【編者按】本文作者為microarray首席科學(xué)家，電子和軟件設(shè)計師。

　　指紋手機越來越熱賣，但消費者遇到指紋手機的指紋功能不好用甚至無法使用怎么辦?如果手機銷售方稱這是因為你的指紋有生理性缺陷或使用習(xí)慣不對時，該怎樣維權(quán)?手機指紋質(zhì)量問題的深層次技術(shù)原因到底是什么?本文將一 一揭露。

　　什么情況下，才是指紋手機的質(zhì)量問題?

　　回到指紋的質(zhì)量上來，這必須先普及一下指紋識別的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。作為在公安、安防等領(lǐng)域應(yīng)用了30多年的成熟的傳統(tǒng)技術(shù)，指紋識別有明確的技術(shù)指標(biāo)，就是FAR(False Accept Rate)和FRR(False Reject Rate)。

　　FAR是誤識率，指接受錯誤的指紋的機率;

　　FRR是拒識率，指拒絕正確的指紋的機率。下圖指出了FAR和FRR的成因。

(圖：FAR/FRR示意圖)

　　指紋識別過程中先把指紋圖像進(jìn)行相似度打分，再用一個門檻來分辨，大于門檻的通過識別，小于門檻的拒絕識別。來自相同手指的指紋圖像一般得分較高，其分布函數(shù)如上圖綠色部分所示;來自不同手指的指紋圖像一般得分較低，其分布函數(shù)如上圖紅色部分所示。

　　由于不同指紋也小概率存在相似的圖像區(qū)域，所以紅色分布函數(shù)有高于門檻的部分，這就是FAR的成因;相同的指紋也可能因為各種原因而采集得到相似度不佳的圖像，所以綠色分布函數(shù)有低于門檻的部分，這就是FRR的成因。

　　從FAR和FRR的成因可以看出來，偶發(fā)性的拒識和偶發(fā)性的誤識別不是質(zhì)量問題。以下兩種情形之一是質(zhì)量問題：

　　1、大量統(tǒng)計表明，F(xiàn)AR和FRR任一者超過了公布的容許上限;

　　2、表現(xiàn)出非偶然性的拒絕使用和錯誤通過。

　　消費者無法對第1種質(zhì)量問題進(jìn)行證實，因為FAR/FRR必須采集大量樣本才能進(jìn)行統(tǒng)計分析，而消費者不具備這樣的能力。第2種質(zhì)量問題，之所以用“拒絕使用”而非“拒識”這個術(shù)語，用“錯誤通過”而非“誤識”這個術(shù)語，是要把因質(zhì)檢把關(guān)不嚴(yán)和技術(shù)性失誤導(dǎo)致的可表現(xiàn)為指紋功能不正常的意外納入進(jìn)來。對第2種質(zhì)量問題，消費者可以直接體驗到。消費者的投訴足以證實這幾款指紋手機發(fā)生了第2種質(zhì)量問題。

　　第2種質(zhì)量問題有兩種成因：如果一個人在同機型的不同手機上使用表現(xiàn)不一致，那么是個體缺陷;但如果同一個人在iPhone和Mate系列等同類型產(chǎn)品上可使用指紋，只在某款機型上不可以使用指紋，就是第一種質(zhì)量問題的具體表現(xiàn)了。更奇怪的是，在投訴樂1S和VivoX6指紋失效的消費者中，超過20%的消費者稱買的時候能用，過段時間就不能用了。一些消費者分享經(jīng)驗是每個月重新注冊一次才可以重新使用。

(圖：消費者投訴過一段時間指紋不能用了需要重新注冊的原始截圖)

　　眾所周知，人的指紋終身不變，這是指紋識別的理論基礎(chǔ)。每月注冊一次不是大部分指紋手機的表現(xiàn)，甚至可以說指紋識別技術(shù)應(yīng)用30多年來從來沒有出過這么荒謬的事。

　　我們來看這三個品牌在論壇對消費者投訴的官方回復(fù)：

　　魅族論壇上沒有回復(fù)，要求消費者咨詢售后，而魅族的售后電話接通率，你懂的;

　　樂視論壇有版主回復(fù)，嘗試重啟手機、恢復(fù)出廠設(shè)置、刷新系統(tǒng)、注意按壓姿勢、輕重適宜、保養(yǎng)皮膚;

　　vivo論壇早期的官方售后回復(fù)和樂視差不多，從2016年2月起轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;已搜集此類問題向相關(guān)方反饋，請耐心等待解決”。

　　果然沒有人認(rèn)為這些投訴是由偶發(fā)性的誤識和拒識造成的，說明偶發(fā)性的誤識和拒識不是質(zhì)量問題這點是公知的。但把解決問題的角度指向消費者皮膚不好使用習(xí)慣需要改進(jìn)就有點過分了，尤其是皮膚好不好這個問題，明明別的手機好用就你家不好用，能怪我咯?身體發(fā)膚受之父母，怪老爸老媽咯?所以連Vivo官方也對這個答復(fù)也產(chǎn)生了懷疑，開始收集信息向相關(guān)方反映。所謂“收集信息”，無非試圖證明第1種質(zhì)量問題的存在性。

　　從技術(shù)深挖質(zhì)量問題，到底哪個環(huán)節(jié)出了問題?

