KR101584730B1 - Finger vein authentication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광원부 및 CCD 카메라부(130)를 내면의 대향(對向)하는 위치에 포함하는 회전체가 회전구동부에 의해 회전하면서 손가락의 전체 외면을 촬상함으로써, 사람들의 정맥 패턴을 정확하고 신속하게 판별하는 정맥 인증 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은 내부가 관통된 원기둥 형상의 회전체와, 상기 회전체의 내면에 위치하며 근적외선 광을 방출하도록 이루어진 광원부와, 상기 광원부와 대향하는 상기 회전체의 내면에 사용자의 손가락이 포함된 화상을 촬상한 후 그 촬상된 화상을 전기적 신호로 변환하도록 구성된 CCD 카메라부와, 상기 광원부로부터 입사된 광 중에서 특정 파장의 광만을 투과시키는 광학 필터와, 상기 회전체를 회전시키는 회전구동부와, 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 이용하여 상기 손가락이 포함된 화상 중에서 손가락 정맥 패턴을 추출하는 연산을 수행하는 레벨 세트 곡률 프로그램을 저장하는 메모리부와, 상기 레벨 세트 곡률 프로그램을 구동하는 제어부를 포함하되, 상기 회전체가 회전함으로써 상기 CCD 카메라부가 상기 손가락의 외면을 따라 촬상하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the rotating body including the light source unit and the CCD camera unit 130 at the facing positions on the inner surface is rotated by the rotation driving unit to pick up the entire outer surface of the finger, And to provide a vein authentication system for discriminating a vein.
In order to achieve the above object, a vein authentication system according to the present invention, in order to achieve the above object, a vein authentication system according to the present invention includes: a cylindrical rotating body having an inner perforated body; A CCD camera unit configured to capture an image including a user's finger on the inner surface of the rotating body facing the light source unit and then convert the captured image into an electrical signal; An optical filter for transmitting only light of a specific wavelength among the light that has passed through the finger, a rotation driving unit for rotating the rotator, and an operation for extracting a finger vein pattern from the image including the finger using a level set curvature A memory unit for storing a level set curvature program to be executed, Are but a control unit, and by that the rotating rotation, characterized in that the CCD image pick-up camera portion along the outer surface of the finger.
Description
본 발명은 정맥 인증 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광원부 및 CCD 카메라부(130)를 내면의 대향(對向)하는 위치에 포함하는 회전체가 회전구동부에 의해 회전하면서 손가락의 전체 외면을 촬상함으로써, 사람들의 정맥 패턴을 정확하고 신속하게 판별하는 정맥 인증 시스템에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a vein authentication system, and more particularly, to a vein authentication system in which a rotating body including a light source unit and a CCD camera unit at an inward facing position is rotated by a rotation driving unit, To a vein authentication system for accurately and quickly discriminating vein patterns of people.
일반적으로 바이오 인식(bio-metrics)이란 인간의 생리학적 혹은 행동학적 특징을 이용하여 개인을 인식하는 방법이다. 대표적인 바이오 인식 기술로는 지문, 얼굴, 홍채, 정맥, 서명, 화자 인식 등이 있다. 이러한 바이오 인식 방법 중 정맥 인식은 높은 인식 성능을 가지며, 사용자의 거부감과 불편함이 적고 인식시간이 빠르다는 장점을 지닌다.In general, bio-metrics is a method of recognizing individuals using physiological or behavioral characteristics of humans. Typical biometric technologies include fingerprint, face, iris, vein, signature, and speaker recognition. Among these biometric recognition methods, vein recognition has a high recognition performance and has advantages of less rejection and inconvenience of users and faster recognition time.
일례로,“Yanagawa"의 연구에 의해 인간의 정맥으로도 본인 여부를 판별할 수 있다는 개념이 입증되었다. 상기 ”Yanagawa"의 연구에 따르면 각 개인마다 열손가락의 정맥 패턴이 모두 다르면 하나의 정맥 패턴은 신뢰도가 매우 높은 홍채 패턴과 유사한 자유도로써 개인 인증에 적합하다고 기술하고 있다.For example, according to the study of "Yanagawa", it has been proved that the person can identify himself or herself even in the vein of the human. According to the study of "Yanagawa" mentioned above, Is a degree of freedom similar to highly reliable iris patterns and is suitable for personal authentication.
이처럼, 손가락의 정맥을 취득하여 개인인증을 사용함으로써, 사람들의 정맥 패턴을 정확하고 신속하게 판별하기 위한 연구들이 진행되고 있다.As described above, studies are being conducted to accurately and quickly determine the vein pattern of a person by acquiring a vein of a finger and using personal authentication.
하지만, 기존에는 인증을 받고자 하는 사람들의 손가락 밑면만을 카메라가 촬상하고, 이를 기저장되어 있는 사람들의 정맥 패턴 데이터와 비교하였기 때문에, 손가락 안착부에 인증을 받고자 하는 사람의 손가락이 손가락 안착부에 잘못된 방식으로 안착될 경우, 정맥 인증 시스템이 인증을 받고자 하는 사람의 정맥 패턴을 잘못 촬상함으로써, 정확한 인증을 수행하지 못하고 오류 또는 정맥 패턴 불일치(거부)의 결과를 가져오는 문제점을 야기하였다. However, in the past, only the underside of the finger of the person who wants to be authenticated is picked up by the camera and compared with the vein pattern data of the people who have been stored, the finger of the person to be authenticated in the finger- The vein authentication system mistakenly captures a vein pattern of a person to be authenticated, resulting in failure to perform accurate authentication and result in an error or vein pattern discrepancy (rejection).
본 발명은 상술한 바와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로서, 광원부 및 CCD 카메라부(130)를 내면의 대향(對向)하는 위치에 포함하는 회전체가 회전구동부에 의해 회전하면서 손가락의 전체 외면을 촬상함으로써, 사람들의 정맥 패턴을 정확하고 신속하게 판별하는 정맥 인증 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in view of the above-described points, and it is an object of the present invention to provide an image reading apparatus, It is an object of the present invention to provide a vein authentication system for accurately and quickly discriminating vein patterns of people by imaging.
