KR102037781B1 - 홍채 인식 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홍채 인식 장치에 관한 것으로서, 최종 눈 영상 데이터와 최종 동공 영역에 포함되는 최종 동공 화소의 위치 정보와 화소값이 저장되어 있는 저장부, 및 상기 최종 동공 영역의 일측 최외각 화소열을 기준으로 하여 정해진 행 방향을 따라 홍채 추정용 단위 영역만큼 상기 최종 눈 영상 데이터를 분할하여 복수 개의 홍채 추정 영역을 생성하고 각 홍채 추정 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터의 평균 화소값을 산출하며, 복수 개의 홍채 추정 영역 중에서 각 홍채 추정 영역과 상기 각 홍채 추정 영역과 정해진 순번만큼 이격되어 있는 후속 홍채 추정 영역의 평균 화소값의 차이값을 이용하여 홍채 영역을 추정하는 홍채 추출부를 포함한다.

Description

홍채 인식 장치{APPARATUS FOR DETERMINATING IRIS}
본 발명은 홍채 인식 장치에 관한 것이다.
각각의 사람을 식별하는 개인 식별 방법으로는 암호 인증 방법, 식별번호 인증 방법 등이 알려져 있으나, 이러한 방법들은 도용과 분실의 위험 등에 노출되기 쉽다.
따라서, 최근에는 보다 안전하고 정확성이 높은 개인 식별 방법이 요구되고 있고, 이러한 요구에 따라 사람의 생체 정보를 이용하는 생체 인식 방법이 개발되어 사용되고 있다.
이러한 생체 인식 방법을 위해 사용되는 생체 정보는 지문, 얼굴, 홍채가 일반적이다.
이중 홍채를 이용하는 홍채 인증 방식은 개인 식별 방법 중 유일성, 불변성 및 안정성 측면에서 가장 뛰어난 것으로 알려져 있어, 고도의 보안이 요구되는 분야에 적용되고 있는 추세이다.
홍채 인증은 피촬영자의 홍채 영상을 추출한 후 이미 등록되어 있는 홍채 영상과 추출된 홍채 영상을 비교하는 과정을 통해 수행된다.
대한민국 등록특허 제10-0397750호(등록일자: 2003년08월29일, 발명의 명칭: 홍채 인식을 위한 실시간 동공 검출 방법) 대한민국 등록특허 제10-0572410호(등록일자: 2006년04월12일, 발명의 명칭: 홍채 인식을 위한 동공 영역 추정방법)
본 발명이 해결하려는 과제는 피촬영자의 눈 영상에서 홍채 영역을 정확하게 추출하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 홍채 인식 장치는 최종 눈 영상 데이터와 최종 동공 영역에 포함되는 최종 동공 화소의 위치 정보와 화소값이 저장되어 있는 저장부, 및 상기 최종 동공 영역의 일측 최외각 화소열을 기준으로 하여 정해진 행 방향을 따라 홍채 추정용 단위 영역만큼 상기 최종 눈 영상 데이터를 분할하여 복수 개의 홍채 추정 영역을 생성하고 각 홍채 추정 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터의 평균 화소값을 산출하며, 복수 개의 홍채 추정 영역 중에서 각 홍채 추정 영역과 상기 각 홍채 추정 영역과 정해진 순번만큼 이격되어 있는 후속 홍채 추정 영역의 평균 화소값의 차이값을 이용하여 홍채 영역을 추정하는 홍채 추출부를 포함한다.
상기 홍채 추정용 단위 영역의 가로변과 세로변의 크기는 상기 최종 동공 영역의 반지름의 크기에 따라 정해질 수 있다.
상기 홍채 추출부는 산출된 차이값 중에서 가장 큰 절대값을 갖는 차이값을 판정하고, 판정된 상기 차이값을 나타내는 해당 홍채 추정 영역의 순번을 판정하여 판정된 순번의 홍채 추정 영역의 최외각 화소열의 행 위치를 판정하고, 상기 최종 동공 영역의 중심 화소의 행 위치에서 상기 최외각 화소열의 행 위치까지의 직선 거리를 반지름으로 하는 원 영역을 홍채 영역으로 판정할 수 있다.
상기 홍채 추출부는 상기 최종 동공 영역의 일측 최외각 화소열에서부터 정해진 행 방향으로 정해진 거리만큼 이격되어 있는 화소열일 분할 기준 화소열을 판정하고, 상기 분할 기준 화소열에서부터 상기 홍채 추정용 단위 영역만큼 상기 최종 눈 영상 데이터를 분할하여 복수 개의 홍채 추정 영역을 생성할 수 있다.
상기 홍채 추출부는 상기 저장부에 저장되어 있는 최종 눈 영상 데이터에서 제1 설정값 이상인 화소값을 갖는 화소와 상기 제1 설정값보다 큰 제2 설정값 이하인 화소값을 갖는 화소를 추출한 후 상기 제1 설정값과 동일한 화소값을 갖는 화소를 이용해 1차 예비 동공 화소를 선택하여 상기 1차 예비 동공 화소가 포함되는 1차 예비 동공 영역을 판정하고, 상기 1차 예비 동공 영역의 최상측 화소행, 최하측 화소행, 최좌측 화소열 및 최우측 화소열에 각각 위치하는 제1 내지 제4 기준 화소를 이용하여 상기 1차 예비 동공 영역을 제1 및 제2 열 방향과 제1 및 제2 행 방향으로 확장시켜 제1 및 제2 열과 제1 및 제2 행로 정해지는 2차 예비 동공 영역을 판정하고, 상기 2차 예비 동공 영역의 중심에 위치하는 중심 화소와 상기 2차 예비 동공 영역의 상기 제1 열, 상기 제2 열, 상기 제1 행 및 상기 제2 행 중 하나까지의 거리를 반지름으로 하는 원 영역을 정하여 상기 원 영역에 포함되는 2차 예비 동공 영역을 최종 동공 화소로 판정하고, 상기 최종 동공 화소가 포함되는 영역을 최종 동공 영역으로 판정할 수 있다.
상기 홍채 추출부는 상기 1차 예비 동공 영역의 최상측 화소행의 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소, 최하측 화소행의 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소, 최좌측 화소열의 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소 및 최우측 화소열의 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소를 각각 상기 제1 내지 제4 기준 화소로 정할 수 있다.
상기 홍채 추출부는 상기 제1 기준 화소에서 상기 제1 열 방향을 따라 열 단위로 제1 비교 화소의 위치를 차례로 이동시키면서 상기 제1 기준 화소의 화소값과 상기 제1 비교 화소의 화소값의 차이가 설정값을 초과하는 제1 비교 화소를 판정하고, 판정된 제1 비교 화소 바로 이전의 제1 비교 화소의 열 위치를 상기 제1 열의 위치로 판정하고, 상기 제2 기준 화소에서 상기 제1 열 방향과 반대 방향인 상기 제2 열 방향을 따라 열 단위로 제2 비교 화소의 위치를 차례로 이동시키면서 상기 제2 기준 화소의 화소값과 상기 제2 비교 화소의 화소값의 차이가 설정값을 초과하는 제2 비교 화소를 판정하고, 판정된 제2 비교 화소 바로 이전의 제2 비교 화소의 열 위치를 상기 제2 열의 위치로 판정하고, 상기 제3 기준 화소에서 상기 제1 행 방향을 따라 행 단위로 제3 비교 화소의 위치를 차례로 이동시키면서 상기 제3 기준 화소의 화소값과 상기 제3 비교 화소의 화소값의 차이가 설정값을 초과하는 제3 비교 화소를 판정하고, 판정된 제3 비교 화소 바로 이전의 제3 비교 화소의 행 위치를 상기 제1 행의 위치로 판정하고, 상기 제4 기준 화소에서 상기 제1 행 방향과 반대 방향인 상기 제2 행 방향을 따라 행 단위로 제4 비교 화소의 위치를 차례로 이동시키면서 상기 제4 기준 화소의 화소값과 상기 제4 비교 화소의 화소값의 차이가 설정값을 초과하는 제4 비교 화소를 판정하고, 판정된 제4 비교 화소 바로 이전의 제4 비교 화소의 행 위치를 상기 제2 행의 위치로 판정할 수 있다.
상기 홍채 추출부는 상기 최종 눈 영상 데이터에서 상기 제1 설정값 이상인 화소값을 갖는 화소와 상기 제1 설정값보다 큰 제2 설정값 이하인 화소값을 갖는 화소를 추출하여 추정 동공 화소로 정하고, 추정 동공 화소 중에서 이웃한 다른 추정 동공 화소와 행 방향과 열 방향 중 어느 한 방향으로 미리 정해진 개수만큼 연속되게 위치하지 않는 추정 동공 화소를 제거하여 상기 1차 예비 동공 화소를 추출할 수 있다.
상기 이웃한 다른 추정 동공 화소는 행 방향과 열 방향으로 다른 추정 동공 화소와 연속되게 위치할 수 있다.
상기 홍채 추출부는 상기 중심 화소와 상기 2차 예비 동공 영역의 상기 제1 열, 상기 제2 열, 상기 제1 행 및 상기 제2 행 중 가장 먼 곳까지의 거리를 상기 원 영역의 반지름으로 정할 수 있다.
상기 홍채 추출부는 상기 중심 화소와 상기 2차 예비 동공 영역의 상기 제1 열, 상기 제2 열, 상기 제1 행 및 상기 제2 행 중 가장 짧은 곳까지의 거리를 상기 원 영역의 반지름으로 정할 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 최종 동공 영역을 벗어난 영역을 홍채 추정용 단위 영역만큼 분할하여 평균 화소값의 차이를 이용하여 홍채 영역의 가장자리를 산출하므로 정확한 홍채 영역의 경계 부분의 판정이 이루어진다.
또한, 최종 동공 영역의 가장자리 부분에서 정해진 거리만큼 이격된 영역에서부터 홍채 추정 영역의 분할 동작이 이루어져 홍채 영역임이 확실한 최종 동공 영역의 가장자리 부분과 인접하게 위치하고 있는 영역에 대한 최종 눈 영상 데이터에 대한 홍채 추정 영역으로의 분할 동작과 평균 화소값의 차이값 산출 동작이 생략된다. 이로 인해, 홍채 영역을 판정하기 위한 처리 동작이 크게 단축된다.
더욱이, 정해진 행 방으로 따라 홍채 추정 영역을 분할하므로, 눈꺼풀로 덮여져 정확한 홍채 영역의 추정 동작이 이루어지지 않는 눈의 상부 영역이나 하부 영역을 이용하는 대신 홍채 영역이 온전히 촬영되는 눈의 좌측 영역이나 우측 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터를 이용하여 홍채 영역을 추출하므로, 정확한 홍채 추출 동작이 이루어진다.
본 특징에 따르면, 최종 눈 영상 데이터에서 화소값과 설정값과의 비교 동작에 의해 최종 동공 영역을 판정하기 1차 예비 동공 화소를 추출하므로, 최종 동공 영역의 판정을 위해 처리해야 되는 최종 눈 영상 데이터의 양이 크게 감소한다. 이러므로, 데이터 처리 시간이 단축되어, 최종 동공 영역의 추출 시간이 줄어든다.
또한, 1차 예비 동공 영역을 이용하여 2차 예비 동공 영역을 추출할 때, 정해진 각 기준 화소와 이 기준 화소와 인접하게 위치한 각 비교 화소와의 화소값 비교 동작을 통해 2차 예비 동공 영역이 추출된다. 이로 인해, 최종 동공 영역을 정하기 위한 2창 예비 동공 영역의 판정 동작의 정확도가 향상되고, 이로 인해, 최종 동공 영역의 정확도 역시 증가하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치의 블럭도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치에서 최종 동공 영역을 추출하기 위한 홍채 추출부의 동작 순서도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치의 동공 추출 유닛의 동작에 따라 최종 눈 영상 데이터를 이용하여 추정 동공 영역과 1차 예비 동공 영역을 판정하는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3a는 추정 동공 영역을 판정하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 1차 추정 예비 동공 영역을 판정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치의 동공 추출 유닛에 의해 판정된 1차 예비 동공 영역에 대한 영상을 도시한 도면으로서, (a)는 최종 눈 영상 데이터를 이용하여 정보 출력부로 출력되는 눈 영상을 도시하고, (b)는 (a)의 눈 영상에서 1차 예비 동공 영역이 추출된 영상을 정보 출력부로 출력한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치의 동공 추출 유닛의 동작에 따라 1차 예비 동공 영역에서 제1 내지 제4 기준 화소를 표시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치의 동공 추출 유닛의 동작에 따라 2차 예비 동공 영역에서 2차 예비 동공 영역을 판정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4의 (b)에 도시한 눈 영상을 이용하여 판정된 2차 예비 동공 영역에 대한 영상을 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치에서 홍채 추출부의 홍채 추출 유닛에 대한 동작 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치에서 홍채 영역을 추출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치에 대해서 설명하도록 한다.
먼저, 도 1을 참고로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 인식 장치에 대하여 설명한다.
도 1을 참고로 하면, 본 예의 홍채 인식 장치는 영상 획득부(100), 영상 획득부(100)에 연결되어 있는 홍채 추출부(200), 동공 추출부(200)에 연결되어 있는 저장부(300), 그리고 동공 추출부(200)에 연결되어 있는 정보 출력부(400)를 구비한다.
영상 획득부(100)는 피촬영자의 영상을 획득하는 기능을 수행하는 것으로서, 본 예의 영상 획득부(100)는 홍채 인식을 위해 피촬영자의 얼굴 중에서 눈이 포함된 영역을 촬영하여, 촬영된 영역의 영상에 대한 영상 데이터(이하, 이 영상 데이터를 '원영상 데이터'라 함)를 획득한다.
이때, 원영상 데이터를 포함한 본 예의 영상 데이터는 행렬 구조로 배열되어 있는 복수의 화소(pixel)에 대한 위치 정보와 화소값을 구비하고 있어, 각 화소에 대한 영상 데이터의 값이 화소값이 된다. 따라서, 영상 데이터는 해당 화소값을 갖는 복수의 화소로 이루어진 화소 집합이다.
이때, 영상 획득부(100)는 촬영 동작 시 피촬영자의 적목 현상 등을 방지하여 정확하게 눈을 촬영하기 위해, 적외선 촬영으로 영상 데이터를 생성하는 적외선 카메라 등으로 이루어질 수 있다.
홍채 추출부(200)는 영상 획득부(100)로부터 인가되는 원영상 데이터를 수신 받아 홍채 영역을 추출하는 것으로서, 눈 영상 데이터 추출 유닛(210), 눈 영상 데이터 추출 유닛(210)에 연결된 전처리 유닛(220), 전처리 유닛(220)에 연결된 동공 추출 유닛(230), 그리고 동공 추출 유닛(230)과 연결된 홍채 추출 유닛(240)을 구비한다.
눈 영상 데이터 추출 유닛(210)은 영상 획득부(100)로부터 인가되는 눈부분 영상 데이터에서 눈과 눈가 영역(이하, 이 영역을 눈 영역이라 함)의 영상 데이터(이하, 이 영상 데이터를 '눈 영상 데이터'라 함)을 추출하는 유닛으로서, 눈 영상 데이터 추출 유닛(210)은 이미 공개되어 있는 OpenCV 등의 알고리즘 등을 통해 원영상 데이터에서 눈 영상 데이터를 추출한다.
전처리 유닛(220)은 동공 영역을 추출하기 전에 눈 영상 데이터의 변환 동작을 실시하여 최종 눈 영상 데이터를 생성하는 것으로서, 그레이스케일(grayscale) 변환 처리, 화소수 변환 처리, 평활화 처리 및 이진화 처리 등과 같은 복수의 영상 데이터에 대한 전처리 동작 중에서 적어도 하나의 동작을 실시하여 눈 영상 데이터의 양이나 화소값의 크기 등을 변환시켜 홍채 영역의 추출을 위한 처리 시간을 단축할 수 있도록 한다.
이러한 눈 영상 데이터에 대한 전처리 동작 역시 이미 공지되어 있는 처리 동작을 이용하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
대안적인 예에서, 원영상 데이터에 대한 본 예의 전처리 동작은 생략될 수 있고, 이런 경우, 본 예의 전처리 유닛(220) 역시 생략된다.
동공 추출 유닛(230)은 전처리 유닛(220)으로부터 인가되는 최종 눈 영상 데이터로부터 동공에 대한 영상 데이터를 추출하여 동공 영역을 판정하기 위한 것이다.
이러한 동공 추출 유닛(230)은 최종 눈 영상 데이터의 화소값을 이용하여 1차적으로 1차 예비 동공 영역을 판정하고, 1차 예비 동공 영역의 최상측 화소행, 최하측 화소행, 최좌측 화소열 및 최우측 화소열에 각각 위치하는 제1 내지 제4 기준 화소를 이용하여 제1 내지 제4 기준 화소와 화소값의 비교 동작이 이루어지는 제1 내지 제4 비교 화소의 위치를 순차적으로 변화시켜 1차 예비 동공 영역을 제1 및 제2 열 방향과 제1 및 제2 행 방향으로 확장시킨 2차 예비 동공 영역을 판정한다.
그런 다음, 동공 추출 유닛(230)은 2차 예비 동공 영역의 중심에 위치하는 중심 화소와 2차 예비 동공 영역의 최상측 화소행의 열 위치인 제1 열, 최하측 화소행의 열 위치인 제2 열, 최좌측 화소열의 행 위치인 제1 행 및 최좌측 화소열의 행 위치인 제2 행 중 하나까지의 거리를 반지름으로 하는 원 영역을 정하여, 이 원 영역에 포함되는 2차 예비 동공 영역을 최종 동공 화소로 판정하고 최종 동공 영역을 결정한다.
홍채 추출 유닛(240)은 추출된 동공 영역을 기준으로 하여 눈 영역의 최종 눈 영상 데이터에서 홍채 영역을 추출한다.
이를 위해, 본 예의 홍채 추출 유닛(240)은 최종 동공 영역을 벗어난 위치의 눈 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터를 홍채 추정용 단위 영역으로 분할하여 정해진 개수의 홍채 추정 영역을 생성하고 각 홍채 추정 영역과 해당 홍채 추정 영역과 정해진 간격으로 인접한 후속 홍채 추정 영역 간의 평균 화소값 차이를 이용해 최종 눈 영상 데이터에서 홍채 영역에 해당하는 영상 데이터를 추출한다.
홍채 추출부(200)에 연결된 저장부(300)는 홍채 인식 장치의 동작에 필요한 데이터나 정보 그리고 동작 중에 생성되는 영상 데이터 등을 저장하는 저장 매체로서, 메모리(memory) 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 저장부(300)는 버퍼(buffer) 등과 같은 임시 저장 장치와 하드 디스크(hard disk)와 같은 영구 저장 장치 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
정보 출력부(400)는 홍채 추출부(200)의 동작에 의해 해당 영상을 출력하여, 사용자에게 홍채 추출과정을 시각적으로 확인할 수 있도록 한다.
이러한 정보 출력부(400)는 액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display)나 유기 발광 표시 장치(OLED, organic light emitting display) 등으로 이루어질 수 있다.
다음, 도 2a 내지 도 9를 참고로 하여, 이러한 구조는 갖는 홍채 인식 장치의 동작에 대하여 설명한다.
홍채 인식 장치의 동작에 필요한 전원이 공급되어 홍채 인식 장치의 동작이 시작되면, 영상 획득부(100)의 동작에 의해 눈을 포함한 얼굴 부분에 대한 촬영 동작이 이루어져 원영상 데이터가 획득된다.
이때, 영상 획득부(110)는 사용자에 의한 구동 스위치(도시하지 않음)의 동작에 연동하여 해당 영역(예, 얼굴 영역)에 대한 촬영 동작이 이루어지거나 지정된 영역에 사람이 감지되면 자동으로 지정된 영역에 위치한 사람의 얼굴을 촬영할 수 있다.
이러한 영상 획득부(110)의 동작에 의해, 원영상 데이터가 획득되어 홍채 추출부(200)로 인가되면(S11), 홍채 추출부(200)의 눈영상 데이터 추출 유닛(210)은 인가되는 원영상 데이터로부터 눈 영역에 대한 영상 데이터를 추출하여 눈 영상 데이터로서 저장부(300)에 저장하고, 전처리 유닛(220)로 추출된 눈 영상 데이터를 출력한다.
전처리 유닛(220)은 입력되는 눈 영상 데이터에 대한 그레이스케일 변환 처리, 화소수 변환 처리, 또는 평활화 처리 등과 같은 필요한 적어도 하나의 전처리 동작을 실시하여 저장부(300)에 저장하고 전처리 처리된 눈 영상 데이터(이하, 이 전처리 처리된 눈 영상 데이터를 '최종 눈 영상 데이터'라 함)를 동공 추출 유닛(230)으로 출력한다(S13). 대안적인 예에서, 전처리 유닛(220)이 구비되지 않는 경우, 눈 영상 데이터 추출 유닛(210)에 의해 추출된 눈 영상 데이터가 최종 눈 영상 데이터가 된다.
따라서, 동공 추출 유닛(230)은 전송된 최종 눈 영상 데이터를 이용하여 동공 영역을 판정한다.
이를 위해, 먼저, 동공 추출 유닛(230)은 최종 눈 영상 데이터에서 제1 설정값(하한값) 미만의 화소값을 갖는 화소와 제2 설정값(상한값)을 초과하는 화소값을 갖는 화소를 제거하여, 최종 눈 영상 데이터에서 제1 화소값 이상 및 제2 화소값 이하인 설정 범위의 화소값을 갖는 화소만을 추출한다(S14).
이때, 제1 설정값은 제2 설정값보다 큰 값이고, 제1 설정값은 동공 영역에 속하는 화소의 화소값이나 평균 화소값을 이용하여 정해지며, 제2 설정값은 제1 설정값을 기초로 하여 정해진다.
이러한 화소의 추출 동작에 의해 1차적으로 홍채 영역에 포함되지 않는 영역(예, 눈두덩이 영역)에 대한 영상 데이터가 제거된다.
다음, 동공 추출 유닛(230)은 추출된 화소들 중에서, 설정 범위의 하한값인 제1 설정값을 갖는 화소만을 추출하여 추출된 화소(이하, 이 추출된 화소를 '추정 동공 화소'라 함)에 대한 위치 정보와 화소값을 저장부(300)에 저장한다(S15).
본 예에서, 제1 설정값은 동공에 해당하는 영역에 위치하는 화소의 화소값을 이용하여 정해지므로, 화소값이 설정 범위에 속하는 화소들 중에서 제1 설정값을 갖는 화소인 추정 동공 화소는 동공 영역으로 추정할 수 있는 영역인 추정 동공 영역(AR11)에 포함되는 화소들이 된다.
따라서, 도 3a를 참조하면, 동공 추출 유닛(230)은 가장 위 쪽의 열에 존재하는 추정 동공 화소(예, 최상측 추정 동공 화소)(PX11), 가장 아래 쪽의 열에 위치하는 추정 동공 화소(예, 최하측 추정 동공 화소)(PX12, PX13), 가장 왼쪽의 행에 존재하는 추정 동공 화소(예, 최좌측 추정 동공 화소)(PX14) 그리고 가장 오른 쪽의 행에 위치하는 추정 동공 화소(예, 최우측 추정 동공 화소)(PX15)가 위치하는 행과 열의 위치 정보(Xn -9, Xn, Yp, Yp + 10)에 의한 네 개의 위치 정보[(Xn -9, Yp), (Xn -9, Yp +10), (Xn, Yp) 및 (Xn, Yp +10)]를 각각 갖는 네 개의 화소(예, 제1 내지 제4 모서리 화소)[PX(Xn -9, Yp), PX(Xn -9, Yp +10), PX(Xn, Yp) 및 PX(Xn, Yp +10)]를 각 꼭지점으로 하는 사각형 영역을 추정 동공 영역(AR11)으로 정한다(S16).
그런 다음, 동공 추출 유닛(230)은 추정 동공 화소의 각 위치 정보를 이용하여 바로 이웃한 다른 추정 동공 화소와 행 방향 및 열 방향 중 어느 한 방향으로 미리 정해진 개수만큼 연속되게 위치하지 않는 추정 동공 화소를 제거하여 1차 예비 동공 화소를 추출한다(S17).
이때, 이웃한 다른 추정 동공 화소 역시 행 방향과 열 방향으로 바로 이웃한 다른 추정 동공 화소와 연속되게 위치한다.
예를 들어, 도 3a와 같이, 추정 동공 영역(AR11)에 속하는 추정 동공 화소가 추출된 경우, 추정 동공 화소(PX14-PX16)는 1차 예비 동공 화소에서 제외된다.
즉, 추정 동공 화소(PX14)는 자신을 기준으로 하여 행 방향과 열 방향으로 바로 인접한 다른 추정 동공 화소를 구비하고 있지 않고, 추정 동공 화소(PX15) 역시 자신을 기준으로 하여 행 방향과 열 방향으로 바로 인접한 다른 추정 동공 화소를 구비하고 있지 않다.
따라서, 이들 추정 동공 화소(PX14, PX15)는 1차 예비 추정 화소로 선택되지 않는다.
추정 동공 화소(PX16, PX17)는 서로 동일한 화소열(즉, 행의 위치는 동일하고 열의 위치가 상이한 화소들이 위치한 열)에 위치하여 서로가 열 방향으로 연속하게 위치한 추정 동공 화소가 되지만, 행 방향과 열 방향으로 연속으로 위치하는 다른 추정 동공 화소를 각각 구비하고 있지 않다.
따라서, 이들 추정 동공 화소(PX16, PX17) 역시 1차 예비 동공 화소로 선택되지 않는다.
하지만, 추정 동공 화소(PX11-PX13)는 다른 추정 동공 화소와 행 방향으로 인접하게 위치하는 다른 추정 동공 화소를 구비하고 있고, 이때, 인접하게 위치한 다른 추정 동공 화소 역시 행 방향과 열 방향으로 연속되게 다른 추정 동공 화소와 접해 있다. 따라서, 이들 추정 동공 화소(PX11-PX13)는 1차 예비 동공 화소로 선택된다.
이러한 동공 추출 유닛(230)의 동작에 의해 추정 동공 영역(AR11) 내에 위치하는 추정 동공 화소 중에서 1차 예비 동공 화소가 선택된다. 도 3a에 도시한 추정 동공 화소를 기초하여 선택된 1차 예비 동공 화소의 예는 도 3b와 같다.
이처럼, 도 3b에 도시된 것과 같이 추정 동공 영역(AR11)에 포함되는 추정 동공 화소 중에서 1차 예비 동공 화소가 선택되면, 동공 추출 유닛(230)은 이들 1차 예비 동공 화소의 위치 정보를 이용하여 1차 예비 동공 화소가 포함되는 영역을 1차 예비 동공 영역(AR12)으로 정한다(S18).
이때, 1차 예비 동공 영역(AR12)은, 추정 동공 영역(AR11)의 경우와 동일하게, 가장 위 쪽(즉, 최상측)의 열에 존재하는 화소, 가장 아래 쪽(즉, 최하측)의 열에 위치하는 화소, 가장 왼쪽(최좌측)의 행에 존재하는 화소, 가장 오른 쪽(최우측)의 행에 위치하는 화소의 행 위치 정보(Xn -9, Xn)와 열 위치 정보(Yp, Yp + 10)에 의한 네 개의 위치 정보[(Xn -9, Yp), (Xn -9, Yp +10), (Xn, Yp) 및 (Xn, Yp+10)]를 각각 갖는 네 개의 화소[PX(Xn -9, Yp), PX(Xn -9, Yp +10), PX(Xn, Yp) 및 PX(Xn, Yp +10)]에 의해 정의된 사각형 영역이다.
이러한 동공 추출 유닛(230)의 동작에 의해, 이미 기술한 것처럼, 도 3a에 도시한 추정 동공 영역(AR11)에 속하는 추정 동공 화소 중에서 선택된 1차 예비 동공 화소는 도 3b와 같고 이들에 의해 1차 예비 동공 영역(AR12)이 형성된다.
이러한 동공 추출 유닛(230)의 동작에 의해, 정보 출력부(400)를 통해 출력되는 최종 눈 영상 데이터에서 추출된 1차 예비 동공 영역(AR12)에 대한 눈 영상의 한 예는 도 4의 (b)와 같다. 도 4의 (a)는 최종 눈 영상 데이터에 따라 정보 출력부(400)로 출력되는 눈 영상을 도시하고, 도 4의 (b)는 (a)의 눈 영상에서 1차 예비 동공 영역(AR12)이 추출된 영상을 정보 출력부(400)로 도시한 도면이다.
이와 같이, 1차 예비 동공 화소와 이들이 속하는 1차 예비 동공 영역(AR12)이 정해지면, 동공 추출 유닛(230)은 2차 예비 동공 영역(AR13)을 판정하는 동작을 실시한다.
따라서, 동공 추출 유닛(230)은 먼저, 제1 내지 제4 기준 화소(PXr1, PXr2, PXr3, PXr4)를 판정해 정해진 각 기준 화소(PXr1, PXr2, PXr3, PXr4)에 대한 위치 정보를 저장부(300)에 저장한다(S19).
이를 위해, 도 5에 도시한 것처럼, 동공 추출 유닛(230)은 1차 예비 동공 영역(AR12)에서, 최상측 열(Yp)에 위치하는 화소행의 가운데 위치하는 1차 예비 동공 화소, 최하측 열(Yp + 10)에 위치하는 화소행의 가운데 위치하는 1차 예비 동공 화소, 최좌측 행(Xn - 7)에 위치하는 화소열의 가운데 위치하는 1차 예비 동공 화소, 최우측 행(Xn - 1)에 위치하는 화소열의 가운데 위치하는 1차 예비 동공 화소를 각각 제1 내지 제4 기준 화소(PXr1-PXr4)로 정한다.
따라서, 동공 추출 유닛(230)은 1차 예비 동공 영역(AR12)의 각 모서리 부분에 위치하는 네 개의 1차 예비 동공 화소[PX(Xn -9, Yp), PX(Xn -9, Yp +10), PX(Xn, Yp) 및 PX(Xn, Yp +10)]의 위치 정보(Xn -9, Xn, Yp, Yp + 10)를 이용하여 1차 예비 동공 영역(AR12)의 각 최상측 화소행, 최하측 화소행, 최좌측 화소열 및 촤우측 화소열에서 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소를 각각 제1 내지 제4 기준 화소(PXr1, PXr2, PXr3, PXr4)로 정하고, 이들 제1 내지 제4 기준 화소(PXr1, PXr2, PXr3, PXr4)에 대한 위치 정보를 저장부(300)에 저장한다.
이때, 동공 추출 유닛(230)은 1차 예비 동공 영역(AR12)의 최상측 화소행, 최하측 화소행, 최좌측 화소열 및 최우측 화소열에서 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소가 존재하지 않는 경우, 해당 화소행이나 화소열에서 가운데의 화소의 위치와 가장 인접하게 위치하는 하나의 1차 예비 동공 화소를 해당 기준 화소(예, PXr3)로 정한다.
이처럼, 각 1차 예비 동공 영역(AR12)의 각 모서리 화소[PX(Xn -9, Yp), PX(Xn-9, Yp +10), PX(Xn, Yp) 및 PX(Xn, Yp +10)]의 위치 정보를 이용하여 1차 예비 동공 영역(AR12)에서의 제1 내지 제4 기준 화소(PXr1, PXr2, PXr3, PXr4)가 정해지면, 동공 추출 유닛(230)은 각 기준 화소(PXr1, PXr2, PXr3, PXr4)를 이용하여 1차 예비 동공 영역(AR12)을 각각 제1 및 제2 열 방향과 제1 및 제2 행 방향으로 확장한 2차 예비 동공 영역(AR13)을 판정한다.
따라서, 동공 추출 유닛(230)은 저장부(300)에 저장되어 있는 최종 눈 영상 데이터에서 1차 예비 동공 영역(AR12)의 최상측 화소행에 위치한 제1 기준 화소(PXr1)의 바로 위에 위치하는 1차 예비 동공 화소, 즉 동일한 행(Xn - 3)에서 제1 열 방향(즉, 열의 번호가 감소하는 Y 방향)으로 하나의 열 단위로 이동하여 제1 기준 화소(PXr1)의 바로 위에 위치하는 1차 예비 동공 화소를 제1 비교 화소(PXc1)로 정한다(S110).
따라서, 도 6를 참고로 하면, 현재 정해진 제1 비교 화소(즉, 현재 제1 비교 화소)(PXc1)는 제1 기준 화소(PXr1)와 동일한 화소열에서 열의 번호가 '1'감소하는 위치(Yp - 1)에 위치하고 있는 1차 예비 동공 화소(PXr1- 1)이다.
다음, 판정된 현재 제1 비교 화소(PXc1)에 대한 화소값과 제1 기준 화소(PXr1)의 화소값의 크기를 비교하여, 제1 기준 화소(PXr1)와 현재 제1 비교 화소(PXc1)의 화소값의 차이가 설정값 이하인지 판단한다(S111, S112).
제1 기준 화소(PXr1)와 현재 제1 비교 화소(PXc1)의 화소값 차이가 설정값 이하이면(S112), 다시 동공 추출 유닛(230)은 현재 제1 비교 화소의 위치에서 제1 열 방향으로 하나의 열 단위만큼 이동시켜, 현재 제1 비교 화소와 동일한 화소열에서 바로 위에 위치하는 1차 예비 동공 화소(PXr1- 2)를 현재 제1 비교 화소(PXc1)로 새롭게 정하고(S113), 제1 기준 화소 화소(PXr1)과 현재 제1 비교 화소(PXc1)의 화소값의 차이가 설정값 이하인지 판단한다(S111). 이때, 새로운 제1 비교 화소가 정해지기 바로 이전의 비교 화소는 이전 비교 화소로서 저장되고 새로 정해진 제1 비교 화소가 현재 비교 화소로 저장됨은 당연하다.
하지만, 제1 기준 화소(PXr1)와 현재 제1 비교 화소(PXc1)의 화소값의 차이가 설정값을 초과하게 되면(S112), 동공 추출 유닛(230)은 이전 제1 비교 화소(PXc1)가 위치하는 열의 위치를 2차 예비 동공 영역(AR13)의 최상측 열의 위치(예, 제1 열 위치)로 판단해 저장부(300)에 저장한다.
따라서, 동공 추출 유닛(230)은 제1 기준 화소(PXr1)와의 화소값 차이가 설정값 이하를 갖는 바로 이전에 이전 제1 비교 화소(PXc1)로 정해졌던 1차 예비 동공 화소(예, PXr1- 3)의 위치 정보(Xn -3, Yp - 3)를 이용하여 해당 1차 예비 동공 화소(예, PXr1- 3)가 위치한 열의 위치(Yp - 3)를 제1 열 위치로 정한다(S114).
이처럼, 동공 추출 유닛(230)은 제1 기준 화소(PXr1)에서 제1 열 방향을 따라 하나의 열 단위로 제1 비교 화소(PXc1)의 위치를 차례로 이동시키면서, 제1 기준 화소(PXr1)와 제1 비교 화소(PXc1)와의 화소값 차이가 설정값을 초과하는 제1 비교 화소(PXc1)(즉, 현재 제1 비교 화소)를 판정하고, 판정된 현재 제1 비교 화소(PXc1) 바로 이전에 정해진 제1 비교 화소(즉, 이전 제1 비교 화소)의 열 위치를 제1 열 위치를 판정한다.
이러한 방식과 동일하게, 동공 추출 유닛(230)은 다시 제2 기준 화소(PXr2)를 이용하여 1차 예비 동공 영역(AR13)의 최하측 열(예, 제2 열 위치)의 위치를 판단한다.
즉, 동공 추출 유닛(230)은 저장부(300)에 저장되어 있는 최종 눈 영상 데이터 중에서 1차 예비 동공 영역(AR12)의 최하측 열(Yp + 10)에 위치한 제2 기준 화소(PXr2)의 위치에서 제2 열 방향(즉, 제1 열 방향과 반대 방향으로 열의 번호가 증가하는 Y 방향)으로 하나의 열 단위만큼 바로 아래 쪽에 위치한 1차 예비 동공 화소(PXr2+ 1)를 현재의 제2 비교 화소(PXc2)로 정하여, 정해진 현재 제2 비교 화소(PXc2)의 화소값이 제2 기준 화소(PXr2)의 화소값을 초과하는지 판단한다(S115-S117).
현재 제2 비교 화소(PXc2)와 제2 기준 화소(PXr2)의 화소값 차이가 설정값 이하이며(S117), 현재 제2 비교 화소인 1차 예비 동공 화소(PXr2+ 1)에서 다시 하나의 열 단위만큼 제2 열 방향을 따라 위치한 바로 아래쪽의 1차 예비 동공 화소(PXr2+2)를 새로운 현재 제2 비교 화소(PXc2)로 정하여(S118) 제2 기준 화소(PXr2)와의 화소값 비교를 실시한다(S115).
따라서, 동공 추출 유닛(230)은 현재 제2 비교 화소(PXc2)와 제2 기준 화소(PXr2)와의 화소값 차이가 설정값을 초과할 때까지 현재 제2 비교 화소(PXc2)를 순차적으로 변경하면서 화소값 비교 동작을 실시한다.
제2 비교 화소(PXc2)와 현재 제2 기준 화소(PXr2)의 화소값의 차이가 설정값을 초과하면, 동공 추출 유닛(230)은 현재 제2 비교 화소(PXc2)의 바로 이전에 제2 비교 화소로 정해진 이전 제2 비교 화소인 1차 예비 동공 화소(예, PXr2+1)의 열 위치(YP + 11)를 2차 동공 영역(AR13)의 제2 열 위치로 정한다(S119).
이러한 제1 및 제2 열 위치를 정하는 방식과 동일하게, 동공 추출 유닛(230)은 제3 및 제4 기준 화소(PXr3, PXr4)를 이용하여 제3 및 제4 기준 화소(PXr3, PXr4)와 각각 비교되는 현재 제3 비교 화소(PXc3)와 현재 제4 비교 화소(PXc4)를 정하고, 현재 제3 및 제4 비교 화소(PXc3, PXc4)의 화소값과 제3 및 제4 기준 화소(PXr3, PXr4)의 화소값을 각각 비교하여 2차 동공 영역의 최좌측 행의 위치(예, 제1 행 위치)와 최우측 행의 위치(예, 제2 행 위치)를 정한다.
이때, 제1 및 제2 열 위치를 정할 때는 각 해당 기준 화소(PXr1, PXr2)에서부터 제1 및 제2 열 방향을 따라 하나의 열 단위로 2차 예비 동공 화소의 위치를 감소시키거나 증가시켜 현재 제1 및 제2 비교 화소(PXc1, PXc2)를 정하였지만, 제1 및 제2 행 위치를 정할 때는 제1 및 제2 행 방향을 따라 각 해당 기준 화소(PXr3, PXr4)에서부터 하나의 행 단위로 2차 예비 동공 화소의 위치를 감소시키거나 증가시켜 현재 제3 및 제4 비교 화소(PXc3, PXc4)를 정한다는 것만 상이하다(S120-S124, S125-S129).
여기서, 제1 행 방향은 행의 번호가 감소하는 X 방향이고, 제2 행 방향은 제1 행 방향과 반대 방향으로서 행의 번호가 증가하는 X 방향이다.
이러한 동공 추출 유닛(230)의 화소값 비교 동작에 의해, 현재 제3 비교 화소(PXc3)로 정해진 1차 예비 동공 화소(PXr3- 3)와 현재 제4 비교 화소(PXc4)로 정해진 1차 예비 동공 화소(PXr4+ 4)와의 화소값 차이가 각각 설정값을 초과한 1차 예비 동공 화소이면, 이들 1차 예비 동공 화소(PXr3-3, PXr4+ 4)와 동일한 열에 위치하여 바로 이전에 현재 제3 비교 화소(PXc3)와 제4 비교 화소(PXc4)로 정해졌던 1차 예비 동공 화소(PXr3-2, PXr4+ 3)의 행 위치가 각각 2차 예비 동공 영역(AR13)의 제1 행 위치와 제2 행 위치가 된다.
이러한 동공 추출 유닛(230)의 동작에 의해, 제1 및 제2 열 위치와 제1 및 2 행 위치가 정해지면, 동공 추출 유닛(230)은 이들의 위치 정보를 이용하여 사각형으로 구획된 영역을 정의하여 2차 예비 동공 영역(AR13)으로 정하고, 이 2차 예비 동공 영역(AR13)에 포함되는 화소를 2차 예비 동공 화소로서 저장부(300)에 저장된다(S130).
이러한 동공 추출 유닛(230)의 동작에 의해 도 3b에 도시한 1차 예비 동공 영역(AR12)에서 추출된 2차 예비 동공 영역(AR13)의 한 예는 도 6와 같다.
이처럼, 2차 예비 동공 영역(AR13)은 1차 예비 동공 영역(AR12)을 기초로 하여 정해지지만, 열 방향과 행 방향으로 각각 확장되는 정도가 각 기준 화소(PXr1-PXr4)와 각 비교 화소(PXc1-PXc4)와의 화소값 차이를 이용하여 정해지므로, 1차 예비 동공 영역(AR12)의 중심에 위치하는 1차 예비 동공 화소의 위치와 2차 예비 동공 영역(AR13)의 중심에 위치하는 2차 예비 동공 화소의 위치는 서로 상이할 수 있다.
따라서, 본 예에 따른 동공 추출 유닛(230)의 동작에 의해 최종 동공 영역의 추출 동작의 정확도가 증가한다.
이러한 동공 추출 유닛(230)의 동작에 의해, 도 4의 (b)에 도시한 영상을 기초하여 추출된 2차 예비 동공 영역(AR13)은 도 7과 같이 정보 출력부(400)로 출력될 수 있다.
이처럼, 2차 예비 동공 영역(AR13)이 추출되면, 동공 추출 유닛(230)은 2차 예비 동공 영역(AR13)의 네 꼭지점에 위치하는 각 모서리 화소[PX(Xn -9, Yp -3), PX(Xn-9, Yp +11, PX(Xn +2, Yp +3), PX(Xn +2, YP +11)]의 위치 정보(Xn -9, Xn +2, Yp -3, YP + 11)를 이용하여 2차 예비 동공 영역(AR13)의 가운데 부분에 위치하는 2차 예비 동공 화소를 2차 예비 동공 영역(AR13)의 중심 화소(PXcent)로 판정한다(S131).
그런 다음, 동공 추출 유닛(230)은 2차 예비 동공 영역(AR13)에 포함된 2차 예비 동공 화소의 위치 정보를 이용하여 중심 화소(PXcent)로부터 제1 및 제2 열까지의 거리(R131, R132)와 제1 및 제2 행까지의 거리(R133, R134)를 산출한다(S131). 이때, 거리(R131, R132, R133, R134)는 제1 및 제2 열과 제1 및 제2 행에서 중심 화소(PXcent)와 동일한 행과 동일한 열에 위치하는 화소까지의 직선 거리이다.
이와 같이, 중심 화소(PXcent)로부터 2차 예비 동공 영역(AR13)의 최상측 열(제1 열), 최하측 열(제2 열), 최좌측 행(제1 행) 및 최우측 행(제2 행)까지의 거리(R131, R132, R133, R134)가 산출되면, 동공 추출 유닛(230)은 산출된 거리(R131, R132, R133, R134) 중에서 가장 큰 값을 갖는 거리(R131, R132)를 판정한다(S133).
다음, 동공 추출 유닛(230)은 중심 화소(PXcent)를 중심점으로 하고 판정된 거리(예, R131)를 반지름으로 하는 원 영역을 정하여 이 원영역에 포함되는 2차 예비 동공 화소를 최종 동공 화소로 판정하고, 이들 최종 동공 화소가 포함되는 영역을 최종 동공 영역(AR20)으로 판정한다(S134).
본 예의 경우, 산출된 거리(R131, R132, R133, R134) 중에서 가장 큰 값을 이용하여 최종 동공 영역(AR20)을 판정하므로, 실제 동공 영역 중에서 제외되는 부분없이 정확하게 동공 영역을 추출할 수 있게 된다.
하지만, 본 예와 달리, 대안적인 예에서는 산출된 거리(R131, R132, R133, R134) 중에서 가장 작은 값을 이용하여 최종 동공 영역(AR20)을 판정할 수도 있고, 이 경우, 최종 동공 영역(AR20)에 포함되는 최종 동공 화소의 정확도가 증가하게 된다.
그런 다음, 최종 동공 영역(AR20) 내에 포함되는 2차 예비 동공 화소의 위치 정보 및 화소값을 최종 동공 화소의 위치 정보 및 화소값으로 저장부(300)에 저장한다(S135).
이러한 본 예의 동공 추출 유닛(230)의 동작에 의해, 도 7의 영상을 기초하여 추출된 최종 동공 영역(AR20)은 도 9와 같다.
최종 동공 영역(AR20)이 판정되면, 동공 추출 유닛(230)은 홍채 추출 유닛(240)으로 동공 추출 동작의 완료 상태를 알려주고, 이로 인해, 홍채 추출 유닛(240)의 동작이 시작된다(S20).
따라서, 홍채 추출 유닛(240)은 최종 동공 영역(AR20)을 위해 판정된 거리(예, R131), 즉 최종 동공 영역(AR20)의 반지름 크기(R131)를 이용하여 홍채 추정용 단위 영역의 세로변의 크기를 정하고, 정해진 세로변의 크기를 기초로 하여 가로변의 크기를 정한다(S21).
이때, 홍채 추정용 단위 영역은 직사각형의 영역으로서, 세로변의 크기는 가로변의 크기보다 크며, 반지름 크기(R131)와 이들 세로변과 가로변의 크기 비율은 이미 정해져 있다.
다음, 홍채 추출 유닛(240)은, 도 9에 도시한 것처럼, 판정된 최종 동공 영역(AR20)의 일측 최외각 화소열[즉, 최종 동공 영역(AR20)의 최좌측에 위치한 화소열이나 최우측에 위치한 화소열 중 하나]에서부터 제1 행 방향이나 제2 행 방향 중 하나인 정해진 행 방향(예, 제1 행 방향)으로 정해진 거리(즉, 정해진 행의 개수)(R50)만큼 이격되어 있는 화소열(이하, 이 화소열을 '분할 기준 화소열'이라 함)을 판정한다(S22).
이때, 정해진 거리(R50)는 최종 동공 영역(AR20)의 반지름 크기(R131)를 이용하여 이미 정해져 있다.
따라서, 홍채 추출 유닛(240)은 최종 눈 영상 데이터 중에서 분할 기준 화소열에서부터 제1 행 방향 또는 제2 행 방향으로 이동하면서 최종 눈 영상 데이터, 즉 해당 눈 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터를 홍채 추정용 단위 영역만큼 분할하여 복수 개(예, m개)의 홍채 추정 영역을 생성하고, 생성된 각 홍채 추정 영역을 순차적으로 정해진 다른 홍채 추정 영역과 쌍을 이뤄 평균 화소값의 차이값을 산출해 그 차이값에 대한 절대값을 산출하는 동작을 수행한다.
이처럼, 정해진 거리(R50)만큼 이격된 눈 영역에 대한 평균 화소값의 산출 동작이 이루어지므로, 평균 화소값의 차이값 산출 동작 없이도 홍채 영역임이 확실한 눈 영역에 대한 최종 눈 영상 데이터 즉, 최종 동공 영역(AR20)의 가장자리 부분과 인접하게 위치하고 있는 눈 영역에 대한 홍채 추정 영역으로의 분할 동작과 평균 화소값의 차이값 산출 동작이 생략되어, 홍채 추출 유닛(240)의 처리 시간이 단축된다.
또한, 제1 또는 제 2 열 방향이 아니라 제1 또는 제2 행 방향으로 이동하면서 최종 눈 영상 데이터의 분할 동작이 행해짐에 따라, 홍채 추출 유닛(240)은 최종 눈 영상 데이터 중에서 눈의 상부 영역과 하부 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터 대신 눈의 좌측 영역이나 우측 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터를 이용하여 홍채 영역을 추출하게 된다. 이로 인해, 눈꺼풀로 덮여지지 않고 온전해 노출되어 촬영된 눈의 좌측 영역이나 눈의 우측 영역을 이용하여 홍채 영역을 추정하게 되므로, 정확한 홍채 영역을 판정할 수 있다.
따라서, 홍채 추출 유닛(240)은 최종 눈 영상 데이터 중에서 분할 기준 화소열에서부터 제1 방향으로 홍채 추적용 단위 영역만큼 이동한 눈 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터를 추출하고, 추출된 최종 눈 영상 데이터를 i번째 홍채 추정 영역(DR1)의 영상 데이터로서 저장한다(S23).
그런 다음, 홍채 추출 유닛(240)은 추출된 i번째 홍채 추정 영역에 속하는 영상 데이터에 대한 화소들의 평균 화소값을 산출하여 저장한다(S23, S24). 여기서, i=1, 2, 3, ..., m이다.
이때, i번째 홍채 추정 영역에서 화소열의 가운데 위치하는 화소와 최종 동공 영역(AR20)의 중심 화소(PXcent)는 동일한 열에 위치하도록 홍채 추적용 단위 영역의 열 위치를 정한다.
이러한 홍채 추출 유닛(240)의 동작에 의해, 눈 영상에 해당하는 최종 눈 영상 데이터 중에서 첫 번째 홍채 추정 영역에 해당하는 영상 데이터의 추출 동작이 이루어진다. 이러한 홍채 추출 유닛(240)의 동작은 정해진 개수만큼의 홍채 추정 영역이 생성될 때까지 행해지므로, 결과적으로 해당 눈 영역에 관련된 최종 눈 영상 데이터는 복수 개의 홍채 추정 영역으로 분할된다. 이때, 분할되는 홍채 추정 영역의 총 개수는 이미 정해져 있고, 최종 동공 영역의 반지름(R131)의 크기에 따라 총 개수는 가변될 수 있다.
따라서, 홍채 추출 유닛(240)은 현재까지 생성된 총 홍채 추정 영역의 개수가 설정 개수에 도달했는지 판단하여(S25), 설정 개수만큼 홍채 추정 영역이 생성되지 않으면 생성되는 홍채 추정 영역의 순번을 '1' 증가시키고(i=i+1), 단계(S23)로 넘어간다(S26).
이로 인해, 홍채 추출 유닛(240)은 현재의 홍채 추정 영역에서 다시 홍채 추정용 단위 영역만큼 제1 행 방향으로 이동한 눈 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터를 추출하여 두 번째 홍채 추정 영역(DR2)의 영상 데이터로서 저장부(300)에 저장하고 두 번째 홍채 추정 영역(DR2)에 대한 평균 화소값을 산출해 저장부(300)에 저장한다.
하지만, 단계(S25)에서, 현재 생성된 홍채 추정 영역의 개수가 설정 개수(m개)에 도달하여 설정 개수만큼의 홍채 추정 영역이 생성되면, 홍채 추출 유닛(240)은 각 홍채 추정 영역과 각 홍채 추정 영역과 정해진 개수(j)만큼, 즉 정해지 순번만큼 이격되어 있는 다른 홍채 추정 영역, 즉 i번째 홍채 추정 영역(예, 제1 홍채 추정 영역)과 (i+j)번째 홍채 추정 영역(예, 제2 홍채 추정 영역)의 평균 화소값의 차이값을 산출한다. 여기서 j는 설정값으로서 예를 들어 2일 수 있다.
이때, 정해진 개수(j)의 값은 홍채 추정용 단위 영역의 가로변의 크기에 따라 정해지고, 가로변의 크기가 증가할수록 감소하고 가로변의 크기가 감소할수록 커질 수 있다.
따라서, 홍채 추출 유닛(240)는 먼저 첫 번째 홍채 추정 영역(DR1)의 평균 화소값과 세번째 홍채 추정 영역(DR3)의 평균 화소값의 차이값을 산출하여, 그 차이값에 대한 절대값을 저장부(300)에 저장한다(S26).
그런 다음, 홍채 추출 유닛(240)은 제1 홍채 추정 영역의 순번을 '1' 증가시킨 새로운 제1 홍채 추정 영역인 두 번째 홍채 추정 영역(DR2)의 평균 화소값과 두 번째 홍채 추정 영역(DR2)과 정해진 개수(즉, 2개)만큼 이격되어 있는 새로운 제2 홍채 추정 영역인 네 번째 홍채 추정 영역(DR4)의 평균 화소값의 차이값을 산출하여, 그 차이값에 대한 절대값을 저장부(300)에 저장한다(S27, S28).
이처럼, 홍채 추출 유닛(240)은 생성된 복수 개(m)의 홍채 추정 영역의 순번을 차례로 증가시키면서 해당 개수만큼 이격되어 있는 다른 홍채 추정 영역과의 평균 화소값 차이를 산출하여 차이에 대한 절대값의 저장 동작을 반복적으로 실시한다.
따라서, 정해진 순번(i=m-j)까지 홍채 추정 영역에 대한 평균 화소값의 차이값 산출 및 이에 대한 절대값 저장 동작이 완료되면, 홍채 추출 유닛(240)은 생성된 홍채 추정 영역의 평균 화소값에 대한 차이값 산출 및 절대값 저장 동작을 종료한다.
이처럼, 홍채 추출 유닛(240)은 서로 평균 화소값의 차이값을 산출할 수 있는 두 개의 홍채 추정 영역이 존재할 때까지 두 평균 화소값의 차이값을 산출하게 되므로, 마지막 순번(i=m)의 홍채 추정 영역과 이 마지막 순번(i=m)의 홍채 추정 영역을 포함한 정해진 개수(j=2)만큼의 홍채 추정 영역에 대한 평균 화소값에 대한 차이값 산출 및 절대값 저장 동작은 이루어지지 않게 된다.
예를 들어, 생성된 총 홍채 추정 영역의 개수가 50개로서, 첫 번째부터 50번째까지 홍채 추정 영역이 존재하고 정해진 이격 거리의 값이 '2'인 경우, 첫 번째부터 48번째의 홍채 추정 영역에 대한 평균 화소값에 대한 차이값 산출 및 절대값 저장 동작은 이루어진다. 하지만, 맨 마지막 번째인 50번째 홍채 추정 영역과 49번째 홍채 추정 영역은 각각 자신의 평균 화소값과의 차이를 산출할 수 있는 후속 홍채 추정 영역이 존재하지 않으므로, 이들 50번째와 49번째 홍채 추정 영역에 대한 평균 화소값에 대한 차이값 산출 및 절대값 저장 동작은 이루어지지 않게 된다.
이처럼, 정해진 순번(i=m-j)까지 홍채 추정 영역에 대한 평균 화소값의 차이값 산출 및 이에 대한 절대값 저장 동작이 완료되면, 홍채 추출 유닛(240)은 산출된 절대값 중에서 가장 큰 값을 갖는 절대값을 판정하여(S29), 인접한 후속 홍채 추정 영역의 평균 화소값과의 차이가 가장 큰 해당 홍채 추정 영역의 순번을 판정한다(S210).
다음, 홍채 추정 유닛(240)는 판정된 순번의 홍채 추정 영역에 속하는 화소열 중에서 최외각에 위치하는 최외각 화소열의 위치 정보를 이용하여 해당 최외각 화소열의 행 위치를 판정한다(S211).
최외각 화소열의 행 위치가 판정되면, 홍채 추출 유닛(240)은 중심 화소(PXcent)가 위치한 행에서부터 최외각 화소행의 행까지의 직선 거리를 산출하고, 산출된 거리를 홍채 영역 반지름(R30)으로 정한다(S212, S213).
그런 다음, 홍채 추출 유닛(240)은 산출된 홍채 영역 반지름(R30)을 반지름으로 하는 원 영역을 판정하여 이를 홍채 영역(AR30)으로 정하고(S214), 이 홍채 영역(AR30)에 포함되는 화소의 정보(즉, 화소 위치 및 화소값)를 홍채 화소의 정보로서 저장부(300)에 저장한다(S215).
본 예의 경우, 제1 방향으로 홍채 추정용 단위 영역만큼 이동하면서 홍채 추정 영역을 생성하고 최종 눈 영상 데이터에서 각 생성된 홍채 추정 영역에 대한 최종 눈 영상 데이터를 추출하여 홍채 영역을 추정하지만, 이와는 달리, 제1 행 방향과 반대 방향인 제2 행 방향으로 홍채 추정용 단위 영역 단위만큼 이동하면 복수 개의 홍채 추정 영역을 생성할 수 있다.
이러한 본 실시예의 동작에 따라 최종 눈 영상 데이터에서 홍채 영역이 추출되므로, 흰자 부분과의 경계에 위치하는 홍채 영역까지도 정확하게 홍채 영역으로 추출되어 홍채 추출 동작의 정확도가 향상된다.
이상, 본 발명의 홍채 추출 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 영상 획득부 200: 홍채 추출부
210: 눈영상 데이터 추출 유닛 220: 전처리 유닛
230: 동공 추출 유닛 240: 홍채 추출 유닛
300: 저장부

Claims (11)

  1. 최종 눈 영상 데이터와 최종 동공 영역에 포함되는 최종 동공 화소의 위치 정보와 화소값이 저장되어 있는 저장부; 및
    상기 최종 동공 영역의 일측 최외각 화소열을 기준으로 하여 정해진 행 방향을 따라 홍채 추정용 단위 영역만큼 상기 최종 눈 영상 데이터를 분할하여 복수 개의 홍채 추정 영역을 생성하고 각 홍채 추정 영역에 해당하는 최종 눈 영상 데이터의 평균 화소값을 산출하며, 복수 개의 홍채 추정 영역 중에서 각 홍채 추정 영역과 상기 각 홍채 추정 영역과 정해진 순번만큼 이격되어 있는 후속 홍채 추정 영역의 평균 화소값의 차이값을 이용하여 홍채 영역을 추정하는 홍채 추출부
    를 포함하고,
    상기 홍채 추출부는,
    상기 저장부에 저장되어 있는 최종 눈 영상 데이터에서 제1 설정값 이상인 화소값을 갖는 화소와 상기 제1 설정값보다 큰 제2 설정값 이하인 화소값을 갖는 화소를 추출한 후 상기 제1 설정값과 동일한 화소값을 갖는 화소를 이용해 1차 예비 동공 화소를 선택하여 상기 1차 예비 동공 화소가 포함되는 1차 예비 동공 영역을 판정하고,
    상기 1차 예비 동공 영역의 최상측 화소행, 최하측 화소행, 최좌측 화소열 및 최우측 화소열에 각각 위치하는 제1 내지 제4 기준 화소를 이용하여 상기 1차 예비 동공 영역을 제1 및 제2 열 방향과 제1 및 제2 행 방향으로 확장시켜 제1 및 제2 열과 제1 및 제2 행로 정해지는 2차 예비 동공 영역을 판정하고,
    상기 2차 예비 동공 영역의 중심에 위치하는 중심 화소와 상기 2차 예비 동공 영역의 상기 제1 열, 상기 제2 열, 상기 제1 행 및 상기 제2 행 중 하나까지의 거리를 반지름으로 하는 원 영역을 정하여 상기 원 영역에 포함되는 2차 예비 동공 영역을 최종 동공 화소로 판정하고, 상기 최종 동공 화소가 포함되는 영역을 최종 동공 영역으로 판정하는
    홍채 인식 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 홍채 추정용 단위 영역의 가로변과 세로변의 크기는 상기 최종 동공 영역의 반지름의 크기에 따라 정해지는 홍채 인식 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 홍채 추출부는,
    산출된 차이값 중에서 가장 큰 절대값을 갖는 차이값을 판정하고,
    판정된 상기 차이값을 나타내는 해당 홍채 추정 영역의 순번을 판정하여 판정된 순번의 홍채 추정 영역의 최외각 화소열의 행 위치를 판정하고,
    상기 최종 동공 영역의 중심 화소의 행 위치에서 상기 최외각 화소열의 행 위치까지의 직선 거리를 반지름으로 하는 원 영역을 홍채 영역으로 판정하는
    홍채 인식 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 홍채 추출부는,
    상기 최종 동공 영역의 일측 최외각 화소열에서부터 정해진 행 방향으로 정해진 거리만큼 이격되어 있는 화소열일 분할 기준 화소열을 판정하고,
    상기 분할 기준 화소열에서부터 상기 홍채 추정용 단위 영역만큼 상기 최종 눈 영상 데이터를 분할하여 복수 개의 홍채 추정 영역을 생성하는
    홍채 인식 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 홍채 추출부는 상기 1차 예비 동공 영역의 최상측 화소행의 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소, 최하측 화소행의 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소, 최좌측 화소열의 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소 및 최우측 화소열의 가운데에 위치하는 1차 예비 동공 화소를 각각 상기 제1 내지 제4 기준 화소로 정하는 홍채 인식 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 홍채 추출부는,
    상기 제1 기준 화소에서 상기 제1 열 방향을 따라 열 단위로 제1 비교 화소의 위치를 차례로 이동시키면서 상기 제1 기준 화소의 화소값과 상기 제1 비교 화소의 화소값의 차이가 설정값을 초과하는 제1 비교 화소를 판정하고, 판정된 제1 비교 화소 바로 이전의 제1 비교 화소의 열 위치를 상기 제1 열의 위치로 판정하고,
    상기 제2 기준 화소에서 상기 제1 열 방향과 반대 방향인 상기 제2 열 방향을 따라 열 단위로 제2 비교 화소의 위치를 차례로 이동시키면서 상기 제2 기준 화소의 화소값과 상기 제2 비교 화소의 화소값의 차이가 설정값을 초과하는 제2 비교 화소를 판정하고, 판정된 제2 비교 화소 바로 이전의 제2 비교 화소의 열 위치를 상기 제2 열의 위치로 판정하고,
    상기 제3 기준 화소에서 상기 제1 행 방향을 따라 행 단위로 제3 비교 화소의 위치를 차례로 이동시키면서 상기 제3 기준 화소의 화소값과 상기 제3 비교 화소의 화소값의 차이가 설정값을 초과하는 제3 비교 화소를 판정하고, 판정된 제3 비교 화소 바로 이전의 제3 비교 화소의 행 위치를 상기 제1 행의 위치로 판정하고,
    상기 제4 기준 화소에서 상기 제1 행 방향과 반대 방향인 상기 제2 행 방향을 따라 행 단위로 제4 비교 화소의 위치를 차례로 이동시키면서 상기 제4 기준 화소의 화소값과 상기 제4 비교 화소의 화소값의 차이가 설정값을 초과하는 제4 비교 화소를 판정하고, 판정된 제4 비교 화소 바로 이전의 제4 비교 화소의 행 위치를 상기 제2 행의 위치로 판정하는
    홍채 인식 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 홍채 추출부는,
    상기 최종 눈 영상 데이터에서 상기 제1 설정값 이상인 화소값을 갖는 화소와 상기 제1 설정값보다 큰 제2 설정값 이하인 화소값을 갖는 화소를 추출하여 추정 동공 화소로 정하고,
    추정 동공 화소 중에서 이웃한 다른 추정 동공 화소와 행 방향과 열 방향 중 어느 한 방향으로 미리 정해진 개수만큼 연속되게 위치하지 않는 추정 동공 화소를 제거하여 상기 1차 예비 동공 화소를 추출하는
    홍채 인식 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 이웃한 다른 추정 동공 화소는 행 방향과 열 방향으로 다른 추정 동공 화소와 연속되게 위치하는 홍채 인식 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 홍채 추출부는 상기 중심 화소와 상기 2차 예비 동공 영역의 상기 제1 열, 상기 제2 열, 상기 제1 행 및 상기 제2 행 중 가장 먼 곳까지의 거리를 상기 원 영역의 반지름으로 정하는 홍채 인식 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 홍채 추출부는 상기 중심 화소와 상기 2차 예비 동공 영역의 상기 제1 열, 상기 제2 열, 상기 제1 행 및 상기 제2 행 중 가장 짧은 곳까지의 거리를 상기 원 영역의 반지름으로 정하는 홍채 인식 장치.
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