KR20040057210A - Apparatus and Method for Recognizing Hologram Fingerprint - Google Patents

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KR20040057210A KR1020020083818A KR20020083818A KR20040057210A KR 20040057210 A KR20040057210 A KR 20040057210A KR 1020020083818 A KR1020020083818 A KR 1020020083818A KR 20020083818 A KR20020083818 A KR 20020083818A KR 20040057210 A KR20040057210 A KR 20040057210A
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Abstract

PURPOSE: A device and a method for recognizing a holographic fingerprint are provided to discriminate the person by comparing the holographic fingerprint information played from a hologram card with the actual fingerprint information of the user through an optical mode. CONSTITUTION: The hologram card(140) records a fingerprint of a user as a hologram(142). A holographic fingerprint obtaining tool(114) obtains an image of the holographic fingerprint from a hologram on the hologram card. An actual fingerprint obtaining tool(126) obtains the image of the actual fingerprint from the user. A fingerprint recognizer(170) certifies the identity between the holographic fingerprint and the actual fingerprint when a calculated initial correlation value is larger than a reference initial correlation value, and the similarity between the first and the second spatial frequency value is large.

Description

홀로그램 지문 인식 장치 및 방법{Apparatus and Method for Recognizing Hologram Fingerprint}Apparatus and Method for Recognizing Hologram Fingerprint}

본 발명은 지문 인식 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홀로그램 카드에서 획득되는 홀로그램 지문 영상과 홀로그램 카드의 사용자의 실제 지문 영상을 광학적인 방식을 이용하여 비교함으로써 상호 동일성을 판단하는 지문 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint recognition device and method, and more particularly, a fingerprint recognition device for determining mutual identity by comparing a holographic fingerprint image obtained from a hologram card with an actual fingerprint image of a user of the hologram card by using an optical method. And to a method.

사회의 정보화가 발전함에 따라 금융 관련 사업 영역에서도 급속한 정보화가 이루어지고 있으며, 특히 대다수의 금융 결제가 개인 신용 카드로 이루어지고 있는 실정이다. 또한, 인터넷이 생활화되면서 모든 분야에 걸쳐 소비자의 욕구에 맞는 제품을 인터넷상에서 주문하고 결제하는 전자 금융 결제 시스템이 부각되고 있다.As the informatization of society develops, rapid informatization is taking place in the financial related business area, and most of the financial settlement is made by personal credit card. In addition, as the Internet becomes more popular, an electronic financial settlement system that orders and pays products on the Internet that meets consumer needs is emerging in all fields.

현재 통용되고 있는 개인 신용 카드 및 법인 신용 카드 등은 카드 판독기를 이용한 카드 결제 시스템을 통하여 결제가 이루어지고 있고, 더불어 정부에서는 신용 카드 사용을 촉진하기 위한 정책을 지속적으로 추진함과 함께 전자 상거래시의 전자 화폐 및 전자 카드 등과 같은 전자 지불 시스템의 도입을 확대할 계획이어서 오프라인(Off-Line)뿐만 아니라 온라인(On-Line)으로도 신용 카드를 이용한 거래가 급속히 증가하고 있다.Currently, personal credit cards and corporate credit cards are used for payment through a card payment system using a card reader. In addition, the government has continuously promoted policies to promote the use of credit cards. With the introduction of electronic payment systems such as electronic money and electronic cards, transactions using credit cards are rapidly increasing not only offline but also online.

이와 같이, 신용 카드의 사용이 급격히 증가함에 따라 카드의 분실로 인한 정신적, 금융적 손실이 개인 및 관련 금융 회사에 심각한 영향을 주고 있으며 카드의 위조 및 불법 복제로 인한 국가의 경제적 피해는 이미 상당한 수준에 이르고 있다. 카드 회사 입장에서는 신용 카드 서비스에 따른 위험 요소가 많아 현실적으로대응 방안을 마련하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있지만 기술적인 어려움에 직면하고 있으며 이에 따라 국내외에서도 이러한 문제를 해결하기 위한 방안을 연구 중에 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 개인 또는 법인이 신용카드를 사용할 때 분실 및 위·변조 그리고 불법 복제에 대한 위험 요소를 줄이는 방법이 최우선적으로 고려되어야 하며, 제도적인 해결책도 병행되어야 하겠지만, 무엇보다도 기술적인 해결책이 선결되어야 한다.As such, the rapid increase in the use of credit cards has severely affected both personal and related financial companies due to the loss of cards, and the economic damage to the country from counterfeiting and piracy of the cards is already significant. Is reaching. As a card company, there are many risk factors associated with credit card services, so many efforts have been made to prepare a countermeasure realistically, but faced with technical difficulties, and therefore, studies are being made to solve such problems at home and abroad. In order to solve this problem, a method of reducing the risk of loss, forgery, forgery, and illegal copying when an individual or a corporation uses a credit card should be considered as a top priority, and an institutional solution should be combined. The solution must be preempted.

이러한 기술적인 접근 방식에 있어 중요하게 고려할 사항은 개인이 신용 카드를 쉽게 사용할 수 있도록 기능 면에서 단순해야 하고, 안심하고 사용할 수 있도록 해야 하며, 신용 카드를 도난 및 분실한 경우에도 본인이 아닌 다른 사람은 사용할 수 없도록 신용 카드의 보안 기능을 구현하는 기술적 접근이 절실히 필요하다. 특히 개인이 신용 정보의 노출위험 없이 온라인 상에서도 안전하게 전자 지불 시스템을 사용하기 위해서는 정보 기술을 활용하여 문제를 해결할 수 있는 기술적인 방안이 필요하다고 할 수 있다.An important consideration in this technical approach is to make it easy for individuals to use their credit cards, to ensure that they can be used with peace of mind, and to protect themselves from theft or loss of credit cards. There is an urgent need for a technical approach to implementing the security features of credit cards so that they cannot be used. In particular, in order for individuals to use the electronic payment system securely online without the risk of exposing credit information, a technical solution that can solve the problem using information technology is needed.

현재, 일반적으로 통용되고 있는 신용 카드는 카드 판독기에 의해 마그네틱테이프에 기록되어 있는 개인 정보를 판독하고, 이를 사용자가 입력한 비밀 번호 등과 비교함으로써 사용자를 인식하고 있다.Currently, credit cards generally used recognize a user by reading personal information recorded on the magnetic tape by a card reader and comparing it with a password entered by the user.

신용 카드 상에서 카드의 주인인 사용자를 식별할 수 있는 것으로는 지문, 자필 서명, 도장 및 비밀 번호 등이 있다. 따라서 카드에 지문, 자필 서명, 도장 및 비밀 번호 등을 인쇄하여 통용할 경우 카드에 인쇄된 지문, 자필 서명, 도장 및 비밀 번호 등을 카드 판독기가 인식하고 사용자의 실제 지문, 자필 서명, 도장 및비밀 번호 등과 비교하여 사용자 본인을 확인하는 방법이 보편적으로 사용할 수 있는 기술이다. 특히, 최근에는 지문을 이용하여 사용자를 정확히 식별하고 이에 따라 보안성을 높인 지문 인식 카드 시스템에 관한 많은 연구가 진행되고 있으며 여러 종류의 제품이 선보이고 있다.Identifying the owner of a card on a credit card includes fingerprints, handwritten signatures, seals, and passwords. Therefore, if you print and use fingerprints, handwritten signatures, stamps, and passwords on your card, the card reader recognizes the fingerprints, handwritten signatures, stamps, and passwords printed on the card, and the user's actual fingerprints, handwritten signatures, stamps, and secrets. How to identify yourself compared to numbers is a commonly used technique. In particular, recently, many studies have been conducted on a fingerprint recognition card system that accurately identifies a user using a fingerprint and thus increases security, and various kinds of products have been introduced.

그러나, 이러한 종래의 지문 인식 방법에서의 문제점은 지문의 특징들을 나타내는 특징점들을 찾아내고 또한 지문 인식의 오류율을 줄이기 위하여 지문의 특징을 나타내는 데이터들을 가능하면 많이 데이터베이스화하여 저장할 필요가 있다.However, the problem with the conventional fingerprint recognition method is that in order to find the feature points representing the features of the fingerprint and to reduce the error rate of the fingerprint recognition, it is necessary to database and store as many data representing the features of the fingerprint as possible.

따라서, 이와 같은 많은 데이터들을 저장하기 위해서는 데이터 압축과 같은 부가적인 과정이 필요하고, 용량적 제한이 있는 다른 물리적인 저장 매체에 적용하는데 문제가 발생하게 된다.Therefore, in order to store such a large amount of data, an additional process such as data compression is required, and there is a problem in applying to other physical storage media having capacity limitations.

그러므로, 전술한 문제점을 해결하기 위해서 지문의 특징을 나타내는 지문 영상을 광학적인 상관관계를 이용하여 식별할 수 있는 지문 인식 시스템이 필요하다.Therefore, in order to solve the above problem, a fingerprint recognition system capable of identifying a fingerprint image representing a feature of a fingerprint by using optical correlation is needed.

그러므로, 본 발명의 목적은 사용자의 지문 정보가 홀로그램으로 기록된 홀로그램 카드로부터 재생된 홀로그램 지문 정보와 사용자의 실제 지문 정보를 광학적 방식으로 비교하여 동일인임을 식별하는 지문 인식 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a fingerprint recognition device and method for identifying that the user's fingerprint information is the same person by optically comparing the hologram fingerprint information reproduced from the hologram card recorded with the hologram with the user's actual fingerprint information in an optical manner. The purpose.

