KR20040006703A - Iris recognition system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3차원 홍채 패턴을 이용한 홍채의 인식, 등록, 위조 홍채의 검출(fake eye detection)을 수행할 수 있도록 한 홍채 인식 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an iris recognition system capable of performing recognition, registration, and fake eye detection of an iris using a three-dimensional iris pattern.
알려진 바와 같이 보안이나 방범, 신분 인증을 위한 시스템으로 기존의 접촉식 혹은 비접촉식 카드 시스템에서 더 나아가 사람의 지문을 인식하거나, 또는 홍채인식을 통해서 신분을 인증하고 특정 장소의 출입이나 특정 정보에의 접근 등을 허용하거나 거부하는 시스템이 보급되어 왔다.As is known, it is a system for security, crime prevention, and identity authentication. It goes beyond the existing contact or contactless card system to recognize human fingerprints, or to authenticate identity through iris recognition and access to specific places or access to specific information. Systems to allow or deny such have been prevalent.
이 중에서 홍채인식 시스템은 지문인식에 비해서 인식률이 높고, 보다 정확한 인식이 가능하다는 장점이 있다. 홍채 인식 시스템은 비디오 카메라로 촬영한 홍채 영상에서 홍채의 특징적인 패턴을 이미지 처리 기술을 이용해서 데이터화한 후, 사전에 등록되어 있는 홍채 데이터와 대조하여 개인을 인증하는 시스템이다.Among them, the iris recognition system has a high recognition rate and more accurate recognition than the fingerprint recognition. The iris recognition system is a system that authenticates an individual by comparing a characteristic pattern of an iris with an image processing technology in an iris image captured by a video camera and comparing it with previously registered iris data.
도1은 일반적인 홍채 인식 시스템의 구성을 나타낸 도면으로서, 도1을 참조하여 홍채 인식 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a general iris recognition system. Referring to FIG. 1, the operation of the iris recognition system is as follows.
사용자가 홍채 인식 시스템에 접근하면, 거리 측정 센서(109)가 사용자와의 거리를 측정하고, 이렇게 구한 거리 측정값을 드라이버(107)를 통해 제어장치(105)가 받아들여서 상기 거리 측정값이 동작 범위 안에 있는가를 판단한다.When the user approaches the iris recognition system, the distance measuring sensor 109 measures the distance to the user, and the controller 105 receives the distance measurement value obtained through the driver 107 to operate the distance measurement value. Determine if you are in range.
사용자가 동작 범위 안에 있는 경우에 드라이버(107)로 제어신호를 보내서 홍채 이미지를 추출할 준비를 하도록 한다. 드라이버(107)는 외부 지시기(108)에 액티브 신호를 보내서 사용자에게 시스템이 동작함을 알리고, 이에 따라 사용자가 광학 윈도우(101)를 통하여 카메라(103)의 광축에 눈을 위치시키면, 콜드 미러(102)가 가시광선은 차단하고 적외선을 통과시킨다. 그리고 홍채가 위치해야 할 부분을 표시해 주어 사용자가 카메라(103)의 광축에 눈이 위치하는지의 여부를 확인할 수 있도록 해준다.If the user is within the operating range, the control signal is sent to the driver 107 to prepare to extract the iris image. The driver 107 sends an active signal to the external indicator 108 to inform the user that the system is operating. Accordingly, when the user places the eye on the optical axis of the camera 103 through the optical window 101, the cold mirror ( 102 blocks visible light and passes infrared light. And it displays the part where the iris should be located so that the user can check whether the eye is located on the optical axis of the camera 103.
그리고, 제어장치(105)가 거리 측정 센서(109)와 사용자 사이의 거리 측정값을 받아들이고, 이 거리 측정값을 이용해서 카메라(103)의 줌 및 포커스 값을 산출하여 줌인/줌아웃 및 포커싱 제어를 수행한다. 이후에 제어장치(105)는 거리 측정값에 따라 드라이버(107)를 통해 조명장치(106)의 세기를 조절한 후, 카메라(103)를 통해 홍채 이미지를 촬영하도록 하며, 촬영된 홍채 이미지는 프레임 그레버(104)에서 홍채 이미지 분석에 맞게 신호처리되고, 처리된 홍채 이미지 정보를 가지고 제어장치(105)에서 홍채 인식을 수행하여 사용자의 인증 여부를 결정하게 되는 것이다.Then, the control unit 105 receives the distance measurement value between the distance sensor 109 and the user, and calculates the zoom and focus values of the camera 103 using the distance measurement value to perform zoom in / zoom out and focusing control. Perform. Thereafter, the controller 105 adjusts the intensity of the lighting device 106 through the driver 107 according to the distance measurement value, and then photographs the iris image through the camera 103, and the photographed iris image is a frame. The grabber 104 processes the signal according to the iris image analysis, and performs the iris recognition on the controller 105 with the processed iris image information to determine whether the user is authenticated.
