KR100942081B1 - 이미지 재샘플링을 이용한 손가락 감지 장치 및 그 방법 - Google Patents

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바바라 이. 코네트
쿤탈 센굽타
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Abstract

손가락 감지기는 손가락 이미지 감지 어레이 상에 미끄러지는 손가락 이동에 기초하여 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들 각각을 발생시키는 복수의 손가락 이미지 감지 어레이와, 그리고 손가락 이미지 감지 어레이와 연동하는 처리기를 포함할 수 있다. 처리기는 손가락 이미지 데이터 세트들에 기초하여 손가락 이동을 판별하고, 판별된 손가락 이동에 기초하여 손가락 이미지 데이터 세트들을 재샘플링함으로써 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시킬 수 있다. 처리기는, 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생할 시 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들을 더 기울기보정할 수 있다.
손가락 감지기, 손가락 이미지 감지 어레이, 지문, 디스플레이, 하우징.

Description

이미지 재샘플링을 이용한 손가락 감지 장치 및 그 방법{FINGER SENSOR APPARATUS USING IMAGE RESAMPLING AND ASSOCIATED METHODS}
본 발명은 생체인식, 특히, 손가락 감지기 및 그 방법에 관한 것이다.
지문 감지 및 확인은 개인 식별 또는 신원에 대한 신뢰성이 있어서, 널리 사용된 기술이다. 특히，지문 식별에 대한 일반적 접근 방안은 샘플링 지문 또는 지문에 관한 이미지를 조사(scan)하는 단계, 이미지 및/또는 지문 이미지의 유일한 특징들을 저장하는 단계를 포함한다. 샘플링된 지문의 특징은, 신원확인 목적과 같은 개인 식별을 판별하기 위해 이미 데이터베이스에 저장된 참조 지문에 대한 정보가 비교될 수 있다는 것이다.
지문 감지에 유용한 접근 방안은 본 발명의 양수인에게 양도되고, 전체 내용은 참조로서 여기에 병합된 미국 특허 제 5,963,679 호 및 제 6,259,804 호에 의해 개시된다. 지문 감지기는 전계 신호로 사용자의 손가락을 인식하고 집적회로 기판 상에 전계 감지 픽셀 어레이로 전계를 감지하는 집적회로 감지기이다. 게다가, 손가락 감지 집적회로 및 방법은, 미국에서 공보된 미국 출원 제 2005/0089202 호의 "전계 감지 픽셀을 포함하는 다중-생체인식 손가락 감지기 및 그 방법"에 의해 개시되며, 본 발명의 양수인에게 양도되고, 전체 내용은 참조로서 여기에 병합된다.
집적화된 손가락 감지기 중 한 형태는 사용자의 손가락이 미끄러지거나 눌러지게되는 직사각형으로 소형화된 감지면을 포함하는 이른바 슬라이드 또는 스위프(swipe) 감지기이다. 슬라이드 감지기에서 수집된 데이터로부터 사용자의 손가락의 구형 이미지를 발생시키는 것이 바람직할 수 있다. 게다가, 종래 기술은 슬라이드 감지기로부터 구형 이미지를 구성하는 2 개의 부류 시스템 설계를 포함함으로써 고려될 수 있다. 제 1 부류는 예를 들면, 미국 특허 제 6,002,815 호에 개시된 바와 같이, 샘플링률을 제어하거나 또는 반복된 데이터를 제거하기 위해 다양한 형태인 손가락 속도 감지기를 사용한다. 제 2 부류는 미국 특허 제 6,289,114 호에 개시된 바와 같이, 중복 데이터를 제거하고 단일 구형 이미지와 함께 합성하기 위해 일부 겹쳐진 이미지 프레임들 사이에서 상호 상관(cross correlation)을 사용한다.