도 1은 본 발명에 따른 홀로그램 지문 인식 장치의 블록 구성도,1 is a block diagram of a holographic fingerprint recognition device according to the present invention,

도 2는 재생영상과 실제 지문 획득영상과의 비교를 통한 인증 알고리즘의 시스템 구성도,2 is a system configuration diagram of an authentication algorithm by comparing a playback image with an actual fingerprint acquisition image;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알고리즘 순서도,3 is a flowchart of an algorithm according to an embodiment of the present invention;

도 4는 절단된 영상에 대한 격자방법을 적용하기 위한 개념도이다.4 is a conceptual diagram for applying a grid method to a cropped image.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 프레임 102 : 카드 삽입 슬롯100: frame 102: card insertion slot

110 : 제1 광원 112 : 제1 결상 렌즈110: first light source 112: first imaging lens

114 : 제1 영상 센서 120 : 제2 광원114: first image sensor 120: second light source

122 : 프리즘 124 : 제2 결상 렌즈122: prism 124: second imaging lens

126 : 제2 영상 센서 150 : 제1 영상 처리부126: second image sensor 150: first image processor

160 : 제2 영상 처리부 170 : 지문 인식부160: second image processing unit 170: fingerprint recognition unit

310 : 분기점 320 : 단점310: branch point 320: disadvantage

330 : 중심점330 center point

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지문 인식 장치는, 사용자의 지문이홀로그램으로 기록된 홀로그램 카드; 상기 홀로그램 카드 상의 홀로그램으로부터 상기 홀로그램 지문의 영상을 취득하는 홀로그램 지문 취득 수단; 상기 사용자의 실제 지문의 영상을 취득하는 실제 지문 취득 수단; 상기 홀로그램 지문 취득 수단 및 상기 실제 지문 취득 수단에 의해 취득된 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상의 중심점을 찾고, 상기 중심점을 기준으로 지문의 주요 정보가 포함된 상기 홀로그램 지문의 제 1 중심 영상과 상기 실제 지문의 제 2 중심 영상에 대하여 비선형 결합 변환 상관 방식(Nonlinear Joint Transform Correlation: NJTC)을 적용하여 상관 첨두 값을 산출하고, 상기 제 1 중심 영상의 외곽을 둘러싸는 폐곡선 상의 지문 격자의 간격과 위치에 프라운호퍼의 회절을 적용하여 제 1 공간 주파수 분포를 생성하고, 상기 제 2 중심 영상의 외곽을 둘러싸는 폐곡선 상의 지문 격자의 간격과 위치에 프라운호퍼의 회절을 적용하여 제 2 공간 주파수 분포를 생성하고, 상기 산출된 상관 첨두 값이 기설정된 기준 상관 첨두 값 보다 큰 경우와, 상기 제 1 공간 주파수 값과 상기 제 2 공간 주파수 값의 유사도가 클 때 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 동일성을 인증하는 지문 인식부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Fingerprint recognition apparatus of the present invention for achieving the above object is a hologram card in which the fingerprint of the user is recorded as a hologram; Hologram fingerprint acquisition means for acquiring an image of the hologram fingerprint from the hologram on the hologram card; Actual fingerprint acquisition means for acquiring an image of the actual fingerprint of the user; A center point of the holographic fingerprint image acquired by the holographic fingerprint acquisition means and the actual fingerprint acquisition means and the image of the image of the actual fingerprint, and the first center of the holographic fingerprint including the main information of the fingerprint based on the center point A nonlinear Joint Transform Correlation (NJTC) is applied to an image and a second center image of the real fingerprint, and a correlation peak value is calculated, and the fingerprint grid on the closed curve surrounding the first center image is calculated. The first spatial frequency distribution is generated by applying diffraction of the Fraunhofer at the intervals and positions, and the second spatial frequency distribution is applied by diffraction of the Fraunhofer at the intervals and positions of the fingerprint grating on the closed curve surrounding the outside of the second central image. Generating the generated correlation peak value greater than a predetermined reference correlation peak value; It characterized in that it comprises a first group and the second spatial frequency value when a similarity degree of the spatial frequency is greater the hologram fingerprint and fingerprint to authenticate the identity of the real parts of the fingerprint.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 홀로그램 카드 상에 홀로그램으로 기록된 홀로그램 지문과 상기 홀로그램 카드의 사용자의 실제 지문의 상호 동일성을 판단하는 지문 인증 방법은, (a) 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상을 획득하는 단계; (b) 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상의 경사도를 이용하여 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상의중심점을 찾는 단계; (c) 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상을 상기 각각의 중심점을 기준으로 기설정 크기의 제 1 및 제 2 중심 블록 영상을 선택하는 단계; (d) 상기 제 1 중심 블록 영상과 상기 제 2 중심 블록 영상에 대해서 비선형 결합 변환 상관 방식(Nonlinear Joint Transform Correlation: NJTC)을 적용하여 상관 첨두 값을 산출하는 단계; (e) 상기 제 1 중심 블록 영상의 외곽을 둘러싸는 폐곡선 상의 지문 격자의 간격과 위치에 따른 제 1 주파수 성분을 추출하고, 상기 제 2 중심 블록 영상의 외곽을 둘러싸는 폐곡선 상의 지문 격자의 간격과 위치에 따른 제 2 주파수 성분을 추출하는 단계; 및 (f) 상기 단계 (d)에서 산출한 상관 첨두 값이 기설정된 기준 상관 첨두 값 보다 큰 경우와, 상기 단계 (e)에서 구한 상기 제 1 공간 주파수 값과 상기 제 2 공간 주파수 값의 유사도가 클 때 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 동일성을 인증하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, a fingerprint authentication method for determining the mutual identity of the hologram fingerprint recorded as a hologram on the hologram card and the actual fingerprint of the user of the hologram card, (a) the image of the hologram fingerprint Obtaining an image of the actual fingerprint; (b) finding a center point of the image of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint by using the gradient of the image of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint; (c) selecting first and second center block images of predetermined sizes based on the center points of the holographic fingerprint image and the actual fingerprint image; (d) calculating a correlation peak value by applying a nonlinear joint transform transformation (NJTC) to the first center block image and the second center block image; (e) extracting a first frequency component according to the distance and position of the fingerprint grid on the closed curve surrounding the outer edge of the first center block image, and the distance of the fingerprint grid on the closed curve surrounding the outer edge of the second central block image; Extracting a second frequency component according to a position; And (f) a case where the correlation peak value calculated in step (d) is larger than a predetermined reference correlation peak value, and the similarity between the first spatial frequency value and the second spatial frequency value obtained in step (e). Authenticating identity of the holographic fingerprint and the actual fingerprint when large.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail as follows.

도 1은 본 발명에 따른 지문 인식 시스템의 블록 구성도를 도시한다. 본 발명의 지문 인식 시스템은 프레임(100), 카드 삽입 슬롯(102), 제 1 광원(110), 제 1 결상 렌즈(112), 제 1 영상 센서(114), 제 2 광원(120), 프리즘(122), 제 2 결상 렌즈(124), 제 2 영상 센서(126), 제 1 영상 처리부(150), 제 2 영상 처리부(160) 및 지문 인식부(170)를 포함한다.1 is a block diagram of a fingerprint recognition system according to the present invention. The fingerprint recognition system of the present invention includes a frame 100, a card insertion slot 102, a first light source 110, a first imaging lens 112, a first image sensor 114, a second light source 120, and a prism. And 122, a second imaging lens 124, a second image sensor 126, a first image processor 150, a second image processor 160, and a fingerprint recognition unit 170.

카드 삽입 슬롯(102)은 통상의 카드 판독기에서와 마찬가지로 홀로그램카드(140)가 삽입되는 길다란 홈으로 구성되며, 홀로그램 카드(140)에는 사용자의 신원 확인을 위한 지문 정보가 기록된 홀로그램(142)이 부착되어 있다. 또한, 다음에 상세히 설명되는 바와 같이, 홀로그램(142)의 위 또는 홀로그램(142)의 여백 부분에는 지문 정보와 비교되는 기준 값이 프린팅되어 있다.The card insertion slot 102 is composed of a long groove into which the hologram card 140 is inserted, as in a conventional card reader. The hologram card 140 includes a hologram 142 in which fingerprint information for identifying a user is recorded. Attached. In addition, as will be described in detail below, a reference value to be compared with fingerprint information is printed on the hologram 142 or in the margin portion of the hologram 142.

제 1 광원(110)으로는 일반적으로 반도체 레이저 또는 발광 다이오드 등과 같은 협대역 레이저를 사용한다. 제 1 광원(110)은 프레임(100)의 카드 삽입 슬롯(102)에 삽입된 홀로그램 카드(140) 상의 홀로그램(142) 부분을 조사하여 홀로그램 지문(118)을 재생한다. 이렇게 재생된 홀로그램 지문(118)은 도시된 바와 같이 공간상에 투영되고, 제 1 결상 렌즈(112)에 결상된다.In general, a narrow band laser such as a semiconductor laser or a light emitting diode is used as the first light source 110. The first light source 110 irradiates a portion of the hologram 142 on the hologram card 140 inserted into the card insertion slot 102 of the frame 100 to reproduce the hologram fingerprint 118. The hologram fingerprint 118 thus reproduced is projected onto the space as shown, and is imaged on the first imaging lens 112.

통상적으로, 홀로그램은 육안으로 관찰할 때 입체 영상으로 보이는데 이는 홀로그램의 허상에 해당한다. 일반적으로 홀로그램을 기록하고 기록된 홀로그램을 재생할 때 원래 기록된 영상의 허상과 실상의 두 가지로 파악될 수 있다. 예컨대, 홀로그램 카드(140)에 있어서, 허상은 홀로그램 카드(140) 상에 부착된 홀로그램(142)을 바라볼 때 보이는 영상을 말하며, 실상은 본 발명에서와 같이 홀로그램 카드(140) 상에 부착된 홀로그램(142)에 빛을 조사하여 그로부터 반사되어 공간상에 결상되는 영상을 의미한다.Typically, holograms appear as stereoscopic images when viewed with the naked eye, which corresponds to the virtual image of the hologram. Generally, when recording a hologram and reproducing the recorded hologram, it can be recognized as a virtual image and a real image of the originally recorded image. For example, in the hologram card 140, the virtual image refers to an image seen when looking at the hologram 142 attached to the hologram card 140, and in fact, the virtual image is attached to the hologram card 140 as in the present invention. The hologram 142 refers to an image irradiated with light and reflected therefrom to form an image in space.

