KR101146077B1 - 이동통신단말기에서의 생체 인식 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신단말기에서의 생체 인식 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 이미지 시그널 프로세서에서 적외선 영역에서 추출한 영상 신호를 입력 받으면, 추출된 영상신호를 특정 패턴으로 변환하고, 상기 변환된 패턴을 메모리에 저장하여 데이터 베이스화 하고, 데이터 베이스화 한 패턴 이미지의 주파수 영역을 분석한다. 분석한 주파수 영역 중에서 가장 높은 주파수 위치를 검출하고, 해당 위치에 렌즈의 초점을 자동 조절한다. 또한, 본 발명의 생체 인식 시스템은, 피사체로부터 영상신호를 읽어들이고, 해당 영상신호를 이미지 시그널 프로세서로 전달하는 역할을 수행하는 카메라 모듈과, 카메라 모듈로부터 수신된 영상신호를 특정한 패턴으로 변환하여 해당 패턴을 데이터베이스화하고, 데이터베이스화된 이미지의 주파수 영역의 위치를 분석하여, 주파수 영역에서 가장 높은 주파수 위치에 상기 카메라 모듈의 렌즈 초점이 위치하도록 초점을 제어하는 이미지 시그널 프로세서를 포함하여 구성된다. 본 발명은 이동통신단말기의 카메라 모듈에 일반적인 기능 이외의 다른 기능을 부가함으로써 사용자가 다양한 부가 서비스를 이용할 수 있도록 한 효과를 가진다.
생체인식, 오토 포커싱, 이동통신단말기, 자동 초점

Description

이동통신단말기에서의 생체 인식 방법 및 시스템 {Method and system for recognizing biotic information in mobile phone}
도 1은 본 발명의 생체 인식 시스템의 카메라 모듈을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 생체 인식 시스템이 구동되는 전체적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 생체 인식 시스템의 내부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 생체 인식 시스템에서 렌즈의 초점을 자동 조절하는 과정을 도시한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100 - 카메라 모듈 103 - 윈도우 글래스
106 - 비쥬얼/적외선 전환 스위치 109 - 모바일 하우징
112 - 이미지 센서 115 - 카메라 하우징
200 - 이미지 시그널 프로세서 203 - 바이어 패턴부
206 - RAM 209 - PROM
212 - AF 통계부
본 발명은 이동통신단말기에서의 생체 인식 방법 및 시스템에 관한 것이다.
이동통신단말기의 보급이 확산 되고 이용이 보편화 됨에 따라 이동통신단말기의 부가서비스를 유용하게 이용하는 사람들이 늘고 있다. 또한, 이동통신단말기는 전 세계적인 폭발적인 수요에 힘입은 활발한 연구활동의 결과로 그 기능이 급속도로 발전하고 있는 추세이다. 즉, 단말기의 외형에 있어서는 휴대를 편리하게 하기 위해 단말기의 크기는 작아지고 무게 또한 가볍게 개선되고 있으며, 단말기의 내적 기능에 있어서는 일반적인 음성통화뿐만 아니라 인터넷 검색, 무선 데이터 통신, 전자수첩 기능 등 매우 다양한 기능이 구현되어 사용자들에게 편리함을 제공하며, 최근에는 이동통신단말기에 카메라 모듈을 구비하고 이를 이용하여 사진 및 동영상을 촬영하여 상대방에게 전송하는 기능 또한 제안되어 사용자에게 편리함을 제공하고 있다.
한편, 현재 일반적인 카메라 기능이 있는 이동통신단말기에서는 카메라 모듈이 VGA급에서 부터 Hight Mega 급까지 다양하게 장착되어 있으나 카메라 기능을 통하여 생체를 인식하고, 해당 생체 인식을 통하여 카메라 렌즈의 초점을 자동으로 조절하는 등과 같은 다른 기능의 활용도면에서 부족한 문제점이 있다.
본 발명은 나이트 비젼 기능을 가진 카메라 모듈을 이용하여 비쥬얼 영역과 적외선 영역의 변환이 가능한 이동통신단말기에서의 생체 인식 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 적외선 영역으로부터 생체 영상을 획득하여 수신된 영상 이미지의 주파수 성분을 분석하고 주파수 영역에서 가장 높은 주파수 위치에서 카메라 모듈의 렌즈가 위치할 수 있도록 제어함으로써 오토 포커싱을 가능하게 한 이동통신단말기에서의 생체 인식 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 적외선 영역에서 추출한 영상신호를 입력받으면, 추출된 영상신호를 특정 패턴으로 변환하고, 상기 변환된 패턴을 메모리에 저장하여 데이터 베이스화 하고, 데이터 베이스화 한 패턴 이미지의 주파수 영역을 분석한다. 분석한 주파수 영역 중에서 가장 높은 주파수 위치를 검출하고, 해당 위치에 렌즈의 초점을 자동 조절한다. 이때, 특정패턴을 변환하고 데이터 베이스화하는 과정은 바이어 패턴부를 통하여 수행된다.
변환된 패턴을 메모리에 저장하여 데이터 베이스화 하는 과정은, 새로운 영상신호가 입력되면 입력된 영상신호를 상기 저장된 패턴과 비교하여, 영상 신호의 패턴이 일정 부분 이상 동일하면 동일한 인물로 판단하고 해당 내용을 저장하고, 새로운 영상 신호가 입력되면 입력된 영상신호의 패턴을 상기 저장된 패턴과 비교하여, 영상신호의 패턴이 일정 부분 이상 동일하지 않으면 다른 인물로 판단하고 해당 내용을 저장함으로써 이루어진다.
본 발명의 이동통신단말기에서의 생체 인식 시스템은, 피사체로부터 영상신호를 읽어들이고, 해당 영상신호를 이미지 시그널 프로세서로 전달하는 역할을 수행하는 카메라 모듈과, 카메라 모듈로부터 수신된 영상신호를 특정한 패턴으로 변환하여 해당 패턴을 데이터베이스화하고, 데이터베이스화된 이미지의 주파수 영역의 위치를 분석하여, 주파수 영역에서 가장 높은 주파수 위치에 상기 카메라 모듈의 렌즈 초점이 위치하도록 초점을 제어하는 이미지 시그널 프로세서를 포함하여 구성된다.
카메라 모듈은, 피사체로부터 영상 신호를 읽어들이는 역할을 수행하며, 비쥬얼 영역의 필터와 적외선 영역의 필터를 포함하는 오토 포커스 렌즈와, 비쥬얼 필터 또는 적외선 영역의 필터로 전환하는 역할을 수행하며, 생체 인식시에 상기 오토 포커스 렌즈를 적외선 영역의 필터로 전환하기 위한 비쥬얼/적외선 전환 스위치와, 오토 포커스 렌즈로부터 수신한 영상 신호를 전기적인 신호로 전환하는 이미지 센서를 포함하여 구성된다.
한편, 이미지 시그널 프로세서는 바이어 패턴부를 더 포함하며, 이미지 시그널 프로세서에서 상기 카메라 모듈의 이미지 센서로부터 수신된 영상신호를 특정 패턴으로 변환하고 변환된 패턴을 메모리에 저장시킴으로써 해당 패턴을 데이터 베이스화하고, 이미지 시그널 프로세서는 새로운 신호가 입력되면, 바이어 패턴부를 이용하여 저장되어있는 패턴과 비교하여 해당 패턴이 일정 부분 이상 동일하면 같은 사람으로 판단하고, 해당 패턴이 일정 부분 이상 동일하지 않으면 다른 사람으 로 판단하여 이를 저장하고 이에 따른 제어신호를 송출하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 생체 인식 시스템의 카메라 모듈을 도시한 도면이다.
본 발명의 카메라 모듈(100)은 비쥬얼/적외선 전환 스위치(106), 윈도우 글래스(103), 윈도우 필터(118), 이미지 센서(112), 카메라 하우징(115), 모바일 하우징(109)으로 구성된다.
윈도우 글래스(103)는 카메라 모듈(100) 내에 구비되어있는 렌즈가 외부의 영향에 의해 손상되지 않도록 보호한다.
카메라 하우징(115)은 피사체의 광 이미지를 입사 받을 수 있도록 하는 다수의 렌즈를 장착할 수 있는 장착부 포함하고 있다. 렌즈는 빛을 모으거나 발산시켜 광학적 상을 맺게 하는 물체로서, 볼록렌즈와 오목렌즈가 조합되어 카메라 하우징(115)의 내부에 구비된 장착부에 삽입 장착되도록 한다. 이때, 카메라 하우징(115)은 렌즈와 이미지 센서(112) 간의 광학전장(빛이 제일 먼저 유입되는 렌즈 중심에서 이미지 센서(112)의 면까지의 거리로 초점이 맞았을 때의 거리임)이 알맞게 유지되도록 설계되어 있다.
윈도우 필터(118)는 비쥬얼 영역의 필터와 적외선 영역의 필터로 구성되며, 비쥬얼 영역은 낮시간 동안에 피사체의 촬영을 가능하게 하고, 적외선 영역의 필터는 특히 피사체로부터 방출되는 열복사를 감지하여 피사체의 촬영을 가능하게 하는 역할을 수행한다.
렌즈의 상부 또는 하부에 장착되는 필터는 렌즈에 입사되는 광 이미지에 포함된 적외선을 차단한다. 즉, 통상 이미지 촬상소자인 이미지 센서(112)는 인간의 눈과 달리 근적외선 파장 및 적외선 영역 파장대의 감지가 가능하기 때문에 촬상시 화면색조가 적조의 경향을 가지므로 이 파장대 영역을 차단하기 위하여 이러한 적외선 영역의 필터를 설치하며, 이에 의해 렌즈를 통하여 모여진 광 이미지는 적외선이 차단된 상태로 이미지 센서(112)에 결상된다.
이미지센서(112)는 필터를 통해 적외선이 차단된 광 이미지를 결상하여 전기적인 신호로 변환시키는 역할을 수행한다. 또한 이미지센서(112)는 다수의 화소로 구성된 화소영역과, 화소영역의 입출력 단자인 다수의 전극으로 구성된다. 이때, 다수의 전극은 각각 와이어 본딩(Wire bonding) 장비를 이용하여 인쇄회로기판의 전극과 전기적으로 연결된다.
비주얼/IR 전환 스위치(106)는 비쥬얼 영역의 필터와 적외선 영역의 필터로 전환하여 주는 역할을 수행하며, 본 발명에 따라 생체 인식을 할 경우에 적외선 모드로 변환하게 된다.
다음으로 본 발명의 생체 인식 시스템의 내부 구성에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 생체 인식 시스템이 구동되는 전체적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 생체 인식 시스템의 내부 구성도이다.
도 2에서와 같이 피사체로부터 영상 신호를 입력받기 위하여 AF 렌즈 영 역(118)은 비쥬얼 영역과 적외선 영역으로 변환이 가능하며, 입력받은 영상신호를 적외선 영역으로부터 추출한다.
적외선 영역으로부터 추출된 영상신호는 이미지 센서를 거쳐 전기적인 신호로 변환되고, 이미지 시그널 프로세서(ISP; Image Signal Processor)(200)는 이미지 센서(112)로부터 수신한 패턴을 인식하여, 수신된 영상신호를 특정한 패턴으로 변환하여 해당 패턴을 데이터베이스화하고, 데이터베이스화된 이미지의 주파수 영역의 위치를 분석하여, 주파수 영역에서 가장 높은 주파수 위치에 상기 카메라 모듈의 렌즈 초점이 위치하도록 초점을 제어하는 역할을 수행한다.
즉, 도 3에서와 같이 본 발명의 생체 인식 시스템은 크게 카메라 모듈과 이미지 시그널 프로세서(ISP; Image Signal Processor)로 이루어진다.
카메라 모듈(100)은 피사체로부터 영상신호를 읽어들이고, 해당 영상신호를 이미지 시그널 프로세서로 전달하는 역할을 수행한다.
이미지 시그널 프로세서(200)는 카메라 모듈(100)로부터 수신된 영상신호를 특정한 패턴으로 변환하여 해당 패턴을 데이터베이스화하고, 데이터베이스화된 이미지의 주파수 영역의 위치를 분석하여, 주파수 영역에서 가장 높은 주파수 위치에 상기 카메라 모듈의 렌즈 초점이 위치하도록 초점을 제어한다.
이때, 이미지 시그널 프로세서(200)는 바이어 패턴부(203)를 더 포함하며, 이미지 시그널 프로세서(200)에서 상기 카메라 모듈(100)의 이미지 센서로부터 수신된 영상신호를 특정 패턴으로 변환하고 변환된 패턴을 메모리에 저장시킴으로써 해당 패턴을 데이터 베이스화한다. 이때 이러한 패턴은 플립플롭으로 이루어진 메 모리 소자를 임의로 지정하여 데이터를 해독?기록할 수 있는 주기억장치인 RAM(Random Access Memory)(206) 또는 사용자가 프로그램이 가능한 PROM(programmable read-only memory)(209)에 저장된다.
이미지 시그널 프로세서(200)는 새로운 신호가 입력되면, 바이어 패턴부(Bayer pattern)(203)를 이용하여 상기 저장되어있는 패턴과 비교하여 해당 패턴이 일정 부분 이상 동일하면 같은 사람으로 판단하고, 해당 패턴이 일정 부분 이상 동일하지 않으면 다른 사람으로 판단하여 이를 저장하고 이에 따른 제어신호를 송출한다. 이때, 바이어 패턴(Bayer pattern)이란 전체 센서 배열 중에서 한 열은 녹색-적색이 교대로 배열되어있고, 다음 열은 녹색-청색이 교대로 나타나게 배열되는 배열 방법을 말한다. 이때, 녹색은 다른 색상보다 더 많게 되는데 그 이유는 우리 눈이 빛을 감지하는 방식 때문이다.
AF(Auto focus) 통계부(212)는 바이어 패턴부(203)에서 분석되고 비교된 패턴에 따라 렌즈의 초점을 조정하기 위해 주파수 영역의 위치중 가장 높은 주파수 영역의 위치를 추출해 내는 역할을 수행한다.
다음으로 본 발명의 생체 인식 시스템에서 생체 인식 기술을 이용하여 자동으로 초점을 맞추는 과정에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 생체 인식 시스템에서 렌즈의 초점을 자동 조절하는 과정을 도시한 순서도이다.
이미지 시그널 프로세서에서 적외선 영역에서 추출된 영상신호를 입력받는 다(단계 403). 즉, 렌즈를 통과하여 출력된 영상 신호 중에서 적외선 영역에서 추출한 신호를 이미지 센서로 전달하면, 이미지 센서는 이를 전기적인 신호로 변환하게 되고 이렇게 전기적인 신호로 변환된 영상신호가 이미지 시그널 프로세서에 전달된다.
추출된 영상신호를 특정 패턴으로 변환하고, 변환된 패턴을 메모리에 저장하여 데이터 베이스화 한다(단계 406). 즉, 새로운 영상신호가 입력되면 입력된 영상신호를 상기 저장된 패턴과 비교하여, 영상 신호의 패턴이 일정 부분 이상 동일하면 동일한 인물로 판단하고 해당 내용을 저장하고, 새로운 영상 신호가 입력되면 입력된 영상신호의 패턴을 상기 저장된 패턴과 비교하여, 영상신호의 패턴이 일정 부분 이상 동일하지 않으면 다른 인물로 판단하고 해당 내용을 저장함으로써 이를 데이터 베이스화 하게 된다. 이때 특정 패턴을 데이터 베이스화 하는 과정은 이미지 시그널 프로세서의 바이어 패턴부를 통하여 이루어진다.
이렇게 데이터 베이스화 한 패턴 이미지의 주파수 영역을 분석하여(단계 409), 분석한 주파수 영역 중에서 가장 높은 주파수 위치를 검출하고, 해당 위치에 렌즈의 초점을 자동 조절한다(단계 412).
이상, 본 발명을 몇가지 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 나이트 비젼 기능을 가진 카메라 모듈을 이용하여 비쥬얼 영역과 적외선 영역의 변환이 가능한 이동통신단말기를 구비하고, 적외선 영역으로부터 생체 영상을 획득하여 수신된 영상 이미지의 주파수 성분을 분석하여 주파수 영역에서 가장 높은 주파수 위치에서 카메라 모듈의 렌즈가 위치할 수 있도록 제어함으로써 오토 포커싱을 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 렌즈의 적외선 영역에서 추출한 영상신호를 입력받는 제 1단계;
    추출된 영상신호를 특정 패턴으로 변환하고, 상기 변환된 패턴을 메모리에 저장하여 데이터 베이스화 하는 제 2단계;
    데이터 베이스화 한 패턴 이미지의 주파수 영역을 분석하는 제 3단계;
    분석한 주파수 영역 중에서 가장 높은 주파수 위치를 검출하고, 해당 위치에 렌즈의 초점을 자동 조절하는 제 4단계;
    를 포함하는 이동통신단말기에서의 생체 인식 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 특정패턴을 변환하고 데이터 베이스화 하는 과정은 바이어 패턴부를 통하여 수행되는 것인 이동통신단말기에서의 생체 인식 방법.
  3. 제 1항에 있어서 상기 제 2단계는,
    새로운 영상신호가 입력되면 입력된 영상신호를 상기 저장된 패턴과 비교하여, 영상 신호의 패턴이 일정 부분 이상 동일하면 동일한 인물로 판단하고 해당 내용을 저장하는 제 2-1단계;
    새로운 영상 신호가 입력되면 입력된 영상신호의 패턴을 상기 저장된 패턴과 비교하여, 영상신호의 패턴이 일정 부분 이상 동일하지 않으면 다른 인물로 판단하 고 해당 내용을 저장하는 제 2-2단계;
    를 포함하는 이동통신단말기에서의 생채 인식 방법.
  4. 피사체로부터 영상신호를 읽어들이고, 해당 영상신호를 이미지 시그널 프로세서로 전달하는 역할을 수행하는 카메라 모듈과,
    상기 카메라 모듈로부터 수신된 영상신호를 특정한 패턴으로 변환하여 해당 패턴을 데이터베이스화하고, 데이터베이스화된 이미지의 주파수 영역의 위치를 분석하여, 주파수 영역에서 가장 높은 주파수 위치에 상기 카메라 모듈의 렌즈 초점이 위치하도록 초점을 제어하는 이미지 시그널 프로세서,
    를 포함하는 이동통신단말기에서의 생체 인식 시스템.
  5. 제 4항에 있어서 상기 카메라 모듈은,
    피사체로부터 영상 신호를 읽어들이는 역할을 수행하며, 비쥬얼 영역의 필터와 적외선 영역의 필터를 포함하는 오토 포커스 렌즈와,
    비쥬얼 필터 또는 적외선 영역의 필터로 전환하는 역할을 수행하며, 생체 인식시에 상기 오토 포커스 렌즈를 적외선 영역의 필터로 전환하기 위한 비쥬얼/적외선 전환 스위치와,
    상기 오토 포커스 렌즈로부터 수신한 영상 신호를 전기적인 신호로 전환하는 이미지 센서,
    를 포함하는 이동통신단말기에서의 생체 인식 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 이미지 시그널 프로세서는 바이어 패턴부를 더 포함하며,
    상기 이미지 시그널 프로세서에서 상기 카메라 모듈의 이미지 센서로부터 수신된 영상신호를 특정 패턴으로 변환하고 변환된 패턴을 메모리에 저장시킴으로써 해당 패턴을 데이터 베이스화 하고,
    상기 이미지 시그널 프로세서는 새로운 신호가 입력되면, 상기 바이어 패턴부를 이용하여 상기 저장되어있는 패턴과 비교하여 해당 패턴이 일정 부분 이상 동일하면 같은 사람으로 판단하고, 해당 패턴이 일정 부분 이상 동일하지 않으면 다른 사람으로 판단하여 이를 저장하고 이에 따른 제어신호를 송출하는 것인 이동통신단말기에서의 생체 인식 시스템.
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