หลักการทํางานของเครื่องสแกนลายนิ้วมือ (Fingerprint)

หลักการทํางานของเครื่องสแกนลายนิ้วมือ (Fingerprint)

เครื่องสแกนลายนิ้วมือ (ภาษาอังกฤษ: Fingerprint) คือ ระบบที่ต้องใช้ลายนิ้วมือของผู้ที่ได้รับการอนุญาตหรือบุคคลที่ได้ทำการบันทึกลายนิ้วมือลงไว้ในตัวเครื่องสแกนลายนิ้วมือที่ใช้ควบคุมระบบการทำงานต่าง ๆ ซึ่งหากบุคคลใดไม่ได้มีการบันทึกลายนิ้วมือลงไว้ในตัวเครื่องสแกนลายนิ้วมือก็จะไม่สามารถเข้าไปใช้งานระบบที่ต้องมีการสแกนลายนิ้วมือนี้ได้

หลักการทํางานเครื่องสแกนลายนิ้วมือ

victor217

หลักการทํางานเครื่องสแกนลายนิ้วมือ

วิธีที่จะนำมาใช้ในการที่จะยืนยันตัวบุคคล หรือการระบุตัวตนให้แน่ชัดนั้น (IDENTIFICATION) มีอยู่หลายวิธีการแต่วิธีที่เป็นที่ยอมรับและถูกนำมาใช้ในการแยกแยะตัวบุคคลให้ถูกต้องแม่นยำ และรวดเร็วที่สุดวิธีหนึ่งก็คือการเปรียบเทียบด้วยลายนิ้วมือ (Fingerprint) ก่อนที่จะกล่าวถึงหลักการทำงาน ของเครื่องสแกนลายนิ้วมือ (Fingerprint หรือ Finger scan) ที่ถูกออกแบบมาใช้งานไม่ว่าจะนำเครื่องสแกนลายนิ้วมือมาใช้เป็นเครื่องบันทึกเวลาทำงาน หรือใช้เพื่อควบคุมการเข้า-ออกประตู (ACCESS CONTROL) ก็ตามแม้แต่เครื่องสแกนใบหน้าก็จำเป็นต้องอาศัยการออกแบบโดยใช้หลักการจากความรู้จากวิชาไบโอเมติกส์ขั้นพื้นฐาน ทุกวันนี้มีการใช้เครื่องบันทึกเวลาทำงานโดยใช้แบบเครื่องสแกนลายนิ้วมือ และเครื่องสแกนใบหน้ามาแทนแบบเครื่องทาบบัตร เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เพราะป้องกันการทาบบัตรแทนกันได้ (Buddy Punching) ซึ่งเครื่องสแกนลายนิ้วมือ แก้ปัญหานี้ได้เพราะ ไม่มีใครที่มีลายนิ้วเหมือนกัน

ข้อมูลลายนิ้วมือ

ข้อมูลลายนิ้วมือ

ลักษณะสำคัญบนลายนิ้วมือ (Characteristics) คือ ตำหนิต่าง ๆ บนลายนิ้วมือ เส้นนูน – เส้นร่อง (ridges-furrows) ผิวหนังตรงบริเวณลายนิ้วมือ ฝ่ามือ นิ้วเท้า ฝ่าเท้า ของมนุษย์ประกอบด้วยลายเส้น 2 ชนิด คือ เส้นนูนและเส้นร่อง

  • เส้นนูน คือ รอยนูนที่อยู่สูงกว่าผิวหนังส่วนนอก
  • เส้นร่อง คือ รอยลึกที่อยู่ต่ำกว่าระดับของเส้นนูน

จุดสำคัญพิเศษหรือจุดตำหนิ

จุดสำคัญพิเศษหรือจุดตำหนิ (special characteristic of minutia) ลายเส้นที่อยู่บนลายนิ้วมือ ฝ่ามือ ฝ่าเท้า จะประกอบด้วยลายเส้นที่มีลักษณะเฉพาะเรียกว่าจุดลักษณะสำคัญพิเศษ หรือจุดตำหนิ หรือมินูเชีย ดังต่อไปนี้