이러한 종래 접근 방안들은 특정한 문제점을 가진다. 예를 들면, 2 개의 별개 처리는 이미지 기울기보정(deskewing) 및 일부 이미지 합성(image stitching)을 필요로 한다. 비-균일한 손가락 이동에 따라 생기는 노이즈를 감소시키는 장치가 부족할 수 있고, 감지기 고정 패턴 노이즈를 감소시키기 위한 장치가 없을 수 있고, 그리고 다양한 손가락 속도에 맞추지 못할 수도 있다. 물론, 손가락을 천천히 움직일 시에는 과다한 데이터는 일반적으로 제거된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 목적은 손가락 이동에 따른 적용을 위해 고품질 이미지 데이터를 생성하는 손가락 감지 장치 및 그에 대한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 다양한 목적, 특징 및 이점은, 손가락 이미지 감지 어레이 상에 미끄러지는 손가락 이동에 기초하여 각 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들을 발생시키는 복수의 손가락 이미지 감지 어레이; 및 손가락 이미지 데이터 세트들에 기초하여 손가락 이동을 판별하고, 판별된 손가락 이동에 기초하여 손가락 이미지 데이터 세트들을 재샘플링함으로써 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 손가락 이미지 감지 어레이와 연동하는 처리기를 포함하는 손가락 감지 장치에 의해 제공된다는 것이다. 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생할 시 처리기는 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들을 더 기울기보정할 수 있다. 즉, 처리기는 감지기의 일측에서 감지기 판독 픽셀을 시작하고, 타측에서는 처리하는 시간 동안 축적되고 증가된 손가락 이동을 처리할 수 있다. 처리기는 손가락 이미지 감지 어레이에 대해 수직 각도에서 손가락의 이동을 처리할 수 있으며, 그리고 누르는 동작과정에서 이 각도의 변화를 처리할 수 있다.
재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트가 손가락 이미지 데이터 세트의 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 정할 수 있도록, 처리기는 복수의 손가락 이미지 감지 어레이를 충분한 비율로 조사할 수 있다. 따라서, 처리기는 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 원하는 해상도로 감소샘플링을 함으로써 재샘플링된 손가락 이미지 데이터를 발생시킬 수도 있다. 처리기는 각 손가락 이미지 데이터 세트가 완성된 손가락 이미지 데이터 세트를 정하도록 각 손가락 이미지 감지 어레이를 조사할 수도 있다.
처리기는 복수의 손가락 이미지 데이터 세트에서 적어도 하나의 손가락 모양을 식별하고 추적함에 기초하여 손가락 이동을 판별할 수 있다. 예를 들면, 처리기는 2 차원으로 손가락 이동을 판별할 수 있다.
처리기는 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트와 저장된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 해당 손가락을 더 판별한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 처리기는 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 디스플레이 상에 손가락 이미지를 발생시킬 수 있다.
각 손가락 이미지 감지 어레이는 손가락 이미지 감지 픽셀의 선형 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 각 손가락 이미지 감지 픽셀은 집적회로인 손가락 이미지 감지 픽셀을 포함할 수 있다.
여러 실시예에서, 처리기는 감지 픽셀과 같은 집적회로에 동일하게 통합될 수 있는 반면, 다른 실시예에서의 처리기는 손가락 감지 어레이를 포함하는 전자 장치의 호스트 처리기일 수 있다. 이렇게 개개의 처리기를 갖는 실시예에서, 다중 데이터 버스는 손가락 이미지 감지 어레이와 처리기 사이에서 연결될 수 있다. 게다가, 손가락 이미지 감지 어레이들 중 적어도 근접한 것들 일부는 비균일하게 이격되어 배열될 수 있다. 간단하게 상술된 바와 같이, 손가락 감지 장치는 하우징을 포함하는 휴대용 전자 장치와 통합할 수 있는 이점을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 손가락 감지 방법에 관한 것이다. 방법은, 복수의 손가락 이미지 감지 어레이들 상에 미끄러지는 손가락 이동에 기초하여 각 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들을 발생시키는 단계; 손가락 이미지 데이터 세트들에 기초하여 손가락 이동을 판별하는 단계; 및 판별된 손가락 이동에 기초하여 손가락 이미지 데이터 세트들을 재샘플링함으로써, 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 재샘플링된 손가락 이미지 데이터를 발생시키는 단계는 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들을 기울기보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 손가락 감지 장치를 포함하는 전자 장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에서 도시된 바와 같이, 손가락 감지 장치의 일부를 더 자세하게 도시한 도면이다.
도 3은 설명의 편의상 2 개의 손가락 감지 어레이만을 간단하게 도시한 도면으로서, 도 1에서 제시된 바와 같이 손가락 감지 장치에 의해 실행됨에 따른 처리기의 개략적인 도면이다.
도 4는 도 1에서 도시된 바와 같이, 손가락 감지 장치에 의해 실행됨에 따라서, 다중화 처리를 포함한 이미지를 처리하는 개략적인 도면이다.
도 5는 도 1에서 도시된 바와 같이, 손가락 감지 장치에 의해 실행됨에 따라서, 손가락 이동 판별 처리를 포함한 이미지를 처리하는 개략적인 도면이다.
도 6은 도 1에서 도시된 바와 같이, 손가락 감지 장치에 의해 실행됨에 따라서, 재샘플링 처리를 포함한 이미지를 처리하는 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 손가락 감지 장치의 일예로서, 손가락 이미지 감지 어레이들의 개략적인 도면이다.
도 8-11은 도 7의 일례로서, 손가락 감지 어레이로부터 손가락 이미지의 샘플링 도면이다.
도 12는 종래 기술에 따라 처리된 단일 샘플링 손가락 이미지에 기초하여 선형적으로 늘어뜨린 도면이다.
도 13은 도 8-11의 샘플링 손가락에 기초하고 본 발명에 따라 처리된 샘플링의 완전한 이미지 도면이다.
본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예를 제시함으로써 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 자세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 이하에서 설명된 실시예에 국한된 것처럼 구성되지는 않는다. 다소, 본 실시예들은 명세서가 완전하고 완성이 될 수 있도록, 그리고 기술분야의 당업자가 본 발명의 기술 요점을 완전하게 다룰 수 있도록 제공된다. 각 숫자는 숫자에 해당하는 각 소자를 언급한다.
도 1 및 2를 참조하여, 본 발명의 따른 손가락 감지 장치(30)를 포함한 셀룰라 텔레폰(20)의 형태를 가지는 일반적인 전자 장치를 설명한다. 셀룰라 텔레폰(20)은 손가락 감지 장치(30)가 포함된 휴대용 하우징(21)을 포함한다. 게다가, 셀룰라 텔레폰(20)은 하우징에 의해 포함된 디스플레이(22)와 입력 키이(23)도 포함한다. 게다가, 재충전가능한 배터리(36)는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 다양한 전자 소자들에게 전력을 제공한다. 디스플레이(22)는 라인(36)을 통해 호스트 또는 장치 처리기(32)와 연결된다. 또한 장치 처리기(32)는 이하에 서 자세하게 설명된 다중 통신 버스(33)를 통해 슬라이드 손가락 감지기(31)와 연결된다. PDA의 휴대용 개인용 컴퓨터 등과 같은 다른 전자 장치도 손가락 감지 장치(30)를 사용할 수 있다.
손가락 감지 장치(30)는 집적회로 기판(42)을 포함하고, 집적회로 기판(42)에 있는 3 개의 선형 손가락 감지 어레이(45-47)를 가지는 집적회로 형태인 슬라이드 손가락 감지기(31)를 포함한다. 게다가, 슬라이드 손가락 감지기(31)는 여기에서 설명된 이미지 처리의 일부 또는 모두를 실행할 수 있는 선택적 처리회로(41)를 포함한다. 몇 실시예에서, 대부분 또는 모든 이미지 처리는 장치 처리기(32)로 실행될 수 있다. 장치 처리기(32)는 설명된 실시예에서와 같이 외부 메모리(53)와 연결될 수 있다.
기술분야의 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 셀룰라 폰 또는 다른 휴대용 전자 장치와 같은 장치 처리기(32)는 손가락 감지 장치(30)에 의해 쉽게 사용될 수 있는 부가적 처리 소자를 일반적으로 가진다. 물론 다른 실시예에서, 모든 이미지 처리기는 집적화된 슬라이드 손가락 감지기(31)의 내장 처리회로(41)로 실행될 수 있다. 기술분야의 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 사용자의 손가락(35)과 감지 어레이 사이에서 상대적 이동에 의존하는 손가락 감지기들 중 다른 형태는 여기에서 설명된 처리 기술에 이해 이익을 더할 수도 있다.
설명된 슬라이드 손가락 감기지(31)에서, 3 개의 선형적 손가락 감지 어레이들(45-47)은 구비되고, 그리고 어레이들은 비-균일하게 이격되어 있다. 다른 실시예에서, 어레이들(45-47)은 균일하게 이격되어 있으며, 또한 어레이 수는 다를 수 도 있다. 게다가, 각 손가락 감지 어레이들(45-47)은 도시된 바와 같이 선형적일 수 있고, 그리고 도 2에서 도시된 바와 같이 복수의 집적회로인 손가락 이미지 감지 픽셀들(45a-47a)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 집적화된 손가락 이미지 감지 픽셀들(45a-47a)은, 여기에서 참조로 의해 전체 내용이 병합된 미국 특허 제 5,963,679호와 6,259,804에 개시된 바와 같이 전계 감지 픽셀들일 수 있다. 다른 실시예에서, 집적화된 손가락 감지 픽셀들 중 다른 형태는 예를 들면 열, 적외선 또는 광학 감지에 기초하여 사용될 수 있다. 나머지 다른 실시예들에서, 기술분야의 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 손가락 감지 어레이들은 집적회로이외에 다른 형태로 구비될 수 있다.
손가락 감지 장치(30)는 손가락 이미지 감지 어레이 상에 미끄러지는 손가락(35)의 이동에 기초하여 각 복수의 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 손가락 이미지 감지 어레이들(45-47)과, 손가락 이미지 감지 어레이와 연동하는 처리기를 포함한다. 설명된 실시예에서, 처리기는 개개의 호스트 또는 장치 처리기(32)의 형태이다. 처리기(32)는 손가락 이미지 데이터 세트들에 기초하여 손가락 이동을 판별하고, 판별된 손가락 이동에 기초하여 손가락 이미지 데이터 세트들을 재샘플링함으로써, 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키도록 구성되거나 프로그램이 가능하다. 즉, 처리기(32)는 설명된 손가락 이동 판별기(51)외에 하부에 연결된 재샘플러(resampler)(52)를 포함할 수 있다. 이하에서 상세하게 설명한 바와 같이, 손가락 이미지 감지 어레이들(45-47)에 대해 수직 각도에서 손가락(35)의 이동을 처리하기 위해 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시킬 시, 처리기의 재샘플러(52)는 손가락 이미지 데이터 세트들을 기울기보정할 수도 있다.
처리기(32)는 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트가 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들 중 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 정할 수 있도록 충분한 비율로 손가락 이미지 감지 어레이들(45-47)을 조사할 수 있다. 따라서, 처리기(32)는 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 원하는 해상도로 감소샘플링을 함으로써, 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시킬 수도 있다. 처리기(32)는 각 손가락 이미지 데이터 세트가 완성된 손가락 이미지 데이터 세트를 정하도록 각 손가락 이미지 감지 어레이(45-47)를 조사할 수도 있다. 이것은 예를 들면, 주사 동안에 일부 이미지만을 수집 및/또는 중복 데이터를 삭제하는 종래기술 방식과는 다르다.
기술분야의 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 처리기의 손가락 이동 판별기(51)는 각각의 손가락 이미지 데이터 세트들에서 적어도 하나의 손가락 모양을 식별하고 추적함에 기초하여 손가락 이동을 판별할 수 있다. 특히, 처리기(32)는 2 차원으로 손가락 이동을 판별할 수 있다.
처리기(32)는 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트와 저장된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 해당 손가락을 더 판별할 수 있다. 설명된 장치 처리기(32)는 기술분야의 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 손가락 확인기(54)를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 처리기(32)는 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 디스플레이(22) 상에 손가락 이미지를 발생시키기 위해 디스플레이 구동기(55)를 포함할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 손가락 감지 방법에 관한 것이다. 방법은, 복수의 손가락 이미지 감지 어레이들(45-47) 상에 미끄러지는 손가락 이동에 기초하여 각 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들을 발생시키는 단계; 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 손가락 이동을 판별하는 단계; 및 판별된 손가락 이동에 기초하여 손가락 이미지 데이터 세트들을 재샘플링함으로써, 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 재샘플링된 손가락 이미지 데이터를 발생시키는 단계는 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들을 기울기보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 견지에 대해서, 방법은 손가락(35)이 이동하는 경로에 몇몇 감지 어레이들(45-47)을 위치시키는 단계를 포함하며, 여기서 각 어레이는 손가락의 완성된 이미지를 발생시킨다. 그 결과, 데이터는 동시에 획득된 동일 물체(손가락)의 몇몇 이미지들이지만 물리적 거리에 의해 분리된 감지기 위치와는 다르다. 포착 처리 동안 손가락 속도가 변화될 수 있기 때문에, 로우(raw) 이미지들은 손가락 이동의 방향에서 가변성 픽셀레이션(pixelation)을 가질 수 있다. 그 후 처리기(32)는 규칙적 픽셀레이션을 지닌 단일 고-품질로 된 표준화 이미지를 생성하기 위해 로우 이미지의 재샘플링을 최적으로 실행하는데 사용된 시간에 대하여 손가락 이동 추이를 계산하기 위해 이러한 이미지들을 사용한다,
최적의 재샘플링화는 감지기의 유한한 주사률에 의해 발생된 왜곡된 데이터와 손가락 가변속도에 의해 발생된 픽셀레이션 변화를 동시에 보정할 수 있다. 이 접근 방안은 입체시(stereoscopic vision)와 유사한 방안이며, 2 개의 다른 이미지 는 결합되어 단일 합성 이미지가 된다. 또한, 이 접근 방안은 (차량내의 셀폰과 같은) 이동물체로부터 단일 무선 신호가 다른 지연을 가진 다른 위치에서 다른 몇몇 안테나에 의해 수신될 시 사용된 신호 처리와 다른 특성들도 공유한다.
손가락 감지 장치(30)는 손가락을 어레이 상에 연속적으로 미끄러지도록 배열된 복수의 선형 픽셀 어레이들(45-47)을 포함한다. 선형 어레이들(45-47)은 동시에 또는 주사 사이에 관계되는 최소 시간에서 주사될 수 있다. 각 선형 어레이(45-47)는 손가락의 미끄러짐-속도에 의존하는 가변성 수직 픽셀 피치(pitch)로 완성된 손가락면의 이미지를 발생시킨다. 손가락 속도 추이 측정은 선형 어레이들 각각에 의해 발생된 이미지들에서 선택된 모양의 위치를 검색하고, 속도를 계산하기 위해 어레이들(45-47)의 물리적 간격을 사용함으로써 향상된다. 그 후, 손가락 속도 추이는 선형 어레이 이미지들을 기울기보정하고 표준 고정화 샘플링률 이미지로 재샘플링하기 위해 사용될 수 있다.
손가락 감지 장치(30) 및 그 방법은 이점이 많다. 예를 들면, 손가락 감지 장치(20)는 다양한 손가락 속도를 정확하게 측정한다. 다양한 손가락 속도변화에 따른 정확한 이미지화는, 순차적으로 주사된 감지 어레이들로부터의 데이터는 어레이의 다른 위치에서 주사 픽셀들 사이에 일어나는 지연에 대해 조정됨을 필요로 한다. 기울기보정 처리는 이러한 지연에 대한 보상을 하며, 그리고 손가락 속도와 무관한 최종 이미지를 동일하게 생성한다.
손가락 감지 장치(30) 및 그 방법은 효율성도 향상시킨다. 기울기보정과 재샘플링은 최적화 단일 처리로 결합될 수 있다. 접근 방안은 1 차원이든 또는 2 차 원이든 간에 움직임으로 작동하여, 이로써 선형 어레이(45-47)에 정상 배열되지 않는 움직임을 효과적으로 조정할 수 있다. 감지 장치(30) 및 그 방법은 다른 선형 감지 어레이를 사용하여 여러 번 피부를 조사하고 이러한 측정치를 결합하여, 최적화된 단일 결과로 나타냄으로써 이미지 노이즈와 인공적인 면을 감소시킬 수 있다. 손가락을 느리게 이동하는 것은 측정치를 최종 결과의 계산으로 병합함으로써 민감도를 높이고 노이즈 및 인공적인 면을 감소시킨다. 종래 기술 장치에서 유용한 이미지를 발생시킬 수 없는 빈약한 이미지 손가락은 손가락 이동을 느리게 함으로써 성공적으로 이미지화될 수 있다.
선형 어레이들(45-47) 사이의 간격은 중요하지는 않지만, 다른 목적으로써 다른 방식으로 최적화될 수 있다. 예를 들면，선형 어레이들(45-47) 사이에서 비-균일한 간격은 선형 어레이 수직 방향에 대해 다양한 각도로 일어날 수 있는 손가락 이동으로 작동하기 위해 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
추가적으로 도 3을 참조하여, 이미지 데이터 세트 처리에 대한 관점을 더 설명한다. 오직 2 개만의 손가락 이미지 감지 어레이들(45,46)을 사용한 것은 설명을 명확하게 하기 위함이다. 각 어레이(45,46)는 손가락 속도 추이(63)가 발생된 가변성 수직 픽셀 피치 이미지(60,61)를 생성한다. 이것은 고해상도 기울기보정 희소 매트릭스 이미지(65)와 최종적으로 감소샘플링된 고정 수직 픽셀 피치 이미지(66)를 생성하기 위해 입력된다.
추가적으로 도 4를 참조함으로써, 손가락 이미지 데이터 세트들의 획득을 설명할 수 있다. 3 개의 선형 어레이들(45-47)은 포착된 데이터를 동시에 그리고 연 속적으로 동작시킨다. 선형 어레이들(45-47)의 조사는 다음 데이터 처리를 단순화하기 위해 선택적으로 동조될 수 있다. 어레이들로부터의 데이터는 규칙적인 시간에 기초하거나, 또는 재샘플링된 알고리즘에 의해 요구된 일시적 참조 데이터를 제공하기 위한 확정된 시간에 기초하여 포착될 수 있다. 어레이들(45-47)로부터의 픽셀 데이터는 어레이들부터, 상술된 바와 같이 내장된 처리기 또는 장치 처리기(32)와 같은 처리기까지 신속한 전송을 위해 단일 데이터 스트림으로 다중화된다. 그 후 각 어레이들에 의해 발생된 이미지들(60-62)이나 또는 로우 이미지 데이터 세트들을 복구하기 위해 역다중화될 수 있다.
추가적으로 도 5를 참조하여, 손가락 속도 추이(63)는 손가락(35)이 미끄러지는 시간 동안 각 점에서 측정되는 손가락 속도이다. 손가락 속도 추이를 판별하는 하나의 대표적인 접근 방안은 각 선형 어레이들(45-47)을 순차적으로 지나가는 지문의 모양을 확인하고 추적하는 것이다. 속도는 각 로우 이미지들(60-62)에서 모양을 포함한 위치 영역(60a-62a)을 확인함으로써 계산될 수 있다. 상기 설명된 실시예에서, 선형 감지 배열(45-47)의 장축에 대해 수직인 y 방향은 손가락의 주요 이동 방향이고, 그리고 x 방향은 선형 감지 어레이들과 평행한 방향이다. x 및 y 둘 다의 방향 속도는 손가락이 사선으로 이동할 시에도 적용된다.
손가락(35) 모양은, 이미치 처리 기술분야의 당업자에 의해 잘 알려진 바와 같이 다양한 접근 방안을 사용하여 감지 어레이들(45-47)로부터 이미지들(60-62)을 통하여 확인될 수 있고 추적될 수 있다. 로우 이미지들(60-62)의 수직(y축) 픽셀레이션은 변화하기 때문에, 넓고(x) 짧은(y) 영역들(60a-62a)에 의해 나타나게 된 모 양은 작동되기에 손쉬우며 그리고 손가락 속도의 넓은 범위로 인해 좋은 결과를 얻을 수 있다. 이 경우, 모양은 우수하고 다양한 그레이(gray) 스케일 변화를 가진 영역일 수 있다. 속도 추이(63) 측정의 확인 레벨은 계산된 곡선 상의 점들 수와, 2 개의 선형 어레이들 이상을 가진 감지기(31)로 실행된 속도 계산에서의 중복도에 따라 분명하게 변화할 수 있다, 스무씽(smoothing), 인터폴레이션(interpolation), 커브 피팅(curve fitting) 및 다른 데이터의 개선 방법은 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 속도 추이에 적합하게 적용될 수 있다.
느린 손가락 속도는 물리적인 모양과 픽셀 크기들에 관해서 과하게 샘플링된 로우 이미지들(60-62)에 의해 특성을 가지게 된다. 손가락의 높은 속도에서 로우 이미지들(60-62)은 샘플링이 적게 된다. 3 개 이상과 같은 많은 선형 어레이들을 사용하는 실시예에서, 감지기 어레이들의 모든 집합적인 샘플링률은 중요한 모양을 이미지하기 위해 필요한 기본 샘플링률을 기초한 기준, 즉 니퀘스트(Nyquist) 기준을 능가하는 한, 재샘플링은 적게 샘플링된 로우 이미지들을 사용하여 성공적으로 실행될 수 있다.
추가적으로 도 6을 참조하여, 재샘플링에 기초한 손가락 속도를 더 설명한다. 손가락(35)이 어레이들(45-47)을 가로질러 이동할 시, 어레이들(45-47)은 손가락 속도와 함께 변화하는 수직 해상도에서 3 개의 완성된 손가락 이미지들(60-62)을 발생시킨다. 설명된 실시예는, 손가락(35) 속도를 점차적으로 높여 어레이들(45-47)을 지나감으로써 발생되는 타블러 폼(tabular form)의 속도 추이(63)를 사용하는 예를 사용한다.
매트릭스(65)의 큰 격자에 있는 대각선-음영(cross-hatched)점들은 제시된 속도 추이에 기초한 표준화 이미지의 로우 이미지들로부터 픽셀치(그레이-스케일)의 배치를 설명한다. 이 설명된 실시예에서, 표준화된 이미지는 초정밀하게 샘플링된 형태로 초기에 나타내어지며, 그 후 모든 로우 픽셀들이 최종 이미지(66)를 생성하기 위해 위치된 후 감소샘플링된다. 이 하위픽셀레이션은 일어날 수 있는 재생플링 디지털화 오류를 최소화시킨다. 기술분야의 당업자에 의해 손쉽게 이해될 수 있는 바와 같이, 소형 집약적 메모리를 이용하여 이러한 오류를 제어하기 위해 다른 접근 방안을 이용할 수 있다.
