CPU 已不足以驱动屏幕指纹识别技术，于是 vivo 用 DSP 来加速

伴随着全面屏时代的到来，智能手机在解锁方面面临着多条路径。比较常见的有三种：

• 第一种是像 iPhone X 那样彻底放弃指纹识别，全面拥抱人脸识别；

• 第二种是则后置指纹识别模块的基础上，增加基于前置摄像头的人脸识别功能，但这类的人脸识别通常不够安全；

• 第三种则是将指纹识别放置在屏幕上，也就是所谓的屏幕指纹识别。

考虑到人脸识别的安全性问题，在 Android 阵营中，选择后两种的比较多一点；尤其是在屏幕指纹识别这个领域中，vivo 走得更加激进。

快速迭代的 vivo 屏幕指纹技术

雷锋网了解到，早在 2016 年，vivo 就开始了对全面屏多种形式解锁方案的深入探索。在多种方案中，vivo 认为屏幕指纹不仅能够最大程度地保留屏幕的完整性，也能避免在机身背后开孔的妥协，是全面屏时代，集时尚、安全和便利于一身的最佳解锁方案。

2017 年 7 月，在 MWC 上海活动期间，vivo 推出了搭载了搭载超声波指纹的 Xplay6 验证机，第一次将这种备受期待的解锁方式呈现在了手机上——然而这只是一种尝试，并没有实现量产。

不过在半年后，2018 年 1 月，vivo 正式在 X20 Plus 屏幕指纹版上推出第一代光电屏幕指纹技术，成为全球首款量产的屏幕指纹手机。

后来，vivo 在 MWC 2018 上发布了 APEX 全面屏概念机，其中采用了升降式摄像头结构来实现全面屏，同时也搭载了半屏指纹识别解锁技术。此后不久，在上半年新机 vivo X21 上，第二代光电屏幕指纹识别技术上线，这一技术的更迭也让 vivo 实现了屏幕指纹百万级别的大规模量产。

2018 年 6 月，采用升降式前置摄像头的 vivo NEX 全面屏手机发布。在大幅提升屏幕解锁速度和识别率基础上，它携第三代光电屏幕指纹技术出现在大众的视野，图像精度提升高达 40%。

到了 2018 年 9 月，vivo 又在最新产品 X23 上推出了第四代光电屏幕指纹技术。实现了屏幕识别体验的再次提升，不仅屏幕指纹识别率相比 X21 显著提升了 40%，亮屏下的解锁时间也只需要 0.35s。

从技术层面来说，所谓第四代光电屏幕指纹技术包括硬件和软件层面。

硬件层面，利用 OLED 屏幕的像素自发光作为指纹的光源，OLED 发出的光经过屏幕上方的手指反射，穿过屏幕、 Lens 等光学层返回到指纹传感器；同时，指纹传感器采用了 F/1.5 超大光圈和 720dpi 超高分辨率，增加进光量和清晰度，从而有效增加识别率并提升速度。

在软件优化层面，vivo 提出了首帧优化技术和智能降噪机制，前者优化了原有的两帧识别流程，建立了快速通道，后者可以检测并过滤干扰，获得更清晰的指纹图像。当然，在指纹认证方面，也进行了图像增强处理和基于神经网络训练的大数据排干扰机制。

软硬件的协同优化将成为趋势

如果迭代的角度来看，vivo 无疑是屏幕指纹识别技术的激进玩家。不过也许觉得现有的技术在一些特殊场景下还不够完善，在 X23 发布两周之后，vivo 又宣布第四代屏幕指纹识别技术的升级版——可以说是第四代光电屏幕指纹技术 Plus。

由于这次升级是基于 SoC 的 DSP 层面的， vivo 又称之为屏幕指纹 DSP 加速技术。

简单来说，面对消费者在日常使用中所面临的低温干手指、强光直射等“刁钻场景”，普通的 CPU 方式是难以完美解决问题的，为此 vivo 决定在第四代光电屏幕指纹技术中，将高通骁龙 670 SoC 的 Hexagon DSP 和可信执行环境作为进行识别运算的独立处理单元。

在现场，高通产品管理高级总监 Tim Yates 详细解读了高通骁龙 670 支持的 AI 特性。他表示骁龙 670 相较于骁龙 660 AI 性能提升高达 1.8 倍，同时由于在处理神经网络和指纹数据时，DSP 与 CPU 相比可以显著提升处理速度，从而带来无缝且安全的指纹解锁体验。雷锋网注意到，与单独使用可信执行环境相比，Hexagon DSP 和可信执行环境共同带来快达 3 倍的速度提升。

vivo 硬件研发副总裁王小军表示，在屏幕指纹 DSP 加速技术加持下，X23 在刁钻场景下的解锁速度又实现了 30% 的提升。

换句话说，这一次的技术升级，本质上是对已有的 SoC 硬件组成部分在屏幕指纹识别方面的更好利用，这的确是一个很好的思路。实际上，vivo 方面也表示，这项技术将于 10 月内在 vivo X23 上正式以操作系统推送的方式上线，这也恰好说明了软件调用对于硬件发挥其功能的作用。

而在雷锋网看来，这次 vivo 推出的屏幕指纹 DSP 加速技术，也进一步说明软硬件协同优化在未来智能手机发展的关键作用。实际上，不仅仅是屏幕指纹识别，包括 3D 人脸、AI 场景识别、HDR+ 等在内的一系列新功能，都将严重依赖于软硬件的协同优化来实现——这在未来也是一种更加明显的趋势。

当然，对于屏幕指纹识别的发展来说，目前还局限于 Android 阵营中；除了 vivo，小米也在最新发布的小米 8 屏幕指纹版中用上了这一功能。在目前差异化越来越难的情况下，国内的手机厂商也在多方寻求突破，机械机构、屏幕指纹等都是令人眼前一亮的新特征，而消费者终将决定技术发展的方向。