KR100446353B1 - Method and apparatus for certifing user using a finger mark - Google Patents
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Abstract
지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템 및 그 방법은, 지문 입력기를 통하여 입력된 지문 영상에서 특징 정보인 특징점의 위치, 각도, 타입 및 특징점 사이의 융선의 수, 특징점 사이의 거리 정보에 대한 누적 테이블을 인증 서버 또는 스마트 카드 등 휴대용 기기에 저장하고 있으면서 인증을 요청할 시에 입력한 지문 영상을 이용하여 등록시에 추출한 것과 같은 지문 특징 정보를 이용하여 정합 연산을 수행하여 사용자 인증을 수행함으로써, 정확한 사용자 인증 뿐 만 아니라 하드웨어 자원이 제약적인 스마트 카드 등 개인 기기에서도 실시간 사용자 인증이 가능하도록 한 것이다.A user authentication system using fingerprint information and a method thereof, authenticate a cumulative table for the location, angle, type and number of ridges between feature points and distance information between feature points in a fingerprint image input through a fingerprint input device. User authentication is performed by performing matching operation using the fingerprint feature information extracted at the time of registration using the fingerprint image inputted at the time of request for authentication while storing in a portable device such as a server or a smart card. In addition, real-time user authentication is possible in personal devices such as smart cards with limited hardware resources.
Description
본 발명은 사용자 인증 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 생체 정보인 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a user authentication system and a method thereof, and more particularly, to a user authentication system and a method using fingerprint information that is biometric information.
네트워크 상에 사용자를 인증하는 방법으로 현재 사용되고 있는 비밀 번호나 암호 방식이 사용되고 있지만, 전자 상거래 등의 사용 증가로 부정한 사용에 의한 피해가 증가하고 있는 실정이다.Although a password or a cipher system that is currently used as a method of authenticating a user on a network is being used, damage caused by fraudulent use is increasing due to an increase in the use of electronic commerce.
또한, 사용자 인증 방법으로, 지문을 이용한 사용자 인증 방법이 제시되고 있는데, 지문을 포함한 생체 정보는 각 개인이 소유하고 있거나 행동 자체이므로 타인에게 도용되거나 망각의 염려가 없어 출입 통제 등의 응용에 많이 사용되고 있다.In addition, as a user authentication method, a user authentication method using a fingerprint has been proposed, and since biometric information including a fingerprint is owned by each individual or acts itself, it is widely used for applications such as access control because there is no fear of theft or oblivion to others. have.
그러나 아직도 실생활에서 활발하게 사용되기 위해서는 인증 결과의 정확성이 부족하고 현재 사용되고 있는 거의 모든 시스템이 단말기에서 지문 정보를 네트워크를 통해 인증 서버로 전달하고, 사용자 인증을 인증 서버에서 수행하여 인증 결과를 단말기로 전송하도록 되어 있다. 그러므로 네트워크를 통한 지문 정보 전달시에 해킹 등에 의한 분실 및 도용의 염려가 있다. 만약, 지문 정보가 해킹 등에 의해 분실되면, 재 등록이 불가능하기 때문에 비밀 번호나 암호의 경우보다 더 큰 문제를 야기시킬 수 있는 것이다.However, in order to be actively used in real life, the accuracy of the authentication result is insufficient, and almost all currently used systems transmit the fingerprint information from the terminal to the authentication server through the network, and perform the user authentication from the authentication server to the terminal. It is supposed to transmit. Therefore, there is a fear of loss and theft by hacking or the like when fingerprint information is transmitted through a network. If fingerprint information is lost due to hacking, re-registration is not possible, which may cause more problems than passwords or passwords.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 지문 특징 정보를 스마트 카드 등 개인 기기에 저장하고 있으면서 인증 여부도 휴대용 장치에서 결정하는 방법이 있지만 지문 인증 방법이 하드웨어 자원과 많은 계산량을 필요로 하여 실생활에서 사용되지 않고 있다.In order to solve this problem, there is a method of determining whether or not authentication is performed by a portable device while storing fingerprint characteristic information in a personal device such as a smart card, but the fingerprint authentication method requires hardware resources and a large amount of computation and is not used in real life.
결국, 종래 기술에 따른 지문을 이용한 사용자 인증 방법은, 비밀번호나 암호화 방식에 비하여 높은 수준의 보안성을 제공하지만 인증 여부의 정확성, 지문 특성 정보의 안전한 보관, 인증 여부를 결정하는 장치, 지문 인증을 위해 필요한 하드웨어 자원 및 계산량의 간결성등의 모든 문제를 해결해 주는 방법은 제시되지 않았다.As a result, the user authentication method using a fingerprint according to the related art provides a higher level of security than a password or an encryption method, but uses a device for determining accuracy of authentication, secure storage of fingerprint characteristic information, authentication, and fingerprint authentication. There is no way to solve all the problems, such as the hardware resources required for this purpose and the conciseness of the calculations.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은, 인증 서버를 이용한 높은 보안의 사용자 인증 뿐 만 아니라 스마트 카드 등 개인 기기를 이용한 정확한 사용자 인증이 가능하도록 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems according to the prior art, the object of the present invention is to enable accurate user authentication using a personal device such as a smart card as well as high security user authentication using an authentication server. A user authentication system using fingerprint information and a method thereof are provided.
