KR20030086396A - Recognising human fingerprint method and apparatus independent of location translation , rotation and recoding medium recorded program for executing the method - Google Patents

Recognising human fingerprint method and apparatus independent of location translation , rotation and recoding medium recorded program for executing the method Download PDF

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KR20030086396A
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Abstract

PURPOSE: A method and apparatus for recognizing the fingerprint irrespective of location movement or rotation are provided to determine reliable similarity irrespective of the location movement and rotation generated by time difference between a fingerprint registration and a fingerprint input by discriminating direction information of a feature point and a moved distance of an input fingerprint image. CONSTITUTION: A fingerprint image is acquired using a fingerprint input device(100). Direction information vertical with respect to the most direction of a Fourier spectrum in a sub-region is extracted from each pixel, using an x and y axis gradient by a Sobel operation with respect to the acquired fingerprint image(110). A portion except for a fingerprint is separated from the fingerprint image(120). An original image is divided into a ridge and a valley in only a region in which the fingerprint exists(130). A frame of the ridge is expressed for calculating a CN(Crossing count Number)(140). Feature points are extracted by a CN method(150). An incorrectly extracted feature point is removed among the extracted feature points(160). A moved distance of an input feature point with respect to a registration feature point is calculated using direction information of the extracted feature point(200). The similarity of two fingerprints is measured using the calculated distance for discriminating the truth of a user and indicating a verification result(300).

Description

위치이동, 회전에 무관한 지문인식 방법 및 지문인식 장치 및 그 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체 {RECOGNISING HUMAN FINGERPRINT METHOD AND APPARATUS INDEPENDENT OF LOCATION TRANSLATION , ROTATION AND RECODING MEDIUM RECORDED PROGRAM FOR EXECUTING THE METHOD}Fingerprint recognition method independent of position movement and rotation, and recording medium recording fingerprint recognition device and program for executing the method {RECOGNISING HUMAN FINGERPRINT METHOD AND APPARATUS INDEPENDENT OF LOCATION TRANSLATION

본 발명은 위치이동, 회전에 무관한 지문인식 방법 및 지문인식 장치 및 그 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것으로서, 상세하게는 지문등록시와 지문입력시의 시간차에 의하여 발생하는 위치이동, 회전에 무관한 지문인식 방법 및 지문인식 장치 및 그 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint recognition method independent of position movement and rotation, and to a recording medium on which a fingerprint recognition device and a program for executing the method are recorded. Specifically, the position movement caused by the time difference between fingerprint registration and fingerprint input. The present invention relates to a fingerprint recognition method independent of rotation, a fingerprint recognition device, and a recording medium having recorded thereon a program for executing the method.

지문은 땀샘이 융기되어 일정한 흐름을 형성한 것으로, 그 형태가 개개인마다 서로 다르고 태어날 때의 모습 그대로 평생 동안 변하지 않는 고유한 특성 때문에 이를 이용한 지문인식 시스템의 경우 식별 성능에 대한 높은 신뢰도와 안정도로 인하여 효율적인 개인인증방법으로 이용되고 있다. 지문인식 시스템의 장점은 수용성, 편의성, 신뢰성에 있다. 기존 연구에 따르면 인증수단으로서 지문은 침입 문제에 있어서 모든 침입 방지 기술 중에서 침입이 가장 적게 발생하는 것으로 밝혀져 있고, 사용자의 거부감이 적으며, 지문인식장비는 매우 적은 공간과 저가의 장비를 요구한다는 장점이 있다.Fingerprints are formed by the uplift of sweat glands to form a constant flow.The unique characteristics of the fingerprints are different for each individual and do not change for life. It is used as an efficient personal authentication method. The advantages of a fingerprint recognition system are its acceptability, convenience and reliability. Existing research has shown that fingerprint as the means of authentication has the least intrusion among all intrusion prevention technologies, has less user's rejection, and fingerprint recognition equipment requires very little space and low cost equipment. There is this.

그러나 종래 기술은 하드웨어의 노후화, 제작시의 오차, 악조건 하에서의 사용, 부분 영역간의 밝기 차이 등으로 오류가 발생하였으며, 이러한 오류를 최소화하기 위하여 특징점을 추출하는 이른바 전처리 단계에서 많은 개선된 방법이 연구되었다. 그러나 전처리과정을 통하여 신뢰성 있는 특징점을 얻었다 할지라도 지문 등록시점과 지문 입력시점과의 시간차에 의한 위치이동 또는 회전으로 인하여 인식성능이 크게 저하되었으며, 이로 인하여 보안시스템 영역에서 기본적으로 추구하고 있는 고신뢰성과 사용자의 확인을 위한 실시간 처리를 어렵게 하는 문제점이 지적되어 왔다.However, in the prior art, errors occurred due to aging of the hardware, errors in manufacturing, use under adverse conditions, and differences in brightness between partial regions, and many improved methods were studied in the so-called preprocessing step of extracting feature points to minimize such errors. . However, even though a reliable feature point was obtained through the preprocessing process, the recognition performance was greatly degraded due to the position shift or rotation due to the time difference between the fingerprint registration time point and the fingerprint input time point. It has been pointed out that the problem of making it difficult to process in real time for confirmation of the user.

이러한 지문영상의 위치이동에 따른 문제점을 극복하기 위하여 전처리를 통하여 추출한 특징점을 꼭지점으로 하여 목구조를 구성하여 정합 하는 방법 즉, 최소 목구조(Minimal Spanning Tree; MST)를 이용하는 방법이나 특징점의 사잇각과거리를 이용하는 방법 등이 사용되었다. 그러나 특징점의 목구조를 이용하는 방법은 비교적 논리적이며 등록/입력 지문간의 기준 좌표축을 효과적으로 설정할 수 있다는 장점이 있으나 특징점이 누락되거나 의사 특징점이 남아있는 경우, 또는 지문이 국부적으로 뒤틀린 경우 목구조(Spanning tree)가 심하게 변형되어 오류가 발생할 확률이 크게 높아진다. 또한 특징점의 사잇각과 거리를 이용한 방법은 특징점의 좌표와 방향을 비교할 때 지문의 회전, 이동에 따른 오차를 줄이기 위해 제안되었으나 이 역시 특징점이 누락되거나 의사 특징점이 남아 있는 경우, 또는 지문이 국부적으로 뒤틀린 경우 오인식이 발생할 확률이 크게 높아지며, 또한 사잇각과 거리만을 비교하기 때문에 서로 다른 구조임에도 같은 구조로 간주되어 오인식률이 높아지는 문제점이 있다.In order to overcome the problems caused by the movement of the fingerprint image, the method of constructing and matching the tree structure using the feature points extracted through preprocessing as the vertices, that is, the method using the minimum spanning tree (MST) or the angle of the feature points The method using distance was used. However, the method of using the wood structure of the feature points is relatively logical and has the advantage of effectively setting the reference axis between enrollment / input fingerprints, but if the feature points are missing or pseudo feature points remain, or the fingerprint is locally twisted, the spanning tree ) Is severely deformed, greatly increasing the probability of error. In addition, the method using the angle and distance of the feature point has been proposed to reduce the errors caused by the rotation and movement of the fingerprint when comparing the coordinates and directions of the feature point, but this is also the case when the feature point is missing or the pseudo feature point remains or the fingerprint is locally distorted. In this case, the probability of false recognition is greatly increased, and since only the angles and distances are compared, there is a problem in that false recognition rates are increased because they are regarded as the same structure even though they are different structures.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지문영상이 이동 또는 회전되거나, 특징점이 누락되거나 의사 특징점이 제거되지 않은 경우에 있어서도 높은 인식률을 유지하는 효율적인 위치이동, 회전에 무관한 지문인식 방법 및 지문인식 장치 및 그 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention is to efficiently maintain a high recognition rate even when the fingerprint image is moved or rotated, missing feature points or pseudo feature points are not removed. Provided are a fingerprint recognition method independent of position movement and rotation, a fingerprint recognition device, and a recording medium having recorded thereon a program for executing the method.