  • เส้นแตก (ridge bifurcation หรือ fork) เป็นลายเส้นจากเส้นเดี่ยวที่แยกออกจากกันเป็นสองเส้นหรือมากกว่า หรือในทางกลับกันอาจเรียกว่าลายเส้นสองเส้นมารวมกันเป็นเส้นเดียว
  • เส้นสั้น ๆ (short ridge) เป็นลายเส้นที่สั้นแต่ไม่สั้นมากถึงกับเป็นจุดเล็ก ๆ
  • เส้นทะเลสาบ (enclosure หรือ lake) เป็นลายเส้นที่แยกออกเป็นสองเส้น แล้วกลับมารวมกันใหม่ จึงมีพื้นที่ปิดเกิดขึ้น
  • เส้นขาด (ridge beginning หรือ ending suddenly) เป็นลายเส้นจากเส้นเดี่ยวที่ขาดออกจากเส้นเดิม
  • จุด (dot หรือ island) เป็นลายเส้นที่สั้นมากจนดูเหมือนเป็นจุดเล็ก ๆ
  • ตะขอ (hook) เป็นลายเส้นของเส้นเดี่ยวแต่แยกออกเป็น 2 เส้นโดยที่เส้นหนึ่งสั้นอีกเส้นหนึ่งยาว ดูคล้ายตะขอ
  • อื่น ๆ (miscellaneous) เป็นลายเส้นที่มีลักษณะไม่ตรงกับแบบที่กล่าวมาแล้ว เช่น เป็นลายเส้นที่แยกจากหนึ่งเส้นเป็นสามเส้นเรียก trifurcation

ในการตรวจพิสูจน์ จะใช้จุดตำหนิต่าง ๆ ดังกล่าว ยืนยันตัวบุคคล โดยปกติจะใช้จุดตำหนิตั้งแต่ 10 จุดขึ้นไปในการยืนยันว่าเป็นลายนิ้วมือของบุคคลคนเดียวกัน

แบบแผนพื้นฐานของลายนิ้วมือ

แบบแผนพื้นฐานของลายนิ้วมือ (finger pattern) ลักษณะลายนิ้วมือที่ใช้ในการพิสูจน์บุคคล ดูได้จาก 2 ลักษณะใหญ่ ๆ ได้แก่ ลักษณะโดยรวม (global feature) และลักษณะเฉพาะที่ (local feature) ลักษณะโดยรวม คือลักษณะลายนิ้วมือที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ประกอบด้วย

  • แบบแผนลายเส้นพื้นฐาน (basic ridge pattern)
  • พื้นที่ทั้งหมดของแบบแผนลายเส้น (pattern area)
  • จุดใจกลาง (core area)
  • สามเหลี่ยมเดลต้าหรือสันดอน (delta, triradius)
  • ชนิดของเส้น (typelines)
  • จำนวนเส้นลายนิ้วมือ (ridge count)

การจำแนกแบบแผนลายเส้นพื้นฐาน อาจแบ่งได้หลากหลาย แต่ที่นิยมใช้กันมากที่สุด แบ่งได้เป็น 3 แบบหลัก ๆ ได้แก่ โค้ง (arch) ,มัดหวาย (loop) และก้นหอย (whorl)

การรู้จำลายนิ้วมือ

การรู้จำลายนิ้วมือ

การวิเคราะห์ลายนิ้วมือของบุคคลโดยทั่วไปนั้น จะเริ่มด้วยการนำลายนิ้วมือของแต่ละบุคคลแต่ละนิ้ว มาหาจุดลักษณะเฉพาะที่สำคัญกระบวนการแรกเริ่มของการตรวจพิสูจน์ลายนิ้วมือคือ การอ่านภาพลายนิ้วมือเข้ามาเก็บไว้ในหน่วยความจำถาวรซึ่งในส่วนนี้จะใช้ EEPROM เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลไว้ โดยข้อมูลที่อ่านหรือสแกนเข้ามานั้นจะนำมาผ่านการประมวลผล (Processing) ก่อนแล้วจึงเก็บข้อมูลนั้นไว้

ซึ่งข้อมูลนี้จะถูกเก็บไว้เป็นต้นแบบหรือรหัสของผู้ใช้แต่ละคนในขั้นตอนก่อนที่จะนำลายนิ้วมือเข้าไปเก็บนั้นจะต้องผ่านขั้นตอนของการประมวลผล (Pre-Processing) ก่อนในกระบวนการนี้จะทำให้ภาพที่ได้รับการสแกนเข้ามาเกิดความสมบูรณ์มากขึ้นเพราะเมื่อเครื่องได้รับการสแกนภาพเข้ามาแล้ว ภาพที่อ่านได้อาจไม่ชัดเจน พร่าเลือน ก็จะทำให้การประมวลผลในขั้นตอนถัดไปทำได้ด้วยความยากลำบากหรือทำไม่ได้

ซึ่งจะทำให้ผลที่ได้ก็อาจไม่ถูกต้องตามที่ควรจะเป็น เมื่อเกิดปัญหาเช่นนี้ในกระบวนการนี้จึงได้มีการกระทำหลายกระบวนการด้วยกัน คือ

