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整理|陳興華

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

三星在發(fā)布會上介紹，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，而該技術(shù)可能給手機行業(yè)生物識別技術(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別、光學式指紋識別、超聲波指紋識別技術(shù)。前兩者技術(shù)發(fā)展較為成熟，也應用在多數(shù)廠商的終端產(chǎn)品中。其中，光學式指紋識別技術(shù)在國產(chǎn)終端中占據(jù)很大比例，應用最為廣泛。

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

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

超聲波指紋識別技術(shù)概念

據(jù)CNet報道，三星Galaxy S10搭載的高通超聲波屏幕指紋技術(shù)的手機，看起來和一加6T、華為Mate 20所采用的屏下指紋識別技術(shù)方案十分相似。但其實技術(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節(jié)。

高通表示，超聲波指紋識別技術(shù)比目前廣泛應用于手機的光學指紋識別傳感器更加安全、更為迅速。這是因為超聲波傳感器通過對用戶皮膚的凹凸紋理進行3D信息捕捉，相比之下，光學指紋識別不是通過聲波，而是用光學進行信息捕捉，只能獲得二維圖像信息。

圍繞超聲波和光學指紋識別技術(shù)在生物識別安全性的爭論正在升級的時候。在手機屏幕上嵌入指紋傳感器仍是終端設(shè)計的熱門趨勢之一，因為該技術(shù)不會占用手機表面上的任何空間。而且與嵌入手機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)計上也很好的配合了全面屏手機。

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

自三星Galaxy S7以來，虹膜識別就已經(jīng)應用在三星手機產(chǎn)品中。如今，三星開始摒棄虹膜生物識別技術(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別傳感器。同時，三星入門級手機Galaxy S10 E還在電源按鈕上使用了傳統(tǒng)的電容式指紋識別傳感器。

OnePlus 6T光學屏下指紋 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。超聲波傳感器集成在手機顯示屏多個層中的一個層中，當用戶將手指放置于目標區(qū)域時，即正在觸摸手機顯示屏玻璃時，用戶的皮膚將會發(fā)射出微小的電脈沖，激活傳感器，使其識別解鎖手機。

當手機在非工作時段黑屏時，用戶可以通過手指輕推手機屏幕，喚醒超聲波指紋識別。

Galaxy S10超聲波屏下指紋 圖源：CNet

超聲波指紋與光學指紋識別技術(shù)有何不同？

目前國內(nèi)終端廠商華為、vivo、OPPO等均采用的是光學式指紋識別技術(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，光學式指紋識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，達到所謂的孔隙水平。

超聲波指紋與電容式指紋識別技術(shù)有何不同？

電容式指紋的原理是，當用戶將手指按壓在手機背面、側(cè)面或者正面的按鍵時，指紋將會被電容式傳感器所捕獲。在手機觸摸屏上，手指將會釋放出微量的電荷，讓手機顯示屏幕準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量電荷，然后將電荷圖案與注冊時的手指指紋信息進行匹配，檢測指紋“脊”的位置。

三星電容式屏下指紋 圖源：CNet

附：超聲波指紋識別技術(shù)的工作原理和細節(jié)

當用戶的電信號擊中傳感器時，將會發(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，每個人的指紋擁有獨特的“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”的圖案計算不同的電壓水平。

舉個簡單的例子，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，行成一幅細節(jié)豐富的3D指紋圖像。聲波還能檢測到人的血液，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別技術(shù)。