CPU 已不足以驅(qū)動(dòng)屏幕指紋識(shí)別技術(shù)，于是 vivo 用 DSP 來(lái)加速

伴隨著全面屏?xí)r代的到來(lái)，智能手機(jī)在解鎖方面面臨著多條路徑。比較常見(jiàn)的有三種：

• 第一種是像 iPhone X 那樣徹底放棄指紋識(shí)別，全面擁抱人臉識(shí)別；

• 第二種是則后置指紋識(shí)別模塊的基礎(chǔ)上，增加基于前置攝像頭的人臉識(shí)別功能，但這類(lèi)的人臉識(shí)別通常不夠安全；

• 第三種則是將指紋識(shí)別放置在屏幕上，也就是所謂的屏幕指紋識(shí)別。

考慮到人臉識(shí)別的安全性問(wèn)題，在 Android 陣營(yíng)中，選擇后兩種的比較多一點(diǎn)；尤其是在屏幕指紋識(shí)別這個(gè)領(lǐng)域中，vivo 走得更加激進(jìn)。

快速迭代的 vivo 屏幕指紋技術(shù)

雷鋒網(wǎng)了解到，早在 2016 年，vivo 就開(kāi)始了對(duì)全面屏多種形式解鎖方案的深入探索。在多種方案中，vivo 認(rèn)為屏幕指紋不僅能夠最大程度地保留屏幕的完整性，也能避免在機(jī)身背后開(kāi)孔的妥協(xié)，是全面屏?xí)r代，集時(shí)尚、安全和便利于一身的最佳解鎖方案。

2017 年 7 月，在 MWC 上海活動(dòng)期間，vivo 推出了搭載了搭載超聲波指紋的 Xplay6 驗(yàn)證機(jī)，第一次將這種備受期待的解鎖方式呈現(xiàn)在了手機(jī)上——然而這只是一種嘗試，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

不過(guò)在半年后，2018 年 1 月，vivo 正式在 X20 Plus 屏幕指紋版上推出第一代光電屏幕指紋技術(shù)，成為全球首款量產(chǎn)的屏幕指紋手機(jī)。

后來(lái)，vivo 在 MWC 2018 上發(fā)布了 APEX 全面屏概念機(jī)，其中采用了升降式攝像頭結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)全面屏，同時(shí)也搭載了半屏指紋識(shí)別解鎖技術(shù)。此后不久，在上半年新機(jī) vivo X21 上，第二代光電屏幕指紋識(shí)別技術(shù)上線(xiàn)，這一技術(shù)的更迭也讓 vivo 實(shí)現(xiàn)了屏幕指紋百萬(wàn)級(jí)別的大規(guī)模量產(chǎn)。

2018 年 6 月，采用升降式前置攝像頭的 vivo NEX 全面屏手機(jī)發(fā)布。在大幅提升屏幕解鎖速度和識(shí)別率基礎(chǔ)上，它攜第三代光電屏幕指紋技術(shù)出現(xiàn)在大眾的視野，圖像精度提升高達(dá) 40%。

到了 2018 年 9 月，vivo 又在最新產(chǎn)品 X23 上推出了第四代光電屏幕指紋技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了屏幕識(shí)別體驗(yàn)的再次提升，不僅屏幕指紋識(shí)別率相比 X21 顯著提升了 40%，亮屏下的解鎖時(shí)間也只需要 0.35s。

從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，所謂第四代光電屏幕指紋技術(shù)包括硬件和軟件層面。

硬件層面，利用 OLED 屏幕的像素自發(fā)光作為指紋的光源，OLED 發(fā)出的光經(jīng)過(guò)屏幕上方的手指反射，穿過(guò)屏幕、 Lens 等光學(xué)層返回到指紋傳感器；同時(shí)，指紋傳感器采用了 F/1.5 超大光圈和 720dpi 超高分辨率，增加進(jìn)光量和清晰度，從而有效增加識(shí)別率并提升速度。

在軟件優(yōu)化層面，vivo 提出了首幀優(yōu)化技術(shù)和智能降噪機(jī)制，前者優(yōu)化了原有的兩幀識(shí)別流程，建立了快速通道，后者可以檢測(cè)并過(guò)濾干擾，獲得更清晰的指紋圖像。當(dāng)然，在指紋認(rèn)證方面，也進(jìn)行了圖像增強(qiáng)處理和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的大數(shù)據(jù)排干擾機(jī)制。