도 1은 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템의 연결 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing a connection configuration of a user authentication system using fingerprint information according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템에 있어서, 사용자의 지문 정보 등록 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.2 is a flowchart illustrating an operation of a fingerprint information registration method of a user in a user authentication system using fingerprint information according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면.3 is a flowchart illustrating an operation of a user authentication method using fingerprint information according to the present invention.
도 4는 사용자 지문 정보에서 추출된 특징점에 대한 일 예를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating an example of a feature point extracted from user fingerprint information.
도 5는 두 개의 특징점을 이용한 누적 테이블 구성예를 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating an example of a cumulative table configuration using two feature points.
도 6은 한 개의 특징점의 위치와 각도를 이용한 누적 테이블의 구성 예를 나타낸 도면.6 is a view showing an example of the configuration of a cumulative table using the position and angle of one feature point.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 사용자 단말기 110 : 지문 입력부100: user terminal 110: fingerprint input unit
]20 : 특징점 추출부 130 : 누적 테이블 구성부20: feature extraction unit 130: cumulative table configuration
140 : 전송부 200 : 네트워크140: transmission unit 200: network
300 : 인증 서버 310 : 송/수신부300: authentication server 310: transmission and reception unit
320 : 누적 테이블 정합부 330 : 저장부320: cumulative table matching unit 330: storage unit
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지문 입력기를 통하여 입력된 지문 영상에서 특징 정보인 특징점의 위치, 각도, 타입 및 특징점 사이의 융선의 수, 특징점 사이의 거리 정보를 인증 서버 또는 스마트 카드 등 휴대용 기기에 저장하고 있으면서 인증을 요청할 시에 입력한 지문 영상을 이용하여 등록시에 추출한 것과 같은 지문 특징 정보를 이용하여 정합 연산을 수행하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides information on the location, angle, type, number of ridges between feature points, and distance information between feature points in a fingerprint image input through a fingerprint input device such as an authentication server or a smart card. The registration operation is performed using the fingerprint feature information extracted at the time of registration using the fingerprint image stored in the portable device and requested for authentication.
또한, 등록 지문 특징 정보와 인증 지문 특징 정보를 이용하여 정확한 정합 여부를 결정하기 위하여 누적테이블을 이용한 것이다. 여기서, 누적 테이블은 특징점 두점을 기준 좌표측으로 그 외의 모든 특징점을 회전, 이동, 크기를 변화시켜 표시하는 기억 장소를 의미한다.In addition, the cumulative table is used to determine the correct matching using the registered fingerprint feature information and the authentication fingerprint feature information. Here, the cumulative table means a storage location in which all the other feature points are rotated, moved, and changed in size by displaying two feature points on the reference coordinate side.
또한, 누적 테이블을 이용한 정합 연산 수행이 다양한 응용 분야에 적합하게 하기 위하여 필요한 하드웨어 자원이 작은 방법을 제시하여 정합 연산을 인증 서버 뿐 만 아니라 하드웨어 자원이 부족한 개인기기에서도 가능하도록 한 것이다.In addition, by presenting a method of small hardware resources necessary for performing a matching operation using a cumulative table for various application fields, the matching operation can be performed not only on the authentication server but also on a personal device having insufficient hardware resources.
이러한 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템의 일 측면에 따르면, 사용자의 지문 정보를 입력 받는 지문 입력부; 상기 지문 입력부를 통해 입력된 사용자 지문 정보를 이용하여 지문의 특징점을 추출하는 특징점 추출부; 상기 특징점 추출부에서 추출된 특징점을 이용하여 누적 테이블을 구성한 후 구성된 누적 테이블을 네트워크를 통해 전송하는 누적 테이블 구성부; 상기 네트워크를 통해 전송된 누적 테이블 구성부에서 구성된 사용자의 지문 정보에 대한 누적 테이블 정보와 미리 저장된 사용자의 지문에 대한 특징점 누적 테이블을 비교하여 정합 여부를 분석하여 사용자 인증을 수행하는 누적 테이블 정합부를 포함한다. 여기서, 상기 특징점 추출부에서 추출된 특징점 정보는, 지문 영상의 평면 위치, 특징점이 향하는 방향을 나타내는 각도, 특징점의 분기점과 끝점을 나타내는 타입, 특징점 사이의 융선의 수에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함한다.According to one aspect of the user authentication system using the fingerprint information according to the present invention, a fingerprint input unit for receiving the user's fingerprint information; A feature point extraction unit for extracting feature points of a fingerprint using user fingerprint information input through the fingerprint input unit; A cumulative table constructing unit configured to form a cumulative table by using the feature points extracted by the feature point extracting unit and to transmit the configured cumulative table through a network; Comprising a cumulative table matching unit for performing a user authentication by comparing the cumulative table information on the fingerprint information of the user configured in the cumulative table configuration unit transmitted through the network and the feature point accumulation table for the fingerprint of the user stored in advance to analyze the match do. Here, the feature point information extracted by the feature point extractor may include at least one of a planar position of a fingerprint image, an angle indicating a direction in which the feature point is directed, a type indicating a branch point and an end point of the feature point, and information on the number of ridges between the feature points. It includes.