이와 같은 홍채 인식 시스템에서는 얼마나 빠른 시간 안에, 얼마나 정확하게 홍채 인식을 해내는가의 여부가 그 성능을 좌우하게 된다.In such an iris recognition system, the performance depends on how fast and how accurately iris recognition is performed.
지금까지의 홍채 인식 기술은 2차원 홍채 패턴을 이용해서 홍채를 인식, 등록 및 위조 홍채의 검출 등을 수행하는 기법이다. 즉, 카메라 등과 같은 영상 취득수단을 이용해서 홍채 이미지를 구하였는데, 이 때 구해지는 홍채 이미지는 1장의 영상을 추출된 2차원 홍채 이미지로, 2차원 홍채 이미지만을 이용해서 인식을 하고 있다.Until now, the iris recognition technology is a technique for performing iris recognition, registration and detection of fake iris using a two-dimensional iris pattern. That is, the iris image is obtained by using an image acquisition means such as a camera. The iris image obtained at this time is a two-dimensional iris image from which one image is extracted, and is recognized using only the two-dimensional iris image.
그러나 이와 같이 2차원 홍채 이미지를 이용해서 홍채의 인식을 수행하는 경우에는 오직 2차원적인 홍채 패턴만을 인식을 위한 특징정보로 활용하게 되므로 정교하게 구성된 그림이나 사진 등과 같은 2차원 홍채 이미지의 진위를 가려내기 어렵고, 진위 판정 등을 위한 보다 정교하고 복잡한 프로세스를 거쳐야 하는 등의 문제점이 있었다. 특히, 사람의 눈은 동공, 홍채, 눈썹, 동공 및 홍채의 경계가 3차원 구조를 가지는데 비하여 이와 같은 3차원적인 홍채 구조의 특징을 충분하게 반영하지 못하였고, 이로 인하여 홍채의 인식/등록 및 위조 홍채 이미지 검출의 신뢰성이나 정확성 저하의 문제점이 초래되었다.However, in the case of performing the recognition of the iris using the two-dimensional iris image, only the two-dimensional iris pattern is used as the characteristic information for the recognition, so that the authenticity of the two-dimensional iris image such as a finely constructed picture or photograph is masked. There are problems such as difficulty in making a payment and going through a more sophisticated and complicated process for authenticity determination. In particular, the human eye does not sufficiently reflect the characteristics of the three-dimensional iris structure, whereas the boundary of the pupil, iris, eyebrow, pupil, and iris has a three-dimensional structure. The problem of deterioration in reliability and accuracy of forgery iris image detection has been brought about.
본 발명은 3차원 홍채 패턴을 이용해서 홍채 인식/등록 및 위조 홍채의 검출을 수행할 수 있도록 한 홍채 인식 시스템을 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an iris recognition system capable of performing iris recognition / registration and detection of counterfeit iris using a three-dimensional iris pattern.
또한 본 발명은 3차원 홍채 패턴으로서 홍채 이미지의 차영상을 이용해서 홍채의 인식/등록 및 위조 홍채의 검출을 수행할 수 있도록 한 홍채 인식 시스템을 제공함을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide an iris recognition system capable of performing recognition / registration of an iris and detection of a fake iris using a difference image of an iris image as a three-dimensional iris pattern.
또한 본 발명은 3차원 홍채 패턴으로서, 시간상으로 인접한 시점에서 촬영한 복수개의 홍채 이미지의 차를 구하고, 그 차영상을 이용해서 홍채의 인식/등록 및 위조 홍채의 검출을 수행할 수 있도록 한 홍채 인식 시스템을 제공함을 목적으로 한다.In addition, the present invention is a three-dimensional iris pattern, the iris recognition to obtain a difference of a plurality of iris images taken from adjacent time points in time, and to perform the recognition / registration of the iris and the detection of fake iris using the difference image The purpose is to provide a system.
또한 본 발명은 복수개의 조명수단을 번갈아 조사하면서 홍채 이미지를 취득하여 홍채의 3차원 패턴을 구하고, 이 3차원 홍채 패턴을 이용해서 홍채의 인식/등록 및 위조 홍채의 검출을 수행할 수 있도록 한 홍채 인식 시스템을 제공함을 목적으로 한다.In addition, the present invention obtains an iris image by alternately irradiating a plurality of lighting means to obtain a three-dimensional pattern of the iris, using the three-dimensional iris pattern to perform the recognition / registration of the iris and the detection of the fake iris The purpose is to provide a recognition system.