도 1은 본 발명에 따른 지문인식 방법의 주요단계를 도시한 흐름도 이다.1 is a flow chart showing the main steps of the fingerprint recognition method according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 지문인식 방법에서 등록 지문영상에 대한 입력 지문영상의 위치이동거리를 측정하는 과정을 나타낸 흐름도 이다.2 is a flowchart illustrating a process of measuring a position movement distance of an input fingerprint image with respect to a registered fingerprint image in the fingerprint recognition method according to the present invention.

도 3a는 본 발명에 따른 지문인식 방법에서 등록 지문영상으로부터 추출된 특징점의 예를 도시한 예시도 이다.3A is an exemplary diagram showing an example of feature points extracted from a registered fingerprint image in the fingerprint recognition method according to the present invention.

도 3b는 본 발명에 따른 지문인식 방법에서 입력 지문영상으로부터 추출된 특정점의 예를 도시하고 등록지문에 대한 입력지문의 위치이동거리를 도시한 설명도이다.3B is an explanatory diagram showing an example of a specific point extracted from an input fingerprint image in the fingerprint recognition method according to the present invention and showing the position moving distance of the input fingerprint with respect to the registered fingerprint.

도 4는 본 발명에 따른 등록지문과 입력지문의 특정점 유사도를 판단하는 과정을 나타낸 흐름도 이다.4 is a flowchart illustrating a process of determining a specific point similarity between a registered fingerprint and an input fingerprint according to the present invention.

도 5는 종래의 정합방법에 대한 경계 값을 보여주는 실험결과표이다.5 is an experimental result table showing a boundary value for the conventional matching method.

도 6은 본 발명의 지문인식 방법에서의 경계 값을 보여주는 실험결과표이다.6 is an experimental result table showing the boundary value in the fingerprint recognition method of the present invention.

도 7은 종래의 지문인식 방법에서의 본인의 데이터 일치율 분포를 보여주는 실험결과의 그래프도이다.7 is a graph showing the results of experiments showing the distribution of data matching rate in the conventional fingerprint recognition method.

도 8은 본 발명의 지문인시 방법에서의 본인의 데이터 일치율 분포를 보여주는 실험결과의 그래프도이다.8 is a graph showing the results of experiments showing the distribution of data matching rate in the fingerprint recognition method of the present invention.

도 9는 종래의 지문인식 방법에서의 타인의 데이터 일치율 분포를 보여주는 실험결과의 그래프도이다.9 is a graph of experimental results showing a distribution of data agreement rates of others in the conventional fingerprint recognition method.

도 10은 본 발명의 지문인식 방법에서의 타인의 데이터 일치율 분포를 보여주는 실험결과의 그래프도이다.FIG. 10 is a graph of experimental results showing a distribution of data agreement rates of others in the fingerprint recognition method of the present invention. FIG.

도 11은 종래의 지문인식 방법에 대한 FRR과 FAR을 보여주는 실험결과의 그래프도이다.11 is a graph showing experimental results showing FRR and FAR for the conventional fingerprint recognition method.

도 12는 본 발명의 지문인식 방법에 대한 정합방법에 대한 FRR과 FAR을 보여주는 실험결과의 그래프도이다.12 is a graph of experimental results showing FRR and FAR for the matching method for the fingerprint recognition method of the present invention.

도 13은 본 발명의 따른 지문인식장치의 구성을 도시한 블럭도이다.13 is a block diagram showing the configuration of a fingerprint recognition device according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 위치이동, 회전에 무관한 지문인식 방법 및 지문인식 장치 및 그 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제시되며, 먼저 위치이동, 회전에 무관한 지문인식방법에 대하여 설명한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fingerprint recognition method irrelevant to position movement and rotation, and a fingerprint recognition device and a recording medium recording a program for executing the method, firstly fingerprint recognition irrespective of position movement and rotation. The method will be described.

위치이동, 회전에 무관한 지문인식 방법은 (a) 지문영상으로부터 지문융선의 방향정보 및 위치정보를 취득하고, 지문융선의 특징점을 추출한 후, 상기 추출된 지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 데이터베이스에 등록 저장하는 단계와; (b) 입력지문영상으로부터 지문융선의 방향정보 및 위치정보를 취득하고 지문융선의 특징점을 추출하는 단계와; (c) 상기 (a)단계의 등록지문융선 및 (b)단계의 입력지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 이용하여 데이터베이스에 저장된 등록 특징점의 위치로부터 입력 특징점의 위치까지의 이동거리를 평균하여 계산하는 단계와;(d) 상기 계산된 이동거리를 이용하여 입력지문에 대하여 등록지문과 겹치는 영역 밖의 특징점을 제거하는 단계와;(e) 등록지문 특징점과 입력지문 특징점의 위치정보와 방향정보를 이용하여 등록지문과 입력지문의 유사도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fingerprint recognition method independent of position movement and rotation includes (a) obtaining direction information and position information of a fingerprint ridge from a fingerprint image, extracting feature points of the fingerprint ridge, and then direction information and position information of the extracted feature of the fingerprint ridge. Registering and storing in the database; (b) obtaining direction information and position information of the fingerprint ridge from the input fingerprint image and extracting feature points of the fingerprint ridge; (c) averaging the moving distance from the position of the registered feature point stored in the database to the position of the input feature point using the direction information and the position information of the feature of the registration fingerprint ridge in step (a) and the input fingerprint ridge in step (b) (D) removing feature points outside the area overlapping the registered fingerprint with respect to the input fingerprint by using the calculated moving distance; (e) location information and direction information of the registered fingerprint feature point and the input fingerprint feature point; Determining the similarity between the registration fingerprint and the input fingerprint using the.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 지문인식 방법에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the fingerprint recognition method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지문 인식 방법의 주요단계를 흐름도로서, 도시된 바와 같이 본 발명은 지문영상 획득단계(100), 방향정보 추출단계(110), 배경영역의 분리단계(120), 이진화단계(130), 세선화단계(140), 특징점 추출단계(150), 의사특징점 제거단계(160), 위치 변경된 거리계산(200), 특징점 정합단계(300)로 구성된다.Figure 1 is a flow chart of the main steps of the fingerprint recognition method according to a preferred embodiment of the present invention, as shown in the present invention is a fingerprint image acquisition step 100, direction information extraction step 110, the background region separation step ( 120), binarization step 130, thinning step 140, feature point extraction step 150, pseudo feature point removal step 160, repositioned distance calculation 200, feature point matching step 300.

