KR101291039B1 - 지문인식장치 및 지문인식장치의 동적 배경 노이즈 제거방법 - Google Patents

Abstract

지문인식장치 및 지문인식장치의 동적 배경 노이즈 제거방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식장치는 지문입력장치를 통해 입력되는 적어도 하나의 원시 이미지를 캡쳐하는 동안에 현재 시점에서의 현재 원시 이미지에 대응되는 현재 배경 이미지를 획득하고, 획득한 현재 배경 이미지를 이용하여 현재 원시 이미지를 보정하여 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 제공한다.

Description

지문인식장치 및 지문인식장치의 동적 배경 노이즈 제거방법 {Apparatus for fingerprint recognition and dynamic method for compensating background noise using thereof}

본 발명의 일 양상은 지문인식을 이용한 사용자 인증 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지문인식을 위한 이미지의 배경 노이즈 제거 기술에 관한 것이다.

보안 및 방범 시스템 기술에서 건조물의 출입자나 특정 기기의 사용자 등에 대한 정당성을 인증하기 위한 수단으로 생체정보를 이용하는 방법이 사용된다. 인증을 위한 생체정보로 지문정보가 사용될 수 있다. 이러한 생체정보 기반의 인증 시스템은 건조물의 출입자에 대한 인증뿐만 아니라, 정보의 보호나 개인의 신분증명을 위한 방법으로서, 패스워드 방식이나 ID 카드 방식 대신 사용된다.

지문입력장치는 사용이 계속될수록 입력창 표면에 다양한 이물이 포함될 수 있는데, 지문입력장치 표면의 이물질이 원시 이미지에 표현되는 것을 배경 노이즈(background noise)라고 한다. 배경 노이즈는 극히 지저분한 경우를 제외하고는 대부분 소프트웨어 처리하는 것이 일반적이다.

선행기술 미국 등록특허 7460697에는 구동판과 기준판을 이용하여 차동 노이즈를 제거하는 기술에 대해, 한국 공개특허 2011-0022923에는 다시점 지문영상을 하나로 결합하고 결합된 지문영상으로부터 노이즈를 제거하는 기술에 대해 각각 개시하고 있다.

일 양상에 따라, 이미지 캡쳐 단계에서 지문입력장치 표면의 이물질이 원시 이미지(original image)에 표현되는 배경 노이즈(background noise)를 제거하기 위한 지문인식장치 및 지문인식장치의 동적 배경 노이즈 제거방법을 제안한다.

일 양상에 따른 지문인식장치는, 지문입력장치를 통해 입력되는 적어도 하나의 원시 이미지를 캡쳐하는 동안에 현재 시점에서의 현재 원시 이미지에 대응되는 현재 배경 이미지를 획득하고, 획득한 현재 배경 이미지를 이용하여 현재 원시 이미지를 보정하여 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 제공하는 이미지 캡쳐부를 포함한다.

이미지 캡쳐부는, 적어도 하나의 원시 이미지를 시간에 따라 캡쳐하는 동안에 배경 이미지를 갱신하여 현재 원시 이미지에 대응하는 현재 배경 이미지를 획득하고, 현재 원시 이미지와 현재 배경 이미지의 비교를 통해 현재 원시 이미지에서의 배경 노이즈를 제거할 수 있다.

이미지 캡쳐부는, 원시 이미지 입력이 없는 상태 또는 추가적인 이물이나 노이즈가 발생 가능한 상태가 되면 이미지 캡쳐를 진행중인 상태에도 추가로 배경 이미지를 획득하고, 추가로 획득한 배경 이미지를 이용하여 원시 이미지에서의 배경 노이즈를 제거할 수 있다.

추가 양상에 따르면, 지문인식장치는 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 실시간으로 표시하는 이미지 표시부와, 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 입력받아 특징을 추출하고 추출된 특징을 분석하여 미리 등록된 지문정보와의 비교를 통해 사용자의 지문을 인식하는 지문 인식부를 더 포함한다.

