KR101296579B1 - 지문 인식장치 및 그 방법 - Google Patents

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박보건
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Abstract

지문 인식장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 접촉시 생성된 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하고, 정전용량 추정값과 정전용량 측정값을 비교하여 지문 인식을 수행함에 따라, 지문 인식의 정확성을 높인다.

Description

지문 인식장치 및 그 방법 {Apparatus and method for fingerprint recognition}
본 발명의 일 양상은 지문인식을 이용한 사용자 인증 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.
지문 인식기술은 인증의 편리성과 정확성 및 경제성에 불구하고, 위조 지문에 의한 허위인증이 발생하는 사례가 있다. 허위인증의 피해를 개선 및 방지하기 위한 보안 알고리즘이 다양하게 개발되고 있으나, 아직까지 위조 지문에 대한 정확한 식별이 곤란한 실정이다.
현재까지, 온도 측정방식, 전위 측정방식, 압력 측정방식, 혈류 측정방식, 땀샘 측정방식 등이 위조 및 모조 지문 인식기술로 제안된 상태이다. 온도 측정방식은 실제의 인체 지문의 온도(즉, 체온)와 위조 지문으로부터 감지한 온도와의 차를 측정하여 위조 지문을 식별해내는 방식이다. 이러한 방식은, 주변 온도(날씨 및 계절)의 변화에 영향을 받고 온도 범위의 설정이 어렵다.
전위 측정방식은 전위 검출용 전극에 생체를 직접 접촉하는 방식으로서, 전위 검출용 전극을 노출시켜 설치해야 한다. 이 방법도, 전위 검출 전극에 다른 생체를 접촉시킨 상태에서 위조 지문을 접촉하면 위조 지문을 식별할 수 없으며, 물과 같은 오물에 의한 오인식 가능성이 있다. 또한, 외부로부터의 정전기(ESD: Electrostatic Discharge)와 같은 전기적 충격에 반응할 가능성을 배제할 수 없다.
일 실시 예에 따라, 위조 지문을 식별하여 인증 정확성을 높일 수 있는 지문 인식장치 및 그 방법을 제안한다.
일 실시 예에 따른 지문 인식장치는, 지문이 접촉되면 접촉된 지문으로부터 지문 이미지를 생성하는 지문 입력부와, 지문 입력부에 접촉된 지문에 의해 발생하는 정전용량을 측정하는 정전용량 측정부와, 지문 입력부를 통해 생성된 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하고 추정된 정전용량과 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량을 비교하여 지문 인증을 수행하는 지문 인증부를 포함한다.
정전용량 측정부는, 지문 입력부의 내부 또는 외부에 설치되어, 지문 입력부에 접촉된 지문에 의한 정전용량 변화를 감지하는 비접촉식 정전용량 센서일 수 있다.
지문 인증부는, 지문 입력부를 통해 생성된 지문 이미지로부터 특징정보를 추출하는 특징 추출부와, 특징 추출부를 통해 추출된 특징정보를 이용하여 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하는 정전용량 추정부와, 정전용량 추정부를 통해 추정된 정전용량과 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량을 비교하여 지문 인증을 수행하는 지문 판별부를 포함할 수 있다. 특징 추출부가 추출하는 특징정보는 지문 영역의 넓이, 지문의 진하기 및 지문 영역의 중심 위치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
지문 입력 시에 지문 이미지로부터 추출된 특징정보와 정전용량 측정값을 매칭한 룩업 테이블이 저장된 메모리를 더 포함할 수 있는데, 이때 정전용량 추정부는 특징 추출부를 통해 추출된 특징정보와 매칭되는 정전용량을 메모리의 룩업 테이블에서 검색하여 정전용량을 추정할 수 있다.
지문 판별부는, 정전용량 추정부를 통해 추정된 정전용량과 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량 간의 차이가 미리 설정된 임계값 내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별할 수 있다.
지문 판별부는, 정전용량 추정부를 통해 추정된 정전용량과 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량 간의 상관관계를 수식으로 모델링하고, 모델링한 수식이 미리 설정된 임계 범위 내에 형성되는 경우에는 정상 지문으로 판별하며, 미리 설정된 임계 범위를 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별할 수 있다.
지문 판별부는, 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량이 미리 설정된 값 이상이면 정상 지문으로 판별하는 1차 지문 판별부와, 1차 지문 판별부의 판별 결과에 따라 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량이 미리 설정된 값 이하이면 정전용량 추정부를 통해 추정된 정전용량과 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량을 비교하여 비교 값이 미리 설정된 임계값 내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별하는 2차 지문 판별부를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 지문 인식방법은, 지문이 접촉되면 접촉된 지문으로부터 지문 이미지를 생성하는 단계와, 접촉된 지문에 의해 발생하는 정전용량을 측정하는 단계와, 생성된 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하고 추정된 정전용량과 측정된 정전용량을 비교하여 지문 인증을 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 비접촉식으로 측정된 정전용량을 이용하여 지문을 인식함에 따라, 일반적인 접촉 방식처럼 지문 접촉 면이나 외장 프레임에 정상 지문 판별수단을 노출하지 않아도 되므로, 판별수단 설치의 부담을 덜고 이물질 등에 의한 오염 가능성을 방지하며, 외부의 전기적 충격에 강할 수 있다.
나아가, 지문 접촉시 생성된 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하고 정전용량 추정값을 실제로 측정한 정전용량 값을 비교하여 지문 인식을 수행함에 따라, 지문 인식의 정확성을 높일 수 있다. 예를 들어, 정전용량 추정값과 정전용량 측정값 간의 차이가 미리 설정된 임계값 이내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별할 수 있다. 이에 따라, 단순히 정전용량만을 측정할 때 손가락의 상태 차이, 예를 들면 크기, 표면 습도, 위치 등에 의해 정상 지문을 위조 지문으로 오인식할 가능성을 방지하고 정확하게 정상 지문만을 인식할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 지문인식 예를 도시한 참조도,
도 2는 도 1의 지문인식 시의 정전용량 측정결과를 도시한 참조도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 인식장치의 구성도,
도 4는 도 3의 지문 인식장치의 세부 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 판별 예를 도시한 참조도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 인식장치를 이용한 지문 인식방법을 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 인증 판별방법을 세부적으로 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 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 발명이 적용되는 지문인식 예를 도시한 참조도이고, 도 2는 도 1의 지문인식 시의 정전용량 측정결과를 도시한 참조도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 지문 인식장치는 정전용량(capacitive)의 변화를 측정하여 정상 지문(real fingerprint)인지 위조 지문(fake fingerprint)인지 여부를 판별할 수 있다. 그런데, 정전용량 변화 측정을 통한 위조 지문 판별 시에 지문의 상태에 따라 정상 지문과 위조 지문을 판별할 수 없는 경우가 발생한다. 즉, 정상 지문인데도 지문의 상태가 양호하지 않은 경우 위조 지문으로 오판할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 Case A(정상 지문), Case B(위조 지문), Case C(손가락의 크기가 작은 정상 지문)에서 각각 정전용량을 측정한 경우, Case B(위조 지문)와 Case C(손가락의 크기가 작은 정상 지문)의 정전용량 측정값(Cap_m)이 동일하다. 따라서, 단순히 정전용량만을 보아서는 Case B(위조 지문)와 Case C(손가락의 크기가 작은 정상 지문)를 구별할 수 없다.
이러한 지문 상태에 의한 정전용량의 변화는 손가락의 크기가 작은 경우뿐만 아니라 손가락이 건조하여 손가락 표면에 유·수분이 없는 경우에도 발생할 수 있다. 손가락 표면의 유·수분은 정전용량 값을 키워주는 효과가 있다. 또한, 손가락의 접촉 위치에 따라서도 정전용량 값이 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 손가락의 상태 차이, 예를 들어 크기, 표면 습도, 위치 등에 의한 지문 인식 오류를 차단하기 위한 기술을 제안한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 인식장치(1)의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 지문 인식장치(1)는 지문 입력부(10), 정전용량 측정부(12) 및 지문 인증부(14)를 포함한다.
지문 입력부(10)는 지문 접촉 면에 접촉된 지문으로부터 지문 이미지를 생성한다. 정전용량 측정부(12)는 지문 입력부(10)에 접촉된 지문에 의해 발생하는 정전용량을 측정한다. 이때, 정전용량 측정부(12)는 지문 입력부(10)의 내부 또는 인접한 외부에 설치되어, 지문 입력부(10)에 접촉된 지문에 의한 정전용량 변화를 감지하는 비접촉식 정전용량 센서(Non-contact capacitive senser)일 수 있다.
지문 인증부(14)는 지문 입력부(10)를 통해 생성된 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하고, 추정된 정전용량(expected capacitive value: Cap_e)과 정전용량 측정부(12)를 통해 측정된 정전용량(measured capacitive value: Cap_m)을 비교하여 지문 인증을 수행한다. 지문 인증부(14)는 전술한 지문 인증 방법을 통해 지문 상태에 상관없이 정상 지문과 위조 지문을 구별할 수 있다. 이하 도 4의 세부 구성도를 통해 지문 인식장치(1)의 각 구성요소에 대해 상세히 후술한다.
도 4는 도 3의 지문 인식장치(1)의 세부 구성도이다.
지문 입력부(10)는 일 면이 지문 접촉 면으로 마련된 프리즘(102), 이미지 센서(104) 및 외부 광의 입사를 차단하는 외장 프레임(106)을 포함한다. 도 4에서는 지문 입력부(10)의 지문 이미지 획득을 위한 내부광원(또는 조명계)과 렌즈 등이 생략되어 도시되어 있으나, 해당 구성은 본 발명의 기술분야에 통상의 기술자에게 이미 알려진 바에 따른다. 지문 입력부(10)의 내부에 설치된 내부광원으로부터 지문인식용 광이 프리즘(102)의 지문 접촉 면에 조사된다. 지문 접촉 면에 조사된 광은 지문 접촉 면 상에 접촉된 사용자의 지문과 프리즘(211)에 의해 그 경로가 변경되어 이미지 센서(104)로 입력된다. 이미지 센서(104)는 입력되는 광에 대응되는 전기적 신호인 지문 이미지를 생성하여 지문 인증부(14)로 출력한다.
정전용량 측정부(12)는 지문 입력부(10)의 내부 또는 인접한 외부에 설치되어, 지문 입력부(10)에 접촉된 지문에 의한 정전용량 변화를 감지하는 비접촉식 정전용량 센서이다. 예를 들어, 정전용량 측정부(12)는 지문 접촉 면에 접촉된 사용자의 지문에 의해 지문 접촉 면의 주변에 위치한 비접촉식 정전용량 센서의 도전체 단자와 접지(Earth ground) 사이에 형성된 정전용량의 변화를 감지한다.
비접촉식 정전용량 센서는 프리즘(102)의 표면 중에서 지문 접촉 면이 아닌 면상에 설치될 수 있는데, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 프리즘(102)의 일 면에 접촉된 형태로 설치될 수 있다. 또한, 비접촉식 정전용량 센서가 지문 접촉 면과 프리즘(102)으로부터 일정 거리 이격되어 설치되는 것도 가능하다. 예를 들어, 비접촉식 정전용량 센서는 외장 프레임(106)의 내부, 외장 프레임(106)의 내·외표면, 외장 프레임(106)의 외표면과 일정간격 떨어진 위치에 설치될 수도 있다.
일 실시 예에 따라, 정전용량 측정부(12)는 키르히호프(Kirchoff)의 전류 법칙을 기초로, 사용자의 근접에 따른 도전체 단자와 접지 사이의 정전용량의 변화를 검출한다. 도전체 단자와 접지 사이의 정전용량은 사용자 손가락의 근접에 의해 그 값이 변하게 되며, 정전용량 측정부(12)는 그 정전용량의 변화를 측정한다. 정전용량 측정값은 지문 인증부(14)로 출력된다.
한편, 지문 인증부(14)는 특징 추출부(140), 정전용량 추정부(142), 지문 판별부(144) 및 메모리(146)를 포함한다.
특징 추출부(140)는 지문 입력부(10)에서 생성된 지문 이미지로부터 특징정보를 추출한다. 특징 추출부(140)가 추출하는 특징정보는 지문 영역의 넓이, 지문의 진하기, 지문 영역의 중심 위치 등일 수 있다. 이때, 특징정보는 지문에 의한 정전용량 변화를 추정하기 위한 정보이다.
정전용량 추정부(142)는 특징 추출부(140)를 통해 추출된 특징정보를 이용하여 지문 이미지로부터 정전용량을 추정한다. 특징정보에 포함된 각 정보들을 f1, f2, f3,…라고 한다면, 정전용량 추정값(Cap_e)은 함수 f(f1, f2, f3)로 표현할 수 있다.
정전용량 추정값(Cap_e)을 연산하는 데 사용되는 함수 f는 다양한 실험 등에 의해 미리 정의될 수 있는데, 실제 손가락을 접촉 면에 접촉시켰을 때 지문 이미지로부터 추출된 특징 정보들(f1, f2, f3)과 손가락 접촉 시에 측정된 정전용량(Cap_m)과의 상관관계가 룩업 테이블(lookup table) 형태로 정의될 수 있다. 예를 들어 함수 f는, 정전용량 측정값(Cap_m)이 100인 경우 손가락 접촉에 의해 지문 이미지로부터 추출된 특징정보(f1, f2, f3)가 (15,32,19)다면, 역으로 f(15,32,19) = 100 을 출력해 주는 함수라 할 수 있다. 또한, 그러한 상관관계를 수학적으로 모델링한 수식이 될 수도 있다. 예를 들어, Cap_e = k×f1+ c 형태로 수식화할 수 있다. 여기서, k와 c는 상수(constant)이고, f1은 특징정보의 예이다.
일 실시 예에 따라, 정전용량 추정부(142)는 특징 추출부(140)를 통해 추출된 특징정보와 매칭되는 정전용량을 메모리(146)의 룩업 테이블에서 검색하여 정전용량을 추정한다. 룩업 테이블은 특징정보와 정전용량 측정값이 매칭된 것이다.
지문 판별부(144)는 정전용량 추정부(142)를 통해 추정된 정전용량(Cap_e)과 정전용량 측정부(12)를 통해 측정된 정전용량(Cap_m)을 비교하여 지문 인증을 수행한다. 지문 판별부(144)는 인증 수행 결과를 메모리(146)에 저장할 수 있으며, 인증결과를 디스플레이를 통해 외부에 표시할 수도 있다. 이하, 지문 판별부(144)의 지문 인증 프로세스에 대해 상세히 후술한다.
일 실시 예에 따르면, 지문 판별부(144)는 정전용량 추정값(Cap_e)과 정전용량 측정값(Cap_m) 간의 차이(ε)가 미리 설정된 임계값(εth) 이내인지를 판단한다. 그리고, 판단 결과에 따라 미리 설정된 임계값(εth) 이내인 경우에는 정상 지문으로 판별한다. 이에 비하여, 미리 설정된 임계값(εth)을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별한다. 이를 수식 (1)과 같이 표현할 수 있다.
ε = |Cap_e - Cap_m|,
if ε < εth then real fingerprint
if ε ≥ εth , then fake fingerprint (1)
다른 실시 예에 따르면, 지문 판별부(144)는 정전용량 추정값(Cap_e)과 정전용량 측정값(Cap_m) 간의 상관관계가 수학적으로 모델링된 수식이, 미리 설정된 임계 범위 내에 형성되는지 여부를 판별한다. 판별 결과에 따라 미리 설정된 임계 범위 내에 형성되는 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계 범위를 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별한다. 이에 대한 실시 예는 도 5에서 후술한다.
또 다른 실시 예에 따르면, 지문 판별부(144)는 두 단계에 거쳐 지문을 판별할 수 있다. 즉, 지문 판별부(144)는 정전용량 측정값(Cap_m)이 미리 설정된 값 이상이면 정상 지문으로 1차 판별한다. 그리고, 1차 판별 결과에서 정전용량 측정값(Cap_m)이 미리 설정된 값 이하이면 2차 판별을 수행한다. 즉, 정전용량 추정값(Cap_e)과 정전용량 측정값(Cap_m)을 비교하고, 그 차이 값이 미리 설정된 임계값 이내인 경우에 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에 최종적으로 위조 지문으로 판별한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 판별 예를 도시한 참조도이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 지문 판별부(144)는 정전용량 추정값(Cap_e)과 정전용량 측정값(Cap_m) 간의 상관관계를 수학적으로 모델링한다. 예를 들어, 수학적으로 모델링된 수식은 수식 2와 같고, 수식 2를 그래프화한 것은 도 5에 도시된 바와 같다.
Cap_e = k×Cap_m + c (2)
수식 2에서 k와 c는 상수(constant)이다.
지문 판별부(144)는 모델링한 수식이 미리 설정된 임계 범위 내에 형성되는 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계 범위를 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 정전용량 추정값(Cap_e)과 정전용량 측정값(Cap_m) 간의 상관관계가 수식 2처럼 1차 선형 함수로 표현된 경우, 지문 판별부(144)는 정전용량 추정값(Cap_e)과 정전용량 측정값(Cap_m)이 모두 빗금친 범위 내에 위치한 경우에만 정상 지문으로 판별한다. 즉, 도 1과 도 2를 참조로 전술한 Case B와 Case C의 경우, 정전용량 측정값(Cap_m)은 동일하지만 정전용량 추정값(Cap_e)의 차이로 인하여, Case B는 위조 지문으로 판별하고, Case C는 정상 지문으로 판별하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 인식장치(1)를 이용한 지문 인식방법을 도시한 흐름도이다
도 4와 도 6을 참조하면, 지문 인식장치(1)는 지문이 접촉 면에 접촉(6000)되면, 지문 입력부(10)가 접촉된 지문으로부터 지문 이미지를 생성한다(6010). 그리고, 정전용량 측정부(12)가 접촉된 지문에 의해 발생하는 정전용량을 측정한다(6020). 지문 이미지와 정전용량 측정값은 지문 인증부(14)에 각각 전송된다(6030, 6040).
이어서, 지문 인증부(14)는 지문 이미지로부터 특징정보를 추출(6050)하고, 추출된 특징정보를 이용하여 정전용량을 추정(6060)하며, 추정된 정전용량과 측정된 정전용량을 비교하여 지문 인증을 수행한다(6070). 특징정보는 지문 영역의 넓이, 지문의 진하기, 지문 영역의 중심 위치 등일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 지문 인증 수행 단계(6070)에서, 지문 인증부(14)는 정전용량 추정값과 정전용량 측정값 간의 차이가 미리 설정된 임계값 내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별한다.
다른 실시 예에 따르면, 지문 인증 수행 단계(6070)에서, 지문 인증부(14)는 정전용량 추정값과 정전용량 측정값 간의 상관관계를 수식으로 모델링하고, 모델링한 수식이 미리 설정된 임계 범위 내에 형성되는 경우에는 정상 지문으로 판별하며, 미리 설정된 임계 범위를 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별한다.
또 다른 실시 예에 따르면, 지문 인증 수행 단계(6070)에서, 지문 인증부(14)는 정전용량 측정값이 미리 설정된 값 이상이면 정상 지문으로 1차 판별하고, 정전용량 측정값이 미리 설정된 값 이하이면 정전용량 추정값과 정전용량 측정값을 비교하여 비교 값이 미리 설정된 임계값 내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문 인증 판별방법을 세부적으로 도시한 흐름도이다.
도 4와 도 7을 참조하면, 지문 인증부(14)는 정전용량 추정값(Cap_e)과 정전용량 측정값(Cap_m) 간의 차이(ε)가 미리 설정된 임계값(εth) 이내인지를 판단한다(7000). 그리고, 판단 결과에 따라 미리 설정된 임계값(εth) 이내인 경우에는 정상 지문으로 판별한다(7010). 이에 비하여, 미리 설정된 임계값(εth)을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별한다(7020).