지문영상 획득단계(100)는 본 발명에 따른 지문인식방법의 첫 단계로서 지문입력장치를 이용하여 지문영상을 획득한다.Fingerprint image acquisition step 100 is a first step of the fingerprint recognition method according to the present invention to obtain a fingerprint image using a fingerprint input device.

방향정보 추출단계(110)에서는 지문영상 획득단계(100)에서 확득된 지문영상에 대하여 소벨(Sobel) 연산에 의한 x, y 축 구배도(gradient)를 이용하여, 각 화소에서 수학식1 과 같이 부영역내 Fourier스펙트럼이 가장 큰 방향에 수직하게 방향정보를 추출한다.In the direction information extracting step 110, using the x and y axis gradients obtained by Sobel calculation on the fingerprint image acquired in the fingerprint image obtaining step 100, each pixel is expressed as Equation 1 below. Direction information is extracted perpendicular to the largest direction of the Fourier spectrum in the subregion.

여기서, Gx(x, y), Gy(x, y)는 소벨(Sobel)연산한 값이며 θd는 각 부영역의 방향정보이다. 방향정보는 일정크기의 부영역(ω×ω)내에서 융선 흐름정보를 추출하는 것으로 이후의 이진화 및 정합단계에서 이용된다.Here, G x (x, y), G y (x, y) are Sobel calculated values and θ d is direction information of each subregion. The direction information is used to extract ridge flow information in a subregion (ω × ω) of a predetermined size and to be used in subsequent binarization and matching steps.

이후 잡음으로 인한 잘못된 방향정보를 제거하기 위하여 평활화 과정을 거친다. 수학식 1에서 구한 θd에 두배를 하여 x, y 성분으로 분리한 후, 저주파 통과 필터(Low Pass Filter; LPF)를 이용하여 잡음을 제거한다.After that, a smoothing process is performed to remove false direction information due to noise. After doubling θ d obtained from Equation 1 to separate the x and y components, noise is removed by using a low pass filter (LPF).

여기서 ω는 필터의 크기이며 바람직한 필터의 크기는 5×5 이다.Where ω is the size of the filter and the preferred size of the filter is 5 × 5.

수학식 2, 3에서 계산된 평활화된 x, y 성분을 이용하여 수학식 4 와 같이 방향정보를 계산한다.Direction information is calculated as shown in Equation 4 using the smoothed x and y components calculated in Equations 2 and 3.

배경영역 분리단계(120)는 지문영상에서 지문 이외의 부분을 분리하는 단계를 말하며 계산시간을 단축하게 된다. 지문영상에서 배경이나 잡음이 있는 영역은 융선의 방향이 일정하지 않기 때문에 부영역내 구배도의 크기가 작게 나타난다. 따라서, 수학식 5와 같이 구배도의 크기가 임계치(Th)보다 작은 경우는 배경영역으로 분리할 수 있다.The background region separation step 120 refers to a step of separating a portion other than the fingerprint from the fingerprint image and shortens the calculation time. Since the direction of the ridge is not constant in the fingerprint image, the size of the gradient in the subregion is small. Therefore, as shown in Equation 5, when the magnitude of the gradient is smaller than the threshold Th, it can be separated into a background area.

이진화단계(130)는 배경영역을 분리(120)한 후 지문이 있는 영역에 대하여만 원영상을 융선과 골로 구분하는 것을 말한다. 이 경우 전체 지문영상에 같은 값의임계치를 설정하는 경우에는 나쁜 품질의 영상에서 부분적인 밝기 차이로 인하여 좋지 못한 결과를 얻게 되므로 본 발명에서는 부분적으로 밝기 차가 다른 영상을 각 부분마다 임계값을 설정함으로서 이진화의 성능을 높일 수 있는 적응 이진화(블록 이진화)방법을 이용한다. 원 지문영상을 일정한 크기의 블록으로 나누어 각 블록의 평균값을 임계값으로 정한 후 그 블록에 대하여 이진화를 수행한다. 바람직하게는 8×8블록으로 나누어 수행한다.The binarization step 130 separates the background region 120 and then divides the original image into ridges and valleys only for the region with the fingerprint. In this case, when the threshold value of the same value is set for the entire fingerprint image, a bad result is obtained due to the partial brightness difference in the poor quality image. Adaptive binarization (block binarization) is used to improve the performance of binarization. After dividing the original fingerprint image into blocks of a certain size, the average value of each block is determined as a threshold, and binarization is performed on the block. Preferably divided into 8 × 8 blocks.

세선화단계(140)는 후보 특징점 추출 과정에서 CN을 계산하기 위하여 융선의 골격을 표현하는 과정이다. 본 발명에 있어서 바람직하게는 병렬적 처리(Parallel Processing) 방법 중 하나인 장 주엔(Zhang Suen)의 세선화 알고리즘을 적용한다.Thinning step 140 is a process of expressing the skeleton of the ridge to calculate the CN in the process of extracting candidate feature points. In the present invention, Zhang Suen's thinning algorithm, which is one of the parallel processing methods, is preferably applied.

특징점의 추출단계(150)는 수학식 6에 의한 CN(Crossing count Number)값을 이용한다.Extracting the feature point 150 uses a Crossing Count Number (CN) value of Equation 6.

수학식6에서 C1내지 C7은 세선화 화상에서 융선인 화소를 중심으로 이웃한 화소들을말한다. 수학식6을 이용하여 CN의 값이 2이면 단점(Ending point)으로 , 6이면 분기점(Bifurcation)으로 특징점으로 추출하는 것이 바람직하다.In Equation 6, C 1 to C 7 refer to neighboring pixels centered on pixels that are ridges in the thinned image. If the value of CN is 2 using Equation 6, it is preferable to extract the feature point as an ending point and 6 as a bifurcation.

의사특징점의 제거(160)는 특징점 가운데 잘못 추출된 특징점을 제거하는 과정으로 짧은 융선, 끊긴 융선, 잔가지 구조, 원형구조, 십자가 구조의 다섯가지 구조로 나눠 제거한다.Removal of the pseudo feature point 160 is a process of removing a feature point that is incorrectly extracted from the feature points, and is divided into five structures of short ridges, broken ridges, twig structures, circular structures, and cross structures.