다른 양상에 따라 지문인식장치가 지문인식을 위해 배경 노이즈를 제거하는 방법은, 지문입력장치를 통해 입력되는 적어도 하나의 원시 이미지를 캡쳐하는 동안에 현재 시점에서의 현재 원시 이미지에 대응되는 현재 배경 이미지를 획득하는 단계와, 획득한 현재 배경 이미지를 이용하여 현재 원시 이미지를 보정하여 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 제공하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 지문입력장치로부터 입력되는 이미지를 캡쳐하는 동안에 배경 이미지를 갱신하여 가장 최근의 배경 상태를 추적할 수 있고, 최종영상에 처리되지 않고 남겨지는 배경 노이즈 및 이물의 양도 상대적으로 적어지게 되므로 보다 향상된 품질의 최종영상을 얻을 수 있다.

나아가 이미지 캡쳐 단계에서 배경 노이즈를 실시간으로 제거함에 따라 별도로 이미지 캡쳐 이후 단계에서 배경 노이즈로 인한 보정작업을 수행할 필요가 없어 이미지 처리시간이 단축되고, 사용자는 이미지 캡쳐 단계에서 디스플레이 화면을 통해 원시 이미지에서의 배경 노이즈 제거를 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문입력장치가 현재 배경 이미지를 이용하여 배경 노이즈를 제거하는 프로세스를 설명하기 위한 참조도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 지문인식장치가 지문인식을 위해 배경 노이즈를 제거하는 방법을 도시한 흐름도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지문인식장치(1)의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 지문인식장치(1)는 이미지 캡쳐부(10)를 포함하고, 이미지 표시부(12) 및 지문 인식부(14)를 더 포함할 수 있다.

이미지 캡쳐부(10)는 지문입력장치(2)로부터 원시 이미지(original image)를 입력받아 이를 소프트웨어 처리하여 최종 이미지(final image) 형태로 출력한다. 지문입력장치(2)는 사용이 계속될수록 입력창 표면에 다양한 이물이 포함될 수 있기 때문에 극히 지저분한 경우를 제외하고는 대부분 소프트웨어 처리하는 것이 일반적이다. 지문입력장치(2) 표면의 이물질이 원시 이미지에 표현되는 것을 배경 노이즈(background noise)라고 한다. 본 발명의 이미지 캡쳐부(10)는 이미지 캡쳐 프로세스 중에 배경 노이즈를 효과적으로 제거하여 이미지 품질을 향상시킨다.

이미지 캡쳐 프로세스는 지문입력장치(2)로부터 원시 이미지들을 입력받아 이미지 처리를 통해 배경 노이즈를 제거하고 캡쳐 이미지를 출력하는 일련의 단계이다. 캡쳐 이미지는 이미지 캡쳐부(10)의 이미지 처리를 통해 출력되는 최종 이미지이지만, 후술할 지문 인식부(14)가 특징 추출과 지문인식을 위해 입력받는 이미지이기도 하다.

이미지 캡쳐부(10)를 통해 획득되는 원시 이미지들과 캡쳐 이미지는 이미지 표시부(12)를 통해 디스플레이 화면에 실시간으로 표시된다. 이에 따라, 사용자는 이미지 캡쳐 단계에서 디스플레이 화면을 통해 원시 이미지에서의 배경 노이즈 제거를 확인할 수 있다.

이미지 캡쳐 프로세스가 시작되는 시점에서 배경 이미지를 취득하고 이를 이용하여 배경 노이즈를 제거하는 경우, 입력 도중에 생길 수 있는 노이즈나 기타 다른 이물질에 대한 영향을 최종영상 생성 시에 전혀 반영할 수 없다. 따라서, 본 발명의 이미지 캡쳐부(10)는 이미지 캡쳐 프로세스가 진행하는 중에 최신의 현재 배경 이미지를 획득하고 이를 이용해 원시 이미지를 보정함에 따라, 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 제공한다. 즉, 이미지 캡쳐부(10)는 지문입력장치(2)를 통해 입력되는 적어도 하나의 원시 이미지를 캡쳐하는 동안에 현재 시점에서의 현재 원시 이미지와 현재 원시 이미지를 캡쳐하는 시점에 대응되는 현재 배경 이미지를 각각 획득한다. 그리고, 획득한 현재 배경 이미지를 이용하여 현재 원시 이미지를 보정한다.

일 실시예에 따르면, 이미지 캡쳐부(10)는 적어도 하나의 원시 이미지를 시간에 따라 캡쳐하는 동안에 배경 이미지를 갱신하여 현재 원시 이미지에 대응하는 현재 배경 이미지를 획득한다. 그리고, 획득한 현재 원시 이미지와 현재 배경 이미지의 비교를 통해 현재 원시 이미지에서의 배경 노이즈를 제거한다.

일 실시예에 따르면, 이미지 캡쳐부(10)는 입력이 없는 상태 또는 추가적인 이물이나 노이즈가 발생 가능한 상태가 되면 이미지 캡쳐가 진행중인 상태일 경우에도 추가로 배경 이미지를 취득하여 최종영상 처리에 사용한다. 이와 같은 방법을 사용하면 가장 최근의 배경 상태를 추적할 수 있다. 또한, 최종영상에 처리되지 않고 남겨지는 노이즈 및 이물의 양도 상대적으로 적어지게 되므로 보다 향상된 품질의 최종영상을 얻을 수 있다.

지문 인식부(14)는 이미지 캡쳐부(10)로부터 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 입력받아 특징을 추출하고 추출된 특징을 분석하여 미리 등록된 지문정보와의 비교를 통해 사용자의 지문을 인식한다. 지문 인식부(14)의 특징 추출 및 지문 인식 프로세스는 지문 인식에서의 일반적인 프로세스와 대응되므로 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문입력장치(2)가 현재 배경 이미지를 이용하여 배경 노이즈를 제거하는 프로세스를 설명하기 위한 참조도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이미지 캡쳐부(10)는 지문입력장치를 통해 입력되는 다수의 원시 이미지(100a,…,100n)를 캡쳐한다. 캡쳐 시작시의 원시 이미지(100a)와 캡쳐 동안 최근의 원시 이미지(100n) 사이의 시간은 입력이 없는 상태 또는 추가적인 이물이나 노이즈가 발생 가능한 상태이다.

이미지 캡쳐부(10)는 캡쳐 시작시의 원시 이미지(100a)에 대응되는 배경 이미지(110a)만을 획득하는 것이 아니라, 캡쳐 진행 중에 최근의 원시 이미지(100n)에 대응되는 배경 이미지(110n)를 획득한다. 그리고, 획득한 최근의 배경 이미지(110n)를 이용하여 최근의 원시 이미지(100n)를 보정하여 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지인 최종 이미지(120)를 출력한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 지문인식장치가 지문인식을 위해 배경 노이즈를 제거하는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 지문인식장치(1)는 지문입력장치(2)를 통해 입력되는 원시 이미지들을 캡쳐하는 동안에 현재 시점에서의 현재 원시 이미지와 현재 원시 이미지를 캡쳐하는 시점에 대응되는 현재 배경 이미지를 각각 획득한다(300). 이어서, 지문인식장치(1)는 획득한 현재 배경 이미지를 이용하여 현재 원시 이미지의 배경 노이즈를 제거한다(310).

일 실시예에 따르면, 현재 원시 이미지에 대응되는 현재 배경 이미지를 획득하는 단계(300)에서 지문인식장치(1)는 원시 이미지들을 캡쳐하는 동안에 배경 이미지를 갱신하여 현재 원시 이미지에 대응하는 현재 배경 이미지를 획득한다. 그리고, 현재 원시 이미지의 배경 노이즈를 제거하는 단계(310)에서 지문인식장치(1)는 현재 원시 이미지와 현재 배경 이미지의 비교를 통해 현재 원시 이미지에서의 배경 노이즈를 제거한다.

일 실시예에 따르면, 지문인식장치(1)는 원시 이미지 입력이 없는 상태 또는 추가적인 이물이나 노이즈가 발생 가능한 상태가 되면 이미지 캡쳐를 진행중인 상태에도 추가로 배경 이미지를 획득한다. 그리고, 추가로 획득한 배경 이미지를 이용하여 배경 노이즈를 제거한다.

추가 양상에 따르면, 지문인식장치(1)는 배경 노이즈가 제거된 최종 이미지를 실시간으로 디스플레이에 표시한다(320). 나아가, 지문인식장치(1)는 최종 이미지를 입력받아 특징을 추출하고 추출된 특징을 분석하여 미리 등록된 지문정보와의 비교를 통해 사용자의 지문을 인식한다(330).

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 지문인식장치 2 : 지문입력장치
10 : 이미지 캡쳐부 12 : 이미지 표시부
14 : 지문 인식부

Claims (9)

1. 지문입력장치를 통해 입력되는 적어도 하나의 원시 이미지(original image)를 캡쳐하는 동안에 현재 시점에서의 현재 원시 이미지에 대응되는 현재 배경 이미지를 획득하고, 획득한 현재 원시 이미지와 현재 배경 이미지의 비교를 통해 현재 원시 이미지를 보정하여 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 제공하는 이미지 캡쳐부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문인식장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 캡쳐부는,
   상기 적어도 하나의 원시 이미지를 시간에 따라 캡쳐하는 동안에 배경 이미지를 갱신하여 상기 현재 원시 이미지에 대응하는 현재 배경 이미지를 획득하고,
   상기 현재 원시 이미지와 현재 배경 이미지의 비교를 통해 상기 현재 원시 이미지에서의 배경 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 지문인식장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 캡쳐부는,
   현재 원시 이미지 입력 후 일정 시간 동안 추가적으로 현재 원시 이미지 입력이 없는 상태 또는 추가적인 이물이나 노이즈가 발생 가능한 상태가 되면 이미지 캡쳐를 진행중인 상태에도 추가로 배경 이미지를 획득하고, 상기 추가로 획득한 배경 이미지를 이용하여 원시 이미지에서의 배경 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 지문인식장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 실시간으로 표시하는 이미지 표시부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문인식장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는,
   상기 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 입력받아 특징을 추출하고 추출된 특징을 분석하여 미리 등록된 지문정보와의 비교를 통해 사용자의 지문을 인식하는 지문 인식부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문인식장치.
6. 지문인식장치가 지문인식을 위해 배경 노이즈를 제거하는 방법에 있어서,
   지문입력장치를 통해 입력되는 적어도 하나의 원시 이미지를 캡쳐하는 동안에 현재 시점에서의 현재 원시 이미지에 대응되는 현재 배경 이미지를 획득하는 단계; 및
   현재 원시 이미지와 상기 획득한 현재 배경 이미지의 비교를 통해 현재 원시 이미지를 보정하여 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 제공하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 배경 노이즈 제거방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 현재 원시 이미지에 대응되는 현재 배경 이미지를 획득하는 단계는
   상기 적어도 하나의 원시 이미지를 시간에 따라 캡쳐하는 동안에 배경 이미지를 갱신하여 상기 현재 원시 이미지에 대응하는 현재 배경 이미지를 획득하고,
   상기 현재 원시 이미지를 보정하여 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 제공하는 단계는
   상기 현재 원시 이미지와 현재 배경 이미지의 비교를 통해 상기 현재 원시 이미지에서의 배경 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 배경 노이즈 제거방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 방법은,
   상기 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 실시간으로 표시하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배경 노이즈 제거방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 방법은,
   상기 배경 노이즈가 제거된 캡쳐 이미지를 입력받아 특징을 추출하고 추출된 특징을 분석하여 미리 등록된 지문정보와의 비교를 통해 사용자의 지문을 인식하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배경 노이즈 제거방법.

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