در دنیای امروز فناوری های بیومتریک به بخش جدایی ناپذیری از امنیت دیجیتال تبدیل شده اند. اثر انگشت، به دلیل یکتایی و پایداری در طول زمان، یکی از مطمئن ترین روش های شناسایی افراد است. سنسورهایی که برای شناسایی اثر انگشت استفاده می شود، انواع مختلفی دارد و ما در این مقاله قصد داریم درباره سنسور اثر انگشت نوری و نکات مهم استفاده از آن و همچنین تفاوت سنسور اثر انگشت خازنی و نوری توضیح دهیم.
استفاده از فناوری ثبت اثر انگشت ابتدا در سیستم های امنیتی بزرگ و مراکز دولتی رواج داشت، اما به تدریج با پیشرفت سنسورها، اکنون در انواع دستگاه حضور و غیاب، تلفن های هوشمند، لپ تاپ ها و قفل های درب هوشمند نیز به کار گرفته می شود.
در میان انواع فناوری های تشخیص اثر انگشت، سنسورهای نوری از قدیمی ترین و درعین حال پرکاربردترین ها هستند. این سنسورها با استفاده از نور و تصویرسازی دقیق از سطح پوست، الگوی منحصربه فرد اثر انگشت را ثبت و تحلیل می کنند.
ابتدا قصد داریم به این سوال پاسخ دهیم که سنسور اثر انگشت نوری چیست.
منظور از سنسور اثر انگشت نوری چیست؟
سنسور اثر انگشت نوری یکی از انواع حسگر اثر انگشت بیومتریک است که با استفاده از نور و دوربین حساس، تصویر دقیقی از اثر انگشت کاربر ثبت می کند. این حسگر شامل منبع نوری (معمولا در از LED به عنوان منبع نوری استفاده می شود)، یک حسگر تصویری و الگوریتم پردازش تصویر است. هنگامی که کاربر انگشت خود را روی سطح شیشه ای سنسور قرار می دهد، نور به سطح پوست تابانده می شود و بازتاب آن توسط دوربین ثبت می شود.
تصویری که ثبت می شود، شامل جزئیات خطوط، شیارها و نقاط خاص اثر انگشت است. سپس سیستم این تصویر را با نمونه های ذخیره شده در پایگاه داده مقایسه می کند تا هویت فرد تأیید شود.
یک دستگاه حضور و غیاب که دارای ماژول سنسور اثر انگشت نوری است، با همین فرآیند، صدها اثر انگشت را ثبت می کند.
چگونگی عملکرد سنسورهای اثر انگشت نوری
عملکرد سنسور نوری مبتنی بر اصول ساده بازتاب نور و تصویربرداری دیجیتال است. مراحل عملکرد این سنسورها به شرح زیر است:
- ابتدا منبع نور که معمولا LED است، نوری را به سطح انگشت می تاباند.
- سپس نواحی برجسته (Ridges)، نور را بازتاب می دهند و نواحی فرورفته (Valleys) آن را جذب یا پخش می کنند
- این تفاوت در شدت نور بازتابی، تصویری با کنتراست بالا ایجاد می کند که جزئیات اثر انگشت را به وضوح نشان می دهد.
- سپس تصویر به صورت دیجیتال پردازش می شود و الگوریتم های مخصوص، ویژگی های متمایز (مثل انشعابات و تقاطع خطوط) را استخراج می کنند.
- داده های به دست آمده در این مرحله با توجه به درخواست کاربر یا برای ثبت در پایگاه داده سیستم، ذخیره می شود یا با الگوهای ذخیره شده مقایسه می شود تا نتیجه احراز هویت مشخص گردد.
البته در نظر داشته باشید که کیفیت تصویر اثر انگشت به نوع ماژول سنسور اثر انگشت نوری هم دارد، ولی در کل تصویری که از این فرآیند دریافت می شود، چون در نور بالا تصویربرداری شده، کیفیت بالایی دارد.
تا اینجای محتوا به خوبی درباره سنسورهای اثر انگشت نور اطلاعات کسب کردید. در ادامه به مقایسه دو فناوری پرکاربرد در انواع دستگاه حضور و غیاب برای ثبت اثر انگشت، می پردازیم.