또한, 상기 정맥 인증 시스템을 이용하여 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 분석하는 방식에 의해 저용량/고속으로 사용자의 정맥 패턴을 인식, 대조 및 판별하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to recognize, collate, and discriminate a user's vein pattern at a low capacity / high speed by analyzing a level set curvature using the vein authentication system.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은 상면 또는 하면 중 어느 하나가 개방됨과 아울러 중공(中空) 형상의 회전체와, 상기 회전체의 내면에 위치하며 근적외선 광을 방출하도록 이루어진 광원부와, 상기 광원부와 대향하는 상기 회전체의 내면에 사용자의 손가락이 포함된 화상을 촬상한 후 그 촬상된 화상을 전기적 신호로 변환하도록 구성된 CCD 카메라부와, 상기 광원부로부터 입사된 광 중에서 특정 파장의 광만을 투과시키는 광학 필터와, 상기 회전체를 회전시키도록 일측에 돌기부를 갖는 회전구동부와, 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 이용하여 상기 손가락이 포함된 화상 중에서 손가락 정맥 패턴을 추출하는 연산을 수행하는 레벨 세트 곡률 프로그램을 저장하는 메모리부와, 상기 레벨 세트 곡률 프로그램을 구동하는 제어부를 포함하되, 상기 회전체가 회전함으로써 상기 CCD 카메라부가 상기 손가락의 외면을 따라 촬상하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a vein authentication system according to the present invention is characterized in that a vein authentication system according to the present invention includes a rotatable body having either a top surface or a bottom surface opened, a hollow shape rotatably disposed on an inner surface of the rotatable body, A CCD camera unit configured to pick up an image including a user's finger on the inner surface of the rotating body facing the light source unit and then convert the picked-up image into an electrical signal; A rotation driving unit having a protrusion at one side for rotating the rotating body, and an operation for extracting a finger vein pattern from the image including the finger using a level set curvature A memory unit for storing a level set curvature program to be executed, Comprising a control unit, and by rotating the rotating is characterized in that the CCD image pick-up camera portion along the outer surface of the finger.
또한, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은, 상기 레벨 세트 곡률 프로그램이, 상기 제어부로 하여금, (a) 상기 CCD 카메라부에서 취득된 상기 손가락이 포함된 화상에서 노이즈를 제거하고; (b) 노이즈가 제거된 상기 손가락이 포함된 화상 중에서 주변 부분을 제거함으로써 상기 손가락 부분만의 화상을 분리해 내고; (c) 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 이용하여 상기 손가락 부분만의 화상 중에서 손가락 정맥 패턴을 추출하고; (d) 상기 추출된 손가락 정맥 패턴을 2진화 처리하고; (e) 상기 2진화된 처리된 손가락 정맥 패턴을 세선화(thinning) 처리하도록 지시하는 것을 특징으로 한다.Further, in the vein authentication system according to the present invention, the level set curvature program may cause the control unit to perform: (a) removing noise from the image including the finger acquired from the CCD camera unit; (b) separating an image of the finger portion only by removing a peripheral portion from an image including the finger from which noise has been removed; (c) extracting a finger vein pattern from an image of only the finger portion using a level set curvature; (d) binarizing the extracted finger vein pattern; (e) instructing the processed binarized finger vein pattern to be thinned.
또한, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은, 상기 (c)에서의 상기 레벨 세트 곡률을 이용하여 상기 손가락 정맥 패턴을 추출하는 것은, (c1) 상기 손가락 부분만의 화상을 구성하는 모든 픽셀들의 각각에 대한 픽셀 강도를 규정하는 제 1 연산과, (c2) 상기 모든 픽셀들 중에서 동일한 픽셀 강도를 갖는 픽셀들을 서로 연결시켜 생성한 폐곡선인 등고선(level set)을 하나 이상 생성하는 제 2 연산과, (c3) 상기 하나 이상의 등고선을 등고선 세트로 규정하는 제 3 연산과, (c4) 상기 등고선 세트의 바깥쪽을 기준으로 곡률이 최소가 되는, 상기 하나 이상의 등고선 각각의 지점들을 연결한 선을 하나 이상 생성하는 제 4 연산과, (c5) 상기 하나 이상의 선을 정맥 패턴으로 인식하여 추출하는 제 5 연산에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.Further, in the vein authentication system according to the present invention, the extracting of the finger vein pattern using the level set curvature in (c) may further comprise: (c1) extracting the finger vein pattern from each of all the pixels constituting the image of the finger portion only (C2) a second operation for generating at least one level set, which is a closed curve generated by connecting pixels having the same pixel intensity among all the pixels, and (c3) A third computation for defining the at least one contour line as a set of contour lines; and (c4) generating at least one line connecting the points of each of the at least one contour line with a minimum curvature with respect to the outside of the contour line set (C5) a fifth operation for recognizing and extracting the one or more lines as a vein pattern.
또한, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은, 상기 (c4) 에서의 상기 곡률은,Further, in the vein authentication system according to the present invention, the curvature in (c4)
의 식에 의해 구해지며, 여기서 는 상기 곡률이며, w는 상기 등고선 세트의 그래디언트 벡터(gradient vector)인 것을 특징으로 한다., Where < RTI ID = 0.0 > Is the curvature, and w is a gradient vector of the contour line set.
또한, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은, 상기 광학 필터부는 근적외선 대역 통과 필터(NIR Pass Filter)이며, 사용자의 손가락의 정맥에 포함된 헤모글로빈 중의 옥시헤모글로빈(HbO2)과 디옥시헤모글로빈(Hb)의 감지에 적합한 630~1,000nm 파장의 광만을 투과시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.Further, in the vein authentication system according to the present invention, the optical filter unit is a near infrared ray band pass filter (NIR Pass Filter), and the oxyhemoglobin (HbO 2 ) and the deoxyhemoglobin (Hb) in the hemoglobin contained in the vein of the user's finger And is configured to transmit only light having a wavelength of 630 to 1,000 nm suitable for detection.
