سنسور اثر انگشت گوشی چیست + انواع سنسور اثر انگشت

حسگر اثرانگشت درکنار سایر فناوری‌های زیست‌سنجشی، در تسهیل و افزایش امنیت و دقت امور مرتبط‌ با تشخیص هویت نقش مؤثری ایفا کرده است و مزایای زیادی دارد. بااین‌حال، این فناوری نیز قطعا بی‌نقص نیست و ضعف‌های آن ممکن است عملکردش را تحت‌الشعاع قرار دهد. البته، بدون تردید مزایای این فناوری بیش از معایب آن است؛ به همین دلیل، ابتدا مزایای آن را بررسی می‌کنیم.

تعریف حسگر اثر انگشت

حسگر اثرانگشت یا Fingerprint Scanner یکی از فناوری‌های امنیتی بیومتریک مرتبط با بدن انسان مثل اثر انگشت است که برای شناسایی و تشخیص هویت کاربر جهت ورود به دستگاه به کار می‌رود. ساختار این سنسور ترکیبی از سخت افزار و نرم افزار است که امکان باز کردن قفل گوشی موبایل را برای کاربر فراهم می‌کند. این حسگر، اثر انگشت انسان را به تصویری دوبعدی از اثر انگشت برای آنالیز تبدیل می‌کند که این تصویر به صورت داده دیجیتالی و رمز گذاری شده در حافظه امن گوشی ذخیره می‌گردد.

در سال 1998 از حسگر اثر انگشت برای نخستین بار در محصولات دیجیتالی مثل لپ‌تاپ اچ‌پی مدل OB3000 استفاده شد و بعد از آن در گوشی ساژم MC 959 ID phone به عنوان اولین گوشی بی سیم مورد استفاه قرار گرفت. توشیبا نخستین شرکتی بود که گوشی‌های خود را مجهز به این حسگر کرد و پس از آن ایسر، ال جی، موتورولا این روند را دنبال کردند.اما واژه حسگر اثر انگشت در گوشی موبایل برای اولین بار در سال 2013 توسط گوشی آیفون 5s اپل برای عموم کاربران شناخته شد و سال بعد از آن سامسونگ اولین گوشی مجهز به این حسگر را با نام گلکسی 5s روانه بازار کرد.

انواع حسگر اثر انگشت

حسگرهای اثر انگشت در شش نوع شناخته می‌شوند که شامل حسگرهای اپتیکال یا نوری، نیمه‌هادی (خازنی، رادیویی، حرارتی، فشاری) و فراصوت هستند. معمولا در گوشی‌های هوشمند از حسگر اثر انگشت خازنی استفاده می‌شود. در ادامه به معرفی مختصر حسگرهای مورد استفاده در گوشی موبایل می‌پردازیم:

حسگر اثر انگشت خازنی

این حسگر در اکثر گوشی‌های هوشمند کاربرد دارد و قطعه الکترونیکی کوچکی به‌نام خازن را در خود جای داده‌اند. هرچه فاصله انگشت با اسکنر کمتر باشد، امکان انتقال نیرو بین خازن و پوست دست بیشتر است. خازن‌ها قابلیت ذخیره جریان الکترونیکی را در خود دارند و با متصل‌شدن به صفحات کوچک رسانای سطح اسکنر، می‌توانند برای ثبت و بررسی جزئیات اثرانگشت استفاده شوند. خازن قسمت‌های برجسته و فرورفته پوست دست را مانند نقطه‌های روشن و تاریک پیکسل‌ها می بیند و در نتیجه خروجی آن یک تصویر دو بعدی از اثر انگشت است. ضعف اسکنر اثر انگشت خازنی این است که اگر پوست دست کثیف یا خیس باشد، به خوبی عمل نمی‌کند.

حسگر اثر انگشت نوری (Optical)

حسگر اثر انگشت نوری از اسکنرهای قدیمی است و از تکنولوژی ساده و نه چندان پیچیده در آن استفاده شده است. در این نوع حسگر قسمت‌های برجسته و فرورفته پوست دست توسط نور ساطع شده از دستگاه، روشن می‌شود. این حسگر معمولا برای اسکن چندین اثر انگشت باهم کاربرد دارد. برای اولین بار شرکت Vkansee در سال 2015 یک اسکنر اثر انگشت نوری با رزولوشن 2000DPI برای گوشی‌های همراه ارائه کرد.

