KR20030073537A - 지문이미지의 획득방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지문이미지의 획득방법에 관한 것으로, 지문(F)이 접촉되었는지 여부를 마이콤(20)에서 확인하는 단계(S10)와, 마이콤(20)은 영상처리기(30)를 제어하여 지문획득장치(10)로부터 출력되는 이미지신호를 소정 주기로 한 프레임씩 발생하여 다수개의 이미지신호를 순차적으로 저장하는 단계(S20)와, 영상처리기(30)는 저장된 소정 개수의 프레임에서 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하인가를 확인하는 단계(S30)와, 영상처리기(30)는 이미지신호의 발생을 중단한 후 소정 개수의 프레임에서 임의의 프레임을 기준 이미지신호로 설정하는 단계(S40)와, 영상처리기(30)는 기준 이미지신호를 기준으로 연속된 나머지 이미지신호가 습식과 건식과 표준 중 어느 상태인지 확인하는 단계(S50)와, 영상처리기(30)는 연속된 소정 개수의 이미지신호에서 표준상태로 확인된 이미지신호를 지문이미지로 획득하는 단계(S60)로 구성하여, 손가락 피부특성에 따른 지문이미지의 왜곡된 획득을 방지할 수 있도록 함에 있다.

Description

지문이미지의 획득방법{Method for Acquiring Image of Finger Print}

본 발명은 지문이미지의 획득방법에 관한 것으로, 특히 접촉발광소자가 적용된 지문획득장치를 이용하여 사람의 손가락에 형성된 지문형상에 따른 지문이미지를 획득하는 방법에 관한 것이다.

인터넷통신망을 이용한 관공서에서의 인허가, 보안이 요구되는 특정 구역의 출입통제, 신용카드를 이용한 상거래, 은행에서의 예금 입출금 등과 같은 각종 개인신원 확인절차에 지문획득장치가 사용되고 있다. 지문획득장치는 사람의 손가락에 형성된 지문을 감지하여 신원을 확인함으로써 보다 정확하게 개인의 신원을 확인할 수 있고 출입증이나 열쇠 등과 같이 복제나 도난 내지는 분실로 인한 사고를 예방할 수 있게 된다.

지문획득장치는 사람의 손가락에 형성된 지문의 형상을 접촉발광센서를 이용하여 광신호로 발생하고, 발생된 광신호를 CMOS나 CCD(charge coupled device) 이미지센서(image sensor)를 이용하여 이미지신호로 발생한다. 여기서, 접촉발광소자는 사람의 손가락이 접촉되는 경우에 전류를 루프(loop)를 형성하여 지문의 형상에 따른 광신호를 발생한다. CMOS나 CCD를 이용한 이미지센서에서 발생된 이미지신호는 영상처리기를 통해 이미지신호를 여과하여 지문이미지를 발생하며, 발생된 지문이미지는 지문획득장치에 의해 데이터 베이스(data base)에 미리 저장된 지문이미지와 비교하는 절차를 거쳐 신원을 확인하게 된다.

전자결제수단 등으로 사용하기 위한 지문이미지를 접촉발광소자가 적용된 지문획득장치를 이용하여 획득하는 경우에 누르는 압력이나 손가락의 피부특성에 따라 도 1a 내지 도 1f와 같이 나타낸다.

도 1a 내지 도 1c는 접촉발광소자와 접촉되는 힘에 따라 서로 다르게 나타난 지문이미지를 표시한다. 예를 들어, 도 1b가 정상적인 접촉힘으로 획득되는 지문이미지라면 도 1a는 도 1b에 도시된 지문이미지를 보다 약하게 접촉된 상태를 나타내며, 도 1c는 강하게 접촉된 상태에서 획득된 지문이미지를 나타낸다. 손가락의 접촉상태에 따라 지문이미지가 다르게 획득됨과 아울러 도 1d 내지 도 1f에서와 같이 사람 손가락의 피부특성에 따라 다르게 나타난다. 예를 들어, 도 1f가 정상적인 손가락의 피부특성에 따른 지문이미지라면, 도 1d는 손가락의 피부가 습한 경우에 발생되며, 도 1e는 건조한 경우에 발생된다.