  • การกำจัดสัญญาณรบกวน
  • การปรับความมืดสว่างและความแตกต่างของตัวภาพและฉากของภาพ
  • การแปลงภาพเป็นภาพสองระดับ (Binary)
  • การทำให้เส้นลายนิ้วมือบาง (Thinning)
  • การปรับภาพหลังจากแปลงภาพเป็นสองระดับ
  • การหาค่า Threshold ของการปรับภาพเป็นภาพสองระดับและอื่น ๆ อีกมาก

ซึ่งกระบวนการจะมากน้อยขึ้นอยู่กับว่าตัวอุปกรณ์นั้นมีการอ่านค่าลายนิ้วมือที่ได้ภาพออกมาละเอียดและสมบูรณ์แค่ไหนเมื่อได้ลายนิ้วมือที่ผ่านการประมวลผลแล้ว ก็จะนำข้อมูลหรือภาพนี้ไปจัดเก็บในหน่วยความจำถาวร (EEPROM) ซึ่งสามารถลบข้อมูลใหม่ด้วยไฟฟ้า โดยภาพที่ถูกจัดเก็บไว้นี้จะถูกเก็บไว้เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบกับลายนิ้วมือที่ได้รับการสแกนเข้ามาเมื่อนำตัวอุปกรณ์นี้ไปใช้งาน

เทคโนโลยีการสแกนลายนิ้วมือ RFID

เทคโนโลยีการสแกนลายนิ้วมือ

RFID (Radio Frequency Identification)

RFID เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่กำลังมีบทบาท และประโยชน์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วการประยุกต์เทคโนโลยี RFID มีรูปแบบหลากหลายด้วยจุดประสงค์ที่แตกต่างกัน แต่อยู่บนหลักการพื้นฐานเดียวกัน นั่นคือการใช้คลื่น ความถี่วิทยุเพื่อการระบุอัตลักษณ์ของวัตถุหรือเจ้า ของวัตถุที่ติดป้าย RFID แทนการระบุด้วยวิธีการอื่น ซึ่ง วิธีการนี้จะช่วยอำนวยความสะดวกและเพิ่มประสิทธิ ภาพได้ดีกว่า เทคโนโลยี RFID สามารถนำมาประยุกต์ใช้ร่วมกับ Fingerprint ได้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการทำงานและเพิ่มระดับความปลอดภัยให้กับระบบได้อีกด้วย

RFID ย่อมาจาก Radio Frequency Identification เป็นระบบระบุลักษณะของวัตถุด้วยคลื่นความถี่วิทยุที่ได้ถูกพัฒนา มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1980 มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อนำไปใช้งาน แทนระบบบาร์โค้ด (Barcode) โดยจุดเด่นของ RFID อยู่ที่ การอ่านข้อมูลจากแท็ก (Tag) ได้หลาย ๆ แท็กแบบไร้สัมผัสและ สามารถอ่านค่าได้แม้ในสภาพที่ทัศนะวิสัยไม่ดี ทนต่อความเปียกชื้น แรงสั่นสะเทือน การกระทบกระแทก สามารถอ่านข้อมูลได้ ด้วยความเร็วสูง

โดยข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในไมโครชิปที่อยู่ในแท็ก ในปัจจุบันได้มีการนำ RFID ไปประยุกต์ใช้งานในด้านอื่น ๆ นอกเหนือจากนำมาใช้แทนระบบบาร์โค้ดแบบเดิม เช่น ใช้ในบัตร ชนิดต่าง ๆ เช่น บัตรสำหรับใช้ผ่านเข้าออกสถานที่ต่าง ๆ บัตรที่จอดรถ ตามศูนย์การค้าต่าง ๆ ที่เราอาจพบเห็นอยู่ในรูป ของแท็กสินค้า มีขนาดเล็กจนสามารถแทรกลงระหว่างชั้น ของเนื้อกระดาษได้ หรือเป็นแคปซูลขนาดเล็กฝังเอาไว้ในตัว สัตว์เพื่อบันทึกประวัติต่าง ๆ เป็นต้น น่าสนใจกันแล้วใช่ไหม ครับว่า RFID มีหลัก ทำงานอย่างไร มีส่วนประกอบต่าง ๆ อะไรบ้าง และสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานอะไรได้บ้าง และประเทศไทย ของเรามีการพัฒนาระบบนี้บ้างหรือไม่ มาหาคำตอบกับบทความนี้ กันเลยนะครับ

แท็ก (Tag)

แท็ก (Tag) คือ โครงสร้างภายในของแท็กจะประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ ๆ ได้แก่ขดลวดขนาดเล็กซึ่งจะทำหน้าที่เป็นสายอากาศ (Antenna)

