KR200419476Y1

KR200419476Y1 - 생체지문과 모조지문 판별장치

Info

Publication number: KR200419476Y1
Application number: KR2020060008841U
Authority: KR
Inventors: 신요식; 김금용
Original assignee: 신요식
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2006-06-21

Abstract

본 고안은 지문인식센서의 지문입력창에 지문부위(손가락)를 접촉하는 경우 인체의 정전용량의 변화를 비접촉 방식으로 감지해서 그 정전용량변화의 감지결과에 따라 생체지문과 모조지문을 판별하여 본인인증절차를 실행하도록 된 생체지문과 모조지문 판별장치에 관한 것이다.

바람직한 실시예에 따르면, 생체지문과 모조지문판별을 위해 생체인식부는 지문이미지를 입력받는 지문입력부의 외장 프레임내의 소정위치에 설치되는 도전체 단자로 구성되어 상기 지문입력시의 정전용량변화를 비접촉식으로 감지하는 비접촉 정전용량검출부와, 그 비접촉 정전용량검출부에 의해 감지된 정전용량변화를 직류전압으로 디지털변환하여 제공하는 ADC(Analog-to-Digital Converter)부 및, 상기 ADC부의 출력전압을 기준전압(Vref)과 비교하여 상기 지문이 생체지문인지 또는 모조지문인지의 판별결과를 출력하는 생체지문판별부를 포함하게 된다.

상기 생체지문판별부에서 정전용량변화가 감지되는 지문은 생체지문이고, 정전용량변화가 감지되지 않는 지문은 모조지문으로 판별하게 되고, 상기 생체인식부에서 생체지문으로 판별된 지문의 이미지를 전송받아 특징점을 추출하고 프로그램/데이터저장부의 지문D/B에 저장된 지문데이터와의 매칭 결과에 따라 상기 본인 인증을 제어하게 된다.

Description

생체지문과 모조지문 판별장치{APPARATUS FOR DISCRIMINATING LIVING-BODY FINGERPRINT AND IMITATION FINGERPRINT}

도 1은 본 고안에 따른 생체지문과 모조지문 판별장치의 기본적인 개념을 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 생체지문과 모조지문 판별장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면,

도 3은 도 2에 도시된 생체인식부의 구성을 나타낸 블록도,

도 4는 본 고안에 따른 생체지문과 모조지문 판별장치에 의해 실행되는 생체지문과 모조지문 판별과정의 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 지문입력부, 110: 지문입력창,

120: 프리즘, 130: 이미지센서,

140: 외장프레임, 200: 생체인식부,

210: 비접촉 정전용량검출부, 220: ADC(아날로그-디지탈변환)부,

230: 생체지문판별부, 300: 지문인증부,

310: CPU, 320: 프로그램데이터저장부,

330: 메모리.

본 고안은 생체지문과 모조지문 판별장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지문인식센서의 지문입력창에 손가락의 지문부위를 접촉하는 경우 인체의 정전용량의 변화를 비접촉 방식으로 감지하여 생체지문과 모조지문을 판별하여 지문인증절차를 수행하도록 하기 위한 생체지문과 모조지문 판별장치에 관한 것이다.

최근에, 반도체를 기반으로 하는 전자산업과 소위 '인터넷'으로 칭해지는 데이터통신산업의 비약적인 발전에 수반해서 정보화 사회가 가속됨에 따라 온라인으로 다양한 정보의 취득 및 교환이 가능한 상황이다.

그러한 온라인 데이터통신에서는 가입자(사용자)에 대한 인증절차를 통해 개방적인 접근을 허용하게 되는 바, 정보제공사이트(즉, 정보제공서버)측에서는 가입자 인증을 위해 개인정보(즉, 성명, 주민등록번호, 주소, 연락전화번호 등)를 요구하고, 그 요구에 응답하여 개인정보의 입력에 의해서만 가입자(사용자)가 필요한 정보에 대한 접근이 이루어지게 된다.