또한, 상기 지문 입력부를 통해 입력된 지문 정보를 이용하여 특징점 추출부에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점에 대한 누적 테이블 정보를 미리 저장하고 있는 저장부를 더 포함한다.The apparatus may further include a storage unit which extracts a feature point from the feature point extracting unit using the fingerprint information input through the fingerprint input unit, and stores cumulative table information on the extracted feature point in advance.
상기 사용자의 특징점에 대한 누적 테이블의 구성은 휴대용 개인 기기에서 수행되고, 누적 테이블의 정합을 통한 사용자 인증은 인증 서버에서 수행될 수 있다.The configuration of the cumulative table for the feature points of the user may be performed in the portable personal device, and user authentication through matching of the cumulative table may be performed in the authentication server.
또한, 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 방법의 일 측면에 따르면, 사용자의 지문 정보에 대한 특징점 누적 테이블값을 등록하는 지문 정보 등록 단계; 사용자의 지문 정보를 입력 받는 지문 입력 단계; 상기 입력된 사용자 지문 정보를 이용하여 지문의 특징점을 추출하는 특징점 추출 단계; 상기 추출된 특징점을 이용하여 누적 테이블을 구성한 후, 구성된 누적 테이블 정보를 네트워크를 통해 전송하는 누적 테이블 구성 단계; 상기 구성된 사용자의 지문 정보에 대한 누적 테이블 정보와 상기 등록된 사용자의 지문에 대한 특징점 누적 테이블을 비교하여 정합 여부를 분석하여 사용자 인증을 수행하는 누적 테이블 정합 단계를 포함한다.Further, according to an aspect of the user authentication method using the fingerprint information according to the present invention, the fingerprint information registration step of registering a feature point accumulation table value for the user's fingerprint information; A fingerprint input step of receiving fingerprint information of a user; A feature point extraction step of extracting feature points of a fingerprint using the input user fingerprint information; A cumulative table constructing step of constructing a cumulative table using the extracted feature points and transmitting the configured cumulative table information through a network; And a cumulative table matching step of comparing the accumulated table information on the fingerprint information of the configured user with the feature point accumulation table on the fingerprint of the registered user and analyzing the matching.
또한, 상기 지문 정보 등록 단계는, 사용자의 지문 정보를 입력 받는 지문입력 단계; 상기 입력된 사용자 지문 정보를 이용하여 지문의 특징점을 추출하는 특징점 추출 단계; 상기 추출된 특징점을 이용하여 누적 테이블을 구성한 후, 구성된 누적 테이블 정보를 네트워크를 통해 전송하는 누적 테이블 구성 단계; 상기 구성된 사용자의 지문 정보에 대한 누적 테이블 정보를 저장 장치에 저장하는 단계를 포함한다.The fingerprint information registering step may include: a fingerprint input step of receiving fingerprint information of a user; A feature point extraction step of extracting feature points of a fingerprint using the input user fingerprint information; A cumulative table constructing step of constructing a cumulative table using the extracted feature points and transmitting the configured cumulative table information through a network; And storing the accumulated table information on the fingerprint information of the configured user in a storage device.
상기 누적 테이블 구성 단계에서의 누적 테이블의 구성은, 특징점 추출 과정을 통하여 특징점이 영상 평면상에 위치하는 경우, 복수의 특징점을 기준축의 원점을 중심으로 단위 거리 상에 위치시키고 나머지 특징점을 상기 단위 거리상에 위치한 특징점을 기준으로 이동, 회전, 크기를 보정하여 좌표축상에 위치시켜서 구성할 수 있다.In the accumulation table configuration in the accumulation table configuration step, when a feature point is located on the image plane through a feature point extraction process, a plurality of feature points are positioned on a unit distance with respect to the origin of a reference axis and the remaining feature points on the unit distance. Based on the feature point located at, the movement, rotation, and size can be corrected and positioned on the coordinate axis.
또한, 상기 누적 테이블의 구성은, 지문 특징 정보인 특징점 한 점의 위치와 각도를 이용하여 구성할 수 있으며, 지문 특징 정보인 두개의 특징점의 위치를 이용하여 두 개의 특징점의 거리를 단위거리로 하여 누적 테이블을 구성할 수 있다. 또한, 지문 특징 정보인 두 개의 특징점 위치를 이용하여 두 개의 특징점 거리를 실제 거리로 하여 누적 테이블을 구성할 수 있는 것이다.The cumulative table may be configured by using a location and an angle of one feature point, which is fingerprint feature information, and using a location of two feature points, which are fingerprint feature information, as a unit distance. You can configure a cumulative table. In addition, a cumulative table may be constructed using two feature point distances as actual distances using two feature point positions, which are fingerprint feature information.
상기 누적 테이블 정합 단계에서 누적 테이블의 정합 결정은, 특징점의 위치, 각도, 타입 및 특징점 사이의 융선의 수를 이용하여 누적 테이블에서 정합 여부를 결정하거나, 누적 테이블에서 특징점 위치, 타입, 각도 및 특징점 사이의 융선의 수를 이용하여 보정 위치와 각도를 결정한 후, 결정된 위치 및 각도를 보정한 후, 정합 여부를 결정할 수 있는 것이다.In determining the matching of the cumulative table in the cumulative table matching step, determining whether to match in the cumulative table by using the position, angle, type, and number of ridges between the feature points, or in the cumulative table, the feature point position, type, angle, and feature point After determining the corrected position and angle using the number of ridges in between, and after correcting the determined position and angle, it is possible to determine whether to match.