도 1a 내지 도 1f에서와 같이 접촉발광소자에 가해지는 힘과 손가락의 피부특성에 따라 지문이미지는 왜곡되거나 밝기가 다르게 나타나는 경우에 종래에는 지문이 접촉발광소자에 소정 시점에서 발생된 지문이미지를 획득하게 된다. 이와 같이 시간을 설정한 후 정해진 시점에 발생된 지문이미지를 획득하는 경우에 지문이미지가 안정화되지 않을 경우에 왜곡된 지문이미지를 획득할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 접촉발광소자가 적용된 지문획득장치에서 소정 주기로 한 프레임씩 다수개의 이미지신호를 발생한 후 다수개의 이미지신호 중 연속적으로 발생된 소정 개수의 이미지신호의 상태를 확인하여 지문이미지를 획득함으로써 접촉발광소자의 표면으로 가해지는 힘과 손가락 피부특성에 따른 지문이미지의 왜곡된 획득을 방지할 수 있는 지문이미지의 획득방법을 제공함에 있다.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 지문이미지를 나타낸 도,

도 2는 본 발명에 의한 지문획득장치의 구성을 나타낸 도,

도 3은 도 2에 도시된 지문획득장치를 이용한 본 발명의 지문이미지의 획득방법을 나타낸 흐름도,

도 4a 내지 도 4u는 지문이미지의 영상처리과정을 나타낸 도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 지문획득장치11: 접촉발광센서

12: 렌즈13: 이미지센서

20: 영상처리기30: 마이콤

40: 인버터

본 발명의 지문이미지의 획득방법은 지문획득장치에 구비된 접촉발광소자의 표면에 지문이 접촉되었는지 여부를 마이콤에서 확인하는 단계와, 접촉발광소자의표면에 지문이 접촉된 것으로 확인되면 마이콤은 영상처리기를 제어하여 지문획득장치로부터 출력되는 이미지신호를 소정 주기로 한 프레임(frame)씩 발생하여 다수개의 이미지신호를 순차적으로 저장하는 단계와, 다수개의 이미지신호가 순차적으로 저장되면 영상처리기는 저장된 소정 개수의 프레임에서 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하인가를 확인하는 단계와, 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하이면 영상처리기는 이미지신호의 발생을 중단한 후 소정 개수의 프레임에서 임의의 프레임을 기준 이미지신호로 설정하는 단계와, 기준 이미지신호가 설정되면 영상처리기는 기준 이미지신호를 기준으로 연속된 나머지 이미지신호가 습식과 건식과 표준상태 중 어느 상태인지 확인하는 단계와, 이미지신호가 습식과 건식과 표준상태 중 어느 상태인지 확인되면 영상처리기는 연속된 소정 개수의 이미지신호에서 표준상태로 확인된 이미지신호를 지문이미지로 획득하는 단계로 구비됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 지문획득장치의 구성을 나타낸 도이고, 도 3은 도 2에 도시된 지문획득장치를 이용한 본 발명의 지문이미지의 획득방법을 나타낸 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지문이미지의 획득방법은 지문획득장치(10)에 구비된 접촉발광소자(11)의 표면에 지문(F)이 접촉되었는지 여부를 마이콤(20)에서 확인하는 단계(S10)와, 접촉발광소자(11)의 표면에 지문(F)이 접촉된 것으로 확인되면 마이콤(20)은 영상처리기(30)를 제어하여지문획득장치(10)로부터 출력되는 이미지신호를 소정 주기로 한 프레임씩 발생하여 다수개의 이미지신호를 순차적으로 저장하는 단계(S20)와, 다수개의 이미지신호가 순차적으로 저장되면 영상처리기(30)는 저장된 소정 개수의 프레임에서 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하인가를 확인하는 단계(S30)와, 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하이면 영상처리기(30)는 이미지신호의 발생을 중단한 후 소정 개수의 프레임에서 임의의 프레임을 기준 이미지신호로 설정하는 단계(S40)와, 기준 이미지신호가 설정되면 영상처리기(30)는 기준 이미지신호를 기준으로 연속된 나머지 이미지신호가 습식과 건식과 표준 중 어느 상태인지 확인하는 단계(S50)와, 이미지신호가 습식과 건식과 표준상태 중 어느 상태인지 확인되면 영상처리기(30)는 연속된 소정 개수의 이미지신호에서 표준상태로 확인된 이미지신호를 지문이미지로 획득하는 단계(S60)로 구성된다.

