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发布时间:2017-9-13 11:37:00 访问次数:74 发布企业:

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苹果两头押宝,高通超声波指纹能否最终普及? 李坚2017-08-30 09:09:00

导语:高通新一代指纹识别技术“Qualcomm Fingerprint Sensors for Display是首款商业化以超音波技术为基础的整合式移动解决方案。除了高通之外,苹果似乎也在研究利用超声波指纹识别技术实现屏幕内指纹识别。高通的屏幕内指纹识别方案要想实现量产还有一段距离。可能最快也要等到明年了。据说高通的新一代超声波指纹芯片,给了vivo首发保护期。

高通首次公开其人脸识别技术

随着移动互联网和物联网的发展,对于信息安全的需求与日俱增,而支付等应用更加重了对安全的需求。作为全球手机芯片的领导厂商,在安全应用方面的投入自然不小。高通日前在2017生物识别技术与应用高峰论坛上首次公开了其人脸识别技术。此外,高通还特别介绍了超声波指纹技术以及与之配套的硬件令牌技术。通过超声波指纹、人脸识别、机器学习以及硬件令牌,高通构建了全套完整的手机环境软硬件安全解决方案。001首先来看此次公开的人脸识别技术。其中就包括高通发布的三个图像处理模组。主要分为三类模组:最左边的是虹膜模组,中间是被动光用来做深度的运算,最右边是动作识别。002高通产品市场资深经理刘学徽表示,虹膜技术在手机业一直没推起来。通过跟手机厂商的沟通,他认为第一个原因是ID 设计的难度,做起来外观有难度,第二个原因是成本,还有一个是体验。因为它要求人在使用的时候要正对脸,在强光下会有一些影响。003被动光的模组实际上是两个摄像头,通过不同的角度差来拍摄两幅图像,最后重叠。然后算出物体到摄像头之间的距离,这个优点就是它的功耗比较低,不需要额外的光源。但是在暗光下效率会受到影响。004据传,很有可能iphone8会采用这种技术来做人脸的深度识别。还会有一张RGB的人眼识别图像,同时会通过红外光光斑来测物体各个点之间的距离。两张图合起来构成一张3D的模型,这也是未来很多厂商会采用的一个技术。005动作识别模块的缺点是在黑暗中,尤其是光线非常差的情况下效率比较低。这种模块可以实现主动的3D深度建模,在手机的前置人脸识别之外,还会用到VR、同步定位和地图的构建。 因为用户戴上VR头盔之后,用了这个技术可以迅速构建周围的环境,叠加到这个感受。这样VR用户会有一种存在感。

通过机器学习的算法来增加安全

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006通过各种生物识别传感器,手机搜集到了很多的数据和信息。这个时候不管是指纹、虹膜还是人脸识别,在具体应用的时候需要一个安全的执行环境,同时需要手机智能的判断是否需要这个安全环境。这个时候就需要采用到机器学习的相关技术。

刘学徽表示,目前最高安全要求的应用就是支付,支付现在普遍应用到trustzone技术。这个技术简单介绍一下实际上是ARM做的一个技术架构,在一个芯片中建立一个防火墙。一侧是Andori,一侧是安全操作系统。

两个操作系统不能同时运行,如果需要做一些安全操作系统的时候,切到trustzone模式。现在的指纹源文件的存放都是存放在trustzone中,包括未来的虹膜识别和人脸识别都需要这个技术做支撑。007另外还有一个技术,因为跟摄像头相关的生物识别技术越来越流行,如人脸、虹膜等,可以有一个通过保护摄像头的实现过程来实现安全。

这个过程大概是当一个应用开启影像后,系统自动切入安全模式,然后这个时候摄像头信号直接进入trustzone。在这里,虹膜进来的信号和数据跟虹膜的源文件做一个比对。比对完之后,由trustzone直接发给APP,通知比对成功。所以这是一个基于摄像头的安全功能。

生物识别+硬件令牌=双重保险

008最后,谈一个技术,其实跟生物识别技术相关的。我们叫它硬件令牌的技术。大家都知道咱们在手机上做生物识别的时候,只是在识别这个人,至于设备是否安全,设备是否有危害,后台的云是不知道的。所以我们设计的技术叫做硬件令牌就是把生物识别的结果再加一维度的安全。009硬件是否安全包括上面有什么漏洞?把这个信息加在一起,这样云做风控或者更高安全要求的控制的时候,就是有一些非常好的保障。这个技术对于一些风控非常要求高的机构有很大的作用。“我们会把一些硬件级的基础数据抓出来,加密通过令牌的形式传到云端。”刘学徽表示。

苹果两头押宝,超声波指纹能否最终普及?

最后谈一下高通的超声波指纹。010简单说一下超声波指纹的原理,他是通过超声波把手指的指纹形态构建一个3D的图形,然后跟已经存在终端上的信息做比对。它的优点是通过超声波,将皮肤的密度和空气的密度一样,它对一些防水、防油、穿透性都有比较好的表现。相对于光学指纹和电容式指纹识别来说,超声波信号具有较好的穿透性,可在实现对于指纹识别的同时,能降低手指污垢、油脂以及汗水的干扰,在水下也不会对解锁产生影响。

早在2015年的时候,高通就推出了自己的超声波指纹识别技术。2016年9推出的小米5s就是首款采用此方案的智能手机产品,这也是超声波指纹识别技术首次被成功运用于智能手机上。但是识别从用户的反馈来看,其识别率还是存在一些问题,特别是对于干手指。而且超声波指纹模组的成本也比较高。随后的小米旗舰机也没有继续采用高通的超声波指纹识别技术。

6月28日,MWC2017上海展第一天,vivo在展会期间举行了一场发布会,展示了全新的屏幕内指纹识别技术。该屏幕内指纹识别是利用了高通的新一代超声波指纹识别技术,相对于高通之前的隐藏式超声波指纹识别技术,新一代的超声波指纹识别技术已经可以放到屏幕下方,而这也意味着信号的穿透性变得更强了。不过需要指出的是,目前这项技术只能用在OLED屏上。因为相比OLED屏,传统的需要带背光的LCD屏模组厚度更厚,超声波信号的穿透力有限。

刘学徽表示,2022年销售的所有智能手机中将有53%包含指纹传感器,那么高通力推的超声波指纹技术能否从中分得一杯羹呢?011据刘学徽介绍,高通新一代指纹识别技术“Qualcomm Fingerprint Sensors for Display是首款商业化以超音波技术为基础的整合式移动解决方案,能侦测心跳与血流,进而改善行动类身份认证的体验”。新的超声波指纹识别技术已经可以穿透1.2mm的OLED屏,或者0.8mm的玻璃,显然穿透0.2mm的OLED屏 0.5mm的玻璃盖板应该是没有问题的(现场展示的样机就是基于柔性OLED屏的vivo Xplay6的样机)。另外,其信号也可以穿透0.65mm的金属后盖,这也意味着高通的第二代超声波指纹识别可以放到金属后盖的里面,而后盖不需要开孔(可能需要减薄),就可以实现指纹识别。012除了高通之外,苹果似乎也在研究利用超声波指纹识别技术实现屏幕内指纹识别。根据美国专利商标局最新公布资料显示,苹果近期也获得了一项全新的超声波生物识别技术专利。根据专利显示,苹果是将超声波生物识别感测装置在手机屏幕下方,屏幕上的覆盖玻璃的#110号区域可以当做超声波生物识别感测设备的一种输入界面。也就是说可以实现屏幕内指纹识别。

“屏下指纹现在量产可能性最大的还是光学指纹方案。”费恩格尔CEO黄昊表示:“超声波指纹识别应用到屏下,需要穿透更高的厚度,其将面临功耗和信号一致性方面的问题,并且量产难度也很大。”

迈瑞微研发总监李扬渊也表示:“超声波要实现屏下指纹识别,就必须贴到OLED屏下,一个不良,就等于是废了一个OLED屏。虽然光学的传感器也需要贴到OLED屏下,但是光学胶更容易贴,因为胶密度有差别不会导致光学效应变化,但是对于声学效应影响就很大。一个没贴好,就需要拆下来重新贴,而这就会很容易损坏OLED。”

显然,相对于屏下光学指纹识别来说,屏下的超声波指纹识别的量产难度更大,不良率也会更高一些。而且,相对于利用屏幕自身光源的屏下光学指纹识别,屏下超声波指纹识别则是主动式感应,其本身的功耗就比较高,如果要保持持续的工作状态,那么功耗将会更高。

接下来超声波指纹技术是否普及似乎主要看苹果的选择,作为手机行业标杆,一旦苹果选择在iPhone 8上采用光学指纹识别,那么必将带动整个光学指纹产业链的快速成熟。当然,高通作为手机业内具有影响力的厂商,如果能够解决量产、功耗以及成本方面的问题,相信这种技术仍将占有一席之地。据了解,这项新的屏幕内指纹识别技术目前已经可以商用,将支持骁龙800系列以及骁龙600系列处理器的手机。不过,高通的屏幕内指纹识别方案要想实现量产还有一段距离。可能最快也要等到明年了。据说高通的新一代超声波指纹芯片,给了vivo首发保护期。

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