刷掌支付背后的技術原理與感知芯片圖像傳感器清洗介紹
最近“掌紋支付”沖上熱搜 掌紋怎么被識別?
從技術原理來看,掌紋識別的核心邏輯和人臉識別以及指紋識別一樣,都是利用人體某方面的唯一性。人的面容無論看起來多么相似,但總會在結構上有細微差別。掌紋也是一樣,人的掌紋是由萬千紋線隨機排列組合而成,這構成了掌紋的獨特性與唯一性。
掌紋識別技術先利用圖像傳感器對手掌紋路進行采集,再根據算法進行圖像的預處理,提取掌紋的特征,然后建立掌紋數據庫。當用戶在刷掌紋的時候,會將當下的掌紋與數據庫的掌紋進行數據比對,從而實現精準識別。騰訊為了保證掌紋支付的足夠安全,還添加了掌靜脈識別,以達到安全性的雙重保障。
從具體技術細節(jié)來看,構成掌紋識別產品的核心是AI算法和感知芯片。目前這兩項技術在國內均已成熟。
從感知芯片來看,無論是掌紋識別,還是指紋識別或者人臉識別,其所需的最核心傳感器是CIS芯片,目前國內已經有多家企業(yè)在該領域布局多年。
所謂CIS全稱為CMOS圖像傳感器,是一種將光學影像轉換為電子信號的設備,簡單理解為這款芯片通過拍照將圖像信號轉化為數字信號。在人體生物特征識別中,CIS芯片的核心作用就是給指紋、人臉或者掌紋進行“畫像”,只不過針對不同的識別方式,畫像的方式也略有不同。
CIS芯片在生物特征識別中的作用 先說指紋識別,它的畫像方式是2D的。以智能手機的光學指紋識別為例,用戶指紋按壓屏幕之后,會變成平面圖形,然后用一顆卷簾式快門的CIS對圖像進行拍照,再將圖像轉化為數字信息進行處理識別。目前智能手機的光學指紋識別分辨率在5~8萬左右,使用的過程中需要OLED屏幕光做補光以達到更好的識別效果。 人臉識別和掌紋識別則與指紋識別略有不同,由于這兩者屬于非接觸式識別,為了保障識別的準確性,需要一些“黑科技”來達到最理想的識別效果。從芯片數量上來說,人臉和掌紋識別需要至少1~2顆CIS芯片,來獲取人臉或手掌的3D信息,而從芯片的類別來看,卷簾式快門CIS很難滿足高速、準確的識別要求,需要用到全局快門的CIS芯片。目前支付級別的人臉識別(支付寶、微信的刷臉)主要采用單顆130萬像素全局快門圖像傳感器+結構光的方案來使用的,可以獲取高精度的人臉3D信息。 關于卷簾式快門與全局快門的區(qū)別需要進行簡單介紹一下。這兩者在工作原理上略有區(qū)別,卷簾式快門的工作原理是將畫面分割成尺寸大小相同的條狀,然后逐條曝光,逐條轉為數字信號,這一類快門的很適合指紋識別這種2D應用場景。缺點是卷簾快門由于是逐條曝光所以容易產生畸變(業(yè)內也稱之為“果凍效應”)。這一點在全局快門中則不存在。 全局快門的工作原理是將整個畫面同時曝光,然后整個畫面可以同時轉換為數字信號,這種工作方式的好處是曝光時間快,不需要人臉或者手掌短時間固定不動,所以很適合用在非接觸式識別場景中。
卷簾快門(左)與全局快門(右)的曝光方式區(qū)別
(圖片來自于網絡)
但全局快門傳感器也存在缺點,那就是其感光度一般比卷簾式的圖像傳感器低,需要在曝光時補光,不過已經有企業(yè)在芯片層面改進了這項科技,且這款芯片不是來自國外,而是國產圖像傳感器企業(yè)思特威的SC132GS。其技術原理是將全局曝光的CIS芯片從前照式升級到背照式工藝,即BSI+Global Shutter的CMOS圖像傳感器,背照式工藝的高感光度能夠很好的解決曝光量不足的問題,與結構光相結合后可以被廣泛應用于人臉和掌紋識別領域,也是目前人臉/掌紋支付領域最主流的方案之一。
值得一提的是,基于背照式+全局快門圖像傳感器相關技術的首次亮相是在2019年的ISSCC舊金山國際電路峰會(俗稱芯片界的奧林匹克)上,且正是由中國企業(yè)思特威推出并作為圖像傳感器領域的開場論文現場發(fā)表的。
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針對傳感器電子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在傳感器水基清洗方面有比較豐富的經驗,對于有著低表面張力、低離子殘留、配合不同清洗工藝使用的情況,自主開發(fā)了較為完整的水基系列產品,精細化對應涵蓋從半導體封裝到PCBA組件終端,包括有水基清洗劑和半水基清洗劑,堿性水基清洗劑和中性水基清洗劑等。具體表現在,在同等的清洗力的情況下,合明科技的兼容性較佳,兼容的材料更為廣泛;在同等的兼容性下,合明科技的傳感器清洗劑清洗的錫膏種類更多(測試過的錫膏品種有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;測試過的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,離子殘留低、干凈度更好。
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