또한 본 발명은 서로 다른 파장의 조명수단을 조사하면서 홍채 이미지를 취득하여 홍채의 3차원 패턴을 구하고, 이 3차원 홍채 패턴을 이용해서 홍채의 인식/등록 및 위조 홍채의 검출을 수행할 수 있도록 한 홍채 인식 시스템을 제공함을 목적으로 한다.In addition, the present invention obtains a three-dimensional pattern of the iris by acquiring an iris image while irradiating lighting means of different wavelengths, and using the three-dimensional iris pattern to perform recognition / registration of the iris and detection of counterfeit iris An object is to provide an iris recognition system.
도1은 일반적인 홍채 인식기 블록도1 is a block diagram of a typical iris recognizer
도2는 본 발명 홍채 인식기의 블록도Figure 2 is a block diagram of the iris recognizer of the present invention
도3은 본 발명 홍채 인식 방법의 플로우차트Figure 3 is a flow chart of the iris recognition method of the present invention
도4는 본 발명 제1실시예에 따른 홍채 인식기의 개념도4 is a conceptual diagram of an iris recognizer according to a first embodiment of the present invention;
도5는 본 발명 제1실시예에 따른 홍채 인식 방법의 플로우차트5 is a flowchart of an iris recognition method according to the first embodiment of the present invention.
도6은 본 발명 제1실시예에 따른 홍채 인식방법에서 안경 미착용자의 경우를 설명하기 위한 홍채 이미지의 예를 나타낸 도면6 is a view showing an example of an iris image for explaining the case of the non-wearing glasses in the iris recognition method according to the first embodiment of the present invention
도7은 본 발명 제1실시예에 따른 홍채 인식방법에서 안경 착용자의 경우를 설명하기 위한 홍채 이미지의 예를 나타낸 도면7 is a view showing an example of an iris image for explaining the case of the eyeglass wearer in the iris recognition method according to the first embodiment of the present invention
도8은 본 발명 제2실시예에 따른 홍채 인식 방법의 플로우차트8 is a flowchart of an iris recognition method according to a second embodiment of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 홍채 시스템은, 홍채 이미지를 취득하기 위한 카메라, 홍채 이미지 취득 시 조명을 위한 조명수단, 상기 카메라 및 조명수단을 제어하여 홍채 이미지를 취득하고 취득된 홍채 이미지를 3차원 홍채 패턴으로 신호처리 하기 위한 이미지 처리수단, 상기 이미지 처리수단에서 처리된 3차원 홍채 이미지를 입력으로 하여 3차원 홍채 패턴의 특징정보를 기반으로 홍채의 인식/등록 및 위조 홍채 검출을 수행하는 인식 및 제어수단, 상기 홍채의 인식/등록을 위한 3차원 홍채 패턴의 특징정보 데이터 베이스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The iris system of the present invention for achieving the above object, the camera for acquiring the iris image, the luminaire for the illumination when the iris image acquisition, the camera and the luminaire to control the iris image to obtain the iris image 3 Image processing means for signal processing with a dimensional iris pattern, recognition of performing iris recognition / registration and forgery iris detection based on the characteristic information of the 3D iris pattern by inputting the 3D iris image processed by the image processing means And a control means and a feature information database of a three-dimensional iris pattern for recognition / registration of the iris.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 홍채 인식 시스템은, 홍채 이미지를 구하기 위한 카메라와, 상기 카메라에 의한 홍채 이미지 촬영을 위하여 조명을 수행하는 제1조명수단 및 제2조명수단과, 상기 제1조명수단 및 제2조명수단을 소정의 시차를 두고 구동시켜 각각의 시점에서 홍채 이미지를 취득하는 구동수단과, 상기 구동수단에 의해서 취득한 홍채 이미지들의 시차에 따른 위치 보정 및 글로벌 조명 변화 보정을 수행하는 보정수단과, 상기 보정된 홍채 이미지들의 차영상을 구하고 이를 3차원 홍채 패턴으로 하여 홍채의 인식/등록, 위조 홍채 검출을 수행하는 인식수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the iris recognition system of the present invention for achieving the above object, the camera for obtaining the iris image, the first and second lighting means for performing illumination for capturing the iris image by the camera, and the first Driving means for acquiring an iris image at each time point by driving the lighting means and the second lighting means with a predetermined time difference, and performing position correction and global illumination change correction according to the time difference of the iris images acquired by the driving means. Recognizing means for obtaining a difference image of the corrected iris images and using this as a three-dimensional iris pattern to perform recognition / registration of an iris and forgery iris detection; Characterized in that comprises a.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 홍채 인식 시스템은, 홍채 이미지를 취득하는 단계, 상기 취득한 홍채 이미지의 3차원 홍채 패턴을 구하는 단계,상기 3차원 홍채 패턴을 이용해서 홍채 특징정보의 등록/인식 및 위조 홍채의 검출을 수행하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the iris recognition system of the present invention for achieving the above object, obtaining an iris image, obtaining a three-dimensional iris pattern of the acquired iris image, registration / recognition of the iris feature information using the three-dimensional iris pattern And performing detection of a counterfeit iris; Characterized in that comprises a.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 홍채 인식 시스템의 구성과 그 동작을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and operation of the iris recognition system of the present invention.
