脸识别或者指纹识别,这两个实际给用户带来的体验是不一样的,甚至使用场景是不一样的,可能得出的使用场景都是为了这个东西,但是对于消费者是不一样的。在不同场景下你应该选择哪一个,哪一个更方便。我现在只能告诉你哪一个东西,我们在对消费者研究上面,我们发现到现在为止,单纯解锁这一块的使用率,当然我们也有TOF,我们也有人脸辅助识别,我们看到的指纹现在的使用率,指纹消费者的接受程度依然高于3D解锁程度。我只能说,我们现在看到的数据是这样。

  Q:有140个专利在指纹识别技术上,我想问一下vivo在指纹识别技术上这140个专利发力的重心在哪里?比如速度方面或者降噪方面;在优化了指纹的识别率以及速度之后,接下来在屏幕指纹识别方面,vivo认为未来的发展方向在哪里?

  A:在屏幕指纹这一块,我们现在看到的比如说识别率、解锁时间,两点都是属于在解锁这一块,消费者最根本的这种需求,这是第一点。

  在消费者洞察这一块,发现除了这种底层的需求之外,其实消费者还有更娱乐的这种需求,就是更高层的需求。所以在这三块方面,我觉得在这一代上面,你说我们是不是达到了100分?其实我觉得还不够。你比如说我们现在看到在解锁速度这一块,像电容的解锁速度和现在屏幕指纹的速度,屏幕指纹的速度现在还是稍稍慢于电容的解锁速度,所以在这一块我们还是有很大的提升空间。

  至于140个专利的那个问题,基本上都是围绕着指纹的软硬件的,比如你刚才讲的这个挺专业的,都是围绕这一块,怎么去提升比如说识别率,怎么提升比如说这种解锁时间,甚至还有对于我们来讲有工程的问题,还有生产良率的问题等等问题。我们实际上刚刚讲到的PPT里面也谈到了这一点,实际上就是一个新技术的创新,它是一个非常系统的工程,不是说可能某一点或者某两点的创新,就能把整个系统创新给做出来。

  Q :最近听到消息vivo 在屏幕指纹的开发过程中与汇顶科技当时下达了风险订单,这块的相关情形能否介绍一下?

  A:对于vivo来讲,最关键的是如何在创新这一块提前,我们认为的方向或者我们的合作伙伴认为的方向是契合的。如果我们两者认为这个研究的方向是契合的,那么作为vivo 来讲,就应该本着要把这个事情做好,能推动行业进步的立场去做这个事。所以我们跟供应商的关系就是合作共赢,相互承担风险的关系,当然,我们与供应商的合作也是合法合规的。所以自然而然的,我们在技术可能有一点点风险的情况下愿意跟合作伙伴一起承担这个风险,这也是vivo一贯的做法,在跟供应商的合作上这是我们的一贯做法。

  Q:之前的APEX所搭载的半屏指纹方案,什么时候能够商用?

  A:半屏指纹解锁方案,刚才我们讲到,确实是有很多期待的新的应用点。我们在做消费者洞察的时候也发现这个方向,这一块当然作为我们来讲,基本技术已经准备好在那个地方。所以刚才说到什么时候商用这个问题,实际又是跟产品挂钩的,但一到产品的时候你就会发现会受整个系统的制约,比如现在的消费群体是什么?现在的外观是什么?怎么用这个技术与之很好的匹配。对于我们来讲,现在技术已经准备好在这个地方了,我们可能在接下来的时候要找这样一个匹配的项目,然后把它推上市。

  Q:vivo这些年确实引领了很多相对先进的微创性,现在许多竞争对手都使用你们创造的技术,比如屏幕指纹,在差异化变得很普遍之后,手机行业可能又会陷入焦灼的状态。vivo除了刚才说的两个技术之外,下一个变革性的设计可能会在哪个方面?

  A:现在手机确实到了存量市场阶段,尤其在创新方面,确实每个厂家都认为这个事情越来越重要。作为vivo,在创新方面如何保持是我们一直问自己的问题,我们觉得要一直保持这种优势有两点,第一点就是消费者认知能力的洞察,就是你如何真的提前识别消费者的需求。如果你真的能提前识别消费者的需求,你在技术方向上会非常坚持。

  第二,创新的东西就像一个喇叭口一样,我们把它理解成喇叭口,这个喇叭口越到外面越大。所以在这个上面,vivo是把创新这一块在内部分成两截,第一截是两年、两年以上的东西,所以我们现在看新东西基本都要看到五年,所以我们相信vivo 在这样的机制下会不断涌现出一些新的创新出来。

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