제 1 영상 센서(114)는 제 1 결상 렌즈(112)에 결상된 실상의 홀로그램 지문(118)을 촬상한다. 이러한 제 1 영상 센서(114)는 입력되는 광량에 상응하는 전기 신호를 출력하는 CCD 또는 CMOS 센서 등이 사용된다. 따라서, 제 1 영상 센서(114)에 입사되는 광량은 홀로그램 지문(118)의 융선(Ridge)과 골(Valley)에따라 서로 다르게 되고 결국 제 1 영상 센서(114)에서는 홀로그램 지문의 패턴에 따라 서로 다른 레벨의 전기 신호를 출력하게 된다. 제 1 영상 센서(114)에 의해 획득된 홀로그램 지문(118)은 영상 정보의 형태로 제 1 영상 처리부(150)로 제공된다.The first image sensor 114 picks up the actual holographic fingerprint 118 formed on the first imaging lens 112. The first image sensor 114 is a CCD or CMOS sensor for outputting an electrical signal corresponding to the amount of light input. Therefore, the amount of light incident on the first image sensor 114 is different depending on the ridges and valleys of the hologram fingerprint 118, and thus, the first image sensor 114 is different from each other according to the pattern of the hologram fingerprint. It will output different levels of electrical signals. The hologram fingerprint 118 obtained by the first image sensor 114 is provided to the first image processor 150 in the form of image information.

한편, 제 2 광원(120)은 제 1 광원(110)과 마찬가지로 반도체 레이저 또는 발광 다이오드 등과 같은 협대역 레이저를 사용하며, 프리즘(122)에 빛을 조사하는 기능을 수행한다.Meanwhile, like the first light source 110, the second light source 120 uses a narrow band laser such as a semiconductor laser or a light emitting diode, and serves to irradiate light to the prism 122.

프리즘(122)은 직각 삼각형으로서 지문의 입력이 없을 때, 프리즘 내부에서 전반사를 일으키는 삼각 프리즘을 포함한다. 프리즘(122)의 빗면은 홀로그램 카드(140)를 카드 삽입 슬롯(102)에 삽입한 사용자와 동일인임을 확인하기 위한 사용자의 실제 지문을 입력받는 지문 입력창(132)으로서 사용되며, 지문 입력창(132)의 내면은 전반사를 일으키는 전반사면이 된다. 예컨대, 사용자는 지문 입력창(132)에 자신의 손가락을 위치시킴으로써 사용자의 지문 정보를 입력시킨다.Prism 122 is a right triangle and includes a triangular prism that causes total reflection inside the prism when there is no input of a fingerprint. The inclined surface of the prism 122 is used as a fingerprint input window 132 that receives a user's actual fingerprint to confirm that the hologram card 140 is the same person as the user who inserted the hologram card 140 into the card insertion slot 102. The inner surface of 132 is a total reflection surface causing total reflection. For example, the user inputs the user's fingerprint information by placing his finger on the fingerprint input window 132.

지문 입력창(132)에 지문을 대지 않은 상태에서, 제 2 광원(120)으로부터 나온 빛은 프리즘(122)의 내부에서 전반사되어 제 2 결상 렌즈(124)를 통해 제 2 영상 센서(126)에 입사된다. 지문 입력창(132)에 손가락을 대면, 지문의 골이 지문 입력창(132)의 면과 미세하게 이격되기 때문에 광은 지문 입력창(132)의 내면에서 전반사하여 제 2 영상 센서(126)에 도달하고, 지문의 융선은 지문 입력창(132)에 밀착 접촉되기 때문에 광은 지문 입력창(132)의내면에서 전반사하지 않고 일부 흡수되어 나머지 일부의 광이 제 2 영상 센서(126)에 도달된다.In the state where the fingerprint is not applied to the fingerprint input window 132, the light from the second light source 120 is totally reflected inside the prism 122 to the second image sensor 126 through the second imaging lens 124. Incident. When the finger is placed on the fingerprint input window 132, the light is totally reflected from the inner surface of the fingerprint input window 132 to the second image sensor 126 because the bone of the fingerprint is finely spaced apart from the surface of the fingerprint input window 132. Since the ridge of the fingerprint is in close contact with the fingerprint input window 132, the light is partially absorbed without total reflection on the inner surface of the fingerprint input window 132 so that the remaining part of the light reaches the second image sensor 126. .

제 2 영상 센서(126)는 제 1 영상 센서(114)와 마찬가지로 CCD 또는 CMOS 센서 등이 사용된다. 따라서, 제 2 영상 센서(126)에 입사되는 광량은 지문의 골과 융선에 따라 서로 다른 레벨의 전기 신호를 출력하게 된다. 제 2 영상 센서(126)에서 획득된 실제 지문(128)은 영상 정보의 형태로 제 2 영상 처리부(160)로 제공된다.Like the first image sensor 114, the second image sensor 126 may be a CCD or a CMOS sensor. Therefore, the amount of light incident on the second image sensor 126 outputs electrical signals having different levels according to the valleys and ridges of the fingerprint. The actual fingerprint 128 acquired by the second image sensor 126 is provided to the second image processor 160 in the form of image information.

각각의 제 1 및 제 2 영상 처리부(150 및 160)는 제 1 및 제 2 영상 센서(114 및 126)으로부터 출력된 홀로그램 지문 영상과 실제 지문 영상을 디지털 신호로 정형화한다.Each of the first and second image processing units 150 and 160 may format a hologram fingerprint image and an actual fingerprint image output from the first and second image sensors 114 and 126 into digital signals.

전술한 바와 같이 사용자의 실제 지문을 입력받는 프리즘(122), 제 2 결상 렌즈(124) 및 제 2 영상 센서(126)로 구성된 광학식 지문 인식 모듈의 경우, 지문 입력창(132)에 손가락의 지문이 접촉됨에 따라 지문 입력창(132)에는 피지나 오염물에 의해 잔류 지문이 남게 된다. 광학식 지문 인식 모듈은 이전 사용자의 잠재적인 지문에 영향을 받지 않으면서 왜곡 없이, 깨끗한 원시 지문 영상을 획득할 수 있어야 하지만, 프리즘(122)을 사용하는 경우 지문과 제 2 결상 렌즈(124) 사이의 광로 차에 의해서 트라페조이달 왜곡(Trapezoidal Distortion)이 발생되고, 이전 사용자의 잠재적인 지문에 의한 잡음(Noise) 광 그리고 아날로그 영상에 대한 디지털 영상으로의 변환 과정에서 양자화 잡음 등이 발생된다. 마찬가지로, 홀로그램 카드(140) 상의 홀로그램(142) 부분에 먼지나 오염물이 묻어 잡음 광이 발생할 수도 있고, 디지털 신호로 변환 과정 중에 양자화 잡음이 발생할 수도 있다.As described above, in the case of the optical fingerprint recognition module including the prism 122, the second imaging lens 124, and the second image sensor 126, which receives the user's actual fingerprint, the fingerprint of the finger is displayed on the fingerprint input window 132. As the contact is made, the fingerprint input window 132 leaves residual fingerprints due to sebum or contaminants. The optical fingerprint recognition module should be able to obtain a clear raw fingerprint image without distortion, without being affected by the potential fingerprint of the previous user, but when using the prism 122 between the fingerprint and the second imaging lens 124 Trapezoidal Distortion is generated by the optical path difference, and quantization noise is generated in the process of converting an analog image into a digital image by a potential fingerprint of a previous user. Similarly, dust or contaminants may be deposited on the hologram 142 on the hologram card 140 to generate noise light, or quantization noise may be generated during the conversion into a digital signal.

따라서, 제 1 영상 처리부(150) 및 제 2 영상 처리부(160)는 각기 홀로그램지문 영상과 실제 지문 영상에 대하여 공간 영역 필터링, 주파수 영역 필터링 또는 웨이블렛 변환을 이용하여 실제 지문 영상을 처리하는 과정에서 발생되는 잡음 성분들을 제거한다.Therefore, the first image processor 150 and the second image processor 160 respectively generate the fingerprint image using the spatial domain filtering, the frequency domain filtering, or the wavelet transform on the holographic fingerprint image and the actual fingerprint image. Eliminate noise components.

또한, 제 1 영상 처리부(150) 및 제 2 영상 처리부(160)는 잡음 제거된 홀로그램 지문의 영상과 실제 지문의 영상의 융선과 골의 특징을 추출하기 위한 이진화 처리를 수행한다. 이러한 이진화 처리는 홀로그램 지문의 영상과 실제 지문의 영상을 N ×N 크기의 블럭 형태로 영상을 분할하고, 분할된 N ×N 블럭 영상 내 픽셀들의 평균을 산출하고, 기설정된 임계값을 적용하여 홀로그램 지문과 실제 지문의 융선과 골의 특징을 추출함으로써 이진화 처리를 수행한다. 이진화 처리 결과, 지문의 특징을 나타내는 융선과 골이 명확하게 분리될 수 있으며, 다음 단계의 영상 비교 과정에서 발생되는 연산 결과의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, the first image processor 150 and the second image processor 160 perform a binarization process for extracting ridges and valleys of the image of the hologram fingerprint from which the noise is removed and the image of the actual fingerprint. This binarization process divides the image of the hologram fingerprint and the image of the actual fingerprint into blocks of N × N size, calculates an average of pixels in the divided N × N block image, and applies a hologram by applying a predetermined threshold value. The binarization process is performed by extracting the features of the ridges and valleys of the fingerprint and the actual fingerprint. As a result of the binarization process, the ridges and the valleys representing the characteristics of the fingerprint can be clearly separated, and the reliability of the calculation result generated in the next image comparison process can be improved.