도2는 본 발명에 따른 홍채 인식기의 블록도로서, 홍채 이미지를 취득하기 위한 카메라(201), 홍채 이미지 취득 시 조명을 위한 조명수단(202), 상기 카메라 및 조명수단을 제어하여 홍채 이미지를 취득하고 취득된 홍채 이미지를 3차원 홍채 패턴으로 신호처리 하기 위한 이미지 처리수단(203), 상기 이미지 처리수단에서 처리된 3차원 홍채 이미지를 입력으로 하여 3차원 홍채 패턴의 특징정보를 기반으로 홍채의 인식/등록 및 위조 홍채 검출을 수행하는 인식 및 제어수단(204), 상기 홍채의 인식/등록을 위한 3차원 홍채 패턴의 특징정보 데이터 베이스(205)를 포함하여 구성되고 있다.Figure 2 is a block diagram of an iris recognizer according to the present invention, the camera 201 for acquiring an iris image, the luminaire 202 for illumination at the time of acquiring the iris image, the camera and the lighting means to control the camera to acquire the iris image Image processing means 203 for signal processing the acquired iris image into a three-dimensional iris pattern, and recognition of the iris based on the characteristic information of the three-dimensional iris pattern by inputting the three-dimensional iris image processed by the image processing means. And recognition and control means 204 for performing registration / falsification iris detection, and a feature information database 205 of a three-dimensional iris pattern for recognition / registration of the iris.
여기서 조명수단(202)은 같은 파장의 빛을 출력하는 복수개의 조명수단이거나, 서로 다른 파장의 빛을 출력하는 복수개의 조명수단일 수 있으며, 각각의 조명수단이 서로 다른 위치에서 같은 파장의 빛이나 서로 다른 파장의 빛으로 번갈아 가며 조명을 수행하거나, 같은 위치에서 서로 다른 파장의 빛으로 번갈아 가며 조명을 수행할 수 있다. 그리고, 이미지 처리수단(203)은 카메라와 조명수단의 구동제어를 수행할 수 있으며, 인식 및 제어수단(204)이 카메라와 조명수단의 구동제어를 수행하는 실시예도 가능하다.Here, the lighting means 202 may be a plurality of lighting means for outputting light of the same wavelength, or a plurality of lighting means for outputting light of different wavelengths, each of the lighting means is a light of the same wavelength at different locations Lighting can be performed alternately with light of different wavelengths, or alternatively with different wavelengths of light at the same location. The image processing means 203 may perform driving control of the camera and the lighting means, and an embodiment in which the recognition and control means 204 performs the driving control of the camera and the lighting means is also possible.
도3은 본 발명에 따른 홍채 인식 방법의 플로우차트로서, 조명수단제어단계(S31), 홍채 이미지 취득단계(S32), 홍채 이미지 신호처리 단계(S33), 3차원 홍채 패턴 취득단계(S34), 홍채 인식/등록 및 위조 홍채 검출/판정 단계(S35)로 이루어 지고 있다.Figure 3 is a flowchart of the iris recognition method according to the present invention, the lighting means control step (S31), iris image acquisition step (S32), iris image signal processing step (S33), three-dimensional iris pattern acquisition step (S34), Iris recognition / registration and fake iris detection / determination step (S35) is made.
상기 도2 및 도3을 참조하여 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the iris recognition system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 as follows.
조명수단 제어단계(S31) 및 홍채 이미지 취득단계(S32)에서 이미지 처리수단(203)은 조명수단(202)과 카메라(201)를 제어하여 소정의 조명 조사와 함께 홍채 이미지를 취득한다. 홍채 이미지 신호처리 단계(S33)에서 이미지 처리수단(203)은 상기 촬영된 홍채 이미지를 디지털 신호처리하고, 홍채를 포함하는 이미지 정보를 인식 및 제어수단(204)에 공급한다.In the luminaire control step S31 and the iris image acquisition step S32, the image processing means 203 controls the luminaire 202 and the camera 201 to acquire an iris image with a predetermined illumination. In the iris image signal processing step S33, the image processing means 203 digitally processes the photographed iris image, and supplies image information including the iris to the recognition and control means 204.
