เครื่องสแกนลายนิ้วมือแบบตัวเก็บประจุ

เช่นเดียวกับเครื่องสแกนลายนิ้วมือด้วยแสง เครื่องสแกนลายนิ้วมือแบบตัวเก็บประจุสร้างภาพของรอยตื้นนูนที่ทำขึ้นด้วยลายนิ้วมือ แต่แทนที่จะตรวจจับการพิมพ์โดยใช้แสง ตัวเก็บประจุใช้กระแสไฟฟ้า

แผนภาพด้านล่างแสดงเซ็นเซอร์ตัวเก็บประจุอย่างง่าย เซ็นเซอร์ถูกสร้างขึ้นจากหนึ่งหรือมากกว่าชิปสารกึ่งตัวนำที่มีอาร์เรย์ของเซลล์เล็กๆ แต่ละเซลล์จะประกอบด้วยสองแผ่นตัวนำปกคลุมด้วยชั้นฉนวน เซลล์ที่มีขนาดเล็กและขนาดเล็กกว่าความกว้างของสันหนึ่งของนิ้ว

เซ็นเซอร์ที่เชื่อมต่อกับวงจร วงจรไฟฟ้าที่สร้างขึ้นรอบเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน เครื่องขยายแบบกลับหัวเป็นอุปกรณ์กึ่งตัวนำที่ซับซ้อน สร้างขึ้นจากจำนวนของทรานซิสเตอร์ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ รายละเอียดของการดำเนินงานจะกรอกข้อมูลด้วยตัวของมันเอง แต่ที่นี่เราจะได้รับประสาทสัมผัสทั่วไปของสิ่งที่มันกระทำในเครื่องสแกนลายนิ้วมือแบบตัวเก็บประจุ

เหมือนกับเครื่องขยายอื่นๆ เครื่องขยายแบบกลับหัว เปลี่ยนแปลงตัวปัจจุบันให้กลับเป็นดังเดิมอีก โดยเฉพาะเครื่องขยายสัญญาณแบบกลับหัวที่เปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่สัมพันธ์จากการนำเข้าทั้งสอง เรียกว่าขั้วแบบกลับหัวและขั้วที่ไม่กลับหัว ในกรณีนี้ขั้วที่ไม่กลับหัวเชื่อมต่อกับพื้นดินและขั้วแบบกลับหัว จะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงและลูปตอบรับ ลูปตอบรับซึ่งจะเชื่อมต่อไปยังเครื่องขยายที่ส่งออกรวมถึงแผ่นตัวนำทั้งสอง

ในขณะที่คุณอาจได้รับการยอมรับลายนิ้วมือ แผ่นแบบตัวนำทั้งสองแบบตัวเก็บประจุพื้นฐาน ส่วนประกอบไฟฟ้าที่สามารถเก็บชาร์จได้ (ดูวิธีเก็บประจุการทำงานสำหรับรายละเอียด) พื้นผิวของนิ้วของนิ้วที่ทำหน้าที่เป็นจานที่สามของตัวเก็บประจุ คั่นด้วยชั้นฉนวนในโครงสร้างของเซลล์ และในกรณีของรอยตื้นนูนของลายนิ้วมือ ที่บรรจุอากาศที่แตกต่างกันระยะห่างที่แตกต่างกันระหว่างจานตัวเก็บประจุ (ด้วยการเลื่อนนิ้วเข้าใกล้หรือห่างออกไปจากแผ่นที่ดำเนินการ) การเปลี่ยนแปลงความจุรวม (ความสามารถในการเก็บการชาร์จ) ของตัวเก็บประจุ เนื่องจากคุณภาพนี้ ตัวเก็บประจุในเซลล์ใต้รอยสันนิ้วมือจะมีความจุสูงกว่าตัวเก็บประจุในเซลล์ใต้รอยตื้นของลายนิ้วมือ

เพื่อสแกนลายนิ้วหน่วยประมวลผลครั้งแรกที่ปิดสวิตช์รีเซ็ตสำหรับแต่ละเซลล์ซึ่งสั้นเข้าของแต่ละเครื่องขยายเสียงและส่งออกไปยัง "สมดุล" วงจรบูรณาการ เมื่อสวิทช์จะเปิดอีกครั้งและหน่วยประมวลผลที่ใช้ค่าใช้จ่ายคงที่ในการรวบรวมวงจรตัวเก็บประจุค่าใช้จ่ายได้ ความจุของตัวเก็บประจุห่วงความคิดเห็นที่มีผลต่อแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนเข้าเครื่องขยายเสียงซึ่งมีผลกระทบต่อการส่งออกเครื่องขยายเสียงของ ตั้งแต่ระยะนิ้วเปลี่ยนแปลงความจุสันเขานิ้วจะส่งผลให้การส่งออกของแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างจากหุบเขานิ้ว