본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 지문이미지를 획득하는 방법을 구현하기 위해 도 2에서와 같이 지문획득장치(10), 마이콤(20), 영상처리기(30) 및 인버터(40)가 구비된다. 여기서, 지문획득장치(10)는 접촉발광소자(11), 렌즈(12) 및 이미지센서(13)가 구비되며, 영상처리기(30)는 비디오 메모리(video memory)와 영상을 처리하는 프로세서(processor)(도시 않음)가 구비되고 인버터(40)는 직류를 교류로 변환시켜 지문획득장치(10)에 구비된 접촉발광소자(11)로 교류를 인가하게 된다.

접촉발광소자(11)로 교류가 인가된 상태에서 지문(F)이 접촉되면 접촉발광소자(11)는 광신호를 발생하고, 발생된 광신호는 렌즈(12)를 통해 이미지센서(13)로입사된다. 이미지센서(13)는 입사된 광신호를 전기신호로 변환시켜 지문(F) 형상에 따른 이미지신호를 발생하게 된다.

지문획득장치(10)를 통해 이미지신호를 발생하여 지문이미지를 획득하기 위해 먼저, 지문획득장치(10)에 구비된 접촉발광소자(11)의 표면에 지문(F)이 접촉되었는지 여부를 마이콤(20)에서 확인하는 단계(S10)를 실시한다. 접촉발광소자(11)의 표면에 지문(F)이 접촉되는 것을 확인하기 위해 마이콤(20)은 접촉발광소자(11)의 표면에 지문(F)이 접촉되는 경우에 인버터(40)에서 접촉발광소자(11)로 공급되는 교류의 변화 상태를 감지한다. 마이콤(30)은 인버터(40)로부터 출력되는 교류의 변화가 발생되는 경우에 지문(F)이 접촉된 것으로 확인하며, 접촉발광소자(11)의 표면에 지문(F)이 첩촉되는 이미지신호는 도 4a에서 영상처리기(30)로 도 4b와 같이 이미지신호가 수신된다.

접촉발광소자(11)의 표면에 지문(F)이 접촉된 것으로 확인되면 마이콤(20)은 영상처리기(30)를 제어하여 지문획득장치(10)로부터 출력되는 이미지신호를 소정 주기로 한 프레임씩 발생하여 다수개의 이미지신호를 순차적으로 저장하는 단계(S20)를 실시한다. 다수개의 이미지신호를 저장하기 위해 영상처리기(30)는 버퍼(도시 않음)가 구비되며, 영상처리기(30)의 버퍼에는 지문획득장치(10)에서 발생된 다수개의 이미지신호가 프레임 단위로 저장되며, 버퍼에 저장되는 다수개의 지문이미지는 도 4c 내지 도 4k와 같다.

도 4c 내지 도 4k와 같이 다수개의 지문이미지가 영상처리기(30)에 순차적으로 저장되면 영상처리기(30)는 저장된 소정 개수의 프레임에서 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하인가를 확인하는 단계(S30)를 실시한다. 이미지신호의 영역크기의 변화는 도 4l 내지 도 4n과 같이 연속적으로 발생된 이미지신호에 도시된 점선 내의 사각형 넓이를 나타내며, 소정 임계값은 미리 설정된 사각형 넓이이며, 이러한 임계값이 미리 설정된 넓이 이하인지 여부를 영상처리기(30)에서 확인하게 된다. 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하가 아니면 영상처리기(30)는 다수개의 이미지신호를 저장하는 단계(S20)를 연속적으로 실행하여 연속적으로 이미지신호를 수신받는다.

영상처리기(30)에서 반대로 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하이면 영상처리기(30)는 이미지신호의 발생을 중단한 후 소정 개수의 프레임에서 임의의 프레임을 기준 이미지신호로 설정하는 단계(S40)를 실시한다. 여기서, 소정 개수의 프레임은 적어도 연속적으로 세 개 이상의 프레임이 설정되며 기준 이미지신호는 연속된 소정 개수의 프레임에서 도 4o에 도시된 이미지신호를 첫 번째 프레임으로 설정한다. 즉, 도 4o에 도시된 이미지신호는 연속적으로 발생된 도 4l 내지 도 4n에 도시된 이미지신호 중 도 4l에 도시된 이미지신호를 기준 이미지신호로 설정한다.