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 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 실시 예들은 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 : 지문 인식장치 10 : 지문 입력부
12 : 정전용량 측정부 14 : 지문 인증부
140 : 특징 추출부 142 : 정전용량 추정부
144 : 지문 판별부 146 : 메모리

Claims (12)

  1. 지문이 접촉되면 접촉된 지문으로부터 지문 이미지를 생성하는 지문 입력부;
    상기 지문 입력부에 접촉된 지문에 의해 발생하는 정전용량을 측정하는 정전용량 측정부; 및
    상기 지문 입력부를 통해 생성된 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하고, 추정된 정전용량과 상기 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량을 비교하여 지문 인증을 수행하는 지문 인증부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 정전용량 측정부는,
    상기 지문 입력부의 내부 또는 외부에 설치되어, 상기 지문 입력부에 접촉된 지문에 의해 발생하는 정전용량 변화를 감지하는 비접촉식 정전용량 센서인 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 지문 인증부는,
    상기 지문 입력부를 통해 생성된 지문 이미지로부터 특징정보를 추출하는 특징 추출부;
    상기 특징 추출부를 통해 추출된 특징정보를 이용하여 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하는 정전용량 추정부; 및
    상기 정전용량 추정부를 통해 추정된 정전용량과 상기 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량을 비교하여 지문 인증을 수행하는 지문 판별부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 특징 추출부가 추출하는 특징정보는 지문 영역의 넓이, 지문의 진하기 및 지문 영역의 중심 위치 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    지문 입력 시에 지문 이미지로부터 추출되는 특징정보와 정전용량 측정값을 매칭한 룩업 테이블이 저장된 메모리; 를 더 포함하며,
    상기 정전용량 추정부는 상기 특징 추출부가 특징정보를 추출하면 추출된 특징정보와 매칭되는 정전용량을 상기 메모리의 룩업 테이블에서 검색하여 정전용량을 추정하는 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 지문 판별부는,
    상기 정전용량 추정부를 통해 추정된 정전용량과 상기 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량 간의 차이가 미리 설정된 임계값 이내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별하는 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 지문 판별부는,
    상기 정전용량 추정부를 통해 추정된 정전용량과 상기 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량 간의 상관관계를 수식으로 모델링하고, 모델링한 수식이 미리 설정된 임계 범위 이내에 형성되는 경우에는 정상 지문으로 판별하며, 미리 설정된 임계 범위를 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별하는 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 지문 판별부는,
    상기 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량이 미리 설정된 값 이상이면 정상 지문으로 판별하는 1차 지문 판별부; 및
    상기 1차 지문 판별부의 판별 결과에 따라 상기 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량이 미리 설정된 값 이하이면 상기 정전용량 추정부를 통해 추정된 정전용량과 상기 정전용량 측정부를 통해 측정된 정전용량을 비교하여 비교 값이 미리 설정된 임계값 내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별하는 2차 지문 판별부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식장치.
  9. 지문 인식장치를 이용한 지문 인식방법에 있어서,
    지문이 접촉되면 접촉된 지문으로부터 지문 이미지를 생성하는 단계;
    상기 접촉된 지문에 의해 발생하는 정전용량을 측정하는 단계; 및
    상기 생성된 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하고, 추정된 정전용량과 측정된 정전용량을 비교하여 지문 인증을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 지문 인증을 수행하는 단계는,
    상기 생성된 지문 이미지로부터 특징정보를 추출하는 단계;
    상기 추출된 특징정보를 이용하여 지문 이미지로부터 정전용량을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 정전용량과 상기 측정된 정전용량을 비교하여 지문 인증을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 비교하여 지문 인증을 수행하는 단계는,
    상기 추정된 정전용량과 상기 측정된 정전용량 간의 차이가 미리 설정된 임계값 내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별하는 것을 특징으로 하는 지문 인식방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 비교하여 지문 인증을 수행하는 단계는,
    상기 측정된 정전용량이 미리 설정된 값 이상이면 정상 지문으로 판별하는 단계; 및
    상기 정상 지문 판별 결과에 따라 상기 측정된 정전용량이 미리 설정된 값 이하이면 추정된 정전용량과 측정된 정전용량을 비교하여 비교 값이 미리 설정된 임계값 내인 경우에는 정상 지문으로 판별하고, 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우에는 위조 지문으로 판별하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식방법.
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