지문 인식부(170)는 마이크로프로세서, 기본 메모리, 기본 주변 기기 등을 구비한 통상의 마이콤으로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 지문 인식 프로그램을 실행한다. 이러한 지문 인식부(170)에서 실행되는 지문 인식 프로그램은 홀로그램 카드(140)에 부착되어 있는 홀로그램(142)으로부터 취득된 홀로그램 지문(118)과 지문 정보 입력창(132)에서 취득된 사용자의 실제 지문(128)을 비선형 결합 변환 상관(Nonlinear Joint Transform Correlation: NJTC) 방식과 격자 방식을 적용하여 비교 판단함으로써, 동일인임을 식별한다.The fingerprint recognition unit 170 may be implemented as a conventional microcomputer having a microprocessor, a basic memory, a basic peripheral device, and the like, and executes a fingerprint recognition program according to the present invention. The fingerprint recognition program executed by the fingerprint recognition unit 170 may include the hologram fingerprint 118 obtained from the hologram 142 attached to the hologram card 140 and the actual fingerprint of the user acquired from the fingerprint information input window 132. Comparing and judging (128) by applying a nonlinear joint transform transformation correlation (NJTC) method and a lattice method to identify the same person.

본 발명에 따른 지문 인식부(170)의 동작은 도 2의 흐름도와 사용자의 지문의 구성을 예시하는 도 3a 내지 도 3d를 함께 참조하여 다음과 같이 설명한다.The operation of the fingerprint recognition unit 170 according to the present invention will be described below with reference to the flowchart of FIG. 2 and FIGS. 3A to 3D illustrating the configuration of a fingerprint of a user.

도 3a에 예시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 영상 처리부(150 및 160)로부터 제공된 지문의 융선과 골의 구조는 지문으로부터 얻을 수 있는 정보의 주요한 출처로써, 지문 인식에 있어서 가장 중요한 요소라 할 수 있다. 지문의 융선과 골 구조로부터 얻을 수 있는 정보는 지문의 기본적인 모양을 나타내는 방향성 필드(Directional Field)와 지문의 보다 자세한 정보를 제공하는 특징점(Minutiae)이 있다. 방향성 필드는 융선-골 구조의 지역적 방향성(Local Orientation)으로 정의되며, 통상 지문의 분류에 사용된다. 그리고 특징점은 융선-골 구조의 자세한 정보를 제공하는 것으로 분기점(310), 단점(320) 및 중심점(330) 등이 있으며, 주로 지문을 비교하는 과정에서 이용된다.As illustrated in FIG. 3A, the structure of the ridges and valleys of the fingerprints provided from the first and second image processing units 150 and 160 is a major source of information obtained from the fingerprint and is the most important element in fingerprint recognition. Can be. The information that can be obtained from the ridges and valleys of the fingerprint includes a directional field representing the basic shape of the fingerprint and a minutiae that provides more detailed information of the fingerprint. The directional field is defined as the Local Orientation of the ridge-bone structure and is usually used for classification of fingerprints. In addition, the feature point provides detailed information of the ridge-bone structure, and includes a branch point 310, a disadvantage 320, and a center point 330, and is mainly used in a process of comparing fingerprints.

지문의 중심점(330)을 결정하기 위한 기본적인 개념은 융선-골 구조의 방향성 필드를 계산하여 가장 굴곡이 심한 점을 찾아 나아가는 것이다. 지문에서 방향성 필드를 계산하는 여러 방법들이 알려져 있다. 본 발명에서는 지문의 방향성 필드를 산출하여 지문의 중심점(330)을 찾아가는 경사도(Gradient) 방법을 이용한다.The basic concept for determining the center point 330 of the fingerprint is to calculate the directional field of the ridge-bone structure to find the most curved point. Several methods of calculating the directional field in a fingerprint are known. In the present invention, a gradient method of calculating the directional field of the fingerprint to find the center point 330 of the fingerprint is used.

경사도는 등고선을 나타내는 그림에서 가장 잘 설명될 수 있고, 이때 경사도 벡터(Gradient Vector)의 방향은 경사가 가장 급격하게 변하는 방향이 되고, 크기는 그 경사 각도로 측정된다. 지문 영상내의 경사도는 영상의 각 픽셀에서 원소의 방향성(Elementary Orientation)으로 간주될 수 있다. 그러나, 픽셀 스케일의 방향성인 경사도에 비해 방향성 필드는 훨씬 더 큰 스케일인 융선-골 구조의 방향성을 나타내므로 방향성 필드는 주변의 인접한 픽셀들을 포함하는 경사도에 평균을 취해서 구해야한다. 그리고 이러한 경사도 벡터의 평균을 구할 때 서로 반대 방향의 벡터들이 상쇄되는 효과가 발생하지 않도록 경사도 벡터의 각도를 두 배로 하고, 크기를 제곱한 후 평균을 취하는 과정(Averaging Squared Gradients)을 통해서 지문의 중심점이 결정된다.The slope can be best described in the figure representing the contour line, where the direction of the gradient vector is the direction in which the slope changes most drastically, and the magnitude is measured by the angle of inclination. The inclination in the fingerprint image may be regarded as elementary orientation in each pixel of the image. However, since the directional field represents the directionality of the ridge-valve structure, which is a much larger scale compared to the gradient, which is the directional gradient of the pixel scale, the directional field should be obtained by averaging the gradient including the adjacent adjacent pixels. When the average of these gradient vectors is calculated, the angle of the gradient vectors is doubled, the magnitudes are squared, and the average is obtained by averaging squared gradients so that the opposite vectors are not canceled. This is determined.

지문의 중심점을 결정하기 위하여 수행되는 과정은 다음과 같이 상세히 설명된다.The process performed to determine the center point of the fingerprint is described in detail as follows.

먼저, 도 3b에 예시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 영상 처리부(150 및 160)에서 노이즈 성분이 제거된 홀로그램 지문 영상과 실제 지문 영상에 대하여 N ×N 픽셀 크기의 블록(N은 양의 정수), 예컨대, 10 ×10 픽셀 블록으로 분할되고, 이진화 처리된 영상에 대하여 중심점을 찾아가지 위한 방향성 필드를 구하기 위하여, 각 블록 내에서 지문의 경사도(Gradient), 즉,방향의 경사도방향의 경사도를 계산한다(단계 S202). 경사도는 수학식 1과 같이 정의된다.First, as illustrated in FIG. 3B, a block having an N × N pixel size (N is a positive integer) for the holographic fingerprint image from which noise components are removed and the actual fingerprint image in the first and second image processing units 150 and 160. For example, in order to obtain a directional field for finding a center point for a binarized image divided into 10 x 10 pixel blocks, the gradient of the fingerprint in each block, that is, The slope of the direction Wow The slope of the direction Is calculated (step S202). The slope is defined as in Equation 1.

이와 같이 직각 좌표계에서 구해진,를 극좌표로 변환한 후 이를 다시 직각 좌표계로 역변환한다. 이러한 과정을 통하여 구해진 값에 대해서 서로 반대 방향의 벡터들이 상쇄되는 효과가 발생되지 않도록 경사도 벡터의 각도를 두 배로하고 크기를 제곱하여 계산하면 수학식 2로 표현될 수 있다.Thus obtained from the rectangular coordinate system , Converts to polar coordinates and back to Cartesian coordinate system. The value obtained through this process may be expressed by Equation 2 if the angle of the gradient vector is doubled and the magnitude is squared to prevent the effect of canceling the vectors in opposite directions.

수학식 2에서,,는 각각 제곱되고 각도가 두배로 된 각 축에 대한 경사도를 나타낸다.In Equation 2, , Are the slopes for each axis, each squared and doubled in angle.

그 다음, 10 ×10 픽셀 블록들의 평균인,를 다음 수학식 3과 같이 계산한다(단계 S204).Then, the average of 10 × 10 pixel blocks , Is calculated as in Equation 3 below (step S204).

수학식 3에서, i, j는 각기 블록 내 픽셀을 나타낸다.는 각각 경사도 벡터의 분산을 나타내고,의 공분산을 의미한다. 경사도 벡터의 분산과 공분산은 다음의 수학식 4와 같다.In Equation 3, i and j each represent a pixel in a block. Wow Are respectively gradient vectors Wow Indicates the variance of Is Wow Means covariance. The variance and covariance of the gradient vector are shown in Equation 4 below.

그 다음, 평균을 취한 경사도의 방향(Average Gradient Direction)()은 다음의 수학식 5와 같이 계산된다(단계 S206).Next, the average Gradient Direction ( ) Is calculated as in the following equation (5) (step S206).

여기서,이고,에 수직한 평균 융선과 골의 방향()은 다음의 수학식 6과 같이 표현된다(단계 S208).here, ego, Average ridge and valley direction perpendicular to ) Is expressed by the following equation (step S208).

도 3c에서, 굵은 실선은 융선과 골의 방향을 나타낸다.In FIG. 3C, the thick solid line indicates the direction of the ridges and valleys.

그 다음 과정은 지문의 중심점(330)을 결정하기 위해서, 각 블럭 내에서의 값이 0에서부터/2 범위인 기울기만을 따라 -y 방향으로 내려가다가 0에서부터/2 범위가 아닌 블럭을 만나게 되면, 찾아가는 것을 정지하고 그 블럭에 표시를 한다(도 3c 참조). 마찬가지로, 각 블럭 내에서의 값이 0에서부터 -/2 범위인 기울기만을 따라 +y 방향으로 올라가다가 0에서부터 -/2 범위가 아닌 블럭을 만나게 되면 찾아가는 것을 정지하고 그 블럭에 표시를 한다. 이런 방법으로 누적을 하여 가장 많은 표시가 된 블럭이 지문의 중심에 해당하는 블럭이 되고, 그 블록의 x 좌표와 y 좌표가 지문의 중심점(330)으로 결정된다(단계 S210).The next step is to determine the center point 330 of the fingerprint, within each block. Value from 0 Going down the -y direction only along the slope in the range of / 2, When a block is encountered that is not in the / 2 range, it stops searching and marks the block (see Fig. 3c). Similarly, within each block The value of from 0 to- Climb in the + y direction along the slope, which is in the range of / 2, from 0 to- If a block is encountered that is not in the / 2 range, it stops searching and marks the block. By accumulating in this way, the block marked with the most marks becomes a block corresponding to the center of the fingerprint, and the x and y coordinates of the block are determined as the center point 330 of the fingerprint (step S210).

