KR20040025568A

KR20040025568A - 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초한 재구성화상 데이터의 생성

Info

Publication number: KR20040025568A
Application number: KR1020030062489A
Authority: KR
Inventors: 가와베시게루
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2004-03-24
Also published as: TWI287205B; US7263212B2; CN1495673A; JP2004110438A; TW200412548A; CN1255767C; US20040052407A1; HK1063868A1

Abstract

왜곡이 없는 정확한 화상 데이터를 생성할 수 있는 화상 처리 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 화상 처리 장치는, 화상 입력부와, 화상 처리부와, 기억부를 구비한다. 화상 처리부에 의해 판독된 슬라이스 데이터는 기억부에 기억된다. 화상 처리부는 기억부에 기억된 슬라이스 데이터의 유의성을 판정한다. 그러면, 화상 처리부는 유의성이 있는 것으로 검출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하고, 이 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 슬라이스 데이터가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성한다. 생성된 재구성 화상 데이터는 기억부에 기억된다.

Description

슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초한 재구성 화상 데이터의 생성{GENERATION OF RECONSTRUCTED IMAGE DATA BASED ON MOVED DISTANCE AND TILT OF SLICE DATA}

본 발명은, 화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 프로그램에 관한 것이다.

최근 정보 처리 기기의 보급에 따라, 비밀 유지성이 높은 정보를 소형 정보 단말기에 저장하여 지니고 다니는 것이 더욱 보편화되었다. 이러한 비밀 유지성을 확보하기 위한 인증 기술로서, 정보 단말기 사용자의 생체 특성을 이용하는 기술은사용자의 "사칭"(impersonating)을 방지할 수 있는 최적의 방법 중의 하나이다. 생체 인증 기술 중에서도, 특히 지문 인증은 소형화가 용이하고, 장치 비용도 비교적 낮고, 사람마다 지문이 다르고 평생 변하지 않는다는 점에서 매우 유망시되고 있다.

일반적으로, 지문을 판독하는 장치로는, 2차원 센서인 평면형 센서(도 1a 참조)가 많이 이용되고 있다. 그러나, 최근의 정보 단말기의 소형화에 따라, 1차원 센서인 라인 센서(도 1b 참조)가 크게 주목받고 있다.

라인 센서는, 소형화와 저가격화의 목적으로 개발된 장치이다. 라인 센서의 예로서 지문 판독용 센서는, 이것에 손가락을 문지르는 동작(이하, 이 동작을 스위프(sweeping)라 함)에 의해, 연속적으로 취득된 다수의 부분 화상(슬라이스) 데이터로부터 지문 등의 화상 데이터를 생성하는 장치이다.

종래의 지문 판독용으로 제안된 라인 센서로는, 프레임 입력부, 최적 위치 계산부, 템플릿 화상 기억부, 화상 합성부, 부분 합성 화상 기억부, 대조 특징 추출부, 템플릿 대조 특징 기억부 및 지문 특징 대조부를 구비한 지문 식별 장치가 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2002-42136호 공보 참조). 프레임 입력부로부터 입력된 일련의 부분 화상으로부터 전체 화상을 재구성함에 있어서, 최적 위치 계산부에서는 부분 화상을 템플릿 화상 기억부에 기억된 사용자의 지문 화상(템플릿 화상)과 대조하여 가장 유사도가 높은 위치를 결정하고, 화상 합성부에서는 상기한 부분 화상을 부분 합성 화상 기억부에 기억되어 있는 부분 합성 화상과 결합한다. 상기한 처리를 각각의 부분 화상에 대하여 반복하여 합성 화상을 생성한다.그러면, 대조 특징 추출부에서는 합성 화상으로부터 특징을 추출하고, 지문 특징 대조부에서는 이 추출된 특징을 템플릿 대조 특징 기억부 내의 템플릿 화상의 특징과 대조한다. 상기한 지문 식별 장치에 따르면, 작은 크기의 센서와 손가락의 상대 운동에 의해 얻어지는 지문의 부분 화상군을 이용하여, 빠르고 정확하게 사용자를 확인할 수 있다.

그러나, 종래의 라인 센서를 이용하여 지문 화상을 생성하는 경우, 여러 원인에 의해 사용자의 스위프 방식은 가지각색이 되기 쉽다. 예를 들면, 사용자의 스위프 방향이 라인 센서에서 상정하고 있는 손가락의 스위프 방향과 반대로 되거나(도 2a 참조), 라인 센서의 실장 방법이나, 손가락 관절의 움직임에 따른 손가락의 스위프 방향이 곡선을 이루게 되는 경우(도 2b 참조)도 있다. 이와 같이, 라인 센서에서 상정하고 있는 바와 같이 손가락이 스위프하지 않게 되면, 라인 센서에서 정확한 지문 화상을 취득하는 것은 곤란하다.

