KR100670244B1 - 양쪽 동시 지문입력기 및 그 지문 매칭 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양쪽 동시 지문입력기 및 그 지문 매칭 방법에 관한 것으로, 양쪽 면에 형성된 지문입력창에 손가락을 집게형태로 잡아서 양쪽에서 두개의 지문을 입력시킴으로써, 하나의 지문을 입력할 때보다 지문 인식율을 높일 수 있으며, 사용자로 하여금 쉽고 편리하게 지문을 입력시킬 수 있는 효과가 있다.

이를 위한 본 발명에 의한 지문 매칭 방법은 일측과 타측에 각각 형성된 지문입력창에 손가락을 집게형태로 잡아서 동시에 두개 이상의 지문을 입력하는 단계; 상기 입력된 두개 이상의 지문을 분석하여 지문의 특징점을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 지문의 특징점을 기준으로 하여 데이터베이스에 이미 등록된 지문의 특징점과 비교 및 정합하여 본인 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

지문, 손가락, 지문센서, 지문입력기, 매칭

Description

양쪽 동시 지문입력기 및 그 지문 매칭 방법{FINGERPRINT SENSOR FOR BOTH SIDES AT THE SAME TIME, AND METHOD OF MACHING FINGERPRINT THE SAME}

도 1은 일반적인 지문영상의 구조를 나타낸 도면

도 2는 종래의 일반적인 지문인식기술을 개략적으로 설명하기 위한 개략도

도 3은 종래기술에 따른 지문입력기의 구조를 나타낸 도면으로,

도 3의 (a)는 광학식 지문입력기의 구조를 나타낸 도면이고,

도 3의 (b)는 반도체식 지문입력기의 구조를 나타낸 도면이다.

도 4는 종래의 지문입력기에 지문을 입력할 때 올바른 지문입력방법을 나타낸 도면

도 5는 종래의 지문입력기에 지문을 입력할 때 올바르지 못한 지문입력방법을 나타낸 도면

도 6은 종래의 지문입력기의 종류를 나타낸 도면

도 7은 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기의 전체 구성도

도 8은 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기의 제 1 지문입력창(a)과 제 2 지문입력창(b)을 각각 나타낸 도면

도 9는 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기의 사용 상태를 도시한 도면

도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기의 지문 매칭 방법을 설명하기 위한 흐름도로서,

도 10은 양쪽에서 두개의 지문을 입력하여 데이터베이스에 저장하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,

도 11은 양쪽 동시 지문 입력기를 통해 입력된 지문패턴과 데이터베이스에 저장된 지문패턴을 비교하여 일치여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 12는 지문입력기로 입력받은 지문영상을 나타낸 것으로,

도 12의 (a)는 본 발명의 양쪽 동시 지문입력기를 이용한 엄지손가락의 지문영상 도면이고,

도 12의 (b)는 종래의 한쪽 지문입력기를 이용한 엄지손가락의 지문영상 도면이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10 : 주제어부 11 : 양면지문 입력부

12 : 작업메모리 13 : 컨트롤 로직부

14 : 키 입력부 15 : 상태 표시부

16 : 전기잠금장치부 17 : 프로그램 메모리

18 : 네트워크 인터페이스(I/F)부 19 : PC 인터페이스(I/F)부

21 : 어드레스/데이터 버스선 22 : 제어 신호선

30a : 제 1 지문입력창 30b : 제 2 지문입력창

본 발명은 양쪽 동시 지문입력기 및 그 지문 매칭 방법에 관한 것으로, 특히 양쪽 면에 지문입력창을 두어서 양쪽에서 두개의 지문을 동시에 입력할 수 있도록 한 양쪽 동시 지문입력기 및 그 지문 매칭 방법에 관한 것이다.

