KR100834995B1 - Fingerprints matching Apparatus and Method - Google Patents

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KR100834995B1 KR1020060095005A KR20060095005A KR100834995B1 KR 100834995 B1 KR100834995 B1 KR 100834995B1 KR 1020060095005 A KR1020060095005 A KR 1020060095005A KR 20060095005 A KR20060095005 A KR 20060095005A KR 100834995 B1 KR100834995 B1 KR 100834995B1
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Abstract

본 발명에 따른 지문 정합 장치는, 사용자 지문을 스캔하는 스캐너, 지문 특징점을 포함하는 템플릿 지문 정보를 저장하는 데이터베이스, 데이터베이스로부터 읽어 들인 템플릿 지문의 특징점들과 스캐너로부터 입력된 지문 정보로부터 추출된 특징점들에 대해 각 특징점을 기준으로 최근접 특징점 정보를 포함하는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 생성하는 국소 이웃 구조 생성부, 국소 이웃 구조 생성부에서 생성된 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 이용하여 입력 지문을 템플릿 지문에 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 정합되는 특징점들을 군집화하는 정렬 및 군집화 처리부, 정렬 및 군집화 처리부에서 군집화된 특징점들을 이용하여 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 점수를 산출하는 정합 점수 산출부를 포함한다.The fingerprint matching device according to the present invention includes a scanner scanning a user fingerprint, a database storing template fingerprint information including fingerprint feature points, feature points of a template fingerprint read from a database, and feature points extracted from fingerprint information input from a scanner. A local neighborhood structure generation unit for generating a local neighborhood structure containing nearest feature point information for each feature point with respect to a local neighborhood structure of a template fingerprint and an input fingerprint generated by the local neighborhood structure generation unit. neighborhood fingerprint) to align the input fingerprint with the template fingerprint, and the template fingerprint and the input using the clustered feature points in the alignment and clustering processing unit, the alignment and clustering processing unit for clustering the feature points matched from the aligned input fingerprint and the template fingerprint Fingerprint Matching Score Between Fingerprints It comprises parts of the matching score calculator for calculating.

지문 정합, 특징점, 국소 이웃 구조, 정렬, 군집화, 판정 Fingerprint matching, feature point, local neighbor structure, alignment, clustering, verdict

Description

지문 정합 장치 및 방법{Fingerprints matching Apparatus and Method}Fingerprint matching device and method {Fingerprints matching Apparatus and Method}

도 1은 본 발명에 따른 지문 정합 장치의 구성을 블럭으로 도시한 일실시예, 1 is a block diagram showing the configuration of a fingerprint matching device according to the present invention;

도 2a는 본 발명에 따른 국소 이웃 구조 생성부에서 생성되는 국소 이웃 구조 예시도,2A is a diagram illustrating a local neighbor structure generated by the local neighbor structure generating unit according to the present invention;

도 2b는 본 발명에 따른 국소 이웃 구조 생성부에서 생성되는 k 번째 최근접 특징점에 대한 특징점 인코딩 변수 예시도, 2B is a diagram illustrating a feature point encoding variable for a k th nearest feature point generated by a local neighbor structure generator according to the present invention;

도 3a는 본 발명에 따른 정렬 및 군집화 처리부의 정렬 결과 예시도,Figure 3a is an illustration of the alignment result of the alignment and clustering processing unit according to the present invention,

도 3b는 본 발명에 따른 정렬 및 군집화 처리부의 특징점 군집화 예시도, Figure 3b is an illustration of the feature grouping of the alignment and clustering processing unit according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 정렬 및 군집화 처리부의 지문 변형 예시도,Figure 4 is an exemplary fingerprint modification of the alignment and clustering processing unit according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 지문 정합 장치를 이용한 지문 인식 시스템에서의 지문 인식 성능 비교 그래프,5 is a graph comparing fingerprint recognition performance in a fingerprint recognition system using a fingerprint matching device according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 지문 정합 장치의 지문 정합 흐름도, 6 is a fingerprint matching flowchart of a fingerprint matching device according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 국소 이웃 구조(local neighborhood structure) 생성 흐름도, 7 is a flowchart of generating a local neighborhood structure according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 정렬 및 군집화 흐름도, 8 is a flow chart of alignment and clustering according to the present invention;

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 특징점 군집화 흐름도, 9 is a flowchart illustrating feature clustering according to an embodiment of the present invention;

<도면부호의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>

21,22 : 지문 경계 박스(boundary box) 31 : 변형 패턴21,22: fingerprint boundary box 31: deformation pattern

110 : 스캐너 120 : 템플릿 지문 DB 110: scanner 120: template fingerprint DB

130 : 제어부 130: control unit

131 : 국소 이웃 구조 생성부 133 : 정렬 및 군집화 처리부  131: local neighbor structure generation unit 133: alignment and clustering processing unit

135 : 정합 점수 산출부  135: matching score calculation unit

본 발명은 지문 인식 기술에 관한 것으로, 특히 비선형 뒤틀림 문제를 해결하여 효과적으로 지문 인식을 수행할 수 있도록 해주는 지문 정합 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a fingerprint recognition technology, and more particularly, to a fingerprint matching device and a method for solving a nonlinear distortion problem to effectively perform fingerprint recognition.

지문 인식은 다양한 생체 인식 분야들 중 구별성, 지속성, 성능 등 여러 판단 항목에서 고르게 좋은 특성을 보이고, 또한 이용자에게 거부감을 주지 않는 기술로 가장 주목받고 있다. 최근 수 년 간에, 자동 지문 인식 시스템(Automatic Fingerprint Identification System) 분야는 매우 진보적인 발전을 이루어졌다. 이러한 자동 지문 인식 시스템(Automatic Fingerprint Identification System)에서 가장 중요하게 다루어져야 하는 기술은 지문 정합(fingerprint matching)이다. 지문 정합(fingerprint matching)은 두 개의 지문 영상에 대해 유사도(similarity)를 값으로 표현하는 것을 말하는데, 동일인의 지문에 대해서는 유사도(similarity)의 값이 커야 하고, 다른 사람과의 지문과는 유사도(similarity)의 값이 작아야 한다.Fingerprint recognition is attracting the most attention as a technology that shows good characteristics evenly in various judgment items such as discrimination, persistence, and performance among various biometrics, and does not give a user a feeling of rejection. In recent years, the field of Automatic Fingerprint Identification System has made great progress. The most important technique to be dealt with in such an automatic fingerprint identification system is fingerprint matching. Fingerprint matching refers to the expression of similarity for two fingerprint images. The similarity should be large for the fingerprint of the same person, and similarity to the fingerprint with other people. ) Should be small.

지문 정합 기술은 비록 다수의 지문 정합 이론들이 존재하지만, 가장 많이 사용되고 또한 정확한 방법인 특징점(minutiae) 기반의 방법이 널리 주목받고 있다. 여기서 지문 특징점(minutiae)이란 지문 패턴에서 융기선이 끝나는 지점(ridge ending, 이하, 단점이라 함)과 융기선이 두 개로 갈라지는 지점(ridge bifurcation, 이하, 분기점이라 함)을 통칭하여 일컫는 용어이다. 지문 인식 시스템(Fingerprint Identification System)이 미국 규격 협회(ANSI)와 미국 표준 기술원(NIST)의 표준과의 호환성을 지원하고 기존의 시스템에서 추출된 템플릿 지문 특징점들을 사용하기 위해, 특징점들의 위치와 방위 정보만을 사용하는 것이 요구되고 있다. 이에 따라 지문 정합(fingerprint matching)은 간단한 점 패턴 정합과 같이 일치하는 한 쌍의 특징점들의 개수를 찾는 문제로 생각되어질 수 있다.Although many fingerprint matching theories exist, the fingerprint matching technique has attracted much attention as a minutiae-based method, which is the most used and accurate method. The fingerprint feature point (minutiae) is a term used to collectively refer to a point where a ridge line ends (ridge ending, hereinafter referred to as a disadvantage) and a ridge bifurcation (hereinafter, referred to as a branch point) in a fingerprint pattern. Fingerprint Identification System supports compatibility with standards of the American National Standards Institute (ANSI) and the National Institute of Standards and Technology (NIST), and uses location and orientation information of feature points to use template fingerprint feature points extracted from existing systems. It is required to use only. Accordingly, fingerprint matching can be thought of as a problem of finding the number of pairs of feature points that match, such as simple dot pattern matching.

그러나 이러한 간단한 점 패턴 정합 문제를 어렵게 하는 여러 가지 문제점이 존재한다. 그 중 가장 큰 영향을 미치는 문제는 탄력이 있는 피부의 성질에 의해 생기는 것으로 지문 인식기에 손가락을 대는 위치와 압력의 변화에 의해 지문 패턴에 비선형 뒤틀림(non-linear distortion)이 생기는 것이다. 실제로 사람의 손가락은 3 차원 적으로 곡률이 있는 모양이고, 지문 인식기는 보통 평평한 2차원 모양이므로 지문 취득 시에는 크던 작던 항상 비선형 뒤틀림(non-linear distortion)이 일어나게 된다. 모든 지문 인식 시스템(Fingerprint Identification System)은 지문 정합 단계에서 비선형 뒤틀림(non-linear distortion) 문제점들을 잘 대처하도록 설계해야 좋은 성능을 낼 수 있다.However, there are several problems that make this simple dot pattern matching problem difficult. The most influential problem is caused by the elasticity of the skin, which causes non-linear distortion in the fingerprint pattern due to changes in the position and pressure of the finger on the fingerprint reader. In fact, human fingers are three-dimensional curvatures, and fingerprint readers are usually flat two-dimensional shapes, so non-linear distortions, whether large or small, always occur when fingerprints are acquired. All Fingerprint Identification Systems must be designed to cope with non-linear distortion issues during the fingerprint matching stage to ensure good performance.