상기한 과제는, 지문 판독용 센서에 한하지 않고, 스캐너용 센서 등 다른 라인 센서에서도 생길 수 있다.

따라서, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 왜곡이 없는 정확한 화상 데이터를 생성할 수 있는 화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1a 및 도 1b는 각각 평면형 센서 및 라인 센서를 설명하기 위한 도면.

도 2a 및 도 2b는 종래의 라인 센서의 과제를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치를 나타내는 블록도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도 5a 내지 도 5d는 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 6은 재구성 화상 에리어의 위치 좌표(절대 좌표)를 설명하기 위한 도면.

도 7은 재구성 화상 에리어에의 슬라이스 데이터의 맵핑을 도시한 도면.

도 8a 내지 도 8d는 지문 화상의 분할 회전 및 시프트에 대하여 설명하기 위한 도면.

도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명 및 종래 기술에 의해 생성된 지문 화상예를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명의 제5 실시예를 설명하기 위한 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 라인 센서(화상 입력부)

2 : 화상 처리부

3 : 기억부

4 : 제1 슬라이스 버퍼

5 : 제2 슬라이스 버퍼

6 : 재구성 화상 데이터 기억부

7 : 데이터 캡쳐부

8 : 유의성 검출부

9 : 이동량 및 기울기 산출부

10 : 재구성 화상 데이터 생성부

11a, 11b : 이동량 검출 윈도우

12 : 프로그램

본 발명의 화상 처리 장치는, 슬라이스 데이터를 판독하기 위한 화상 입력수단과, 상기 화상 입력 수단에 의해 판독된 슬라이스 데이터를 입력받아 재구성 화상 데이터로 처리하는 화상 처리 수단과, 상기 데이터를 기억하는 기억 수단을 구비한다. 상기 기억 수단은, 상기 화상 처리 수단에 입력된 슬라이스 데이터를 기억하는 슬라이스 데이터 기억 수단과, 상기 화상 처리 수단에 의해 생성된 재구성 화상 데이터를 기억하는 재구성 화상 데이터 기억 수단을 구비한다. 상기 화상 처리 수단은, 상기 슬라이스 데이터 기억 수단에 기억된 슬라이스 데이터의 유의성을 판정하는 유의성 검출 수단과, 상기 유의성 검출 수단에 의해 유의성이 있는 것으로 검출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하는 이동량 및 기울기 산출 수단과, 상기 이동량 및 기울기 산출 수단에 의해 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 상기 슬라이스 데이터가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성하는 재구성 화상 데이터 생성 수단을 구비한다.

본 발명에 따르면, 화상 입력부에서 받아들인 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하고, 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 슬라이스 데이터가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성한다. 따라서, 대상물의 방향을 검출하여, 정방향 또는 역방향 어느 쪽의 스위프로부터라도 화상 데이터를 재구성할 수 있다. 또한, 슬라이스 데이터의 복수의 개소에서 전 슬라이스와의 이동 차분을 검출하여, 평행 이동과 회전 이동의 양방이 조합된 스위프(곡선 스위프)에도 추종하여 화상 데이터를 재구성할 수 있다. 따라서, 왜곡의 거의 없는 화상 데이터를 취득할 수 있다. 그 결과, 예를들면 소형 정보 기기의 애플리케이션에 사용되어, 사용자가 그 기기를 한쪽 손으로 파지하면서 지문을 캡쳐할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 화상 처리 장치는 그 실장 범위가 매우 넓으며, 이용 가치가 높고, 용도도 넓다. 또한, 이동량 검출을 위한 전용의 하드웨어 기구가 불필요하다. 그 결과, 장치의 구성이 간단하며, 부품수를 저감할 수 있기 때문에, 제조 시간의 단축 및 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

상기 화상 처리 수단은, 상기 유의성 검출 수단에 의해 슬라이스 데이터가 유의성이 있는 것으로 검출되면 상기 슬라이스 데이터의 처리를 개시하고, 유의성이 없는 것으로 검출되면 상기 슬라이스 데이터의 처리를 종료한다.

상기 이동량 및 기울기 산출 수단은, 각 슬라이스 데이터에 대하여 설치된 복수의 이동량 검출 윈도우의 상대 위치를 구함으로써, 슬라이스 데이터 전체의 이동량 및 기울기를 산출한다.

상기 재구성 화상 데이터 생성 수단은, 상기 슬라이스 데이터의 각각의 화소를, 그 화소가 맵핑되는 상기 재구성 화상 에리어의 최대 4개의 화소에 대하여 점유 면적비의 조각으로 분할하고, 상기 분할된 조각을 상기 재구성 화상 에리어의 각 화소에 배분하여, 상기 재구성 화상 데이터를 생성한다.