컴퓨터 시스템 로그온 등 근래에는 전자상거래, 전자화폐등의 폭넓은 사용으로 개인의 신분 인증에 대한 요구가 점차 증가됨에 따라 개인 인증 처리가 많아지고 있어, 개인 정보의 해킹에 대한 위협도 커지고 있다. 따라서 개인 정보의 안전한 관리 및 안전한 사용자 인증이 요구되고 있는 실정이다. 현재 주로 사용되고 있는 개인 인증 방법인 패스워드에 따른 노출이 쉬워서, 보다 안전한 사용자 인증 방법이 필요하며, 생체의 일부를 이용하여 개인별 신분을 확인하거나 식별하는 지문인식에 의한 기법이 생체학적 확인기법의 하나로 사용되고 있다. 지문 인식방법은 확인(verification)과 식별(identification)의 두 응용 분야에서 주로 사용된다. 확인시스템에서는 확인받고자 하는 개인이 마그네틱 카드나 스마트카드, 로그인 이름 등으로 시스템에 확인을 요구하는 형태를 취하고, 식별시스템에서는 확인받고자 하는 개인이 그 시스템에 등록되어 있는가를 찾아내는 형태를 취한다. 이러한 종래의 지문인식방법은 범죄 수사 등 특정인을 찾아내는 식별시스템에서 많이 사용되었으나, 근래에는 컴퓨터 접근제어나 금융시스템, 전자주민 카드, 연구소, 관공서, 전산시설 등을 이용한 보안구역의 출입관리 및 통제 등에 응용되는 보안을 필요로 하는 경비보안회사, 빌딩관리회사 및 귀금속점이나 은행, 개인금고와 같은 시민의 응용분야에 점차 확산되고 있는 추세이다.

그런데, 종래에 식별 받고자 하는 개인이 자신의 손가락을 지문입력창에 안착시키는 경우, 이로부터 추출되는 지문은 지문입력창의 크기 이내로 한정되어 손가락을 맞추기 위해 지문이 많이 회전된 형태로 추출되었다. 입력된 지문으로부터 지문의 매칭 및 분류에서 중요한 특징으로 사용되는 지문의 특징은 단점, 분기점 및 삼각주로 이러한 특징점 추출 시 지문의 회전에 많이 민감한 특성을 갖고 있다. 특히 지문전체를 특징으로 하는 FFT등을 이용하는 방법에서는 지문의 회전과 기울어짐이 크게 영향을 미친다. 이하, 첨부도면을 참조하여 종래의 일반적인 지문입력방법과 지문인식기술에 대해 알아보고 그 문제점에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 지문은 손가락의 표피가 융기되어 생긴 선(융선)에 의해 형성된 줄무늬로 땀구멍이 융기되어 만들어진 것을 말한다. 이 지문은 피부 계층 중 표피 밑층인 진피계층에서 만들어진 것으로 진피부분이 손상되지 않으면 평생 동안 변하지 않는 종생불변 만인부동한 특성을 가지고 있다.

지문영상의 구조를 도 1에서 살펴보면 지문에 나타나는 여러 가지 선의 흐름을 융선(ridge)이라 하고 반대로 융선과 융선 사이에 계곡과 같이 파인 부분을 골(valley)이라 한다. 또 이 융선 간의 다양한 형태는 여러 가지 특징점을 나타내는데 융선이 흐르다가 끊긴 부분을 끝점(ending point)(1)이라 부르고 융선이 흐르다가 두 개의 방향으로 갈라지는 점을 분기점(bifurcation point)(2)이라 한다. 또한 특이점이라고 하는 중심점(Core)(3)과 삼각주(Delta)(4)가 존재하는데 중심점(3)은 지문 중 방향의 변화가 가장 급격한 곳이며, 삼각주(4)는 융선의 흐름이 세 방향으 로 이루어지는 곳을 말한다. 이러한 개개인마다 다른 특징 값들과 특이점의 정보를 비교하여 지문인식을 한다.

지문인식기술은 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 세가지로 집약될 수 있다. 지문입력기를 통하여 지문영상을 획득하는 단계(S1)와, 상기 획득된 원시지문영상으로부터 지문의 특징을 추출하는 단계(S2)와, 상기 추출된 특징들을 데이터베이스(5)에 미리 등록 저장되어 있는 사용자의 특징정보와 비교, 정합함으로서 본인 여부를 판단하는 단계(S3)로 나눌 수 있다. 이러한 지문인식기술이 자동화 되면서, 지문을 실시간으로 취득하는 지문입력기가 필요하게 되었다. 지문입력기는 프리즘과 렌즈를 이용한 광학식이 주류를 이루어 오다 최근에는 반도체 센서를 이용한 입력기가 개발되어 상품화가 진행되고 있다.