หน่วยประมวลผลที่เครื่องสแกนเนอร์อ่านเอาท์พุทแรงดันนี้และกำหนดไม่ว่าจะเป็นลักษณะของสันเขาหรือหุบเขา โดยการอ่านเซลล์ในอาร์เรย์เซ็นเซอร์ทุกหน่วยประมวลผลที่สามารถใส่กันภาพรวมของลายนิ้วมือคล้ายกับภาพที่ถ่ายโดยสแกนเนอร์แสง

ประโยชน์หลักของสแกนเนอร์ capacitive ว่าต้องเป็นรูปลายนิ้วมือชนิดที่แท้จริงมากกว่ารูปแบบของแสงและสีที่ทำให้การแสดงผลภาพของลายนิ้วมือ นี้จะทำให้ระบบที่ยากที่จะหลอกลวง นอกจากนี้ตั้งแต่ที่พวกเขาใช้ชิปเซมิคอนดักเตอร์มากกว่าหน่วยข้อมูลที่สแกนเนอร์ capacitive มีแนวโน้มที่จะมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นว่าอุปกรณ์แสง

เครื่องสแกนลายนิ้วมือด้วยแสง

ระบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือมีสองขั้นตอนพื้นฐาน เครื่องสแกนลายนิ้วมือมันจำเป็นต้องได้รูปของลายนิ้วมือของคุณ และมันจำเป็นต้องตรวจสอบรูปแบบของรอยตื้นนูนของรูปสแกนลายนิ้วมือว่าตรงกับรูปสแกนลายนิ้วมือก่อนหน้านี้ที่เก็บไว้หรือไม่

มีรูปแบบของรหัสตัวเลขของลายนิ้วมือที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้รูปการสแกนลายนิ้วมือของใครสักคนนึง วิธีที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันคือการสแกนนิ้วมือด้วยแสงและการสแกนลายนิ้วมือด้วยประจุไฟฟ้า ทั้งสองวิธีก็ขึ้นอยู่กับแหล่งของรูปลายนิ้วมือเหมือนกัน แต่วิธีเหล่านี้เกี่ยวกับลายนิ้วมือในรูปแบบที่แตกต่างกันอย่างสมบูรณ์

หัวใจสำคัญของเครื่องสแกนลายนิ้วมือด้วยแสงคือ อุปกรณ์ถ่ายเทประจุ Charge coupled device (CCD) ระบบเซ็นเซอร์แสงชนิดเดียวกันนี้ถูกใช้ในกล้องถ่ายภาพดิจิตอลและกล้องวีดีโอ CCD เป็นเพียงอาร์เรย์ของไดโอดที่ไวต่อแสงซึ่งเรียกว่า "Photosites" ซึ่งเป็นตัวสร้างสัญญาณทางไฟฟ้าในการตอบสนองถึงแสงโฟตอน แต่ละ Photosite บันทึกพิกเซล จุดเล็กๆเป็นตัวแทนของแสงเหล่านั้นที่กระทบจุดนั้นๆ เรียกรวมกันว่า โดยรวม แสงและความมืดของพิกเซลจากภาพของตอนที่สแกนนิ้ว (เช่นนิ้วมือ) โดยปกติแล้วตัวแปลงอนาล็อกไปเป็นดิจิตอลในระบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือจะประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าอนาล็อกเพื่อสร้างแทนสัญญาณไฟฟ้าดิจิตอลของภาพนั้น ดูวิธีที่กล้องดิจิตอลทำงานจากรายละเอียดบน CCDs และการแปลงดิจิตอล

        ขั้นตอนการสแกนลายนิ้วมือเริ่มต้นเมื่อคุณวางนิ้วบนแผ่นกระจก และกล้องถ่าย CCD เพื่อถ่ายภาพรูปลายนิ้วมือ เครื่องสแกนลายนิ้วมือมีแหล่งกำเนิดแสงของตัวมันเอง โดยปกติอาร์เรย์ของไดโอดที่เปล่งแสง ทำให้มีแสงสว่างของรอยตื้นนูนของลายนิ้วมือ ระบบ CCD ตามความเป็นจริงสร้างภาพลายนิ้วมือกลับหัวขึ้นมา ด้วยพื้นที่ที่มืดกว่าแสดงตอบสนองได้ชัดมากกว่าพื้นที่แสงที่สว่างกว่าซึ่งเกิดขึ้นระหว่างรอยตื้นและนูนของลายนิ้วมือ