상기 화상 입력부는, 지문 판독용 센서, 핸드 스캐너용 센서 또는 라인 센서를 구비한다.

<실시예>

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

(제1 실시예)

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치는, 라인 센서(화상 입력부)(1)와, 라인 센서(1)에 의해 판독된 슬라이스 데이터를 입력받고, 입력된 슬라이스 데이터를 처리하는 화상 처리부(2)와, 기억부(3)를 구비한다.

라인 센서(1)는, 동시에 수 라인분의 화상 데이터를 캡쳐할 수 있는 일차원의 스캐너 센서를 구비한다. 라인 센서(1)는 화상 데이터를 취득할 대상물에 적합한 특성이나 형상을 구비하고 있다. 라인 센서의 종류는 광학식, 감열식, 감압식, 전하 용량식(CM0S 식) 등 어느 방식이라도 좋다. 지문 화상을 재구성하기 위해서 연속하는 슬라이스 사이에 최저 수 라인분의 중첩 라인을 커버하기에 충분한 수의 화소를 구비해야 하며, 라인 센서(1)에서의 스위프 동작에 반응하기에 충분한 동작 속도를 구비해야 한다. 또한, 라인 센서(1) 대신에 종래의 평면형 센서를 이용할 수도 있다. 이하, 라인 센서(1)를 지문 화상 데이터의 판독용으로 이용하고 있는 화상 처리 장치에 대하여 설명하지만, 화상 처리 장치의 용도는 지문 화상의 경우에만 국한되는 것은 아니다.

기억부(3)는, RAM을 구비하며, 화상 처리부(2)에 입력된 슬라이스 데이터를 기억하는 제1 및 제2 슬라이스 버퍼(4, 5)(슬라이스 데이터 기억부)와, 화상 처리부(2)에 의해 처리된 재구성 화상 데이터를 기억하는 재구성 화상 데이터 기억부(6)를 갖는다.

화상 처리부(2)는, 화상 데이터를 처리하는 프로세서를 구비한다. 화상 처리부(2)는 라인 센서(1)에 의해 판독된 슬라이스 데이터를 제1 슬라이스 버퍼(4) 및 제2 슬라이스 버퍼(5)에 입력하는 데이터 캡쳐부(7)와, 제1 슬라이스 버퍼(4) 및 제2 슬라이스 버퍼(5)에 기억된 슬라이스 데이터의 유의성(여기서는 지문의 유무)을 판정하는 유의성 검출부(8)와, 이 유의성 검출부(8)에 의해 유의성이 있는 것으로 검출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하는 이동량 및 기울기 산출부(9)와, 이동량 및 기울기 산출부(9)에 의해 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 슬라이스 데이터가 맵핑될 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성하는 재구성 화상 데이터 생성부(10)를 구비한다.

도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

우선, 단계 S1에서, 지문 화상의 캡쳐가 개시되면, 단계 S2에서, 데이터 캡쳐부(7)가 라인 센서(1)로부터 슬라이스 데이터를 판독하여 제1 슬라이스 버퍼(4)에 저장한다.

다음으로, 단계 S3에서, 유의성 검출부(8)가 제1 슬라이스 버퍼(4)에 저장된 슬라이스 데이터의 유의성을 판정한다. 판정 결과, 그 슬라이스 데이터가 유의성이 없으면, 단계 S2로 복귀하여, 라인 센서(1)로부터 슬라이스 데이터를 판독하는 처리를 진행한다.

단계 S3에서, 그 슬라이스 데이터가 유의성이 있는 것으로 판정되면, 라인 센서(1)에서의 손가락의 스위프 동작이 시작된 것으로 판단한다. 다음으로, 단계S4에서, 유의성 검출부(8)가 제1 슬라이스 버퍼(4)의 슬라이스 데이터를 재구성 화상 에리어의 개시 위치에 저장한다.

데이터의 유의성 체크는 라인 센서(1)에 손가락을 접촉하면 라인 센서(1)로부터 판독된 슬라이스 데이터가 이전의 슬라이스 데이터와 비교하여 플러스 또는 마이너스로 크게 변화하는 것을 이용한다. 슬라이스 데이터가 변화하는 방식은 사용하는 라인 센서(1)의 특성에 의존하기 때문에, 사용하는 라인 센서(1)의 종류에 따라 검출 수단을 수정할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 손가락이 일정 수 이상의 화소와 접촉하는 경우에, 그 슬라이스 데이터는 유의성이 있다고 판정한다.

