เนื้อหาวันที่ : 2006-02-18 15:20:26 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 5605 views

เทคโนโลยีเครื่องบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือ

เทคโนโลยีเครื่องบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือ ลายพิมพ์นิ้วมือเป็นลักษณะเฉพาะประจำตัวที่มีมาแต่กำเนิดของมนุษย์แต่ละคน จะเปลี่ยนแปลงเฉพาะขนาดของลายเส้นนิ้วมือตามการเจริญเติบโตของร่างกายเท่านั้น แต่รูปแบบและลวดลายของลายเส้นนิ้วมือจะยังคงเดิมตลอด จึงมีการนำไปใช้ระบุจำแนกพิสูจน์ตัวบุคคลในเชิงนิติเวชและอาชญากรรม ซึ่งมีความแม่นยำและปลอมแปลงได้ยาก

ลายพิมพ์นิ้วมือเป็นลักษณะเฉพาะประจำตัวที่มีมาแต่กำเนิดของมนุษย์แต่ละคน จะเปลี่ยนแปลงเฉพาะขนาดของลายเส้นนิ้วมือตามการเจริญเติบโตของร่างกายเท่านั้น แต่รูปแบบและลวดลายของลายเส้นนิ้วมือจะยังคงเดิมตลอดเวลา จึงมีการนำไปใช้ระบุจำแนกพิสูจน์ตัวบุคคลในเชิงนิติเวชและอาชญากรรมมาเป็นเวลานานแล้ว มีความแม่นยำและปลอมแปลงได้ยาก จึงให้ความปลอดภัยในระดับสูงมากเป็นรองจากลักษณะม่านตาและจอตาเท่านั้น ในโลกปัจจุบันของยุคข้อมูลข่าวสารและเทคโนโลยีสารสนเทศที่ระบบต่าง ๆ มีการเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายเพื่อให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันทางอินเทอร์เน็ตได้อย่างสะดวกผ่านเครื่องมือสื่อสาร ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ และอุปกรณ์สื่อสารอื่น ๆ เป็นต้น ความจำเป็นที่สำคัญซึ่งต้องตระหนักถึงคือ การรักษาความปลอดภัยของข้อมูล และป้องกันการลักลอบนำข้อมูลและเครื่องมือสื่อสารส่วนบุคคลไปใช้ในทางที่มิชอบจากบุคคลอื่น ในปัจจุบันนี้ เทคโนโลยีซึ่งนิยมนำมาใช้มากที่สุดคือ การบันทึกและตรวจสอบภาพลายพิมพ์นิ้วมือเพื่อไปใช้กำหนดและให้สิทธิ์บุคคลในการเข้าถึงเครื่องมือสื่อสารหรือข้อมูลส่วนบุคคล รวมไปถึงระบบการเข้าออกอาคารสถานที่และการบันทึกลงเวลาด้วย เพราะเครื่องมือที่ใช้บันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือนั้นมีการพัฒนาให้เล็กและบางลงเรื่อย ๆ แต่มีประสิทธิภาพในการบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่มีคุณภาพมากขึ้น ทำให้สะดวกในการติดตั้งลงบนอุปกรณ์สื่อสารต่าง ๆ  ที่มีการพัฒนาให้เล็กลงมากขึ้นเช่นกัน หรือประกอบลงบนบัตรประจำตัวที่บรรจุข้อมูลส่วนบุคคลไว้ นอกจากนี้ ระบบการประมวลผลข้อมูลก็ได้พัฒนาให้เร็วขึ้นด้วย อย่างไรก็ตาม เทคนิคการบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือก็มีเทคนิคที่หลากหลายซึ่งต่างมีข้อดีและข้อจำกัด พร้อมทั้งความเหมาะสมในการนำไปประยุกต์ใช้งานในแต่ละด้านแตกต่างกัน บทความนี้จะนำเสนอเทคนิคต่าง ๆ ที่มีใช้กันอยู่ในการบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือ โดยจะอธิบายถึงหลักการ ข้อดีและจุดอ่อน พร้อมทั้งแสดงการเปรียบเทียบคุณลักษณะบางประการของแต่ละเทคนิค รวมถึงตัวอย่างบริษัทผู้ผลิตจำหน่ายตัวตรวจจับภาพลายพิมพ์นิ้วมือ และหรือ เครื่องบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือ

 

เทคนิคการบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือ

การที่จะดึงลายเส้นบนนิ้วมือซึ่งแต่ละเส้นมีความกว้างโดยเฉลี่ย 0.5 มิลลิเมตร ด้วยการเก็บบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือโดยตรงทดแทนการบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่ประทับอย่บนกระดาษนั้น จะต้องตรวจจับลายเส้นและลวดลายบนนิ้วมือโดยตรง แล้วจึงนำไปประมวลผลแสดงออกมาเป็นภาพลายพิมพ์นิ้วมือทันที และนำภาพที่ได้ไปคำนวณหาค่ารหัสประจำตัวบุคคล (Minutiae) หรือลวดลายบนนิ้วมือ (Fingerprint Pattern) เพื่อตรวจสอบและระบุตัวบุคคลซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้าย ในขั้นตอนของการตรวจจับลายนิ้วมือนั้นมีเทคนิคซึ่งใช้กันคือ เทคนิคการใช้ตัวตรวจจับทางแสง (Optical Sensor) เทคนิคโดยใช้ตัวตรวจจับคลื่นเสียง (Ultrasonic Sensor) หรือเทคนิคอัลตราโซนิก เทคนิคที่ใช้ตัวตรวจจับค่าประจุไฟฟ้าบนลายนิ้วมือ (Capacitive Sensor) และเทคนิคการใช้ตัวตรวจจับอุณหภูมิบนลายนิ้วมือ (Thermal Sensor)

 

 

รูปที่ 1 เทคนิคทางแสง ระบบการจัดเรียงอุปกรณ์ทางแสงพื้นฐาน

เทคนิคทางแสง
เทคนิคทางแสงเป็นเทคนิคดั้งเดิมที่ใช้บันทึกลายพิมพ์นิ้วมือกันมานานแล้วในงานด้านกฎหมาย อาชญากรรม และในการทำบัตรประชาชน เพราะสามารถอ่านภาพลายพิมพ์นิ้วมือได้ทั้งนิ้วมือภายในครั้งเดียว การตรวจรับลายนิ้วมือด้วยแสงนั้นจะใช้อุปกรณ์ตรวจจับแสงซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับภาพแบบ Charge Coupled Device (CCD) หรือแบบ Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) ก็ได้ ซึ่งตรวจจับความเข้มแสงที่สะท้อนมาจากแต่ละเส้นของลายเส้นนิ้วมือโดยมีตัวรองรับนิ้วมือซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ปริซึมซึ่งมีรูปร่างลักษณะวัสดุแตกต่างกันไปตามบริษัทผู้ผลิตเครื่องบันทึกลายพิมพ์นิ้วมือ ตัวรองรับนิ้วมือหรือปริซึมนี้เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดการสะท้อนกลับหมดของลายเส้นบนนิ้วมือ แล้วสะท้อนภาพลายเส้นนิ้วมือไปยังตัวตรวจจับ CCD หรือ CMOS ดังรูปที่ 1 ทำให้นิ้วมือไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับตัวตรวจจับแสง เครื่องบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือด้วยเทคนิคทางแสงนั้นใช้หลักการสะท้อนกลับหมดของแสง หรือหลักการกระเจิงของแสง เนื่องจากปริซึมและอุปกรณ์ที่ใช้ในเทคนิคทางแสงมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ไม่เหมาะที่จะนำไปติดตั้งใช้งานในพื้นที่จำกัด เช่น บัตรประชาชนสมาร์ตการ์ด จึงมีการคิดค้นทำปริซึมเป็นขนาดเล็ก ๆ มาเรียงต่อกันบนฟิล์มบางซึ่งมีความหนาตั้งแต่ 60-200 ไมครอน ทำให้สามารถนำฟิล์มปรซึมนี้ไปเคลือบอยู่บนบัตรได้
 