다음으로 상기의 전처리를 거쳐 추출된 특징점의 방향정보를 이용하여 등록특징점에 대한 입력특징점의 위치 이동된 거리를 계산하며(200), 계산된 위치 이동된 거리를 이용하여 두 지문의 유사도를 측정(300)하며, 이 결과를 통하여 사용자의 진위여부를 판별하여 검증결과를 나타낸다. 이하 본 발명의 보다 명확한 이해를 위하여 방향정보를 이용하여 등록 지문영상에 대한 입력 지문영상의 위치이동된 거리를 계산하는 방법(200)과 상기 계산된 위치이동거리를 이용하여 유사도를 측정하는 정합방법(300)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Next, using the direction information of the feature point extracted through the above preprocessing, the position shifted distance of the input feature point relative to the registered feature point is calculated (200), and the similarity of the two fingerprints is measured using the calculated position shifted distance ( 300), the authenticity of the user is determined based on the result, and the verification result is displayed. Hereinafter, a method 200 for calculating a position shifted distance of an input fingerprint image with respect to a registered fingerprint image using direction information and a matching method for measuring similarity using the calculated position shift distance The 300 will be described in detail.

방향정보를 이용하여 등록 지문영상에 대한 입력 지문영상의 위치이동된 거리를 계산하는 단계(200)는 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 등록 지문영상을 기준으로 입력 지문영상의 위치이동거리를 계산하는 과정을 나타낸 흐름도로서 방향정보 입력단계(210), N개의 특징점 저장단계(220), 위치이동 특징량 비교단계(230,240), 위치변경된 거리계산단계(250)를 포함한다.The step 200 of calculating the moved distance of the input fingerprint image with respect to the registered fingerprint image by using the direction information will be described with reference to FIG. 2. 2 is a flowchart illustrating a process of calculating a position moving distance of an input fingerprint image on the basis of a registered fingerprint image according to the present invention. The direction information input step 210, the N feature point storage step 220, and the position movement feature amount comparison Steps 230 and 240 may include a distance calculated step 250.

방향정보 입력단계(210)에서는 도 1의 방향정보 추출단계(110)에서 추출된 방향정보를 이용한다.In the direction information input step 210, the direction information extracted in the direction information extraction step 110 of FIG. 1 is used.

N개 특징점 저장단계(220)에서는 본 발명에서는 융선의 방향이 급격히 변화하는 N개의 특징점을 검출하여 저장한다. 상기의 지점을 검출하기 위하여 본 발명에서는 대상화소로부터 바랍직하게는 4방향 즉, 상, 하, 좌, 우로 일정 거리(n) 떨어진 지점과 방향차의 합(θtot)이 큰 순서로 정렬한다. 여기서 지문융선의 방향정보θ(x, y)로 표시하며 x, y 는 대상 화소의 x, y 좌표값을 의미한다. 융선의 방향이 급격히 변화하는 지점의 검출은 하기의 수학식 7을 이용한다. 수학식 7에서 φx1, φx2, φy1, φy2는 대상화소와 4방향으로 떨어진 지점과의 방향차이며, 이들의 합이 클수록 융선의 방향이 급격히 변화함을 의미한다.In the N feature point storing step 220, the N feature points in which the direction of the ridge changes rapidly are detected and stored in the present invention. In order to detect the above point, in the present invention, the sum (θ tot ) of the direction difference from the target pixel is preferably arranged in four directions, that is, a predetermined distance (n) from up, down, left, and right. . In this case, the ridge information θ (x, y) is represented, and x and y mean x and y coordinate values of the target pixel. The following equation (7) is used to detect the point where the direction of the ridge changes abruptly. In Equation 7, φ x1 , φ x2 , φ y1 , and φ y2 are direction differences between the target pixel and the point separated in four directions, and as the sum of these increases, the direction of the ridge changes rapidly.

상기와 같이 방향차로서 융선의 방향변화가 큰 지점을 검출하는 경우에, n 화소 떨어진 지점과의 방향차를 구하는데, 이는 다양한 값으로 실험한 결과 너무 가까운 화소와의 방향차를 구하는 경우에는 습도, 압축정도 등으로 인하여 잡음의 영향을 받기 쉬우며, 너무 떨어져 있는 화소와의 방향차를 구하는 경우 거리 차이에서 오는 오류가 발생한다. 본 발명에 있어서 실험적으로는 3화소로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 상기와 같이 방향차의 합(φtot)이 큰 순서로 N개를 추출하는데 실험적으로는 10개가 바람직하다. 또한 N개 각각에 대하여 x, y 좌표, φ(x-n, y), φ(x+n, y), φ(x, y-n), φ(x, y+n)와 φ(x, y)가 특징량으로저장되며, 본 발명에서는 이들 특징량을 위치이동 특징량으로 정의한다.In the case of detecting the point where the direction change of the ridge is large as the direction difference as described above, the direction difference with the point away from n pixels is obtained, which is a result of experimenting with various values. Because of the degree of compression, the noise is susceptible to noise, and an error from the distance difference occurs when the direction difference with a pixel that is too far away is obtained. It is preferable to set to 3 pixels experimentally in this invention. Further, in the present invention, although N pieces are extracted in the order that the sum of the direction differences φ tot is large as described above, ten pieces are experimentally preferable. Also, for each of N, x, y coordinates, φ (xn, y), φ (x + n, y), φ (x, yn), φ (x, y + n) and φ (x, y) Stored as feature quantities, the present invention defines these feature quantities as displacement feature quantities.

위치이동특징량의 비교단계(230)는 하기 수학식 8과 같이 N개의 등록지문과 입력지문의 위치이동 특징량에 대하여 방향정보를 비교하여 동일한 위치로 간주할 수 있는지 여부를 탐색한다.The comparing step 230 of the position movement feature amount searches for whether the position information can be regarded as the same position by comparing the direction information with respect to the position movement feature amounts of the N registered fingerprints and the input fingerprints as shown in Equation 8 below.

여기에서, φ는 상기 추출된 N개의 위치변경 특징량 중 대상화소와 4방향으로 일정거리 떨어진 화소의 방향정보를 나타내며, 아래첨자 r은 등록지문, i는 입력지문을 의미한다. Thφ는 이전에 설정한 값으로 지문 입력시 회전이 발생할 수 있으므로 그에 대한 임계치를 설정한다.Here, φ represents direction information of a pixel spaced apart from the target pixel in four directions among the extracted N position changing feature amounts, and subscript r denotes a registration fingerprint and i denotes an input fingerprint. Th φ is a previously set value, so the rotation may occur when the fingerprint is input.

위치이동거리 계산단계(250)에서는 N개의 위치변경 특징량 중 상기의 수학식 8을 만족하는 경우 입력지문과 등록지문의 동일한 위치로 간주하며 하기의 수학식 9와 같이 이들의 x, y 축 각각에 대한 평균으로서 위치 이동된 거리(Xd,Yd)를 계산한다.In the position movement distance calculation step 250, when the above Equation 8 is satisfied among the N position change feature quantities, the input fingerprint and the registration fingerprint are regarded as the same position, and each of their x and y axes is expressed as in Equation 9 below. Compute the position shifted distance (X d , Y d ) as the mean for.