3차원 홍채 패턴 취득단계(S34)에서 인식 및 제어수단(204)은 상기 취득 및 신호처리된 홍채 이미지로부터 3차원의 홍채 패턴을 취득하고, 최종 단계(S35)로 상기 취득한 3차원 홍채 패턴을 데이터 베이스(205)를 기반으로 하여 인식, 등록, 위조 홍채의 검출과 판정 등의 작업을 수행한다.In the three-dimensional iris pattern acquisition step S34, the recognition and control means 204 acquires a three-dimensional iris pattern from the acquired and signal-processed iris image, and in step S35, the acquired three-dimensional iris pattern data. Based on the base 205, operations such as recognition, registration, and detection and determination of fake irises are performed.
[실시예1]Example 1
도4는 본 발명 제1 실시예에 따른 홍채 인식기의 개념을 보여주고 있다. 도4에 나타낸 바와 같이 3차원 홍채 인식을 위하여 카메라 양쪽에 2개의 인식용 조명장치(R1,R2)를 설치하였다. 인식용 조명장치(R1,R2)는 예를 들면 제1 조명장치(R1)가 먼저 조사되어 제1의 홍채 이미지를 취득하게 하고, 다음 순번으로 제2 조명장치(R2)를 조사하여 제2의 홍채 이미지를 취득하게 하고, 상기 제1 홍채 이미지와제2 홍채 이미지의 차영상을 구하여 이 차영상을 3차원 홍채 이미지로 인식하는 방법을 사용할 수 있다. 또는 제1 조명장치(R1)와 제2 조명장치(R2)를 서로 다른 파장의 광소자를 사용해서 조사함으로써, 제1 조명장치(R1)에 의한 제1 파장의 조명에 의해서 제1의 홍채 이미지를 구하고, 제2 조명장치(R2)에 의한 제2 파장의 조명에 의해서 제2의 홍채 이미지를 구하여, 서로 다른 파장의 조명에 의해 취득한 두개의 홍채 이미지를 이용해서 3차원 홍채 이미지를 인식할 수도 있다. 여기서, 서로 다른 파장은 예를 들면 제1의 조명장치(R1)로는 단파장 조명, 제2의 조명장치(R2)로는 장파장 조명을 사용하는 방법을 적용할 수 있다. 이와 같이 단파장과 장파장의 조명을 각각 번갈아 조사하고 각각 조사된 조명에 의해서 취득한 홍채 이미지를 3차원 홍채 이미지로 구하는 것이다.4 shows the concept of an iris recognizer according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, two recognition lighting devices R1 and R2 are installed on both sides of the camera for three-dimensional iris recognition. The recognition lighting devices R1 and R2 are first irradiated with the first lighting device R1 to acquire the first iris image, and then irradiated with the second lighting device R2 in the next order. A method of acquiring an iris image, obtaining a difference image of the first iris image and a second iris image, and recognizing the difference image as a three-dimensional iris image may be used. Alternatively, by irradiating the first illuminator R1 and the second illuminator R2 with optical elements having different wavelengths, the first iris image is illuminated by illumination of the first wavelength by the first illuminator R1. The second iris image may be obtained by illumination of the second wavelength by the second illumination device R2, and the three-dimensional iris image may be recognized by using two iris images acquired by illumination of different wavelengths. . Here, the different wavelengths may be applied to, for example, short wavelength illumination as the first illumination device R1 and long wavelength illumination as the second illumination device R2. As described above, the illumination of the short wavelength and the long wavelength are alternately irradiated, and the iris image obtained by the irradiated illumination is obtained as a three-dimensional iris image.
또는 같은 위치의 1개의 조명장치를 이용해서 소정의 시차를 두고 번갈아 가면서 장파장과 단파장의 광을 조사하여 3차원 홍채 이미지를 구하는 방법도 가능하다.Alternatively, a method of obtaining a three-dimensional iris image by irradiating long and short wavelengths of light alternately with a predetermined parallax using one lighting device at the same position is possible.
도5는 본 발명 제1 실시예에 따른 홍채 인식 방법의 플로우차트로서, 첫번째 단계(S51)는 제1 조명장치(R1)를 온(ON)시키고 카메라를 이용해서 제1 홍채 이미지를 취득하여 이를 이미지 신호 처리하는 단계이다.5 is a flowchart of an iris recognition method according to a first embodiment of the present invention, in which the first step S51 is to turn on the first lighting device R1 and acquire a first iris image using a camera. Image signal processing.