ข้อดีของเทคนิคทางแสง คือ เครื่องมีอายุการใช้งานยาวนาน การบำรุงรักษาง่าย เครื่องมีผลกระทบน้อยจากสภาพแวดล้อมในการใช้งาน และคุณภาพของภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่ได้มีความละเอียดในค่าที่ยอมรับได้ในทางสากล คือ 500 dpi หรือมากกว่า ขนาดมีการพัฒนาให้บางและเล็กลงมาก สามารถพัฒนาให้บันทึกนิ้วมือได้ทุกขนาด

 
ถึงแม้ว่า ภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่บันทึกได้จากเทคนิคทางแสงจะมีความละเอียดสูง แต่ภาพก็มีความบิดเบือนสูงเช่นกันและไม่ได้อัตราส่วนตามขนาดของนิ้วมือจริง ในกรณีเช่นนี้สามารถแก้ไขได้โดยเลือกชนิดและวัสดุของปริซึมพร้อมทั้งการจัดวางเรียงตำแหน่งปริซึมและเลนส์ให้เหมาะสมก็จะลดความบิดเบือนของภาพลายพิมพ์นิ้วมือลงไปได้ หรือแก้ไขโดยใช้ซอฟต์แวร์ก็เป็นทางเลือกที่นิยมใช้กันอยู่ในท้องตลาดขณะนี้ นอกจากนี้ ความชื้นของพื้นผิวบนนิ้วมือและขนาดลายเส้นนิ้วมือก็ส่งผลถึงการบันทึกภาพด้วย ภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่บันทึกได้จะมีความคมชัดและเห็นลายเส้นชัดเจน เมื่อนิ้วมือที่ประทับมีความชื้นจากเหงื่อเล็กน้อยและลายเส้นค่อนข้างกว้างและลึก ถ้าความชื้นของนิ้วสูงเกินไป จะได้ภาพลายเส้นนูนและเส้นลึกติดกันมาก ถ้านิ้วมือแห้งเกินไปก็จะได้ภาพที่เห็นลายเส้นไม่ชัดเจน หรือถ้าลายเส้นแคบหรือตื้นเกินไป ภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่บันทึกได้ก็จะเห็นเป็นวงขนาดเท่ากับนิ้วมือ ซึ่งต้องทำการประทับหรือบันทึกใหม่ อาจจะใช้เวลาในการตรวจจับภาพมากขึ้น ในปัจจุบัน มีการนำสารโพลีเมอร์มาติดตั้งบนปริซึมด้านที่ใช้รองรับนิ้วมือ เพื่อแก้ไขเรื่องความชื้นและขนาดลายเส้นของนิ้วมือที่มาสัมผัสกับปริซึมได้ ทำให้สามารถใช้งานได้กับนิ้วมือทุกสภาวะความชื้นและทุกขนาดได้ดีขึ้น
 

เทคนิคอัลตราโซนิก

คลื่นเสียงที่ใช้ในการตรวจรับลายนิ้วมือนี้เป็นคลื่นเสียงอัลตราโซนิกที่มีความถี่สูงกว่า 20 KHz  โดยมีแนวความคิดมาจากระบบการสแกนอวัยวะหรือเนื้อเยื่อภายในของมนุษย์ จะต้องมีตัวรองรับนิ้วมือเช่นเดียวกับเทคนิคทางแสง มีหัววัดที่กำเนิดคลื่นอัลตราโซนิก และตรวจจับคลื่นเสียงในตัวเดียวกัน โดยการเคลื่อนหัววัดในแนวกว้างและแนวยาวไปตามพื้นที่ที่รองรับนิ้วมือ เพื่อตรวจจับคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับออกมาจากแต่ละจุด ระยะทางที่เสียงตกกระทบลายเส้นนิ้วมือจะมีค่าแตกต่างกันในแต่ละจุด แล้วจึงนำมาสร้างเป็นภาพลายพิมพ์นิ้วมือ รูปที่ 2 แสดงไดอะแกรมที่ใช้ในการตรวจจับลายพิมพ์นิ้วมือ  จะเห็นว่าคลื่นเสียงที่สะท้อนจากชั้นแต่ละชั้น ไม่ว่าจะเป็นฐานล่างหรือบนของแผ่นรองรับนิ้วมือจะมีค่าต่างกันตามระยะทางที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ไป คลื่นเสียงจะมีขนาดน้อยสุดเมื่อสะท้อนมาจากเส้นลึกของนิ้วมือ ซึ่งมีระยะไกลสุดจากหัววัด