여기에서 xik, yik는 입력지문의 위치변경 특징량 목록에서 각각의 x, y 좌표값, xrk, yrk는 등록지문의 위치변경 특징량 목록에서 각각의 x, y좌표값이며, n은 위치변경 특징량으로 저장된 N개의 목록 중 상기 수학식 8의 조건을 만족하는 특징량의 개수이다.Where x ik and y ik are the x, y coordinate values, and x rk and y rk are the respective x and y coordinate values in the registration feature's relocation feature list in the input fingerprint. Is the number of feature quantities satisfying the condition of Equation 8 among the N lists stored as the position change feature quantities.

상기의 수학식 9에 의해 계산된 Xd, Yd는 상세히 설명하면 다음과 같은 의미를 갖는다. 1) Xd가 양(+)의 값을 갖는다면 등록 지문을 기준으로 좌측으로 위치 이동하여 입력 지문이 들어 온 경우를, 2) Xd가 음(-)의 값을 갖는다면 등록 지문을 기준으로 우측으로 위치 이동하여 입력 지문이 들어 온 경우를, 3) Yd가 음(-)의 값을 갖는다면 등록 지문을 기준으로 위쪽으로 위치 이동하여 입력 지문이 들어온 경우를, 4) Yd가 양(+)의 값을 갖는다면 등록 지문을 기준으로 아래쪽으로 위치 이동하여 입력 지문이 들어온 경우를 의미한다.X d and Y d calculated by Equation 9 above have the following meanings. 1) If X d has a positive value, it moves to the left with respect to the enrolled fingerprint and the input fingerprint enters. 2) If X d has a negative value, it refers to the registered fingerprint. in the case on the position moved to the right contains the fingerprint, 3) Y d is negative (- a case, if having a value of) the input fingerprint entered by the moving position upwards relative to the registration fingerprint, 4) Y d is If it has a positive value, it means that the input fingerprint enters by moving downward based on the registered fingerprint.

도 3(a)는 본 발명에 따른 지문인식 방법에서 등록 지문영상으로부터 추출된특징점의 예를 도시한 예시도 이며, 도 3b는 본 발명에 따른 지문인식 방법에서 입력 지문영상으로부터 추출된 특정점의 예를 도시하고 등록지문에 대한 입력지문의 위치이동거리를 도시한 설명도이다.Figure 3 (a) is an exemplary view showing an example of a feature point extracted from the registered fingerprint image in the fingerprint recognition method according to the invention, Figure 3b is a view of the specific point extracted from the input fingerprint image in the fingerprint recognition method according to the present invention It is an explanatory drawing which shows the example and shows the position moving distance of the input fingerprint with respect to a registration fingerprint.

특징점 유사도를 판단하는 단계(300)는 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.도 4는 본 발명에 따른 등록지문과 입력지문의 특정점 유사도를 판단하는 과정을 나타낸 흐름도로서 특징점과 위치이동된 거리입력 단계(310), 특징점 삭제단계 (320), 유사도 비교단계 (330 ,340,350), 유사도 검출단계(360)를 포함한다.Determining the feature point similarity 300 will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of determining a specific point similarity between a registration fingerprint and an input fingerprint according to the present invention. An input step 310, a feature point deletion step 320, a similarity comparison step 330, 340, 350, and a similarity detection step 360 are included.

특징점과 위치이동된 거리입력단계(310)에서는 상기 과정에서 추출된 특징점의 위치이동거리 즉, Xd,Yd와 등록지문의 특징점과 입력 지문의 특징점 목록이 입력 된다.In the distance input step 310 in which the feature point and the position are moved, a position shift distance of the feature point extracted in the above process, that is, X d , Y d , a feature point of the registered fingerprint, and a feature point list of the input fingerprint are input.

특징점 삭제단계(320)에서는 상기 Xd,Yd값을 이용하여 특징점 목록 중에서 두 지문이 공통으로 포함하는 영역 밖의 특징점을 제거한다. 이에 대하여 좀 더 자세히 상술하면, Xd가 양(+)의 값을 갖는 경우는 등록지문과 비교하여 입력 지문이 좌측으로 위치 이동한 경우이므로 등록 지문의 특징점 목록에서 x 좌표값이 0에서Xd사이에 위치하는 경우 특징점 목록에서 제거하며, 입력지문의 경우도 특징점 목록에서 x 좌표값이 (Ximage-Xd)에서Ximage사이에 위치하는 경우 특징점 목록에서 제거한다. 여기서 Ximage는 지문영상의 x축 크기를 의미한다. 한편, Xd가 음(-)의 값을 갖는 경우는 등록 지문과 비교하여 입력 지문이 우측으로 위치 이동한 경우이므로 등록지문의 특징점 목록에서 x 좌표값이 (Ximage+Xd)에서Ximage사이에 위치하는 경우 특징점 목록에서 제거하고 입력 지문의 경우도 특징점 목록에서 x 좌표값이 0 에서 -Xd사이에 위치하는 경우 특징점 목록에서 제거한다. y축에 대하여도 상기의 과정과 같은 방법으로 특징점을 제거한다.In the feature point deletion step 320, the feature points outside the region included in the two fingerprints are removed from the feature point list using the X d and Y d values. In more detail, when X d has a positive value, since the input fingerprint is moved to the left compared to the enrolled fingerprint, the x coordinate value is 0 to X d in the feature point list of the enrolled fingerprint. If it is located in between, it is removed from the feature point list.In the case of an input fingerprint, if the x coordinate value is located between (X image -X d ) and X image in the feature point list, it is also removed from the feature point list. X image means the x-axis size of the fingerprint image. On the other hand, X d is negative (-) at a value a is because the x coordinate value (X image + X d) in the feature point list of the registered fingerprint when the position moves to the input fingerprint right when compared to the fingerprint when having the X image If it is located between, it is removed from the feature point list. Also, in the case of an input fingerprint, if the x coordinate value is located between 0 and -X d in the feature point list, it is removed from the feature point list. For the y-axis, the feature points are removed in the same manner as the above procedure.

유사도 판단단계(330,340,350)는 상기의 과정을 거친 후의 특징점 목록에 대하여 행하여지는데 상기의 특징점 목록등록의 특징점들은 등록지문과 입력 지문의 공통영역에 위치하는 특징점로서 유사도 판단은 이들 특징점의 방향과 위치에 대한 유사도를 판단한다. 특징점 방향의 유사도를 측정하기 위하여는 등록 지문 특징점의 방향(θr)과 입력 지문 특징점의 방향(θi)과의 차이의 절대값을 이전에 설정한 회전에 대한 임계치와 비교(340)한다. 특징점의 방향에 대한 유사 정도가 판명된 후 특징점 위치의 유사도를 판단하기 위하여 하기 수학식 10과 같이 Xd,Yd정보를 고려하여 등록 지문 특징점의 위치(xr,yr)에 대한 입력 지문 특징점 위치(xi,yi)의 거리를 계산한다.The similarity determination step (330, 340, 350) is performed on the feature point list after the above process. The feature points of the feature list registration are the feature points located in the common area of the registration fingerprint and the input fingerprint. Determine similarity for In order to measure the similarity in the feature point direction, the absolute value of the difference between the direction θ r of the registered fingerprint feature point and the direction θ i of the input fingerprint feature point is compared with a threshold for rotation previously set (340). In order to determine the similarity of the position of the feature point after determining the degree of similarity with respect to the direction of the feature point, the input fingerprint for the position (x r , y r ) of the registered fingerprint feature point in consideration of the X d , Y d information as shown in Equation 10 Calculate the distance of the feature point position (x i , y i ).