또한, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은, 숫자, 문자, 기호를 포함하는 다수 개의 키들로 구성되어 사용자가 선택한 키에 대응하는 키신호를 출력하는 키입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The vein authentication system according to the present invention further includes a key input unit configured to include a plurality of keys including numbers, letters, and symbols and output a key signal corresponding to a key selected by the user.
또한, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은, 상기 제어부는 상기 CCD 카메라부가 상기 손가락의 밑면 및 양 측면만을 촬상하도록 상기 회전체를 1/2 주기만큼 회전시키는 것을 특징으로 한다.The vein authentication system according to the present invention is characterized in that the control unit rotates the rotator by 1/2 cycle so that the CCD camera captures only the bottom surface and both sides of the finger.
또한, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템은, 상기 광학 필터부를 상기 손가락 안착부의 형상으로 제작하여 상기 손가락을 상기 광학 필터부에 안착시키는 것을 특징으로 한다.Further, in the vein authentication system according to the present invention, the optical filter unit is formed in the shape of the finger rest portion, and the finger is seated on the optical filter unit.
본 발명에 의하면, 광원부 및 CCD 카메라부(130)를 내면의 대향(對向)하는 위치에 포함하는 회전체가 회전구동부에 의해 회전하면서 손가락의 전체 외면을 촬상함으로써, 사람들의 정맥 패턴을 정확하고 신속하게 판별하는 효과가 있다.According to the present invention, the rotating body including the light source unit and the
또한, 상기 정맥 인증 시스템을 이용하여 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 분석하는 방식에 의해 저용량/고속으로 사용자의 정맥 패턴을 인식, 대조 및 판별하는 효과가 있다.Also, there is an effect of recognizing, verifying, and discriminating a user's vein pattern at a low capacity / high speed by analyzing a level set curvature using the vein authentication system.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정맥 인증 시스템의 외관을 보여주는 사시도.
도 1b는 도 1a의 상기 정맥 인증 시스템 중의 화상 처리장치의 내부 구조를 설명하기 위한 도면.
도 1c는 정맥 화상 처리장치의 분해 사시도.
도 2는 도 1a의 상기 정맥 인증 시스템의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 도 1a의 상기 정맥 인증 시스템이 레벨 세트 곡률 프로그램의 명령에 따라 정맥 패턴을 추출하는 과정을 나타내는 알고리즘 흐름도.
도 4는 레벨 세트 곡률 프로그램에 따라, 노이즈가 제거된 손가락에 관한 화상을 노이즈 제거전의 화상과 비교하여 나타낸 도면.
도 5는 레벨 세트 곡률 프로그램에 따라, 전체 화상 중에서 손가락 부분만의 화상을 분리한 결과 화면을 보여주는 도면.
도 6a는 레벨 세트 곡률 프로그램에 따라 손가락 화상이 등고선 형태로 변환된 모습을 보여 주는 도면.
도 6b는 레벨 세트 곡률 프로그램이 상기 도 6a의 등고선을 이용하여 손가락 정맥 패턴을 판별하는 방식을 나타내는 도면.
도 7은 레벨 세트 곡률 값을 8비트 그레이 레벨로 정규화하여 나타낸 도면.
도 8은 레벨 세트 곡률 프로그램에 따라 추출된 정맥 화상을 기존의 방식들에 따른 정맥 화상과 비교하여 나타낸 도면.FIG. 1A is a perspective view showing an appearance of a vein authentication system according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 1B is a view for explaining the internal structure of the image processing apparatus in the vein authentication system of Fig. 1A. Fig.
1C is an exploded perspective view of the vein image processing apparatus.
FIG. 2 is a block diagram for explaining an internal configuration of the vein authentication system of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is an algorithm flow diagram illustrating the process of extracting a vein pattern according to an instruction of a level set curvature program by the vein authentication system of FIG. 1A. FIG.
Fig. 4 is a diagram showing an image of a finger whose noise has been removed, according to a level set curvature program, by comparing it with an image before noise removal; Fig.
5 is a diagram showing a result screen obtained by separating an image of only a finger portion from all the images in accordance with a level set curvature program.
6A is a diagram showing a state in which a finger image is converted into a contour shape according to a level set curvature program;
6B is a diagram showing a manner in which a level set curvature program identifies a finger vein pattern using the contour lines of Fig. 6A; Fig.
FIG. 7 is a cross- Figure normalized to 8 bit gray level.
8 is a view showing a vein image extracted according to a level set curvature program, in comparison with a vein image according to conventional methods;
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module," and " module ", etc. in the specification mean a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software have.