그 결과, 가입자 인증을 위해 입력된 개인정보는 가입자가 인지하는 못하는 상황에서 인터넷상에서 무분별하게 유포되어 예상하지 못한 결과가 초래되는 경우가 빈번하게 발생된다.

따라서, 데이터통신네트워크상에서의 가입자 로그인을 위해서 뿐만 아니라 실생활에서도 안전하고 정확성 높은 인증이 필요한 상황으로, 그 최적의 인증방안 으로서 인체의 지문이 불변성과 유일성의 차원에서 주목되어 다양한 형태의 지문인식체계가 제안된 상태이다.

즉, 지문인식장치가 도어록(Door Lock)이라든지 특정한 장소의 출입제어, 전자상거래, 금융거래, 개인용 컴퓨터(PC)의 보안, 사무적 결재체계 등의 다양한 분야에 보급되고 있다.

그러나, 그러한 지문인식장치는 인증의 편리성과 정확성 및 경제성에도 불구하고 모조지문에 의한 허위인증이 발생되는 사례가 종종 발생되고 있고, 그러한 허위인증의 피해를 개선 및 방지하기 위해 보안 알고리즘의 개발에 주력하고 있지만, 현재에도 모조지문에 대한 정확한 식별이 곤란한 실정이다.

즉, 생체인식기술 중에서 지문인식이 개인 인증에 대한 높은 보안성과 편리성 및 정확성과 처리속도의 면에서 가장 앞서 상용화된 인증기술이기는 하지만, 현재의 지문인식센서는 실제 지문을 모조한 경우, 즉 실제 인간의 지문인지 아니면 다른 재료로 위조된 모조지문인지에 대한 정확한 판별이 불가능하다는 공통적인 약점을 갖고 있다.

따라서, 지문인식분야에서는 위조 및 모조지문 방지기술의 개발을 위해 많은 연구를 거듭하여 예컨대 온도측정방식, 전위측정방식, 압력측정방식, 혈류측정방식, 땀샘측정방식 등의 다양한 방법이 제안된 상태이다.

여기서, 상기 온도측정방식은 실제의 인체지문의 온도(즉, 체온)과 모조지문과의 온도차를 측정하여 모조지문을 식별해내는 방식이지만, 주변온도(날씨 및 계절)의 변화에 따라 많은 영향을 받고 온도차의 범위 설정에 상당히 곤란하게 된다.

또, 상기 전위측정방식은 전위검출용 전극에 생체를 직접 접촉해야 하기 때문에 전위검출전극을 노출된 상태로 설치되어야만 하고 그 전위검출전극에 다른 생체가 접촉한 상태에서 모조지문을 접촉하면 모조지문이 식별되지 않거나 물이라든지 오염물에 의해 오인식의 가능성이 높을 뿐만 아니라 외부로부터의 정전기(Electrostatic Discharge; ESD) 등의 전기적 충격에 반응할 가능성을 배제할 수 없게 된다.