종래에 전통적으로 이용해오던 방식은 지문원지에 잉크를 이용하여 지문입력을 받은 다음 이를 스캐너 등으로 입력하는 방법으로 주민등록증을 만들 때 볼 수 있다. 이는 실시간으로 지문을 획득할 수 없으므로 자동화된 지문인식 시스템에서는 쓰이지 않는다.

광학식 지문입력기는 기존의 잉크와 원지를 이용한 방식의 불편함과 자동화된 지문인식시스템을 위하여 개발되었다. 광학식 지문입력기의 대략적인 구조는 도 3a와 같다. 광원에서 발생된 입력광이 프리즘을 통해 지문영상을 맺게 되고, 이를 렌즈를 통하여 영상획득장치로 입력받게 된다. 광학식 지문입력기는 도 3의 (a)에서 보듯이 렌즈의 위치와 각도등이 정밀하게 일치하여야 한다. 광학식 지문입력기에서는 프리즘에 맺힌 상을 카메라와 같은 구조로 촬영하듯이 영상을 입력받음으로 서 실제 사람의 손이 입력부에 안착했는지 확인하기 위한 별도의 장치를 필요로 한다. 일반적으로 적외선 센서, 인체저항 센서 등을 이용하여 생체여부를 판단한다.

반도체식 지문입력기는 비교적 최근에 개발된 기술로써, 소형화 및 구조의 간편화로 지문인식기술의 적용분야가 획기적으로 넓어지게 되는 계기가 되는 방식이다. 또한, 반도체의 특성인 대량생산의 용이성 및 생산원가의 절감 등을 이룰 수 있게 되었다. 반도체식 지문입력기는 도 3의 (b)와 같이 보호막과 센서로 간단히 구성되어 있으며, 반도체 표면에 직접 손을 접촉함으로써 지문영상을 획득한다. 반도체식은 센서 배열(Array)의 종류에 따라 정전용량, 압력, 열감지등의 방식으로 구분되며, 손가락의 접촉방식에 따라 접촉식과 슬라이딩 방식등이 있다. 현재 반도체식 인식기의 개발은 세계적으로 PC기반의 시스템 위주로 개발되고 있다.

지문인식 기술을 응용한 예로 ASP, E-Banking, PC보안, 출입통제 및 근태관리, 금고, AFIS, ATM등 여러분야에서 사용하고 있으며, 기존에 사용하고 있는 카드번호의 노출이나 비밀번호의 도용으로 발생할 수 있는 사고를 줄이는 한편 관리에 소요되는 비용과 인력을 줄일 수 있다. 그러나 지금까지의 지문입력기에서는 올바른 지문인식을 위하여 사용자는 지문이 정확하게 입력될 수 있도록 도 4와 같이 손가락을 입력창 중앙에 반듯하게 올려놓아야 하며, 지문의 중심점이 모듈의 중심점에 오게 올려놓아야 한다.

지문입력 시 범할 수 있는 잘못으로 도 5와 같이 손가락을 비스듬히 하거나, 입력창에서 지문이 떨어지거나, 손가락 끝을 입력창에 놓거나, 지문입력 시 손가락을 돌리거나 움직일 수 있으며 입력창 구석에 손가락을 놓게 되는 경우가 있다. 이 러한 경우에는 지문인식에 사용할 수 없는 지문을 획득하기 때문에 지문인식 시 오류를 범하게 된다.

