KR100880466B1 - 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법에 대해 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법은, 사용자의 눈과 카메라간의 거리에 따라 줌을 조절하여 초점을 맞추는 단계; 상기 초점이 맞으면 카메라의 VD(Vertical direction)신호에 동기시켜 반복적으로 온 또는 오프되도록 조명을 점등하면서 사용자 눈을 촬영하는 단계; 및 상기 촬영을 통해 홍채 이미지를 검출하고 적목현상이 나타나는 부분을 동공 영역으로 추출하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법은, 조명의 위치를 카메라의 광축과 근접시켜서 영상을 취득하고, 그 영상에 나타나는 동공의 적목현상을 이용하여 동공 영역을 추출할 수 있다.

홍채 인식, 적목 현상

Description

홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법{METHOD FOR PUPIL DETECTION USING OF RED EYE EFFECT FOR IRIS RECOGNITION}

도 1은 일반적인 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 일반적인 홍채 인식 시스템의 다중 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법의 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

301 --- 거리 측정부 302 --- 카메라

303 --- R3조명 304, 305 --- 인식용 조명

306 --- 조명 제어부 307 --- 이미지 처리부

본 발명은 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법에 관한 것 으로서, 특히 조명의 위치를 카메라의 광축과 근접시켜서 영상을 취득하고, 그 영상에 나타나는 동공의 적목현상을 이용하여 동공 영역을 추출할 수 있는 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법에 관한 것이다.

알려진 바와 같이 보안이나 방범, 신분 인증을 위한 시스템으로 기존의 접촉식 혹은 비접촉식 카드 시스템에서 더 나아가 사람의 지문을 인식하거나, 또는 홍채인식을 통해서 신분을 인증하고 특정 장소의 출입이나 특정 정보에의 접근 등을 허용하거나 거부하는 시스템이 보급되어 왔다.

이 중에서 홍채인식 시스템은 지문인식에 비해서 인식률이 높고, 보다 정확한 인식이 가능하다는 장점이 있다. 홍채 인식 시스템은 비디오 카메라로 촬영한 홍채 영상에서 홍채의 특징적인 패턴을 이미지 처리 기술을 이용해서 데이터화한 후, 사전에 등록되어 있는 홍채 데이터와 대조하여 개인을 인증하는 시스템이다.

도 1은 일반적인 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 1에 도시된 바를 참조하여 홍채인식 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

사용자가 홍채 인식 시스템에 접근하면, 거리 측정 센서(109)가 사용자와의 거리를 측정하고, 이렇게 구한 거리 측정값을 드라이버(107)를 통해 제어장치(105)가 받아들여서 상기 거리 측정값이 동작 범위 안에 있는가를 판단한다.

사용자가 동작 범위 안에 있는 경우에 드라이버(107)로 제어 신호를 보내서 홍채 이미지를 추출할 준비를 하도록 한다. 드라이버(107)는 외부 지시기(108)에 액티브 신호를 보내서 사용자에게 시스템이 동작함을 알리고, 이에 따라 사용자가 광학 윈도우(101)를 통하여 카메라(103)의 광축에 눈을 위치시키면, 콜드미러(102) 가 가시광선은 차단하고 적외선을 통과시킨다. 그리고 홍채가 위치해야할 부분을 표시해 중 사용자가 카메라(103)의 광축에 눈이 위치하는지의 여부를 확인할 수 있도록 해준다.

그리고, 제어장치(105)가 거리 측정 센서(109)로부터 사용자까지의 거리 측정값을 받아들이고, 이 거리 측정값을 이용해서 카메라(103)의 줌 및 포커스 값을 산출하여 줌인/줌아웃 및 포커싱 제어를 수행한다. 이후에 제어장치(105)는 거리 측정값에 따라 드라이버(107)를 통해 홍채 이미지를 촬영하도록 하며, 촬영된 홍채 이미지는 프레임 그레버(104)에서 홍채 이미지 분석에 맞게 신호 처리되고, 처리된 홍채 이미지 정보를 DB(110)(데이터 베이스)에 저장하며, 그 저장된 정보를 가지고 제어장치(105)에서 홍채 인식을 수행하여 사용자의 인증 여부를 결정하게 되는 것이다.

한편, 이와 같은 홍채 인식 시스템에서는 얼마나 빠른 시간 안에, 얼마나 정확하게 홍채 인식을 해내는가의 여부가 그 성능을 좌우하게 된다. 더구나, 이 기술분야의 일반적인 홍채 인식 시스템에서는 단일 광원을 사용하는 경우 안경에 의한 반사 문제가 발생할 수 있기 때문에 이 문제를 해소하기 위해서 다수개의 조명을 이용해서 안경에 의한 2차 반사를 회피할 수 있도록 조명의 위치를 바꾸어 가면서 영상을 취득하기도 한다.

도 2는 일반적인 홍채 인식 시스템의 다중 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 홍채 인식 시스템의 다중 조명장치는 사용자가 안경을 착용한 경우에는 안경과 조명장치에 구비되어 있는 조명들(204,205)와 의 각도에 따라서 홍채 이미지에 반사가 일어날 수 있다. 그러므로 이미지 처리부(206)는 포커스 정도를 계산하기 전에 미리 반사 정도를 검출하여 그에 따른 안경 반사 정보를 조명 제어부(203)측으로 출력한다.