여기에서 Thd는 이동에 대한 임계치이며, 입력 지문 특징점의 위치에 위치 이동된 거리(Xd,Yd)를 합함으로써 두 특징점의 좌표를 같게 한다.Here, Th d is a threshold for the movement, and the coordinates of the two feature points are equalized by summing the distance (X d , Y d ) that has been moved to the position of the input fingerprint feature point.

상기의 수학식 10을 만족(350)하는 경우 등록/입력 지문의 공통영역에 속하며, 동일한 특징점으로 간주한다.If the above Equation 10 is satisfied (350), it belongs to a common area of the registration / input fingerprint and is regarded as the same feature point.

유사도 검출단계(360)에서는 하기의 수학식 11과 같이 등록지문 특징점의 개수(EMr)와 입력 지문 특징점의 개수(EMi) 합에 대한 두 지문에 공통으로 존재하며 동일한 특징점의 개수(PM)의 비를 백분율한 값으로서 두 지문 특징점의 정합율(MR: Minutiae hitting Ratio)을 구한다.In the similarity detection step 360, the same number of PMs is common to both fingerprints for the sum of the number of fingerprint fingerprint points EM r and the number of input fingerprint features EM i , as shown in Equation 11 below. As a percentage value of, the matching ratio of two fingerprint feature points (MR) is obtained.

상기의 정합율과 유사도를 검증하는 검증기준치와 비교하여 정합율이 검증기준치 이상이면 동일한 지문으로 판별하고, 그 외에는 상이한 지문으로 판별하여 사용자의 진위여부를 결정한다.Compared with the verification reference value for verifying the matching rate and similarity, if the matching rate is equal to or greater than the verification reference value, the identification is determined by the same fingerprint, and other fingerprints are used to determine the authenticity of the user.

<실험예>Experimental Example

상기와 같은 방법에 의하여 지문 인식의 성능을 평가한 실험결과를 도 5 내지 도 12를 이용하여 설명한다. 본 실험은 반도체 방식센서(Authen Tec사, FingerLoc AF-S2, 500dpi, 256×256)를 이용하여 총 35명으로부터 한명당 13씩, 455개의 엄지 지문 영상을 입력받아 실험한다. 전체적인 지문인식 시스템의 전처리 및 특징점 추출, 정합하는 소프트웨어는 마이크로소프트 비주얼(Microsoft Visual) C++ 6.0을 사용한다.Experimental results of evaluating the performance of fingerprint recognition by the above method will be described with reference to FIGS. 5 to 12. In this experiment, 455 thumb fingerprint images were inputted from 35 persons, 13 per person, using a semiconductor sensor (Authen Tec, FingerLoc AF-S2, 500dpi, 256 × 256). The software for preprocessing, feature extraction and matching of the entire fingerprint recognition system uses Microsoft Visual C ++ 6.0.

실험은 개인마다 등록데이터로 5개의 지문영상을 사용하며, 검증은 개인에대하여 동일인의 등록데이터 이외의 지문영상 8개, 타인의 지문영상 8개를 비교하며, 정합부분의 개선효과를 증명하기 위하여 기존의 특징점의 사잇각과 거리를 이용하여 정합한 방법과 비교실험을 한다.The experiment uses 5 fingerprint images as registration data for each individual, and the verification compares 8 fingerprint images and 8 fingerprint images of other persons except for registration data of the same person, and proves the improvement effect of matching part. Experiment with the matching method using the angle and distance of existing feature points.

본 실험에서는 결과를 FRR(False Reject Rate)과 FAR(False Accept Rate)로 나타낸다. FRR은 본인을 타인으로 간주하여 거부하는 경우의 오거부율이고, FAR은 타인을 본인으로 잘못 받아들이는 경우의 오인식률을 나타낸다. FRR과 FAR을 구한다음, 그래프에서 둘을 모두 최소로 하는 지점을 트레이드 오프(Trade-Off)를 통하여 찾아내게 된다.In this experiment, the results are expressed as False Reject Rate (FRR) and False Accept Rate (FAR). FRR is the rate of rejection if you reject yourself because you consider yourself to be someone else, and FAR is the rate of misrecognition if you mistakenly accept someone as yourself. After FRR and FAR are found, the trade-off is used to find the point in the graph that minimizes both.

도 5 내지 도 12에는 본 실험의 결과를 보이고 있다. 도 5는 종래의 정합방법에 대한 경계 값을 보여주는 실험결과표, 도 6은 본 발명의 지문인식 방법에서의 경계 값을 보여주는 실험결과표, 도 7은 종래의 지문인식 방법에서의 본인의 데이터 일치율 분포를 보여주는 실험결과의 그래프도, 도 8은 본 발명의 지문인시 방법에서의 본인의 데이터 일치율 분포를 보여주는 실험결과의 그래프도, 도 9는 종래의 지문인식 방법에서의 타인의 데이터 일치율 분포를 보여주는 실험결과의 그래프도, 도 10은 본 발명의 지문인식 방법에서의 타인의 데이터 일치율 분포를 보여주는 실험결과의 그래프도, 도 11은 종래의 지문인식 방법에 대한 FRR과 FAR을 보여주는 실험결과의 그래프도, 도 12는 본 발명의 지문인식 방법에 대한 정합방법에 대한 FRR과 FAR을 보여주는 실험결과의 그래프도이다.5 to 12 show the results of this experiment. 5 is a test result table showing a boundary value for a conventional matching method, FIG. 6 is a test result table showing a boundary value in the fingerprint recognition method of the present invention, FIG. Figure 8 is a graph showing the results of the experiment, Figure 8 is a graph of the experimental results showing the distribution of the data match rate of his own in the fingerprint recognition method of the present invention, Figure 9 is an experiment showing the distribution of data matching rate of others in the conventional fingerprint recognition method Figure 10 is a graph of the experimental results showing the distribution of data agreement rate of others in the fingerprint recognition method of the present invention, Figure 11 is a graph of the experimental results showing the FRR and FAR for the conventional fingerprint recognition method, 12 is a graph of experimental results showing FRR and FAR for the matching method for the fingerprint recognition method of the present invention.