한편, 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 디지털 처리장치에 의해 판독될 수 있는 기록 매체의 일 측면에 따르면, 사용자의 지문 정보에 대한 특징점 누적 테이블값을 등록하는 지문 정보 등록 단계; 사용자의 지문 정보를 입력 받는 지문 입력 단계; 상기 입력된 사용자 지문 정보를 이용하여 지문의 지문 영상 평면 위치, 특징점이 향하는 방향을 나타내는 각도, 특징점의 분기점과 끝점을 나타내는 타입, 특징점 사이의 융선의 수중 적어도 하나의 특징점 정보를 추출하는 특징점 추출 단계; 상기 추출된 특징점을 이용하여 적어도 하나 이상의 특징점을 기준축의 원점을 중심으로 단위 거리 상에 위치시키고 나머지 특징점을 상기 단위 거리상에 위치한 특징점을 기준으로 이동, 회전, 크기를 보정하여 좌표축상에 위치시켜서 특징점에 대한 누적 테이블을 구성하는 누적 테이블 구성 단계; 상기 구성된 사용자의 지문 정보에 대한 누적 테이블 정보와 상기 등록된 사용자의 지문에 대한 특징점 누적 테이블 정보를 비교하여 정합 여부를 분석하여 사용자 인증을 수행하는 누적 테이블 정합 단계를 수행한다.On the other hand, in order to perform the user authentication method using the fingerprint information according to the present invention, a program of instructions that can be executed by the digital processing device is tangibly implemented, and on one side of the recording medium that can be read by the digital processing device. According to an embodiment, a fingerprint information registration step of registering a feature point accumulation table value for fingerprint information of a user; A fingerprint input step of receiving fingerprint information of a user; A feature point extraction step of extracting at least one feature point information from the fingerprint image plane position of the fingerprint, the angle indicating the direction in which the feature point is directed, the type representing the branch and end points of the feature point, and the number of ridges between the feature points using the input user fingerprint information. ; Using the extracted feature points, at least one feature point is positioned on a unit distance with respect to the origin of the reference axis, and the remaining feature points are moved, rotated, and corrected based on the feature points located on the unit distance and positioned on a coordinate axis. A cumulative table configuration step of constructing a cumulative table for the; A cumulative table matching step of performing user authentication is performed by comparing the accumulated table information on the fingerprint information of the configured user with the feature point accumulation table information on the fingerprint of the registered user and analyzing the matching.
이하, 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템 및 그 방법에 대한 바람직한 일 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 하자.Hereinafter, a user authentication system using fingerprint information and a preferred embodiment of the method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템의 연결 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a connection configuration of a user authentication system using fingerprint information according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템은, 사용자 단말기(100)와 인증 서버(300)로 구성될 수 있으며, 사용자 단말기(100)와 인증 서버(300)는 네트워크로 연결 구성된다. 여기서, 네트워크는 유선 네트워크 또는 무선 네트워크를 모두 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a user authentication system using fingerprint information may include a user terminal 100 and an authentication server 300, and the user terminal 100 and the authentication server 300 are connected to a network. do. Here, the network may include both a wired network or a wireless network.
사용자 단말기(100)는, 사용자의 지문 정보를 입력받는 지문 입력부(110), 상기 지문 입력부(110)를 통해 입력된 사용자 지문 정보(지문 영상)를 이용하여 지문의 특징점을 추출하는 특징점 추출부(120), 특징점 추출부(120)에서 추출된 특징점을 이용하여 누적 테이블을 구성하는 누적 테이블 구성부(130) 및 누적 테이블 구성부(130)에서 구성된 사용자의 지문 정보에 대한 누적 테이블을 네트워크(200)를 통해 인증 서버(300)로 전송하는 전송부(140)를 포함할 수 있다.The user terminal 100 may include a fingerprint input unit 110 that receives fingerprint information of a user, and a feature point extractor that extracts a feature point of a fingerprint using user fingerprint information (fingerprint image) input through the fingerprint input unit 110 ( 120, the cumulative table configuration unit 130 constituting the cumulative table using the feature points extracted by the feature point extractor 120 and the cumulative table for the fingerprint information of the user configured in the cumulative table configuration unit 130 are network 200. It may include a transmitting unit 140 for transmitting to the authentication server 300 through the.
상기 특징점 추출부(120)에서 추출되는 특징점 정보로는 특징점의 위치, 각도, 타입, 특징점 사이의 융선의 수에 대한 정보가 될 수 있다. 여기서, 특징점의 위치는 지문 영상 평면에서의 위치를 나타내고, 각도는 특징점이 향하는 방향을 나타내며, 타입은 특징점의 분기점과 끝점을 의미한다.The feature point information extracted by the feature point extractor 120 may be information about the position, angle, type, and number of ridges between the feature points. Here, the position of the feature point indicates the position in the fingerprint image plane, the angle indicates the direction toward the feature point, and the type means the branch point and the end point of the feature point.