실제로, 라인 센서(1)는 온도 센서 또는 정전 용량 센서가 이용된다. 따라서, 라인 센서(1)로부터 온도의 차분 또는 정전 용량의 변화가 화소(픽셀)당 16 또는 256 계조의 데이터가 출력된다. 유의성 검출부(8)는 라인 센서(1)로부터 출력된 데이터를 일정한 시간 간격으로 취득하여, 동일한 픽셀 위치의 출력 데이터가 시간 t와 t+1에서 크게 변화하는 경우에는, 라인 센서(1) 상의 대상물, 즉 손가락이 움직인 것으로 판단한다.

다음으로, 단계 S105에서, 데이터 캡쳐부(7)는 라인 센서(1)로부터 다음의 슬라이스 데이터를 판독하여 제2 슬라이스 버퍼(5)에 저장한다. 단계 S106에서, 유의성 검출부(8)가 제2 슬라이스 버퍼(5)의 유의성을 체크한다. 그 슬라이스 데이터가 유의성이 없으면, 스위프가 종료된 것으로 판단하고, 단계 S113에서 지문 화상의 취득을 종료한다.

단계 S106에서, 그 슬라이스 데이터가 유의성이 있는 것으로 검출되면, 단계S107에서, 이동량 및 기울기 산출부(9)는, 제1 슬라이스 버퍼(4) 및 제2 슬라이스 버퍼(5)에 기억된 슬라이스 데이터를 비교하여, 그 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출한다.

도 5a 내지 도 5d는, 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하는 프로세스를 설명하기 위한 도면이다. 도 5a에 도시한 바와 같이, 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기의 산출은, 각각의 슬라이스 데이터에 대하여 제공되는 2개의 이동량 검출 윈도우(11a, 11b)를 이용하여 수행된다. 구체적으로, 한쪽의 윈도우를 고정하고, 다른 쪽의 윈도우를 종횡으로 움직여 거의 동일한 데이터 패턴을 갖는 윈도우를 찾아냄으로써 실현된다. 2개의 윈도우의 상대 위치차가 0 일 때 슬라이스 데이터의 이동량은 O 이다.

이 2개의 윈도우의 상대 위치는 역스위프 방향(마이너스)으로부터 정스위프 방향(플러스)으로, 또한 좌우 방향으로도 변화할 수 있다. 손가락의 스위프 속도는 급격히 변하지 않기 때문에, 이전의 이동량에 기초하여 상대 위치의 산출 에리어를 점차 좁혀 들어간다. 마이너스 방향을 서포트하기 때문에, 손가락이 센서를 역방향으로 스위프하거나 왕복 스위프하더라도 정확하게 화상을 재구성할 수 있다. 또한, 센서를 스위프하는 도중에 손가락을 정지(이동량 O)하더라도, 정확하게 화상을 재구성할 수 있다.

2개의 윈도우(11a, 11b)의 상대 위치가 구해지면, 그 상대 위치로부터 이동량(dx, dy)과 기울기(dθ)가 산출된다(도 5b 참조). 구체적으로는, 개개의 윈도우마다 산출된 (dx, dy)에 기초하여, 슬라이스의 좌측 상단의 좌표(이전의 슬라이스에 대한 상대 좌표)가 산출한다. 윈도우가 2개 있는 경우, 개개의 윈도우(11a, 11b)에 대한 이동량의 차분이 각각 (dx1, dy1), (dx2, dy2)로 제시된다(도 5c 참조). dx1 및 dx2는, 센서의 구조상 거의 동일한 값이므로, 그 평균을 다음과 같이 대표값으로 정한다.

dx=(dx1+dx2)/2 ···식(1)

또한, dy1과 dy2의 차분은 슬라이스 사이의 기울기를 정하는 파라미터가 되기 때문에, 좌측 단부와 개개의 윈도우 사이의 거리의 비를 이용하여 좌측 상단의 dy 및 dθ을 구한다. 구체적으로, 도 5d에 도시한 바와 같이, dy1과 dy 사이의 거리를 a, dy2와 dy 사이의 거리를 b로 하면,

(dy1-dy)/a=(dy2-dy)/b 이 되므로,

dy= a×dy2/(a-b)-b×dy1/(a-b)

dy= R1×dy1-dy2 ···식(2)

이 된다. 여기서, R1은 윈도우의 위치에 따라 결정되는 고유의 값으로서, 그 값은 a 및 b의 비에 따라 변한다.

또한, tandθ=(dy2-dy1)/(b-a) 이 되므로,

dθ= atan((dy2-dy1)×R2) ···식(3)

이 된다. 여기서, R2는 윈도우의 위치에 따라 결정되는 고유의 값으로서, 그 값은 a 및 b의 비에 따라 변한다.

단계 S108에서, 재구성 화상 데이터 생성부(10)는, 이전에 재구성 화상 에리어에 기억된 슬라이스의 위치와, 이동량 및 기울기 산출부(9)에 의해 검출된 이동량 및 기울기로부터, 다음에 데이터를 저장할 재구성 화상 에리어의 위치 좌표(절대 좌표)를 산출하여, 재구성 화상 에리어에 제2 슬라이스 버퍼(5)의 슬라이스를 저장(맵핑)한다.

이 때, 절대 좌표는 dx, dy, dθ를 이용하여 하기의 식에 의해 계산된다(도 6 참조).

x=Σ(dx×cosθ-dy×sinθ) ···식(4)

y=Σ(dx×sinθ+dy×cosθ) ···식(5)

θ=Σdθ ···식(6)

상기 식은, 실 좌표를 계산하기 위한 식으로, 슬라이스 데이터를 취득할 때마다 계산한 상대 좌표를 누적함으로써, 스위프의 개시 시점에서의 상대 좌표(스위프 개시 시를 O 으로 하였을 때의 절대 좌표)를 구하고 있다. 슬라이스 데이터를 n개 취득한 시점의 x, y, θ는, 각각 i 번째 슬라이스로부터 n 번째 슬라이스까지의 슬라이스로부터 유도된 dx, dy, dθ의 총합이 된다. 또한, dx(i), dy(i), dθ(i)를 식(4)∼식(6)으로 구한 i 번째의 슬라이스 데이터와 i+1 번째의 슬라이스 데이터 사이의 이동량 및 기울기로 하면, 하기의 수식을 만족시키게 된다.

이와 같이 하여 산출된 좌표 (x, y) 및 각도 θ를 이용하여, 슬라이스 데이터를 재구성 화상 데이터에 투영(맵핑)한다.

여기서 이동량이 화소의 길이로 나누어 떨어지지 않은 값이거나 각도 dθ가 O 이외의 값인 경우에는, 저장할 슬라이스가 재구성 화상 에리어 상의 화소와 일대일로 대응하지 않게 된다. 즉, 슬라이스의 1 화소는, 맵핑시에 최대 4개의 재구성 화상 에리어의 화소에 배분하여 맵핑된다(도 7 참조).

만약 여기서 단순하게 화소 피치에 맞추어서 좌표를 결정해 가면, 경계 부분의 연속성이 없어지고 양호한 지문 화상을 재구성할 수 없게 된다. 이것을 해결하기 위해서, 단계 S109에서, 재구성 화상 데이터 생성부(10)는, 슬라이스의 각 화소를, 화소가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 최대 4개의 화소에 대하여 그 점유 면적비의 조각으로 분할하고, 분할된 조각을 재구성 화상 에리어의 각 화소에 배분하여 저장하는 스무딩 처리를 행한다. 구체적으로는, 슬라이스 데이터 상의 좌표 (sx, sy)의 화소와, 우측, 하측 및 우측 하방의 3개의 화소에 대한 맵핑 좌표와 맵핑값을 산출한다.

i 번째의 슬라이스의 좌측 상단의 좌표를 x(i), y(i)로 하면, 그 좌표를 기점으로 슬라이스 데이터는 θ(i)의 기울기를 가지고 있기 때문에, 슬라이스 데이터에 대한 픽셀의 맵핑 좌표는, 하기와 같이 표현된다.

(x+sx×cosθ-sy×sinθ, y+sx×sinθ+sy×cosθ)···식(10)

또한, 맵핑값은 하기와 같이 표현된다.

difx×dify×s(sx, sy)+

difx×(1-dify)×s(sx, sy+1)+

(1-difx)×dify×s(sx+1, sy)+

(1-difx)×(1-dify)×s(sx+1, sy+1) ···식(11)

여기서, (x, y)는 이전에 산출된 슬라이스의 절대 좌표이며, difx 및 dify는 절대 좌표와 슬라이스 좌표 사이의 차분(0∼1의 값)이며, s(x, y)는 슬라이스 상의 화소의 값이다.

실제로는, 1 픽셀은 좌표값으로 환산하면, 예를 들면 64배의 크기를 갖게되는 특징이 있다(즉, 어떤 픽셀이 (0,0)의 좌표에 있으면, 그 우측 이웃 픽셀의 좌표는 (64, 0)이 된다). 이와 같이 픽셀보다 미세(정밀)한 정밀도로 좌표를 정함으로써, 중간 위치나 기울기를 처리할 수 있게 된다. 식(11)은 이 좌표값을 실제의 픽셀 단위로 맵핑하기 위한 식이다.

슬라이스 데이터 상의 인접하는 4개의 픽셀(S(sx, sy)∼S(sx+1, sy+1)의 영역에 둘러싸인 맵핑 후의 픽셀은 상기한 4개의 픽셀 데이터의 점유 면적비에 의해 산출된다. 점유 면적은 식(11)의 변수 difx 및 dify에 의해 표현된다.