            ก่อนที่จะเปรียบเทียบการพิมพ์ของลายนิ้วมือเพื่อจัดเก็บข้อมูล ตัวประมวลผลเครื่องสแกนลายนิ้วมือทำให้แน่ใจว่า CCD มีการเก็บภาพสแกนลายนิ้วมือที่ชัดเจน มันตรวจเช็คพิกเซลที่มืดโดยเฉลี่ยไว้ หรือค่าโดยรวมในตัวอย่างขนาดเล็ก และปฏิเสธการสแกนลายนิ้วมือถ้าภาพสแกนลายนิ้วมือโดยรวมสว่างเกินไปหรือมืดเกินไป ถ้าภาพสแกนลายนิ้วมือที่ถูกปฏิเสธแล้ว เครื่องสแกนลายนิ้วมือจะปรับเวลาการปรับช่องรับแสงเพื่อแสงที่มากกว่าหรือน้อยกว่าและเพื่อให้ลองสแกนลายนิ้วมืออีกครั้ง

            ถ้าระดับความมืดเพียงพอ ระบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือก็ทำงานต่อไปเพื่อเช็คความละเอียดของภาพ (วิธีการสแกนลายนิ้วมือที่คมชัด) หน่วยประมวลผลที่มีลักษณะเป็นเส้นตรงหลายเส้นเคลื่อนย้ายเป็นแนวนอนและแนวตั้งทั่วทั้งภาพ ถ้าภาพสแกนลายนิ้วมือคมชัดดี เส้นที่กำลังวิ่งตั้งฉากกับรอยตื้นนูนของลายนิ้วมือจะได้รับการสร้างขึ้นจากส่วนที่สลับกันของพิกเซลที่มือมากและพิกเซลที่สว่างมาก

พื้นฐานของเครื่องสแกนลายนิ้วมือ

ลายนิ้วมือเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายสิ่งมีชีวิตที่มีการบิดของลายที่แปลกประหลาดอย่างมหัศจรรย์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติเหล่านั้น มนุษย์เมื่อมีการเกิดขึ้นจะมีลายนิ้วมือติดตัวมาตั้งแต่เกิด ซึ่งมีบัตรประจำตัวประชาชนซึ่งสามารถเข้าถึงได้ง่าย มนุษย์มีการออกแบบลายนิ้วมือที่ไม่ซ้ำใคร ซึ่งแสดงให้เห็นถึงตัวเราคนเดียวอย่างแท้จริงที่ปลายนิ้วของเราทุกคน แล้วสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ?

ผู้คนต่างมีรอยนูนเล็กน้อยของผิวหนังบนลายนิ้วมือของพวกเขา เพราะการปรับตัวโดยเฉพาะอย่างมาก ยิ่งเป็นประโยชน์กับบรรพบุรุษของเผ่าพันธุ์มนุษย์ รูปแบบของรอยนูนและรอยตื้นของนิ้วมือมันทำให้ง่ายมากต่อการใช้มือยึดจับสิ่งของ ในรูปแบบลักษณะเดียวกับดอกยาง ซึ่งรูปแบบนี้ช่วยให้ยางรถยนยึดเกาะถนนดีมากยิ่งขึ้น

ฟังก์ชั่นอื่น ๆ ของลายนิ้วมือเป็นเรื่องที่สอดคล้องกันทั้งหมด เหมือนทุกสิ่งในร่างกายของมนุษย์ รูปแบบรอยนูนเหล่านี้ได้ผ่านการรวมกันของปัจจัยทางพันธุกรรมและปัจจัยของสิ่งแวดล้อม รหัสพันธุกรรมในดีเอ็นเอได้ให้คำสั่งทั่วไปบนทางผิวหนังควรจะรูปแบบในการพัฒนาของเด็กทารกในครรภ์ แต่วิธีการเฉพาะทางมันเป็นรูปแบบที่เป็นผลลัพธ์ของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นแบบสุ่ม ตำแหน่งที่แท้จริงของทารกในมดลูกที่อยู่ในช่วงที่พอเหมาะเป็นอย่างยิ่ง ส่วนประกอบที่แท้จริงและถูกบรรจุไปด้วยน้ำคร่ำที่เป็นตัวตัดสินรูปแบบของรอยนูนบนนิ้วของเรา

