KR20030073535A - Method for Authenticating Image of Finger Print - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지문이미지의 인증방법에 관한 것으로, 특히 지문인식장치를 이용하여 사람의 손가락에 형성된 지문의 형상에 따른 지문이미지를 획득하고 획득된지문이미지의 융선의 방향을 영상화하여 중심점을 산출한 후 산출된 중심점을 이용하여 지문이미지를 인증하는 지문이미지의 인증방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint image authentication method, and in particular, by using a fingerprint recognition device to obtain a fingerprint image according to the shape of the fingerprint formed on the human finger and calculate the center point by imaging the direction of the ridge of the obtained fingerprint image It relates to a fingerprint image authentication method for authenticating a fingerprint image using the calculated center point.
인터넷통신망을 이용한 관공서에서의 인허가, 보안이 요구되는 특정 구역의 출입통제, 신용카드를 이용한 상거래, 은행에서의 예금 입출금 등과 같은 각종 개인신원 확인절차에 지문인식장치가 사용되고 있다. 지문인식장치는 사람의 손가락에 형성된 지문을 감지하여 신원을 확인함으로써 보다 정확하게 개인의 신원을 확인할 수 있고 출입증이나 열쇠 등과 같이 복제나 도난 내지는 분실로 인한 사고를 예방할 수 있게 된다.Fingerprint readers are used in various personal identification procedures such as permits in public offices using Internet communication networks, access control in certain areas requiring security, commerce using credit cards, and deposit and withdrawal from banks. The fingerprint recognition device detects a fingerprint formed on a person's finger and checks the identity so that the identity of the individual can be more accurately identified and prevents an accident due to duplication, theft or loss such as a pass or a key.
지문인식장치는 사람의 손가락에 형성된 지문의 형상을 접촉발광소자를 이용하여 광신호로 발생하고, 발생된 광신호를 CMOS나 CCD(charge coupled device) 이미지센서(image sensor)를 이용하여 이미지신호를 발생한다. 여기서, 접촉발광소자는 사람의 손가락이 접촉되는 경우에 전류를 루프(loop)를 형성하여 지문의 형상에 따른 광신호를 발생한다. CMOS나 CCD 이미지센서에서 발생된 이미지신호는 영상처리기를 통해 이미지신호를 여과하여 지문이미지를 발생하며, 발생된 지문이미지는 지문인식장치에 의해 데이터 베이스(data base)에 미리 저장된 지문이미지와 비교하는 절차를 거쳐 개인의 신원을 확인하게 된다.The fingerprint recognition device generates a shape of a fingerprint formed on a human finger as an optical signal using a contact light emitting device, and generates the image signal using a CMOS or a charge coupled device (CCD) image sensor. Occurs. In this case, the touch light emitting device generates an optical signal according to the shape of the fingerprint by forming a loop when current is touched by a human finger. The image signal generated by the CMOS or CCD image sensor filters the image signal through an image processor to generate a fingerprint image, and the generated fingerprint image is compared with a fingerprint image previously stored in a database by a fingerprint recognition device. The process confirms the identity of the individual.
전술한 바와 같이 지문인식장치를 이용하여 개인의 신원을 확인하기 위해 지문이미지가 획득되면 지문의 형상에 따른 특징점을 중심점으로 산출하고, 중심점이 산출되면 현재 입력된 지문이미지가 시프트(shift)되는 경우에도 미리 저장된 지문이미지의 중심점과 산출된 중심점을 오버랩(overlap)시켜 비교 지문이미지를 인증하게 된다.As described above, when a fingerprint image is acquired to verify an individual's identity using a fingerprint recognition device, a feature point according to the shape of the fingerprint is calculated as a center point, and when the center point is calculated, the currently input fingerprint image is shifted. Also, the comparison fingerprint image is authenticated by overlapping the center point of the pre-stored fingerprint image and the calculated center point.
종래와 같이 입력된 지문이미지가 시프트되는 경우에도 이를 인증하기 위해 사용되는 지문의 형상의 특징점을 중심점으로 산출함으로써 지문이미지의 중심점이 시프트된 경우에 지문이미지의 인증이 정확하게 이루어지지 않으며 산출속도가 저하되어 특징점을 중심점으로 산출함으로써 인증작업 속도가 저하되는 문제점이 있다.Even when the input fingerprint image is shifted as in the prior art, the feature point of the shape of the fingerprint used for authentication is calculated as a center point, so that the fingerprint image is not accurately authenticated when the center point of the fingerprint image is shifted, and the calculation speed is lowered. There is a problem that the authentication operation speed is lowered by calculating the feature point as the center point.
본 발명의 목적은 지문인식장치를 이용하여 사람의 손가락에 형성된 지문의 형상에 따른 지문이미지를 획득하고 획득된 지문이미지의 융선의 방향을 영상화하여 중심점을 산출한 후 산출된 중심점을 이용하여 시프트된 경우에도 지문이미지를 인증할 수 있으며, 인증작업 속도를 개선할 수 있는 지문이미지의 인증방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to obtain a fingerprint image according to the shape of the fingerprint formed on the human finger using the fingerprint recognition device and to calculate the center point by imaging the direction of the ridge of the obtained fingerprint image shifted by using the calculated center point In this case, the fingerprint image can be authenticated, and a fingerprint image authentication method can be provided to improve the authentication speed.
도 1은 본 발명에 의한 지문인식장치의 구성을 나타낸 도,1 is a view showing the configuration of a fingerprint recognition device according to the present invention,
도 2는 도 1에 도시된 지문인식장치를 이용한 지문이미지의 인증방법을 나타낸 흐름도,FIG. 2 is a flowchart illustrating a fingerprint image authentication method using the fingerprint recognition device shown in FIG. 1;
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 지문이미지의 인증과정을 나타낸 도,3A to 3G are views illustrating an authentication process of a fingerprint image of the present invention;
도 4a 내지 도 4p는 본 발명의 지문이미지의 인증과정의 실시예를나타낸 도이다.4A to 4P illustrate an embodiment of a fingerprint image authentication process according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
10: 지문취득기11: 접촉발광소자10: fingerprint acquirer 11: contact light emitting device
12: 렌즈13: 이미지센서12: lens 13: image sensor
20: 영상처리기30: DB20: image processor 30: DB
40: 제어기40: controller
본 발명의 지문이미지의 인증방법은 지문취득기를 통해 지문의 형상에 따른 이미지신호를 영상처리기에서 수신받아 지문이미지를 획득하는 단계와, 지문이미지가 획득되면 영상처리기는 획득된 지문이미지의 융선의 방향값을 산출하고 산출된 방향값을 영상값으로 변환시키는 단계와, 방향값이 영상값으로 변환되면 영상처리기는 산출된 영상이미지를 이용하여 영상의 중심점을 산출하는 단계와, 영상의 중심점이 산출되면 제어기는 영상처리기에서 산출된 지문이미지의 영상의 중심점과 DB(data base)에 미리 저장된 지문이미지의 영상의 중심점을 오버랩(overlap)시키는 단계와, 영상처리기에서 산출된 지문이미지의 영상의 중심점과 DB에 미리 저장된 지문이미지의 영상의 중심점이 오버랩되면 제어기는 이 상태에서 서로 일치되는지 여부를 확인하여 지문을 인증하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the authentication method of the fingerprint image of the present invention, the image processor receives an image signal according to the shape of the fingerprint through a fingerprint acquirer to obtain a fingerprint image, and when the fingerprint image is obtained, the image processor obtains a direction of the ridge of the acquired fingerprint image. Calculating a value and converting the calculated direction value into an image value, and if the direction value is converted into an image value, calculating the center point of the image using the calculated image image, and calculating the center point of the image. The controller overlaps the center point of the image of the fingerprint image calculated by the image processor and the center point of the image of the fingerprint image prestored in the database, and the center point and DB of the image of the fingerprint image calculated by the image processor. If the center points of the images of the fingerprint images previously stored in the controller overlap, the controller checks whether they match each other in this state. And authenticating the fingerprint.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 지문인식장치의 구성을 나타낸 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 지문인식장치를 이용한 지문이미지의 인증방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 지문이미지의 인증과정을 나타낸 도이다.1 is a view showing the configuration of a fingerprint recognition device according to the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a fingerprint image authentication method using the fingerprint recognition device shown in Figure 1, Figures 3a to 3g is a fingerprint of the present invention This figure shows the authentication process of an image
도시된 바와 같이, 본 발명의 지문이미지의 인증방법은 지문취득기(10)를 통해 지문(F)의 형상에 따른 이미지신호를 영상처리기(20)에서 수신받아 지문이미지를 획득하는 단계(S11)와, 지문이미지가 획득되면 영상처리기(20)는 획득된 지문이미지의 융선(T1)의 방향값을 산출하고 산출된 방향값을 영상값으로 변환시키는 단계(S12)와, 방향값이 영상값으로 변환되면 영상처리기(20)는 산출된 영상이미지를 이용하여 영상의 중심점(a1)을 산출하는 단계(S13)와, 영상의 중심점(a1)이 산출되면 제어기(40)는 영상처리기(20)에서 산출된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)과 DB(30)에 미리 저장된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)을 오버랩시키는 단계(S14)와, 영상처리기(20)에서 산출된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)과 DB(30)에 미리 저장된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)이 오버랩되면 제어기(40)는 이 상태에서 서로 일치되는지 여부를 확인하여 지문을 인증하는 단계(S15)로 구성된다.As shown, in the authentication method of the fingerprint image of the present invention, the image processor 20 receives an image signal corresponding to the shape of the fingerprint F through the fingerprint acquirer 10 and acquires the fingerprint image (S11). And, when the fingerprint image is obtained, the image processor 20 calculates the direction value of the ridge T1 of the acquired fingerprint image and converts the calculated direction value into an image value (S12), and the direction value is an image value. When converted, the image processor 20 calculates a center point a1 of the image using the calculated image image (S13), and when the center point a1 of the image is calculated, the controller 40 performs an operation on the image processor 20. Overlapping the center point a1 of the calculated image of the fingerprint image and the center point a1 of the image of the fingerprint image previously stored in the DB 30 (S14), and the image of the image of the fingerprint image calculated by the image processor 20 The center point a1 and the center point a1 of the image of the fingerprint image stored in advance in the DB 30 are If overlapping, the controller 40 checks whether or not they match each other in this state, and is configured to authenticate the fingerprint (S15).
본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in more detail as follows.
도 1에 도시된 지문인식장치는 크게 지문취득기(10), 영상처리기(20),DB(30) 및 제어기(40)로 구성되고, 여기서, 지문취득기(10)는 접촉발광소자(11), 렌즈(lens)(12) 및 이미지센서(13)가 구비된다.The fingerprint recognition device shown in FIG. 1 is largely comprised of a fingerprint acquirer 10, an image processor 20, a DB 30, and a controller 40, where the fingerprint acquirer 10 is a touch light emitting device 11. ), A lens 12 and an image sensor 13 are provided.
상기 지문취득기(10)의 접촉발광소자(11)는 사람의 손가락의 접촉시 손가락에 형성된 지문(F)의 형상을 광신호로 변환시켜 출력하며, 접촉발광소자(11)에서 출력되는 광신호는 렌즈(12)를 통해 이미지센서(13)로 입사된다. 이미지센서(13)는 입사된 광신호를 전기신호인 이미지신호로 변환시켜 영상처리기(20)로 전송하여 지문취득기(10)를 통해 도 3a에 도시된 지문이미지를 획득하는 단계(S11)가 실시된다. 여기서, 지문이미지에서 밝은 영역은 융선(T1)을 나타내며, 어두운 영역은 융선(T1)과 융선(T1) 사이에 형성되는 골(T2)을 나타낸다.The touch light emitting device 11 of the fingerprint acquirer 10 converts the shape of the fingerprint F formed on the finger into an optical signal when the human finger touches the light and outputs the light signal, and the optical signal output from the touch light emitting device 11. Is incident to the image sensor 13 through the lens 12. The image sensor 13 converts the incident optical signal into an image signal which is an electrical signal and transmits the image signal to the image processor 20 to obtain the fingerprint image shown in FIG. 3A through the fingerprint acquirer 10 (S11). Is carried out. Here, the bright area in the fingerprint image represents the ridge T1, and the dark area represents the valley T2 formed between the ridge T1 and the ridge T1.
지문이미지가 획득되면 영상처리기(20)는 획득된 지문이미지의 융선(T1)의 방향값을 산출하고 산출된 방향값을 영상값으로 변환시키는 단계(S12)를 실시한다. 여기서, 지문이미지의 융선(T1)의 방향값은 융선(T1)의 흐름의 각도에 따라 0 내지 255레벨로 변환된다. 예를 들어, 융선(T1)의 흐름의 방향 각도가 0°인 경우에 0 레벨로 나타내고, 융선(T1)의 흐름의 방향 각도가 360°인 경우에 255 레벨로 나타내어 융선(T1)의 흐름의 방향 각도에 따라 일정한 레벨로 지문이미지를 표시한다. 융선(T1)의 흐름의 방향 각도에 따라 지문이미지가 일정한 레벨로 표기되면 도 3b에서와 같이 각각의 레벨을 명암으로 나타낸다. 예를 들어, 0레벨은 검정색으로 255레벨은 흰색으로 표시하여 방향값을 영상값으로 변환시킨다.When the fingerprint image is acquired, the image processor 20 performs a step S12 of calculating a direction value of the ridge T1 of the acquired fingerprint image and converting the calculated direction value into an image value. Here, the direction value of the ridge T1 of the fingerprint image is converted to 0 to 255 levels according to the angle of the flow of the ridge T1. For example, when the direction angle of the flow of the ridge T1 is 0 degrees, it is represented by 0 level, and when the direction angle of the flow of the ridge T1 is 360 degree, it is represented by 255 level, The fingerprint image is displayed at a constant level according to the direction angle. When the fingerprint image is marked at a constant level according to the direction angle of the flow of the ridge T1, each level is represented in contrast as shown in FIG. 3B. For example, level 0 is displayed in black and level 255 is displayed in white to convert the direction value into an image value.
방향값이 영상값으로 변환되면 영상처리기(20)는 산출된 영상이미지를 이용하여 영상의 중심점(a1)을 산출하는 단계(S13)를 실시한다. 이 단계(S13)에서 영상처리기(20)는 도 3c 및 도 3d에서와 같이 명암이 확연하게 구분되는 지역의 경계선을 나타내는 3개의 화살표가 교차되는 지점을 선택하여 영상의 중심점(a1)을 산출한다. 즉, 도 3c 및 도 3d에 도시된 지문이미지와 같이 융선(T1)의 흐름각도가 큰 영역일수록 어두운 색으로 나타나고 작은 영역일수록 흰색으로 나타남으로 이러한 명암이 크게 차이가 나는 경계선을 검색하여 영상처리기(20)는 영상의 중심점(a1)을 산출하게 된다.When the direction value is converted into an image value, the image processor 20 performs a step S13 of calculating the center point a1 of the image by using the calculated image image. In this step S13, the image processor 20 calculates the center point a1 of the image by selecting a point where three arrows representing the boundary line of the region where the contrast is clearly distinguished as shown in FIGS. 3C and 3D intersect. . That is, as the fingerprint image shown in FIGS. 3C and 3D, the area of the ridge T1 has a darker color in a larger area and a smaller area in white. 20) calculates the center point a1 of the image.
영상처리기(20)에서 영상의 중심점(a1)이 산출되면 제어기(40)는 영상처리기(20)에서 산출된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)과 DB(30)에 미리 저장된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)을 오버랩시키는 단계(S14)를 실시한다. 여기서, 도 3e에서와 같이 현재 지문취득기(10)에서 입력되어 영상처리기(20)에서 지문이미지의 영상의 중심점(a1)에 도 3f에 도시된 DB(30)에 미리 저장된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)을 오버랩시키기 위해 제어기(40)는 DB(30)에 미리 저장된 지문이미지를 리드(read)하여 도 3g와 같이 현재 산출된 영상의 중심점(a1)에 오버랩시킨다.When the center point a1 of the image is calculated by the image processor 20, the controller 40 may determine the center point a1 of the image of the fingerprint image calculated by the image processor 20 and the image of the fingerprint image previously stored in the DB 30. Step S14 is performed to overlap the center point a1. Here, as shown in FIG. 3E, the image of the fingerprint image, which is input from the current fingerprint acquirer 10 and stored in the DB 30 shown in FIG. 3F, in the center point a1 of the image of the fingerprint image, in the image processor 20. In order to overlap the center point a1, the controller 40 reads a fingerprint image previously stored in the DB 30 and overlaps the center point a1 of the currently calculated image as shown in FIG. 3G.
영상처리기(20)에서 산출된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)과 DB(30)에 미리 저장된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)을 오버랩시키는 과정에서 영상처리기(20)에서 산출된 지문이미지가 시프트(shift)되는 경우에 제어기(40)는 DB(30)에 저장된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)과 일치되도록 현재 산출된 지문이미지를 시프트된 만큼 회전시켜 DB(30)에 저장된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)에 오버랩시킨다.In the process of overlapping the center point a1 of the image of the fingerprint image calculated by the image processor 20 and the center point a1 of the image of the fingerprint image previously stored in the DB 30, the fingerprint image calculated by the image processor 20 In the case of shift, the controller 40 rotates the currently calculated fingerprint image by shifted to match the center point a1 of the image of the fingerprint image stored in the DB 30 to shift the fingerprint image stored in the DB 30. The image overlaps with the center point a1 of the image.
영상처리기(20)에서 산출된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)과 DB(30)에 미리 저장된 지문이미지의 영상의 중심점(a1)이 도 3g에서와 같이 오버랩되면 제어기(40)는 이 상태에서 서로 일치되는지 여부를 확인하여 지문을 인증하는 단계(S15)를 실시하여 지문의 인증 결과를 출력하게 된다. 여기서, 지문의 인증을 확인하는 제어기(40)는 현재 입력되어 산출된 지문이미지와 DB(30)에 저장된 지문이미지의 각각 영상의 중심점(a1)을 일치시킨 후 나머지 중심점(a2,a3,a4,a5)이 일치하는지 여부를 확인하여 인증결과를 출력하게 된다.If the center point a1 of the image of the fingerprint image calculated by the image processor 20 and the center point a1 of the image of the fingerprint image previously stored in the DB 30 overlap as shown in FIG. 3G, the controller 40 is in this state. By checking whether they match each other, the fingerprint authentication is performed (S15) to output the authentication result of the fingerprint. Here, the controller 40 confirming the authentication of the fingerprint matches the center point a1 of each image of the fingerprint image currently input and calculated with the fingerprint image stored in the DB 30, and then rests the center points a2, a3, a4, Check whether a5) matches and output the authentication result.
전술한 과정을 통해 지문이미지을 인증하는 과정의 실시예가 도 4a 내지 도 4p에 도시되어 있다.An embodiment of a process of authenticating a fingerprint image through the above-described process is illustrated in FIGS. 4A to 4P.
도 4a 및 도 4d에 도시된 지문이미지는 영상의 중심값(a1) 서로 수직으로 시프트된 상태를 나타내며, 이 상태에서 도 4b와 도 4d에 도시된 지문이미지를 영상의 중심값(a1)을 중심으로 상호 수직방향으로 시프트된 만큼 이동시켜 도 4e와 같이 오버랩시킨 후 다른 중심점(a2,a3,a4,a5)을 일치시키거나, 도 4f 내지 도 4i에서와 같이 지문이미지가 한쪽방향으로 시프트된 경우에 영상의 중심값(a1,a2)을 산출하여 도 4j와 같이 영상의 중심값(a1)을 오버랩시킴으로써 지문(F: 도1에 도시됨)을 인증할 수 있게 된다.The fingerprint images shown in FIGS. 4A and 4D show a state in which the center values a1 of the image are shifted perpendicularly to each other. In this state, the fingerprint images shown in FIGS. When shifted in the vertical direction with each other and overlapped as shown in FIG. 4E and then coincident with other center points a2, a3, a4, a5, or when the fingerprint image is shifted in one direction as shown in FIGS. By calculating the center values a1 and a2 of the image and overlapping the center values a1 of the image as shown in FIG. 4J, the fingerprint F (shown in FIG. 1) can be authenticated.
또 다른 예로 도 4k 및 도 4l에서와 같이 영상의 우측으로 시프트된 경우에 도 4k에 도시된 지문이미지의 영상의 중심값(a1,a2)과 도 4l에 도시된 지문이미지의 영상의 중심값(a1,a2,a3)에서 두 개의 영상의 중심값(a1,a2)이 일치되도록 도 4m에서와 같이 오버랩시키거나, 도 4n 및 도 4o에서와 같이 영상의 중심값(a1,a2)이 한방향으로 치우쳐 있는 경우에 도 4p에서와 같이 영상의 중심값(a1,a2)를 이용하여 두 개의 지문이미지를 오버랩시켜 지문이미지를 인증할 수 있다.As another example, when shifted to the right side of the image as shown in FIGS. 4K and 4L, the center values a1 and a2 of the image of the fingerprint image illustrated in FIG. 4K and the center value of the image of the fingerprint image illustrated in FIG. 4L ( In a1, a2, and a3), the center values a1 and a2 of the two images are overlapped as shown in FIG. 4M, or as shown in FIGS. 4N and 4O, the center values a1 and a2 are in one direction. In the case of a bias, as illustrated in FIG. 4P, the fingerprint images may be authenticated by overlapping two fingerprint images using the center values a1 and a2 of the image.
이와 같이 지문이미지에서 융선의 흐름의 방향을 영상으로 변환시킨 후 영상의 중심값을 산출하여 지문이미지를 인증함으로써 입력된 지문이미지가 시프트된 경우에 용이하게 지문이미지를 인증할 수 있으며, 보다 인증작업 속도를 개선할 수 있게 된다.In this way, by converting the direction of the flow of ridges from the fingerprint image to the image, the center value of the image is calculated and the fingerprint image is authenticated so that the fingerprint image can be easily authenticated when the input fingerprint image is shifted. Speed can be improved.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 지문이미지에서 융선의 흐름의 방향을 영상으로 변환시킨 후 영상의 중심값을 산출하여 지문이미지를 인증함으로써 입력된 지문이미지가 시프트된 경우에 용이하게 지문이미지를 인증할 수 있으며, 보다 인증작업 속도를 개선할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention converts the direction of the flow of the ridges from the fingerprint image to the image, calculates the center value of the image, and authenticates the fingerprint image to easily authenticate the fingerprint image when the input fingerprint image is shifted. It can provide the effect of improving the speed of authentication.
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