두번째 단계(S52)는 제2 조명장치(R2)를 온시키고 카메라를 이용해서 제2 홍채 이미지를 취득하여 이를 이미지 신호 처리하는 단계이다.The second step S52 is to turn on the second lighting device R2, acquire a second iris image using a camera, and process the image signal.
세번째 단계(S53)는 X-Y 움직임 보정 및 양쪽 조명에 의한 글로벌(Global) 조명 변화를 보정하는 단계이고, 네번째 단계(S54)는 보정된 제1 홍채 이미지와제2 홍채 이미지를 이용해서 3차원 홍채 패턴 즉, 차영상을 취득하는 단계이다.The third step S53 is a step of correcting the XY motion correction and the global illumination change caused by both illuminations, and the fourth step S54 is a three-dimensional iris pattern using the corrected first iris image and the second iris image. That is, the step of acquiring the difference image.
다섯번째 단계(S55)는 상기 취득한 3차원 홍채 이미지를 이용해서 홍채의 인식, 등록, 위조 홍채의 검출과 판정을 수행하는 단계로서, 이 단계는 홍채 이미지의 신규 DB등록이나, 기존에 등록된 홍채 이미지 데이터 베이스의 홍채 이미지(3차원 이미지)와 상기 취득한 3차원 홍채 이미지를 서로 비교해서 홍채를 인식하는 과정이며, 또한 상기 취득한 3차원 홍채 이미지와 데이터 베이스를 비교한 결과에 따라서 위조 홍채를 검출 및 판정하는 과정이다.The fifth step (S55) is to perform the recognition, registration, and detection and determination of the fake iris using the acquired three-dimensional iris image, this step is to register a new DB of the iris image, or an existing registered iris It is a process of recognizing the iris by comparing the iris image (three-dimensional image) of the image database with the acquired three-dimensional iris image, and detecting and forgery iris according to the result of comparing the acquired three-dimensional iris image with the database. It is the process of judgment.
도6은 본 발명 제1실시예에 따른 홍채 인식방법에서 안경 미착용자의 경우를 설명하기 위한 홍채 이미지의 예를 나타낸 도면이며, 도7은 본 발명 제1실시예에 따른 홍채 인식방법에서 안경 착용자의 경우를 설명하기 위한 홍채 이미지의 예를 나타낸 도면으로서, 앞서 기술한 바와 같이 제1 조명장치(R1)와 제2 조명장치(R2)를 예를 들면 인터레이스 방식으로 이미지 취득 시 기수필드(odd field)에서 제1 조명장치(R1)를, 우수필드(even field)에서는 제2 조명장치(R2)를 온시키는 방법으로 각 조명장치를 온시켜서 잡은 두 영상으로부터 차영상을 취함으로써 단순 촬영된 홍채 이미지와는 또 다른 차원(3차원)의 홍채 영상을 구할 수 있게 되고, 이 3차원 홍채 이미지가 홍채 텍스쳐(Texture) 패턴 및 눈썹 그리고 동공과 홍채 경계 등이 모두 존재하는, 홍채인식과 등록에 사용할 만큼 충분하고 좋은 정보를 포함하고 있음을 보여주고 있다.6 is a view showing an example of an iris image for explaining the case of the non-wearing glasses in the iris recognition method according to the first embodiment of the present invention, Figure 7 is a view of the glasses wearer in the iris recognition method according to the first embodiment of the present invention An example of an iris image for explaining the case, as described above, when the first lighting device R1 and the second lighting device R2 are acquired by an interlaced image, for example, an odd field. In the first illumination device (R1) and even in the field (even field), the second illumination device (R2) is turned on by taking the difference image from the two images captured by turning on each lighting device and the simple iris image Obtains another dimension (three-dimensional) of the iris image, and this three-dimensional iris image is used for iris recognition and registration, where both the iris texture pattern and eyebrows, and the pupil and iris boundaries are present. Demonstrates that it contains enough information and good enough to use.
즉, 홍채 패턴 및 눈썹 그리고 동공과 홍채의 경계 등은 각각 3차원 구조를 가지므로 제1 조명장치(R1)와 제2 조명장치(R2)에 대해서 생기는 그림자의 방향도틀려지기 때문에 차영상에서도 동공/홍채의 추출 및 등록/인식에 사용할만한 패턴이 존재하게 되는 것이다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 특성을 이용하기 위하여, 제1 조명장치(R1)를 온시켜서 구한 영상(도6의 a 또는 도7의 a)과 제2 조명장치(R2)를 온시켜서 구한 영상(도6의 b 또는 도7의 b)들과 이 영상들로부터 구해진 차영상(도6의 c 또는 도7의 c)을 이용해서 홍채의 인식과 등록 등의 처리를 수행하는 것이다. 여기서, 차영상은 단순한 이미지 차영상 뿐만 아니라 그래디언트(Gradient) 차영상 등 다양한 영상 처리 기법들을 사용하여 구할 수 있다.That is, since the iris pattern, the eyebrows, and the boundary between the pupil and the iris each have a three-dimensional structure, the direction of shadows generated for the first lighting device R1 and the second lighting device R2 is also distorted. There will be patterns available for extraction and registration / recognition of irises. Accordingly, in the present invention, in order to take advantage of these characteristics, an image obtained by turning on the first lighting device R1 (a in FIG. 6 or a in FIG. 7) and an image obtained by turning on the second lighting device R2 (FIG. By using b of FIG. 6 or b) of FIG. 7 and a difference image (c of FIG. 6 or c of FIG. 7) obtained from these images, processing such as recognition and registration of the iris is performed. Here, the difference image may be obtained using various image processing techniques such as a gradient difference image as well as a simple image difference image.
한편, 앞서 기술한 도5의 보정단계(S53) 즉, 도6 및 도7에서 X-Y 움직임 보정과 양쪽 조명(불)에 의한 글로벌 조명 변화 보정을 수행하는데, 도6의 a,b(또는 도7의 a,b)와 같이 시간적으로 차이가 나는 영상들 사이에는 시간 간격에 따라 홍채의 이동(짧은 시간이라고 하더라도 사람의 눈/홍채는 움직인다)이 있고 또 조명에 의한 홍채 주변의 밝기 차가 있기 때문에 이를 제거하는 보정을 수행하는 것이다. X-Y 움직임 보정방법은 제1 홍채 영상에 대하여 홍채 중심(또는 동공 중심)을 구하고, 제2 홍채 영상에 대하여 홍채 중심(또는 동공 중심)을 구한 다음, 상기 2개의 영상 사이의 기준 좌표 위치의 차이만큼 홍채 영상을 이동시켜서 서로 정합(일치)시키는 작업을 수행함으로써 보정이 가능하게 된다. 글로벌 조명 보정은 조명에 의한 홍채 주변의 밝기 차를 제거하는 기법으로, 예를 들어 안경 착용자의 경우 안경에 조명이 반사되어 과도하게 밝기 차가 나는 부분이 있을 수 있으므로, 이 부분을 안경에 의한 스팟(Spot)으로 간주하여 보정처리 한 후 홍채 인식 등에 사용하는 것이다.Meanwhile, the above-described correction step S53 of FIG. 5, that is, the XY motion correction and the global illumination change correction by both illuminations (Fire) are performed in FIGS. 6 and 7. Between images that differ in time such as a, b), there is a movement of the iris according to the time interval (the human eye / iris moves even if it is a short time) and there is a difference in brightness around the iris caused by lighting. It is to perform the correction to remove. In the XY motion correction method, an iris center (or pupil center) is obtained for a first iris image, an iris center (or pupil center) is obtained for a second iris image, and then a difference of reference coordinate positions between the two images is obtained. Correction can be performed by moving the iris image to perform a match (match) with each other. Global illumination correction is a technique that eliminates the difference in brightness around the iris caused by the lighting. For example, a spectacle wearer may have an excessive brightness difference due to the reflection of the light on the glasses. It is used as iris recognition after correction processing by considering it as spot).
상기한 바와 같이 움직임 및 조명 변화의 보정이 이루어진 상태에서 3차원 홍채 이미지를 구하게 되면 보다 정확한 홍채 및 눈썹, 그리고 홍채 및 홍채 경계의 3차원 패턴을 구할 수 있게 되는 것이며, 이와 같은 방법으로 구하는 홍채 이미지(실제 사람 눈의 3차원 패턴)는 그림이나 사진 등에 나타난 2차원 홍채 패턴과 확연히 구별될 수 있기 때문에 이를 바탕으로 하는 위조 홍채의 검출(상기 홍채 이미지의 차영상에서 홍채와 흰자위의 밝기의 차를 소정 임계치와 비교하여 사람 눈의 진위를 판정)도 높은 신뢰도를 갖고 수행할 수 있게 되는 것이다.As described above, when the three-dimensional iris image is obtained while the motion and light changes are corrected, the three-dimensional pattern of the iris and the eyebrows and the iris and the iris boundary can be obtained more precisely. Since the three-dimensional pattern of the actual human eye can be clearly distinguished from the two-dimensional iris pattern shown in a picture or a photograph, the detection of counterfeit iris based on this (the difference between the brightness of the iris and the white in the difference image of the iris image) Determination of the authenticity of the human eye compared to a predetermined threshold) can also be performed with high reliability.