จากที่กล่าวไปในตอนที่ 1 นั้น นอกเหนือไปจากสิ่งที่มีมากมายนับไม่ถ้วนที่นำไปสู่การตัดสินใจจากพันธุกรรมของคุณที่ถูกสร้างขึ้นในครั้งแรก มีปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมนับไม่ถ้วน ที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของลายนิ้วมือ เช่นเดียวกับสภาพอากาศที่มีรูปแบบของก้อนเมฆหรือลักษณะชายฝั่งของชายหาดทะเล การบวนการพัฒนาทั้งหมดเป็นไปอย่างไม่เป็นระเบียบเป็นอย่างมาก ในช่วงระยะของประวัติศาสตร์ของมนุษย์ มีความเป็นจริงที่จะไม่มีโอกาสที่จะเหมือนกันอย่างแน่นอน

                เพราะฉะนั้นแล้วลายนิ้วมือเป็นเครื่องหมายที่ไม่ซ้ำกันสำหรับมนุษย์ แม้แต่ฝาแฝดก็ตาม และขณะที่สองลายนิ้วมืออาจจะดูเหมือนกันคล้ายๆกัน แต่ผู้ตรวจสอบที่ได้รับการฝึกหรือโปรแกรมขั้นสูงที่สามารถคัดแยกได้อย่างชัดเจน ตามข้อแตกต่างที่ได้กำหนดไว้

                นี้เป็นความคิดพื้นฐานของการวิเคราะห์สแกนลายนิ้วมือ ในการสืบสวนด้านอาชญากรรมและการรักษาความปลอดภัย งานเครื่องสแกนลายนิ้วมือเป็นการทำให้สถานที่ของการวิเคราะห์มนุษย์จากการเก็บรวบรวมตัวอย่างสแกนลายนิ้วมือและเปรียบเทียบมันกับตัวอย่างสแกนลายนิ้วมืออื่นในระเบียนลายนิ้วมือ ในบทความต่อๆไปเราจะมาหาวิธีการทำงานของเครื่องสแกนลายนิ้วมือว่าทำงานได้อย่างไร

เครื่องสแกนลายนิ้วมือ ทำงานอย่างไร

     เครื่องสแกนลายนิ้วมือด้วยระบบคอมพิวเตอร์ มีที่มาสำคัญจากภาพยนตร์แนวสายลับ เป็นเวลานานมาแล้วหลายทศวรรษ แต่กระทั่งไม่นานมากนัก ก็มีเทคโนโลยีที่แปลกใหม่ในโลกแห่งความเป็นจริง ในไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามเครื่องสแกนลายนิ้วมือก็เริ่มได้รับความนิยมเป็นอย่างสูงมีการใช้เกือบทุกที่ เช่น สถานีตำรวจ สถานที่ที่มีการรักษาความปลอดภัยขั้นสูง และแม้แต่เครื่องคอมพิวเตอร์ด้วย ซึ่งสามารถหาซื้อ เครื่องสแกนลายนิ้วมือส่วนบุคคลแบบได้ในราคาต่ำกว่า $100 และเช่นเดียวกันกับการป้องกันคอมพิวเตอร์ของคุณโดยเทคโนโลยีสแกนนิ้วมือขั้นสูง แทนที่หรือนอกเหนือแบบเดิมอย่าง การกรอกรหัสผ่านที่ต้องปิดบังข้อมูลเพื่อไม่ให้คนอื่นรู้

     ในบทความนี้ เราจะศึกษาความลับที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังการพัฒนาที่น่าสนใจ ภายใต้การบังคับใช้กฎหมายและการรักษาความปลอดภัยส่วนบุคคล นอกจากนี้พวกเราก็ยังจะเห็นกระบวนการของระบบความปลอดภัยเครื่องสแกนลายนิ้วมือ ซึ่งเป็นการพัฒนามาจากการใช้รหัสผ่านแบบธรรมดาและระบบการระบุตัวตนด้วยบัตร และค้นหาวิธีการที่จะทำให้คัดแยกระบุตัวตนได้ถูกต้องที่สุด

ระบบควบคุมการเปิด-ปิดประตู

ระบบควบคุมการผ่านเข้าออกประตู (Access Control System) เป็นระบบที่ใช้สำหรับการควบคุมการผ่านเข้าออกประตูหรือช่องทางเข้าออกต่างๆนาๆ โดยใช้อุปกรณ์ล๊อค (Electric Door Lock) แบบที่ทำงานด้วยกลไกทางไฟฟ้า หรืออุปกรณ์กั้นช่องทางเดิน (Turnstile) หรือแขนกั้นทางเดินรถยนค์ (Vehicle Barrier Gate) อาจก็จะใช้งานร่วมกับปุ่มกดหรือเครื่องอ่านบัตร (Card Reader) เครื่องสแกนลายนิ้วมือ (Finger Scan)

