同樣是屏下指紋，三星Galaxy S10所用的技術有何不同？

發布會開幕時Galaxy Fold可摺疊屏手機的重磅發布十分奪人眼球，是整場發布會的亮點。三星方面也主要對Infinity Flex Display、多任務處理、多功能攝像頭組合等幾個功能進行了重點介紹。

但是，此次三星年度旗艦發布會有更加值得關注的「新趨勢」，可能給手機行業生物識別技術帶來顛覆性的改變——三星年度旗艦產品Galaxy S10以及S10 Plus是全球第一款採用高通超聲波屏幕指紋技術的手機。

其實，最早在2015年的MWC大會上，高通就正式推出了移動行業首個超聲波屏幕3D指紋技術解決方案，即Qualcomm Snapdragon Sense ID 3D指紋技術。

搭載高通超聲波屏幕指紋技術的手機，看起來和一加6T、華為Mate 20所採用的屏下指紋識別技術方案十分相似。但其實技術上有本質性的差異。

雷鋒網註：三星Galaxy S10系列超聲波指紋識別解鎖動圖

而此次，高通的超聲波屏幕指紋技術首先在三星終端產品中得到大規模商用、實現量產，也超乎其他人的意料。要知道，自從高通方面推出該項技術之後，相關落地、量產的傳言就不斷的在供應鏈端被傳出。2018年10月，華為Mate 20系列發布會前夕，華為公關公司流出的局座張召忠評測腳本資料中顯示，華為Mate 20系列採用的屏下指紋技術是高通的超聲波屏幕指紋技術。然而後續，華為官方卻否認了這一事實。

自三星Galaxy S7以來，虹膜識別就已經應用在三星手機產品中。如今，三星慢慢開始摒棄虹膜生物識別技術。特別是Galaxy S10以及S10 Plus的正式推出，標誌著三星內置於屏幕的超聲波指紋感測器取代了虹膜掃描識別感測器。同時，三星入門級手機Galaxy S10 E還在電源按鈕上使用了傳統的電容式指紋識別感測器。

屏下指紋技術目前主要有三類，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。前兩者技術發展較為成熟，也應用在很多廠商的終端產品中。其中，光學式指紋識別技術在國產終端中佔據很大比例，應用最為廣泛。

超聲波指紋識別技術與光學式指紋識別均是應用指紋識別解鎖屏幕，操作過程看起來相似。那麼，究竟兩種技術有什麼樣的區別，怎樣區分哪款手機應用的是超聲波指紋識別技術，哪款手機應用的是常規方案光學式指紋識別技術？

超聲波指紋識別技術的概念

首先，需要了解超聲波指紋識別技術究竟是什麼？和醫院B超的超聲波類似，「3D聲波感測器」技術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。

高通表示，超聲波指紋識別技術比目前廣泛應用於手機的光學指紋識別感測器更加安全、更為迅速。這是因為超聲波感測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。

在手機屏幕上嵌入指紋感測器是終端設計的熱門趨勢之一，因為該技術不會佔用手機表面上的任何空間。而且與嵌入手機電源按鈕以及後殼上的感測器相比，需要的技術探索更少。這種設計很好的配合了全面屏手機，且幾乎看不到任何邊框。

2018年12月，高通在夏威夷舉辦的年度技術峰會上，高通公司移動技術副總裁Alex Katouzian表示，「安全和生物識別技術已經融入到移動平台中，這是指紋識別技術未來的發展方向。」

高通公司開發的3D聲波指紋感測器通過聲波「讀取」指紋，並解鎖手機。從目前的趨勢來看，一般指紋感測器嵌入顯示屏幕的下方位置，以方便用戶將手指或者拇指放在屏幕中央時來解鎖手機。因而，它也被稱為屏幕指紋讀取器，這種類型的感測器也可以內置於設備的主要關鍵按鈕上。