　　統(tǒng)計分析到此為止，接下來轉(zhuǎn)入技術(shù)調(diào)查：

(圖：某指紋供技術(shù)應(yīng)商的發(fā)布會截圖)

　　2014年國內(nèi)某指紋識別技術(shù)供應(yīng)商在發(fā)布會上公布了FAR<1/50000，F(xiàn)RR<1/100，這個指標(biāo)蘋果手機還優(yōu)秀，這是怎么做到的呢?我們對比了其申請的指紋技術(shù)專利，以及蘋果的產(chǎn)品說明書和指紋技術(shù)專利，確定這兩家公司的指紋技術(shù)很接近。難怪這么有底氣，原來出身名門。

(圖，左為國內(nèi)某指紋供應(yīng)商專利截圖，右為蘋果spec截圖)

　　但指紋產(chǎn)品的性能卻不止技術(shù)基因如何這么簡單，涉及面很廣。

　　電容指紋識別的性能由三方面構(gòu)成，其一是物理能力，其二是傳感能力，其三是算法能力。

　　所謂物理能力，指電容和距離成反比、電容和介電常數(shù)成正比這樣的物理規(guī)律決定了指紋電容的大小，同時驅(qū)動電壓決定了測量同等電容時的信號強度。

　　在以前的文章我提到過小米5采用了80um厚的微晶鋯蓋板(作為小米第一款帶實體Home鍵的手機，Mi 5的指紋識別是怎么設(shè)計的?)，就是因為微晶鋯介電常數(shù)高(約34)，加工成薄蓋板，就可以最大程度提高手指電容，使其容易測量。而Touch ID使用260um的藍(lán)寶石，藍(lán)寶石的介電常數(shù)是12，我們算上所有的額外介質(zhì)層，最后得出Touch ID的手指電容只有小米5的0.4倍左右。但Touch ID使用高壓驅(qū)動，16V的驅(qū)動電壓是FPC僅1.8V驅(qū)動電壓的近9倍。至于算法能力，成熟廠商都能夠畢竟理論極限，可以認(rèn)為旗鼓相當(dāng)。0.4 * 9 = 3.6，Touch ID的能力比小米5高，這與Touch ID比小米5的指紋更好用相對應(yīng)。

(圖：Touch ID模組和藍(lán)寶石專利以及高壓驅(qū)動專利號和圖)

　　用三種能力直接相乘顯得有點草率，但成熟的逼近理論極限的產(chǎn)品能力就是通過理論極限本身來計算的。如果假定國內(nèi)這家指紋供應(yīng)商的技術(shù)成熟，則同樣方式可以推理出其與Touch ID的能力比值。如果高于Touch ID自然好，略低于Touch ID，其實也是可以原諒的。

　　其中，樂視1S使用了背面玻璃指紋識別方案，MX4 Pro使用藍(lán)寶石指紋識別方案，不妨從較新的樂視1S入手以提高數(shù)據(jù)的有效性。(注：這里與手機本身質(zhì)量問題無關(guān)，而是從技術(shù)層面探討手機指紋技術(shù)供應(yīng)商)

(圖：來自某官網(wǎng)介紹玻璃指紋識別，指用玻璃蓋板作為電容介質(zhì))

　　所謂“玻璃指紋識別”，被視為一種“高性價比”方案，是用玻璃替代藍(lán)寶石作為指紋傳感器的介質(zhì)材料。玻璃的介電常數(shù)較低，一般只有藍(lán)寶石的1/3。樂視1S 指紋識別是使用一種介電常數(shù)提高到6.7的玻璃，和藍(lán)寶石比起來還是小得多。我們查詢了玻璃指紋識別芯片的公開技術(shù)資料，沒有提及驅(qū)動電壓，只提及電源電壓是2.8V。

　　(圖13：玻璃指紋識別芯片的X光圖和切片圖)

　　只能通過深層次解剖來論證驅(qū)動電壓了。在“玻璃指紋識別”芯片的X光圖上可以看到，這其實是4顆芯片的打包封裝：封裝分兩層，上層是紅色的Sensor，下層是藍(lán)色的MCU，黃色的Flash和綠色的驅(qū)動芯片。和FPC為代表的傳統(tǒng)電容式指紋傳感器廠商普遍采取的單芯片方案不同，這是一家一直用多芯片進(jìn)行打包的供應(yīng)商，從MX4 Pro(見SITR對MX4 Pro指紋模塊的拆解報告)起，到樂視1S和vivo X6，都沒有進(jìn)行單芯片集成。