이동 후의 슬라이스는 재구성 화상 데이터 기억부(6)의 재구성 화상 에리어에 저장된다.

그러면, 단계 S110에서, 재구성 화상 데이터 산출부(10)가 이동 후의 슬라이스를 재구성 화상 에리어에 저장할 수 있는지의 여부를 판단한다. 이동 후의 슬라이스를 재구성 화상 에리어에 저장할 수 있는 경우에는, 단계 S111에서, 제2 슬라이스 버퍼(5)의 슬라이스를 제1 슬라이스 버퍼(4)에 이동시킨 다음, 다음의 슬라이스를 판독한다. 재구성 화상 에리어가 가득차 더 이상 슬라이스 데이터를 저장할 수 없는 경우에는, 단계 S113에서, 다음의 슬라이스를 판독하지 않고, 지문 화상의 취득을 종료한다.

또한, 제2 슬라이스 버퍼(5)의 슬라이스를 제1 슬라이스 버퍼(4)에 이동시키지 않고, 2개의 버퍼를 교대로 사용함으로써 전술한 것과 마찬가지의 처리를 실현하도록 구성할 수도 있다.

또한, 재구성 화상 에리어의 좌표는, 회전하도록(wraparound) 되어 있으므로 순환식으로 되어 있다. 구체적으로는, 새로운 슬라이스의 절대 좌표가 재구성 화상 에리어의 단부에서 오버플로우되는 경우에는, 재구성 화상 에리어의 반대측 단부에 저장되어, 슬라이스 데이터가 소실되는 경우는 없게 된다. 그러나, 이렇게 저장된 슬라이스 데이터는 하나의 연속한 지문 화상을 구성하지 않기 때문에, 지문 화상의 취득이 종료된 후에, 단계 S112에서, 재구성 화상 에리어에서의 지문 화상의 실제(true) 개시점을 구하여(도 8a 참조), 이 개시점을 중심으로 화상을 상하 분할하여(도 8b 참조), 각각 180도 회전시키고(도 8c 참조), 좌우로 시프트함으로써(도 8d 참조), 올바른 지문 화상을 얻는다.

또한, 생성되는 화상을 위해 충분한 작업 영역을 확보할 수 있는 경우에는, 작업 영역의 중심을 좌표 (0,0)으로 설정함으로써, 상기한 단계 S112의 처리를 생략할 수도 있다.

이와 같이 하여 재구성된 지문 화상을 도 9a에 도시한다. 비교예로서, 회전에 대응할 수 없는 종래의 방식으로 스위프 화상을 취득한 화상을 도 9b에 나타내고 있다. 도 9a 및 도 9b에서는, 손가락을 의도적으로 반시계 방향으로 회전시키면서 화상을 생성하였다. 도 9a에서는 거의 왜곡이 없는 지문 화상이 취득되었음을 알 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 라인 센서(1)로부터 취득한 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하고, 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 슬라이스 데이터가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성하고 있다. 따라서, 스위프의 방향을 검출하여, 스위프 방향이 정방향 또는 역방향인지에 무관하게 화상 데이터를 재구성할 수 있다. 또한, 슬라이스 데이터를 그 이전의 슬라이스 데이터와의 이동량의 차분을 슬라이스 데이터의 복수 지점에서 검출함으로써, 평행(translation) 이동과 회전 이동의 양방이 조합된 스위프(곡선 스위프)에도 추종하여 화상 데이터를 재구성할 수 있다. 이와 같이, 라인 센서(1)에 대하여 손가락의 움직임이 구부러지거나 비틀리거나 또는 역방향으로 스위프하는 경우라도, 본 실시예에서는 라인 센서(1)에서의 손가락의 스위프가 정상적인 경우에 생성되게 되는 지문 화상과 동등한 지문 화상을 재구성하는 것이 가능하다. 따라서, 종래 지문 화상이 왜곡되어 취득될 것으로 생각되는 개소에 본 실시예의 화상 처리 장치를 실장함으로써, 평면 센서나 다른 실장 장소에서 취득한 지문 화상과 동등한 지문 화상을 취득할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 소형 정보 기기의 애플리케이션에 사용되어, 사용자가 그 기기를 한쪽 손으로 파지하면서 지문을 캡쳐하도록 할 수도 있다. 따라서, 본 실시예의 화상 처리 장치는 그 실장 범위가 매우 넓으며, 이용 가치가 높고, 용도도 넓다.

(제2 실시예)

제1 실시예의 화상 처리 장치에서는, 2개의 슬라이스 버퍼가 설치되어 있다. 그러나, 1회의 스위프에 필요한 정도의 충분한 용량을 구비한 단일의 슬라이스 버퍼로 대응할 수도 있다.