สำหรับรับส่งสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุ และสร้างพลังงาน ป้อนให้ส่วนของไมโครชิพ (Microchip) ที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลของวัตถุ เช่น รหัสสินค้า โดยทั่วไปตัวแท็กอาจอยู่ในชนิดทั้งเป็นกระดาษ แผ่นฟิล์ม พลาสติก มีขนาดและรูปร่างต่างๆกันไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่จะนำไปติดและมีหลายรูปแบบเช่น ขนาดเท่ากับบัตรเครดิต เหรียญ กระดุม ฉลากสินค้า แคปซูน เป็นต้น ส่วนในเรื่องของโครงสร้างและราคาจะแบ่งชนิดของ Tag เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ดังนี้

Passive RFID Tag

เป็นแท็กที่ไม่ต้องอาศัยแหล่งจ่ายไฟภายนอกใด ๆ เพราะภายในจะมีวงจรกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำขนาดเล็กอยู่ ฉะนั้นการอ่านข้อมูลได้ไม่ไกลนัก ระยะไม่เกิน 1 เมตรขึ้นอยู่กับความแรงของเครื่องส่งและคลิ่นความถี่วิทยุ หน่วยความจำขนาดเล็ก 16 – 1,024 ไบร์ท ส่วน IC(Integrated circuits) จะควบคุมโครงสร้างเป็น 3 ส่วนหลัก ๆ คือ

  • ส่วนควบคุมการทำงานของภาครับ-ส่งสัญญาณวิทยุ (Analog Front End)
  • ส่วนควบคุมภาค Logic (Digital control unit)
  • ส่วนของหน่วยความจำ (Memory) ซึ่งอาจจะเป็นแบบ ROM หรือ EEPROM

active RFID Tag

active RFID Tag คือ เป็นแท็กที่ต้องอาศัยแหล่งจ่ายไฟจากแบตเตอรี่ภายนอกเพื่อจ่ายพลังงานให้กับวงจรภายในทำงานซึ่งจะมีหน่วยความจำได้ถึง 1 เมกะไบร์ท การอ่านข้อมูลได้ไกลสูงสุด 10 เมตรซึ่งแท็กชนิดนี้สามารถแบ่งประเภทย่อย ๆ ได้อีก ดังนี้

  • สามารถถูกอ่านและเขียนข้อมูลได้อย่างอิสระ (Read-Write)
  • สามารถเขียนได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้นแต่อ่านได้อย่างอิสระ (Write- Once Read- Many หรือ WORM)
  • สามารถอ่านได้เพียงอย่างเดียว (Read – only)

วัตถุประสงค์ของเครื่องสแกนลายนิ้วมือ

วัตถุประสงค์ของเครื่องสแกนลายนิ้วมือ

  1. ป้องกันการลงเวลาแทนกันของพนักงาน การลงเวลาแทนกันของพนักงานนั้นจะทำให้องค์กร เสียผลประโยชน์ หากนำ เครื่องสแกนลายนิ้วมือ มาใช้งานแทนเครื่องตอกบัตร จะป้องกันการลงเวลาแทนกันได้ 100 % เพราะโครงสร้างลายนิ้วมือไม่สามารถปลอมแปลงได้
  2. เครื่องสแกนลายนิ้วมือ สามารถอ่านลายนิ้วมือได้อย่างรวดเร็ว เครื่องสแกนนิ้วมือเป็นเครื่องบันทึกเวลาทำงาน ได้อย่างถูกต้องรวดเร็วแม่นยำเพียง 1-2 วินาที
  3. ลดต้นทุนการใช้งาน เช่น กระดาษตอกบัตร หมึกเติม เอกสารการคำนวณเวลาการทำงาน เงินเดือนของพนักงาน ระบบจะทำการเก็บข้อมูล คำนวณสถิติ และจัดทำเป็นรายงานสรุปเวลาทำงาน ขาด ลา มาสาย OT ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
  4. ลดภาระฝ่ายบุคคล ฝ่ายบุคคลไม่ต้องเสียเวลารวบรวมข้อมูลของพนักงานแต่ละคนด้วยตัวเอง สามารถคำนวณและสรุปรายงานข้อมูลการทำงานได้อย่างรวดเร็ว ถูกต้องและแม่นยำ

นอกจากนี้ เครื่องสแกนลายนิ้วมือ (finger scan) ยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับระบบควบคุมการ เปิด – ปิดประตู ควบคุมการเข้าออกของพนักงาน Access Control ได้อีกด้วย ระบบนวัตกรรมใหม่ที่รวมเอา 2 ระบบการใช้งานเข้าไว้ในหนึ่งเดียว ถูกผสานกันอย่างลงตัว คุ้มค่าบนความปลอดภัย เพราะสามารถควบคุม จำกัดการเข้าออกของผู้ใช้งานได้

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *