KR101021134B1 - 지문의 방향 특징을 추출하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

개시된 기술은 지문의 방향 특징을 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 실시예들 중에서 지문의 방향 특징을 추출하는 장치는 지문 영상에서 제1 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 융선의 진행 순서를 탐색하는 융선 탐색부; 및 상기 지문 영상에서 상기 탐색된 융선의 진행 순서와 동일하게 제2 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 상기 융선의 방향 값들을 검출하는 방향 검출부를 포함한다.

Description

지문의 방향 특징을 추출하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODE FOR EXTRACTING THE DIRECTION OF FINGERPRINT}

개시된 기술은 지문의 방향 특징을 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

지문은 사람이 가지고 있는 신뢰성 있는 생체 정보 중 하나로, 고유성과 불변의 특성을 지니고 있어 개인 인증에 많이 적용되고 있다. 지문 인식 기술은 크게 지문의 분류와 정합으로 나뉜다. 지문 분류는 주로 자동화된 지문 인식 시스템의 성능 향상을 위하여 방대한 양의 지문 데이터베이스를 헨리식 분류법 등에 따라 클래스(예를 들어, 와상문, 궁상문, 솟은 궁상문, 좌제상문, 우제상문)로 분류하는 기술을 말한다.

한편, 지문의 분류는 일반적으로 지문의 특이점 정보를 이용하여 이루어진다. 이러한 지문 분류 방법은 특이점을 모두 획득하는 회전 날인의 경우에는 적용이 용이하지만, 최근 자동화된 지문 인식 시스템에서는 입력 센서의 소형화 및 입력 방법의 문제 등으로 인하여 특이점이 추출되지 않거나 손상되는 문제점이 있다.

이러한 배경 하에서, 지문의 특이점이 추출되지 않거나, 지문이 손상된 경우에도 지문을 정확하고 신속하게 분류할 수 있는 기술이 요구된다.

개시된 기술이 해결하고자 하는 기술적 과제는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제1 측면은 지문 영상에서 제1 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 융선의 진행 순서를 탐색하는 융선 탐색부; 및 상기 지문 영상에서 상기 탐색된 융선의 진행 순서와 동일하게 제2 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 상기 융선의 방향 값들을 검출하는 방향 검출부를 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치를 제공한다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제2 측면은 융선의 방향 특징을 추출하는 장치가 융선의 방향 특징을 추출하는 방법에 있어서, 지문 영상에서 제1 윈도우를 이동 시키며, 픽셀 단위로 융선의 진행 순서를 탐색하는 단계; 및 상기 지문 영상에서 상기 탐색된 융선의 진행 순서와 동일하게 제2 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 상기 융선의 방향 값들을 검출하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것 이다.

개시된 기술에 의한 지문의 방향 특징을 추출하는 방법은 지문의 특이점 정보 없이도 지문 분류를 수행할 수 있다. 또한, 개시된 기술에 따르면, 지문이 손상된 경우에도 지문의 방향 특징을 추출할 수 있다.

개시된 기술에 의한 방향 특징을 추출하는 방법은 정보 손실 및 시간 손실이 적은 전처리 방법을 제공한다. 따라서, 더욱 효율적인 지문 분류가 가능하다.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수 도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1a는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 지문의 방향을 추출하는 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b는 도 1a의 지문 방향 추출 장치가 지문 영상을 스캔하며 지문의 방향을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

지문 방향 추출 장치(100)는 지문 영상에서 융선의 방향값을 검출하여 이를 지문의 특성 중 하나로 이용할 수 있도록 하는 장치이다. 융선의 방향 값을 지문의 특성으로 이용하는 지문 인식 시스템은 지문의 특이점 정보 없이도 융선의 방향 정보를 통하여 지문의 분류를 수행할 수 있다. 도 1a를 참조하면, 지문 방향 추출 장치(100)는 전처리부(110), 융선 탐색부(120), 방향 검출부(130) 및 방향 병합부(140)를 포함한다.

전처리부(110)는 지문 영상에서 방향 특징의 추출을 용이하게 하기 위한 처리를 한다. 지문 영상은 지문이 입력되는 상황과 지문 입력 센서의 차이에 의하여 영상 품질에 차이가 생긴다. 전처리부(110)는 손상되거나 잡음이 발생한 지문 영상의 품질을 향상시키고, 지문 영상에서 방향 특징의 추출을 용이하게 하기 위하여 입력 받은 지문의 전처리를 한다.

융선 탐색부(120)는 지문 영상에서 제1 윈도우를 이동 시키며, 픽셀 단위로 융선의 진행 순서를 탐색한다. 일 실시예에 따라, 융선 탐색부(120)는 도1b 에 도시된 바와 같이, 지문 영상의 좌측에 수직선(150)을 세워 수직선(150)과 융선과의 교점(160)을 융선 탐색을 위한 시작점으로 정할 수 있다. 시작점이 정해지면, 융선 탐색부(120)는 시작점에서 시작하는 융선의 진행 순서를 탐색하며 탐색된 진행 순서 값들을 저장한다. 저장된 융선의 진행 순서 값은 방향 검출부(130)에서 융선의 방향을 검출하기 위하여 제2 윈도우를 이동시키는 이동 순서 값이 된다. 지문 영상의 스캔 범위는 불필요한 탐색 범위를 줄이기 위하여 상, 하, 좌, 우에서 일정한 값(예컨대, 45, 45, 30, 30 pixels)만큼을 제외할 수 있다.

방향 검출부(130)는 융선 탐색부(120)에서 탐색된 융선의 진행 순서와 동일하게 지문 영상에서 제2 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 융선의 방향 값들을 검출한다. 융선의 방향 값은 제2 윈도우의 중심 픽셀에서 융선이 존재하는 제2 윈도우의 테두리 픽셀에 대한 방향 값으로 융선 일부의 방향 값이다.

융선 탐색부(120) 및 방향 검출부(130)는 어느 하나의 교점(160a)에서 시작하는 융선에 대하여 진행 순서 값들 및 방향 값들이 검출되면, 어느 하나의 교점(160a)과 다른 교점(160b)을 시작점으로 삼아 상기 시작점에서 시작하는 융선의 진행 순서 값들 및 방향 값들을 검출한다. 융선 탐색부(120) 및 방향 검출부(130)는 이러한 방법으로, 현재 수직선 위치에서의 모든 교점(160)에 대하여 융선의 진행 순서 값들 및 방향 값들이 검출되면, 수직선을 좌측으로 이동시키며 상술한 과정을 반복한다. 이러한 과정을 통하여 검출된 융선의 방향 값 들은 지문 분류를 위한 지문의 특성 중 하나로 사용될 수 있다.

방향 병합부(140)는 방향 검출부(130)에서 검출된 픽셀 단위의 방향 값들을 그룹 단위로 병합한다. 상술한 과정을 통하여 지문 방향 추출 장치(100)가 추출한 융선의 방향 값들은 픽셀 단위의 정보이므로, 픽셀 간의 방향 변화가 미세하여 융선의 흐름 변화를 표현하기 어려울 수 있다. 따라서, 방향 병합부(140)는 방향 변화의 특징을 표현하기에 적절한 수(예를 들어, 15개)의 픽셀을 하나의 그룹으로 묶 어, 픽셀 단위의 방향 값을 그룹 단위의 방향 값으로 병합할 수 있다.

도 2a는 도 1a의 전처리부를 설명하기 위한 블록도이며, 도 2b는 전처리부가 지문의 전처리를 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하면, 일 실시예에 따른 전처리부(110)는, 평활화부(210), 이진화부(220) 및 세선화부(230)를 포함한다. 필터를 적용한 전처리 과정은 전처리 과정에서 지문 고유의 정보를 손실할 수 있고, 전처리 시간이 많이 걸린다는 단점이 있으나, 본 실시예에 따른 전처리 과정은 이러한 정보 손실 및 시간 손실이 적다.

평활화부(210)는 지문 영상의 명암 분포를 고르게 한다. 240a는 입력 받은 지문 영상의 원본 이미지이다. 240a는 지문을 입력하는 상황과 지문 입력 센서의 차이에 의하여 지문의 명암이 고르지 못하다. 평활화부(210) 이러한 지문 영상(240a)의 명암 분포를 고르게 하여 240b와 같은 지문 영상을 생성한다.

이진화부(220)는 평활화부(210)에서 고르게 된 지문 영상의 융선과 골을 각각 제1 값과 제2 값으로 표현한다. 지문은 손가락 끝 마디의 바닥 면에 있는 융선(ridge)과 골(valley)이 만드는 무늬이다. 융선은 땀구멍이 주위보다 융기한 부분이 연결된 선을 말하며, 골은 융선과 융선 사이에 계곡과 같이 파인 부분을 말한다. 이진화부(220)는 지문의 방향 추출을 위하여 융선은 제1 값으로, 골은 제2 값으로 변환한다. 일례로, 제1 값은 검정색으로 표현되는 값(예컨대, 0)으로, 제2 값은 흰색으로 표현되는 값(예컨대, 1)으로 변환될 수 있다. 240c는 평활화된 영상 240b를 이진화한 영상이다.

세선화부(230)는 이진화부(220)에서 제1 값으로 표현된 융선의 두께를 1픽셀 두께로 변환한다. 본 실시예에서는 지문 융선을 픽셀 단위로 탐색하여 방향 값을 검출하므로 융선의 두께를 1 픽셀(pixel)로 변환 한다. 240d는 이진화된 영상 240c를 세선화한 영상이다.

도 3a는 도 1a의 융선 탐색부를 설명하기 위한 블록도이며, 도 3b는 융선 탐색부가 융선의 진행을 탐색하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하면, 융선 탐색부(120)는 제1 윈도우 설정부(310) 및 진행 순서 값 결정부(320)를 포함한다.

제1 윈도우 설정부(310)는 복수의 픽셀들을 포함하는 제1 윈도우를 설정하고, 제1 윈도우의 테두리 픽셀들에게 진행 순서 값들을 할당한다. 제1 윈도우는 예컨대, 도 3b의 (a)에 도시된 바와 같이 3 X 3 윈도우가 될 수 있다. 3 X 3 윈도우를 사용하는 경우, 픽셀단위의 융선 진행 방향이 정확하게 탐색될 수 있다. 3 X 3 윈도우가 사용되기로 결정되었으면, 제1 윈도우 설정부(310)는 도 3b의 (a)에 도시된 바와 같이 윈도우 테두리 픽셀에 1부터 8까지의 진행 순서 값을 할당한다. 1부터 8까지의 진행 순서 값은 융선의 진행 순서를 나타내기 위한 값으로, 도 3b의 (b)에 도시된 바와 같이 8가지로 나뉘어진 각각의 진행 방향을 나타낸다.

진행 순서 값 결정부(320)는 제1 윈도우 내에서 융선이 위치한 픽셀을 검출하여, 검출된 픽셀에 할당된 진행 순서 값을 융선의 진행 순서 값으로 결정한다. 진행 순서 값 결정부(320)는 제1 윈도우의 중심을 검출된 픽셀로 이동시키고, 마찬 가지의 방법으로 융선의 다음 진행 순서 값을 결정하도록 한다.

도 3b의 (c)를 예로 들어, 진행 순서 값 결정부(320)가 융선의 진행 순서 값들을 결정하는 과정을 설명한다. 예컨대, 진행 순서 값 결정부(320)는 1번 픽셀부터 8번 픽셀까지 돌아가며 융선이 위치하는 픽셀을 검출한다. 진행 순서 값 결정부(320)는 n(1내지 8)번 픽셀에 융선이 위치하면, n을 융선의 진행 순서 값으로 결정하고, n번 픽셀에 융선이 없으면 n+1번 픽셀에 융선이 위치하는지를 검사한다. 도 3b (c) 좌측의 제1 윈도우를 보면, 융선의 진행 순서 값은 2번이 된다.