이러한 단일 슬라이스 버퍼를 구비한 화상 처리 장치는 큰 버퍼 영역을 필요로 하지만, 반대로 라인 센서(1)가 저속이거나, 프로세서의 처리 능력이 불충분한 경우에는 효과가 있다. 단일 슬라이스 버퍼의 경우에는, 연속하여 슬라이스를 읽어 들인 다음, 화상 재구성 처리를 일괄해서 행할 수 있기 때문에, 제1 실시예에 비해 슬라이스의 중첩이 많아지게 된다. 슬라이스의 중첩이 많을수록 재구성 화상 데이터는 양호하게 된다.

(제3 실시예)

제1 실시예의 화상 처리 장치에서는 2개의 이동량 검출 윈도우가 설치되어 있다. 그러나, 이것을 3개 이상으로 늘리는 것도 가능하다. 3개 이상의 이동량 검출 윈도우를 구비하게 되면, 손가락이 센서 면적의 대략 절반 정도의 에리어만을 접촉하도록 스위프한 경우에도 정확하게 화상을 생성할 수 있다.

이동량 검출 윈도우가 N개 있는 경우에는, 이동량과 기울기의 검출을 상승시키기 위하여 윈도우를 늘리기 때문에, 개개의 윈도우의 정확성을 체크한 후에 최적의 포인트로부터 이동량을 검출한다. 구체적으로는, 개개의 윈도우의 dx 값을 비교하여, 다른 것들과 현저히 다른 데이터는 배제하고 그 평균값을 구한다. 그런 다음, 나머지 윈도우들에서 dy와 dθ를 구한다. 예를 들면, 3개의 윈도우가 남은경우에는 식(2) 및 식(3)에 기초하여 3개의 dy와 dθ가 산출되며, 4개의 윈도우가 남은 경우에는 식(2) 및 식(3)에 기초하여 6개의 dy와 dθ가 산출된다. 따라서, 이들의 평균을 dx, dy, dθ로 한다. 식(2) 및 식(3)의 R1, R2는 윈도우의 위치에 의존하기 때문에 윈도우마다 변화하게 된다.

(제4 실시예)

스위프의 방향을 인식함으로써, 손가락이 라인 센서를 스위프하기 시작한 방향과 반대 방향으로 스위프하고 있을 때에는 화상의 재구성을 수행하지 않도록 할 수 있다. 이 방법을 이용하면, 라인 센서(1)가 방향성 라인 센서(정방향과 역방향에서 특성이 다른 화상을 출력하는 센서)인 경우에도 정확하게 화상을 생성할 수 있다. 이 경우, 손가락이 역방향으로 스위프하고 있을 때에는, 좌표 변환만을 행하고, 저장 에리어에 데이터를 맵핑하지 않는다.

(제5 실시예)

도 10은, 본 발명의 제5 실시예에 따른 화상 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 제5 실시예에서는, 제1∼제4 실시예에서 설명된 화상 처리부(2)의 동작을 컴퓨터(4)로 실행시키기 위한 화상 처리 프로그램(12)이 기억 매체(5)에 저장되어 있으며, 기억 매체(4)에 저장된 화상 처리 프로그램은 컴퓨터(4)의 CPU에 의해 판독된다. 기억 매체(5)의 예로는 FD 등의 자기 디스크, CD-ROM 등의 광 디스크, 반도체 메모리 등과 같은 기록 매체를 들 수 있다. 또한, 화상 처리 프로그램을 기억 매체(5)에 저장하지 않고, 통신 네트워크를 통해 다운로드되도록 할 수도 있다.

본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허 청구 범위에 기재된기술적 사항의 범위 내에서, 여러가지의 변경이 가능하다.

예를 들면, 본 발명은 연속하는 슬라이스 화상으로부터 원래의 화상을 생성하는 알고리즘에 관한 것으로, 동일한 구성에 의해 화상 재구성의 목적으로 하는 임의의 용도에 응용될 수 있다. 예를 들면, 핸드 스캐너 등에 응용 가능하다. 기존의 핸드 스캐너는 이미지 센서의 주위에 이동 속도 검출을 위한 기구, 즉 롤러나 센서가 구비되어 있다. 본 발명에서는 이러한 기구를 생략할 수도 있다. 그 결과, 장치의 구성이 간단하고, 부품수를 저감할 수 있기 때문에, 제조 시간의 단축 및 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 알고리즘을 이용하면 대상이 곡선 경로를 따라 스캔되더라도 생성되는 화상은 왜곡되지 않는다.