 

ข้อดีของเทคนิคอัลตราโซนิกคือ พื้นผิวนิ้วมือที่จะทำการบันทึกลายพิมพ์นิ้วมือ ไม่มีผลต่อการสร้างภาพไม่ว่านิ้วมือจะสกปรกหรือมีการเปื้อนคราบของเหลว หรือมีถุงมือก็ตาม แต่คุณภาพของภาพอาจจะลดลงไปบ้างตามลักษณะของพื้นผิวนิ้วมือ ลายพิมพ์นิ้วมือที่บันทึกได้มีความถูกต้องและละเอียดสูงถึง 1000 dpi เหมาะสำหรับระบบป้องกันที่ไม่คำนึงถึงอัตราเวลาในการสแกนลายนิ้วมือและต้องการความปลอดภัยสูงมาก หรือตรวจสอบและให้ผ่านเฉพาะกลุ่มบุคคลที่มีจำนวนน้อย พร้อมทั้งความถี่ในการใช้งานต่ำ

 

อย่างไรก็ตาม เทคนิคอัลตราโซนิกนี้ทำให้เครื่องมีราคาสูงเพราะมีขั้นตอนการผลิตที่ซับซ้อน เนื่องจากต้องมีมอเตอร์คอยขับเคลื่อนตัวหัววัดและตัวตรวจจับคลื่นเสียงขณะทำการสแกนลายเส้นนิ้วมือ การบรรจุของเหลวภายในเครื่อง จึงทำให้ต้นทุนการผลิตและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสูง อัตราการตรวจจับต่ำ ใช้กำลังไฟฟ้าสูงกว่าเทคนิคอื่น

 