도 11의 그래프에서 FRR과 FAR을 모두 최소로 하는 지점을 찾으면 그 때의 경계값은 53.5%이며, FRR은 7.000%, FAR은 6.664%임을 알 수 있으며, 도12의 그래프에서 FRR과 FAR을 모두 최소로 하는 지점을 찾으면 그때의 경계값은 44.5%이며, FRR은 2.000%, FAR은 2.023임을 알 수 있어 본 발명이 지문인식 정합방법에 있어서 성능 향상에 기여하였음을 알 수 있다.In the graph of FIG. 11, when the point that minimizes both FRR and FAR is found, the boundary value at that time is 53.5%, FRR is 7.000%, FAR is 6.664%, and both FRR and FAR are shown in the graph of FIG. When the minimum point is found, the boundary value at that time is 44.5%, the FRR is 2.000%, and the FAR is 2.023, indicating that the present invention contributes to the performance improvement in the fingerprint matching method.

본 발명의 다른 실시예에 따른 위치이동,회전에 무관한 지문인식장치에 대하여 도 13을 이용하여 설명한다. 도 13은 본 발명의 따른 지문인식장치의 구성을 도시한 블럭도로서 방향정보 추출부, 특징점 추출부, 데이터베이스 저장부, 이동거리 계산부, 공통영역외특징점 제거부, 유사도결정부로 구성된다.A fingerprint recognition device independent of position movement and rotation according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13. FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a fingerprint recognition device according to the present invention, which includes a direction information extracting unit, a feature point extracting unit, a database storage unit, a moving distance calculator, a common area extra feature point removing unit, and a similarity determining unit.

방향정보 추출부는 입력 또는 등록용 지문영상으로부터 지문융선의 방향정보 및 위치정보를 취득한다. 특징점 추출부는 지문인식방법에서 설명한대로 구배도의 크기를 이용한 지문영역과 배경영역분리(120),융선과 골을 구분하기 위한 적응 이진화(130),세선화(140)의 단계를 거쳐 CN방법을 이용하여 특징점을 추출한다.데이터베이스 저장부는 특징점 추출부에서 추출한 지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 데이터베이스에 등록 저장한다. 이동거리 계산부는 상기 입력지문융선 및 등록지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 이용하여 데이터베이스에 저장된 등록 특징점의 위치로부터 입력 특징점의 이동거리를 계산한다. 공통영역외특징점 제거부는 상기 계산된 이동거리를 이용하여 입력지문에 대하여 등록지문과 겹치는 영역 외의 특징점을 제거한다. 유사도 결정부는 등록지문 특징점과 입력지문 특징점의 위치정보와 방향정보를 이용하여 등록지문과 입력지문의 유사도를 결정한다. 지문인식장치에 관한 각 구성이 수행하는 상세한 기능 및 작용은 지문인식방법의 상세한 설명을 참조한다.The direction information extracting unit obtains the direction information and the position information of the fingerprint ridge from the input or registration fingerprint image. The feature point extraction unit performs the CN method through the steps of fingerprint region and background region separation 120 using the magnitude of gradient, adaptive binarization 130 and thinning 140 to distinguish ridges and valleys as described in the fingerprint recognition method. The feature point extractor extracts the feature points. The database storage registers and stores the direction information and the position information of the feature points of the fingerprint ridges extracted by the feature point extractor in the database. The moving distance calculator calculates a moving distance of the input feature point from the position of the registered feature point stored in the database by using the direction information and the location information of the feature points of the input fingerprint ridge and the registered fingerprint ridge. The non-common area feature point removal unit removes the feature points outside the area overlapping the registered fingerprint with respect to the input fingerprint by using the calculated movement distance. The similarity determining unit determines the similarity between the registered fingerprint and the input fingerprint using the location information and the direction information of the registered fingerprint feature point and the input fingerprint feature point. See the detailed description of the fingerprint recognition method for detailed functions and actions performed by each component of the fingerprint reader.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 지문인식방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 대하여 설명한다.본 발명에 따른 지문인식방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체는 (a) 지문영상으로부터 지문융선의 방향정보 및 위치정보를 취득하고, 지문융선의 특징점을 추출한 후, 상기 추출된 지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 데이터베이스에 등록 저장하는 절차와; (b) 입력지문영상으로부터 지문융선의 방향정보 및 위치정보를 취득하고 지문융선의 특징점을 추출하는 절차와; (c) 상기 (a)단계의 등록지문융선 및 (b)단계의 입력지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 이용하여 데이터베이스에 저장된 등록 특징점의 위치로부터 입력 특징점의 위치까지의 이동거리를 평균하여 계산하는 절차와;(d) 상기 계산된 이동거리를 이용하여 입력지문에 대하여 등록지문과 겹치는 영역 밖의 특징점을 제거하는 절차와;(e) 등록지문 특징점과 입력지문 특징점의 위치정보와 방향정보를 이용하여 등록지문과 입력지문의 유사도를 결정하는 절차를 수행하는 프로그램이 기록된다.포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 프로그램의 각 절차가 수행하는 기능 및 작용은 지문인식방법의 상세한 설명에서 이미 설명한 바와 같으며 여기에서는 이를 생략한다.A computer readable recording medium having recorded thereon a program for executing a fingerprint recognition method according to another embodiment of the present invention will be described. Recording of a program for executing the fingerprint recognition method according to the present invention with a computer The medium includes the steps of: (a) acquiring direction information and location information of the fingerprint ridge from the fingerprint image, extracting feature points of the fingerprint ridge, and registering and storing the extracted direction information and location information of the feature of the fingerprint ridge in a database; (b) obtaining direction information and location information of the fingerprint ridge from the input fingerprint image and extracting feature points of the fingerprint ridge; (c) averaging the moving distance from the position of the registered feature point stored in the database to the position of the input feature point using the direction information and the position information of the feature of the registration fingerprint ridge in step (a) and the input fingerprint ridge in step (b) (D) removing the feature points outside the area overlapping the registration fingerprint with respect to the input fingerprint by using the calculated travel distance; and (e) location information and direction information of the registration fingerprint feature point and the input fingerprint feature point. A program for performing a procedure for determining the similarity between the enrolled fingerprint and the input fingerprint is recorded. The functions and actions performed by each procedure of the program are as described above in the detailed description of the fingerprint recognition method, which will be omitted here.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 지문인식 정합방법은 특징점의 방향정보와 등록 지문영상에 대한 입력 지문영상의 위치이동된 거리를 이용하여 유사도를 판별하는 정합방법으로서 지문 등록시점과 지문 입력시점과의 시간차에의해 발생하는 위치이동, 회전에 무관하게 신뢰성 있는 유사도를 판정할 수 있으며 지문 자체에 손상이 있거나 명암값의 분포가 불규칙한 영상의 경우, 특히 특징점의 누락되거나 의사 특징점이 제거되지 않은 경우에도 비교적 정확한 정보를 갖기 때문에 오인식률(FAR: False Acceptance Rate)과 오거부율(FRR: False Rejection Rate)을 감소시키는 효과가 있다.As described above, the fingerprint recognition matching method according to the present invention is a matching method for determining similarity using the direction information of the feature point and the position shifted distance of the input fingerprint image with respect to the registered fingerprint image. Reliable similarity can be determined regardless of the position shift and rotation caused by the time difference and the image is damaged in the fingerprint itself or the distribution of contrast value is irregular, especially when the missing feature point or the pseudo feature point is not removed. Because it has relatively accurate information, it has the effect of reducing False Acceptance Rate (FAR) and False Rejection Rate (FRR).