[실시예 2]Example 2
도8은 본 발명 제2 실시예에 따른 홍채 인식 방법의 플로우차트로서, 1개의 조명장치를 이용해서 단파장과 장파장 조명을 번갈아 수행하던가, 또는 2개의 조명장치(단파장 조명장치, 장파장 조명장치)를 이용해서 조명을 번갈아 수행하여 3차원 홍채 이미지를 구하는 경우이다.8 is a flowchart of an iris recognition method according to a second embodiment of the present invention, in which short illumination and long wavelength illumination are alternately performed using one illumination device, or two illumination devices (short wavelength illumination device and long wavelength illumination device) are used. In this case, a three-dimensional iris image is obtained by alternately performing lighting.
첫번째 단계(S81)는 단파장 조명장치/수단을 온(ON)시키고 카메라를 이용해서 제1 홍채 이미지를 취득하여 이를 이미지 신호 처리하는 단계이다.The first step S81 is to turn on the short wavelength illuminator / means and acquire a first iris image using a camera and process the image signal.
두번째 단계(S82)는 장파장 조명장치/수단을 온시키고 카메라를 이용해서 제2 홍채 이미지를 취득하여 이를 이미지 신호 처리하는 단계이다.The second step S82 is to turn on the long wavelength illumination device / means, acquire a second iris image using a camera and process the image signal.
세번째 단계(S53)는 X-Y 움직임 보정 및 양쪽 조명에 의한 글로벌(Global) 조명 변화를 보정하는 단계이고, 네번째 단계(S54)는 보정된 제1 홍채 이미지와 제2 홍채 이미지를 이용해서 3차원 홍채 패턴 즉, 차영상을 취득하는 단계이다.The third step S53 is a step for correcting the XY motion correction and the global illumination change by both illuminations, and the fourth step S54 is a three-dimensional iris pattern using the corrected first and second iris images. That is, the step of acquiring the difference image.
다섯번째 단계(S55)는 상기 취득한 3차원 홍채 이미지를 이용해서 홍채의 인식, 등록, 위조 홍채의 검출과 판정을 수행하는 단계이다.The fifth step (S55) is a step of performing the recognition, registration, the detection and determination of the fake iris using the obtained three-dimensional iris image.
도8의 본 발명 제2 실시예에 따른 홍채 인식방법은 파장이 다른 조명을 이용해서 각각의 파장에 따라 달리 취득되는 홍채 이미지의 차영상을 3차원 홍채 이미지로 취득하여 인식하는 점에서만 상기 제1 실시예와 다르고, 그 나머지의 작용 효과는 동일하게 이루어진다.In the iris recognition method according to the second embodiment of the present invention of FIG. 8, the first image is obtained only by recognizing a difference image of an iris image acquired according to each wavelength as a three-dimensional iris image using illumination having a different wavelength. Different from the embodiment, the rest of the effect is the same.
즉, 파장이 서로 다른 조명에 의해서 취득한 홍채 이미지들에 대해서 앞서 기술한 바와 같이 X-Y 움직임 보정과 글로벌 조명 변화의 보정을 수행하여 더욱 정교하고 실제 사람 눈에 충실한 홍채 이미지를 취득하고, 이 보정된 홍채 이미지의 차영상을 3차원 홍채 패턴으로 취득하며, 취득된 홍채 이미지를 인식, 등록, 위조 홍채 검출 및 판정(상기 홍채 이미지의 차영상에서 홍채와 흰자위의 밝기의 차를 소정 임계치와 비교하여 사람 눈의 진위를 판정)에 사용하는 것이다.That is, as described above, the iris images acquired by the illumination having the different wavelengths are corrected by the XY motion correction and the global illumination change to obtain more sophisticated and faithful iris images to the real human eye. Acquires the difference image of the image in the three-dimensional iris pattern, and recognizes, registers, detects and judges the acquired iris image. (The difference between the brightness of the iris and the white in the difference image of the iris image is compared with a predetermined threshold. To determine the authenticity of the
본 발명은 실제 사람 눈의 단순한 촬영에 기반하는 홍채 이미지에서 벗어나서, 소정의 시차를 두고 촬영한 홍채 영상으로부터 구한 3차원 홍채 패턴을 이용하여 홍채의 인식, 등록, 위조 홍채의 검출 및 판정을 수행할 수 있기 때문에, 보다 더 정교하고 높은 신뢰도의 홍채 인식 시스템 제공이 가능하게 된다.The present invention uses a three-dimensional iris pattern obtained from an iris image taken at a predetermined parallax to deviate from an iris image based on simple photographing of a real human eye, and perform recognition, registration, and detection and determination of a fake iris. As a result, it becomes possible to provide a more sophisticated and highly reliable iris recognition system.
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