KR20020040407A - 시프트된 지문이미지의 보정방법 - Google Patents

시프트된 지문이미지의 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시프트(shift)된 지문이미지의 보정방법에 관한 것으로, 손가락(f)을 지문감지소자부(11)의 표면에 지문(fp)을 접촉시켜 입력지문이미지를 발생시키는 단계(S11,S12)와, 이미지센서 소자부(13)에서 발생되는 입력지문이미지가 시프트되었는지를 제어기(14b)에서 확인하는 단계(S13)와, 입력지문이미지가 시프트되면 제어기(14b)는 메모리부(14c)에 저장된 기준지문이미지와 시프트된 입력지문이미지에서 특징점의 개수가 동일하게 각각 블록화하고 블록화된 영역에서 각각의 매칭률를 산출하는 단계(S14)와, 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 비교하여 각각의 매칭률이 소정 값 이상인지 제어기(14b)가 확인하여 동일인지 여부를 확인하는 단계(S15)로 구성하여, 지문취득장치에서 취득된 입력지문이지가 시프트되어 취득되는 경우에 기준지문이지와 시프트된 입력지문이미지의 특징점의 개수가 동일하게 산출되도록 블록화함으로써 지문이미지의 시프트로 인한 인증 오류를 방지할 수 있도록 함에 있다.

Description

시프트된 지문이미지의 보정방법{Correction Method of Shifted Fingerprint Image}
본 발명은 시프트(shift)된 지문이미지의 보정방법에 관한 것으로, 특히 접촉식 지문취득장치를 이용하여 사람의 손가락에 형성된 지문의 취득시 발생되는 시프트된 지문을 보정하는 방법에 관한 것이다.
개인용 컴퓨터와 통신망의 급속한 보급과 함께 관공서에서의 인허가, 보안이 요구되는 특정 구역의 출입통제, 신용카드를 이용한 상거래, 은행에서의 예금 입출금과 같은 개인신원 확인절차를 요구하는 경우가 증가하고 있다. 개인신원의 확인절차는 열쇠, ID 카드, 비밀번호 등의 보안방법을 사용하고 있다. 열쇠, ID 카드, 비밀번호 등의 보안장치를 사용하는 경우에 복제가 용이하거나 분실하기 쉬운 문제점이 있다.
보안장치의 복제나 분실을 방지하기 위해 최근에는 생체측정보안장치가 개발되어 보급되고 있다. 생체측정보안장치는 지문, 손바닥, 눈, 얼굴 및 음성 등의 다양한 생체 부위를 이용하고 있으며 이들 생체 부위는 사람이 가지는 유일무이한 신체적 특성을 이용한다. 신체적 특성을 이용하여 개인신원을 확인함으로써 복제나 분실에 의한 사고를 예방할 수 있게 된다. 신체적 특성을 이용하여 개인신원을 확인하는 방법으로 손가락에 형성되는 지문을 이용하는 방법이 있다.
지문을 이용한 개인신원의 확인방법을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 1a 및 도 1c는 종래의 지문취득장치를 이용하여 지문이미지를 취득하는 과정을 나타낸 도이다. 도시된 바와 같이, 지문취득장치(1)는 지문감지소자부(2), 렌즈(lens)(3) 및 CCD(charge coupled device)소자부(4)로 구성된다. 여기서, 지문감지소자부(2)는 손가락(f)이 접촉되는 경우에 손가락(f)에형성된 지문(fp)의 골과 융선의 지문이미지를 광신호로 변환시켜 출력하는 모든 소자가 적용된다.
지문감지소자부(2)는 지문(fp)이 형성된 손가락(f)이 표면에 접촉되면 지문(fp)의 형상을 광신호로 변환시켜 발생한다. 지문감지소자부(2)에서 발생된 광신호는 렌즈(3)를 통해 CCD소자부(4)로 전달된다. 렌즈(3)는 지문감지소자부(2)에서 발생된 광신호를 CCD소자부(4)의 표면 상에 초점이 맞추도록 조정한다. CCD소자부(4)의 표면으로 조사된 광신호는 CCD소자부(4)에 의해 전기신호로 변환되어 지문이미지로 출력되고, CCD소자부(4)에서 출력되는 지문이미지는 화상처리부(도시 않음)로 전송된다.
화상처리부로 전송된 지문이미지는 도 2b에 도시된 바와 같이 시프트된 상태로 취득될 수 있다. 도 2b에 도시된 시프트된 지문이미지를 입력지문이미지하고, 도 2b에 도시된 지문이미지를 기준지문이미지이라고 할 때 기준지문이미지에 비해 입력지문이미지는 수직 및 수평방향으로 이동된 상태로 지문취득장치(1)에서 취득되었다. 여기서, 기준지문이미지는 화상처리부에 미리 저장된 지문이미지로 입력지문이미지와 비교하기 위해 사용되며, 도 2a 및 도 2b에 도시된 숫자(1,2,3∼17)는 일치되는 특징점의 개수를 나타낸다.
지문취득장치(1)에서 취득된 입력지문이미지가 시프트되어 취득되면 기준지문이미지에 비해 이미지의 영역이 줄어들게 된다. 입력지문이미지가 시프트되어 취득되면 특징점의 개수가 줄어들어 입력지문이미지의 인증이 어렵게 된다. 예를 들어, 정상적인 기준지문이미지에 설정된 특징점이 41개이고 입력지문이미지가 시프트되어 특징점이 28개만 취득됨과 아울러 이 상태에서 기준지문이미지와 입력지문이미지에서 각각 일치되는 특징점이 17개이면 기준지문이미지의 매칭(matching)률은 41％이고, 입력지문이미지의 매칭률 60％가 된다.
기준지문이미지와 입력지문이미지의 매칭률이 각각 다른 경우에 기준지문이미지와 입력지문이미지의 매칭률의 평균을 환산하게 되고, 기준지문이미지의 매칭률은 41％이고 입력지문이미지의 매칭률 60％이면 평균 매칭률은 50.5％가 된다. 이와 같이 평균 매칭률을 이용하여 입력지문이미지가 기준지문이미지가 일치하는지 여부를 결정하는 종래의 방법은 전체적으로 취득된 입력지문이미지의 매칭률이 낮아지게 되어 인증이 어려운 문제점이 발생된다.
본 발명의 목적은 지문취득장치에서 취득된 입력지문이지가 시프트되어 취득되는 경우에 기준지문이지와 시프트된 입력지문이미지의 특징점의 개수가 동일하게 블록화(block)하여 시프트된 입력지문이미지를 보정하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기준지문이미지와 입력지문이미지에서 입력지문이미지가 시프트되어 취득되는 경우에 특징점의 개수가 동일하게 기준지문이미지와 입력지문이미지를 블록화한 후 기준지문이미지와 입력지문이미지를 비교하여 인증함으로써 지문이미지의 시프트로 인한 인증 오류를 방지함에 있다.
도 1은 종래의 지문취득장치의 측면도,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 지문취득장치를 이용한 지문이미지의 취득방법을 나타낸 도,
도 3은 본 발명에 의한 지문취득장치의 측면도,
도 4는 도 3에 도시된 지문취득장치를 이용하여 시프트된 지문이미지의 보정방법을 나타낸 흐름도,
도 5a 및 도 5b는 시프트된 지문이미지를 보정하는 과정을 나타낸 도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10: 지문취득장치11: 지문감지소자부
12: 렌즈13: 이미지센서 소자부
14: 화상처리부14a: A/D 변환부
14b: 제어기14c: 메모리부
본 발명의 시프트된 지문이미지의 보정방법은 손가락을 지문감지소자부의 표면에 지문을 접촉시켜 입력지문이미지를 발생시키는 단계와 이미지센서 소자부에서발생되는 입력지문이미지가 시프트되었는지를 제어기에서 확인하는 단계와 입력지문이미지가 시프트되면 제어기는 메모리부에 저장된 기준지문이미지와 시프트된 입력지문이미지에서 특징점의 개수가 동일하게 각각 블록화하여 블록화된 영역에서 각각의 매칭률를 산출하는 단계 및 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 비교하여 각각의 매칭률이 소정 값 이상인지 제어기가 확인하여 동일인지 여부를 확인하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 지문취득장치의 측면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 지문취득장치를 이용하여 시프트된 지문이미지의 보정방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 손가락(f)을 지문감지소자부(11)의 표면에 지문(fp)을 접촉시켜 입력지문이미지를 발생시키는 단계(S11,S12)와, 이미지센서 소자부(13)에서 발생되는 입력지문이미지가 시프트되었는지를 제어기(14b)에서 확인하는 단계(S13)와, 입력지문이미지가 시프트되면 제어기(14b)는 메모리부(14c)에 저장된 기준지문이미지와 시프트된 입력지문이미지에서 특징점의 개수가 동일하게 각각 블록화하고 블록화된 영역에서 각각의 매칭률를 산출하는 단계(S14)와, 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 비교하여 각각의 매칭률이 소정 값 이상인지 제어기(14b)가 확인하여 동일인지 여부를 확인하는 단계(S15)로 구성된다.
