自智能手機(jī)面世以來(lái)，智能手機(jī)硬件如處理器、GPU、內(nèi)存不斷升級(jí)，順應(yīng)了消費(fèi)者的流暢、無(wú)卡頓的需求。2013年蘋(píng)果iphone5S將指紋引入，引發(fā)了指紋手機(jī)的熱潮，android陣營(yíng)的華為mate7也因指紋識(shí)別一炮走紅。短短幾年內(nèi)，指紋識(shí)別芯片的解鎖速度越來(lái)越快，解鎖時(shí)間從最初的1s，縮短至0.7s,0.4s，0.3s甚至0.2s等，如今能做到0.2s內(nèi)解鎖在業(yè)界內(nèi)尚屬于鳳毛麟角，但即使0.2S時(shí)間內(nèi)，實(shí)測(cè)仍然離人們需求的“一觸即解”的感覺(jué)還有差距。芯啟航科技特別重視用戶的體驗(yàn)感受，已開(kāi)發(fā)指紋產(chǎn)品實(shí)測(cè)最快可在90ms內(nèi)就完成整個(gè)解鎖動(dòng)作，刷新了指紋解鎖的最快記錄。
指紋解鎖涉及到芯片、軟件和算法，下面從技術(shù)的角度來(lái)了解電容式指紋解鎖的整個(gè)過(guò)程：
結(jié)合指紋芯片的應(yīng)用場(chǎng)景，指紋芯片平時(shí)工作在睡眠模式和按壓檢測(cè)模式之間切換，相對(duì)于持續(xù)工作在按壓檢測(cè)模式，這樣的處理可以節(jié)省功耗，延長(zhǎng)便攜式設(shè)備的待機(jī)時(shí)間。在睡眠模式下，芯片的功耗最低，而在按壓檢測(cè)模式下，該功耗提升至數(shù)十甚至上百倍。采用睡眠、檢測(cè)這樣不斷循環(huán)切換的方式可以在功耗和感應(yīng)速度都滿足要求，芯啟航的產(chǎn)品切換頻率為30~50Hz，可以有效壓低對(duì)手指檢測(cè)的遲滯時(shí)間。在按壓檢測(cè)模式下，當(dāng)手指按壓到指紋的sensor區(qū)時(shí)，檢測(cè)電路根據(jù)檢測(cè)到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷識(shí)別出有手指按壓，并將判斷結(jié)果送給系統(tǒng)，系統(tǒng)由此切入到指紋采集模式。
進(jìn)入到指紋采集模式后，電路將按照特定的sensor像素地址對(duì)像素進(jìn)行掃描，內(nèi)部電路得到數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，再進(jìn)行參數(shù)配置，經(jīng)過(guò)幾次掃描計(jì)算迭代收斂得到最合理的參數(shù)后，再重新進(jìn)行掃描，信號(hào)會(huì)在電路中被濾波、放大、量化等操作，最終得到完整的圖像信號(hào)，電路進(jìn)行圖像信號(hào)處理操作后，通過(guò)通信接口傳輸?shù)绞謾C(jī)的CPU處理，由此完成了指紋信息的采集及傳輸?shù)牟僮髯?，整個(gè)操作時(shí)間控制在20ms以內(nèi)。信號(hào)傳輸完成后，指紋芯片再次切換到按壓檢測(cè)低功耗模式。
驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)通信接口上傳多幀圖像到系統(tǒng)，系統(tǒng)首先對(duì)圖像進(jìn)行篩選，挑出對(duì)比度最高的一幀，交由算法進(jìn)行處理生成模板數(shù)據(jù)，芯啟航采用自創(chuàng)快速點(diǎn)+圖像比對(duì)算法，該算法提取的特征點(diǎn)穩(wěn)定且可靠，每副圖像的特征點(diǎn)數(shù)目適中，在微小面積識(shí)別算法中有效匹配點(diǎn)對(duì)數(shù)目最高，從而保證了算法的識(shí)別快速與準(zhǔn)確。對(duì)算法流程及公式的優(yōu)化，一方面簡(jiǎn)化算法流程，對(duì)一些耦合性大可共用的部分進(jìn)行優(yōu)化，使運(yùn)行路徑最優(yōu)；另一方面對(duì)一些算法從公式上進(jìn)行優(yōu)化簡(jiǎn)化。對(duì)編程實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，在編程實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，優(yōu)化實(shí)現(xiàn)過(guò)程，在保證功能一致的前提下，使運(yùn)算量最少。另外所有的代碼采用定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于一些復(fù)雜的運(yùn)行采用查表處理，針對(duì)的指定的平臺(tái)采用最優(yōu)的編譯指令優(yōu)化。軟件在匹配場(chǎng)景調(diào)用算法進(jìn)行模板數(shù)據(jù)的比對(duì)，將匹配的結(jié)果反饋到系統(tǒng)最終完成解鎖與否的動(dòng)作。
整個(gè)流程圖如下：
芯啟航擁有完整的芯片設(shè)計(jì)、軟件和算法團(tuán)隊(duì)，優(yōu)勢(shì)在于內(nèi)部可以統(tǒng)籌安排，相互協(xié)調(diào)，有利于將芯片的性能不斷提升。
芯啟航指紋產(chǎn)品支持前置后置側(cè)置方案，支持圓形、方形、條形、跑道型各種形狀，支持啞光、高光coating，molding+陶瓷蓋板及玻璃蓋板等常見(jiàn)方案。憑借優(yōu)異的產(chǎn)品性能，芯啟航已經(jīng)中標(biāo)國(guó)內(nèi)知名品牌，成功打入品牌市場(chǎng)。
除了產(chǎn)品上更貼近客戶的需求外，芯啟航還為客戶提供24小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持服務(wù)，更快、更好、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)也是芯啟航對(duì)客戶的承諾。
01月07日 18:14