진행 순서 값 결정부(320)는 2번 방향으로 제1 윈도우를 이동시켜 2번 픽셀이 제1 윈도우의 중심에 오도록 한다. 도 3b (c)의 가운데 제1 윈도우는 이동 후의 제1 윈도우 모습이다. 진행 순서 값 결정부(320)는 이동된 위치에서 다음 진행 순서 값을 상술한 방법에 따라 1로 결정 한다. 진행 순서 값 결정부(320)는 다시 제1 윈도우를 1번 방향으로 이동시켜 도 3b (c)의 우측 제1 윈도우와 같이 1번 픽셀이 제1 윈도우의 중심에 오도록 하고, 다음 진행 순서 값을 3으로 결정 한다.

진행순서 값 결정부(320)는 융선이 끊어질 때까지 이러한 과정을 반복하며, 융선의 진행 순서 값을 결정하여 저장한다. 이때, 융선의 길이가 소정의 값(예를 들어, 20 픽셀) 미만인 경우에는 잡음으로 간주되어 탐색 융선에서 제외될 수 있다.

도 4a는 도 1a의 방향 검출부를 설명하기 위한 블록도이며, 도 4b는 방향 검출부가 융선의 방향 값을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하면, 방향 검출부(130)는 제2 윈도우 설정부(410) 및 방향 값 설정부(420)를 포함한다.

제2 윈도우 설정부(410)는 복수의 픽셀들을 포함하는 제2 윈도우를 설정하고, 제2 윈도우의 테두리 픽셀들에게 방향 값들을 할당한다. 예컨대, 제2 윈도우는 도 4b의 (b)에 도시된 바와 같이 5 X 5 윈도우가 될 수 있다. 3 X 3 윈도우 또는 7 X 7 윈도우를 사용할 수도 있으나, 3 X 3의 경우는 융선의 방향을 다양하게 나타내기에 부족할 수 있으며, 7 X 7의 경우에는 융선의 방향을 세밀하게 표현할 수 있으나 처리 시간이 오래 걸릴 수 있다. 5 X 5 윈도우가 사용되는 경우, 제2 윈도우 설정부(410)는 도 4b의 (b)에 도시된 바와 같이 윈도의 테두리 픽셀에 1부터 16까지의 방향 값을 할당한다. 1부터 16까지의 방향 값은 융선의 방향을 나타내기 위한 값으로, 도 4b의 (a)에 도시된 바와 같이 22.5도 간격으로 나뉘어진 각각의 방향을 나타낸다.

방향 값 결정부(420)는 융선 탐색부(120)에서 탐색된 융선의 진행 순서와 동일하게 제2 윈도우의 중심을 이동시키며, 융선의 방향 값들을 픽셀 단위로 검출해 나간다.

일실시예에 따라, 방향 값 결정부(420)는 제2 윈도우 내에서 융선이 위치한 테두리 픽셀을 탐색하여, 탐색된 픽셀에 할당된 값을 기초로 융선의 방향 값을 결정할 수 있다. 예컨대, 방향 값 결정부(420)는 탐색된 픽셀이 하나인 경우, 탐색된 픽셀에 할당된 값을 융선의 방향 값으로 결정하고, 탐색된 픽셀이 여러 개인 경우, 진행순서 값 결정부(320)가 제1 윈도우에서 픽셀을 탐색하는 진행 순서에 따라, 나 중에 탐색된 픽셀에 할당된 값을 융선의 방향 값으로 결정할 수 있다. 도 4b (c)를 참조하면, 좌측 그림에서는 14번, 15번 픽셀이 탐색될 수 있으나, 15번 픽셀이 제1 윈도우에서 탐색된 순서가 늦으므로 15가 융선의 방향 값으로 결정 될 수 있다.