본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 시프트된 입력지문이미지를 보정하기 위해 적용되는 지문취득장치(10)는 지문감지소자부(11), 렌즈(12) 및 이미지센서 소자부(13) 및화상처리부(14)로 구성된다. 여기서, 지문감지소자부(11)는 손가락(f)이 접촉되는 경우에 손가락(f)에 형성된 지문(fp)의 골과 융선의 이미지를 광신호로 변환시켜 출력하는 모든 소자가 적용된다.
지문취득장치(10)를 이용하여 입력지문이미지를 발생시키기 위해 먼저, 손가락을 지문감지소자부(11)의 표면에 지문(fp)을 접촉시켜 입력지문이미지를 발생시키는 단계(S11,S12)가 실행된다. 손가락(f)을 지문감지소자부(11)의 표면에 접촉시키면 지문감지소자부(11)는 지문(fp)의 형상을 광신호로 변환시켜 렌즈(12)로 입사된 광신호는 렌즈(12)를 관통하여 이미지센서 소자부(13)의 표면 상에 조사된다. 이미지센서 소자부(13)의 표면으로 조사된 광신호는 이미지센서 소자부(13)에 의해 전기신호로 변환되어 지문이미지로 출력되고, 이미지센서 소자부(13)에서 출력되는 지문이미지는 화상처리부(14)로 전송된다. 상기 이미지센서 소자부(13)는 CCD소자부 또는 CMOS소자부로 구성하게 된다.
화상처리부(14)로 전송되는 입력지문이미지는 A/D(analog to digital) 변환부(14a)에서 디지털신호로 변환된 후 제어기(14b)에서 수신받는다. 제어기(14a)는 이미지센서 소자부(13)에서 발생되어 수신된 입력지문이미지가 시프트되었는지를 확인하는 단계(S13)를 실행한다. 입력지문이미지가 시프트되면 제어기(14b)는 메모리부(14c)에 저장된 기준지문이미지와 시프트된 입력지문이미지에서 특징점의 개수가 동일하게 각각 블록(B)화하고 블록(B)화된 영역에서 각각의 매칭률를 산출하는 단계(S14)를 실행한다.
기준지문이미지와 시프트된 입력지문이미지에서 특징점의 개수가 동일하게각각 블록(B)화하여 블록(B)화된 영역에서 각각의 매칭률를 산출하는 단계(S14)는 먼저 제어기(14b)로 수신된 입력지문이미지가 시프트되면 화상처리부(14)에 저장된 기준지문이미지와 입력지문이미지에 분포된 특징점의 개수가 동일하게 기준지문이미지와 입력지문이미지를 블록(B)화하는 단계(S14a)를 실시한다. 여기서, 특징점은 지문(fp)에서 다른 지문(fp)과 식별할 수 있는 지문(fp)의 형상을 나타낸다.
이 후, 제어기(14b)는 기준지문이미지와 입력지문이미지의 블록(B)내에서 일치되는 특징점의 개수를 산출하는 단계(S14b)를 실시하고, 기준지문이미지와 입력지문이미지의 블록(B)내에서 일치되는 특징점의 개수가 산출되면 제어기(14b)는 일치되는 특징점의 개수를 이용하여 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 산출하는 단계(S14c)를 실시한다. 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률이 산출되면 제어기(14b)는 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 비교하는 단계(14d)를 실시한다.
