CPU 已不足以驅動屏幕指紋識別技術，於是 vivo用DSP 來加速

伴隨著全面屏時代的到來，智能手機在解鎖方面面臨著多條路徑。比較常見的有三種：

第一種是像 iPhone X 那樣徹底放棄指紋識別，全面擁抱人臉識別；

第二種是則後置指紋識別模塊的基礎上，增加基於前置攝像頭的人臉識別功能，但這類的人臉識別通常不夠安全；

第三種則是將指紋識別放置在屏幕上，也就是所謂的屏幕指紋識別。

考慮到人臉識別的安全性問題，在 Android 陣營中，選擇後兩種的比較多一點；尤其是在屏幕指紋識別這個領域中，vivo 走得更加激進。

快速迭代的 vivo 屏幕指紋技術

雷鋒網了解到，早在 2016 年，vivo 就開始了對全面屏多種形式解鎖方案的深入探索。在多種方案中，vivo 認為屏幕指紋不僅能夠最大程度地保留屏幕的完整性，也能避免在機身背後開孔的妥協，是全面屏時代，集時尚、安全和便利於一身的最佳解鎖方案。

2017 年 7 月，在 MWC 上海活動期間，vivo 推出了搭載了搭載超聲波指紋的 Xplay6 驗證機，第一次將這種備受期待的解鎖方式呈現在了手機上——然而這只是一種嘗試，並沒有實現量產。

不過在半年後，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，成為全球首款量產的屏幕指紋手機。

後來，vivo 在 MWC 2018 上發布了 APEX 全面屏概念機，其中採用了升降式攝像頭結構來實現全面屏，同時也搭載了半屏指紋識別解鎖技術。此後不久，在上半年新機 vivo X21 上，第二代光電屏幕指紋識別技術上線，這一技術的更迭也讓 vivo 實現了屏幕指紋百萬級別的大規模量產。

2018 年 6 月，採用升降式前置攝像頭的 vivo NEX 全面屏手機發布。在大幅提升屏幕解鎖速度和識別率基礎上，它攜第三代光電屏幕指紋技術出現在大眾的視野，圖像精度提升高達 40%。

到了 2018 年 9 月，vivo 又在最新產品 X23 上推出了第四代光電屏幕指紋技術。實現了屏幕識別體驗的再次提升，不僅屏幕指紋識別率相比 X21 顯著提升了 40%，亮屏下的解鎖時間也只需要 0.35s。

從技術層面來說，所謂第四代光電屏幕指紋技術包括硬體和軟體層面。

硬體層面，利用 OLED 屏幕的像素自發光作為指紋的光源，OLED 發出的光經過屏幕上方的手指反射，穿過屏幕、 Lens 等光學層返回到指紋感測器；同時，指紋感測器採用了 F/1.5 超大光圈和 720dpi 超高解析度，增加進光量和清晰度，從而有效增加識別率並提升速度。

在軟體優化層面，vivo 提出了首幀優化技術和智能降噪機制，前者優化了原有的兩幀識別流程，建立了快速通道，後者可以檢測並過濾干擾，獲得更清晰的指紋圖像。當然，在指紋認證方面，也進行了圖像增強處理和基於神經網路訓練的大數據排干擾機制。

軟硬體的協同優化將成為趨勢

如果迭代的角度來看，vivo 無疑是屏幕指紋識別技術的激進玩家。不過也許覺得現有的技術在一些特殊場景下還不夠完善，在 X23 發布兩周之後，vivo 又宣布第四代屏幕指紋識別技術的升級版——可以說是第四代光電屏幕指紋技術 Plus。

由於這次升級是基於 SoC 的 DSP 層面的， vivo 又稱之為屏幕指紋 DSP 加速技術。

簡單來說，面對消費者在日常使用中所面臨的低溫干手指、強光直射等「刁鑽場景」，普通的 CPU 方式是難以完美解決問題的，為此 vivo 決定在第四代光電屏幕指紋技術中，將高通驍龍 670 SoC 的 Hexagon DSP 和可信執行環境作為進行識別運算的獨立處理單元。

在現場，高通產品管理高級總監 Tim Yates 詳細解讀了高通驍龍 670 支持的 AI 特性。他表示驍龍 670 相較於驍龍 660 AI 性能提升高達 1.8 倍，同時由於在處理神經網路和指紋數據時，DSP 與 CPU 相比可以顯著提升處理速度，從而帶來無縫且安全的指紋解鎖體驗。雷鋒網注意到，與單獨使用可信執行環境相比，Hexagon DSP 和可信執行環境共同帶來快達 3 倍的速度提升。

vivo 硬體研發副總裁王小軍表示，在屏幕指紋 DSP 加速技術加持下，X23 在刁鑽場景下的解鎖速度又實現了 30% 的提升。

換句話說，這一次的技術升級，本質上是對已有的 SoC 硬體組成部分在屏幕指紋識別方面的更好利用，這的確是一個很好的思路。實際上，vivo 方面也表示，這項技術將於 10 月內在 vivo X23 上正式以操作系統推送的方式上線，這也恰好說明了軟體調用對於硬體發揮其功能的作用。

而在雷鋒網看來，這次 vivo 推出的屏幕指紋 DSP 加速技術，也進一步說明軟硬體協同優化在未來智能手機發展的關鍵作用。實際上，不僅僅是屏幕指紋識別，包括 3D 人臉、AI 場景識別、HDR+ 等在內的一系列新功能，都將嚴重依賴於軟硬體的協同優化來實現——這在未來也是一種更加明顯的趨勢。

當然，對於屏幕指紋識別的發展來說，目前還局限於 Android 陣營中；除了 vivo，小米也在最新發布的小米 8 屏幕指紋版中用上了這一功能。在目前差異化越來越難的情況下，國內的手機廠商也在多方尋求突破，機械機構、屏幕指紋等都是令人眼前一亮的新特徵，而消費者終將決定技術發展的方向。

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