기준 이미지신호가 설정되면 영상처리기(30)는 기준 이미지신호를 기준으로 연속된 나머지 이미지신호가 습식과 건식과 표준 중 어느 상태인지 확인하는 단계(S50)를 실시한다. 이미지신호가 습식과 건식과 표준상태 중 어느 상태인지 여부를 확인하기 위해 영상처리기(30)는 먼저, 이미지신호에서 처리될 데이터영역을 결정하는 단계(S51)를 실시하여 데이터영역을 결정한다. 데이터영역이 결정되면 영상처리기(30)는 데이터영역을 제외한 나머지 영역을 배경영역으로 설정하는 단계(52)를 실시한다.

데이터영역이 설정되면 영상처리기(30)는 이미지신호의 명암의 분포를 이용하여 융선과 골과 배경영역의 각각의 임계값을 설정하는 단계(S53)를 실시한다. 여기서, 융선의 임계값과 골의 임계값과 배경영역의 임계값 은 각각 이미지신호에서 융선과 골과 배경영역의 구별함과 아울러 이러한 구별을 위한 최소값을 나타낸다.

융선과 골과 배경영역의 각각의 임계값이 설정되면 영상처리기(30)는 융선과 골과 배경영역을 다수개의 블록으로 분할하는 단계(S54)를 실시하고, 융선과 골과 배경영역이 다수개의 블록으로 분할되면 영상처리기(30)는 각각의 블록을 기준으로 주변 블록의 명암의 강도와 명암의 변화량을 산출하는 단계(S55)를 실시하며, 명암의 강도와 명암의 변화량이 산출되면 영상처리기(30)는 융선과 골과 배경영역의 각각의 임계값과 명암의 강도를 비교하여 융선과 골과 배경영역 중 어디에 속하는지를 결정하는 단계(S56)를 실시한다.

융선과 골 및 배경영역의 상태가 결정되면 영상처리기(30)는 명암의 변화량을 이용하여 각각의 블록이 건식과 습식과 표준블록 중 어디에 속하는지 여부를 결정하는 단계(S57)를 실시한다. 건식 블록과 습식 블록과 표준블록의 예를 도 4p 내지 도 4v에 도시되어 있다. 여기서, 배경블록은 흰색으로 나타내며, 표준블록은 검은색, 건식블록은 블록 내에 사선으로 그려지며, 습식블럭은 블록 내에 점선으로 표시된다. 도 4p 내지 도 4v 중 도 4q, 도 4t 및 도 4v에 도시된 이미지신호는 다수개의 블록으로 분할된 상태에서 각각의 블록의 건식, 습식 및 표준 중 어느 한상태를 나타낸다.

건식과 습식과 표준블록 중 어디에 속하는지 여부가 결정되면 영상처리기(30)는 건식과 습식과 표준블록이 이미지신호에서 점유하는 비율을 이용하여 이미지신호의 상태를 결정하는 단계(S58)를 실시한다. 예를 들어, 영상처리기(30)는 도 4p 및 도 4q에서와 같이 이미지신호에서 건조블록의 점유율이 일정치 이상이면 이미지신호를 건식상태로 결정하고, 도 4s 및 도 4t에서와 같이 습식블럭의 점유율이 일정치 이상이면 습식상태로 결정하며 도 4u 및 도 4v에서와 같이 건식블럭과 습식블럭의 점유율이 일정치 이하면 표준상태로 결정하게 된다.

건식블럭과 습식블럭의 점유율에 따라 이미지신호가 습식과 건식과 표준상태 중 어느 상태인지 확인되면 영상처리기(30)는 연속된 소정 개수의 이미지신호에서 표준상태로 확인된 이미지신호를 지문이미지로 획득하는 단계(S60)를 실시하여 지문이미지를 발생하여 출력하게 된다.

이상과 같이 접촉발광소자가 적용된 지문획득장치에서 소정 주기로 한 프레임씩 다수개의 이미지신호를 발생한 후 다수개의 이미지신호 중 연속적으로 발생된 소정 개수의 이미지신호의 상태를 확인하여 지문이미지를 획득함으로써 접촉발광소자의 표면으로 가해지는 힘과 손가락 피부특성에 따른 지문이미지의 왜곡된 획득을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 소정 주기로 한 프레임씩 다수개의 이미지신호를 발생한 후 다수개의 이미지신호 중 연속적으로 발생된 소정 개수의 이미지신호의 상태를 확인하여 지문이미지를 획득함으로써 접촉발광소자의 표면으로 가해지는 힘과 손가락 피부특성에 따른 지문이미지의 왜곡된 획득을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 접촉발광소자가 구비된 지문획득장치를 이용하여 지문이미지를 획득하는 방법에 있어서,