예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 각각 도시된 기준지문이미지와 입력지문이미지에서 각각 특징점이 22개가 분포되도록 블록(B)이 설정되면 각 블록(B) 내에서 상호 일치되는 특징점의 개수를 산출한다. 각 블록(B) 내에서 일치되는 특징점의 개수가 17개이면 각각의 매칭률은 77％가 되고, 이 매칭률를 비교하게 된다. 여기서 도 5a 및 도 5b에 각각 도시된 숫자(1,2,3,∼17)는 일치되는 특징점의 개수를 나타낸다.
전술한 과정을 통해 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률이 산출되면 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 비교하여 각각의 매칭률이 소정 값 이상인지 제어기(14b)가 확인하여 동일인지 여부를 확인하는 단계(S15)가 실시된다. 즉, 각각의 매칭률이 70％ 이상인 경우에 제어기(14b)는 입력지문이미지가 기준지문이미지와 일치되는 것을 판별하게 된다. 여기서, 각각의 블록(B) 내에 일치되는 특징점의 개수가 적으면 중첩(overlap) 되는 영역만을 추출하여 사용할 수 있다.
동일인지 여부를 확인하는 단계(S15)에서 동일인으로 확인되면 제어기(14b)는 특정 장소나 물건에 접근을 허가하는 단계(S16)를 실시하며, 동일인으로 확인되지 않으면 접근을 블능시키는 단계(S17)를 실시하여 보안이 요구되는 장소나 물건에 대해 접근여부를 판별하게 된다.
이와 같이 지문취득장치에서 취득된 입력지문이지가 시프트되어 취득되는 경우에 기준지문이지와 시프트된 입력지문이미지의 특징점의 개수가 동일하게 산출되도록 블록화함으로써 지문이미지의 시프트로 인한 인증 오류를 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 지문취득장치에서 취득된 입력지문이지가 시프트되어 취득되는 경우에 기준지문이지와 시프트된 입력지문이미지의 특징점의 개수가 동일하게 산출되도록 블록화함으로써 지문이미지의 시프트로 인한 인증 오류를 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (3)

  1. 시프트된 지문이미지를 보정하는 방법에 있어서,
    손가락을 지문감지소자부의 표면에 지문을 접촉시켜 입력지문이미지를 발생시키는 단계;
    상기 이미지센서 소자부에서 발생되는 입력지문이미지가 시프트되었는지를 제어기에서 확인하는 단계;
    상기 입력지문이미지가 시프트되면 제어기는 메모리부에 저장된 기준지문이미지와 시프트된 입력지문이미지에서 특징점의 개수가 동일하게 각각 블록화하여 블록화된 영역에서 각각의 매칭률를 산출하는 단계; 및
    상기 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 비교하여 각각의 매칭률이 소정 값 이상인지 제어기가 확인하여 동일인지 여부를 확인하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 시프트된 지문이미지보정방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준지문이미지와 시프트된 입력지문이미지에서 특징점의 개수가 동일하게 각각 블록화하고 블록화된 영역에서 각각의 매칭률를 산출하는 단계는 상기 입력지문이미지가 시프트되면 화상처리부에 저장된 기준지문이미지와 입력지문이미지에 분포된 특징점의 개수가 동일하게 기준지문이미지와 입력지문이미지를 블록화하는 단계;
    상기 기준지문이미지와 입력지문이미지의 블록내에서 일치되는 특징점의 개수를 산출하는 단계;
    상기 기준지문이미지와 입력지문이미지의 블록내에서 일치되는 특징점의 개수가 산출되면 제어기는 일치되는 특징점의 개수를 이용하여 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 산출하는 단계; 및
    상기 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률이 산출되면 제어기는 기준지문이미지와 입력지문이미지의 각각의 매칭률를 비교하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 시프트된 지문이미지보정방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 동일인지 여부를 확인하는 단계에서 동일인으로 확인되면 접근을 허가하는 단계; 및
    상기 동일인으로 확인되지 않으면 접근을 블능시키는 단계가 구비됨을 특징으로 하는 시프트된 지문이미지보정방법.
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