또한, 위치이동거리에 따라 등록지문과 입력지문의 겹치는 영역 외의 특징점은 제거한 후, 남은 특징점에 대하여만 비교하기 때문에 계산 량이 적어 처리 속도가 빠르다.In addition, the feature points other than the overlapping areas of the registration and input fingerprints are removed and compared only with respect to the remaining feature points according to the position moving distance.

이상에서 설명한 것은 지문융선의 방향정보와 위치이동거리를 이용한 지문인식 정합방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the fingerprint recognition matching method using the direction information and the position movement distance of the fingerprint ridge, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it is claimed in the claims As will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention, the technical spirit of the present invention will be described to the extent that various modifications can be made.

Claims (8)

(a) 지문영상으로부터 지문융선의 방향정보 및 위치정보를 취득하고, 지문융선의 특징점을 추출한 후, 상기 추출된 지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 데이터베이스에 등록 저장하는 단계와;(a) acquiring direction information and location information of the fingerprint ridge from a fingerprint image, extracting feature points of the fingerprint ridge, and registering and storing the extracted direction information and location information of the feature of the fingerprint ridge in a database; (b) 입력지문영상으로부터 지문융선의 방향정보 및 위치정보를 취득하고 지문융선의 특징점을 추출하는 단계와;(b) obtaining direction information and position information of the fingerprint ridge from the input fingerprint image and extracting feature points of the fingerprint ridge; (c) 상기 (a)단계의 등록지문융선 및 (b)단계의 입력지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 이용하여 데이터베이스에 저장된 등록 특징점의 위치로부터 입력 특징점의 위치까지의 이동거리를 평균하여 계산하는 단계와;(c) averaging the moving distance from the position of the registered feature point stored in the database to the position of the input feature point using the direction information and the position information of the feature of the registration fingerprint ridge in step (a) and the input fingerprint ridge in step (b) Calculating by; (d) 상기 계산된 이동거리를 이용하여 입력지문에 대하여 등록지문과 겹치는 영역 밖의 특징점을 제거하는 단계와;(d) removing feature points outside the area overlapping the registered fingerprint with respect to the input fingerprint using the calculated movement distance; (e) 등록지문 특징점과 입력지문 특징점의 위치정보와 방향정보를 이용하여 등록지문과 입력지문의 유사도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치이동, 회전에 무관한 지문인식 방법.(e) determining the similarity between the registration fingerprint and the input fingerprint by using the position information and the direction information of the registered fingerprint feature point and the input fingerprint feature point. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계(b)의 특징점의 추출은 먼저 처리할 중심 화소의 융선 방향 주변 화소값의 합에 두 배를 한 값과 수직으로 이웃한 일정 거리에 위치한 융선 방향 위 아래의 주변 화소값의 합을 비교하는 적응 이진화 단계를 포함하는 지문인식방법.The extraction of the feature points of step (b) is performed by first comparing the sum of the pixel values of the ridge direction peripheral pixels of the center pixel to be processed and the sum of the peripheral pixel values above and below the ridge direction located at a vertically adjacent distance. Fingerprint recognition method comprising an adaptive binarization step. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 단계(c)의 이동거리의 계산은 융선 흐름이 급격히 변하는 순서대로 추출한 소정의 특징점만을 이용하여 각각의 등록특징점과 입력특징점의 거리의 평균하여 위치 이동된 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 위치이동, 회전에 무관한 지문인식방법.Calculating the movement distance of step (c) calculates the distance moved by averaging the distance between each registered feature point and the input feature point using only the predetermined feature points extracted in the order of rapidly changing ridge flow. Fingerprint recognition method independent of rotation. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 단계(c)의 이동거리계산에 사용되는 특징점의 추출은 방향영상 각각의 블록에서 4방향으로 이웃하는 블록과의 방향차를 계산하여 그 합이 큰 순서로 추출하는 것을 특징으로 하는 위치이동, 회전에 무관한 지문인식방법.Extraction of the feature points used in the movement distance calculation in step (c) is performed by calculating the direction difference with neighboring blocks in four directions from each block of the direction image, and extracting the sums in the order of increasing sum. Fingerprint recognition method irrespective of. 제 1 항에 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 1 or 3, 단계(c)의 이동거리의 계산은 입력특징점에 대한 등록특징점의 방향차가 회전에 대한 임계치를 만족하는 점들에 대하여만 위치 이동거리를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치이동, 회전에 무관한 지문인식방법.The calculation of the movement distance of step (c) further includes the step of measuring the position movement distance only at the points where the direction difference of the registered feature point with respect to the input feature point satisfies the threshold for rotation. Unrelated fingerprint recognition method. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 단계(c)의 이동거리의 계산은 특징점의 방향차가 회전에 대한 임계치를 만족하는 점들에 대하여만 위치 이동거리를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치이동, 회전에 무관한 지문인식방법.The calculation of the movement distance of step (c) further includes the step of measuring the position movement distance only at the points where the direction difference of the feature points satisfies the threshold for rotation. Fingerprint recognition method independent of position movement and rotation . 입력 또는 등록용 지문영상으로부터 지문융선의 방향정보 및 위치정보를 취득하는 방향정보 추출부와;A direction information extraction unit for obtaining direction information and location information of the fingerprint ridge from an input or registration fingerprint image; 지문융선의 특징점을 추출하는 특징점 추출부와;A feature point extraction unit for extracting feature points of the fingerprint ridge; 상기 추출된 지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 데이터베이스에 등록 저장하는 데이터베이스 저장부와;A database storage unit for registering and storing the extracted direction information and location information of the feature points of the fingerprint ridge in a database; 상기 입력지문융선 및 등록지문융선의 특징점의 방향정보 및 위치정보를 이용하여 데이터베이스에 저장된 등록 특징점의 위치로부터 입력 특징점의 이동거리를 계산하는 이동거리 계산부와;A moving distance calculator for calculating a moving distance of the input feature point from the position of the registered feature point stored in the database by using the direction information and the position information of the feature of the input fingerprint ridge and the registration fingerprint ridge; 상기 계산된 이동거리를 이용하여 입력지문에 대하여 등록지문과 겹치는 영역 외의 특징점을 제거하는 공통영역외특징점 제거부와;A non-common area feature point removal unit for removing a feature point other than an area overlapping a registered fingerprint with respect to an input fingerprint using the calculated moving distance; 등록지문 특징점과 입력지문 특징점의 위치정보와 방향정보를 이용하여 등록지문과 입력지문의 유사도를 결정하는 유사도결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치이동, 회전에 무관한 지문인식장치.A fingerprint recognition device irrelevant to position movement and rotation, comprising: a similarity determining unit for determining similarity between a registered fingerprint and an input fingerprint using location information and direction information of a registered fingerprint feature point and an input fingerprint feature point. 제 1항 내지 제 6항중의 어느 한 방법을 컴퓨터로 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of any one of claims 1 to 6.
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