Наружная установка биометрических считывателей
На рынке биометрических считывателей отпечатка пальца имеется большой выбор устройств различных производителей самого разного ценового диапазона и мощности. Общим для них является наличие сенсора, который служит для получения отпечатка пальца. Сами сенсоры используют различные методы получения изображения отпечатка пальца, которые можно разделить на несколько основных типов: оптический, емкостный, радиочастотный, ультразвуковой, тепловой.
Рассмотрим наиболее популярную – первую. Однако она также имеет разные варианты практической реализации, иногда существенно влияющие на возможность наружного использования.
Наиболее распространенным типом являются оптические контактные сенсоры. Они обеспечивают сканирование отпечатка пальца миниатюрными камерами на ПЗС- или КМОП-чипе.
FTIR-сканеры
В большинстве современных оптических дактилоскопических сенсоров используется FTIR-эффект (Frustrated Total Internal Reflection), или эффект нарушения полного внутреннего отражения. Палец прикладывается к стеклу (призме) и подсвечивается источником света с одной стороны, а с другой располагается регистрирующая отраженный свет камера. Различный характер отражения света в месте приложения пальца и позволяет формировать изображение отпечатка пальца, регистрируемое камерой в виде контрастных светлых и темных линий. Рассмотрим это подробнее.
Как работает FTIR?
Отраженный от стекла с приложенным пальцем свет регистрируется камерой. В том месте, где стекла коснулся гребень папиллярной линии, происходит нарушение эффекта полного внутреннего отражения (TIR), и свет частично рассеивается. При этом в камеру поступает меньший поток света, и она регистрирует это как темную область. При попадании света на "впадину" рассеивания не происходит, поскольку TIR-эффект сохраняется, и камера регистрирует светлую область. В итоге гребни на снимке выглядят как темные линии, впадины – как светлые. В качестве источника света в таких сканерах обычно используют квазимонохроматический источник света.
Достоинства и недостатки
Качественный отпечаток, полученный в оптимальных внешних условиях, будет максимально контрастным, и компьютеру не придется его дополнительно обрабатывать. Однако реальные условия на объекте далеки от идеальных, что приводит к появлению низкоконтрастных отпечатков, имеющих серые области. В дальнейшем необходимо интерпретировать эти серые области как черные или белые, что снижает скорость работы биометрического считывателя и повышает вероятность ошибки при проведении сравнения полученного отпечатка с ранее введенным. В конечном итоге это выливается в сложность регистрации стертых, поврежденных (промышленные предприятия), мокрых пальцев и воздействия засветки (наружная установка считывателя). Если же человек сканирует палец на морозе, то он может быть наоборот слишком сухой, что также дает отпечаток плохого качества.
За последнее время появились интересные варианты сканеров, значительно более стойких к повышенному увлажнению, чем, скажем, 3–4 года назад. Некоторые модели считывателей с такими сканерами были лично проверены опытным путем, и действительно, количество отказов чтения мокрых пальцев существенно снизилось, при этом если палец вытирали о ткань, он вообще считывался стабильно как естественно увлажненный. Опыты проводились со сканером Suprema, который был установлен в считывателе BioStation 2.
Из достоинств FTIR-сканера можно отметить его небольшие габариты и невысокую стоимость.
Что учитывать при наружной установке считывателя?
Иногда в буклетах зарубежных компаний встречается упоминание, что их дактилоскопические считыватели пыле-, влагонепроницаемые и имеют степень защиты, обеспечивающую их установку снаружи (например, IP65), а также выдерживают отрицательные температуры. Советую пользователям перед разговором с менеджерами поинтересоваться существующей градацией по степеням защиты – это снимет лишние вопросы.
Теперь немного отечественных реалий. Первое – считыватель может выдерживать "водяные струи с любого направления" и даже не умереть в морозы, но… Выдержит ли он многократные циклы обледенения/оттаивания, что будет, если его облепит снегом в метель, будет ли сам сенсор читать мокрые пальцы или сухие пальцы с мороза, и как насчет засветки солнечным светом?