융선의 방향값이 결정되면, 방향값 결정부(420)는 제2 윈도우를 도3b(a)의 2번 방향으로 이동시키고(도 4b (c) 중앙 그림), 이동된 위치에서 융선이 존재하는 픽셀을 탐색하여 융선의 방향 값을 15로 결정한다. 마찬가지로, 방향값 결정부(420)는 제2 윈도우를 도3b(a)의 1번 방향으로 이동시키고(도 4b (c) 우측 그림), 이동된 위치에서 융선이 존재하는 픽셀을 탐색하여 융선의 방향 값을 16으로 결정한다. 방향값 결정부(420)는 융선이 끊어질 때까지 상술한 과정을 반복하며, 융선의 방향 값들을 검출한다.

도 5는 일 실시예에 따라 융선의 분기점에서 융선의 방향을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 분기점은 도 5에 도시된 바와 같이 융선이 부드럽게 흐르다가 둘 이상으로 갈라지는 점이다. 제1 분기 융선은 분기점에서 갈라져 나온 융선 중 하나의 융선으로 도 5에서는 상부에 있는 융선(510)이 제1 분기 융선으로 정해졌다. 제2 분기 융선 역시 분기점에서 갈라져 나온 융선으로, 도5의 경우, 하부의 융선(520)이 제2 분기 융선으로 정해졌다.

융선 탐색부(120)는, 융선의 진행을 탐색하는 중 분기점이 나오면, 분기점을 기준으로 상술한 방법에 따라 제1 분기 융선의 진행을 먼저 탐색하고, 그 후에 제2 분기 융선의 진행을 탐색한다.

방향 검출부(130) 또한 융선 탐색부(120)가 탐색한 탐색 순서에 따라, 상술한 방법에 의하여 제1 분기 융선의 방향 값들을 먼저 검출하고, 그 후에 제2 분기 융선의 방향 값들을 검출한다.

도 6은 픽셀 단위의 방향 값을 그룹 단위로 병합하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 방향 병합부(140)는 방향 검출부(130)에서 검출된 픽셀 단위의 방향 값들을 그룹 단위로 병합한다.

도 6의 (a)를 참조하면, 지문 방향 추출 장치(100)가 추출한 픽셀 단위의 방향 값은 융선의 방향 변화를 표현하기 어려울 수 있다. 따라서, 방향 병합부(140)는 방향 변화의 특징을 표현하기에 적절한 수의 픽셀을 하나의 그룹으로 묶어, 픽셀 단위의 방향 값을 그룹 단위의 방향 값으로 병합한다.

도 6에서는 15개의 픽셀 단위의 방향 값을 하나의 그룹으로 하여 방향 값을 병합하는 과정을 나타내고 있다. 병합된 방향 값은 일례로, 첫번째 픽셀을 기준으로 15번째 픽셀이 변화하는 방향 값으로 정해질 수 있다. 이러한 경우, 첫번째 픽셀과 15번째 픽셀이 연결된 선은 상술한 16개의 선의 방향과 정확하게 일치하지 않을 수 있다. 이를 16개의 방향 값과 매칭시키기 위하여 도 4b (a)의 16개의 방향 값은 각각 방향 구간을 나타낼 수 있다. 즉, 16번이 픽셀 단위의 방향 값에서 22.5도 방향을 나타냈었다면, 그룹 단위의 방향 값에서는 11.25도 에서 33.75도 사이의 구간에 해당하는 각도를 나타내는 것으로 정해질 수 있다.

이와 같은 병합 방법은, 작은 변화량을 보이는 1 픽셀 단위의 방향 값을 최 적의 길이(예컨대, 15픽셀)로 병합함으로써 융선 방향의 변화량 측정을 용이하게 할 수 있다.

도 7은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 지문의 방향 특징을 추출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 1 및 도 7을 참조하여, 지문의 방향을 추출하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 또한, 도 1의 지문 방향 추출 장치(100)를 시계열적으로 구현한 경우도 본 실시예에 해당하므로 지문 방향 추출 장치(100)에 대하여 설명된 부분은 본 실시예에도 그대로 적용된다.

지문 방향 추출 장치(100)는 지문 영상에서 방향 특징의 추출을 용이하게 하기 위한 전처리를 한다(S710).

지문 방향 추출 장치(100)는 S710 단계에서 전처리 된 지문 영상에서 제1 윈도우를 이동 시키며, 픽셀 단위로 융선의 진행 순서를 탐색한다(S720). 일 실시예에 따라, 지문 방향 추출 장치(100)는 융선의 진행 순서를 탐색하기 위하여, 우선, 복수의 픽셀들을 포함하는 제1 윈도우를 설정하고, 제1 윈도우의 테두리 픽셀들에게 진행 순서 값들을 할당한다(S722). 지문 방향 추출 장치(100)는 제1 윈도우를 이동시키며, 제1 윈도우가 위치한 픽셀들 중에서 융선이 존재하는 픽셀을 검출하고, 상기 검출된 픽셀에 할당된 진행 순서 값을 상기 융선의 진행 순서 값으로 결정한다(S724). 지문 방향 추출 장치(100)는 융선이 끊어질 때까지, 융선의 다음 진행 순서 값을 결정하기 위해 제1 윈도우의 중심을 S724 단계에서 검출된 픽셀로 이동시키고(S726), S724 단계를 반복한다.

지문 방향 추출 장치(100)는 S720 단계에서 탐색된 융선의 진행 순서 값과 동일하게 지문 영상에서 제2 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 융선의 방향 값들을 검출한다(S730). 일 실시예에 따라, 지문 방향 추출 장치(100)는 복수의 픽셀들을 포함하는 제2 윈도우를 설정하고, 제2 윈도우의 테두리 픽셀들에게 방향 값들을 할당한다(S732). 지문 방향 추출 장치(100)는 S720 단계에서 탐색된 융선의 진행 순서 값과 동일하게 제2 윈도우의 중심을 이동시키며, 제2 윈도우 내에서 융선이 위치한 픽셀을 탐색하고, 탐색된 픽셀에 할당된 방향 값을 기초로 융선의 방향 값들을 픽셀 단위로 결정한다(S734).

지문 방향 추출 장치(100)는 S730단계에서 검출된 픽셀 단위의 방향 값들을 그룹 단위로 병합한다(S740).

이러한 개시된 기술인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1a는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 지문의 방향을 추출하는 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1b는 도 1a의 지문 방향 추출 장치가 지문 영상을 스캔하며 지문의 방향을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a는 도 1a의 전처리부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2b는 전처리부가 지문의 전처리를 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a는 도 1a의 융선 탐색부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 3b는 융선 탐색부가 융선의 진행을 탐색하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a는 도 1a의 방향 검출부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 4b는 방향 검출부가 융선의 방향 값을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 일 실시예에 따라 융선의 분기점에서 융선의 방향을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 픽셀 단위의 방향 값을 그룹 단위로 병합하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 지문의 방향 특징을 추출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

Claims (14)

1. 지문 영상에서 제1 윈도우를 이동 시키며, 픽셀 단위로 융선의 진행 순서를 탐색하는 융선 탐색부; 및

   상기 지문 영상에서 상기 탐색된 융선의 진행 순서와 동일하게 제2 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 상기 융선의 방향 값들을 검출하는 방향 검출부를 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 융선 탐색부는,

   복수의 픽셀들을 포함하는 제1 윈도우를 설정하고, 상기 제1 윈도우의 테두리 픽셀들에게 진행 순서 값들을 할당하는 제1 윈도우 설정부;

   상기 제1 윈도우가 위치한 픽셀들 중에서 상기 융선이 위치한 픽셀을 검출하고, 상기 검출된 픽셀에 할당된 진행 순서 값을 상기 융선의 진행 순서 값으로 결정하고, 상기 융선의 다음 진행 순서 값을 결정하기 위해 상기 제1 윈도우의 중심을 상기 검출된 픽셀로 이동시키는 진행 순서 값 결정부를 포함하며,

   상기 방향 검출부는 상기 결정된 진행 순서 값을 기초로 상기 제2 윈도우를 이동시키는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 방향 검출부는,

   복수의 픽셀들을 포함하는 제2 윈도우를 설정하고, 상기 제2 윈도우의 테두 리 픽셀들에게 방향 값들을 할당하는 제2 윈도우 설정부;