각 음영 픽셀내의 번호는 로우 이미지의 주사(또는 행)가 이 데이터로부터 출처된 것을 지시한다. 예를 들면, 0을 포함하는 음영픽셀에 위치된 그레이 스케일 데이터는 음영된 로우 이미지(62)의 0 번째에서 출처된 것이다. 이 예에서의 손가락(35)이 아래로 미끄러지기 때문에, 데이터 스트림에서 도시된 제 1 데이터(와 로우 이미지들의 상부)는 손가락 하부에 관한 데이터이다. 여기에 도시된 예에서, 이 반전(inversion)은 로우 이미지들(60-62)을 통합된 이미지(65)로 맵핑하는 처리에서 보정되어, 최종 이미지(66)는 정확한 방향과 핸디드니스(handedness)를 가진다. 손가락(35)이 천천히 이동할 경우, 이미지의 하부 및 중앙 근처에서 다중 측정은 각 출력 픽셀의 최종값을 생성하기 위해 결합되는 것을 알 수 있다. 손가락 속도가 빨리 이동할 경우, 데이터는 출력 픽셀들을 자동적으로 가로질러 고르게 펴지게 된다. 데이터가 초정밀하게 샘플링된 어레이(65)에 위치된 후, 이미지 처리에 능통한 당업자가 잘 알고 있는 수많은 감소 샘플링 알고리즘 중 어떤 하나를 사용하여 원 하는 수직 및 수평 해상도로 감소샘플링이 된다. 일치화된 이미지 데이터를 최적화로 재샘플링함으로써, 이러한 형태의 이미지에 대한 감소 샘플링 알고리즘은 로우 데이터에 노이즈가 있고, 훼손 또는 품질이 변할 경우에도 본래 이미지의 최대 우도(likelihood) 측정을 생성할 수 있다.
추가적으로 도 7-13을 참고하여, 전형적인 손가락 이미지 데이터의 처리를 설명한다. 특히, 이 예에서 데이터를 발생시키기 위해 사용된 손가락 감지기(70)는 196 개의 픽셀이 각각 있고, a=50 마이크론, 그리고 b=300 마이크론으로 이격된 4 개의 선형 어레이들(71-74)을 가진다. 선형 어레이들(71-74) 각각에 의해 발생된 전체 손가락의 가변성 수직 해상도 이미지들은 도 8-11 각각에서 이미지들(75-79)에 의해 도시된다. 마치 이러한 이미지들(75-79)이 수평과 수직 해상도를 동일하게 지닌 고정 해상도 데이터를 포함하고 있는 것처럼, 이미지들(75-79)은 표시된다. 사실, 이 예에서 사용된 손가락 미끄러짐 속도에서, 픽셀은 수평보다 수직으로 큰 이미지의 영역을 나타낸다. 이 표시 방법의 결과는 이러한 이미지가 수직으로 납작하게 나타난다. 단일 어레이로부터 이미지를 선형적으로 늘어뜨린 이미지의 비교는 도 12의 이미지(81)에서 도시되며, 여기에서 상술된 바와 같이 4 개의 가변성 수직 해상도 이미지를 재샘플링하고 결합한 이미지(80)는 도 13에서 제시된다.
손가락 미끄러짐 속도의 변화는 산마루와 같은 폭과 휘어진 각도에서의 변화가 명백한 바와 같이, 단일 어레이로부터의 이미지(81)(도 12)에서 나타난다. 이 이미지 왜곡은 도 13의 재샘플링된 이미지(80)에서 보정된다. 재샘플링된 이미지(800)는 우측으로 기울어졌다는 것을 주목해야 한다. 이것은 감지기(70) 상에 손 가락을 다소 대각선 방향으로 미끄러지게 한 결과이다. 손가락 감지 장치는 재샘플링될 동안에 미미한 수평적 속도를 검출하고 보상한다. 이 보상은 기술분야의 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 정확한 패턴으로 일치시킴으로써 표준화 효과를 가진다.
기술분야의 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 손가락 생체 인식은 예를 들면, 미국에서 공보된 미국 출원 제 2005/0089202 호의 "전계 감지 픽셀을 포함하는 다중-생체인식 손가락 감지기 및 그 방법"에 개시되며, 본 발명의 양수인에게 양도되고, 전체 내용은 참조로서 여기에 병합된다. 따라서, 본명의 다양한 변형 및 다른 실시예들은 상술된 설명 및 그에 관한 도면에서 지적한 이익을 가지는 기술분야의 당업자가 정할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정 실시예들에 국한되지 않으며, 그리고 변형 및 실시예들은 청구된 청구항의 기술 영역내에 포함된다는 것을 이해해야 한다.