Один из вариантов, который подойдет для таких жестких условий эксплуатации, – дактилоскопический считыватель с оптическими сенсорами типа MSI (Multispectral Imaging) (рис. 1). Стоят такие считыватели очень недешево. Возможно, более доступным вариантом решения будет установка считывателя с FTIR-сенсором "под козырьком" в закрытом боксе или в специальной отапливаемой будке, обеспечивающей защиту от неблагоприятных погодных условий и низких температур.
MSI-сканеры
Компания Lumidigm (принадлежит HID Global) разработала сенсор на основе мультиспектральной технологии формирования изображения MSI (Multispectral Imaging). MSI-сенсоры способны получать информацию не только о поверхностном, но и о подповерхностном слое кожи. MSI позволяет делать ряд снимков пальца при разнообразных условиях освещения, включающих различные длины волн, положение источника света, условия поляризации… Различные длины волны видимого света взаимодействуют с кожей по-разному, позволяя значительно увеличить объем данных. Полученные данные содержат информацию не только о поверхностных, но и о внутренних (подповерхностных) особенностях кожи. Кроме всего прочего, отпечаток пальца на поверхности кожи повторяет внутренние структуры, из которых он возник в процессе развития человека.
Мультиспектральная технология использует связь между внешними и внутренними образами отпечатка пальца. Данные внутреннего образа, собранные с помощью MSI-сенсора, дополняют данные наружного отпечатка пальца, позволяя в итоге получить образ (темплейт) отпечатка пальца высшего качества. В качестве яркого примера продукции с данным сенсором можно привести считыватель V-Station 4G Extreme компании Morpho (Safran).
Как получается изображение в MSI?
Мультиспектральный сенсор имеет несколько источников света (LED-светодиоды) и использует для получения окончательного детализированного отпечатка пальца одновременно поляризованный и неполяризованный свет. Каждый LED-светодиод освещает палец, а блок регистрации изображений стабильно отображает палец независимо от того, суха ли кожа или грязна, и даже не очень важен качественный контакт пальца с поверхностью сенсора. Эта особенность – ключевой аспект надежности технологии MSI-сенсора.
Достоинства и недостатки
Среди достоинств MSI-сканеров, конечно, стабильность чтения в сложных условиях. Главные недостатки – довольно крупные габариты и высокая стоимость, которая сразу относит считыватели на их основе к верхнему ценовому сегменту.
Технология сканирования вен
Отличительной особенностью данного типа считывателей (рис. 2) является биометрическая идентификация/верификация на основе рисунка кровеносных сосудов пальца руки или ладони человека.
Рисунок вен скрыт внутри человеческого тела, что делает изготовление подделки чрезвычайно сложной задачей. В этом смысле технология сканирования папиллярных линий (как более старая) имеет большую вероятность эмуляции отпечатка пальца за счет современных средств подделки, хотя и средств борьбы с муляжами также достаточно. Технология сканирования рисунка вен обеспечивает быстрый доступ сотрудников в условиях наружной установки. На качество распознавания не влияет состояние поверхности кожи. Сканирование осуществляется почти бесконтактным способом – только край и основание пальца касаются специальной направляющей для правильного позиционирования. Средняя часть пальца или ладони, рисунок вен которой сканируется, не касается сенсора. В качестве примера считывателя рисунка вен ладони можно привести продукцию компании ProSoft Biometrics – BioSmart PV-WM и BioSmart PV-TS. Если речь идет о сканировании вен пальца, то яркий пример считывателя двойной технологии (по венам пальца и отпечатку пальца) – MorphoAccess VP Series компании Morpho (Safran).
Что выбрать?
Для наружной установки подходит ограниченный перечень биометрических считывателей. Возможно промежуточное решение – установка специализированных боксов, козырьков и будок, в этом случае могут быть использованы некоторые версии Indoor-считывателей при условии дополнительного обеспечения требований к температурному диапазону эксплуатации (обогреватели, защита и др.). Можно также обратить внимание на современные версии считывателей с MSI-сканерами, более стойкими к неблагоприятным условиям, либо как альтернативу им применить новую технологию сканирования вен.
В любом случае, устанавливая считыватель снаружи, нужно быть готовыми учитывать связанные с этим повышенные требования.