ท่านควรเตรียมข้อมูลเกี่ยวกับสภาพของประตู (Door) เช่นบานประตูทำด้วยวัสดุอะไร คือไม้หรือเหล็กหรือคือกระจก หรือสแตนเสส จากนั้นสภาพของเฟรมของประตูมีลักษณะคือ ขอบอลูมิเนียมหรือขอบไม้ หรือไม่มีขอบ ถ้าคือกระจกเต็มบาน ก็อาจจะเรียกว่าประตูกระจกบานเปลือย สิ่งต่อมาก็คือสภาพของ วงกบประตูสร้างจากวัสดุใด เป็นวงกบไม้, วงกบเหล็ก, สแตนเลส หรือหากเป็นประตูกระจกเปลือยก็อาจก็จะไม่มีวงกบ แต่คือบานเปลือย ล่างแล้วบน เป็นต้น

เมื่อเราทราบถึงลักษณะของบานประตูและวงกบประตูและ สิ่งต่อมาที่มักทราบก็เป็นสภาพของผนังบริเวณรอบๆ ประตู เพื่อที่ทางช่างผู้ติดตั้งอาจจะสามารถวางแผนการซ่อนสายไฟอื่นๆ ได้ เนื่องจากการเดินสายในระบบ Access Control นั้นอาจเน้นเรื่องความปลอดภัย ก็จะไม่ให้เห็นสายใดๆ เลย

นอกจากนี้ลักษณะของฝ้าเพดานภายในก็ย่อมกำหนด ให้ชัดเจนด้วย ถ้าต้องมีการเดินสายไฟหรือ สายสัญญาณเชื่อมต่อ ทางช่างผู้ติดตั้งอาจได้ สามารถตัดสินใจความยากสะดวกสบายและระยะเวลาในการ เดินสายอื่นๆ ได้เหมาะสม รวมถึงการเตรียมวัสดุอุปกรณ์ที่ใช้ ในการเดินสายเช่นรางหรือท่อ ให้ถูกต้องแล้วคำนึงถึง ความปลอดภัยสูงสุด

อีกสิ่งหนึ่งเป็นระยะทางของสายต่างๆนาๆ อาจคงจะอาจจะจะต้อง แจ้งให้ทราบว่าบริเวณใดที่สามารถทำการ เชื่อมต่อไฟฟ้าเพื่อใช้เลี้ยงอุปกรณ์ จุดดัง กล่าวนั้นอยู่ห่างเพียงใด ประกอบถึงถ้าย่อม มีการเชื่อมต่อสายเข้าระบบเน็ตเวอร์ค LAN ควรแจ้งให้รับทราบด้วยว่าระยะทางนั้น ใกล้ห่างเหินเพียงใด มีจุดเชื่อมต่อที่คือ Outlet อยู่พื้นที่ใกล้เคียงหรือไม่

นอกจากนี้ การบงการเปิดประตูจากด้านใน ด้วยการกดปุ่ม ซึ่งโดยปกติคงจะติดตั้งไว้ อาณาเขตประตูขาออก หากมีความต้องการ ที่น่าจะสั่งเปิดประตูจากจุดอื่นๆ ที่อยู่ห่างเหิน ออกไป จะต้องแจ้งให้รู้ด้วยเพื่อที่ ทางช่างคงจะได้เตรียมอุปกรณ์ไปให้ พร้อม

ระบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือ

     

     ระบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือ (fingerprint scanner system) เป็น ระบบที่ต้องได้รับการอนุญาตจากการสแกนลายนิ้วมือ เพื่อยืนยันในการควบคุมการสร้างงานของระบบต่อไป
โดยย่อมมีลายนิ้วมืออยู่ในระบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือ เพื่อนำมาเปรียบเทียบกับลายนิ้วมือที่สแกน ถ้าบุคคลใดสแกนลายนิ้วมือ โดยไม่มีการเขียนลายนิ้วมือ
ไว้ในระบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือก่อนหน้า อาจไม่สามารถใช้งานระบบการควบคุมที่ต้องการได้ ซึ่งระบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือได้ถูกนำไปใช้ในหลายส่วนงาน
เช่น พิมพ์เวลาการสร้างงาน ควบคุมการเปิด-ปิดของประตู เป็นต้น
     ข้อยอดเยี่ยม
- ลายนิ้วมือมีรูปแบบเฉพาะตัวในแต่ละคน ไม่ซ้ำกับบุคคลอื่น ป้องกันการลงเขียนเวลาแทนกันของพนักงาน
- ลายนิ้วมือไม่มีการเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา ตั้งแต่เกิดจนตาย แต่อาจเปลี่ยนแปลงก็แต่ขนาด

แหล่งที่มา http://www.ccss.co.th/Article_detail.php?AlbumID=0001&GalleryID=0016