　　傳感器芯片的公司logo是GF，這家供應(yīng)商英文名Goodix的縮寫G和fingerprint的縮寫F的組合，型號logo是818;MCU的公司logo是MEDIATEK(聯(lián)發(fā)科，臺灣手機芯片商)，型號logo是BD10239A;Flash的Logo是COLORADOIM(Coloradoim.com是美國IP，不可web訪問)，型號logo是131031;驅(qū)動芯片的公司Logo是ecgechipa(ecgechipa.com是中國IP，不可web訪問)，型號logo是FG11。難道組成玻璃指紋識別的這4顆芯片是中國大陸、中國臺灣和大洋彼岸美國的三地IC設(shè)計公司的友誼證明?

　　我們分析了驅(qū)動芯片和整個電路，沒有找到升壓電路，這指出驅(qū)動電壓不超過電源電壓2.8V。玻璃指紋識別的介質(zhì)總厚度與Touch ID相當(dāng)，所以玻璃指紋識別的物理能力也只有Touch ID的6.7 / 12 * 2.8 / 16 = 0.0977倍，1/10都不到。這意味著傳感器能力和算法能力就必須提高到Touch ID的10倍以上才能達(dá)到比Touch ID更優(yōu)秀的FAR/FRR指標(biāo)。盡管我們相信中國設(shè)計越來越強大，但要達(dá)到蘋果的10倍以上還是有點不可思議。要是達(dá)不到10倍蘋果，則第1類質(zhì)量問題的存在性自證。

　　一些指紋手機的指紋不好用是客觀事實。

　　消費者該如何維權(quán)?

　　盡管前面提到的手機指紋不好用需“每月注冊一次”，這個質(zhì)量缺陷可以通過消費者的重新注冊來補償，但這并不能否定質(zhì)量問題的存在。每個月注冊一次指紋不符合對指紋識別技術(shù)的基本認(rèn)識，也不符合指紋識別技術(shù)的傳統(tǒng)表現(xiàn)，因為人的指紋終身不變是指紋識別技術(shù)存在的基本原理，客觀上沒有每月變化一次需要重新錄入的可能性，只能是產(chǎn)品質(zhì)量的問題。

　　但由于這個問題必須在使用一段時間后才能發(fā)現(xiàn)，大大降低了手機廠商進(jìn)行補救的可行性，迫使大量消費者不得不進(jìn)行投訴和維權(quán)。

　　《消費者權(quán)益保護(hù)法》規(guī)定，消費者購買耐用商品起六個月內(nèi)發(fā)現(xiàn)瑕疵，由經(jīng)營者舉證是否屬于質(zhì)量問題。因為耐用商品使用周期長、價格昂貴、檢測成本高昂，由消費者來舉證便會給廠商太大的漏子可鉆，不利于市場公平秩序，不利于產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。所以消費者無需判定是否是質(zhì)量問題，對于指紋手機廠商提出的任何說法只要有質(zhì)疑，就可以要求其出具客觀的第三方技術(shù)分析報告。(技術(shù)分析可參考上部分)

　　但是，僅僅把皮球踢給手機廠商不能完全解決問題。當(dāng)手機廠商向指紋技術(shù)供應(yīng)商提出指紋有質(zhì)量問題，要求賠償時，指紋技術(shù)供應(yīng)商可以反問之：入庫檢測干嘛去了，出廠檢測干嘛去了，過上幾個月說有質(zhì)量問題，拿證據(jù)來啊!對于如何舉證指紋出了質(zhì)量問題這一點，皮球又被踢回來，手機廠商只能兩頭受氣，無處維權(quán)。

　　作為這個行業(yè)的從業(yè)者，看到這些指紋供應(yīng)商亂象真是令人心痛。但是，站在一個客觀的角度來看，這并不是一家手機指紋供應(yīng)商的問題，是整個指紋供應(yīng)行業(yè)的問題。而催生了這個行業(yè)畸形發(fā)展的無形的手，一部分也是來自消費者，來自市場的需求，我們對手機指紋識別一味求快而忽略了追究指紋識別精度，最終受害的依舊是消費者。

　　按《消費者權(quán)益保護(hù)法》規(guī)定，應(yīng)由耐用商品的經(jīng)營者對質(zhì)量進(jìn)行舉證。想必本文已經(jīng)為vivo等廠商指明了方向，我們也希望魅族和樂視等廠商一樣積極應(yīng)對，即使做不到蘋果和華為這樣的第一流公司那樣把指紋的質(zhì)量問題留在出貨前，只要重視消費者的投訴，亡羊補牢，也為時未晚。不管怎么說，消費者始終是上帝，讓上帝打開錢包買單是任何行業(yè)的生存之本。