지문 정합의 방법에는 이미지 기반 방법, 텍스처(texture) 기반 방법, 지문 특징점 기반 방법 등 다양한 방법론이 존재한다. 많은 논문에서 이러한 비선형 뒤틀림 문제를 해결하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있다. 그 중에서 제인(Jain)과 그외 2인들이 저술한 『On-line fingerprint verification』에서는 특징점 근처의 융기선 정보를 샘플링(sampling)하여 특징점 자체의 정보에 추가하여 사용하고, 각 특징점당 크기가 변하는 사각형을 범위로 대응쌍을 찾는 방법을 사용하였다. 그러나 이 방법은 기본적으로 강체(rigid) 변환만을 고려하고 있으므로 큰 뒤틀림 에러에는 효과적인 방법이 아니다. 또한 특징점 자체 이외의 정보를 사용하고 있으므로 호환성에 문제가 있고, 샘플링된 융기선 정보는 템플릿 용량을 커지게 하는 문제가 있다. 한편, 카페리(Cappelli)와 그외 2인들이 저술한 『Modelling plastic distortion in fingerprint images』에서는 비선형 뒤틀림을 기술하는 수학적인 변형 모델을 제안하였다. 그러나 이 모델은 뒤틀림이 없는 상태와 뒤틀림이 일어난 상태의 관계를 나타내는 것이기 때문에 기본적으로 뒤틀림이 일어난 상태들의 대응 관계를 따지는 지문 정합 방법의 목적에는 맞지 않는다. 실제로 두 뒤틀려진 표면의 관계는 수학적으로 기술하는 것이 쉽지 않다. 바젠(Bazen)과 게레즈(Gerez)가 저술한 『Fingerprint matching by thin-plate spline modelling plastic deformation』에서는 뒤틀린 지문 영상을 모델링하기 위해 thin-plate spline(TPS) 모델을 반복적으로 적용하는 방법을 사용하였다. 그러나 이 방법에는 반복적인 변형 과정을 제어하는 적절한 제한 조건이 없다. 비록 이 방법으로 동일인의 지문 정합의 유사도 점수를 확실하게 증가시킬 수 있지만, 타인의 지문과의 정합의 유 사도 점수도 비슷한 분포로 올리기 때문에, 결과적으로 FMR(false matched rate)도 올라가게 된다. 가장 최근에 로스(Ross)와 그외 2인들이 저술한 『Fingerprint warping using ridge curve correspondences』에서는 융기선 곡선 대응 정보를 바탕으로 TPS 모델을 사용하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 이 방법은 각 사람당 변형 패턴을 학습(training) 시키는 과정이 필요하고 학습된 평균 변형 모델은 역시 큰 뒤틀림이 일어난 경우에는 올바른 결과를 주지 못하는 한계점이 있다.There are various methods of fingerprint matching such as image based method, texture based method and fingerprint feature based method. Many papers suggest various methods to solve this nonlinear distortion problem. Among them, `` On-line fingerprint verification '', written by Jane and two others, samples the ridge line information near the feature point, adds it to the information of the feature point itself, and changes the size of each feature point. We used a method to find the matching pairs in the However, this method basically only considers rigid transformation, so it is not effective for large distortion errors. In addition, since information other than the feature point itself is used, there is a compatibility problem, and the sampled ridge information has a problem of increasing the template capacity. Meanwhile, in Modeling plastic distortion in fingerprint images by Cappelli and two others, he proposed a mathematical deformation model describing nonlinear distortions. However, this model is not suitable for the purpose of the fingerprint matching method, which basically distinguishes between the warped states because it represents the relationship between the warped state and the warped state. In fact, the relationship between two warped surfaces is not easy to describe mathematically. Fingerprint matching by thin-plate spline modeling plastic deformation, written by Bazen and Gerez, used a method of iterative application of thin-plate spline (TPS) models to model warped fingerprint images. . However, this method does not have appropriate constraints to control the iterative deformation process. Although this method can reliably increase the similarity score of the same person's fingerprint matching, the similarity score of matching with another person's fingerprint also increases to a similar distribution, resulting in an increase in the false matched rate (FMR). Recently, written by Ross and two others, Fingerprint warping using ridge curve correspondences suggests using a TPS model based on ridge curve correspondence information. However, this method requires training a deformation pattern for each person, and the averaged trained deformation model also has a limitation in that it does not give a correct result when a large distortion occurs.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 비선형 뒤틀림 문제를 해결하여 효과적으로 지문 인식을 수행할 수 있도록 해주는 지문 정합 장치 및 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in the above background, and an object of the present invention is to provide a fingerprint matching device and method for effectively performing fingerprint recognition by solving a nonlinear distortion problem.

본 발명의 일 양상에 따른 지문 정합 장치는, 사용자 지문을 스캔하는 스캐너, 지문 특징점을 포함하는 템플릿 지문 정보를 저장하는 데이터베이스, 데이터베이스로부터 읽어 들인 템플릿 지문의 특징점들과 스캐너로부터 입력된 지문 정보로부터 추출된 특징점들에 대해 각 특징점을 기준으로 최근접 특징점 정보를 포함하는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 생성하는 국소 이웃 구조 생성부, 국소 이웃 구조 생성부에서 생성된 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 이용하여 입력 지문을 템플릿 지문에 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 정합되는 특징점들을 군집화하는 정렬 및 군집화 처리부, 정렬 및 군집화 처리부에서 군집화된 특징점들을 이용하 여 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 점수를 산출하는 정합 점수 산출부를 포함한다.Fingerprint matching device according to an aspect of the present invention, a scanner for scanning a user fingerprint, a database for storing the template fingerprint information including the fingerprint feature point, extracted from the feature points of the template fingerprint read from the database and the fingerprint information input from the scanner A local neighbor structure generation unit for generating a local neighborhood structure including nearest feature point information based on each feature point with respect to the extracted feature points, and a local neighbor of a template fingerprint and an input fingerprint generated by the local neighbor structure generator A template is used by aligning an input fingerprint with a template fingerprint using a local neighborhood structure, and clustering feature points in an alignment and clustering processor and an alignment and clustering processor that cluster the feature points matched by the aligned input fingerprint and the template fingerprint. Fingerprint between fingerprint and input fingerprint And a matching score calculator for calculating the matching score.

이 같은 양상에 따른 본 발명의 지문 정합 장치는 국소적인 특징점 정합쌍들을 군집화하고 각 군집에서의 정보들을 종합하여 지문 정합 점수를 산출하도록 구현됨으로써, 비선형 뒤틀림 문제를 해결하면서 효과적으로 지문 인식을 수행할 수 있도록 해준다. The fingerprint matching device of the present invention is implemented to cluster local feature point matching pairs and aggregate information from each cluster to calculate a fingerprint matching score, thereby effectively performing fingerprint recognition while solving the nonlinear distortion problem. To make it work.

본 발명의 다른 양상에 따른 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 방법은, 템플릿 지문의 특징점들과 입력 지문의 특징점들에 대해 각 특징점을 기준으로 최근접 특징점 정보를 포함하는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 생성하는 단계, 상기 생성된 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 이용하여 상기 입력 지문을 상기 템플릿 지문에 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 정합되는 특징점들을 군집화하는 정렬 및 군집화 단계, 상기 군집화된 특징점들을 이용하여 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 점수를 산출하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a fingerprint matching method between a template fingerprint and an input fingerprint, including: local neighborhood structure including nearest feature point information based on each feature point of the feature points of the template fingerprint and the feature points of the input fingerprint; ) Aligning the input fingerprint with the template fingerprint using a local neighborhood structure of the generated template fingerprint and the input fingerprint, and matching feature points in the aligned input fingerprint and the template fingerprint. And a step of sorting and clustering, and calculating a fingerprint matching score between the template fingerprint and the input fingerprint using the clustered feature points.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 지문 정합 장치의 구성을 블럭으로 도시한 일실시예이고, 도 2a는 본 발명에 따른 국소 이웃 구조 생성부에서 생성되는 국소 이웃 구조 예시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 국소 이웃 구조 생성부에서 생성되는 k 번째 최근접 특징점에 대한 특징점 인코딩 변수 예시도이고, 도 3a는 본 발명에 따른 정렬 및 군집화 처리부의 정렬 결과 예시도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 정렬 및 군집화 처리부의 특징점 군집화 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 정렬 및 군집화 처리부의 지문 변형 예시도이다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a fingerprint matching device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a diagram illustrating a local neighbor structure generated by a local neighbor structure generating unit according to the present invention, and FIG. FIG. 3A is an exemplary view illustrating alignment result of the alignment and clustering processing unit according to the present invention, and FIG. 3B illustrates the alignment and clustering process according to the present invention. 4 is an exemplary view illustrating clustering of feature points in a clustering processing unit, and FIG. 4 is a diagram illustrating fingerprint modification of an alignment and clustering processing unit according to the present invention.