Claims (30)

  1. 복수의 손가락 이미지 감지 어레이들 상에 미끄러지는 손가락 이동에 기초하여 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들 각각을 발생시키는 복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들; 및
    복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들에 기초하여 손가락 이동을 판별하고, 상기 판별된 손가락 이동에 기초하여 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들을 재샘플링함으로써 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들과 연동하는 처리기를 포함하며;
    상기 처리기는, 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트가 발생할 시 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들을 더 기울기보정함(deskew)을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리기는 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트가 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들 중 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 정하도록 복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들을 충분한 비율로 조사함을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 처리기는, 상기 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 원하는 해상도로 감소 샘플링함으로써 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시킴을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리기는 각 손가락 이미지 데이터 세트가 완성된 손가락 이미지 데이터 세트를 정할 수 있도록 상기 복수의 손가락 이미지 감지 어레이들 각각을 조사함을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리기는 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들 각각에서 적어도 하나의 손가락 모양을 확인하고 추적함에 기초하여 손가락 이동을 판별함을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 처리기는 2 차원으로 손가락 이동을 판별함을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리기는 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트와 저장된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 손가락이 일치하는지를 더 판별함을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하며; 그리고,
    상기 처리기는 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 상기 디스플레이 상에 손가락 이미지를 발생시킴을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들 각각은 손가락 이미지 감지 픽셀들의 선형 어레이를 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 이미지 감지 픽셀들 각각은 집적회로인 손가락 감지 픽셀을 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들과 상기 처리기 사이에 연결된 다 중 데이터 버스를 더 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리기는 복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들로부터 분리됨을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 손가락 이미지감지 어레이들 중 적어도 근접한 것 일부들은 비균일하게 이격되어 배열됨을 특징으로 하는 손가락 감지 장치.
  15. 하우징; 및
    상기 하우징에 포함된 손가락 감지 장치를 포함하며,
    상기 손가락 감지 장치는,
    복수의 손가락 이미지 감지 어레이들 상에 미끄러지는 손가락 이동에 기초하여 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들 각각을 발생시키고, 집적회로인 손가락 감지 픽셀들의 선형 어레이를 각각 포함하는 복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들과,
    복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들에 기초하여 손가락 이동을 판별하고, 상기 판별된 손가락 이동에 기초하여 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들을 재샘플링함으로써 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들과 연동하는 처리기를 포함하며;
    상기 처리기는, 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트가 발생할 시 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들을 더 기울기보정함(deskew)을 특징으로하는 전자 장치.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 처리기는 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트가 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들 중 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 정하도록 복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들을 충분한 비율로 조사하고; 그리고 상기 처리기는 상기 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 원하는 해상도로 감소 샘플링함으로써 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시킴을 특징으로 하는 전자 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 처리기는 각 손가락 이미지 데이터 세트가 완성된 손가락 이미지 데이터 세트를 정할 수 있도록 상기 복수의 손가락 이미지 감지 어레이들 각각을 조사함을 특징으로 하는 전자 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 처리기는 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들 각각에서 적어도 하나의 손가락 모양을 확인하고 추적함에 기초하여 손가락 이동을 판별함을 특징으로 하는 전자 장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 처리기는 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트와 저장된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 손가락이 일치하는지를 더 판별함을 특징으로 하는 전자 장치.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 하우징에 포함된 디스플레이를 더 포함하며; 그리고,
    상기 처리기는 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 상기 디스플레이 상에 손가락 이미지를 발생시킴을 특징으로 하는 전자 장치.
  22. 복수의 손가락 이미지 감지 어레이들 상에 미끄러지는 손가락 이동에 기초하여 복수의 손가락 이미지 데이터 세트들 각각을 발생시키는 단계;
    복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들에 기초하여 손가락 이동을 판별하는 단계; 및
    상기 판별된 손가락 이동에 기초하여 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들을 재샘플링함으로써 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 단계를 포함하며;
    상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 단계는 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들을 기울기보정하는 단계(deskewing)를 더 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 방법.
  23. 삭제
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트가 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들 중 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 정하도록 복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들을 충분한 비율로 조사하는 단계를 더 포함하며; 그리고,
    상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 단계는 상기 초정밀하게 샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 원하는 해상도로 감소 샘플링함으로써 상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트를 발생시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    각 손가락 이미지 데이터 세트가 완성된 손가락 이미지 데이터 세트를 정할 수 있도록 상기 복수의 손가락 이미지 감지 어레이들 각각을 조사하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    손가락 이동을 판별하는 단계는 복수의 상기 손가락 이미지 데이터 세트들 각각에서 적어도 하나의 손가락 모양을 확인하고 추적함에 기초하여 손가락 이동을 판별하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 방법.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트와 저장된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 손가락이 일치하는지를 판별하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 방법.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 재샘플링된 손가락 이미지 데이터 세트에 기초하여 디스플레이 상에 손가락 이미지를 발생시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 방법.
  29. 제 22 항에 있어서,
    복수의 상기 손가락 이미지 감지 어레이들 각각은 손가락 이미지 감지 픽셀 들의 선형 어레이를 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 손가락 이미지 감지 픽셀들 각각은 집적회로인 손가락 감지 픽셀을 포함함을 특징으로 하는 손가락 감지 방법.
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