مقایسه کامل سنسور اثر انگشت خازنی و نوری
به طور کلی اثر انگشت در دستگاه ها معمولا با دو فناوری اصلی زیر شناسایی و احراز هویت می شود:
- سنسور نوری
- سنسور خازنی
در بخش قبل توضیح دادیم که سنسورهای اثر انگشت نوری چیست و فرآیند ثبت اثر انگشت در آن ها چگونه است، در ادامه ابتدا سنسورهای خازنی و عملکرد آن را معرفی می کنیم، سپس به مقایسه این دو سنسور می پردازیم.
سنسور اثر انگشت خازنی چیست و چگونه کار می کند؟
در سنسور خازنی (Capacitive Fingerprint Sensor)، خبری از نور یا دوربین نیست. این سنسور از آرایه ای از خازن های کوچک استفاده می کند که هنگام تماس با انگشت، تغییرات ظریفی در ظرفیت الکتریکی بین برجستگی ها و فرورفتگی های پوست ایجاد میکنند. این تغییرات به داده های دیجیتال تبدیل شده و الگوی اثر انگشت را به صورت الکترونیکی (نه به صورت تصویر) ثبت می کنند.
تفاوت سنسور اثر انگشت خازنی و نوری
سنسور اثر انگشت نوری با نور و تصویربرداری کار می کند. همان طور که در بخش “چگونگی عملکرد سنسورهای اثر انگشت نوری” توضیح دادیم، نور از سطح انگشت بازتاب می یابد و دوربین تصویری از الگوی خطوط و شیارهای اثر انگشت تهیه می کند. سیستم سپس این تصویر را بسته به درخواست کاربر، یا در پایگاه داده، ذخیره و یا برای ثبت ورود پرسنل، تصویر را با داده های ذخیره شده مقایسه می کند.
نحوه عملکرد سنسور اثر انگشت نوری در واقع مثل گرفتن یک عکس از اثر انگشت است.
در مقابل سنسور اثر انگشت خازنی از میدان های الکتریکی و آرایه ای از خازن ها استفاده می کند. هر خازن میزان بار الکتریکی متفاوتی را بر اساس تماس پوست، ثبت می کند. با این روش، نقشه ای دقیق از برجستگی ها و فرورفتگی های اثر انگشت به صورت الکترونیکی ایجاد می شود.
در واقع سنسور اثر انگشت خازنی تماس فیزیکی واقعی را تشخیص می دهد، نه فقط تصویر آن را.
اکنون در آیتم های مختلف، به مقایسه این دو سنسور می پردازیم:
مقایسه دقت و امنیت سنسورها:
- سنسور خازنی: بالا، نیازمند تماس واقعی انگشت
- سنسور نوری: متوسط، ممکن است با تصویر جعلی فریب بخورد
مقایسه سرعت تشخیص:
- سنسور خازنی: بسیار سریع و پایدار
- سنسور نوری: سریع، ولی وابسته به شرایط نوری
مقایسه هزینه ساخت
- سنسور خازنی: گرانتر
- سنسور نوری: ارزانتر
مقایسه طول عمر و مقاومت
- سنسور خازنی: مقاومتر از سنسور نوری در برابر سایش و استفاده طولانی
- سنسور نوری: نسبتا خوب؛ اما سطح شیشه ممکن است خش بردارد
تا اینجا به خوبی درباره تفاوت سنسور اثر انگشت خازنی و نوری اطلاعات کسب کردید؛ نکات قابل توجه اینکه معمولا در دستگاه های امنیتی از هر دو ماژول برای شناسایی بهتر اثر انگشت استفاده می شود.
نتیجه گیری
سنسور اثر انگشت نوری با توجه به اینکه فناوری ارزانتری نسبت به سنسورهای خازنی است، بیشتر در فناوری های مختلف استفاده می شود. جالب است بدانید که برخی از انواع دستگاه حضور و غیاب اثر انگشتی زمان پرداز برای ارائه بهترین عملکرد از هر دو سنسور خازنی و نوری استفاده می کند.
به طور کلی اگر به دنبال فناوری پایدار با امنیت بالا هستید، بهتر به سراغ دستگاه های دارای سنسور اثر انگشت خازنی بروید؛ اما اگر به دنبال فناوری ارزانتر اما کاربردی و مناسب هستید، سنسورهای نوری انتخاب معقولانهتری است.
