整理|陳興華

昨日（21日），三星在美國(guó)舊金山發(fā)布會(huì)發(fā)布了包括Galaxy S10在內(nèi)多款旗艦機(jī)。三星方面主要對(duì)折疊屏、多功能攝像頭組合、Dynamic AMOLED等幾個(gè)功能進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。但此次三星發(fā)布會(huì)還有更值得關(guān)注的“新趨勢(shì)”。

三星在發(fā)布會(huì)上介紹，三星年度旗艦產(chǎn)品Galaxy S10以及S10 Plus是全球第一款采用高通超聲波屏幕指紋技術(shù)的手機(jī)，而該技術(shù)可能給手機(jī)行業(yè)生物識(shí)別技術(shù)帶來顛覆性的改變。

據(jù)了解，屏下指紋技術(shù)目前主要有三類，分別是電容式指紋識(shí)別、光學(xué)式指紋識(shí)別、超聲波指紋識(shí)別技術(shù)。前兩者技術(shù)發(fā)展較為成熟，也應(yīng)用在多數(shù)廠商的終端產(chǎn)品中。其中，光學(xué)式指紋識(shí)別技術(shù)在國(guó)產(chǎn)終端中占據(jù)很大比例，應(yīng)用最為廣泛。

近幾年，隨著生物識(shí)別技術(shù)在金融、安防等領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，生物識(shí)別的安全性也備受關(guān)注。一旦用戶端對(duì)生物識(shí)別的安全性要求提升時(shí)，超聲波技術(shù)和光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)自然會(huì)顯現(xiàn)。

那么，超聲波指紋識(shí)別技術(shù)、工作原理是什么？超聲波指紋與光學(xué)和電容式指紋識(shí)別技術(shù)有什么差異？哪些手機(jī)采用了超聲波指紋識(shí)別技術(shù)或者光學(xué)式指紋識(shí)別技術(shù)？

超聲波指紋識(shí)別技術(shù)概念

據(jù)CNet報(bào)道，三星Galaxy S10搭載的高通超聲波屏幕指紋技術(shù)的手機(jī)，看起來和一加6T、華為Mate 20所采用的屏下指紋識(shí)別技術(shù)方案十分相似。但其實(shí)技術(shù)上有本質(zhì)性的差異。

與醫(yī)院B超的超聲波類似，“3D聲波傳感器”技術(shù)的作用原理是皮膚對(duì)聲波的反射。無論夜晚還是白天，聲波均可以穿過皮膚上的水、乳液、油脂捕捉到皮膚表面的細(xì)節(jié)。

高通表示，超聲波指紋識(shí)別技術(shù)比目前廣泛應(yīng)用于手機(jī)的光學(xué)指紋識(shí)別傳感器更加安全、更為迅速。這是因?yàn)槌暡▊鞲衅魍ㄟ^對(duì)用戶皮膚的凹凸紋理進(jìn)行3D信息捕捉，相比之下，光學(xué)指紋識(shí)別不是通過聲波，而是用光學(xué)進(jìn)行信息捕捉，只能獲得二維圖像信息。

圍繞超聲波和光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)在生物識(shí)別安全性的爭(zhēng)論正在升級(jí)的時(shí)候。在手機(jī)屏幕上嵌入指紋傳感器仍是終端設(shè)計(jì)的熱門趨勢(shì)之一，因?yàn)樵摷夹g(shù)不會(huì)占用手機(jī)表面上的任何空間。而且與嵌入手機(jī)電源按鈕以及后殼上的傳感器相比，需要的技術(shù)探索更少。設(shè)計(jì)上也很好的配合了全面屏手機(jī)。

“安全和生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)快速融入移動(dòng)平臺(tái)，”高通公司移動(dòng)技術(shù)高級(jí)副總裁Alex Katouzian在12月份的Qulalcomm夏威夷年度技術(shù)峰會(huì)上表示?！斑@是指紋技術(shù)的未來。”