따라서, 상기한 생체지문과 모조지문의 판별 방식의 대부분은 생체지문이나 모조지문의 접촉체에 대한 직접적인 접촉이 필요하기 때문에 외부에 노출되도록 설치되어야만 되고, 그 노출된 접촉체에 대한 부정접근의 시도가 용이할 뿐만 아니라 접촉체의 장착이 어렵고 오염이라든지 정전기 등의 전기적 충격에 취약하며 실제 구현에 상당한 고가의 비용이 필요하게 된다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 지문인식센서의 입력창에 지문부위가 접촉되는 경우 비접촉방식으로 인체의 정전용량변화를 감지하여 생체지문과 모조지문을 식별하도록 함으로써 모조지문에 대한 식별 정확도를 높이면서 정전용량의 변화검출이 비접촉방식으로 이루어지도록 하여 지문입력창이나 외장프레임에 노출될 필요가 없어 장착이 용이하고 오염물질에 의한 오염이 방지되며 전기적 충격(즉, 정전기 등)에 강하여 내구성이 우수하면서도 구현비용이 저렴한 생체지문과 모조지문 판별장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 바람직한 실시양태에 따르면 지문 이미지센서를 통해 지문이미지를 입력받고 그 지문이미지를 전송하는 지문입력부와; 상기 지문이미지를 입력받은 지문이 생체지문인지 모조지문인지를 판별하는 생체인식부와; 상기 생체인식부에서의 지문판별정보와 지문입력부로부터 입력받은 지문 이미지의 특징점을 추출하여 본인 인증을 처리하는 지문인증부로 구성되는 지문인식장치에 있어서, 상기 생체인식부는 상기 지문입력부의 외장 프레임내의 소정위치에 설치되는 도전체 단자로 구성되어 상기 지문입력시의 정전용량변화를 비접촉식으로 감지하는 비접촉 정전용량검출부와, 상기 비접촉 정전용량검출부에 의해 감지된 정전용량변화를 직류전압으로 디지털변환하여 제공하는 ADC(Analog-to-Digital Converter)부 및, 상기 ADC부의 출력전압을 기준전압(Vref)과 비교하여 상기 지문이 생체지문인지 또는 모조지문인지의 판별결과를 출력하는 생체지문판별부로 구성되고, 상기 지문인증부는 상기 생체인식부에서 생체지문지문으로 판별된 지문의 이미지를 전송받아 특징점을 추출하고 프로그램/데이터저장부의 지문D/B에 저장된 지문데이터와의 매칭에 결과에 따라 상기 본인 인증을 제어하는 CPU를 포함하는 생체지문과 모조지문 판별장치가 제공된다.

상기 비접촉 정전용량검출부의 도전체 단자는 상기 외장프레임에 수용된 지문입력창의 이면 중앙과 상기 지문의 영상이 투영되는 프리즘의 입력창과 대향되는 면 중 어느 하나에 설치되어 비접촉식으로 지문의 정전용량변화를 감지하게 된다.

상기 생체지문판별부에서 정전용량변화가 감지되는 지문은 생체지문이고, 정전용량변화가 감지되지 않는 지문은 모조지문으로 판별하게 된다.

상기 지문의 정전용량변화는 비접촉식으로 이루어지게 된다.

이하, 본 고안에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 생체지문인식장치의 기본적인 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 고안에 따른 생체지문과 모조지문 판별장치는 지문센서를 통해 지문이미지를 입력받아 그 지문이미지를 출력하는 지문입력부(100)와, 그 지문입력부(100)에 입력되는 지문에 의한 정전용량변화를 검출하여 그 지문이 생체지문인지 또는 모조지문인지를 판별하기 위한 생체인식부(200) 및, 그 생체인식부(200)에서의 판별정보에 의거하여 모조지문으로 판별되는 경우에는 본인 인증거부처리를 행하는 반면 생체지문으로 판별되는 경우 상기 지문입력부(100)에서의 지문이미지의 특징점을 추출하여 본인 인증을 처리하는 지문인증부(300)로 구성된다.

도 2는 도 1에 도시된 본 고안에 따른 생체지문과 보조지문 판별장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도면에서, 상기 지문입력부(100)는 지문입력창(110)에 위치하는 지문의 영상을 형성하기 위한 프리즘(120)과, 그 프리즘(120)을 통해 지문의 영상을 획득하여 전기적인 지문이미지신호로 출력하는 이미지센서(130) 및, 상기 지문입력창(110)과 상기 프리즘(120) 및 상기 이미지센서(130)를 커버링하는 외장프레임(140)으로 구성된다.