軟硬件的協(xié)同優(yōu)化將成為趨勢(shì)

如果迭代的角度來(lái)看，vivo 無(wú)疑是屏幕指紋識(shí)別技術(shù)的激進(jìn)玩家。不過(guò)也許覺(jué)得現(xiàn)有的技術(shù)在一些特殊場(chǎng)景下還不夠完善，在 X23 發(fā)布兩周之后，vivo 又宣布第四代屏幕指紋識(shí)別技術(shù)的升級(jí)版——可以說(shuō)是第四代光電屏幕指紋技術(shù) Plus。

由于這次升級(jí)是基于 SoC 的 DSP 層面的， vivo 又稱(chēng)之為屏幕指紋 DSP 加速技術(shù)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，面對(duì)消費(fèi)者在日常使用中所面臨的低溫干手指、強(qiáng)光直射等“刁鉆場(chǎng)景”，普通的 CPU 方式是難以完美解決問(wèn)題的，為此 vivo 決定在第四代光電屏幕指紋技術(shù)中，將高通驍龍 670 SoC 的 Hexagon DSP 和可信執(zhí)行環(huán)境作為進(jìn)行識(shí)別運(yùn)算的獨(dú)立處理單元。

在現(xiàn)場(chǎng)，高通產(chǎn)品管理高級(jí)總監(jiān) Tim Yates 詳細(xì)解讀了高通驍龍 670 支持的 AI 特性。他表示驍龍 670 相較于驍龍 660 AI 性能提升高達(dá) 1.8 倍，同時(shí)由于在處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和指紋數(shù)據(jù)時(shí)，DSP 與 CPU 相比可以顯著提升處理速度，從而帶來(lái)無(wú)縫且安全的指紋解鎖體驗(yàn)。雷鋒網(wǎng)注意到，與單獨(dú)使用可信執(zhí)行環(huán)境相比，Hexagon DSP 和可信執(zhí)行環(huán)境共同帶來(lái)快達(dá) 3 倍的速度提升。

vivo 硬件研發(fā)副總裁王小軍表示，在屏幕指紋 DSP 加速技術(shù)加持下，X23 在刁鉆場(chǎng)景下的解鎖速度又實(shí)現(xiàn)了 30% 的提升。

換句話(huà)說(shuō)，這一次的技術(shù)升級(jí)，本質(zhì)上是對(duì)已有的 SoC 硬件組成部分在屏幕指紋識(shí)別方面的更好利用，這的確是一個(gè)很好的思路。實(shí)際上，vivo 方面也表示，這項(xiàng)技術(shù)將于 10 月內(nèi)在 vivo X23 上正式以操作系統(tǒng)推送的方式上線(xiàn)，這也恰好說(shuō)明了軟件調(diào)用對(duì)于硬件發(fā)揮其功能的作用。

而在雷鋒網(wǎng)看來(lái)，這次 vivo 推出的屏幕指紋 DSP 加速技術(shù)，也進(jìn)一步說(shuō)明軟硬件協(xié)同優(yōu)化在未來(lái)智能手機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵作用。實(shí)際上，不僅僅是屏幕指紋識(shí)別，包括 3D 人臉、AI 場(chǎng)景識(shí)別、HDR+ 等在內(nèi)的一系列新功能，都將嚴(yán)重依賴(lài)于軟硬件的協(xié)同優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)——這在未來(lái)也是一種更加明顯的趨勢(shì)。

當(dāng)然，對(duì)于屏幕指紋識(shí)別的發(fā)展來(lái)說(shuō)，目前還局限于 Android 陣營(yíng)中；除了 vivo，小米也在最新發(fā)布的小米 8 屏幕指紋版中用上了這一功能。在目前差異化越來(lái)越難的情況下，國(guó)內(nèi)的手機(jī)廠商也在多方尋求突破，機(jī)械機(jī)構(gòu)、屏幕指紋等都是令人眼前一亮的新特征，而消費(fèi)者終將決定技術(shù)發(fā)展的方向。

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