또한, 이동량 검출부만을 사용하면, 본 발명에 따른 화상 처리 장치를 스크롤 기능, 커서 이동 기능, 마우스 대체 기능을 갖는 포인팅 디바이스로서 사용할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 화상 처리 장치를 지문 입력 장치와 스크롤 기능을 전환하여 사용하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에서는 기울기 검출이 가능하기 때문에, 검출된 기울기를 적분함으로써 회전을 검출할 수 있다. 구동부를 갖지 않고 기울기나 회전량을 입력할 수 있는 장치는 예를 들면 다이얼이나 볼륨의 대체로서 여러가지 애플리케이션에 사용될 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 특정 용어를 사용하여 설명하였지만, 이러한 설명은 예시를 위한 것일 뿐이며, 하기의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사항의 범위 내에서, 여러가지의 변경이 가능한 것으로 이해되어야 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 화상 입력부에서 받아들인 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하여, 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 슬라이스 데이터가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성하기 때문에, 대상물의 방향을 검출하여, 정방향 또는 역방향 어느 쪽의 스위프로부터라도 화상 데이터를 재구성할 수 있다. 또한, 슬라이스 데이터의 복수의 개소에서 이전의 슬라이스와의 이동 차분을 검출하여, 평행 이동과 회전 이동의 양방이 조합된 스위프(곡선 스위프)에도 추종하여 화상 데이터를 재구성할 수 있다.

Claims

슬라이스 데이터를 판독하기 위한 화상 입력 수단과, 상기 화상 입력 수단에 의해 판독된 슬라이스 데이터를 입력받아 재구성 화상 데이터로 처리하는 화상 처리 수단과, 상기 데이터를 기억하는 기억 수단을 갖는 화상 처리 장치에 있어서,

상기 기억 수단은, 상기 화상 처리 수단에 입력된 슬라이스 데이터를 기억하는 슬라이스 데이터 기억 수단과, 상기 화상 처리 수단에 의해 생성된 재구성 화상 데이터를 기억하는 재구성 화상 데이터 기억 수단을 구비하며,

상기 화상 처리 수단은, 상기 슬라이스 데이터 기억 수단에 기억된 슬라이스 데이터의 유의성을 판정하는 유의성 검출 수단과, 상기 유의성 검출 수단에 의해 유의성이 있는 것으로 검출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하는 이동량 및 기울기 산출 수단과, 상기 이동량 및 기울기 산출 수단에 의해 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 상기 슬라이스 데이터가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성하는 재구성 화상 데이터 생성 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 화상 처리 수단은, 상기 유의성 검출 수단에 의해 슬라이스 데이터가 유의성이 있는 것으로 검출되면 상기 슬라이스 데이터의 처리를 개시하고, 유의성이 없는 것으로 검출되면 상기 슬라이스 데이터의 처리를 종료하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 이동량 및 기울기 산출 수단은, 각 슬라이스 데이터에 대하여 설치된 복수의 이동량 검출 윈도우의 상대 위치를 구함으로써, 슬라이스 데이터 전체의 이동량 및 기울기를 산출하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 재구성 화상 데이터 생성 수단은, 상기 슬라이스 데이터의 각각의 화소를, 그 화소가 맵핑되는 상기 재구성 화상 에리어의 최대 4개의 화소에 대하여 점유 면적비의 조각으로 분할하고, 상기 분할된 조각을 상기 재구성 화상 에리어의 각 화소에 배분하여, 상기 재구성 화상 데이터를 생성하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 화상 입력 수단은 지문 판독용 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 화상 입력 수단은 핸드 스캐너용 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 화상 입력 수단은 라인 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
화상을 처리하는 방법에 있어서,

화상 입력 수단에 의해 판독된 슬라이스 데이터를 기억하는 단계와,

상기 기억된 슬라이스 데이터의 유의성을 검출하는 단계와,

유의성이 있는 것으로 검출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하는 단계와,

상기 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 상기 슬라이스 데이터가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성하는 단계와,

생성된 재구성 화상 데이터를 기억하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
컴퓨터가 화상을 처리하도록 하는 프로그램에 있어서,

화상 입력 수단에 의해 판독된 슬라이스 데이터를 기억하는 제1 명령 세트와,

상기 기억된 슬라이스 데이터의 유의성을 검출하는 제2 명령 세트와,

유의성이 있는 것으로 검출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기를 산출하는 제3 명령 세트와,

상기 산출된 슬라이스 데이터의 이동량 및 기울기에 기초하여, 상기 슬라이스 데이터가 맵핑되는 재구성 화상 에리어의 위치 좌표를 산출하여, 재구성 화상 데이터를 생성하는 제4 명령 세트와,

생성된 재구성 화상 데이터를 기억하는 제5 명령 세트

를 포함하는 명령을 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.