한편, 인증 서버(300)는 네트워크(200)를 통해 사용자 단말기(100)의 전송부(140)에서 전송한 사용자의 지문에 대한 특징점 누적 테이블 정보를 수신하고, 사용자 인증 작업을 통한 인증 결과 정보를 네트워크(200)를 통해 사용자 단말기(100)로 전송하는 송/수신부(310), 수신부(310)에서 수신한 사용자 지문 정보에 대한 특징점 누적 테이블 정보와 저장부(320)에 미리 저장된 동일 사용자의 지문에 대한 특징점 누적 테이블을 비교하여 정합 여부를 분석하는 누적 테이블정합부(330) 및 사용자의 지문에 대한 특정짐 누적 테이블 정보를 사용자 별로 순차적으로 저장하고 있는 저장부(320)를 포함할 수 있다. 여기서, 수신부(310)에서 수신한 사용자 지문의 특징점 누적 테이블 정보가 최초 사용자 등록을 위한 누적 테이블인 경우, 저장부(320)에 저장시키고, 사용자 인증을 위한 누적 테이블 정보인 경우 누적 테이블 정합부(330)로 제공한다.On the other hand, the authentication server 300 receives the feature point accumulation table information on the fingerprint of the user transmitted from the transmission unit 140 of the user terminal 100 through the network 200, and the authentication result information through the user authentication operation Character point accumulation table information for the user's fingerprint information received from the transmitter / receiver 310 and the receiver 310 transmitted to the user terminal 100 through the network 200 and the fingerprint of the same user previously stored in the storage 320. And a storage unit 320 that sequentially stores the feature load accumulation table information for the fingerprint of the user and compares the feature point accumulation table with respect to the user's fingerprint. Here, when the feature point accumulation table information of the user fingerprint received by the receiver 310 is a cumulative table for initial user registration, the cumulative table matching unit (storage table matching unit) is stored in the storage unit 320 and when the cumulative table information for user authentication is stored. 330).
이와 같은 구성을 갖는 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템의 동작에 대하여 설명해 보자.The operation of the user authentication system using the fingerprint information having such a configuration will be described.
사용자 단말기(100)의 지문 입력부(110)를 통해 사용자 지문 영상이 입력되면, 특징점 추출부(120)는 상기 지문 입력부(110)를 통해 입력된 지문 정보에서 특징점 정보인 특징점 정보를 추출한 후, 추출된 특징점 정보를 누적 테이블 구성부(130)로 제공한다. 여기서, 특징점 정보로는 특징점의 위치, 각도, 타입, 특징점 사이의 융선의 수에 대한 정보가 될 수 있으며, 특징점의 위치는 지문 영상 평면에서의 위치를 나타내고, 각도는 특징점이 향하는 방향을 나타내며, 타입은 특징점의 분기점과 끝점을 의미한다.When the user fingerprint image is input through the fingerprint input unit 110 of the user terminal 100, the feature point extractor 120 extracts the feature point information that is the feature point information from the fingerprint information input through the fingerprint input unit 110, and then extracts the feature point information. Provides the accumulated feature point information to the accumulation table configuration unit 130. Here, the feature point information may be information on the location, angle, type, number of ridges between the feature points, the location of the feature points on the fingerprint image plane, the angle indicates the direction toward the feature points, Type means the branch point and the end point of the feature point.
누적 테이블 구성부(130)는 추출된 특징점이 영상 평면상에 위치한다고 가정하면, 두 개의 특징점을 기준축의 원점을 중심으로 단위 거리 상에 위치시키고 나머지 특징점을 상기 원점을 중심으로 위치한 특징점을 기준으로 이동, 회전, 크기를 보정하여 좌표축상에 위치시킨다. 이러한 누적 테이블 구성에 대하여는 하기에서 상세하게 설명하기로 한다.Assuming that the extracted feature points are located on the image plane, the cumulative table configuration unit 130 locates the two feature points on a unit distance from the origin of the reference axis and the remaining feature points based on the feature points located about the origin. The movement, rotation, and size are corrected and placed on the coordinate axis. This cumulative table configuration will be described in detail later.
이와 같이 누적 테이블을 구성하게 되면, 전송부(140)는 구성된 누적 테이블정보를 네트워크(200)를 통해 인증 서버(300)의 송,수신부(310)로 전송하어 저장부(330)에 저장함으로써 사용자의 지문 정보가 등록되는 것이다.When the cumulative table is configured as described above, the transmitter 140 transmits the accumulated cumulative table information to the transmitter / receiver 310 of the authentication server 300 through the network 200 and stores the accumulated table information in the storage unit 330. Fingerprint information is registered.
이와 같이 사용자 지문 정보가 등록된 후, 사용자 인증을 위한 지문 정보가 사용자 단말기(100)의 지문 입력부(110)를 통해 입력되면, 특징점 추출부(120) 및 누적 테이블 구성부(130)에서 입력된 지문의 특징점을 추출한 후, 추출된 특징점에 대한 누적 테이블을 구성하여 네트워크(200)를 통해 인증 서버(300)로 전송된다.After the user fingerprint information is registered as described above, when the fingerprint information for user authentication is input through the fingerprint input unit 110 of the user terminal 100, the feature point extractor 120 and the cumulative table configuration unit 130 are input. After extracting the feature points of the fingerprint, a cumulative table for the extracted feature points is constructed and transmitted to the authentication server 300 through the network 200.