상기 조명 제어부(203)는 안경의 반사를 피할 수 있도록 안경 반사 정보를 근거로 해서 조명용 LED의 점등 여부를 제어하고, 이에 따라서 안경에서 반사되는 위치도 바뀌게 된다. 즉, 어떤 조명을 사용하여 홍채 이미지를 얻은 후, 홍채의 아이리스 코드를 생성하여 인식을 시도했을때 안경에 의한 빛의 반사로 인식에 실패하면, 기존의 조명을 끄고 다른 방향의 조명을 켜서 홍채 이미지를 얻어 아이리스 코드를 생성하여 인식을 시도한다. 이렇게 여러개의 조명을 바꾸어 가며 안경에 의한 반사를 회피하고, 카메라(201)에서 얻은 홍채 이미지를 분석하여 인식을 성공할 때까지 시도한다.

또한, 보다 빠르고 정확한 홍채 인식을 하기 위해 입력 영상에서 동공을 추출하여 인식을 수행하는데, 이러한 방법으로는, 이진화, 라벨링, 원형 에지 검출, 가변 템플식 정합, 신경망등의 많은 방식등이 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 방식은 홍채 인식에 있어 처리 시간이 오래 걸리며, 정확도 역시 떨어지는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 조명의 위치를 카메라의 광축과 근접시켜서 영상을 취득하고, 그 영상에 나타나는 동공의 적목현상을 이용하여 동공 영역을 추출할 수 있는 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법은,

사용자의 눈과 카메라간의 거리에 따라 줌을 조절하여 초점을 맞추는 단계;

상기 초점이 맞으면 카메라의 VD(Vertical direction)신호에 동기시켜 반복적으로 온 또는 오프되도록 조명을 점등하면서 사용자 눈을 촬영하는 단계; 및

상기 촬영을 통해 홍채 이미지를 검출하고 적목현상이 나타나는 부분을 동공 영역으로 추출하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

또한, 상기 조명은 사용자 눈과 카메라 광축이 이루는 직선거리를 중심으로 반경 5도 이하의 각도를 이루도록 카메라에 근접하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 홍채 인식에 있어 상기 동공의 적목현상 검출 여부를 적용하여, 위조 여부를 판단할 수 있는 점에 그 특징이 있다.

이와같은 본 발명에 의하면, 조명의 위치를 카메라의 광축과 근접시켜서 영상을 취득하고, 그 영상에 나타나는 동공의 적목현상을 이용하여 동공 영역을 추출할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 적외선을 이용하여 카메라에서 사용자의 눈까지의 거리를 측정하는 거리 측정부(301)와; 상기 인식하고자 하는 사람의 눈을 촬영하는 카메라(302)와; 상기 카메라(302)의 광축과 근접시키고, 상기 카메라(302)의 VD(Vertical direction)신호에 따라 반복적으로 온/오프 점등되는 R3조명(303)과; 상기 카메라의 좌, 우측에 설치된 인식용 조명(304,305)과 상기 R3조명 (303)을 점등시키는 조명 제어부(306)와; 상기 카메라(302)의 출력영상신호를 처리하여 홍채와 동공부분의 영상을 추출하는 이미지 처리부(307)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 도 3을 참조로 하는 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법의 상세한 설명을 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법의 순서도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법은, 상기 거리측정부(301)는 카메라의 전방측으로 적외선을 투사하고, 사용자에 의해 반사되어 입사되는 적외선을 근거로 사용자가 동작영역에 근접하였는지의 여부를 판단하게 된다.

상기에서 사용자가 동작영역에 근접하면, 상기 거리 측정부(301)를 통해 사용자와 상기 카메라(302)간의 거리를 측정하면서 상기 카메라(302)의 줌 또는 촛점 조절을 수행한다(S401).

상기 카메라(302)의 줌 또는 촛점이 조절이 수행되면, 상기 카메라(302)와 근접 설치된 R3조명(303)을 상기 조명 제어부(306)에서는 카메라의 VD(Vertical direction) 신호에 동기시켜 실시간으로 온(ON)/오프(OFF)를 반복하여 점등하게 된다(S402). 여기서, 상기 R3조명(303)은 어느 위치에 설치하여도 무방하나, 상기 카메라(302)의 광축과 상기 R3조명이 설치되어 이루는 각이 5도이내를 유지하는 것이 요구된다.

상기 조명제어부(306)에 의해 실시간으로 점등되는 R3조명(303)에 따라 상기 이미지 처리부(307)에서는 홍채 이미지를 검출하여, 상기 검출된 홍채 이미지에서 적목현상이 나타난 동공 영역을 추출하게 된다(S403). 여기서, 상기 적목현상(RED EYE)은 동공 영역이 하얗게 보이는 것을 말한다.

이와 같이 상기 적목 현상을 이용하면, 홍채 이미지의 동공 영역을 빠르고 쉽게 검출할 수 있다. 이러한 방식으로 동공을 빠르게 검출한다면, 홍채 인식 및 등록에 있어 보다 정확하고, 빠르게 수행할 수 있다.

또한, 상기의 적목현상은 오직 살아있는 사람의 동공에서만 나타나는 특성으로, 이러한 특성을 이용하여 위조 판별방법에 적용할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법은, 조명의 위치를 카메라의 광축과 근접시켜서 영상을 취득하 고, 그 영상에 나타나는 동공의 적목현상을 이용하여 동공 영역을 추출할 수 있다.

Claims (3)

1. 사용자의 눈과 카메라간의 거리에 따라 줌을 조절하여 초점을 맞추는 단계;

   상기 초점이 맞으면 카메라의 VD(Vertical direction)신호에 동기시켜 반복적으로 온 또는 오프되도록 조명을 점등하면서 사용자 눈을 촬영하는 단계;

   상기 촬영을 통해 홍채 이미지를 검출하고 적목현상이 나타나는 부분을 동공 영역으로 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 조명은 사용자 눈과 카메라 광축이 이루는 직선거리를 중심으로 반경 5도 이하의 각도를 이루도록 카메라에 근접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 홍채 인식 시스템의 적목 현상을 이용한 동공 검출방법.
3. 삭제

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