그 다음 과정은 상기와 같이 결정된 지문의 중심점(330)을 기준으로 각각의홀로그램 영상과 실제 지문 영상을 M×M 블럭, 예를 들면, 100×100 으로 절단하는 과정을 수행한다(단계 S212). 이러한 과정을 수행하는 기준은 지문의 외형적 분류의 기준을 보았을 때 지문의 중심을 기준으로 100×100 크기의 일정 픽셀의 범위 안에는 해당 지문의 대부분의 정보가 포함되어 있기 때문이다. 도 3d에는 절단된 지문 영상 블럭이 예시된다.Next, the hologram image and the actual fingerprint image are cut into M × M blocks, for example, 100 × 100 based on the center point 330 of the fingerprint determined as described above (step S212). The criteria for performing this process is that most of the information of the fingerprint is included in the range of a certain pixel of 100 × 100 size based on the center of the fingerprint when the criteria of the external classification of the fingerprint are considered. 3D illustrates a truncated fingerprint image block.

상기와 같이 추출된 절단된 각각의 홀로그램 영상과 실제 지문 영상을 비교한다. 이들 두 영상을 비교하기 위한 방법은 비선형 결합 변환 상관방식과 격자 방식을 적용하여 비교 판단하도록 한다.Each cut hologram image extracted as described above is compared with an actual fingerprint image. In order to compare these two images, nonlinear combined transform correlation method and lattice method are applied to make a comparison decision.

먼저, 비선형 결합 변환 상관 방식에 대하여 설명하면 다음과 같다.First, the nonlinear joint transform correlation method will be described.

우선 절단된 각각의 홀로그램 지문 영상을 기준 영상이라 하고, 실제 지문 영상을 입력 영상이라고 정의하면, 이를 각각,라는 함수로 표현하여 각기 다른 입력 채널로 제공된 영상을 하나의 새로운 입력 영상으로 구성한다. 이때, 각각의 두 영상의 중심 간격은 2만큼 이격되어 있다. 이와 같이 새롭게 구성된 입력 영상 신호에 대해서 퓨리에 변환하면, 아래의 수학식 7과 같은 결합 파워 스펙트럼(Joint Power Spectrum, JPS)으로 표현된다.First, each cut holographic fingerprint image is referred to as a reference image, and the actual fingerprint image is defined as an input image. , It is expressed as a function to compose the image provided through different input channels into one new input image. In this case, the center interval of each of the two images is 2 Spaced apart. When the Fourier transform is performed on the newly configured input video signal, it is expressed as a Joint Power Spectrum (JPS) as shown in Equation 7 below.

여기서, E는 결합 파워 스펙트럼, I는 빛의 강도 분포, S는 입력 신호의 퓨리에 변환된 신호, R은 기준 신호의 퓨리에 변환된 신호,는 각기 x, y축에 대응되는 값으로 퓨리에 변환되었을 때 각 축에 대한 공간 주파수,은 각기 입력 신호와 기준 신호의 위상을 나타낸다.Where E is the combined power spectrum, I is the intensity distribution of light, S is the Fourier transformed signal of the input signal, R is the Fourier transformed signal of the reference signal, Is the spatial frequency for each axis when Fourier transformed to the corresponding values for the x and y axes, respectively. Denotes the phase of the input signal and the reference signal, respectively.

이러한 결합 파워 스펙트럼은 두 영상간의 상관도를 측정하기 필요한 성분이외의 강한 DC 항을 함께 포함하고 있으므로, 불필요한 유사 특성들이 발생한다. 즉, 결합 파워 스펙트럼을 이용하는 경우 위상과 진폭 성분이 유사도 판별에 미치는 영향을 효과적으로 처리할 수가 없게 된다. 유사도에 있어서 진폭 성분만을 고려할 경우 상관 첨두값(Peak to Side-lobe)의 비율이 낮아지게 되므로, 잡음에 대한 성분까지 유사도에 포함될 수가 있다. 한편, 위상 신호만을 강조할 경우 다중 표적 영상에서의 상관오류 및 상관유실을 발생시킬 수가 있게 되므로 적절한 선택이 중요하게 된다.Since the combined power spectrum includes a strong DC term other than the component necessary to measure the correlation between two images, unnecessary similar characteristics occur. In other words, when the combined power spectrum is used, the effects of phase and amplitude components on similarity determination cannot be effectively processed. Considering only the amplitude component in the degree of similarity, the ratio of peak to side-lobe is lowered, so that the components for noise may be included in the similarity. On the other hand, if only the phase signal is emphasized, it is possible to generate correlation error and loss of correlation in the multiple target image, so proper selection becomes important.

그러므로, DC 성분과 불필요한 상관신호를 제거하고 위상과 진폭 특성을 조절하며 상관을 발생시킬 수 있도록 해야 한다. 따라서 수정된 파워 스펙트럼을 이용하여 그 유사도를 판별하게 되는데 입력 영상으로 표현된 두 영상인 R,S의 각각의 파워 스펙트럼을 구하여 수학식 7로 표현된 식에서 자기상관과 동일평면에 의한 상호상관 신호를 대수적으로 제거하여 수정된 결합 파워 스펙트럼(ENEW)을 구할 수 있다.Therefore, it is necessary to remove DC components and unnecessary correlation signals, adjust phase and amplitude characteristics, and generate correlations. Therefore, the similarity is determined using the modified power spectrum. The power spectrum of each of the two images represented by the input image, R and S, is obtained, and the cross-correlation signal of the autocorrelation and the same plane is obtained from the equation represented by Equation (7). Algebraic removal can yield a modified combined power spectrum (E NEW ).

수학식 8은 순수하게 기준 영상과 입력 영상간의 상호상관 신호만으로 구성되어 있으나 서로간의 유사도의 판별에 있어 진폭 신호의 영향을 받아 낮은 상관 첨두값의 비율을 갖게 됨에 따라 그 유사도의 판별이 어렵게 된다. 따라서 수학식 8에서 위상과 진폭 신호를 조율하며 상관결과를 나타내도록 하기 위해 수학식 9 및 수학식 10과 같은 비선형 함수를 사용한다.Equation (8) consists purely of cross-correlation signals between the reference image and the input image, but it is difficult to determine the similarity as it has a low correlation peak value ratio depending on the amplitude signal in determining the similarity between each other. Therefore, in order to adjust the phase and amplitude signals in Equation 8 and to show a correlation result, nonlinear functions such as Equation 9 and Equation 10 are used.

여기서,는 비선형 함수를 이용하여 표현된 결합 파워 스펙트럼을 나타내고, p는 비선형 결합 변환의 특성을 결정하는 비선형 매개 변수로서, 0 ≤p ≤1의 범위를 갖는다.here, Denotes a coupling power spectrum expressed using a nonlinear function, and p is a nonlinear parameter that determines the characteristics of the nonlinear coupling transformation, and has a range of 0 ≦ p ≦ 1.

따라서 수학식 9와 수학식 10으로 표현된 형태는 주어진 p 의 값의 변화에 따라서 본래의 선형적인 출력 결과와 순수한 위상에 의존하는 위상형 출력 결과를 얻을 수 있다. 하지만 순수한 위상에 의존하는 위상형 출력 결과가 본래의 선형적인 출력 결과보다 더 좋은 상관 첨두값 값을 얻을 수 있지만, 다중 표적에 대한 영상의 위치에 따른 상관 오류 및 상관 유실을 발생시킬 수 있으며 기준 영상과 매우 유사한 형태의 입력 영상에 대해서 높은 상관 관계를 일으킬 수도 있으므로 적절한 진폭 관계를 고려하여 서로 상보적인 관계를 갖도록 하여 그 유사도를 판별하도록 한다(단계 S214).Therefore, the forms represented by Equations 9 and 10 can obtain the original linear output result and the phased output result depending on the pure phase according to the change of the value of p. However, although phased output results that rely on pure phase can yield better correlation peak values than the original linear output results, they can cause correlation errors and loss of correlation depending on the location of the image for multiple targets. Since a high correlation may be generated for an input image having a form very similar to, the similarity is determined by having a complementary relationship in consideration of an appropriate amplitude relationship (step S214).

유사도를 판별하는 과정은 수학식 9 및 10에서 구한 상관 첨두값과 홀로그램 카드(140)로부터 읽혀진 기준 상관 첨두값(TH)을 비교한다(단계 S216).The process of determining the similarity is compared with the correlation peak value obtained in equations (9) and (10) and the reference correlation peak value (TH) read from the hologram card 140 (step S216).

기준 상관 첨두값(TH)은 사용자의 지문을 홀로그램으로 만들 때, 수차례에 걸쳐 사용자의 지문을 받은 후 전술한 NJTC 방식을 이용하여 구한 상관 첨두값들의 평균을 취한 것이다. 이러한 상관 첨두값들의 평균은 기준 상관 첨두값으로서 홀로그램 카드(140)의 홀로그램(142) 위에 프린팅하거나 또는 홀로그램(142)의 빈 여백 부분에 기록된다. 홀로그램(142) 위에 프린팅하거나 또는 홀로그램(142)의 빈 여백 부분에 기록된 기준 상관 첨두값은 도 1과 관련하여 설명된 제 1 광원(110), 제 1 결상 렌즈(112) 및 제 1 영상 센서(114)로 구성된 홀로그램 지문 취득 모듈을 통하여 홀로그램 지문과 함께 제 1 영상 처리부(150)를 통하여 지문 인식부(170)로 제공된다.The reference correlation peak value TH is an average of correlation peak values obtained by using the NJTC method after receiving the user's fingerprint several times when the user's fingerprint is hologramd. The average of these correlation peaks is printed on the hologram 142 of the hologram card 140 as a reference correlation peak or recorded in the blank margin portion of the hologram 142. The reference correlation peak value printed on the hologram 142 or recorded in the blank margin portion of the hologram 142 is the first light source 110, the first imaging lens 112 and the first image sensor described with reference to FIG. 1. The hologram fingerprint acquisition module, which is configured as 114, is provided to the fingerprint recognition unit 170 through the first image processing unit 150 together with the hologram fingerprint.

지문 인식부(170)는 전술한 수학식 9 및 10에서 구한 상관 첨두값이 기준 상관 첨두값(TH)보다 큰 경우에 동일인임을 판정한다(단계 S218). 그러나, 수학식 9 및 10에서 구한 상관 첨두값이 기준 상관 첨두값(TH)보다 작은 경우에는 동일인이 아니라고 판정한다(단계 S220).The fingerprint recognition unit 170 determines that the correlation peak value obtained in the above-described equations (9) and (10) is the same when the correlation peak value is larger than the reference correlation peak value T H (step S218). However, if the correlation peak value obtained in equations (9) and (10) is smaller than the reference correlation peak value (T H ), it is determined that they are not the same person (step S220).

그 다음은 격자 비교 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Next, the grid comparison method will be described.

먼저, 격자 비교 방법은 절단된 지문의 영상에 대해서 이를 둘러싸고 있는 폐곡선을 취하게 되면, 간격이 일정하지 않는 격자와 같은 임의의 패턴을 가지는 물체로 간주될 수 있으며, 격자에 대하여 프라운호퍼의 회절(Fraunhpfer Diffraction)과 같은 방법으로 주파수를 분석하고 격자로 구성된 영상을 다시 샘플링 하는 과정을 거쳐 일정한 샘플 블록 내의 지문의 융선이 나타내는 방향 및 각도 등에 대한 값들을 추출하여 그 유사성을 판단한다는 개념이다.First, when the grid comparison method takes a closed curve surrounding the image of the cut fingerprint, it can be regarded as an object having an arbitrary pattern, such as a lattice whose spacing is not constant, and the Fraunhofer diffraction (Fraunhpfer) with respect to the lattice. It is a concept that the similarity is determined by extracting the values of the direction and angle of the ridge of the fingerprint in a certain sample block through the process of frequency analysis and resampling of the grid image.

도 4에는 도 3d의 절단된 지문 영상을 둘러싸는 테두리 부분의 픽셀들을 일차원을 배열함으로써, 지문 선들을 격자의 형태로 표현한 구성이 예시된다. 도 4에서, 각각의 격자(410)는 테두리에 의해 형성된 폐곡선 상의 지문 선들을 나타내고, 두 개의 격자(410), 즉, 지문 선들 사이의 빈 공간은 개구(420)로 정의된다. 미설명 도면 부호(430)은 폐곡선의 원점을, 도면 부호(440)는 개구(420)의 폭을, 그리고, 도면 부호(450)는 원점(430)으로부터 이격된 격자의 위치를 나타낸다.FIG. 4 illustrates a configuration in which fingerprint lines are expressed in the form of a grid by arranging pixels of the edge portion surrounding the cut fingerprint image of FIG. 3D in one dimension. In FIG. 4, each grating 410 represents fingerprint lines on a closed curve formed by an edge, and the empty space between the two gratings 410, that is, the fingerprint lines, is defined as the opening 420. Reference numeral 430 denotes the origin of the closed curve, reference numeral 440 denotes the width of the opening 420, and reference numeral 450 denotes the position of the grid spaced apart from the origin 430.

사각형 개구(420)의 진폭 투과된 함수는 다음과 같이 수학식 11로 정의될 수있다.The amplitude transmitted function of the rectangular opening 420 can be defined by Equation 11 as follows.

여기서,는 투과도 함수를 나타내며,는 x축, y축의 개구의 폭을 나타낸다.here, Represents the permeability function, Wow Denotes the width of the opening on the x- and y-axes.

이러한 투과도 함수를 갖는 개구(420)의 프라운호퍼의 회절식은 결국 개구(420)의 분포를 나타내는 함수의 푸리에 변환에 비례하기 때문에 개구(420)로부터 일정거리 z 만큼 떨어진 관측 위치에서 빛의 진폭 분포는 개구(42)가 갖는 진폭 투과도 함수의 푸리에 변환과 2차 위상 항의 곱으로 나타내고 2차 위상 항의 앞부분 항은 다음의 수학식 12와 같이 자유 공간상의 임펄스 응답(Impulse Response)에 해당된다.Since the diffraction equation of the Fraunhofer of the opening 420 having this transmittance function is in turn proportional to the Fourier transform of the function representing the distribution of the opening 420, the amplitude distribution of light at the observation position away from the opening 420 by a certain distance z (42) is a product of the Fourier transform of the amplitude transmittance function and the second phase term, and the term preceding the second phase term corresponds to the impulse response in free space as shown in Equation 12 below.

여기서, U(x,y)는 빛의 진폭 분포,는 빛의 파장, z는 관측거리, sinc는 sinc 함수,는 파수, A는 격자 사이의 면적()을 나타낸다.Where U (x, y) is the amplitude distribution of light, Is the wavelength of light, z is the viewing distance, sinc is the sinc function, Is the wavenumber, A is the area between the grids ( ).

따라서 이와 같은 절단 영상을 가지고 격자의 회절을 이용한 광학적 방식을 이용해 그 유사성을 판단하기 위해서는 개구(420)의 폭(440)과 개구(420)의 위치 정보를 찾아내어 해당된 개구(420)의 폭(440)과 위치로부터의 공간 주파수의 값들을 추출해 낸다(단계 S222).Therefore, in order to determine the similarity using the optical method using the diffraction of the grating with such a cut image, the width 440 of the opening 420 and the position information of the opening 420 are found and the width of the corresponding opening 420 is determined. 440 and the values of the spatial frequencies from the position are extracted (step S222).

즉, 입력 영상과 기준 영상에 대하여 개구(420)의 폭(440)과 개구(420)의 위치에 따라서 발생되는 각각의 공간 주파수 분포를 추출하고, 이렇게 추출된 각각의 공간 주파수 분포가 얼마나 동일한 분포를 가지고 있는지를 판단함으로써 유사도를 측정한다(단계 224). 유사도 측정에 관한 기준은 실험 지문 영상을 이용한 실험을 통하여 임계값으로 정해질 수 있다.That is, the spatial frequency distributions generated according to the width 440 of the opening 420 and the position of the opening 420 with respect to the input image and the reference image are extracted, and how the same distribution of each spatial frequency distribution is extracted. The similarity is measured by judging whether there is a (step 224). A criterion for measuring similarity may be determined as a threshold through an experiment using an experimental fingerprint image.

만일 유사도가 임계값을 만족하는 경우에는 동일인으로 식별하며(단계 S218), 그렇지 않은 경우에는 동일인이 아닌 것으로 판단한다(단계 S226).If the similarity satisfies the threshold, it is identified as the same person (step S218). Otherwise, it is determined that they are not the same person (step S226).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 지문의 특징점을 찾아 사용자를 정확히 식별하게 됨으로써, 보안성을 높인 지문 인식을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, by identifying the feature point of the fingerprint and accurately identifying the user, it is possible to realize the fingerprint recognition with improved security.

지문의 특징을 나타내는 데이터들을 많이 데이터베이스화 하게 됨으로써, 이를 근거로 지문을 용이하게 식별할 수 있게 된다.Since the data that characterizes the fingerprint is made into a database, the fingerprint can be easily identified based on the data.

Claims (22)