   상기 융선 탐색부에서 탐색된 융선의 진행순서와 동일하게 상기 제2 윈도우의 중심을 이동시키며, 상기 제2 윈도우 내에서 상기 융선이 위치한 픽셀을 탐색하고, 상기 탐색된 픽셀에 할당된 방향 값을 기초로 상기 융선의 방향 값들을 픽셀 단위로 결정하는 방향 값 결정부를 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 지문 영상에서 방향 특징의 추출을 용이하게 하기 위한 전처리를 하는 전처리부를 더 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 전처리부는,

   상기 지문 영상의 명암 분포를 고르게 하는 평활화부;

   상기 지문 영상의 융선과 골을 각각 제1 값과 제2 값으로 표현하는 이진화부; 및

   상기 융선의 두께를 1픽셀 두께로 변환하는 세선화부를 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 융선 탐색부는, 상기 융선의 진행을 탐색하는 중 분기점이 나오면, 상기 분기점을 기준으로 제1 분기 융선의 진행을 먼저 탐색하고, 그 후에 제2 분기 융선의 진행을 탐색하며,

   상기 방향 검출부는, 상기 융선 탐색부의 탐색 순서에 따라, 상기 제1 분기 융선의 방향값들을 먼저 검출하고, 그 후에 상기 제2 분기 융선의 방향값들을 검출하는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 방향 검출부에서 검출된 픽셀 단위의 방향 값들을 그룹 단위로 병합하는 방향 병합부를 더 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제1 윈도우는 제1 복수의 픽셀들을 포함하는 정방형 윈도우이고,

   상기 제2 윈도우는 상기 제1 복수보다 큰 제2 복수의 픽셀들을 포함하는 정방형 윈도우인 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 복수는 9이고, 상기 제2 복수는 25인 지문의 방향 특징을 추출하는 장치.
10. 융선의 방향 특징을 추출하는 장치가 융선의 방향 특징을 추출하는 방법에 있어서,

    지문 영상에서 제1 윈도우를 이동 시키며, 픽셀 단위로 융선의 진행 순서를 탐색하는 단계; 및

    상기 지문 영상에서 상기 탐색된 융선의 진행 순서와 동일하게 제2 윈도우를 이동시키며, 픽셀 단위로 상기 융선의 방향 값들을 검출하는 단계를 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 탐색하는 단계는,

    복수의 픽셀들을 포함하는 제1 윈도우를 설정하고, 상기 제1 윈도우의 테두리 픽셀들에게 진행 순서 값들을 할당하는 단계; 및

    상기 제1 윈도우가 위치한 픽셀들 중에서 상기 융선이 존재하는 픽셀을 검출하고, 상기 검출된 픽셀에 할당된 진행 순서 값을 상기 융선의 진행 순서 값으로 결정하고, 상기 융선의 다음 진행 순서 값을 결정하기 위해 상기 제1 윈도우의 중심을 상기 검출된 픽셀로 이동시키는 단계를 포함하며,

    상기 검출하는 단계는 상기 결정된 진행 순서 값을 기초로 상기 제2 윈도우를 이동시키는 단계를 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 검출하는 단계는,

    복수의 픽셀들을 포함하는 제2 윈도우를 설정하고, 상기 제2 윈도우의 테두리 픽셀들에게 방향 값들을 할당하는 단계; 및

    상기 탐색된 융선의 진행순서와 동일하게 상기 제2 윈도우의 중심을 이동시키며, 상기 제2 윈도우 내에서 상기 융선이 위치한 픽셀을 탐색하고, 상기 탐색된 픽셀에 할당된 방향 값을 기초로 상기 융선의 방향 값들을 픽셀 단위로 결정하는 단계를 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 방법.
13. 제10항에 있어서,

    상기 지문 영상에서 방향 특징의 추출을 용이하게 하기 위한 전처리를 하는 단계를 더 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 방법.
14. 제10항에 있어서,

    상기 검출하는 단계에서 검출된 픽셀 단위의 방향 값들을 그룹 단위로 병합하는 단계를 더 포함하는 지문의 방향 특징을 추출하는 방법.

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