도 6은 종래의 지문입력기를 생산 판매하고 있는 여러회사의 제품을 나타낸 것으로, 이들 제품 대부분이 사용자가 지문입력창에 손가락을 안착시키기 위해 편안한 자세로 이용하기는 불편한 점이 있으며, 도 5에서 보여지는 오류를 범할 확률이 높아진다. 즉, 종래의 지문입력기는 사용자가 지문을 입력시키기 위해 손목을 돌린다거나 입력창에 정확하게 손가락을 올려놓아야하는 불편함을 느끼면서 사용하고 있다. 만약, 사용자가 지문입력창에 손가락을 정확하게 올려놓지 않거나 움직이게 되면 정확하게 지문이 인식되지 않아서 다시 처음부터 지문을 입력해야 하는 불편한 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 양쪽 면에 형성된 지문입력창에 손가락을 집게형태로 잡아서 양쪽에서 두개의 지문을 입력시킴으로써, 하나의 지문을 입력할 때보다 지문 인식율을 높이고, 사용자로 하여금 쉽고 편리하게 지문을 입력시킬 수 있도록 한 양쪽 동시 지문입력기 및 그 지문 매칭 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 지문 매칭 방법은 일측과 타측에 각각 형성된 지문입력창에 손가락을 집게형태로 잡아서 동시에 두개 이상의 지문을 입력하는 단계; 상기 입력된 두개 이상의 지문을 분석하여 지문의 특징점을 추출하 는 단계; 및 상기 추출된 지문의 특징점을 기준으로 하여 데이터베이스에 이미 등록된 지문의 특징점과 비교 및 정합하여 본인 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 지문의 특징점은 융선의 끝점, 분기점, 중심점, 삼각주의 형상, 위치, 방향에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 두개 이상의 지문은 상기 일측의 지문입력창에는 하나의 지문을 입력하고, 상기 타측의 지문입력창에는 적어도 하나 이상의 지문을 동시에 입력하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 양쪽 동시 입력용 지문센서는 지문을 입력하는 제 1 지문입력창과 제 2 지문입력창이 앞, 뒤로 각각 형성되어 있고, 사용자가 손가락을 집게형상으로 잡아서 상기 제 1 및 제 2 지문입력창에 적어도 2개 이상의 지문을 동시에 입력하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1 지문입력창의 방향은 반시계 방향으로 기울어져 있고, 각도는 입력창의 중심점을 기준으로 소정의 각도로 경사를 이루고 있으며, 상기 제 2 지문입력창의 방향은 손가락을 수평으로 안착시킬 수 있도록 되어 있으며, 각도는 입력창의 중심점을 기준으로 소정의 각도로 경사를 이루고 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제 1 지문입력창에는 엄지 손가락의 지문을 입력하고, 상기 제 2 지문입력창에는 검지, 중지, 약지, 애지 중 적어도 하나 이상의 지문을 입력하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기의 전체 구성도로서, 주제어부(10), 양면지문 입력부(11), 작업메모리(12), 컨트롤 로직부(13), 키 입력부(14), 상태 표시부(15), 전기잠금장치부(16), 프로그램 메모리(17), 네트워크 인터페이스(I/F)부(18), PC I/F부(19)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 양면지문 입력부(11)는 사람이 손가락을 집게형태로 잡아서 양쪽에서 두개의 지문을 동시에 입력하도록 양쪽에 각각 형성된 지문입력창을 구비하고 있으며, 양쪽의 지문입력창을 통해 입력된 지문의 화상정보(또는, 지문패턴)를 디지탈 화상신호로 변환하여 데이터 버스선(21)으로 전송하는 역할을 한다. 그리고, 상기 작업메모리(12)는 지문 인식을 위해 필요한 작업용 데이터 및 입출력 데이터를 저장하고 있으며, 상기 컨트롤 로직부(13)는 지문 인식에 필요한 제어기능을 수행한다. 또한, 상기 키입력부(14)는 사용자가 설정할 수 있는 다수의 키들을 구비하고 있으며, 사용자와 기기와의 인터페이스를 수행한다. 그리고, 상기 상태표시부(15)는 상기 키입력부(14)에서 설정되는 기능 진행상태 및 기기의 기타 다른 동작 상태를 표시한다. 또한, 상기 전기 잠금장치부(16)는 제어하고자 하는 외부 장치를 전기적으로 개폐하고, 상기 프로그램 메모리부(17)는 지문인식을 위한 알고리즘을 저장하고 있다. 또한, 상기 네트워크 인터페이스(I/F)부(18)는 외부 통신망과의 인터페이스를 수행하며, 상기 PC 인터페이스(I/F)부(19)는 외부 컴퓨터(PC)와의 인터페이스를 수행한다. 또한, 상기 주제어부(10)는 상기 각 부분에 관계하여 시스템의 동작을 전체적으로 제어한다.