超聲波感測器集成在手機顯示屏多個層中的一個層中，當用戶將手指放置於目標區域時，即正在觸摸手機顯示屏玻璃時（雷鋒網註：不是直接與感測器接觸）。用戶的皮膚將會發射出微小的電脈衝，激活感測器，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。

超聲波指紋識別技術的工作原理細節

當用戶的電信號擊中感測器時，將會發出聲波，反射到用戶的皮膚上。人的皮膚表面並不是平坦的，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，處理器根據皮膚上的聲波壓力讀數繪製指紋圖案。通俗地說，就是根據指紋「谷」和「脊」的圖案計算不同的電壓水平。

舉個簡單的例子，假設「脊」是1，「谷」是0。超聲波感測器模塊可以將這些數據繪製出來，行成一幅細節豐富的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。

近幾年，隨著生物識別技術在金融、安防等領域的蓬勃發展，生物識別的安全性也備受關注。一旦，用戶端對生物識別的安全性要求提升時，超聲波技術和其他指紋識別技術，特別是光學式指紋識別技術的優缺點，就顯現出來了。

超聲波指紋與光學和電容式指紋識別技術差異

目前國內終端廠商華為、vivo、OPPO等均採用的是光學式指紋識別技術。該技術是將光線反射到用戶的手指上，然後再反射回感測器上。感測器將用戶的指紋信息讀數繪製成二維的圖像，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繪製的假指紋）所欺騙。高通聲稱，其超聲波指紋感測器的功能足以掃描、讀取到用戶指紋4毫米的深度信息，達到所謂的孔隙水平。

電容式指紋的原理是，當用戶將手指按壓在手機背面、側面或者正面的按鍵時，指紋將會被電容式感測器所捕獲。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。電容器通過掃描儀測量電荷，然後將電荷圖案與註冊時的手指指紋信息進行匹配，檢測指紋「脊」的位置。

三星逐漸放棄虹膜識別技術?

2017年蘋果秋季新品發布會上，蘋果iPhone X搭載了面部識別技術，即Face ID功能。Face ID通過3萬個紅外點繪製面部輪廓的深度信息。作為蘋果的競爭對手，三星則推出了虹膜識別技術（人眼由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構成，虹膜是基於人眼的虹膜部分進行身份識別）。國產手機中使用虹膜識別技術的廠商寥寥無幾，只有一些中小廠商採用了該技術，例如，國美手機。

事實上，相當一部分人認為，Face ID與虹膜識別在技術上不分伯仲，各有各的優勢。由於線下端的應用場景集中在銀行等金融領域，對面部識別技術的安全性要求很高。所以，不但人臉識別的相關設備要求更高，其技術也需要更低的識別錯誤率。阿里巴巴螞蟻金服就將人臉識別和虹膜識別兩種技術疊加在一起，來提高識別準確率，捕捉到用戶更為詳細的3D身份信息。

三星之前S9用的是面部識別（RGB技術） 虹膜識別的方式，虹膜識別的安全性很高，但RGB面部識別則一般，但是它有一個優勢是快，所以三星是想將二者結合使用，比如在一般解鎖的時候用面部識別，而涉及到支付時則用虹膜識別，從而達到又快又安全。不過這套系統設計還是存在漏洞，有人就用一張照片 隱形眼鏡的方式欺騙了這一系統。

今年，三星逐漸開始摒棄之前一直引以為傲，並打算用來直接與蘋果Face ID功能對標的虹膜生物識別技術。在面部識別「大行其道」的環境下，三星在Galaxy S10等重要旗艦機型中內置了超聲波指紋識別技術，可謂出乎意料。而將在今年8月發布的三星Galaxy Note 10很有可能也將不會採用虹膜識別技術。

不管是什麼原因，也不管未來是面部識別還是超聲波技術識別當道。正如高通宣傳所言，超聲波指紋識別技術安全性更高，那麼，未來該技術將會在終端產品中持續幾代。

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