自三星Galaxy S7以來，虹膜識(shí)別就已經(jīng)應(yīng)用在三星手機(jī)產(chǎn)品中。如今，三星開始摒棄虹膜生物識(shí)別技術(shù)。尤其在是Galaxy S10以及S10 Plus的正式推出，這代表三星內(nèi)置于屏幕的超聲波指紋傳感器取代了虹膜掃描識(shí)別傳感器。同時(shí)，三星入門級(jí)手機(jī)Galaxy S10 E還在電源按鈕上使用了傳統(tǒng)的電容式指紋識(shí)別傳感器。

OnePlus 6T光學(xué)屏下指紋 圖源：CNet

什么是超聲波指紋傳感器？

高通公司開發(fā)的3D聲波指紋傳感器通過聲波“讀取”指紋，并解鎖手機(jī)。超聲波傳感器集成在手機(jī)顯示屏多個(gè)層中的一個(gè)層中，當(dāng)用戶將手指放置于目標(biāo)區(qū)域時(shí)，即正在觸摸手機(jī)顯示屏玻璃時(shí)，用戶的皮膚將會(huì)發(fā)射出微小的電脈沖，激活傳感器，使其識(shí)別解鎖手機(jī)。

當(dāng)手機(jī)在非工作時(shí)段黑屏?xí)r，用戶可以通過手指輕推手機(jī)屏幕，喚醒超聲波指紋識(shí)別。

Galaxy S10超聲波屏下指紋 圖源：CNet

超聲波指紋與光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)有何不同？

目前國(guó)內(nèi)終端廠商華為、vivo、OPPO等均采用的是光學(xué)式指紋識(shí)別技術(shù)。該技術(shù)是將光線反射到用戶的手指上，然后再反射回傳感器上。傳感器將用戶的指紋信息讀數(shù)繪制成二維的圖像，所以基本上就是用戶指紋“脊”和“谷”的形狀“照片”。

專家曾經(jīng)表示，光學(xué)式指紋識(shí)別的工作原理決定了，很容易被照片、高仿指紋（比如，AI繪制的假指紋）所欺騙。高通聲稱，其超聲波指紋傳感器的功能足以掃描、讀取到用戶指紋4毫米的深度信息，達(dá)到所謂的孔隙水平。

超聲波指紋與電容式指紋識(shí)別技術(shù)有何不同？

電容式指紋的原理是，當(dāng)用戶將手指按壓在手機(jī)背面、側(cè)面或者正面的按鍵時(shí)，指紋將會(huì)被電容式傳感器所捕獲。在手機(jī)觸摸屏上，手指將會(huì)釋放出微量的電荷，讓手機(jī)顯示屏幕準(zhǔn)確地感知手指觸摸的位置。

傳感器中的電容器通過掃描儀測(cè)量電荷，然后將電荷圖案與注冊(cè)時(shí)的手指指紋信息進(jìn)行匹配，檢測(cè)指紋“脊”的位置。

三星電容式屏下指紋 圖源：CNet

附：超聲波指紋識(shí)別技術(shù)的工作原理和細(xì)節(jié)

當(dāng)用戶的電信號(hào)擊中傳感器時(shí)，將會(huì)發(fā)出聲波，反射到用戶的皮膚上。人的皮膚表面并不是平坦的，每個(gè)人的指紋擁有獨(dú)特的“谷”和“脊”圖案。超聲波反射回到處理器，處理器根據(jù)皮膚上的聲波壓力讀數(shù)繪制指紋圖案。通俗地說，就是根據(jù)指紋“谷”和“脊”的圖案計(jì)算不同的電壓水平。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假設(shè)“脊”是1，“谷”是0。超聲波傳感器模塊可以將這些數(shù)據(jù)繪制出來，行成一幅細(xì)節(jié)豐富的3D指紋圖像。聲波還能檢測(cè)到人的血液，所以斷指（沒有生命的手指）、假手指、人造皮膚都不能愚弄到超聲波指紋識(shí)別技術(shù)。