도 1을 참조하면 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 크게 스캐너(110), 템플릿 지문 데이터베이스(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 스캐너(110)는 사용자 지문을 스캔하는 지문 스캐너로 구현된다. 템플릿 지문 데이터베이스(120)는 지문 특징점을 포함하는 템플릿 지문 정보를 저장한다. 제어부(130)는 바람직하게는, 롬과 램과 주변장치가 집적된 마이크로프로세서로 구현되며 국소 이웃 구조 생성부(131), 정렬 및 군집화 처리부(133) 및 정합 점수 산출부(135)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the fingerprint matching device according to the present invention includes a scanner 110, a template fingerprint database 120, and a controller 130. The scanner 110 is implemented as a fingerprint scanner that scans a user's fingerprint. The template fingerprint database 120 stores template fingerprint information including fingerprint feature points. The controller 130 is preferably implemented as a microprocessor integrated with ROM, RAM, and peripheral devices, and includes a local neighbor structure generator 131, an alignment and clustering processor 133, and a matching score calculator 135. .

국소 이웃 구조 생성부(131)는 데이터베이스(120)로부터 읽어 들인 템플릿 지문의 특징점들과 스캐너(110)로부터 입력된 지문 정보로부터 추출된 특징점들에 대해 각 특징점을 기준으로 최근접 특징점 정보를 포함하는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 생성한다. 즉 본 발명에서는 각 지문 특징점에 대해 국소적으로 근접한 이웃 특징점에 대한 정보를 담는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 제안한다. 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)는 이동(translation)과 회전(rotation)에 불변하는 정보를 담고 있는 구조로, 넓은 영역으로 전파되는 뒤틀림에 안정적이다. 일 실시예에 있어서, 국소 이웃 구조 생성부(131)는 최근접 특징점 산출부(1312)와 특징점 인코딩 변수 산출 부(1324)를 포함하여 구현될 수 있다.The local neighbor structure generation unit 131 includes nearest feature point information based on each feature point for feature points of the template fingerprint read from the database 120 and feature points extracted from the fingerprint information input from the scanner 110. Create a local neighborhood structure. That is, the present invention proposes a local neighborhood structure containing information on neighboring feature points that are locally adjacent to each fingerprint feature point. The local neighborhood structure is a structure that contains information that is invariant to translation and rotation, and is stable to distortion propagating over a wide area. In an example, the local neighbor structure generator 131 may include a nearest feature point calculator 1312 and a feature point encoding variable calculator 1324.

최근접 특징점 산출부(1312)는 지문의 각 특징점을 기준점(이하, 기준 특징점이라 한다. 예컨대, i번째 지문 특징점에 대해 국소 이웃 구조를 생성할 때, i번째 지문 특징점이 기준 특징점이 된다)으로 하는 로컬 좌표계를 설정하여 상기 로컬 좌표계에 대한 평면을 K 개의 동일한 각도의 영역으로 나누어 각 영역에서 최근접 특징점들을 산출한다. 여기서, 도 2a를 참조하여 최근접 특징점 산출부(1312)의 동작을 설명한다. The nearest feature point calculator 1312 refers to each feature point of the fingerprint as a reference point (hereinafter, referred to as a reference feature point. For example, when generating a local neighboring structure for the i-th fingerprint feature point, the i-th fingerprint feature becomes the reference feature point). By setting a local coordinate system, the plane of the local coordinate system is divided into K equal-angle regions to calculate nearest feature points in each region. Here, the operation of the nearest feature point calculator 1312 will be described with reference to FIG. 2A.

로컬 좌표계에서 각 특징점은 속성으로 위치와 방향을 가지고 있으므로, 각 특징점의 방향을 x축으로 설정할 수 있다. 예컨대, 최근접 특징점 산출부(1312)는 도 2a 에 도시한 바와 같이, 먼저 기준 특징점을 원점으로, 기준 특징점의 융기선을 x 축으로 하는 로컬 좌표계를 설정한다. 최근접 특징점 산출부(1312)는 로컬 좌표계 평면을 45°각도(k=8)의 영역으로 나누고, 각각의 영역에 포함된 특징점들 중에서 기준 특징점에 대한 최근접 특징점들을 산출한다. 도2a에서, 사각형, 원형, ×자 모양의 선분은 각각 기준 특징점, 각 영역에서 기준 특징점과 최근접 특징점으로 선택된 이웃, 선택되지 않은 나머지 특징점을 나타낸다. In the local coordinate system, each feature point has a position and direction as attributes, so the direction of each feature point can be set in the x-axis. For example, as shown in FIG. 2A, the nearest feature point calculator 1312 first sets a local coordinate system using the reference feature as the origin and the ridge line of the reference feature as the x axis. The nearest feature point calculator 1312 divides the local coordinate system plane into an area having a 45 ° angle (k = 8), and calculates nearest feature points with respect to the reference feature point among feature points included in each area. In Fig. 2A, the rectangular, circular, and x-shaped line segments respectively represent reference feature points, neighbors selected as reference feature points and nearest feature points in each region, and remaining non-selected feature points.

특징점 인코딩 변수 산출부(1324)는 최근접 특징점 산출부(1312)에서 산출된 최근접 특징점들의 인코딩 변수들을 산출한다. 여기서, 도 2b를 참조하여 특징점 인코딩 변수 산출부(1324)에서 최근접 특징점들의 인코딩 변수들을 산출하는 동작을 설명한다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 특징점 인코딩 변수 산출부(1324)는 k 번째 최근접 특징점에 대해, 국소 구조의 중심 특징점을 기준으로 측정한 각도(θ k ), 거리(d k ) 및 이웃의 위치에 대한 각도(Φ k )를 포함하는 최근접 특징점들의 인코딩 변수들을 산출한다. The feature point encoding variable calculator 1324 calculates encoding variables of the nearest feature points calculated by the nearest feature point calculator 1312. Here, an operation of calculating encoding variables of nearest feature points in the feature point encoding variable calculator 1324 will be described with reference to FIG. 2B. As shown in FIG. 2B, the feature point encoding variable calculating unit 1324 has an angle θ k , a distance d k , and a position of a neighbor measured with respect to the k th nearest feature point based on the center feature point of the local structure. Calculate the encoding variables of the nearest feature points, including the angle φ k for.

정렬 및 군집화 처리부(133)는 국소 이웃 구조 생성부(131)에서 생성된 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 이용하여 입력 지문을 템플릿 지문에 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 정합되는 특징점들을 군집화한다. 일 실시예에 있어서, 정렬 및 군집화 처리부(133)는 유사 국소 이웃 구조 획득부(1332), 정렬 매개 변수 설정부(1334) 및 특징점 군집 설정부(1336)를 포함하여 구현될 수 있다. The alignment and clustering processor 133 aligns the input fingerprint with the template fingerprint by using the template fingerprint generated by the local neighbor structure generator 131 and the local neighborhood structure of the input fingerprint, and the aligned input fingerprint. Cluster the feature points that match in the template fingerprint. In one embodiment, the alignment and clustering processing unit 133 may be implemented to include a similar local neighbor structure acquisition unit 1332, an alignment parameter setting unit 1334, and a feature point cluster setting unit 1336.

유사 국소 이웃 구조 획득부(1332)는 국소 이웃 구조 생성부(131)에서 생성된 템플릿 지문의 각 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 입력 지문의 각 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)와 비교하여 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 임계치보다 큰 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조들(local neighborhood structures)을 획득한다. 일례로, 유사 국소 이웃 구조 획득부(1332)는 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조에 포함된 최근접 특징점 인코딩 변수들(θ k , d k , Φ k )의 차이를 산출하고, 변수들의 차이를 임계치와 비교하여 변수들이 서로 유사한지를 판단한다. 유사 국소 이웃 구조 획득부(1332)는 유사한 인코딩 변수들을 갖는 최근접 특징점들의 개수를 카운트하여 유사도를 산출하도록 구현될 수 있다. 일례로, 유사 국소 이웃 구조 획득부(1332)는 (유사 최근접 특징점들의 개수) / (총 최근접 특징점들의 개수)를 계산하여 유사도를 산출하도록 구현될 수 있다. The similar local neighbor structure obtaining unit 1332 compares each local neighborhood structure of the template fingerprint generated by the local neighbor structure generating unit 131 with each local neighborhood structure of the input fingerprint to obtain a similarity degree. And local neighborhood structures of the input fingerprint and the pair of template fingerprints whose calculated similarity is greater than the threshold are obtained. In one example, the similar local neighbor structure obtaining unit 1332 calculates a difference between the nearest feature point encoding variables θ k , d k , Φ k included in the local neighbor structure of the template fingerprint and the input fingerprint, and the difference between the variables. Is compared with the threshold to determine whether the variables are similar to each other. The similar local neighbor structure obtainer 1332 may be implemented to count the number of nearest feature points having similar encoding variables to calculate the similarity. For example, the similar local neighbor structure acquirer 1332 may be implemented to calculate the similarity by calculating (the number of similar nearest feature points) / (the total number of nearest feature points).