상기 생체인식부(200)는 도3에도 나타낸 바와 같이 상기 지문입력부(100)의 외장프레임(140)의 소정위치나 상기 지문을 입력받기 위한 입력창(110) 또는 프리 즘(120)의 선정된 부위에 설치되면서 적어도 하나의 도전체 단자로 구성되어 인체의 손가락이 근접하는 경우 인체의 정전용량을 비접촉으로 감지하는 비접촉정전용량검출부(210)와, 상기 비접촉정전용량검출부(210)에 인체의 손가락이 근접하는 경우 그 비접촉정전용량검출부(210)에서 발생되는 정전용량변화를 직류전압으로 디지탈변환하여 출력하는 ADC부(220) 및, 상기 ADC부(220)의 출력전압을 기준전압(Vref)과 비교하여 지문판별결과로서 출력하는 생체지문판별부(230)로 구성된다.

즉, 본 고안에 따르면 상기 비접촉정전용량검출부(210)는 인체와 직접 접촉함이 없이 정전용량을 감지하는 방식이므로 기존의 접촉방식처럼 지문입력창이나 외장프레임에 노출되어 설치될 필요가 없고, 그에 따라 설치의 제약이 없고 물이나 이물질에 의한 오염가능성이 없을 뿐만 아니라 외부의 전기적 충격에 강하다.

또, 비접촉정전용량검출부(210)를 구성하는 도전체 단자는 사용자가 인증을 시도하기 위해 상기 지문입력창(110)에 생체 손가락을 접촉할 때를 정확히 감지하도록 상기 지문입력창(100)의 이면 중앙이나 상기 프리즘(120)의 입력창과 대향되는 면에 설치되면 바람직하고, 그 도전체 단자의 정전용량감도는 인체의 손가락이 상기 입력창(110)의 중앙에 접촉할 때를 정확히 감지하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 생체 손가락에 다양한 재질이나 형태의 모조지문을 부착하여 인증을 시도하는 경우 생체지문과 모조지문을 인식할 수 있도록 비접촉 정전용량감지 감도를 정확히 조정하여야 하고, 그에 따라 생체지문인 경우는 정전용량변화를 감지하여 생체로 인식하는 반면, 모조지문인 경우에는 정전용량변화가 발생하지 않게 되어 모조지문으로 인식함으로써 생체지문과 모조지문을 식별할 수 있게 된다.

또, 도 2를 참조하면 상기 지문인증부(300)는 상기 지문입력부(100)에서 획득한 지문이지로부터 특징점을 추출하여 사용자의 지문을 등록하거나 미리 등록된 지문데이터와 매칭시켜 지문인증처리를 실행하게 된다.

그 지문인증부(300)는 상기 지문입력부(100)에서 획득된 지문이미지의 등록이라든지 미리 등록된 지문과의 매칭을 통해 지문인증절차를 제어하는 CPU(310)와, 그 CPU(310)의 제어하에 지문이미지의 등록이라든지 매칭 및/또는 인증에 관한 프로그램과 지문이미지데이터가 저장되는 프로그램/데이터저장부(320) 및, 상기 CPU(310)의 제어하에 상기 지문입력부(100)로부터 전송된 지문 이미지와 상기 프로그램/데이터저장부(320)에 기저장된 지문데이터를 일시 저장하기 위한 메모리(330)를 구비하게 된다.

또, 상기 프로그램/데이터저장부(320)는 지문인증프로그램(320a)과 지문알고리즘(320b) 및 상기 템플릿화된 지문 데이터와 인증 결과에 따른 로그데이터 등이 저장되는 지문DB(320c)를 포함하게 된다.

즉, 상기 CPU(310)는 본인 인증이 요청되면 상기 프로그램/데이터저장부(320)와 상기 메모리(330)를 제어하여 상기 지문DB(320c)에 저장된 지문데이터를 불러오고, 그 불러온 지문데이터를 상기 메모리(330)에 저장된 지문이미지를 비교하여 매칭시키고, 상기 프로그램/데이터저장부(320)의 지문인증프로그램(320a)과 지문알고리즘(320b)을 구동하여 지문이미지와 지문데이터를 인증처리하며, 인증결과의 로그데이터를 상기 지문DB(320c)에 저장시키고나서 예컨대 인증결과에 대응하는 실제적인 작동을 실행하는 외부장치로 그 인증결과값을 통보하게 된다.

