在不久前正式开售的华为Mate60 Pro上，屏幕顶部使用了独特的三开孔设计，其中设置了3D结构光和ToF方案所需的传感器，因此在提供了更高安全等级的人脸识别功能后，也使得其在功能性得以进一步丰富。近日就有消息显示，Mate60 Pro目前已经支持微信和支付宝的面容支付功能。

事实上，生物识别技术目前已经在智能手机产品上全面普及，并能够有效保障用户的信息安全和金融安全。现阶段智能手机上使用的生物识别技术主要有两大方向，分别为指纹识别和人脸识别，但不同阵营的厂商在选择上也有着各自的侧重点。

其中指纹识别技术在手机上的出现时间较早，目前主流机型使用的实体指纹识别模块大多为电容式和超声波两种，而按应用方式分类则分为实体指纹模组和屏下指纹识别。其中实体指纹模块由于需要占用一定机身内部空间，因此在中高端机型上已经几乎全面被屏下指纹识别功能所取代，并且前者大多也都采取了与电源键合二为一的方案。

超薄屏下指纹技术示意图

而屏下指纹识别目前则有两个主要的分支，其一是光学透射式、通常也被称为超薄屏下指纹，这一技术是借助OLED屏幕的特性，无需使用专用的指纹识别模块，仅用更轻薄的光学传感器来收集识别指纹信息，由于所需占用的空间不多，因此机身厚度也可以被设计得更加轻薄，而且指纹识的别区域还可以更灵活。但需要注意的是，在部分机型所采用的光学投射式、也就是被称为短焦屏下指纹，尽管成本更低，而且由于厚度较大，因此为了确保不侵占电池的空间，所以往往被安置在屏幕下端、且位置相对固定。

屏下指纹识别技术的第二个主要方向，则是超声波指纹识别。其原理是通过基于皮肤反射声波的压力读数来进行识别，相比光学式的指纹识别技术，由于能够检测指纹的三维形貌，因此也具有更高的安全性，而且即便是湿手或有污渍，灵敏度受影响的概率也相对较小。不过相比光学式指纹识别，由于功耗和发热量相对较大，因此对手机的续航和散热略有影响。目前超声波指纹识别技术的主流方案是由高通提供，成本也相对较高，因此也仅有三星、魅族、vivo等品牌的少数机型上有使用。

而面部识别技术则大致可以分为四种，分别是2D人脸识别、红外人脸识别、3D结构光人脸识别，以及ToF人脸识别。但需要注意的是，前两种都是基于2D平面的人脸识别，因此在安全性上相对较低，如果仅仅是实现解锁勉强还能接受，但其无法提供支付级的安全防护，毕竟从理论上来说，破解这两类方案只需普通照片和和红外照片即可。需要注意的是，虽然目前一些应用在进行人脸识别时会加入诸如实时动作判断(如眨眼、张嘴或转头)来提高安全性，但出于安全方面的考虑，低安全等级的人脸识别应尽量减少使用。

ToF技术原理示意图

3D结构光人脸识别的原理，则是通过采集带有一定结构特征光线的点进行3D建模，再与人脸信息进行比对来实现。由于测量精度高、可达到毫米级，所以在安全性上也有着不小的优势。但需要注意的是，由于3D结构光系统的组件体型相对较大，因此在与如今追求更高屏占比的设计相悖时，已不再与刚推出时候那般受到关注。

3D结构光和ToF原理对比示意

ToF的原理是通过发射光束，然后要么直接测量光线反射的时间、要么测量反射光的波长，从而得到被摄物体的距离信息，由于其发射的光束不是一个小小的“点”，而是一个很大的“面”，所以也就意味着它不仅能够测距，还能测量出物体的一个立体形状，因此在用于人脸识别的情况下就可以得到一个立体的“脸部建模”。

但需要注意的是，ToF又分为iToF(间接飞行时间，indirect-ToF)和dToF(直接飞行时间，direct-ToF)两条技术路线，并且两者各有优势。而苹果在则在iPhone上采用的是dToF，因为具有响应时间快、低功耗、抗光干扰，以及多物体同步精确检测等优势。

安卓机型的ToF人脸识别组件示意图

目前在生物识别技术的应用上，安卓阵营基本选择了以屏下指纹识别为主、人脸识别为辅的方案。其实这也是相对现实的一种选择，毕竟如果以高安全等级人脸识别技术为主，那么由于其系统组件的复杂性和体积，一方面会提升成本，更重要的还将是会对全面屏设计产生影响。因此现阶段在安卓机型中，配备高等级面部识别技术的产品并不多。

而在iOS阵营、也就是iPhone上，则已经在旗舰产品上全部换用ToF人脸识别。其除了可以在信息安全和支付安全方面起到作用之外，由于基于这一技术的传感器还可以提供辅助自动对焦的功用，因此在视频拍摄和光线较弱场景中也可以起到一定的作用。

虽然现阶段高安全等级面部识别技术有着诸多的优点，但其在现实使用中同样也存在一定的局限性。并且正是由于检测条件较为严格，因此在一些特殊场景下会给用户带来不便，例如用户在佩戴口罩后就可能会导致无法识别的问题。

部分机型会在开启面部识别时进行安全提示

尽管目前生物识别技术能够在智能手机上带来诸多便利和安全性的提升，但大家在实际使用中也应当保持一定的警惕性。其一就是确保自己的生物识别信息不外泄，由于这类数据属于不可更改的信息，因此一旦泄露可能会带来很大的麻烦；其二就是谨慎使用面部识别技术，至少在使用前需要确定设备所支持的安全等级，再来决定是否启用这一功能。

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