따라서, 인증 서버(300)의 누적 테이블 정합부(330)에서 입력된 지문 정보에 대한 누적 테이블과 저장부(320)에 미리 저장된 사용자의 누적 테이블을 비교하여 누적 테이블 정합을 수행한다. 이러한 정합 결과에 따라 사용자 인증 여부를 결정하게 되고, 인증 결과 정보를 송/수신부(31)를 통해 사용자 단말기(100)로 전송하게되는 것이다.Therefore, the cumulative table matching is performed by comparing the cumulative table for the fingerprint information input by the cumulative table matching unit 330 of the authentication server 300 with the cumulative table of the user previously stored in the storage 320. The user authentication is determined according to the matching result, and the authentication result information is transmitted to the user terminal 100 through the transmitting / receiving unit 31.
이와 같은 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템의 동작과 상응하는 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 하자. 여기서, 인증 방법의 설명에 앞서 인증을 위한 사용자 지문 정보를 등록하는 방법에 대하여 먼저 살펴보기로 하자.The user authentication method using the fingerprint information according to the present invention corresponding to the operation of the user authentication system using the fingerprint information according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Before describing the authentication method, a method of registering user fingerprint information for authentication will be described.
도 2는 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템에 있어서, 사용자의 지문 정보 등록 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면, 도 4는 사용자 지문 정보에서 추출된 특징점에 대한 일 예를 나타낸 도면, 도 5는 두 개의 특징점을 이용한 누적 테이블 구성예를 나타낸 도면, 도 6은 한 개의 특징점의 위치와 각도를 이용한 누적 테이블의 구성 예를 나타낸 도면이다.2 is a flowchart illustrating a method for registering a fingerprint information of a user in a user authentication system using fingerprint information according to the present invention, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a feature point extracted from user fingerprint information. 5 is a diagram illustrating an example of a cumulative table configuration using two feature points, and FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a cumulative table using positions and angles of one feature point.
먼저, 도 1에 도시된 지문 입력부(110)를 통해 사용자 지문 영상이 입력되면, 입력된 지문 정보를 획득한다(S101).First, when a user fingerprint image is input through the fingerprint input unit 110 shown in FIG. 1, the input fingerprint information is obtained (S101).
이어, 상기 획득된 지문 정보에서 특징 정보인 특징점 정보를 추출하게 된다(S102). 여기서, 특징점 정보로는 특징점의 위치, 각도, 타입, 특징점 사이의 융선의 수에 대한 정보가 될 수 있으며, 특징점의 위치는 지문 영상 평면에서의 위치를 나타내고, 각도는 특징점이 향하는 방향을 나타내며, 타입은 특징점의 분기점과 끝점을 의미한다.Subsequently, feature point information, which is feature information, is extracted from the obtained fingerprint information (S102). Here, the feature point information may be information on the location, angle, type, number of ridges between the feature points, the location of the feature points on the fingerprint image plane, the angle indicates the direction toward the feature points, Type means the branch point and the end point of the feature point.
이렇게 추출된 특정점 정보를 이용하여 누적 테이블을 구성한다(S103).A cumulative table is constructed using the extracted specific point information (S103).
누적테이블 구성은, 특징점 추출 과정을 통하여 도 4와 같이 특징점이 영상 평면상에 위치한다고 가정하면, 두 개의 특징점(예를 들어 1번과 4번의 특징점)을 기준축의 원점을 중심으로 단위 거리 상에 위치시키고 나머지 특징점(2, 3, 5번 특징점)을 1번 특징점과 4번 특징점을 기준으로 이동, 회전, 크기를 보정하여 좌표축상에 위치시킨다. 즉, 도 5가 도 4의 1번 특징점과 4번 특징점을 기준으로 하여 누적 테이블을 구성한 예이다.In the cumulative table configuration, assuming that feature points are located on the image plane as shown in FIG. 4 through the feature point extraction process, two feature points (for example, feature points 1 and 4) are positioned on a unit distance from the origin of the reference axis. Position and place the remaining feature points (Features 2, 3, 5) on the coordinate axis by correcting the movement, rotation, and size based on Feature 1 and Feature 4. That is, FIG. 5 illustrates an example in which a cumulative table is configured based on feature points 1 and 4 of FIG. 4.
여기서, 두 개의 특징점을 선택할 때, 모든 조합을 고려하기 때문에 1번 특징점과 2번 특징점을 선택하는 경우를 (1,2)로 표시한다면, (1,2), (1,3), (1,4), (1,5), (2,3), (2,4), (2,5), (3,4), (3,5), (4,5)의 경우에 대하여 도 5와 같은 누적 테이블을 구성하게 되는 것이다.Here, when selecting two feature points, all combinations are taken into consideration, so if the case of selecting feature points 1 and 2 is represented by (1, 2), (1, 2), (1, 3), (1 (4), (1,5), (2,3), (2,4), (2,5), (3,4), (3,5), (4,5) You will be building a cumulative table like 5.