정렬 매개 변수 설정부(1334)는 유사 국소 이웃 구조 획득부(1332)에서 획득 된 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조들(local neighborhood structures)에서 기준 특징점들의 위치와 각도를 이용하여 변환 매개 변수들을 산출한다. 여기서, 기준 특징점들의 위치와 각도는 전체 지문 영상 데이터에 대한 좌표계에서 해당 기준 특징점이 갖는 위치와 각도를 의미한다. 이러한 기준 특징점들의 위치와 각도는 프로그램적으로 용이하게 설정할 수 있다. 예컨대, 정렬 매개 변수 설정부(1334)는 템플릿 지문의 기준 특징점1과 입력 지문의 기준 특징점 2의 위치가 각각 (x1,y1), (x2,y2)이고 각도가 각각 r1, r2 인 경우, 각도 r1-r2, 변위 (x1-x2, y1-y2)인 변환 매개 변수를 산출한다. The alignment parameter setting unit 1334 converts using the position and angle of the reference feature points in the local neighborhood structures of the pair of template fingerprints and the input fingerprints acquired by the similar local neighbor structure acquisition unit 1332. Calculate the parameters. Here, the positions and angles of the reference feature points mean the positions and angles of the reference feature points in the coordinate system for the entire fingerprint image data. The position and angle of these reference feature points can be easily set programmatically. For example, the alignment parameter setting unit 1334 may determine an angle when the positions of the reference feature 1 of the template fingerprint and the reference feature 2 of the input fingerprint are (x1, y1) and (x2, y2), respectively, and the angles are r1, r2, respectively. Calculate the transformation parameters r1-r2, displacements (x1-x2, y1-y2).

또한, 정렬 매개 변수 설정부(1334)는 산출된 변환 매개 변수들 중 유사도가 최대인 변환 매개 변수를 정렬 매개 변수로 설정한다. 일례로, 정렬 매개 변수 설정부(1334)는 변환 매개 변수 공간에서 일정 공간 크기에 대해 유사도의 합을 최대로 하는 변환 매개 변수를 선택하도록 구현될 수 있다. 여기서, 변환 매개 변수 공간은 유사도가 높은 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조에 속한 특징점들에 대한 각도, 변위를 이용하여 얻어지는 3차원 공간을, 일정 공간 크기는 3차원 공간상의 표시되는 각 특징점을 중심으로 일정 공간 크기의 구를 의미한다. 정렬 매개 변수 설정부(1334)는 3 차원 공간상의 표시되는 특징점들 중 일정 공간 크기 구 안에 포함되는 특징점들을 구하고, 상기 특징점들에 해당하는 유사도를 합산하여 유사도가 최대인 변환 매개 변수를 정렬 매개 변수로 설정한다.In addition, the alignment parameter setting unit 1334 sets the transformation parameter having the maximum similarity among the calculated transformation parameters as the alignment parameter. In one example, the alignment parameter setting unit 1334 may be implemented to select a transformation parameter that maximizes the sum of the similarities for a predetermined space size in the transformation parameter space. Here, the transform parameter space is a three-dimensional space obtained by using a pair of template fingerprints having a high similarity and angles and displacements of feature points belonging to a local neighboring structure of the input fingerprint. It means a sphere with a certain size of space around each feature point. The sorting parameter setting unit 1334 obtains feature points included in a predetermined space size sphere among the displayed feature points on the 3D space, and adds the similarity corresponding to the feature points to obtain a transform parameter having the maximum similarity. Set to.

특징점 군집 설정부(1336)는 정렬 매개 변수 설정부(1334)에서 설정된 정렬 매개 변수에 따라 입력 지문을 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에 서 일정 영역에 모여있는 최대 특징점 정합쌍들을 특징점 군집으로 설정한다. 도 3b를 참조하면 예컨대 일정 영역에 모여있는 최대 특징점 정합쌍들을 특징점 군집(Cluster 1)을 제외한 나머지 영역을 따로 떼어서 보면 역시 국소적으로는 국소 이웃 구조의 유사도가 유지되고 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 기존의 군집에 해당하는 대응쌍의 특징점들을 제외한 나머지 특징점들 만으로 다시 정렬 과정을 수행한 뒤에 위의 군집을 정하는 과정을 수행하면 이전 군집과는 대응쌍의 수가 적지만 의미 있는 군집을 구할 수 있게 된다. 바람직하게는, 특징점 군집 설정부(1336)는 설정된 특징점 군집의 특징점들을 제외한 나머지 특징점들만으로 정렬 및 군집화 과정을 반복 수행하여 적어도 1이상의 특징점 정합쌍을 포함하는 특징점 군집을 설정하도록 구현된다.The feature point cluster setting unit 1336 aligns the input fingerprints according to the alignment parameters set by the alignment parameter setting unit 1334, and features the maximum feature point matching pairs gathered in a predetermined area from the aligned input fingerprints and the template fingerprints. Set to cluster. Referring to FIG. 3B, for example, when the maximum feature point matching pairs gathered in a certain area are separated from the other regions except for the feature point cluster (Cluster 1), it can be seen that the similarity of the local neighbor structure is also maintained locally. Therefore, if the above clustering process is performed after reordering only the remaining feature points except for the pairs of corresponding pairs corresponding to the existing clusters, the clusters may have a smaller number of matching pairs than the previous clusters, but may be meaningful. do. Preferably, the feature point group setting unit 1336 is configured to set the feature group including at least one feature point matching pair by repeating the alignment and clustering process with only the remaining feature points except the feature points of the set feature point cluster.

여기서, 도 3a를 참조하면 입력 지문 경계 박스(boundary box)(22) 안에 포함된 특징점들이 템플릿 지문 경계 박스(boundary box)(21) 안에 포함된 특징점들에 정렬된 결과를 확인할 수 있다. 또한, 도 3b를 참조하면 템플릿 지문 경계 박스(boundary box)(21)와 입력 지문 경계 박스(boundary box)(22)의 중첩된 영역 내에서 특징점 군집들(Cluster 1, Cluster 2, Cluster 3, Cluster 4)을 확인할 수 있다. Here, referring to FIG. 3A, it can be seen that the feature points included in the input fingerprint boundary box 22 are aligned with the feature points included in the template fingerprint boundary box 21. In addition, referring to FIG. 3B, feature clusters (Cluster 1, Cluster 2, Cluster 3, Cluster) within overlapped areas of the template fingerprint boundary box 21 and the input fingerprint boundary box 22 are described. 4) You can check.

정합 점수 산출부(135)는 정렬 및 군집화 처리부(133)에서 군집화된 특징점들을 이용하여 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 점수를 산출한다. 일실시예에 있어서, 정합 점수 산출부(135)는 아래 수학식 1에 해당하는 알고리즘을 통해 지문 정합 점수를 산출하도록 구현될 수 있다. The matching score calculator 135 calculates a fingerprint matching score between the template fingerprint and the input fingerprint using the clustered feature points in the alignment and clustering processor 133. In one embodiment, the matching score calculator 135 may be implemented to calculate a fingerprint matching score through an algorithm corresponding to Equation 1 below.

Figure 112006071063973-pat00001
Figure 112006071063973-pat00001

여기서, T 는 템플릿 지문, I 는 입력 지문, S(T,I)는 지문 정합 점수, N1 과 N2 은 템플릿 지문과 입력 지문의 특징점들의 개수, NP 는 매칭된 특징점들의 개수를 의미한다.Where T is a template fingerprint, I is an input fingerprint, S (T, I) is a fingerprint matching score, N 1 and N 2 are the number of feature points of the template fingerprint and the input fingerprint, and N P is the number of matched feature points. .

다른 실시예에 있어서, 바람직하게는 정합 점수 산출부(135)는 아래 수학식 2 에 해당하는 알고리즘을 통해 지문 정합 점수를 산출하도록 구현될 수 있다.In another embodiment, preferably, the matching score calculator 135 may be implemented to calculate a fingerprint matching score through an algorithm corresponding to Equation 2 below.

Figure 112006071063973-pat00002
Figure 112006071063973-pat00002

여기서, T 는 템플릿 지문, I 는 입력 지문, S(T,I)는 지문 정합 점수, AO 는 템플릿 지문 경계 박스(boundary box)(21)와 입력 지문 경계 박스(boundary box)(22)의 중첩된 영역, A1 은 템플릿 지문 경계 박스(boundary box)(21)의 영역, SP 는 군집화 과정에서 각 군집의 대응쌍에 해당하는 특징점 정합 비용(w) 총합(

Figure 112006071063973-pat00003
), NO 는 중첩된 영역 안에서 매칭된 특징점들의 개수를 의미한다. 여기서, 특징점 정합 비용(w)는 (유사 최근접 특징점들의 개수) / (총 최근접 특징점들의 개수)이다.Where T is the template fingerprint, I is the input fingerprint, S (T, I) is the fingerprint matching score, and A O is the template fingerprint boundary box 21 and the input fingerprint boundary box 22. The overlapped area, A 1 is the area of the template fingerprint bounding box 21, S P is the sum of the feature point matching costs (w) corresponding to the corresponding pairs of each cluster in the clustering process (
Figure 112006071063973-pat00003
), N O denotes the number of feature points matched in the overlapped region. Here, the feature point matching cost w is (the number of similar nearest feature points) / (the total number of nearest feature points).