รูปที่ 2 เทคนิคอัลตราโซนิก หลักการพื้นฐานในการตรวจจับลายนิ้วมือ

 
การตรวจจับลายนิ้วมือด้วยค่าประจุไฟฟ้า ใช้หลักการเดียวกับตัวเก็บประจุไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยชั้นตัวนำไฟฟ้า 2 ชั้นคั่นกลางด้วยชั้นวัสดุที่เป็นฉนวนไดอิเล็กตริก ค่าประจุไฟฟ้าจะขึ้นกับจำนวนประจุไฟฟ้าและขนาดบนชั้นตัวนำไฟฟ้าทั้งสอง ระยะห่างระหว่างชั้นตัวนำไฟฟ้าหรือความหนาของชั้นฉนวนไดอิเล็กตริก ด้วยหลักการดังกล่าวและอาศัยเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำในการผลิตเป็นซิลิกอนชิป (Silicon Chip) ที่รวมตัวรองรับนิ้วมือและตัวตรวจจับลายนิ้วมืออยู่ในตัวเดียวกัน ลักษณะของซิลิกอนชิปจะประกอบด้วยเซลล์พิกเซล (Pixel Cell) ซึ่งเป็นโลหะนำไฟฟ้าขนาดเล็กมาเรียงต่อกัน เมื่อมีนิ้วมือมาสัมผัสบนตัวซิลิกอนชิป นิ้วมือจะเปรียบเสมือนเป็นชั้นตัวนำไฟฟ้าอีกชั้นที่มาประกบกับชั้นตัวนำไฟฟ้าที่มีอยู่แล้ว แต่จะมีความหนาของชั้นฉนวนไดอิเล็กตริกต่างกัน เนื่องจากความลึกของเส้นลึกและเส้นนูนของลายเส้นนิ้วมือไม่เท่ากัน ทำให้เซลล์พิกเซลแต่ละตัวของชั้นโลหะนำไฟฟ้ามีค่าประจุไฟฟ้าแตกต่างกัน แล้วจึงแปลงค่าประจุไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ที่ได้มาประมวลผลรวมเป็นภาพลายพิมพ์นิ้วมืออีกขั้นหนึ่ง [7] ปัญหาของซิลิกอนชิปที่ตรวจจับลายนิ้วมือด้วยค่าประจุไฟฟ้าแบบนี้ คือ พื้นผิวหน้าชิปต้องถูกสัมผัสด้วยนิ้วมือตลอดที่มีการใช้งาน ทำให้เครื่องบันทึกลายพิมพ์นิ้วมือแบบนี้มีอายุการใช้งานสั้น จึงได้มีการพัฒนาชั้นซิลิกอนออกไซด์มาเคลือบพื้นผิวชั้นโลหะนี้ไว้ เพื่อป้องกันการขูดขีดผิวหน้าสัมผัสของชั้นโลหะนำไฟฟ้าดังแสดงไว้ในรูปที่ 3 ลักษณะการตรวจจับลายเส้นนิ้วมือด้วยค่าประจุไฟฟ้าของซิลิกอนชิปแบบนี้จะต่างไปเล็กน้อย โดยที่แต่ละเซลล์พิกเซลที่มีขนาด 50 ไมครอนจะเป็นตัวเก็บประจุไฟฟ้าหนึ่งตัว ซึ่งประกอบด้วยแผ่นโลหะ 2 แผ่นที่แยกห่างกันด้วยชั้นซิลิกอนออกไซด์ และมีเส้นแรงของสนามไฟฟ้าวิ่งระหว่างแผ่นโลหะนำไฟฟ้า 2 แผ่น ถ้าลายเส้นนูนของนิ้วมือมาสัมผัสเส้นแรงไฟฟ้า จะส่งผลให้สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นโลหะลดลง ทำให้ค่าประจุไฟฟ้าของเซลล์พิกเซลลดลงตามไปด้วย แต่ถ้าเป็นลายเส้นลึก จะไม่มีพื้นผิวนิ้วมือมากั้นเส้นแรงไฟฟ้า ทำให้ค่าประจุไฟฟ้ายังคงเดิม จากนั้น แล้วจึงนำค่าประจุไฟฟ้าของแต่ละเซลล์พิกเซลมาประมวลผลเป็นภาพลายพิมพ์นิ้วมือ
 

ข้อดีของเทคนิคตรวจจับลายพิมพ์นิ้วมือด้วยค่าประจุไฟฟ้าคือ ตัวเครื่องมีขนาดเล็กและบาง สามารถนำไปติดตั้งได้ง่ายบนอุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีขนาดเล็กและพื้นที่จำกัด และเนื่องจากในการผลิตถูกจำกัดให้ต้องทำการผลิตเป็นจำนวนมาก จึงทำให้ต้นทุนการผลิตต่อชิ้นต่ำมาก และมีราคาถูก อย่างไรก็ตาม ความละเอียดของภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่บันทึกได้จะขึ้นอยู่กับจำนวนเซลล์พิกเซลบนชิป ถ้าต้องการความละเอียดมาก ความถี่ของเซลล์พิกเซลต่อพื้นที่รองรับนิ้วมือต้องสูงด้วย ซึ่งทำให้ต้นทุนในการผลิตก็จะสูงตามไปด้วย และการขยายพื้นที่รองรับนิ้วมือให้สามารถใช้งานกับนิ้วมือที่มีขนาดใหญ่ได้ เช่น นิ้วหัวแม่มือ โดยที่ความละเอียดของภาพยังสูงด้วยนั้น ก็ต้องเพิ่มจำนวนเซลล์พิกเซลให้มากขึ้น ซึ่งเป็นการเพิ่มต้นทุนการผลิตให้สูงขึ้นไปอีก จึงเป็นข้อจำกัดของเทคนิคนี้ที่ไม่สามารถผลิตเครื่องที่มีพื้นที่รองรับนิ้วมือขนาดใหญ่ ความละเอียดสูง ที่ราคาถูกด้วยได้