모든 조합에 대하여 누적 테이블을 구성하는 것은 하드웨어 자원과 계산량이 증가하지만, 개인별로 지문 특징점 정보가 항상 동일하게 추출되지 않으므로 모든조합으로 구성하여 우수한 정합 성능을 얻기 위한 것이다.Computing the cumulative table for all combinations increases hardware resources and calculations, but the fingerprint feature point information is not always extracted identically for each individual, so it is composed of all combinations to obtain excellent matching performance.
상기와 같은, 누적 테이블을 구성하는데 있어 선택된 두 개의 특징점의 거리를 단위 거리로 구성하는 방법 외에 실제 거리로 하는 방법도 있다.In addition to the above-described method of constructing the cumulative table, the distance between the two selected feature points as a unit distance, there is a method of making the actual distance.
또한, 두 개의 특징점을 이용하지 않고, 한 개의 특징점의 위치를 중심으로 하고 각도를 이용하여 구성할 수도 있다. 도 6은 한 개의 특징점을 기준으로 누적 테이블을 구성한 일 예이다.In addition, instead of using two feature points, the position of one feature point may be centered and configured using an angle. 6 is an example of configuring a cumulative table based on one feature point.
이와 같이 누적 테이블을 구성하게 되면, 구성된 누적 테이블 정보는 네트워크를 통해 인증 서버로 전송되어 저장 장치에 저장되면서(S104) 사용자의 지문 정보가 등록되는 것이다.When the cumulative table is configured as described above, the accumulated cumulative table information is transmitted to the authentication server through the network and stored in the storage device (S104), and the fingerprint information of the user is registered.
이렇게 사용자 지문의 특징점에 대한 누적 테이블 정보가 등록된 후, 사용자가 사용자 인증을 위해 서버에 접속한 경우 사용자 인증 방법에 대하여 도 3을 참조하여 살펴보기로 하자.After the cumulative table information on the feature points of the user fingerprint is registered, the user authentication method will be described with reference to FIG. 3 when the user accesses the server for user authentication.
도 3은 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다.3 is a flowchart illustrating an operation of a user authentication method using fingerprint information according to the present invention.
먼저, 인증을 위한 사용자 지문 영상이 입력되면, 입력된 지문 정보를 획득한다(S201).First, when the user fingerprint image for authentication is input, the input fingerprint information is obtained (S201).
이어, 상기 획득된 지문 정보에서 특징 정보인 특징점 정보를 추출하게 된다(S202). 여기서, 특징점 정보로는 특징점의 위치, 각도, 타입, 특징점 사이의 융선의 수에 대한 정보가 될 수 있으며, 특징점의 위치는 지문 영상 평면에서의 위치를 나타내고, 각도는 특징점이 향하는 방향을 나타내며, 타입은 특징점의 분기점과 끝점을 의미한다.Subsequently, feature point information, which is feature information, is extracted from the obtained fingerprint information (S202). Here, the feature point information may be information on the location, angle, type, number of ridges between the feature points, the location of the feature points on the fingerprint image plane, the angle indicates the direction toward the feature points, Type means the branch point and the end point of the feature point.
이렇게 추출된 특정점 정보를 이용하여 누적 테이블을 구성한다(S203).The cumulative table is constructed using the extracted specific point information (S203).
누적테이블 구성은, 특징점 추출 과정을 통하여 도 4와 같이 특징점이 영상 평면상에 위치한다고 가정하면, 두 개의 특징점(예를 들어 1번과 4번의 특징점)을 기준축의 원점을 중심으로 단위 거리 상에 위치시키고 나머지 특징점(2, 3, 5번 특징점)을 1번 특징점과 4번 특징점을 기준으로 이동, 회전, 크기를 보정하여 좌표축상에 위치시킨다. 즉, 도 5가 도 4의 1번 특징점과 4번 특징점을 기준으로 하여 누적 테이블을 구성한 예이다.In the cumulative table configuration, assuming that feature points are located on the image plane as shown in FIG. 4 through the feature point extraction process, two feature points (for example, feature points 1 and 4) are positioned on a unit distance from the origin of the reference axis. Position and place the remaining feature points (Features 2, 3, 5) on the coordinate axis by correcting the movement, rotation, and size based on Feature 1 and Feature 4. That is, FIG. 5 illustrates an example in which a cumulative table is configured based on feature points 1 and 4 of FIG. 4.
여기서, 두 개의 특징점을 선택할 때, 모든 조합을 고려하기 때문에 1번 특징점과 2번 특징점을 선택하는 경우를 (1,2)로 표시한다면, (1,2), (1,3), (1,4), (1,5), (2,3), (2,4), (2,5), (3,4), (3,5), (4,5)의 경우에 대하여 도 5와 같은 누적 테이블을 구성하게 되는 것이다.Here, when selecting two feature points, all combinations are taken into consideration, so if the case of selecting feature points 1 and 2 is represented by (1, 2), (1, 2), (1, 3), (1 (4), (1,5), (2,3), (2,4), (2,5), (3,4), (3,5), (4,5) You will be building a cumulative table like 5.
사용자 인증을 위해 입력된 지문 정보에 대한 특징점 누적 테이블이 구성되면, 구성된 누적 테이블을 네트워크를 통해 인증 서버로 전송한다.When the feature point accumulation table for the fingerprint information input for user authentication is configured, the configured accumulation table is transmitted to the authentication server through the network.
인증 서버에서는 사용자 단말기로부터 전송된 사용자 지문의 특징점 정보에 대한 누적 테이블을 저장 장치에 등록된 사용자 지문의 특징점 누적 테이블과 비교하여 정합 여부를 결정하게 된다(S204).The authentication server compares the cumulative table of the feature point information of the user fingerprint transmitted from the user terminal with the feature point accumulation table of the user fingerprint registered in the storage device (S204).
여기서, 누적 테이블의 정합 과정은, 등록과 인증 과정에서 구성된 누적 테이블을 비교하여 정합 여부를 결정하는 것으로, 누적 테이블 상의 위치만을 고려하는 경우 뿐 만 아니라 특징점의 각도, 타입과 융선의 수를 포함하여 결정할 수 도있다.Here, the matching process of the cumulative table is to determine the matching by comparing the cumulative table configured in the registration and authentication process, including not only considering the position on the cumulative table but also the angle of the feature point, the type and the number of ridges You can also decide.
즉, 인증을 위해 입력된 지문에 대한 특징점 누적 테이블과 미리 등록되어 있는 누적 테이블이 서로 동일한 경우 사용자 인증이 수행되고, 그렇지 않을 경우에는 사용자 인증을 거부하게 된다.That is, user authentication is performed when the feature point accumulation table for the fingerprint input for authentication and the previously registered cumulative table are identical to each other. Otherwise, the user authentication is denied.
이와 같이 사용자 지문의 특징점 정보에 대한 누적 테이블을 저장 장치에 등록된 사용자 지문의 특징점 누적 테이블과 비교하여 정합 여부가 결정되면, 인증 결과 정보를 사용자 단말기로 제공하게 되는 것이다(S205).In this way, if a match is determined by comparing the cumulative table of the feature point information of the user fingerprint with the feature point accumulation table of the user fingerprint registered in the storage device, the authentication result information is provided to the user terminal (S205).
결국, 본 발명에 따른 누적 테이블 기반 지문 정합 장치 및 그 방법은, 지문 특징점 추출 과정, 누적 테이블 구성 과정, 지문 누적 테이블 저장 및 정합 과정을 거치게 되는데, 사용자의 등록 및 인증 지문 특징점 추출은 지문 입력기에서 수행된다. 지문 정합을 위해 등록 또는 인증 누적 테이블을 구성하는 경우는 지문 입력기, 인증 서버 또는 개인 기기에서 가능하다.As a result, the cumulative table-based fingerprint matching device and method thereof according to the present invention undergo a fingerprint feature point extraction process, a cumulative table construction process, a fingerprint accumulation table storage and matching process, and the user registration and authentication fingerprint feature point extraction are performed in a fingerprint input device. Is performed. When a registration or authentication accumulation table is configured for fingerprint matching, the fingerprint input device, an authentication server, or a personal device may be used.
또한, 누적 테이블 저장 공간은 절약을 위해 누적 테이블을 저장하지 않고 정합 연산 과정에서 필요시마다 인증 서버 또는 개인 기기에서 누적 테이블을 구성하여 사용할 수 도 있는 것이다.In addition, the cumulative table storage space may be used by configuring the cumulative table in the authentication server or personal device whenever necessary during the matching operation process without storing the cumulative table for saving.
누적 테이블을 이용하여 정합하는데 있어서, 상기한 바와 같이 누적 테이블상에서 인증 여부를 결정하는 방법외에 누적 테이블에서 최적의 위치, 각도, 크기 변화량을 이용하여 지문 영상을 보정하여 정합하는 방법도 있다. 또한 최적의 위치, 각도, 크기 변화량의 주위를 다시 검색하여 정합하는 방법도 있을 수 있다.In the matching using the cumulative table, in addition to the method of determining whether to authenticate on the cumulative table as described above, there is also a method of correcting and matching the fingerprint image using an optimal position, angle, and size change amount in the cumulative table. There may also be a method of re-searching and matching around the optimum position, angle, and magnitude change.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 지문 정보를 이용한 사용자 인증 시스템 및 그 방법은, 지문 입력기를 통하여 입력된 지문 영상에서 특징 정보인 특징점의 위치, 각도, 타입 및 특징점 사이의 융선의 수, 특징점 사이의 거리 정보에 대한 누적 테이블을 인증 서버 또는 스마트 카드 등 휴대용 기기에 저장하고 있으면서 인증을 요청할 시에 입력한 지문 영상을 이용하여 등록시에 추출한 것과 같은 지문 특징 정보를 이용하여 정합 연산을 수행하여 사용자 인증을 수행함으로써, 정확한 사용자 인증 뿐 만 아니라 하드웨어 자원이 제약적인 스마트 카드 등 개인 기기에서도 실시간 사용자 인증이 가능한 것이다.The user authentication system using the fingerprint information and the method according to the present invention as described above, the position of the feature point, the angle, the type and the number of ridges between the feature points in the fingerprint image input through the fingerprint input device Accumulation table of distance information is stored in portable device such as authentication server or smart card, and user authentication is performed by matching operation using fingerprint feature information extracted at registration using fingerprint image input when authentication is requested. By performing this, not only accurate user authentication but also real-time user authentication is possible in a personal device such as a smart card with limited hardware resources.
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