일 실시예에 있어서, 본 발명의 정렬 및 군집화 처리부(133)는 특징점 군집 설정부(1336)에서 군집화된 모든 특징점 정보를 이용하여 입력 지문을 템플릿 지문에 대해 변형하는 지문 변형 처리부(1338)를 더 포함하여 구현될 수 있다. 이 같은 실시예에 따라 특징점 군집 설정부(1336)는 지문 변형 처리부(1338)에서 변형된 입력 지문과 템플릿 지문에서 추가로 정합되는 특징점들을 군집화할 수 있다.In one embodiment, the alignment and clustering processing unit 133 of the present invention further comprises a fingerprint deformation processing unit 1338 for transforming the input fingerprint with respect to the template fingerprint by using all the feature point information clustered by the feature point cluster setting unit 1336. It can be implemented to include. According to such an embodiment, the feature point cluster setting unit 1336 may cluster feature points that are additionally matched with the input fingerprint and the template fingerprint modified by the fingerprint deformation processing unit 1338.

지문 변형 처리부(1338)는 특징점 군집 설정부(1336)에서 군집화된 모든 특징점 정보를 이용하여 입력 지문을 템플릿 지문에 대해 변형한다. 도 4를 참조하면 지문 변형 처리부(1338)에서 수행된 지문 변형 결과를 확인할 수 있다. 일례로, 지문 변형 처리부(1338)는 thin-plate spline(TPS) 지문 변형 방법을 사용한다. TPS 지문 변형 방법은 주어진 점 대응쌍들을 기준으로 전체적인 표면의 변형 패턴을 보간하는 방법으로 thin plate 의 휘어짐에 대한 에너지(bending energy)를 최소화하도록 하는 해석학적 솔루션이다. The fingerprint deformation processing unit 1338 transforms the input fingerprint with respect to the template fingerprint by using all the feature point information grouped by the feature point cluster setting unit 1336. Referring to FIG. 4, a fingerprint deformation result performed by the fingerprint deformation processing unit 1338 may be confirmed. In one example, the fingerprint deformation processing unit 1338 uses a thin-plate spline (TPS) fingerprint deformation method. The TPS fingerprint deformation method is an analytical solution that minimizes the bending energy of the thin plate by interpolating the deformation pattern of the entire surface based on a given point pair.

일 실시예에 있어서, 지문 변형 처리부(1338)는 아래 수학식 3 과 같은 기본적인 TPS 알고리즘을 통해 입력 지문을 템플릿 지문에 대해 변형하도록 구현될 수 있다. In one embodiment, the fingerprint modification processing unit 1338 may be implemented to modify the input fingerprint with respect to the template fingerprint through a basic TPS algorithm as shown in Equation 3 below.

Figure 112006071063973-pat00004
Figure 112006071063973-pat00004

여기서, k 는 기본 함수 행렬, w 는 비선형 변환 행렬, a는 아핀인(affine) 변환 행렬, P 와 v 는 입력 및 템플릿 특징점 위치 행렬을 의미한다. Where k Denotes a basic function matrix, w denotes a nonlinear transformation matrix, a denotes an affine transformation matrix, and P and v denote input and template feature point position matrices.

그런데 수학식 3 과 같은 기본적인 TPS 알고리즘은 대응쌍 사이의 공간을 정확한 보간법으로 변형 패턴을 정하기 때문에 잘못 얻어진 대응쌍이 존재하게 된다 면 잘못된 방향으로 지문 표면의 변형이 일어나게 된다. 따라서 특징점 정합 비용이 작아 안정적이지 않은 대응쌍이 존재하는 상황에서도 좋은 변형 결과를 얻는 방법이 필요하다. 이에 본 명세서에서는 특징점 정합 비용을 함수의 인지로 갖는 가중치 정규화 방법을 제안한다.However, the basic TPS algorithm, as shown in Equation 3, determines the deformation pattern by precise interpolation between the spaces between the pairs, so that if the pairs obtained incorrectly exist, deformation of the fingerprint surface occurs in the wrong direction. Therefore, there is a need for a method of obtaining good deformation results even in the presence of unstable matching pairs due to low feature point matching costs. In this specification, a weight normalization method having a feature point matching cost as a function recognition is proposed.

다른 실시예에 있어서, 바람직하게는 본 발명의 지문 변형 처리부(1338)는 특징점 정합 비용을 함수의 인지로 갖는 가중치 정규화 방법이 적용된 아래 수학식 4 와 같은 알고리즘을 통해 입력 지문을 템플릿 지문에 대해 변형하도록 구현될 수 있다. In another embodiment, the fingerprint modification processing unit 1338 of the present invention preferably transforms the input fingerprint to the template fingerprint through an algorithm such as Equation 4 to which a weight normalization method having a feature point matching cost as a function recognition is applied. It can be implemented to.

Figure 112006071063973-pat00005
Figure 112006071063973-pat00005

여기서,

Figure 112006071063973-pat00006
는 정규화 매개 변수 행렬이고, 각
Figure 112006071063973-pat00007
는 k번째 정합쌍에서 대응쌍 주변의 지문 표면의 평탄화 정도를 정의한다. 도 4를 참조하면 지문 변형 처리부(1338)에서 수행된 지문 변형 결과를 확인할 수 있다. 신뢰도가 낮은 대응쌍 근처의 변형 패턴을 다른 주변의 대응쌍의 정보로 근사시키는 방법으로 전체적인 변형 패턴을 얻게 되어 결과적으로 안정적인 변형 패턴을 얻게 된다. 도 4 에서, 격자 모양의 변형 패턴(31)은 입력 지문의 전체적인 변형 패턴을 나타낸다. 여기서 기존 군집에 해당하지 않는 특징점에 대해서도 적절하게 대응쌍이 맞도록 변형 패턴을 구하였음을 알 수 있다.here,
Figure 112006071063973-pat00006
Is a normalization parameter matrix, and each
Figure 112006071063973-pat00007
Defines the degree of planarization of the fingerprint surface around the corresponding pair in the k-th matching pair. Referring to FIG. 4, a fingerprint deformation result performed by the fingerprint deformation processing unit 1338 may be confirmed. The overall deformation pattern is obtained by approximating the deformation pattern near the pair with low reliability to the information of the corresponding pair of other peripherals, thereby obtaining a stable deformation pattern. In Fig. 4, the lattice-shaped deformation pattern 31 represents the overall deformation pattern of the input fingerprint. Here, it can be seen that the deformation pattern was obtained to match the corresponding pairs appropriately even for the feature points that do not correspond to the existing clusters.

도 5는 본 발명에 따른 지문 정합 장치를 이용한 지문 인식 시스템에서의 지 문 인식 성능 비교 그래프이다.5 is a graph comparing fingerprint recognition performance in a fingerprint recognition system using a fingerprint matching device according to the present invention.

본 실험에서는 제안된(proposed) 알고리즘, NIST Fingerprint Image Software 2 에 포함되어 있는 BOZORTH3 알고리즘, 강체 변환(rigid matching) 1,2 알고리즘을 사용하였다. 한편, 본 실험에서는 서로 다른 100 개의 손가락에 대해 여러 상황에서 취득된 800 개의 지문 영상을 포함하는 FVC2002 DB1_A 지문 DB를 이용하였다. FVC2002의 과정에서 적용된 절차를 그대로 따라서 총 2,800 번의 동일인의 지문끼리의 정합과 총 4,950 번의 서로 다른 사람의 지문의 정합을 테스트 하였다. In this experiment, the proposed algorithm, the BOZORTH3 algorithm included in NIST Fingerprint Image Software 2, and the rigid matching 1,2 algorithm were used. On the other hand, in this experiment, we used the FVC2002 DB1_A fingerprint DB including 800 fingerprint images acquired in various situations for 100 different fingers. Following the procedure applied in the process of FVC2002, a total of 2,800 fingerprints of the same person and a total of 4,950 fingerprints of different people were tested.

제안된(proposed) 알고리즘에서는 지문 영상 개선 방법과 이진화 방법에 기반한 특징점 추출 방법을 사용하였고, 정합 방법 만의 성능을 비교하기 위하여 동일한 특징점 추출 결과를 모든 테스트한 정합 알고리즘에 사용하였다. 강체 변환(rigid matching) 2 알고리즘은 제안된 방법에서 특징점 군집화와 변형 과정을 제외하고 나머지는 동일한 과정을 사용한 방법이다. 강체 변환(rigid matching) 1 알고리즘은 강체 변환(rigid matching) 2에서 지문 정합 점수를 사용하는 과정을 제외하고 나머지는 동일한 과정을 사용한 방법이다. BOZORTH3 알고리즘은 지문 간의 대응성을 계산한 테이블을 조사하면서 비선형 뒤틀림을 내재적으로 허용하는 방법이다. In the proposed algorithm, the feature extraction method based on the fingerprint image enhancement method and the binarization method is used, and the same feature extraction results are used in all tested matching algorithms to compare the performance of the matching method alone. In the proposed method, the rigid matching 2 algorithm uses the same process except the feature clustering and deformation process. The rigid matching 1 algorithm uses the same process except the process of using the fingerprint matching score in the rigid matching 2. The BOZORTH3 algorithm implicitly allows nonlinear distortion while examining a table that calculates the correspondence between fingerprints.

표 1과 그림 5를 참조하면, 본 명세서에서 제안된 지문 정합 알고리즘이 BOZORTH3 알고리즘, rigid matching 1,2 보다 가장 성능이 뛰어난 지문 인식 결과를 보여줌을 확인할 수 있다. Referring to Table 1 and Figure 5, it can be seen that the fingerprint matching algorithm proposed in this specification shows the fingerprint recognition results that outperform the BOZORTH3 algorithm, rigid matching 1,2.

MethodMethod EEREER FMR100FMR100 FMR1000FMR1000 BOZORTH3BOZORTH3 3.35%3.35% 5.25%5.25% 7.14%7.14% Rigid matching 1Rigid matching 1 2.03%2.03% 2.43%2.43% 4.18%4.18% Rigid matching 2Rigid matching 2 1.32%1.32% 1.39%1.39% 2.43%2.43% proposedproposed 0.99%0.99% 1.00%1.00% 1.54%1.54%

도 6은 본 발명에 따른 지문 정합 장치의 지문 정합 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 따른 국소 이웃 구조(local neighborhood structure) 생성 흐름도이고, 도 8 과 도 9 는 본 발명에 따른 정렬 및 군집화 흐름도이다. 이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 지문 정합 장치의 지문 정합 방법을 설명하기로 한다.6 is a flowchart of fingerprint matching in a fingerprint matching device according to the present invention, FIG. 7 is a flowchart of generating a local neighborhood structure according to the present invention, and FIGS. 8 and 9 are a flowchart of alignment and clustering according to the present invention. . Hereinafter, a fingerprint matching method of the fingerprint matching device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9.

도 6 을 참조하면 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 먼저, 템플릿 지문과 입력 지문의 특징점을 획득한다(S501). 템플릿 지문의 특징점 데이터는 지문 특징점을 포함하는 테플릿 지문 데이터베이스로부터 획득 가능하며, 입력 지문의 특징점 데이터는 지문 스캐너에서 입력된 지문 영상을 전처리 과장, 각 융기선의 방향 성분을 찾아내는 과정, 융선과 골을 구분하여 이를 이진화하는 과정, 각 융선의 굵기를 판단하여 이를 1 포인트 선으로 세선화하는 과정, 잡음제거 처리하여 세선의 방향과 좌표로 특이점을 추출하는 특징점 추출 장치로부터 획득될 수 있다. Referring to FIG. 6, the fingerprint matching apparatus according to the present invention first acquires feature points of a template fingerprint and an input fingerprint (S501). The feature data of the template fingerprint can be obtained from a template fingerprint database including the fingerprint feature points. The feature data of the input fingerprint can be exaggerated by preprocessing the fingerprint image input from the fingerprint scanner, finding the direction component of each ridge, ridges and valleys. The process of dividing and binarizing it, determining the thickness of each ridge and thinning it to one point line, and removing the singular point by the direction and coordinate of the thin line may be obtained from the feature point extraction apparatus.

이후, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 템플릿 지문의 특징점들과 입력 지문의 특징점들에 대해 각 특징점을 기준으로 최근접 특징점 정보를 포함하는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 생성한다(S503). 도 7 을 참조하면, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 입력 지문의 각 특징점을 기준점으로 하는 로컬 좌표계를 설정하여(S601), 로컬 좌표계에 대한 평면을 K 개의 동일한 각도의 영역으로 나누어 각 영역에서 최근접 특징점들을 산출하고(S602), 산출된 최근접 특징점들의 인코딩 변수들(θ k , d k , Φ k )을 산출한다(S603). Subsequently, the fingerprint matching apparatus according to the present invention generates a local neighborhood structure including nearest feature point information on the feature points of the template fingerprint and the feature points of the input fingerprint based on each feature point (S503). Referring to FIG. 7, the fingerprint matching apparatus according to the present invention sets a local coordinate system based on each feature point of an input fingerprint (S601), and divides a plane with respect to the local coordinate system into regions of K equal angles in each region. The contact feature points are calculated (S602), and the encoding variables ( θ k , d k , Φ k ) of the calculated nearest feature points are calculated (S603).

이후, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 템플릿 지문의 각 특징점을 기준점으로 하는 로컬 좌표계를 설정하여(S604), 로컬 좌표계에 대한 평면을 K 개의 동일한 각도의 영역으로 나누어 각 영역에서 최근접 특징점들을 산출하고(S605), 상기 산출된 최근접 특징점들의 인코딩 변수들(θ k , d k , Φ k )을 산출한다(S606).Subsequently, the fingerprint matching apparatus according to the present invention sets a local coordinate system based on each feature point of the template fingerprint as a reference point (S604), and divides the plane with respect to the local coordinate system into K equal angle regions to calculate nearest feature points in each region. In operation S605, encoding variables θ k , d k , and Φ k of the calculated nearest feature points are calculated (S606).

다시, 도 6 을 참조하면 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 생성(S503)한 후, 생성된 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 이용하여 입력 지문을 템플릿 지문에 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 정합되는 특징점들을 군집화한다(S505). 도 8 을 참조하면, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 템플릿 지문의 각 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 입력 지문의 각 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)와 비교하여 유사도를 산출하고(S701), 산출된 유사도를 임계치와 비교하여 유사도가 임계치보다 큰 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조들(local neighborhood structures)을 획득한다(S702). 일례로, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조에 포함된 최근접 특징점 인코딩 변수들(θ k , d k , Φ k )의 차이를 산출하고, 변수들의 차이를 임계치와 비교하여 변수들이 서로 유사한지를 판단한다. 이후 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 유사한 인코딩 변수들을 갖는 최근접 특징점들의 개수를 카운트하고 (유사 최근접 특징점들의 개수) / (총 최근접 특징점들의 개수)를 계산하여 유사도를 산출하도록 구현될 수 있다. Referring back to FIG. 6, the fingerprint matching apparatus according to the present invention generates a local neighborhood structure (S503) and then uses the generated local fingerprint structure and the local neighborhood structure of the input fingerprint. The input fingerprint is aligned with the template fingerprint, and the feature points matched by the aligned input fingerprint and the template fingerprint are clustered (S505). Referring to FIG. 8, the fingerprint matching apparatus according to the present invention calculates a similarity by comparing each local neighborhood structure of the template fingerprint with each local neighborhood structure of the input fingerprint (S701), The calculated similarity is compared with a threshold to obtain local neighborhood structures of a pair of template fingerprints and an input fingerprint in which the similarity is greater than the threshold (S702). For example, the fingerprint matching apparatus according to the present invention calculates a difference between nearest feature point encoding variables θ k , d k , Φ k included in a local neighbor structure of the template fingerprint and the input fingerprint, and thresholds the difference between the variables. Compare with to determine if the variables are similar. Then, the fingerprint matching apparatus according to the present invention may be implemented to count the number of nearest feature points having similar encoding variables and calculate the similarity by calculating (the number of similar nearest feature points) / (the total number of nearest feature points). .

이후, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 획득된 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조들(local neighborhood structures)에서 기준 특징점들의 위치와 각도를 이용하여 변환 매개 변수들을 산출한다(S703). 여기서, 기준 특징점들의 위치와 각도는 전체 지문 영상 데이터에 대한 좌표계에서 해당 기준 특징점이 갖는 위치와 각도를 의미한다. 이러한 기준 특징점들의 위치와 각도는 프로그램적으로 용이하게 설정할 수 있다. 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 템플릿 지문의 기준 특징점1과 입력 지문의 기준 특징점 2의 위치가 각각 (x1,y1), (x2,y2)이고 각도가 각각 r1, r2 인 경우, 각도 r1-r2, 변위 (x1-x2, y1-y2)인 변환 매개 변수를 산출한다. Subsequently, the fingerprint matching apparatus according to the present invention calculates the conversion parameters by using the positions and angles of the reference feature points in the acquired local neighborhood structures of the pair of template fingerprints and the input fingerprints (S703). Here, the positions and angles of the reference feature points mean the positions and angles of the reference feature points in the coordinate system for the entire fingerprint image data. The position and angle of these reference feature points can be easily set programmatically. In the fingerprint matching device according to the present invention, when the position of the reference feature point 1 of the template fingerprint and the reference feature point 2 of the input fingerprint are respectively (x1, y1), (x2, y2) and the angles are respectively r1, r2, the angle r1-r2 Calculate the transformation parameter, which is the displacement (x1-x2, y1-y2).