   상기 지문획득장치에 구비된 상기 접촉발광소자의 표면에 지문이 접촉되었는지 여부를 마이콤에서 확인하는 단계;

   상기 접촉발광소자의 표면에 지문이 접촉된 것으로 확인되면 마이콤은 영상처리기를 제어하여 상기 지문획득장치로부터 출력되는 이미지신호를 소정 주기로 한 프레임씩 발생하여 다수개의 이미지신호를 순차적으로 저장하는 단계;

   상기 다수개의 이미지신호가 순차적으로 저장되면 상기 영상처리기는 저장된 소정 개수의 프레임에서 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하인가를 확인하는 단계;

   상기 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하이면 상기 영상처리기는 이미지신호의 발생을 중단한 후 소정 개수의 프레임에서 임의의 프레임을 기준 이미지신호로 설정하는 단계;

   상기 기준 이미지신호가 설정되면 상기 영상처리기는 기준 이미지신호를 기준으로 연속된 나머지 이미지신호가 습식과 건식과 표준상태 중 어느 상태인지 확인하는 단계; 및

   상기 이미지신호가 습식과 건식과 표준상태 중 어느 상태인지 확인되면 상기 영상처리기는 연속된 소정 개수의 이미지신호에서 표준상태로 확인된 미지신호를지문이미지로 획득하는 단계로 구비됨을 특징으로 하는 지문이미지의 획득방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하인가를 확인하는 단계에서 소정 임계값은 지문의 융선과 골이 포함된 이미지신호의 넓이의 변화량을 나타냄을 특징으로 하는 지문이미지의 획득방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연속된 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하인가를 확인하는 단계에서 상기 이미지신호의 영역크기의 변화가 소정 임계값 이하가 아니면 상기 영상처리기는 상기 다수개의 이미지신호를 저장하는 단계를 연속적으로 실행함을 특징으로 하는 지문이미지의 획득방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 소정 개수의 프레임에서 임의의 프레임을 기준 이미지신호로 설정하는 단계에서 소정 개수의 프레임은 적어도 연속적으로 세 개 이상의 프레임이 설정되며 기준 이미지신호는 연속된 소정 개수의 프레임에서 첫 번째 프레임이 설정됨을 특징으로 하는 지문이미지의 획득방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지신호가 습식과 건식과 표준상태 중 어느 상태인지 여부를 확인하는 단계는 상기 영상처리기는 이미지신호의 상태를 판별하기 위해 먼저 이미지신호에서 처리될 데이터영역을 결정하는 단계;

   상기 데이터영역이 결정되면 상기 영상처리기는 데이터영역을 제외한 나머지영역을 배경영역으로 설정하는 단계;

   상기 데이터영역이 설정되면 상기 영상처리기는 이미지신호의 명암의 분포를 이용하여 융선과 골과 배경영역의 각각의 임계값을 설정하는 단계;

   상기 융선과 골과 배경영역의 각각의 임계값이 설정되면 상기 영상처리기는 상기 융선과 골과 배경영역을 다수개의 블록으로 분할하는 단계;

   상기 융선과 골과 배경영역이 다수개의 블록으로 분할되면 상기 영상처리기는 각각의 블록을 기준으로 주변 블록의 명암의 강도와 명암의 변화량을 산출하는 단계;

   상기 명암의 강도와 명암의 변화량이 산출되면 상기 영상처리기는 융선과 골과 배경영역의 각각의 임계값과 명암의 강도를 비교하여 융선과 골과 배경영역 중 어디에 속하는지를 결정하는 단계;

   상기 융선과 골 및 배경영역의 상태가 결정되면 상기 영상처리기는 명암의 변화량을 이용하여 각각의 블록이 건식과 습식과 표준블록 중 어디에 속하는지 여부를 결정하는 단계; 및

   상기 건식과 습식과 표준블록 중 어디에 속하는지 여부가 결정되면 상기 영상처리기는 건식과 습식과 표준블록이 이미지신호에서 점유하는 비율을 이용하여 이미지신호의 상태를 결정하는 단계로 구비됨을 특징으로 하는 지문이미지의 획득방법.