도 8은 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기의 제 1 지문입력창(a)과 제 2 지문입력창(b)을 각각 나타낸 도면이다.

상기 도 8을 참조하여 설명하면, 상기 지문입력창의 방향은 제 1 지문입력창(30a)의 경우 반시계 방향으로 기울어 있고, 제 2 지문입력창(30b)의 경우는 손가락을 수평으로 안착시킬 수 있도록 되어 있다. 그리고, 지문입력창의 각도는 제 1 지문입력창(30a)의 경우 지문입력창을 집게형태로 잡을 때 엄지손가락의 한쪽 부분만 잡히는 것을 고려하여 지문입력창의 중심점을 기준으로 경사를 두어 지문의 중심점과 맞추도록 되어있으며, 제 2 지문입력창(30b) 또한 중심점을 맞추기 위해 소정의 각도로 기울어져 있다.

상기 제 1 지문입력창(30a)은 엄지손가락에 평행하게 설치되어 있고, 상기 제 2 지문입력창(30b)은 검지손가락에 평행하게 설치되어 있다.

도 9는 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기의 사용 상태를 도시한 도면이다.

상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 양쪽 동시 지문입력기는 양쪽에 지문입력창(30a)(30b)을 두어서 양쪽에서 두개의 지문을 동시에 획득할 수 있도록 구성되어 있다. 이때, 상기 지문입력창(30a)(30b)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 보호막과 센서 배열(Array)로 각각 구성된다. 그리고, 상기 센서 배열의 종류에 따라 정전용량, 압력, 열감지 등의 방식으로 구분되며, 손가락의 접촉 방식에 따라 접촉식과 슬라이딩 방식이 있다.

상기 양쪽 동시 지문입력기에 두개의 지문을 입력하는 방법은 왼손 또는 오른손의 엄지와 검지, 엄지와 중지, 엄지와 약지, 엄지와 애지 중 어느 하나를 사용하여 입력할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 양쪽 동시 지문입력기에 두개의 지문을 동시에 입력하는 방법에 대해 설명하였지만, 양쪽 면의 지문입력창 중에서 한쪽의 지문입력창에는 하나의 지문을, 다른쪽의 지문입력창에는 2개 이상의 지문을 동시에 입력할 수도 있다.

예를 들어, 한쪽의 지문입력창에는 엄지를 다른쪽의 지문입력창에는 검지와 중지, 검지와 약지, 검지와 애지, 중지와 약지, 중지와 애지, 약지와 애지 중 어느 하나를 입력할 수 있다.

또한, 한쪽의 지문입력창에는 엄지를, 다른쪽의 지문입력창에는 검지와 중지와 약지, 검지와 중지와 애지, 검지와 약지와 애지, 중지와 약지와 애지 중 어느 하나를 입력할 수 있다.

또한, 한쪽의 지문입력창에는 엄지를, 다른쪽의 지문입력창에는 검지와 중지와 애지와 약지를 모두 입력할 수도 있다.

상기 양쪽 동시 지문입력기에 두개 이상의 지문을 입력하여 본인 여부를 확인하는 방법은 동일한 원리를 사용하기 때문에, 이하 본 발명에서는 양쪽에서 두개의 지문을 동시에 입력하는 방법에 대해서만 설명하기로 한다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기의 지문 매칭 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 10은 양쪽에서 두개의 지문을 입력하여 데이터베이 스에 저장하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 11은 양쪽 동시 지문 입력기를 통해 입력된 지문패턴과 데이터베이스에 저장된 지문패턴을 비교하여 일치여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 양쪽에서 두개의 지문을 입력하여 데이터베이스에 저장하는 방법은 도 10에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 양쪽에 각각 형성된 지문입력창(30a)(30b)에 두개의 지문을 동시에 입력한다(단계 S10).

그 다음, 입력된 두개의 지문에 대한 영상정보(입력지문패턴)를 분석하여 그 지문의 특징점에 대한 정보를 추출한다(단계 S20). 여기서, 지문의 특징점에 대한 정보는 해당 특징점의 x-y 좌표값, 종류(끝점이나 분기점), 방향, 좌표부호 등을 나타내는 정보를 말한다.