지문 인식 장치에 있어서,In the fingerprint recognition device, 사용자의 지문이 홀로그램으로 기록된 홀로그램 카드;A hologram card in which a fingerprint of a user is recorded as a hologram; 상기 홀로그램 카드 상의 홀로그램으로부터 상기 홀로그램 지문의 영상을 취득하는 홀로그램 지문 취득 수단;Hologram fingerprint acquisition means for acquiring an image of the hologram fingerprint from the hologram on the hologram card; 상기 사용자의 실제 지문의 영상을 취득하는 실제 지문 취득 수단;Actual fingerprint acquisition means for acquiring an image of the actual fingerprint of the user; 상기 홀로그램 지문 취득 수단 및 상기 실제 지문 취득 수단에 의해 취득된 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상의 중심점을 찾고, 상기 중심점을 기준으로 지문의 주요 정보가 포함된 상기 홀로그램 지문의 제 1 중심 영상과 상기 실제 지문의 제 2 중심 영상에 대하여 비선형 결합 변환 상관 방식(Nonlinear Joint Transform Correlation: NJTC)을 적용하여 상관 첨두 값을 산출하고, 상기 제 1 중심 영상의 외곽을 둘러싸는 폐곡선 상의 지문 격자의 간격과 위치에 프리운호퍼의 회절을 적용하여 제 1 공간 주파수 분포를 생성하고, 상기 제 2 중심 영상의 외곽을 둘러싸는 폐곡선 상의 지문 격자의 간격과 위치에 프리운호퍼의 회절을 적용하여 제 2 공간 주파수 분포를 생성하고, 상기 산출된 상관 첨두 값이 기설정된 기준 상관 첨두 값 보다 큰 경우와, 상기 제 1 공간 주파수 값과 상기 제 2 공간 주파수 값의 유사도가 클 때 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 동일성을 인증하는 지문 인식부A center point of the holographic fingerprint image acquired by the holographic fingerprint acquisition means and the actual fingerprint acquisition means and the image of the image of the actual fingerprint, and the first center of the holographic fingerprint including the main information of the fingerprint based on the center point A nonlinear Joint Transform Correlation (NJTC) is applied to an image and a second center image of the real fingerprint, and a correlation peak value is calculated, and the fingerprint grid on the closed curve surrounding the first center image is calculated. The first spatial frequency distribution is generated by applying diffraction of the Freunhofer at the interval and the position, and the diffraction of the Freunhofer is applied to the interval and the position of the fingerprint grid on the closed curve surrounding the outside of the second central image. Generating a spatial frequency distribution, wherein the calculated correlation peak value is greater than a predetermined reference correlation peak value; Group a first spatial frequency value and the second time the degree of similarity of the second spatial frequency is greater fingerprint authenticating the hologram fingerprint and identity of the actual fingerprint recognizer 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.Fingerprint recognition device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 홀로그램 지문 취득 수단은,The hologram fingerprint acquisition means, 상기 홀로그램 카드가 삽입되는 카드 삽입 슬롯; 상기 카드 삽입 슬롯에 삽입된 상기 홀로그램 카드 상의 홀로그램 부분을 조사하여 상기 홀로그램 지문을 재생하는 제 1 광원; 상기 홀로그램 지문이 결상되는 제 1 결상 렌즈; 상기 제 1 결상 렌즈에 결상된 상기 홀로그램 지문을 촬상하여 상기 홀로그램 지문의 골과 융선의 패턴에 따라 서로 다른 레벨의 전기 신호를 출력하는 제 1 영상 센서를 포함하며,A card insertion slot into which the hologram card is inserted; A first light source for reproducing the hologram fingerprint by irradiating a hologram portion on the hologram card inserted into the card insertion slot; A first imaging lens in which the hologram fingerprint is formed; And a first image sensor configured to photograph the holographic fingerprint formed on the first imaging lens and to output electrical signals having different levels according to patterns of valleys and ridges of the holographic fingerprint. 상기 실제 지문 취득 수단은,The actual fingerprint acquisition means, 상기 사용자의 손가락이 위치되는 지문 입력면을 갖는 프리즘; 상기 프리즘에 광을 조사하여 상기 프리즘의 지문 입력면으로부터 반사되는 광이 결상되는 제 2 결상 렌즈; 상기 제 2 결상 렌즈에 결상된 상기 실제 지문을 촬상하여 상기 실제 지문의 골과 융선의 패턴에 따라 서로 다른 레벨의 전기 신호를 출력하는 제 2 영상 센서A prism having a fingerprint input surface on which the finger of the user is located; A second imaging lens for irradiating light onto the prism to form light reflected from the fingerprint input surface of the prism; A second image sensor which picks up the actual fingerprint formed on the second imaging lens and outputs electrical signals having different levels according to the patterns of the valleys and ridges of the actual fingerprint; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.Fingerprint recognition device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 홀로그램의 위 또는 상기 홀로그램의 여백 부분에는 상기 기준 상관 첨두 값이 프린팅되어 있으며, 상기 기준 상관 첨두 값은 상기 홀로그램 지문 취득수단에 의해 취득되어 상기 지문 인식부로 제공되는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.The reference correlation peak value is printed on the hologram or in the blank portion of the hologram, and the reference correlation peak value is acquired by the hologram fingerprint acquisition means and provided to the fingerprint recognition unit. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 홀로그램 지문은 상기 제 1 광원에 의해 조사된 빛에 의해 상기 홀로그램으로부터 반사되어 공간상에 결상되는 실상의 영상인 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.And the hologram fingerprint is an image of a real image reflected from the hologram by light emitted by the first light source to form an image in space. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 영상 센서 및 상기 제 2 영상 센서는 전하 결합 소자(Charged Coupled Device: CCD) 또는 상보 금속 산화물 반도체(Complementry Metal Oxcide Semicondiuctor: CMOS) 센서인 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.And the first image sensor and the second image sensor are Charge Coupled Device (CCD) or Complementary Metal Oxcide Semicondiuctor (CMOS) sensors. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 지문 인식 장치는,The fingerprint recognition device, 각각의 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상에 포함된 잡음을 제거하고, 잡음 제거된 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상의 상기 융선과 골의 특징을 추출하기 위한 이진화 처리를 수행하는 영상 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.Performing a binarization process to remove noise included in the image of each of the holographic fingerprints and the image of the actual fingerprint, and extract the features of the ridges and valleys of the image of the hologram fingerprint and the image of the actual fingerprint from which the noise is removed Fingerprint recognition apparatus further comprises an image processing unit. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 영상 처리부는 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상에 대하여 공간 영역 필터링, 주파수 영역 필터링 또는 웨이블렛 변환을 적용하여 상기 잡음을 제거하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.And the image processor removes the noise by applying spatial domain filtering, frequency domain filtering, or wavelet transform to the image of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 영상 처리부는 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상을 N×N 크기의 블럭 형태로 영상을 분할하고, 분할된 N×N 블럭 영상 내 픽셀들의 평균을 산출하고, 기설정된 임계값을 적용하여 상기 실제 지문의 융선과 골의 특징을 추출하는 이진화 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.The image processor divides the image of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint into an N × N block, calculates an average of pixels in the divided N × N block image, and applies a predetermined threshold value. And performing a binarization process to extract features of the ridges and valleys of the actual fingerprint. 제 8 항에 있어서, 상기 지문 인식부는,The method of claim 8, wherein the fingerprint recognition unit, 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상의 각각의 블럭 내 픽셀들의 경사도에 평균을 취하여 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 융선과 골의 방향()을 구하고, 상기 융선과 골의 방향에 수직한 방향이 모이는 지점을 중심점으로 지정하고, 상기 중심점을 기준으로 일정 크기의 블럭을 상기 중심 영상으로 설정하며,The direction of the ridges and valleys of the hologram fingerprint and the real fingerprint by averaging the inclination of the pixels in each block of the image of the holographic fingerprint and the image of the real fingerprint ), A point where the direction perpendicular to the direction of the ridge and the valley converge as a center point, and a predetermined size block is set as the center image based on the center point, 상기 경사도는 하기 수학식 1로 표현되고,The slope is represented by the following equation 1, [수학식 1][Equation 1] 상기 픽셀 블럭들의 경사도 평균은 하기 수학식 3으로 계산되며,The slope average of the pixel blocks is calculated by Equation 3 below. [수학식 3][Equation 3] i, j는 각기 블럭 내 픽셀을 나타내며,는 각각 경사도 벡터의 분산을 나타내고,의 공분산을 나타내며, 상기 경사도 벡터의 분산과 공분산은 다음의 수학식 4와 같으며,i and j each represent a pixel in the block, Wow Are respectively gradient vectors Wow Indicates the variance of Is Wow Represents the covariance of, and the variance and covariance of the gradient vector are as shown in Equation 4 below. [수학식 4][Equation 4] 상기 평균을 취한 경사도의 방향(Average Gradient Direction)()은 다음의 수학식 5와 같이 계산되며,Average Gradient Direction ) Is calculated as in Equation 5 below. [수학식 5][Equation 5] 여기서,이고, 상기 경사도 방향()에 수직한 평균 융선과 골의 방향()은 다음의 수학식 6과 같이 계산되는here, And the slope direction ( Average ridge and valley direction perpendicular to ) Is calculated as in Equation 6 below. [수학식 6][Equation 6] 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.Fingerprint recognition device, characterized in that. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 경사도 방향()은 서로 반대 방향의 경사도 벡터들이 상쇄되지 않도록 다음 수학식과 같이 상기 경사도의 각도를 두 배로 하고 크기를 제곱한 후 평균을 취하며,여기서,는 제곱되고 각도가 두배로 된 x, y 축에 대한 경사도를 각기 나타내는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.The tilt direction ( ) Doubles the angle of the inclination and squares the magnitude so that the inclination vectors in opposite directions do not cancel each other, and takes the average, here, Is a squared and double angle representing each of the inclinations of the x and y axes. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상관 첨두 값은 상기 제 1 중심 영상과 상기 제 2 중심 영상에 대한 결합 파워 스펙트럼(Joint Power Spectrum)으로부터 산출되며, 상기 결합 파워 스펙트럼은 다음 수학식 7과 같이 계산되며,The correlation peak value is calculated from a joint power spectrum for the first center image and the second center image, and the combined power spectrum is calculated as in Equation 7 below. [수학식 7][Equation 7] 여기서, E는 결합 파워 스펙트럼, I는 빛의 강도 분포, S는 입력 신호의 퓨리에 변환된 신호, R은 기준 신호의 퓨리에 변환된 신호,는 각기 x, y축에 대응되는 값으로 퓨리에 변환되었을 때 각 축에 대한 공간 주파수,은 상기 제 1 중심 영상, 상기 제 2 중심 영상의 위상인 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.Where E is the combined power spectrum, I is the intensity distribution of light, S is the Fourier transformed signal of the input signal, R is the Fourier transformed signal of the reference signal, Is the spatial frequency for each axis when Fourier transformed to the corresponding values for the x and y axes, respectively. Is a phase of the first center image and the second center image. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상관 첨두 값은 상기 제 1 중심 영상과 상기 제 2 중심 영상에 대한 결합 파워 스펙트럼(Joint Power Spectrum)으로부터 산출되며, 상기 결합 파워 스펙트럼은 다음 수학식 8과 같이 계산되며,The correlation peak value is calculated from a joint power spectrum for the first center image and the second center image, and the combined power spectrum is calculated as in Equation 8 below. [수학식 8][Equation 8] 여기서, E는 결합 파워 스펙트럼, R은 제 1 중심 영상의 푸리에 변환된 신호, S는 제 2 중심 영상의 푸리에 변환된 신호,은 상기 제 1 중심 영상, 상기 제 2 중심 영상의 위상인 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.Where E is the combined power spectrum, R is the Fourier transformed signal of the first center image, S is the Fourier transformed signal of the second center image, Is a phase of the first center image and the second center image. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 상관 첨두 값은 상기 제 1 중심 영상과 상기 제 2 중심 영상에 대한 수정된 결합 파워 스펙트럼(Joint Power Spectrum)으로부터 산출되며, 상기 수정된 결합 파워 스펙트럼은 다음 수학식 9 및 수학식 10과 같이 계산되며,The correlation peak value is calculated from a modified combined power spectrum for the first center image and the second central image, and the modified combined power spectrum is calculated as in Equations 9 and 10 below. , [수학식 9][Equation 9] [수학식 10][Equation 10] 여기서,는 비선형 함수를 이용하여 표현된 결합 파워 스펙트럼을 나타내고, p는 비선형 결합 변환의 특성을 결정하는 비선형 매개 변수로서, 0 ≤p ≤1의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.here, Denotes a coupling power spectrum expressed using a nonlinear function, and p is a nonlinear parameter for determining a characteristic of the nonlinear coupling transformation, wherein the fingerprint recognition device has a range of 0 ≦ p ≦ 1. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공간 주파수 분포는 다음 수학식 11로 계산되며,The spatial frequency distribution is calculated by the following equation (11), [수학식 11][Equation 11] 여기서, U(x,y)는 빛의 진폭 분포,는 빛의 파장, z는 관측거리, sinc는 sinc 함수,는 파수, A는 격자 사이의 면적()을 나타내는 것을 특징으로 하는 지문 인식 장치.Where U (x, y) is the amplitude distribution of light, Is the wavelength of light, z is the viewing distance, sinc is the sinc function, Is the wavenumber, A is the area between the grids ( Fingerprint recognition device characterized in that. 홀로그램 카드 상에 홀로그램으로 기록된 홀로그램 지문과 상기 홀로그램 카드의 사용자의 실제 지문의 상호 동일성을 판단하는 지문 인증 방법에 있어서,A fingerprint authentication method for determining a mutual identity between a hologram fingerprint recorded as a hologram on a hologram card and an actual fingerprint of a user of the hologram card, (a) 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상을 획득하는 단계;(a) obtaining an image of the holographic fingerprint and an image of the actual fingerprint; (b) 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상의 경사도를 이용하여 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상의 중심점을 찾는 단계;(b) finding a center point of the image of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint by using the gradient of the image of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint; (c) 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상을 상기 각각의 중심점을 기준으로 기설정 크기의 제 1 및 제 2 중심 블럭 영상을 선택하는 단계;(c) selecting first and second center block images of predetermined sizes based on the center points of the holographic fingerprint image and the actual fingerprint image; (d) 상기 제 1 중심 블럭 영상과 상기 제 2 중심 블럭 영상에 대해서 비선형 결합 변환 상관 방식(Nonlinear Joint Transform Correlation: NJTC)을 적용하여 상관 첨두 값을 산출하는 단계;(d) calculating a correlation peak value by applying a nonlinear joint transform transformation (NJTC) to the first center block image and the second center block image; (e) 상기 제 1 중심 블럭 영상의 외곽을 둘러싸는 폐곡선 상의 지문 격자의 간격과 위치에 따른 제 1 주파수 성분을 추출하고, 상기 제 2 중심 블럭 영상의 외곽을 둘러싸는 폐곡선 상의 지문 격자의 간격과 위치에 따른 제 2 주파수 성분을 추출하는 단계; 및(e) extracting a first frequency component according to the distance and location of the fingerprint grid on the closed curve surrounding the outer edge of the first center block image, and the distance between the fingerprint grid on the closed curve surrounding the outer edge of the second central block image; Extracting a second frequency component according to a position; And (f) 상기 단계 (d)에서 산출한 상관 첨두 값이 기설정된 기준 상관 첨두 값 보다 큰 경우와, 상기 단계 (e)에서 구한 상기 제 1 공간 주파수 값과 상기 제 2 공간 주파수 값의 유사도가 클 때 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 동일성을 인증하는 단계(f) when the correlation peak value calculated in step (d) is larger than a predetermined reference correlation peak value, and the similarity between the first spatial frequency value and the second spatial frequency value obtained in step (e) is large. When authenticating the identity of the holographic fingerprint and the actual fingerprint 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 방법.Fingerprint recognition method comprising a. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 방법은 상기 단계 (a) 이후,The method after step (a), 각각의 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상을 공간 영역 필터링, 주파수 영역 필터링 또는 웨이블렛 변환을 적용하여 잡음을 제거하는 영상 처리 단계; 및An image processing step of removing noise by applying spatial domain filtering, frequency domain filtering, or wavelet transform to each of the holographic fingerprint image and the actual fingerprint image; And 잡음 제거된 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 융선과 골의 특징을 추출하기 위한 이진화 처리 단계Binarization processing step for extracting the features of the ridges and valleys of the noise-free hologram fingerprint and the actual fingerprint 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 방법.Fingerprint recognition method further comprising. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 이진화 처리 단계는 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상을 N×N 크기의 블럭 형태로 영상을 분할하고, 분할된 N×N 블럭 영상 내 픽셀들의 평균을 산출하고, 기설정된 임계값을 적용하여 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 융선과 골의 특징을 추출하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 방법.The binarization processing may divide an image of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint into an N × N block image, calculate an average of pixels in the divided N × N block image, and set a predetermined threshold value. And extracting features of the ridges and valleys of the holographic fingerprint and the actual fingerprint. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 단계 (b)는,Step (b) is, (b-1) 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상 블럭 내 픽셀들의 경사도의 평균을 구하여 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 융선과 골의 방향을 구하는 단계;(b-1) obtaining an average of inclinations of pixels in the image block of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint to obtain the direction of the ridges and valleys of the hologram fingerprint and the actual fingerprint; (b-2) 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상 블럭 내에서 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 상기 융선과 골의 방향에 수직한 방향을 따라서 0에서부터/2 범위 내에서 -y 방향으로 내려가다가 0에서부터/2 범위가 아닌 블럭을 만나게 되면, 찾아가는 것을 정지하고 그 블럭에 표시하는 단계; 및(b-2) from 0 along the direction perpendicular to the direction of the ridge and the valley of the hologram fingerprint and the real fingerprint in the image block of the holographic fingerprint and the real fingerprint; Down in the -y direction within the range of / 2, If a block is encountered that is not in the range of / 2, stopping the visit and marking the block; And (b-3) 상기 영상 블럭의 표시된 값들을 누적하여 가장 많은 표시가 된 블럭의 x 좌표와 y 좌표를 상기 홀로그램 지문과 상기 실제 지문의 중심점으로 결정하는 단계(b-3) accumulating the displayed values of the image block and determining the x and y coordinates of the most marked block as the center points of the hologram fingerprint and the actual fingerprint; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 방법.Fingerprint recognition method comprising a. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 단계 (b-1)는, 서로 반대 방향의 경사 벡터들이 상쇄되지 않도록 상기 경사도의 각도를 두 배로 하고 크기를 제곱한 후 평균을 취하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 방법.In the step (b-1), the angles of the inclination are doubled, squared in magnitude, and averaged so that the inclination vectors in opposite directions do not cancel each other. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 단계 (c)에서, 상기 제 1 중심 블럭 영상과 상기 제 2 중심 블럭 영상에는 각기 상기 홀로그램 지문의 정보와 상기 실제 지문의 정보가 집중되어 있는 블럭인 것을 특징으로 하는 지문 인식 방법.In the step (c), characterized in that the first center block image and the second center block image is a block in which the information of the holographic fingerprint and the information of the actual fingerprint is concentrated. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 단계 (d)는,Step (d) is, 상기 제 1 중심 블럭 영상과 상기 제 2 중심 블럭 영상을 비선형 결합 변환 상관 방식의 입력으로 할당하여 두 입력의 결합 파워 스펙트럼(Joint Power Spectrum)을 구하는 단계; 및Obtaining a joint power spectrum of two inputs by allocating the first center block image and the second center block image as inputs of a nonlinear combined transform correlation method; And 상기 결합 파워 스펙트럼을 역 푸리에 변환하여 상기 상관 첨두값을 산출하는 단계Inverse Fourier transforming the combined power spectrum to yield the correlated peaks 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 방법.Fingerprint recognition method comprising a. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 단계 (e)는,Step (e), (e-1) 상기 제 1 중심 블럭 영상과 상기 제 2 중심 블럭 영상을 둘러싸는 테두리 부분의 픽셀들을 일차원으로 배열함으로써, 상기 제 1 중심 블럭 영상과 상기제 2 중심 블럭 영상에 포함된 지문을 격자의 형태로 표현하는 단계; 및(e-1) the fingerprints included in the first center block image and the second center block image are arranged in one dimension by arranging pixels of an edge portion surrounding the first center block image and the second center block image in one dimension; Expressing in the form of; And 상기 홀로그램 지문의 영상과 상기 실제 지문의 영상에 대한 격자들의 간격과 위치에서 프라운호퍼의 회절(Fraunhpfer Diffraction)에 따라 회절되어 발생되는 상기 제 1 및 제 2 공간 주파수 값을 추출하는 단계Extracting the first and second spatial frequency values generated by diffraction according to Fraunhpfer Diffraction at the intervals and positions of the gratings of the image of the holographic fingerprint and the image of the actual fingerprint. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 지문 인식 방법.Fingerprint recognition method characterized in that it comprises a.
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KR100825773B1 (en) * 2005-08-23 2008-04-28 삼성전자주식회사 Method and apparatus for estimating orientation
WO2010048182A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-29 Cardullo Mario W System and method for credit card user identification verification
CN112270260A (en) * 2017-03-06 2021-01-26 苏州佳世达光电有限公司 Identification method and electronic equipment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100825773B1 (en) * 2005-08-23 2008-04-28 삼성전자주식회사 Method and apparatus for estimating orientation
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