이후, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 산출된 변환 매개 변수들 중 유사도가 최대인 변환 매개 변수를 정렬 매개 변수로 설정한다(S704). 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 변환 매개 변수 공간에서 일정 공간 크기에 대해 유사도의 합을 최대로 하는 변환 매개 변수를 선택하도록 구현될 수 있다. 여기서, 변환 매개 변수 공간은 유사도가 높은 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조에 속한 특징점들에 대한 각도, 변위를 이용하여 얻어지는 3차원 공간을, 일정 공간 크기는 3차원 공간상의 표시되는 각 특징점을 중심으로 일정 공간 크기의 구를 의미한다. 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 3 차원 공간상의 표시되는 특징점들 중 일정 공간 크기 구 안에 포함되는 특징점들을 구하고, 상기 특징점들에 해당하는 유사도를 합산하여 유사도가 최대인 변환 매개 변수를 정렬 매개 변수로 설정한다.Thereafter, the fingerprint matching apparatus according to the present invention sets the conversion parameter having the maximum similarity among the calculated conversion parameters as the alignment parameter (S704). The fingerprint matching device according to the present invention can be implemented to select a conversion parameter that maximizes the sum of the similarities for a certain space size in the conversion parameter space. Here, the transform parameter space is a three-dimensional space obtained by using a pair of template fingerprints having a high similarity and angles and displacements of feature points belonging to a local neighboring structure of the input fingerprint. It means a sphere with a certain size of space around each feature point. The fingerprint matching device according to the present invention obtains the feature points included in a certain space size sphere among the displayed feature points on the three-dimensional space, sums the similarity corresponding to the feature points, and converts the transform parameter having the maximum similarity as the alignment parameter. Set it.

이후, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 설정된 정렬 매개 변수에 따라 입력 지문을 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 일정 영역에 모여있는 최대 특징점 정합쌍들을 특징점 군집으로 설정한다(S705). 도 9 를 참조하면, 일 실시예에 있어서 본 발명에 따른 지문 정합 장치는, 특징점 정합쌍들의 에지 연결 구조를 검사하고(S901), 에지 연결 구조 검사결과 군집에서 떨어져 있는 특징점 정합쌍들을 제외한 나머지 특징점 정합쌍들을 특징점 군집으로 설정한다(S902).Then, the fingerprint matching device according to the present invention aligns the input fingerprint according to the set alignment parameter, and sets the maximum feature point matching pairs gathered in a predetermined area in the aligned input fingerprint and the template fingerprint as a feature point cluster (S705). Referring to FIG. 9, in an embodiment, the fingerprint matching apparatus according to the present invention may examine edge connection structures of feature point matching pairs (S901), and the remaining feature points except for feature point matching pairs separated from the cluster as a result of edge connection structure inspection. Matching pairs are set to feature point clusters (S902).

다시, 도 8 을 참조하면 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 군집에 포함되지 않은 특징점 매칭쌍이 존재하는지 확인한다(S706). 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 그 결과 군집에 포함되지 않은 특징점 매칭쌍이 존재하면, 기존의 군집의 특징점들을 제외한 나머지 특징점들의 국소 이웃 구조를 비교하여 유사도를 산출하고(S707), 다시 정렬 및 군집화 과정 S702∼S705를 반복 수행하여 적어도 1이상의 특징점 정합쌍을 포함하는 특징점 군집을 획득한다.Again, referring to FIG. 8, the fingerprint matching device according to the present invention checks whether there is a feature point matching pair not included in the cluster (S706). When the fingerprint matching device according to the present invention has a feature point matching pair not included in the cluster as a result, the similarity is calculated by comparing local neighboring structures of the remaining feature points except for the feature points of the existing cluster (S707), and realigning and clustering process. S702 to S705 are repeated to obtain a feature point cluster including at least one feature point matching pair.

본 발명에 따른 지문 정합 장치는 군집에 포함되지 않은 특징점 매칭쌍이 존재하는지 확인하여(S706) 군집에 포함되지 않은 특징점 매칭쌍이 존재하지 않으면, 군집화된 모든 특징점 정보를 이용하여 상기 입력 지문을 템플릿 지문에 대해 변형하여(S708), 변형된 입력 지문과 템플릿 지문에서 추가로 정합되는 특징점들을 군집화한다(S709).The fingerprint matching device according to the present invention checks whether there is a feature point matching pair not included in the cluster (S706), and if there is no feature point matching pair not included in the cluster, the input fingerprint is applied to the template fingerprint using all clustered feature point information. In operation S708, the feature points additionally matched with the modified input fingerprint and the template fingerprint are clustered (S709).

이후, 본 발명에 따른 지문 정합 장치는 군집화된 특징점들을 이용하여 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 점수를 산출한다(S507). 본 발명에 따른 지문 정합 장치를 이용한 지문 인식 시스템은 산출된 지문 정합 점수를 이용하여 템플릿 지문과 입력 지문이 동일한 사람의 지문인지를 확인할 수 있다.Thereafter, the fingerprint matching device according to the present invention calculates a fingerprint matching score between the template fingerprint and the input fingerprint using the clustered feature points (S507). The fingerprint recognition system using the fingerprint matching device according to the present invention may check whether the template fingerprint and the input fingerprint are the same person's fingerprints by using the calculated fingerprint matching score.

상술한 바와 같이, 본 명세서에서 제안된 지문 정합 알고리즘은 첫째로, 비선형 뒤틀림에 불변하는 국소 이웃 구조를 생성하고, 다음으로 국소 이웃 구조를 반복적인 방법으로 특징점 정합쌍들을 군집화하고, 마지막으로 군집의 특징점 정합쌍들을 기준으로 전체 지문 표면을 변형하여 기존의 군집에 포함되지 않는 특징점 정합쌍을 추가로 획득하여 군집화하고 각 군집에서의 정보들을 종합하여 지문 정합 점수를 산출하도록 구현됨으로써, 비선형 뒤틀림 문제를 해결하면서 효과적으로 지문 인식을 수행할 수 있도록 해주는 유용한 효과가 있다. As described above, the fingerprint matching algorithm proposed herein first generates a local neighbor structure that is invariant to nonlinear distortion, and then clusters the feature matching pairs in an iterative manner using the local neighbor structure, and finally By modifying the entire fingerprint surface based on the feature point matching pairs, additional feature point matching pairs not included in the existing clusters are obtained and clustered, and the information from each cluster is synthesized to calculate the fingerprint matching score, thereby solving the nonlinear distortion problem. There is a useful effect that can effectively perform fingerprint recognition while solving.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, it should be interpreted by the claims described to include many such variations.

Claims (9)

사용자 지문을 스캔하는 스캐너;A scanner scanning a user fingerprint; 지문 특징점을 포함하는 템플릿 지문 정보를 저장하는 데이터베이스;A database for storing template fingerprint information including fingerprint feature points; 상기 데이터베이스로부터 읽어 들인 템플릿 지문의 특징점들과 상기 스캐너로부터 입력된 지문 정보로부터 추출된 특징점들에 대해 로컬 좌표계를 기준으로 각 특징점의 최근접 특징점 정보를 포함하는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 생성하는 국소 이웃 구조 생성부;Create a local neighborhood structure including the feature points of the template fingerprint read from the database and the feature points extracted from the fingerprint information input from the scanner, including the nearest feature point information of each feature point based on a local coordinate system. A local neighboring structure generating unit; 상기 국소 이웃 구조 생성부에서 생성된 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 이용하여 상기 입력 지문을 상기 템플릿 지문에 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 정합되는 특징점들을 군집화하는 정렬 및 군집화 처리부;및The input fingerprint is aligned with the template fingerprint using a local neighborhood structure of the template fingerprint and the input fingerprint generated by the local neighbor structure generation unit, and feature points matched by the aligned input fingerprint and the template fingerprint are obtained. Clustering and clustering processing unit; and 상기 정렬 및 군집화 처리부에서 군집화된 특징점들을 이용하여 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 점수를 산출하는 정합 점수 산출부;A matching score calculator configured to calculate a fingerprint matching score between a template fingerprint and an input fingerprint using clustered feature points in the alignment and clustering processor; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 장치.Fingerprint matching device comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 국소 이웃 구조 생성부가 :The method of claim 1, wherein the local neighborhood structure generating unit: 지문의 각 특징점을 기준점으로 하는 로컬 좌표계를 설정하고, 각 특징점의 로컬 좌표계에 대한 평면을 K 개의 동일한 각도의 영역으로 나누어 각 영역에서 최근접 특징점들을 산출하는 최근접 특징점 산출부;및A nearest feature point calculator configured to set a local coordinate system based on each feature point of the fingerprint, and calculate the nearest feature points in each area by dividing a plane with respect to the local coordinate system of each feature point into K equal angle regions; and 상기 최근접 특징점 산출부에서 산출된 최근접 특징점들의 인코딩 변수들을 산출하는 특징점 인코딩 변수 산출부;A feature point encoding variable calculator for calculating encoding variables of the nearest feature points calculated by the nearest feature point calculator; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 장치.Fingerprint matching device comprising a. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정렬 및 군집화 처리부가 :The method of claim 1 or 2, wherein the alignment and clustering processing unit: 상기 국소 이웃 구조 생성부에서 생성된 상기 템플릿 지문의 각 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 입력 지문의 각 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)와 비교하여 유사도를 산출하고, 상기 유사도가 임계치보다 큰 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조들(local neighborhood structures)을 획득하는 유사 국소 이웃 구조 획득부;The similarity is calculated by comparing each local neighborhood structure of the template fingerprint generated by the local neighborhood structure generator with each local neighborhood structure of the input fingerprint, and as long as the similarity is greater than a threshold. A pseudo local neighborhood structure acquisition unit for obtaining local neighborhood structures of the paired template fingerprint and the input fingerprint; 상기 유사 국소 이웃 구조 획득부에서 획득된 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조들(local neighborhood structures)에서 기준 특징점들의 위치와 각도를 이용하여 변환 매개 변수들을 산출하여 상기 산출된 변환 매개 변수들 중 유사도가 최대인 변환 매개 변수를 정렬 매개 변수로 설정하는 정렬 매개 변수 설정부; The calculated conversion parameters are calculated by calculating the conversion parameters using the position and angle of reference feature points in the pair of template fingerprints and the local neighborhood structures of the input fingerprint obtained by the pseudo local neighborhood structure acquisition unit. A sort parameter setting unit for setting a transform parameter having a maximum similarity as a sort parameter; 상기 정렬 매개 변수 설정부에서 설정된 정렬 매개 변수에 따라 입력 지문을 정렬하고 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 일정 영역에 모여있는 최대 특징점 정합쌍들을 특징점 군집으로 설정하되, 상기 설정된 특징점 군집의 특징점들을 제외한 나머지 특징점들만으로 정렬 및 군집화 과정을 반복 수행하여 적어도 1이상의 특징점 정합쌍을 포함하는 특징점 군집을 설정하는 특징점 군집 설정부;Align the input fingerprints according to the alignment parameters set by the alignment parameter setting unit, and set the maximum feature point matching pairs gathered in a predetermined area in the aligned input fingerprint and template fingerprint as feature point clusters, A feature point cluster setting unit for setting a feature point cluster including at least one feature point matching pair by repeatedly performing an alignment and clustering process with only the remaining feature points except for the feature points; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 장치.Fingerprint matching device comprising a. 제 3 항에 있어서, 상기 정렬 및 군집화 처리부가 :The method of claim 3, wherein the alignment and clustering processing unit: 상기 특징점 군집 설정부에서 군집화된 모든 특징점 정보를 이용하여 상기 입력 지문을 템플릿 지문에 대해 변형하는 지문 변형 처리부를 더 포함하고,Further comprising a fingerprint deformation processing unit for transforming the input fingerprint with respect to the template fingerprint by using all the feature point information clustered in the feature point group setting unit, 상기 특징점 군집 설정부가 상기 지문 변형 처리부에서 변형된 입력 지문과 템플릿 지문에서 추가로 정합되는 특징점들을 군집화하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 장치.And the feature point group setting unit clusters the feature points that are additionally matched by the input fingerprint and the template fingerprint modified by the fingerprint deformation processing unit. 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 방법에 있어서, In the fingerprint matching method between the template fingerprint and the input fingerprint, 상기 템플릿 지문의 특징점들과 입력 지문의 특징점들에 대해 로컬 좌표계를 기준으로 각 특징점의 최근접 특징점 정보를 포함하는 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 생성하는 단계;Generating a local neighborhood structure including the feature points of the template fingerprint and the feature points of the input fingerprint, including nearest feature point information of each feature point based on a local coordinate system; 상기 생성된 템플릿 지문과 입력 지문의 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 이용하여 상기 입력 지문을 상기 템플릿 지문에 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 정합되는 특징점들을 군집화하는 정렬 및 군집화 단계;및An alignment and clustering step of aligning the input fingerprint with the template fingerprint using a local neighborhood structure of the generated template fingerprint and the input fingerprint, and clustering the feature points matched from the aligned input fingerprint and the template fingerprint ; And 상기 군집화된 특징점들을 이용하여 템플릿 지문과 입력 지문 간의 지문 정합 점수를 산출하는 단계;Calculating a fingerprint matching score between a template fingerprint and an input fingerprint using the clustered feature points; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 방법.Fingerprint matching method comprising a. 제 5 항에 있어서, 상기 국소 이웃 구조를 생성하는 단계가 :6. The method of claim 5, wherein creating the local neighboring structure is: 상기 입력 지문의 각 특징점을 기준점으로 하는 로컬 좌표계를 설정하고, 각 특징점의 로컬 좌표계에 대한 평면을 K 개의 동일한 각도의 영역으로 나누어 각 영역에서 최근접 특징점들을 산출하고, 상기 산출된 최근접 특징점들의 인코딩 변수들을 산출하는 단계;및Setting a local coordinate system based on each feature point of the input fingerprint, dividing a plane with respect to the local coordinate system of each feature point into regions of K equal angles, calculating nearest feature points in each region, and calculating the nearest feature points Calculating encoding variables; and 상기 템플릿 지문의 각 특징점을 기준점으로 하는 로컬 좌표계를 설정하고, 각 특징점의 로컬 좌표계에 대한 평면을 K 개의 동일한 각도의 영역으로 나누어 각 영역에서 최근접 특징점들을 산출하고, 상기 산출된 최근접 특징점들의 인코딩 변수들을 산출하는 단계;Setting a local coordinate system based on each feature point of the template fingerprint, dividing a plane with respect to the local coordinate system of each feature point into regions of K equal angles, calculating nearest feature points in each region, and calculating the nearest feature points Calculating encoding variables; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 방법.Fingerprint matching method comprising a. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 정렬 및 군집화 단계가 :The method of claim 5 or 6, wherein the sorting and clustering step is: 상기 템플릿 지문의 각 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)를 상기 입력 지문의 각 국소 이웃 구조(local neighborhood structure)와 비교하여 유사도를 산출하는 단계;Comparing each local neighborhood structure of the template fingerprint with each local neighborhood structure of the input fingerprint to calculate a similarity; 상기 산출된 유사도를 임계치와 비교하여 유사도가 임계치보다 큰 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조들(local neighborhood structures)을 획득하는 단계;Comparing the calculated similarity with a threshold to obtain a pair of template fingerprints having a similarity greater than a threshold and local neighborhood structures of the input fingerprint; 상기 획득된 한 쌍의 템플릿 지문 및 입력 지문의 국소 이웃 구조들(local neighborhood structures)에서 기준 특징점들의 위치와 각도를 이용하여 변환 매개 변수들을 산출하는 단계;Calculating transformation parameters using positions and angles of reference feature points in the obtained local neighborhood structures of the pair of template fingerprints and the input fingerprint; 상기 산출된 변환 매개 변수들 중 유사도가 최대인 변환 매개 변수를 정렬 매개 변수로 설정하는 단계; Setting a transformation parameter having a maximum similarity among the calculated transformation parameters as an alignment parameter; 상기 설정된 정렬 매개 변수에 따라 입력 지문을 정렬하고, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 일정 영역에 모여있는 최대 특징점 정합쌍들을 특징점 군집으로 설정하는 단계;및Arranging input fingerprints according to the set alignment parameter, and setting maximum feature matching pairs gathered in a predetermined area in the aligned input fingerprint and template fingerprint as a feature point cluster; and 상기 설정된 특징점 군집의 특징점들을 제외한 나머지 특징점들만으로 정렬 및 군집화 과정을 반복 수행하여 적어도 1이상의 특징점 정합쌍을 포함하는 특징점 군집을 설정하는 단계; Setting a feature point cluster including at least one feature point matching pair by repeatedly performing an alignment and clustering process using only the remaining feature points except the feature points of the set feature point cluster; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 방법.Fingerprint matching method comprising a. 제 7 항에 있어서, 상기 정렬된 입력 지문과 템플릿 지문에서 일정 영역에 모여있는 최대 특징점 정합쌍들을 특징점 군집으로 설정하는 단계가 :8. The method of claim 7, wherein the setting of the maximum feature point matching pairs gathered in a predetermined area in the aligned input fingerprint and the template fingerprint as a feature point cluster includes: 상기 특징점 정합쌍들의 에지 연결 구조를 검사하는 단계;및Examining an edge connection structure of the feature point matching pairs; and 상기 에지 연결 구조 검사결과 군집에서 떨어져 있는 특징점 정합쌍들을 제외한 나머지 특징점 정합쌍들을 특징점 군집으로 설정하는 단계;Setting the other feature point matching pairs except for the feature point matching pairs apart from the cluster as a result of the edge connection structure test; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 방법.Fingerprint matching method comprising a. 제 7 항에 있어서, 상기 정렬-군집화 단계가 :8. The method of claim 7, wherein the sorting- clustering step is: 상기 군집화된 모든 특징점 정보를 이용하여 상기 입력 지문을 템플릿 지문에 대해 변형하는 단계;및Modifying the input fingerprint with respect to a template fingerprint using all the clustered feature point information; and 상기 변형된 입력 지문과 템플릿 지문에서 추가로 정합되는 특징점들을 군집화하는 단계;Clustering feature points that further match in the modified input fingerprint and the template fingerprint; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 정합 방법.Fingerprint matching method further comprises.
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