حسگر اثر انگشت اولتراسونیک (Ultrasonic)

این حسگر، نسل جدیدی از اسکنرهای اثر انگشت است که در آینده می‌تواند جایگزین حسگرهای خازنی شود. در این اسکنر از قابلیت 3D به جای قابلیت 2D استفاده می‌شود و تصویری سه‌بعدی از فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌های پوست دست ایجاد می‌کند. این نوع حسگرها برای ثبت دقیق جزئیات اثرانگشت، مجهز به فرستنده و گیرنده هستند و پالس‌های فراصوتی که روی سطح حسگر قرار گرفته است را به سمت اثرانگشت ارسال می‌کنند تا برخی از این پالس‌ها جذب انگشت شوند و برخی دیگر بسته به خطوط منحنی، فرورفتگی‌ها و دیگر جزئیات سرانگشت، به سمت حسگر باز گردند. حسگر اثر انگشت التراسونیک نسبت به دیگر حسگرهای ذکر شده، از دقت بسیار بالایی برخوردار است و با قرار گرفتن زیر شاسی و شیشه گوشی موبایل عملکرد متناسبی دارد. اولین گوشی هوشمند که مجهز به این حسگر، گوشی LeEco/LETV Max Pro بود که در نمایشگاه CES 2016 به نمایش درآمد.

روشهای تشخیص اثرانگشت چگونه است؟

امروزه الگوریتم های زیادی جهت شناسایی اثرانگشت افراد از جمله الگوریتم نمائی و تطابق و…طراحی و پیاده سازی شده است، که قویترین الگوریتم ها، قادر به تشخیص تمام کلاس های اثرانگشت می باشد.

روش های ثبت اثر انگشت چگونه است؟

روشهای ثبت اثر انگشت به دو صورت آنلاین و آفلاین می باشد که در ادامه به توضیح آنها خواهیم پرداخت

روش آفلاین با استفاده از کاغذ و مرکب :

روش ثبت اثرانگشت با کاغذ و مرکب است حالتی شبیه به استفاده استامپ برای اثرانگشت گذاشتن روی کاغذ با این تفاوت که بعد تصویراثر انگشت اسکن میشود تا به فایل تصویری تبدیل شود این روش به دلیل کم بودن کیفیت تصویر منسوخ شده اما با استفاده از علم پردازش تصویر میتوان تا حدودی این مشکل را برطرف کرد.

روش آنلاین با استفاده از اسکنر اثر انگشت:

در این روش با قراردادن صحیح انگشت بر روی حسگر(سنسور) اثر انگشت شخص به صورت تصاویر دیجیتال دوبعدی و سه بعدی ثبت شده و این تصاویر، با نمونه اولیه ثبت شده از اثر انگشت مطابقت داده می‌شود.

حسگر اسکنر اثر انگشت چیست؟

در واقع حسگر ها مهمترین بخش از اسکنر اثر انگشت می باشند که با توجه به تکنولوژی بکار رفته در آنها کیفیت اثر انگشت ثبت شده توسط آنها متفاوت می باشد. الگوریتم بکار رفته شده در این حسگر ها متفاوت بوده و نام گذاری اسکنر ها بر اساس نوع تکنولوژی اسکنر بکار رفته در آنها می باشد. هر چند در حالت کلی ما دارای دو دسته اصلی از اسکنر ها می باشیم که عبارتند از :

اسکنر های ایستا:

در این مدل برای ثبت اثر انگشت نیازی به حرکت دادن انگشت نمی باشد و اثر انگشت به صورت دو بعدی ذخیره می شود. نمونه های این مدل از حسگرها در دستگاه های حضور و غیاب مورد استفاده قرار می گیرد.

اسکنر های حرکتی:

در این مدل بهمنظور ثبت اثر انگشت نیاز به حرکت دادن انگشت بر روی سطح اسکنر می باشد که اثر انگشت به صورت دو بعدی ثبت می شود. نمونه های این نوع از اسکنر ها در گوشی های تلفن همراه مورد استفاده قرار می گیرد.

جمع بندی

یکی از فناوری های پرکاربردی که در گوشی‌ های هوشمند شاهد استفاده از آن هستیم، حسگر اثر انگشت می باشد. حسگرهای اثر انگشت در سه نوع مختلف به بازار ارائه شده اند که نوع اپتیکال یا نوری به دلیل ضعف در عملکرد نتوانست به عملکرد خود ادامه دهد و امروزه این نوع حسگر ها عملاً منسوخ شده‌اند. اما دو سنسور دیگر هنوز هم در گوشی‌ های هوشمند استفاده می ‌شوند و هر روز شاهد بهبود عملکرد این حسگرها در نسخه های جدید تر هستیم. گوشی هایی که قفل آنها با استفاده از حسگر اثر انگشت باز می شود، علاوه بر سرعت در رمزگشایی دارای امنیت بالایی نیز هستند.

منبع: تکنوسان مگ