 

นอกจากนี้ สภาวะพื้นผิวนิ้วมือขณะที่ใช้งานเครื่อง ถ้ามีไฟฟ้าสถิตมากเพียงพอหรือเกินไปจะส่งผลทำให้เครื่องบันทึกลายพิมพ์นิ้วมือด้วยเทคนิคการวัดค่าประจุไฟฟ้าเสียหายได้อย่างรวดเร็วและอายุการใช้งานสั้นลง และการใช้งานเครื่องบ่อยครั้ง ก็ทำให้อายุการใช้งานลดลงเช่นกัน

 

รูปที่ 3 เทคนิคตรวจจับด้วยค่าประจุไฟฟ้า

 
เทคนิคการตรวจจับอุณหภูมิของ

การตรวจจับอุณหภูมิของนิ้วมือ เป็นเทคนิคที่พัฒนาจากการตรวจจับคลื่นความร้อนภายในร่างกายมนุษย์ ตัวตรวจจับจะผลิตด้วยเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำเช่นเดียวกับเทคนิคตรวจจับด้วยค่าประจุไฟฟ้า แต่สัญญาณไฟฟ้าที่นำมาแปลงต่อเป็นภาพลายพิมพ์นิ้วมือนั้นตรวจจับมาจากค่าอุณหภูมิที่แตกต่างกันของลายเส้นนิ้วมือ ลักษณะตัวตรวจจับจะประกอบด้วยอะเรย์ของตัวตรวจจับอุณหภูมิที่มีขนาดเล็ก ๆ มาประกอบกันเหมือนกับตัวตรวจจับค่าประจุไฟฟ้า การตรวจจับอุณหภูมิที่เส้นนูนจะมีอุณหภูมิที่สูงกว่าเส้นลึกของลายเส้นนิ้วมือ เพราะลายเส้นนูนของนิ้วมือจะแตะบนตัวตรวจจับ ในขณะที่เส้นลึกของนิ้วมือ จะมีช่องว่างของอากาศกั้นกลางอยู่

 

เทคนิคการบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือด้วยการตรวจจับอุณหภูมินั้น มีข้อดี คือสามารถบันทึกนิ้วมือที่มีสภาพพื้นผิวของนิ้วมือได้ทุกสภาพโดยเฉพาะนิ้วมือที่แห้งมากหรือลายเส้นนิ้วมือมีความลึกไม่ต่างกันมากนัก เครื่องมีขนาดเล็กสามารถนำไปติดตั้งในอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้สะดวก

 
ถึงแม้ว่า การตรวจจับอุณหภูมิของลายเส้นนิ้วมือ จะตรวจจับได้ทุกสภาพพื้นผิวของนิ้วมือ แต่ถ้าใช้เครื่องในสภาวะแวดล้อมที่มีอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมินิ้วมือ ก็จะมีผลต่อการบันทึกภาพเส้นลึกของลายเส้นนิ้วมือ ทำให้ได้ภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่บิดเบือนไปได้ นอกจากนี้ ถ้าความแตกต่างของลายเส้นนิ้วมือระหว่างเส้นลึกและเส้นนูนไม่เพียงพอที่ทำให้สามารถตรวจจับค่าความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างลายเส้นนิ้วมือได้ ก็จะได้ภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่ไม่คมชัด
 

เทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาให้เครื่องบันทึกลายพิมพ์นิ้วมือมีขนาดที่เล็กและบางลงมาก ด้วยการรวมหน้าที่ของตัวรองรับนิ้วมือและตัวตรวจจับลายนิ้วมืออยู่ในตัวเดียวกันอย่บนสารกึ่งตัวนำหรือซิลิกอนชิปเพียงตัวเดียว ซึ่งใช้ในการผลิตตัวตรวจจับลายพิมพ์นิ้วมือแบบตรวจค่าประจุไฟฟ้า และอุณหภูมิ จึงมีการนำเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำไปผลิตใช้กับตัวตรวจจับลายพิมพ์นิ้วมือด้วยแสงเช่นเดียวกัน ด้วยการแปลงสัญญาณความเข้มแสงที่ตรวจจับได้เป็นสัญญาณไฟฟ้า (Electro-optical Sensor) โดยใช้หลักการดูดกลืนและสะท้อนของแสง โดยที่เส้นนูนของลายเส้นนิ้วมือจะเป็นส่วนที่ดูดกลืนแสงที่มาตกกระทบ ส่วนแสงที่ตกกระทบเส้นลึกจะสะท้อนแสงไปยังตัวตรวจจับความเข้มแสง เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ปริซึมเป็นตัวรองรับนิ้วมือ ทำให้เครื่องบันทึกลายพิมพ์นิ้วมือด้วยแสงมีขนาดบางลงได้ แต่ภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่บันทึกได้จะมีคุณภาพด้านความคมชัดระหว่างลายเส้นนิ้วมือต่ำลงไปด้วย

 
นอกจากนี้ มีการนำเทคโนโลยีทางระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาค (Micro-Electro Mechanical Systems (MEMS) มาประยุกต์ใช้โดยทำเป็นตัวตรวจจับแรงขนาดจุลภาคระดับ 0.1 มิลลิเมตร ซึ่งเล็กกว่าเส้นลึกและเส้นนูนของนิ้วมือมาเรียงต่อกันอย่างเป็นระเบียบ แล้วตรวจจับแรงกดในแต่ละจุดของเส้นลายนิ้วมือ แปลงเป็นค่าความต้านทานทางไฟฟ้า แล้วประมวลผลออกมาเป็นภาพลายพิมพ์นิ้วมือ แต่ภาพที่ได้ยังมีคุณภาพไม่ดีนัก และใช้เวลาในการประมวลผลนาน การสร้างตัวตรวจจับลายพิมพ์นิ้วมือทางแสงด้วยการรวมอุปกรณ์ทางแสง คือ ปริซึมและเลนส์ พร้อมทั้งตัวตรวจวัดแสงที่มีขนาดระดับจุลภาครวมเป็นตัวเดียวกัน โดยใช้เทคโนโลยี MEMS ก็ทำให้ได้คุณภาพของภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่ดีขึ้นได้ ซึ่งต้องมีการพัฒนาต่อไป
 
ตารางที่ 1 เป็นการเปรียบเทียบเทคนิคของเครื่องบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือ โดยคำนึงถึงปัจจัยทางด้านต้นทุนในการผลิตโดยรวมทั้งหมด ซึ่งพิจารณาจากราคาที่จำหน่ายในท้องตลาดเป็นหลัก เครื่องบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือที่มีจำหน่ายในท้องตลาดและใช้ในระบบรักษาความปลอดภัยนั้น จะใช้เทคนิคทางแสง และเทคนิคของการวัดค่าประจุไฟฟ้าเป็นส่วนใหญ่ เพราะมีราคาค่อนข้างต่ำอยู่ในช่วง1,000-10,000 บาท ปัจจัยต่อไปที่ต้องพิจารณาในการใช้งานคือ ขนาดของเครื่องและพื้นที่รองรับนิ้วมือ เพราะมีผลต่อการติดตั้งและลักษณะระบบที่นำไปใช้งานซึ่งขึ้นกับปริมาณจำนวนบุคคลที่ต้องใช้ระบบด้วย ความละเอียดของภาพและคุณภาพของที่บันทึกได้มีผลต่อระบบประมวลผล หรือซอฟต์แวร์ที่ใช้ตรวจสอบและระบุตัวบุคคลที่มีในระบบโดยตรง ความละเอียดในระดับที่ยอมรับได้ คือ 500 dpi ซึ่งเป็นค่าที่ทาง FBI ของประเทศสหรัฐอเมริกากำหนดเป็นมาตรฐานไว้ ส่วนตารางที่ 2 จะเป็นตัวอย่างบริษัทผู้ผลิตจำหน่ายตัวตรวจจับลายนิ้วมือ และเครื่องบันทึกลายพิมพ์นิ้วมือที่มีอยู่ทั่วโลก ค่าความละเอียดและพื้นที่รองรับนิ้วมือที่นำมาแสดงจะเป็นคุณลักษณะของเครื่องที่ดีที่สุดที่บริษัทระบุไว้ในข้อมูลเทคนิค
 

ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบเทคนิคการบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือ

ตารางที่ 2 ตัวอย่างบริษัทผู้ผลิตจำหน่ายเครื่องบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือ

 

 บทสรุป
 
 เทคโนโลยีโดยใช้ลายพิมพ์นิ้วมือเป็นกุญแจรหัสผ่านนั้นกำลังเป็นที่นิยมกันทั่วโลกรวมทั้งในประเทศไทยเอง และคงเพิ่มมากขึ้นไปเรื่อย ๆ ในอนาคต เทคนิคการบันทึกภาพลายพิมพ์นิ้วมือแต่ละเทคนิคก็มีการแข่งขันพัฒนากัน เพื่อให้ขนาดและราคาต่ำลงที่จะสามารถนำไปติดตั้งใช้ในชีวิตประจำวันของคนส่วนใหญ่ได้มากขึ้น การเลือกว่าเทคนิคใดเหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับระบบที่ต้องการนำภาพลายพิมพ์นิ้วมือไปใช้งาน
 

อย่างไรก็ตาม เครื่องบันทึกลายพิมพ์นิ้วมือที่มีใช้กันทั่วไปในขณะนี้ส่วนใหญ่ผลิตจากต่างประเทศ การผลิตที่มีในประเทศไทยนั้นเป็นเพียงการประกอบลงกล่องเท่านั้น และจำหน่ายได้เฉพาะภายในประเทศเท่านั้น ไม่สามารถส่งออกไปยังต่างประเทศทดแทนการนำเข้าเพื่อเพิ่มดุลการค้าให้กับประเทศได้ ทั้ง ๆ ที่อุตสาหกรรมไทยมีความสามารถและศักยภาพที่สูงกว่านั้น

 

เอกสารอ้างอิง

  1. ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร, “การอ่านลายนิ้วมือด้วยเทคโนโลยีแสง,” สาร NECTEC, ปีที่ 8, ฉบับที่ 41, หน้า 36-38, 2544.
  2. J. M. Keagy, N. Pinkhasik and A. Muzil, “Apparatus and method for electronically acquiring fingerprint image with low cost removable platen and separate imaging device,” US Patent, 6665427, Dec. 16, 2003.
  3. H. H. Teng and J. S. Chan, “Method and apparatus for reduction of trapezoidal distortion and improvement of image sharpness in an optical image capturing system,” US Patent, 6324020, Nov. 27, 2001.
  4. Productstechnology at http://www.ultra-scan.com, 2003.
  5. J. K. Schneider, G. F. Marshall and A. D. Vassallo, “Ultrasonic biometric imaging and identity verification system,” US Patent, 6296610, Oct.. 2, 2001.
  6. P. Meenen and R. Adhami, “Fingerprinting for security,” IEEE Potentials, pp.33-38, August/September 2001.
  7. Product Information, TouchChip sensor TCS1CD, http://www.upek.com, 2004.
  8. X. Xia and L.  O’Gorman, “Innovations in fingerprint capture devices,” Pattern Recognition, Vol.36, pp.361-369, February 2003.
  9. TIMA, Annual Report Research Activities, 2003.
  10. W. Atkins, “Taking stock of the fingerprint market,” Biometric Technology Today, pp.7-19, May 2001.
  11. Independent Biometrics Expertise at http://www.biometricgroup.com, 2004.
  12. The Biometric Consortium at http://www.biometrics.org, July 3, 2004.

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด