KR20010007923A - The iris image acquisition method and device using fixed focus camera - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득방법 및 획득장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 홍채이미지 획득수단의 전면에 설치되어 있는 반투명 거울의 표시점에 자신의 홍채를 위치하도록 하여 카메라의 초점 축과 일치되도록 하고, 자신의 홍채가 표시점에 위치한 상태에서 앞으로 전진하여 카메라의 거리초점에 홍채를 위치시킨 다음 사용자의 홍채를 실시간 촬영하여 홍채이미지를 획득하는 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득방법 및 획득장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for acquiring an iris image using a fixed focus camera, and more particularly, to a user by placing his iris at a display point of a translucent mirror installed in front of an iris image acquiring means. Acquire an iris image using a fixed-focus camera that matches the focal axis, moves forward with the iris at the display point, places the iris at the distance of the camera, and then captures the user's iris in real time. It relates to a method and an acquisition apparatus.
일반적으로, 개인을 식별 또는 인식하는 생체 인식 기술로는 지문 인식기술, 얼굴 인식기술 및 홍채 인식기술 등이 있으며, 이들은 각 개인마다 그 고유특성 이미지를 영상화 및 분석을 통하여 식별하게 되는 것이다.In general, biometric technologies for identifying or recognizing individuals include fingerprint recognition technology, face recognition technology, iris recognition technology, and the like, which identify individual characteristics of each individual through imaging and analysis.
이러한, 생체인식기술 중 홍채 인식기술에서 홍채는 안구의 검은 자위의 내측에서 동공보다 바깥쪽의 주위 부분을 말하며, 동공의 개폐를 조절하는 근육으로 구성되고 있다. 이러한, 홍채는 외계에서 안구 내로 입사되는 빛의 분량을 조정하는 근육으로 보통 사람의 눈은 임신 6개월까지 형성되고, 그 시점에서 눈동자의 망막보다 추(皺:주름)가 바깥쪽을 향해 카오스 상으로 발생하는 것이 알려지고 있다. 이 추의 성장은 대개 생후 몇년이후에는 멈춰 그 이후 평생에 걸쳐 변하지 않고 본인 고유의 패턴을 형성하게 된다. 이 패턴은 동일인의 좌우 눈이라도 홍채가 다르고 형성되고, 일란성 쌍둥이에 있어서도 그 차이가 있다.In the iris recognition technology of the biometric technology, the iris refers to a peripheral portion of the eye that is outside the pupil from the inside of the black masturbator, and is composed of muscles that control the opening and closing of the pupil. The iris is a muscle that controls the amount of light that enters the eye from the outside world. The eye of an average person is formed until 6 months of pregnancy, and at that point, the iris is outward from the pupil's retina. It is known to occur. The growth of this weight usually stops after a few years of life, and does not change throughout the rest of its life, forming a pattern of its own. This pattern is formed by different irises even in the left and right eyes of the same person, and also in identical twins.
이러한, 홍채인식을 이용분야로서, 의학분야에서는 안구의 홍채를 육안으로 검사하여 인체의 아픈 부위와 허약한 부위 및 각종 질병을 진단하는 방법과, 홍채를 다방면으로 분석하여 홍채의 모양에 따른 각종 질병 등을 데이터베이스화한 다음 검사대상자의 홍채를 촬영하고, 상기 데이터베이스에 기록 저장된 데이터와 촬영된 홍채이미지를 비교하여 검사대상자의 건강상태를 검사하는 방법 등으로 이용되고 있다.In this field, the iris recognition is used, and in the medical field, the eye's iris is visually inspected to diagnose sore and fragile areas and various diseases of the human body, and the iris is analyzed in various ways, and various diseases according to the shape of the iris are obtained. It is used as a method of checking the health status of the test subject by photographing the iris of the test subject and then photographing the subject's iris and comparing the data stored in the database with the photographed iris image.
또한, 홍채 인식하는 방법이 매우 신뢰성이 있는 것으로 입증되어 보안시스템에서도 이용되고 있다.In addition, the iris recognition method has been proved to be very reliable and has been used in security systems.
홍채인식시스템은 홍채를 입력받을 수 있는 입력수단과, 상기 입력수단으로부터 입력된 홍채의 패턴 이미지를 판독하기 위한 이미지판독수단과, 다양한 홍채이미지가 저장되어 있는 기억수단, 그리고 상기 이미지판독수단으로부터 판독된 홍채정보와 기억수단에 기록 저장된 홍채정보를 비교 판단하여 본인 여부를 식별, 제어신호를 출력하는 컨트롤수단으로 구성된다. 이러한, 홍채인식시스템의 입력수단으로 획득되는 홍채 이미지를 통하여 각 개인을 인식하게 되므로 무엇보다 입력수단의 중요성이 강조되고 있다. 일반적으로 홍채이미지를 획득하기 위해서는 카메라, 조명 및 이미지획득 보드 등을 이용하여 홍채이미지를 획득하게 된다.The iris recognition system includes input means for receiving an iris, image reading means for reading a pattern image of the iris input from the input means, storage means for storing various iris images, and reading from the image reading means. And the control means for comparing the iris information stored in the memory means with the iris information stored in the memory means to identify the identity of the person and output a control signal. Since the individual is recognized through the iris image obtained as the input means of the iris recognition system, the importance of the input means is emphasized above all. In general, in order to acquire an iris image, an iris image is obtained by using a camera, lighting, and an image acquisition board.
상기와 같이, 선명한 홍채이미지를 획득하기 위한 방안으로 대한민국 특허출원번호 제 1999-418호(공개번호 2000-50494)는 사용자의 홍채를 촬영하는 카메라와, 주위의 밝기에 상관없이 상기 카메라가 홍채이미지를 추출하도록 빛을 제공하는 조명수단과, 상기 홍채와의 거리를 측정하는 거리측정센서를 포함하여 상기 광학이미지의 내부 케이스가 구성되며, 상기 내부 케이스의 앞면은 오목하게 들어간 형태로 구성되어 있다.As described above, in order to obtain a clear iris image, Korean Patent Application No. 1999-418 (Publication No. 2000-50494) is a camera for photographing an iris of a user, and the camera is an iris image regardless of the surrounding brightness. The inner case of the optical image is configured to include a lighting means for providing light to extract the light, and a distance measuring sensor for measuring the distance to the iris, and the front surface of the inner case is formed in a concave shape.
상기와 같은 홍채인식시스템은 사용자의 임의의 위치에서 내부 케이스를 회전시켜 사용자의 홍채와 카메라의 초점 축을 일치시키게 되면 거리측정센서를 통하여 홍채까지의 측정하고, 측정된 거리에 의해 카메라의 줌 렌즈 초점을 조정하여 홍채 이미지를 촬영하여 홍채이미지를 획득하게 된다.When the iris recognition system as described above rotates the inner case at an arbitrary position of the user to match the focal axis of the camera with the user's iris, the camera measures the zoom lens of the camera by the measured distance. To adjust the iris image to obtain an iris image.
그러나, 상기 홍채인식시스템은 내부 케이스를 회전시켜 사용자의 홍채와 카메라의 초점 축을 일치하도록 한 다음 카메라와 사용자의 홍채 거리를 측정하고, 측정된 거리 값에 의해 자동초점 카메라의 초점을 조정하여 홍채이미지를 획득하게 되므로, 사용자의 홍채이미지를 획득하기 위하여 많은 시간을 소비하게 되는 단점을 갖게 되었다.However, the iris recognition system rotates the inner case to match the focus axis of the user's iris and the camera, then measures the distance between the camera and the user, and adjusts the focus of the autofocus camera based on the measured distance value. Since it is obtained, the user has a disadvantage of spending a lot of time to acquire the iris image of the user.
또한, 고가의 자동초점 카메라를 이용하게 되므로, 홍채이미지를 획득하는 입력수단에 많은 비용을 소모하게 되는 문제점을 갖게 되었다.In addition, since an expensive autofocus camera is used, there is a problem in that the input means for acquiring an iris image consumes a lot of money.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용자가 홍채이미지 획득수단의 전면에 설치되어 있는 반투명 거울의 표시점에 자신의 홍채를 위치하도록 하여 카메라의 초점 축과 일치되도록 하고, 자신의 홍채가 표시점에 위치한 상태에서 앞으로 전진하여 카메라의 거리초점에 홍채를 위치시키도록 하여, 사용자의 홍채이미지를 실시간 촬영하여 선명한 홍채이미지를 판단하는 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득방법 및 획득장치를 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to position the user's iris on the display point of the semi-transparent mirror installed in the front of the iris image acquisition means to match the focal axis of the camera, Iris image acquisition method and device using a fixed-focus camera to determine the clear iris image by real-time shooting the user's iris image by moving forward in the state where the iris is located at the display point To provide.
본 발명을 이루기 위한 방법으로, 홍채인식시스템의 카메라 등과 같은 촬영장치를 통하여 사람의 홍채를 촬영하고, 촬영된 홍채이미지를 획득하는 방법에 있어서, 상기 고정초점 카메라와 표식장치를 이용하여 사용자가 카메라의 거리초점위치에 홍채를 위치시킬 수 있게 하는 단계; 초점위치에 도달한 사용자의 홍채를 촬영하고, 촬영된 화상의 그레이레벨(Gray level)을 검출하는 단계; 상기 검출된 그레이레벨로부터 다수개의 광원에 의해 반사된 글린트를 검출하는 단계; 상기 글린트의 위치 배열이 조명의 배열형태와 동일한 경우 해당 화상을 이용하여 홍채인식을 위한 화상으로 획득하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In a method for achieving the present invention, in the method of photographing a person's iris through a photographing device such as a camera of the iris recognition system, and obtaining a photographed iris image, the user using the fixed focus camera and the marker device Enabling the iris to be positioned at a distance focal point of the; Photographing the iris of the user who has reached the focal position and detecting a gray level of the photographed image; Detecting the glints reflected by the plurality of light sources from the detected gray levels; If the position of the glint is the same as the arrangement of the illumination, characterized in that the step of acquiring the image for iris recognition using the image.
도 1은 본 발명에 따른 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득장치의 구성을 보인 개념도1 is a conceptual diagram showing the configuration of the iris image acquisition device using a fixed-focus camera according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득장치의 조명기구 구성도2 is a block diagram of a lighting device of the iris image acquisition device using a fixed-focus camera according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득장치의 홍채이미지를 획득한 상태의 참고도3 is a reference diagram of the state of acquiring the iris image of the iris image acquisition device using a fixed-focus camera according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득장치의 흐름을 보인 흐름도4 is a flow chart showing the flow of the iris image acquisition device using a fixed-focus camera according to the present invention
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 반투명 거울 12 : 표시점10: translucent mirror 12: display point
20 : 카메라 30 : 슬릿20: camera 30: slit
40 : 표시등 50 : 조명기구40: indicator light 50: lighting fixture
52 : 발광다이오드 100 : 홍채이미지 획득수단52: light emitting diode 100: iris image acquisition means
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득장치의 구성을 보인 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the configuration of an iris image acquisition device using a fixed-focus camera according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득장치의 조명기구 구성도이다.2 is a configuration diagram of a lighting device of an iris image acquisition device using a fixed focus camera according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득장치의 홍채이미지를 획득한 상태의 참고도이다.3 is a reference diagram of a state in which an iris image is obtained of an iris image acquisition apparatus using a fixed focus camera according to the present invention.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 선명한 홍채이미지를 획득하기 위하여 홍채이미지 획득수단(100)의 전면에 사용자의 홍채와 고정 설치된 카메라(20)의 초점 축이 일치되는 지점에 표시점(12)이 부착된 반투명 거울(10)이 설치되며, 상기 표시점(12)에 사용자가 자신의 홍채를 위치하게 되면 카메라(20)의 초점 축과 일치된다.As shown in FIGS. 1 to 3, in order to acquire a clear iris image, the display point 12 is located at a point where the focal axis of the user's iris and the camera 20 fixedly installed on the front of the iris image acquisition means 100 coincide with each other. ) Is attached to the translucent mirror 10, and when the user places his iris at the display point 12 coincides with the focal axis of the camera 20.
또한, 카메라(20)의 초점은 표시점(12)에 홍채를 위치한 상태에서 사용자가 앞으로 이동하여 반투명 거울(10) 하부에 있는 슬릿(30)의 천공된 구멍으로 표시등(40)의 불빛을 볼 수 있는 위치까지 도달하면 카메라에 획득된 홍채이미지가 선명하도록 슬릿의 위치를 설정한다. 이곳이 바로 카메라의 초점위치가 된다.In addition, the focus of the camera 20 is that the user moves forward while the iris is positioned at the display point 12 to illuminate the light of the indicator 40 by the perforated hole of the slit 30 under the translucent mirror 10. When you reach the viewable position, set the position of the slit so that the iris image acquired by the camera is clear. This is where the camera focuses.
따라서, 사용자는 홍채이미지 획득수단(100) 내부에 설치된 카메라(20)의 초점 축과 동일 선상에 표시된 표시점(12)에 자신의 홍채를 위치시키고, 상기 홍채이미지 획득수단(100) 방향 앞으로 이동하여 초점판단 표시등(40)을 반투명 거울(10) 하부에 천공된 슬릿(30)으로 보게 될 때 카메라(20)의 초점을 판단하게 된다. 또한, 카메라(20)는 실시간으로 사용자의 홍채를 촬영하여 초점이 맞은 선명한 홍채이미지를 획득하여 식별에 사용하게 된다.Accordingly, the user places his iris at the display point 12 displayed on the same line as the focal axis of the camera 20 installed in the iris image obtaining means 100, and moves forward in the iris image obtaining means 100 direction. When the focus determination indicator 40 is viewed as the slit 30 perforated under the translucent mirror 10, the focus of the camera 20 is determined. In addition, the camera 20 captures the user's iris in real time to obtain a clear iris image in focus and use it for identification.
홍채이미지 획득수단(100)의 조명기구(50)는 적외선 발광다이오드(52)를 역 십자모양의 형태로 배열하고, 사용자의 홍채를 선명하게 획득하기 위하여 주변의 밝기와 상관없이 사용자의 홍채를 촬영할 수 있도록 소정의 기울기를 갖도록 설치하여 홍채부위를 비추도록 설치한다. (도 2 참조)The luminaire 50 of the iris image acquisition means 100 arranges the infrared light emitting diodes 52 in an inverted cross shape, and captures the iris of the user regardless of the surrounding brightness in order to acquire the iris of the user clearly. Install to have a predetermined slope so as to illuminate the iris area. (See Figure 2)
홍채이미지의 초점은, 상기 발광다이오드(52)에 의해 사용자의 눈동자에 반사되어 맺히는 글린트의 배열된 모양을 분석하여 가장 선명한 홍채이미지를 획득하여 본인여부를 판단하게 되는 것이다. 초점이 잘 맞으면 글린트가 조명의 형태를 나타내며, 초점이 잘 맞지 않으면 어두운 부분이 보이지 않고 전체적으로 밝게 보인다.(도 3 참조)The focus of the iris image is obtained by analyzing the arranged shape of the glint reflected by the light emitting diode 52 of the user's eyes to obtain the sharpest iris image to determine whether the user is present. If it is well focused, the glint will show the shape of the light, and if it is not well focused, the dark areas will be invisible and look bright overall (see Figure 3).
도 4는 본 발명에 따른 고정초점 카메라를 이용한 홍채이미지 획득장치의 흐름을 보인 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a flow of an iris image acquisition device using a fixed focus camera according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 홍채이미지 획득수단(100)의 전면에 설치되어 있는 반투명 거울(10)의 표시점(12)에 사용자 자신의 홍채를 위치시킨 상태로 사용자의 홍채이미지가 입력되고 있는지를 검색한다. (단계 S102)As shown in FIG. 4, whether the user's iris image is being input while the user's own iris is positioned at the display point 12 of the translucent mirror 10 installed in the front of the iris image acquisition means 100. Search for. (Step S102)
상기 사용자가 반투명 거울(10)의 표시점(12)에 홍채를 위치한 상태에서 사용자가 앞으로 이동하는 과정을 실시간 촬영하여 홍채이미지를 카메라(20)로 획득한다. (단계 S104)The user acquires an iris image with the camera 20 by real-time photographing a process of the user moving forward while the user places the iris at the display point 12 of the translucent mirror 10. (Step S104)
상기 카메라(20)를 통하여 획득된 홍채이미지에서 적절한 그레이레벨(Gray level)을 탐색하여 사용자의 눈동자에 반사된 글린트(Glint) 위치를 파악(단계 S106)하고, 상기 글린트 영역내의 어두운 영역 존재여부를 판단한다. (단계 S108)Search for an appropriate gray level in the iris image obtained through the camera 20 to determine the position of the glint reflected by the user's eyes (step S106), and present a dark area in the glint region. Determine whether or not. (Step S108)
사용자 눈동자의 어두운 영역에 맺히는 조명기구(50)간의 간격을 검출(단계 110)하고, 상기 검출된 조명기구(50)의 발광다이오드(52) 배열이 균일한 간격으로 배열되어 있는지를 판단한다. (단계 S112) 획득된 홍채이미지에 맺히는 조명기구(50)의 영상 초점이 맞지 않아서 발광다이오드(52) 배열이 식별 불가능하거나 균일한 간격으로 배열이 되지 않고 흐린 경우에는 단계(S104)로 다시 되돌아가고, 조명기구(50)의 배열이 균일한 간격을 갖는 배열이면서 동시에 발광다이오드(52)가 선명한 이미지인 경우 초점이 잘 맞은 선명한 홍채이미지라고 판단(단계 S114)하고 이를 식별하기 위한 영상으로 사용한다. 이후에는 선명한 영상이 취득되었음을 사용자에게 알림으로써, 더 이상의 노력은 중지하도록 통보한다.The interval between the lighting fixtures 50 formed in the dark area of the user's eyes is detected (step 110), and it is determined whether the arrangement of the light emitting diodes 52 of the detected lighting fixtures 50 is arranged at uniform intervals. (Step S112) If the image of the luminaire 50 formed on the obtained iris image is not in focus and the array of the light emitting diodes 52 is not discernible or not arranged at uniform intervals, the process returns to step S104. In the case where the arrangement of the lighting fixtures 50 is a uniformly spaced array and at the same time the light emitting diode 52 is a clear image, it is determined that the image is a well-focused clear iris image (step S114) and used as an image for identifying the same. The user is then informed that a clear image has been acquired, informing them to stop further efforts.
따라서, 사용자입장에서는 홍채이미지 획득수단(100)의 반투명 거울(10) 하부에 설치된 천공된 슬릿(30)에 의해 카메라(20)의 초점위치에서만 불빛이 보이게 되므로 홍채가 선명하게 되는 지점을 사용자가 확인할 수 있으므로 이 부근에서 얼굴을 위치하여 홍채영상획득에 협조함으로써 보다 선명한 화상을 획득할 수 있게 된다. 또한 사용자는 카메라 전방 어느 지점에 눈을 위치해야하는지 알게 함으로써 접근에 대한 심리적 안정감을 갖게 한다.Therefore, in the user's position, the light is visible only at the focus position of the camera 20 by the perforated slit 30 installed under the translucent mirror 10 of the iris image acquisition means 100, so that the user can see the point where the iris is clear. As it can be confirmed, by locating the face in the vicinity and cooperating with the iris image acquisition, a clearer image can be obtained. The user also knows where to place the eyes in front of the camera, thereby providing psychological stability to the approach.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 홍채이미지 획득수단의 전면에 부착된 반투명 거울에 자신의 홍채를 위치하도록 하고, 상기 표시점에 홍채가 위치한 상태로 사용자가 앞으로 전진하여 초점을 맞추도록 하되, 표식장치를 이용하여 카메라의 초점거리를 알 수 있게 함으로써, 사용자가 카메라 전방 어디까지 접근을 해야하는지에 대한 판단 근거 및 심리적 안정감을 부여함으로써 빠르게 홍채영상을 획득할 수 있게 한다. 또한 최종적으로 초점이 맞는 홍채이미지가 획득되었는지 여부를 시스템으로부터 통보 받으므로, 보다 편리하고 손쉽게 홍채영상획득에 협조할 수 있다.As described above, the present invention is to place his iris in a translucent mirror attached to the front of the iris image acquisition means, and the user to move forward and focus in the state where the iris is located on the display point, the marker By using the device to know the focal length of the camera, it is possible to obtain an iris image quickly by providing a basis for judgment and psychological stability of where the user should approach in front of the camera. In addition, since the system is notified whether or not the focused iris image is acquired, it is possible to cooperate with the acquisition of the iris image more conveniently and easily.
또한, 고정초점 카메라를 통하여 사용자의 홍채이미지를 실시간으로 판단하여 선명한 홍채이미지를 획득하게 되므로 홍채인식시스템의 인식률을 향상시킬 수 있는 효과를 가지게 되며, 별도의 고가의 자동초점 카메라를 이용하지 않고서도 보다 선명한 홍채이미지를 획득할 수 있는 장점을 갖게 된다.In addition, the user can determine the iris image of the user in real time through the fixed-focus camera to obtain a clear iris image, thereby improving the recognition rate of the iris recognition system and without using a separate expensive autofocus camera. It has the advantage of obtaining a clearer iris image.
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|---|---|---|---|---|
| KR100447403B1 (en) * | 2001-05-12 | 2004-09-04 | 엘지전자 주식회사 | Focusing angle and distance display in iris recognition system |
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| KR20200095728A (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 정진성 | Animal Iris Image Acquiring Apparatus, Method Thereof, and Animal Iris Recognition System Comprising The Same |
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2000
- 2000-10-24 KR KR1020000062539A patent/KR100362484B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR101433788B1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-08-25 | 정길수 | Portable Iris Image Capture Device For Single-Eye |
| KR20200095728A (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 정진성 | Animal Iris Image Acquiring Apparatus, Method Thereof, and Animal Iris Recognition System Comprising The Same |
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| KR100362484B1 (en) | 2002-11-23 |
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