그 다음, 상기 지문의 특징점에 대한 정보를 추출한 후 방향정보를 활용하기 위한 이진화 단계(S30)를 수행하고, 윤곽을 추적하기 위한 세션화 작업을 수행한다(단계 S40).

그 다음, 거짓특징점을 제거하는 복원화 단계를 수행한다(단계 S50).

그 다음, 하나의 융선을 따라 서로 연결되어 있는 두 개 이상의 특징점에 대한 연결관계정보(특징점이 서로 연결되어 있는 상태를 나타내는 정보)를 추출(단계 S60)하여 데이터 베이스의 지문특징구조에 함께 저장한다(단계 S70).

다음은, 양쪽 동시 지문 입력기를 통해 입력된 입력지문패턴과 데이터베이스에 저장된 등록지문패턴을 비교하여 일치여부를 판단하는 방법에 대해 도 11을 참조하여 설명한다.

먼저, 상기 양쪽의 지문입력창(30a)(30b)에 손가락을 집게형태로 잡아서 두개의 지문을 동시에 입력한다(단계 S110).

그 다음, 상기 입력된 두개의 입력지문패턴과 상기 데이터베이스에 저장된 등록지문패턴으로부터 각각의 매칭후보를 선택하여 비교하고, 연결관계정보를 이용하여 입력된 두개의 지문패턴과 매칭후보로 선택된 지문패턴을 정렬한다(단계 S120). 이때, 상기 연결관계정보를 이용하여 매칭후보를 정렬하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 상기 데이터베이스에 저장된 등록지문패턴과 입력된 두개의 입력지문패턴을 복원한다. 그리고, 입력된 두개의 지문패턴을 융선을 따라 연결된 두 특징점 사이의 거리가 긴 점부터 내림차순으로 정렬한 뒤 거리가 가장 먼 두 특징점을 갖는 지문패턴을 매칭후보로 선택한다. 마찬가지로, 데이터베이스에 저장된 지문패턴도 거리가 가장 먼 두 특징점을 갖는 지문패턴을 매칭후보로 선택한다.

그 다음, 매칭후보로 선택된 등록지문패턴과 입력지문패턴을 서로 비교하여 일치하는지를 검색한다. 여기서, 등록지문패턴과 입력지문패턴이 일치하는 쌍이 없으면, 내림차순으로 정렬된 지문패턴에서 다음으로 거리가 먼 두 특징점을 등록지문패턴의 매칭후보로 선택하여 입력지문패턴의 매칭후보와 일치하는지를 다시 검색한다. 반면에, 등록지문패턴과 입력지문패턴이 일치하는 쌍이 있으면, 선택된 등록지문패턴의 두 특징점에 대한 중심점과 입력지문패턴의 두 특징점에 대한 중심점을 각각 구하고, 입력지문패턴의 두 특징점을 잇는 직선과 등록지문패턴의 두 특징점을 잇는 직선의 길이와 방향을 비교하여 길이가 같고 방향이 일치하는 입력지문패 턴에 대하여는 등록지문패턴에 대한 입력지문패턴의 회전각과 중심점을 각각 차례로 구하여 입력지문패턴을 등록지문패턴에 대하여 이동 및 회전 변환한다.

그 다음, 등록지문패턴과 입력지문패턴에서 일치하는 특징점 쌍의 수를 세어서 그 수를 임의의 문턱치와 비교한다. 상기 비교결과, 일치하는 특징점 쌍의 수가 문턱치보다 적으면, 후보 그룹에 변환 변수(회전각 및 중심점)를 저장한 후, 내림차순으로 정렬된 입력지문패턴과 등록지문패턴에서 각각 다음으로 거리가 먼 두 특징점들을 매칭후보로 각각 선택하여 입력지문패턴에 일치하는 특징점 쌍이 있는 지를 검색한다. 비교결과, 일치하는 특징점 쌍의 수가 문턱치보다 많으면 점 패턴 매칭을 적용한 지문의 매칭을 수행하여 등록지문패턴과 입력지문패턴 사이의 정합율을 체크하여 본인 여부를 결정하고, 상기 비교결과, 모든 점을 비교해도 정렬이 안되었다면 후보 특징 그룹에서 대표치 특징을 선택하여 회전 및 이동변수를 구한다.