도 1a는 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템(1)의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 1b는 정맥 인증 시스템(1) 중의 정맥 화상 처리장치(10)의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 1c는 정맥 화상 처리장치(10)의 분해 사시도이고, 도 2는 상기 정맥 인증 시스템(1)의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1A is a perspective view showing an appearance of a
본 발명에 따른 정맥 인증 시스템(1)은 근적외선 광을 사용자의 손가락(F)에 조사한 화상을 CCD 카메라를 통해 디지털 화상으로 획득한 이후에, 상기 획득된 화상 중에서 정맥 패턴의 특징을 레벨 세트 곡률 프로그램을 이용하여 추출하고, 그 추출된 패턴 특징을 미리 등록되어 있는 사용자 정보와 비교하는 방식으로 개개인을 식별하는 시스템이다.The
예를 들어, 정맥 인증 시스템(1)은 출입문 옆의 벽면에 설치될 수 있으며, 사용자는 출입 인증을 위해 정맥 화상 처리장치(10)의 손가락 안착부(S)에 손가락(F)을 간단히 삽입(안착)하는 동작만으로 출입 인증을 완료할 수 있다. 이때, 사용자의 정맥 패턴이 시스템(1)에 등록되어 있는 정맥 패턴과 일치하지 않는 경우에는 출입 인증이 거부된다.For example, the
한편, 이하의 설명에서는 사용자가 정맥 패턴 인식만으로 인증을 완료하는 실시예를 상정하여, 본 시스템(1)을 설명하겠지만, 다른 실시예에서는, 사용자가 정맥 패턴을 인증한 전후에, 키입력부(210)를 통하여 비밀번호를 입력하는 방식으로 보안을 강화할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 비밀번호를 키입력부(210)에 입력한 이후에, 한번 더 정맥 패턴을 확인시키는 방식으로 인증을 받을 수도 있다.In the following description, the
도 1a, 1b, 도 1c 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 정맥 인증 시스템(1)은 크게 손가락(F) 화상을 획득하는 정맥 화상 처리장치(10)와 상기 획득된 화상으로부터 정맥 패턴을 추출하여 사용자 인증 처리를 수행하는 인증 처리장치(20)로 구성된다. 또한, 정맥 화상 처리장치(10)는 상면 또는 하면 중 어느 하나가 개방됨과 아울러 중공(中空) 형상의 회전체(140)와, 회전체(140)의 내면에 위치하며 근적외선 광을 방출하도록 이루어진 광원부(110)와, 광원부(110)와 대향하는 회전체(140)의 내면에 사용자의 손가락(F)이 포함된 화상을 촬상한 후 그 촬상된 화상을 전기적 신호로 변환하도록 구성된 CCD 카메라부(130)와, 광원부(110)로부터 입사된 광 중에서 특정 파장의 광만을 투과시키는 광학 필터(120)와, 회전체(140)를 회전시키도록 일면에 돌기부(151)를 갖는 회전구동부(150)로 구성된다. 또한, 인증 처리장치(20)는 숫자, 문자, 기호 등의 다수 개의 키들로 구성되어 사용자가 선택한 키에 대응하는 키신호를 출력하는 키입력부(210)와, 사용자 인증에 관한 각종 입력 화면 및 결과 화면을 외부에 표시하는 디스플레이부(220)와, 레벨 세트 곡률 프로그램을 저장하는 메모리부(230)와, 상기 레벨 세트 곡률 프로그램을 구동하는 제어부(240)로 구성된다.Referring to Figs. 1A, 1B, 1C, and 2, the
구체적으로, 정맥 화상 처리장치(10)에는 상면 또는 하면 중 어느 하나가 개방됨과 아울러 중공 형상의 내면에, 근적외선 광을 방출하도록 이루어진 광원부(110)와, 사용자의 손가락(F)이 포함된 화상을 촬상한 후 그 촬상된 화상을 전기적 신호로 변환하도록 구성된 CCD 카메라부(130)가 서로 대향하도록 위치하고 있으며, 손가락(F)이 삽입되는 구조로 형성된 절개된 원통 형상의 손가락 안착부(S)가 회전체(140)에 형성되어 있는 개방된 면에 삽입되어 있다.Specifically, the vein
예를 들어, 사용자 인증을 위해 사용자가 손가락 안착부(S)에 손가락(F)을 안착시킨 경우에는, 광원부(110)로부터 방사된 근적외선 광이 손가락 안착부(S) 상의 손가락(F)을 투과한 이후에 손가락 안착부(S)의 하부에 포함되어 있는 광학 필터부(120)를 통과한 후 CCD 카메라부(130)에 도달하는 방식으로 손가락(F) 화상이 촬상된다. 이때, 회전체(140)는 회전구동부(150)에 의해 회전하면서, 손가락 안착부(S)에 안착되어 있는 손가락(F)의 외면을 모두 촬상한다. 기존의 방식들 대부분은 손가락 안착부(S)에 안착된 손가락(F)의 밑면만을 촬상하였는데, 이는 정맥 패턴을 CCD 카메라부(130)가 촬상할 경우, 정확한 정맥 패턴을 촬상하지 못하여 기존에 미리 등록되어 있는 상기 사용자의 정맥 패턴과 일치하는지의 여부를 판별시 제어부(240)가 오류를 발생하거나 서로 다른 정맥 패턴을 동일한 정맥 패턴으로 판단하게 되는 원인이 되었으나, 본 발명과 같이 광원부(110)와 CCD 카메라부(130)를 모두 포함하고 있는 회전체(140)가 회전구동부(150)에 의해 회전하면서 손가락(F)의 전체 외면을 촬상하게 되면, 이러한 제어부(240)의 오류를 해결하는 효과가 있게 된다. 그 후에, CCD 카메라부(130)에서 촬상된 손가락(F) 화상은 인증 처리장치(20)의 제어부(240)의 제어에 따라 메모리부(230)에 저장된다. 또한, 그 후에, 제어부(240)는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)의 명령에 따라 상기 손가락(F) 화상 중의 정맥 패턴이 기존에 미리 등록되어 있는 상기 사용자의 정맥 패턴과 일치하는지의 여부를 판별하는 처리 동작을 수행한다.For example, when the user places the finger F on the finger rest portion S for user authentication, the near-infrared light emitted from the
한편, 제어부(240)는 CCD 카메라부(130)가 손가락(F)의 밑면 및 양 측면만을 촬상하도록 회전체(140)를 1/2 주기만큼 회전시키도록 할 수도 있다. 이는 손가락(F)의 정맥 패턴은 밑면 및 양 측면만을 촬상하는 것만으로도 제어부(240)에서 발생할 수 있는 오류나 서로 다른 정맥 패턴을 동일한 정맥 패턴으로 판단하는 에러를 해결할 수 있기 때문이다. 즉, 사람들의 손가락(F) 정맥 패턴은 지문과 같이 사람마다 다른 정맥 패턴을 갖게 되는데, 이를 정확하게 판단하려면 손가락(F)의 밑면 및 측면을 촬상하는 것만으로도 사람들의 정맥 패턴을 정확하게 판별할 수 있다. 이로 인해, 손가락(F) 화상 중의 정맥 패턴이 기존에 미리 등록되어 있는 상기 사용자의 정맥 패턴과 일치하는지의 여부를 제어부(240)가 판별시, CCD 카메라부(130)에서 촬상된 손가락(F) 화상에 관한 전기적 신호 데이터가 손가락(F) 외면 모두를 촬상할 경우의 전기적 신호 데이터보다 적기 때문에, 제어부(240)에 의해 메모리부(230)에 저장되는 전기적 신호의 데이터량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The
한편, 회전구동부(150)는 회전체(140)를 회전시키도록 일면에 돌기부(151)를 가진다. 이러한 돌기부(151)는 나사산(미도시)을 구비할 수도 있으며, 이와 같은 나사산은 회전체(140)의 폐쇄된 면에 볼트결합된다. 그리고, 회전체(140)의 폐쇄된 면은 돌기부(151)가 볼트결합될 수 있도록 나사골을 가짐은 자명하다.On the other hand, the
또한, 회전체(140)는 원기둥 형상으로 형성하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 정육각 기둥 형상으로 회전체(140)를 형성하더라도 광원부(110) 및 CCD 카메라부(130)를 내면에 대향하도록 형성할 수도 있다.Further, the
다음, 광원부(110)는 예를 들어, 630~1,000nm 파장의 근적외선 광을 방출하는 구조의 하나 또는 복수의 LED 또는 레이져 다이오드로 구성할 수 있다. 바람직한 실시예에 따라, 광원부(110)의 후면에는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 재질로 구성된 광도파로(Light Wave Guide)를 부착할 수 있으며, 이에 따라 광이 옆으로 번지지 않고 손가락(F)을 향해 입사될 수 있도록 할 수 있다.Next, the
광학 필터부(120)는 예를 들어, 근적외선 대역 통과 필터(NIR Pass Filter)로 구성할 수 있다. 광학 필터부(120)는 사용자의 손가락(F)이 가시광선에 노출된 상황에서도 손가락(F) 정맥 화상만 촬상될 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 바람직한 실시예에 따라, 광학 필터부(120)는 헤모글로빈 중의 옥시헤모글로빈(HbO2)과 디옥시헤모글로빈(Hb)의 감지에 적합한 630~1,000nm 파장의 광만을 투과시키도록 구성할 수 있다. 한편, 광학 필터부(120)를 손가락 안착부(S)의 형상으로 제작하여 손가락(F)을 광학 필터부(120)에 안착시킬 수도 있다. 즉, 본 실시예에서는 광학 필터부(120)를 손가락 안착부(S)의 하부에 포함시켜서 형성하지만, 이에 한정되지 않고, 광학 필터부(120)를 손가락 안착부(S)의 형상으로 형성할 수도 있다. 이는 회전체(140)의 관통공으로 삽입되는 손가락 안착부(S)와 회전체(140) 사이의 공간상에 여유를 확보할 수 있는 효과도 있고, 두 개의 부재를 결합하여 형성하지 않고 광학 필터부(120)와 손가락 안착부(S)가 일체된 하나의 부재로 형성되기 때문에 제작 비용의 절감을 가져오는 효과가 있다.The
CCD 카메라부(130)는 광원부(110)로부터 방사된 근적외선 광에 의하여 촬상된 손가락(F)에 관한 화상을 전기적 신호로 변환하는 동작을 수행한다. 또한, CCD 카메라부(130)에 의해 취득된 손가락(F)에 관한 전기적 신호 화상은 제어부(240)의 제어에 따라 메모리부(230)에 저장된다.The
도 3은 제어부(240)가 레벨 세트 곡률 프로그램(231)의 명령에 따라, 상기 CCD 카메라부(130)로부터 수신한 손가락에 관한 화상 중에서 정맥 패턴을 추출하는 과정을 나타내는 알고리즘 흐름도이다.3 is an algorithm flowchart showing a process of extracting a vein pattern from an image related to a finger received from the
도 3을 참조하면, 인증 처리장치(20)의 제어부(240)는 메모리부(230)에 저장되어 있는 “레벨 세트 곡률(level set curvature) 프로그램(231)”을 구동하여 (a) CCD 카메라부(130)로부터 취득된 손가락에 관한 화상에서 노이즈를 제거하는 처리 동작(S301)과, (b) 노이즈가 제거된 상기 손가락에 관한 화상 중에서 주변 부분을 제거하여 손가락 부분만의 화상을 분리해내는 처리 동작(S302)과, (c) 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 이용하여 상기 손가락 부분만의 화상 중에서 손가락 정맥 패턴을 추출하는 처리 동작(S303)과, (d) 상기 추출된 손가락 정맥 패턴을 2진화 하는 처리 동작(S304)과, (d) 2진화된 손가락 정맥 패턴을 세선화(thinning)하는 처리 동작(S305)을 수행한다.3, the
이후에, 제어부(240)는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)의 명령에 따라, 상기 세선화가 이루어진 손가락 정맥 패턴이 상기 사용자에 관하여 기존에 등록된 손가락 정맥 패턴과 일치하는지의 여부를 판단할 수도 있음은 물론이다.Thereafter, the
이러한 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 예를 들어, 플렉시블 디스크, 하드디스크, 광디스크, 광자기디스크, CD-ROM, CD-R, 자기테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM 등과 같은 외부의 기억 매체를 이용하여 정맥 인증 시스템(1)에 공급될 수도 있다.The level
이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여, 레벨 세트 곡률(level set curvature) 프로그램(231)이 제공하는 정맥 추출 알고리즘을 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, the vein extraction algorithm provided by the level
[노이즈 제거 처리(S301)][Noise removal processing (S301)]
본 발명에 따른 정맥 인증 시스템(1)에 적용되는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 예를 들어, 가우시안 필터링 방식(gaussian filtering)을 사용하여, 손가락에 관한 화상 중에서 노이즈를 제거하는 연산을 수행한다.The level
예를 들어, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 손가락에 관한 화상을 소정 크기, 예컨대 M라인 x N픽셀 크기의 블럭으로 분할하는 연산 과정과, 상기 분할된 각 블럭에 관한 화소값에 대한 표준편차를 산출하는 연산 과정과, 이중에서 가장 작은 표준편차를 선택하여 이를 정수값으로 양자화된 최소표준편차(σmin )를 산출하는 연산 과정과, 상기 최소표준편차(σmin )와 소정범위내의 표준편차를 갖는 블록( )을 선택하는 연산 과정을 수행할 수 있다.For example, the level
이때, 블록( )은 다음의 수학식 1을 사용하여 도출가능하다.At this time, ) Can be derived using the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
여기서, 는 상기 선택된 블럭을 나타내며, 는 FLOOR함수로서, 주어진 값보다 작거나 같은 최대 정수값을 구하는 함수를 말한다. here, Represents the selected block, Is a FLOOR function that obtains a maximum integer value that is less than or equal to a given value.
그 후에, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 선택된 블럭( )들에 대해서 가우시안(Gaussian) 필터링을 하기 위한 필터계수를 산출하며, 이때, 필터계수는 양자화된 최소표준값차(σmin )로부터 다음의 수학식 2에 의해 산출할 수 있다.Thereafter, the level
[수학식 2]&Quot; (2) "
이어서, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 상기 산출된 필터계수에 따라, 상기 선택된 블럭(σmin ) 들에 대한 필터링을 수행한다. Then, the level
이어서, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 선택된 블록들과, 그 선택된 블럭들을 가우시안 필터링한 값의 차의 표준편차를 노이즈측정값( )으로 산출하며, 이것은 다음의 수학식 3과 같이 나타난다.Then, the level
[수학식 3]&Quot; (3) "
이와 같은 과정에 의해, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 손가락에 관한 화상 중에서 손가락 부분과 무관한 노이즈를 산출할 수 있으며, 이를 제거할 수 있게 된다.With this process, the level
도 4는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)에 따라, 노이즈가 제거된 손가락에 관한 화상을 노이즈 제거전의 화상과 비교하여 나타낸 것이다.
Fig. 4 shows an image of the finger with noise removed compared with the image before noise removal, according to the level
[손가락 부분만의 화상을 분리하는 처리(S302)][Processing for separating images of only a finger portion (S302)] [
본 발명에 따른 정맥 인증 시스템(1)에 적용되는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 손가락에 관한 화상 중에서 손가락 부분만의 화상을 분리하는 연산을 수행한다.The level
CCD 카메라부(130)에 의해 촬상된 화상에는 손가락 부분에 대한 화상뿐만 아니라 주위 물체에 대한 화상도 함께 포함되어 있다.The image captured by the
바람직한 실시예에 따라, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 그래디언트의 발산(divergence of gradient)을 이용한 가장자리 검출 함수(edge detect function)를 이용하여 전체 화상에서 손가락 부분만의 화상을 분리해내는 연산을 수행할 수 있다.According to a preferred embodiment, the level
예를 들어, 그래디언트의 발산을 이용한 가장자리 검출 함수는 다음의 수학식 (4)를 이용할 수 있다.For example, the edge detection function using the divergence of the gradient can use the following equation (4).
[수학식 4]&Quot; (4) "
도 5는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)에 따라, 전체 화상 중에서 손가락 부분만의 화상을 분리한 결과 화면을 보여주고 있다.
5 shows a result screen obtained by separating the image of only the finger portion from the entire image in accordance with the level
[레벨 세트 곡률을 이용하여 손가락 정맥 패턴을 추출하는 처리(S303)][Processing for extracting the finger vein pattern using the level set curvature (S303)] [
본 발명에 따른 정맥 인증 시스템(1)에 적용되는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 이용하여 손가락 부분의 화상에서 손가락 정맥 패턴을 추출하는 연산을 수행한다.The level
여기서, 레벨 세트(level set)란 화상의 각 픽셀 값을 강도 함수(intensity function)로 간주하였을 때, 같은 강도를 갖는 픽셀들의 집합을 지칭한다.Here, a level set refers to a set of pixels having the same intensity when each pixel value of an image is regarded as an intensity function.
따라서, 만일 강도 함수가 연속함수라면 하나의 레벨 세트를 이루는 점들은 하나의 등고선을 형성하게 된다.Thus, if the intensity function is a continuous function, the points that make up one level set form one contour line.
구체적으로, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 (c1) 손가락 화상을 구성하는 모든 픽셀들의 각각에 대한 픽셀 강도를 규정하는 제 1 연산과, (c2) 상기 모든 픽셀들 중에서 동일한 픽셀 강도를 갖는 픽셀들을 서로 연결시켜 생성한 폐곡선인 등고선(level set)을 하나 이상 생성하는 제 2 연산과, (c3) 상기 하나 이상의 등고선을 등고선 세트로 규정하는 제 3 연산과, (c4) 상기 등고선 세트의 바깥쪽을 기준으로 곡률이 최소가 되는, 상기 하나 이상의 등고선 각각의 지점들을 연결한 선을 하나 이상 생성하는 제 4 연산과, (c5) 상기 하나 이상의 선을 정맥 패턴으로 인식하여 추출하는 제 5 연산에 의해 수행되는 것에 의해 상기 손가락 화상 중에서 손가락 정맥 패턴을 추출하는 과정을 수행한다.Specifically, the level
도 6a는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)에 따라 손가락 화상이 등고선 세트 형태로 변환된 모습을 보여 주고 있으며, 도 6b는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)이 상기 도 6a의 등고선 세트의 곡률을 이용하여 손가락 정맥 패턴을 판별하는 방식을 나타내고 있다.6A shows a state in which a finger image is converted into a contour line set according to a level
먼저, 도 6a를 참조하면, 손가락 화상 중의 손가락 부분만의 화상을 구성하는 모든 픽셀들의 각각에 대한 픽셀 강도를 규정하는 연산과, 상기 모든 픽셀들 중에서 동일한 픽셀 강도를 갖는 픽셀들을 서로 연결시켜 생성한 폐곡선인 등고선(level set)을 하나 이상 생성하는 연산에 의해 등고선 세트가 만들어 진다.First, referring to FIG. 6A, an operation for defining a pixel intensity for each of all pixels constituting an image of only a finger portion in a finger image, an operation for connecting pixels having the same pixel intensity among all the pixels A set of contour lines is created by an operation that creates one or more level sets that are closed curves.
다음으로, 도 6b를 참조하면, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 상기 등고선 세트의 바깥쪽을 기준으로 곡률이 최소가 되는, 상기 하나 이상의 등고선 각각의 지점들을 연결한 선을 하나 이상 생성하는 연산과, 상기 하나 이상의 선을 정맥 패턴으로 인식하여 추출하는 연산에 의해 손가락 화상 중에서 정맥 패턴을 추출해 낸다.Next, referring to FIG. 6B, the level
이러한 등고선 세트의 바깥쪽을 기준으로 곡률이 최소가 되는 지점들을 연결한 선들은 지리학의 관점에서 봤을 때, 등고선 중의 계곡을 찾는 방식과 유사하다.The lines connecting the points with the minimum curvature based on the outside of this contour set are similar to the way of finding valleys in the contour line from a geographical point of view.
구체적으로, 본 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 손가락 화상에 포함된 등고선 세트를 구성하는 각 등고선에 있어서, 등고선 세트의 바깥쪽을 기준으로 계산하였을 때, 곡률이 최대가 되는 점들을 연결한 선이 능선(ridge)이 되고, 최소가 되는 점들을 연결한 선이 계곡(valley)이 되며, 또한 손가락 화상 중에서 정맥 혈관이 분포하는 곳은 등고선 세트 상에서 계곡의 패턴에 대응하게 된다는 원리에 기초한 것이다.Concretely, the level
이러한 곡률이 최소가 되는 지점은, 다음의 수학식 5를 통해, 각각의 등고선에 있어서 가 가장 작은 점들을 찾는 것에 의해 구할 수 있다.The point at which this curvature becomes minimum is obtained by the following equation (5) Can be obtained by finding the smallest points.
[수학식 5]
&Quot; (5) "
여기서 는 곡률이고 w는 그래디언트 벡터이며, 손가락 정맥에 해당하는 부분은 뚜렷이 낮은 값을 갖는다.here Is the curvature, w is the gradient vector, and the portion corresponding to the finger vein is clearly low Lt; / RTI >
이와 같이, 레벨 세트 곡률은 정규화된 그래디언트(normalized gradient)의 발산(divergence)를 이용하여 구할 수 있으며, 이때 전술한 등고선 중의 능선 부분에서는 그래디언트 벡터가 모이고, 계곡 부분에서는 그래디언트 벡터가 발산하는 것을 직관적으로 확인할 수 있다.As described above, the level set curvature can be obtained by using a divergence of a normalized gradient. At this time, the gradient vector is collected in the ridge line portion in the contour line, and the gradient vector is diverged in the valley portion intuitively Can be confirmed.
도 7은 값을 8비트 그레이 레벨로 정규화하여 나타낸 것이며, 정맥의 중심 라인에 해당하는 부분이 뚜렷이 작은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.
Figure 7 Value is normalized to an 8-bit gray level, and the portion corresponding to the center line of the vein has a distinctly smaller value.
[레벨 세트 곡률을 이진화하는 처리(S304) 및 세선화하는 처리(S305)][Processing of binarizing the level set curvature (S304) and processing of thinning (S305)]
본 발명에 따른 정맥 인증 시스템(1)에 적용되는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 이용하여 추출된 손가락 정맥 패턴을 이진화하는 연산(S304)과, 그 이진화된 화상을 세선화(thinning)하는 연산(305)을 수행한다.The level
여기서, 레벨 세트 곡률 프로그램(231)이 수행하는 이진화 처리는 메모리부(230)의 용량을 고려하여 추출된 정맥의 저장 공간을 감소시키기 위한 것이며, 또한 후속 처리 과정인 매칭(matching) 시간을 감소시키기 위한 것이다.Here, the binarization process performed by the level
또한, 레벨 세트 곡률 프로그램()이 수행하는 세선화는 두꺼운 정맥 표시를 얇은 정맥 표시로 변환하여, 더욱 많은 양의 정맥 정보를 왜곡 없이 저장할 수 있도록 하기 위한 것이다.In addition, the thinning performed by the level set curvature program () is to convert a thick vein display into a thin vein display, so that a larger amount of vein information can be stored without distortion.
도 8은 레벨 세트 곡률 프로그램(231)에 따라, 손가락 화상 중에서 정맥 패턴을 추출하고, 그 추출된 패턴을 이진화 및 세선화한 최종 정맥 화상과 기존의 라인 트래킹(line tracking) 방식에 의한 제 1 정맥 화상 및 기존의 로컬 임계값(local threshold) 방식에 의한 제 2 정맥 화상과 비교하여 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of extracting a vein pattern from a finger image in accordance with a level
도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 레벨 세트 곡률 프로그램(231)에 따라 얻어진 정맥 화상의 형태가 기존의 정맥 화상보다 훨씬 선명하며, 이에 따라 경계면에서의 오차가 적을 수 밖에 없다는 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 8, the shape of the vein image obtained according to the level
본 발명에 따라 정맥 인증 시스템(1)에 적용되는 레벨 세트 곡률 프로그램(231)은 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 기록될 수도 있다. 이러한 컴퓨터 판독가능한 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능한 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.The level
또한, 이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. In addition, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, as long as all the constituent elements constituting the embodiment of the present invention are described as being combined into one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to provide a program module that performs some or all of the functions in one or a plurality of hardware As shown in FIG.
또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
1: 정맥 인증 시스템 10: 정맥 화상 처리장치
20: 인증 처리장치 110: 광원부
120: 광원 필터부 130: CCD 카메라부
140: 회전체 150: 회전구동부
151: 돌기부 210: 키입력부
220: 디스플레이부 230: 메모리부
231: 레벨세트곡률 프로그램 240: 제어부1: vein authentication system 10: vein image processing device
20: Authentication processing unit 110: Light source unit
120: light source filter unit 130: CCD camera unit
140: Rotor 150:
151: protrusion 210: key input unit
220: display unit 230: memory unit
231: level set curvature program 240:
Claims (8)
상기 회전체의 내면에 위치하며 근적외선 광을 방출하도록 이루어진 광원부와,
상기 광원부와 대향하는 상기 회전체의 내면에 사용자의 손가락이 포함된 화상을 촬상한 후 그 촬상된 화상을 전기적 신호로 변환하도록 구성된 CCD 카메라부와,
상기 광원부로부터 입사된 광 중에서 특정 파장의 광만을 투과시키는 광학 필터부와,
상기 회전체를 회전시키도록 일면에 돌기부를 갖는 회전구동부와,
레벨 세트 곡률(level set curvature)을 이용하여 상기 손가락이 포함된 화상 중에서 손가락 정맥 패턴을 추출하는 연산을 수행하는 레벨 세트 곡률 프로그램을 저장하는 메모리부와,
상기 레벨 세트 곡률 프로그램을 구동하는 제어부를 포함하되, 상기 회전체가 회전함으로써 상기 CCD 카메라부가 상기 손가락의 외면을 따라 촬상하되,
상기 레벨 세트 곡률 프로그램은, 상기 제어부로 하여금,
(a) 상기 CCD 카메라부에서 취득된 상기 손가락이 포함된 화상에서 노이즈를 제거하고;
(b) 노이즈가 제거된 상기 손가락이 포함된 화상 중에서 주변 부분을 제거함으로써 손가락 부분만의 화상을 분리해 내고;
(c) 레벨 세트 곡률(level set curvature)을 이용하여 상기 손가락 부분만의 화상 중에서 손가락 정맥 패턴을 추출하고;
(d) 상기 추출된 손가락 정맥 패턴을 2진화 처리하고;
(e) 상기 2진화 처리된 손가락 정맥 패턴을 세선화(thinning) 처리하도록 지시하며,
상기 (c)에서의 상기 레벨 세트 곡률을 이용하여 상기 손가락 정맥 패턴을 추출하는 것은,
(c1) 상기 손가락 부분만의 화상을 구성하는 모든 픽셀들의 각각에 대한 픽셀 강도를 규정하는 제 1 연산과,
(c2) 상기 모든 픽셀들 중에서 동일한 픽셀 강도를 갖는 픽셀들을 서로 연결시켜 생성한 폐곡선인 등고선(level set)을 하나 이상 생성하는 제 2 연산과,
(c3) 상기 하나 이상의 등고선을 등고선 세트로 규정하는 제 3 연산과,
(c4) 상기 등고선 세트의 바깥쪽을 기준으로 곡률이 최소가 되는, 상기 하나 이상의 등고선 각각의 지점들을 연결한 선을 하나 이상 생성하는 제 4 연산과,
(c5) 상기 하나 이상의 선을 정맥 패턴으로 인식하여 추출하는 제 5 연산에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 정맥 인증 시스템.Wherein the rotating body has a hollow shape in which one of the upper surface and the lower surface is opened,
A light source unit disposed on the inner surface of the rotating body and configured to emit near-
A CCD camera unit configured to capture an image including a user's finger on the inner surface of the rotating body facing the light source unit and then convert the captured image into an electrical signal;
An optical filter unit which transmits only light of a specific wavelength among lights incident from the light source unit,
A rotation driving unit having a protrusion on one surface thereof for rotating the rotating body;
A memory unit for storing a level set curvature program for performing an operation of extracting a finger vein pattern from an image including the finger using a level set curvature,
And a control unit for driving the level set curvature program, wherein the CCD camera unit picks up an image along an outer surface of the finger by rotating the rotating body,
The level set curvature program may cause the control unit to,
(a) removing noise from an image including the finger acquired from the CCD camera unit;
(b) separating an image of only a finger portion by removing a peripheral portion from an image including the finger from which noise has been removed;
(c) extracting a finger vein pattern from an image of only the finger portion using a level set curvature;
(d) binarizing the extracted finger vein pattern;
(e) instructing the binarized finger vein pattern to be thinned,
The extraction of the finger vein pattern using the level set curvature in (c)
(c1) a first operation for defining a pixel intensity for each of all the pixels constituting the image of the finger portion only,
(c2) a second operation for generating at least one level set, which is a closed curve generated by connecting pixels having the same pixel intensity among all the pixels,
(c3) a third operation of defining the one or more contour lines as a set of contour lines,
(c4) a fourth operation for generating at least one line connecting points of each of the at least one contour line, the curvature of which is minimum with respect to the outside of the set of contour lines;
(c5) recognizing the at least one line as a vein pattern and extracting the vein pattern.
상기 (c4) 에서의 상기 곡률은,
의 식에 의해 구해지며, 여기서 는 상기 곡률이며, w는 상기 등고선 세트의 그래디언트 벡터(gradient vector)인 것을 특징으로 하는 정맥 인증 시스템.The method according to claim 1,
The curvature in (c4)
, Where < RTI ID = 0.0 > Is the curvature, and w is a gradient vector of the set of contours.
상기 광학 필터부는 근적외선 대역 통과 필터(NIR Pass Filter)이며, 사용자의 손가락의 정맥에 포함된 헤모글로빈 중의 옥시헤모글로빈(HbO2)과 디옥시헤모글로빈(Hb)의 감지에 적합한 630~1,000nm 파장의 광만을 투과시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 정맥 인증 시스템.The method according to claim 1,
The optical filter unit is a near infrared ray band pass filter (NIR pass filter), and it can detect only the light of 630 to 1,000 nm wavelength suitable for detection of oxyhemoglobin (HbO 2 ) and deoxyhemoglobin (Hb) in the hemoglobin contained in the vein of the user's finger The vein authentication system comprising:
숫자, 문자, 기호를 포함하는 다수 개의 키들로 구성되어 사용자가 선택한 키에 대응하는 키신호를 출력하는 키입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정맥 인증 시스템.The method according to claim 1,
And a key input unit configured to output a key signal corresponding to a key selected by the user, the key input unit comprising a plurality of keys including numbers, letters, and symbols.
상기 제어부는 상기 CCD 카메라부가 상기 손가락의 밑면 및 양 측면만을 촬상하도록 상기 회전체를 1/2 주기만큼 회전시키는 것을 특징으로 하는 정맥 인증 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the control unit rotates the rotator by 1/2 cycle so that the CCD camera unit captures only the bottom surface and both sides of the finger.
상기 광학 필터부를 손가락 안착부의 형상으로 제작하여 상기 손가락을 상기 광학 필터부에 안착시키는 것을 특징으로 하는 정맥 인증 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the optical filter unit is formed into a shape of a finger seat so that the finger is seated on the optical filter unit.
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