그 다음, 상기 정렬된 두 개의 패턴에 대해, 입력지문패턴의 특징점 각각에 허용 오차의 범위를 정해두고, 그 허용 오차의 범위안에 드는 등록지문패턴의 특징점의 수를 세어 입력지문패턴의 특징점에 대한 일치여부를 판단한다(단계 S130).

상기에서 설명한 본 발명의 양쪽 동시 지문입력기의 지문 매칭 방법은 두개의 지문을 동시에 입력하여 데이터베이스에 저장된 등록지문과의 비교에 의해 본인여부를 확인하는 것으로, 하나의 지문을 입력하는 종래의 한쪽 지문입력기에 비해 지문 인식율이 훨씬 높고 오차가 적은 장점이 있다.

상기와 같이, 본 발명에서는 양쪽 동시 지문입력기 및 그 지문 매칭 방법에 대한 구성과 동작 과정을 자세히 설명하였다. 한편, 본 발명에 있어서 지문 매칭에 대한 구체적인 원리 및 설명은 본원 출원인이 1999년 03월 19일자로 특허출원한 지문 매칭 방법(출원번호: 10-1999-0009354)과 동일하므로, 여기서는 그 자세한 설명은 생략하였다.

다음은, 본 발명의 양쪽 동시 지문입력기의 성능을 평가하기 위하여 기존의 한쪽 지문입력기를 이용한 인식률과 비교 실험하였다.

지문인식시스템의 인식성능은 본인거부오류율(FRR- False Rejectance Rate)과 타인수락오류율(FAR-False Acceptance Rate)로 평가한다. 본인거부오류는 하나의 지문을 이미 등록된 지문과 비교 했을 때 동일인임에도 불구하고 타인이라 잘못 판정하는 것이고, 반대로 타인수락오류는 동일인이 아님에도 불구하고 동일인이라 잘못 판정하는 것이라 할 수 있다. 출입관리시스템등의 보안을 목적으로 하는 경우는 등록되지 않은 사람이 인증에 성공하지 않도록 타인수락오류율이 극히 낮아야 하며, 반대로 범죄수사를 목적으로 용의자 색출을 하는 경우에는 본인거부오류율이 상대적으로 낮아야만 좋은 성능을 평가받게 된다.

도 12는 지문입력기로 입력받은 엄지손가락의 지문영상을 나타낸 것으로, (a)는 본 발명의 양쪽 동시 지문입력기를 이용한 엄지손가락의 지문영상 도면이고, (b)는 종래의 한쪽 지문입력기를 이용한 엄지손가락의 지문영상 도면이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 한 사람당 여러 번(도 12에서는 5번을 예로 들었음)의 지문을 입력받은 결과 한쪽면만 입력을 받은 지문은 도 12의 (b)와 같이 방향이 일정하지 않았으며 양쪽에서 동시에 지문으로 입력받은 경우는 도 12의 (a)와 같이 방향이 일정함을 알 수 있다. 또한, 하기의 표 1에서와 같이, 한쪽면만 입력 받은 경우의 본인거부오류율 보다 양쪽면을 입력받은 경우의 본인거부오류율이 낮은 것을 알 수 있다.

	양쪽 동시 지문입력기	한쪽지문입력기
A	36	57
B	44	53
C	60	66

따라서, 실험결과에서도 알수 있듯이, 양쪽 동시 지문입력기를 이용하여 입력받은 지문은 회전이 적어 인식률이 높은 동시에 두개의 지문을 획득하여 처리함으로써 인식률을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서는 지문인식성능향상을 위해 양쪽 동시 지문입력기로부터 취득된 지문을 지문인식에 이용하는 방법을 기술하였다. 기존의 지문입력기는 식별 받고자하는 개인이 자신의 손가락을 지문입력창에 안착시키는 경우 추출되는 지문은 손가락의 방향이 일정하지 않았다. 특히 지문의 매칭 및 분류에서 지문의 회전방향은 인식률에 중요한 영향을 미치는 특징이다. 본 발명에서는 엄지와 검지를 이용하여 집게형태의 양쪽 동시 지문입력기로 지문의 방향을 항상 일정한 방향으로 입력받을 수 있도록 제안하였고, 실험 결과 지문인식성능을 향상시킬 수 있었다. 상기 양쪽 동시 지문입력기를 제작할 때 사용자가 편안히 잡고 지문이 입력될 수 있도록 하기 위해 집게형태의 모양으로 디자인하며, 이때 지문의 한쪽면만 입력되는 오류를 방지하기 위해 센서부분에 각도를 엄지의 중앙부와 검지의 중앙부의 지문이 입력될 수 있도록 조절함으로써 획득되는 지문의 질을 높일 수 있다. 또한 양쪽지문을 동 시에 획득하여 사용함으로써 인식률도 향상시킬 수 있다

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 양쪽 동시 지문입력기 및 그 지문 매칭 방법에 의하면, 집게형태로 설계되어 항상 같은 방향으로 입력창에 손가락을 안착시킴으로써 지문입력시 사용자가 편안하게 사용할 수 있으며, 입력지문을 인식할 때 특징점추출에 영향을 미치는 지문회전을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 양쪽 면에 입력 창을 두어서 양쪽에서 두개의 지문을 동시에 획득함으로써, 지문이 입력될 때 손가락의 닿는 부위가 비슷하여 정확도가 높다.

또한, 등록 할때 지문과 검사 할때 지문이 시간 차이가 있기 때문에 회전과 이동이 발생되는데, 본 발명에서는 지문입력창에 경사을 둠으로서 이동과 회전이 별로 발생되지 않은 거의 유사한 영역의 지문을 획득할 수 있다.

또한, 한쪽 면만 사용하여 지문을 입력하는 방법보다 양쪽 면에서 두개의 지문을 동시에 입력함으로써, 인식률을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 보안효과도 높일 수 있다.

또한, 동시에 두개의 지문을 입력할 수 있기 때문에 하나일 때 보다 정보량이 많고, 두 손가락의 종류에 따른 부호화가 가능하다(예를 들어, 엄지와 검지, 엄지와 중지, 엄지와 약지, 엄지와 애지 등).

Claims (6)

1. 일측과 타측에 각각 형성된 지문입력창에 손가락을 집게형태로 잡아서 동시에 두개 이상의 지문을 입력하는 단계;

   상기 입력된 두개 이상의 지문을 분석하여 지문의 특징점을 추출하는 단계; 및

   상기 추출된 지문의 특징점을 기준으로 하여 데이터베이스에 이미 등록된 지문의 특징점과 비교 및 정합하여 본인 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양쪽 동시 지문입력기의 지문 매칭 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지문의 특징점은 융선의 끝점, 분기점, 중심점, 삼각주의 형상, 위치, 방향에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 매칭 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 두개 이상의 지문은:

   상기 일측의 지문입력창에는 하나의 지문을 입력하고, 상기 타측의 지문입력창에는 적어도 하나 이상의 지문을 동시에 입력하는 것을 특징으로 하는 지문 매칭 방법.
4. 지문입력기에 있어서,

   지문을 입력하는 제 1 지문입력창과 제 2 지문입력창이 앞, 뒤로 각각 형성되어 있고, 사용자가 손가락을 집게형상으로 잡아서 상기 제 1 및 제 2 지문입력창에 적어도 2개 이상의 지문을 동시에 입력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 양쪽 동시 지문입력기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 지문입력창의 방향은 수직 축을 기준으로 반시계 방향으로 기울어져 있고, 각도는 입력창의 중심 축을 기준으로 소정의 각도로 경사를 이루고 있으며,

   상기 제 2 지문입력창의 방향은 손가락을 수평으로 안착시킬 수 있도록 되어 있으며, 각도는 입력창의 중심 축을 기준으로 소정의 각도로 경사를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 양쪽 동시 지문입력기.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 지문입력창에는 엄지 손가락의 지문을 입력하고,

   상기 제 2 지문입력창에는 검지, 중지, 약지, 애지 중 적어도 하나 이상의 지문을 입력하는 것을 특징으로 하는 양쪽 동시 지문입력기.

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