상기한 본 고안에 따른 생체지문과 모조지문 판별장치의 작용에 대해 도 4에 도시된 흐름도를 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 사용자가 본인확인요청을 위해 상기 지문입력부(100)의 지문입력창(110)에 지문부위를 위치시키는 경우(S101), 그 지문의 영상이 상기 프리즘(120)을 통해 상기 이미지센서(130)에 전달되고 그 이미지센서(130)에서 전기적인 지문이미지신호가 획득된다(S102).

그와 더불어, 상기 생체인식부(200)의 상기 비접촉 정전용량검출부(210)의 도전체 전극에서는 상기 지문부위의 정전용량을 검출하여 상기 ADC부(220)에 인가하게 되고, 그 ADC(220)에서는 디지털화된 정전용량검출데이터를 생성하여 상기 생체지문판별부(230)에 인가하게 된다.

따라서, 상기 생체지문판별부(230)는 상기 정전용량검출데이터를 상기 기준치(Vref)와 비교하여 정전용량의 변화가 감지되면 상기 인증대상의 지문을 생체지문으로 판별하는 반면 상기 정전용량의 변화가 감지되지 않으면 상기 인증대상의 지문을 모조지문으로 판별하게 된다(S103).

따라서, 상기 CPU(310)는 상기 인증대상의 지문이 모조지문으로 판별되면 보인거부인증처리를 하고 현재의 인증절차를 종료하는 반면, 상기 인증대상의 지문이 생체지문으로 판별되면 상기 지문입력부(100)로부터의 지문 이미지를 받아서 그 지문이지미의 특징점을 추출하여 템플릿화하게 된다(S104).

그리고 나서, 상기 추출된 지문이미지의 특징점을 상기 지문DB(320c)에 저장된 지문데이터와 매칭시켜 정상적으로 본인여부 결과를 처리하게 된다(S107).

한편, 본 고안은 상기한 실시예로 한정되지는 않고 고안의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위내에서 모든 형태의 지문인식장치에 적용되어 비접촉식으로 생체지문과 모조지문의 판별에 적용할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 생체지문과 모조지문 판별장치에 의하면, 생체 손가락이 지문입력부에 접촉시 비접촉으로 정전용량변화를 감지하여 생체지문과 모조지문을 판별하기 때문에 지문인식장치에 적합한 생체지문과 모조지문의 정확한 판별수단을 제공할 수 있게 되어 모조지문을 이용한 부정적인 접근을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

또, 종래의 지문인식방식에서는 곤란하였던 모조지문에 대한 판별이 가능하기 때문에 그 판별 범위에 대한 확장성과 정확성이 보장된다.

더욱이, 인체와 직접적으로 접촉하지 않고 인체의 정전용량을 감지하는 방식기 때문에 기존의 접촉식처럼 지문입력창이나 외장프레임에 노출되어 설치될 필요가 없어 설치의 제약이 없다.

또, 상기 정전용량을 검출하기 위한 구성이 외부에 노출되지 않고 비접촉으로 설치되기 때문에 물이라든지 이물질 또는 외부의 전기적 충격에 강하여 우수한 내구성이 보장될 수 있다.

또, 바람직하게 기존의 지문인식기에 상기 생체인식부만 추가로 설치할 수 있음에 따라 하드웨어 구성이 간단해지고, 그에 따라 다른 판별방식에 비해 가격이 저렴하게 된다.

그에 더하여, 상기 생체인식부에서의 감지결과로 생체지문과 모조지문을 쉽게 판별할 수 있음에 따라 생체지문 판별알고리즘이 단순하고, 또한 비접촉식이므로 생체지문/모조지문의 검출구성이 외장프레임 내부에 설치되기 때문에 그 장치의 동작과 설치 여부를 인식할 수 없어 보안성이 높아지게 된다.

Claims

지문이미지센서를 통해 지문이미지를 입력받고 그 지문이미지를 전송하는 지문입력부와; 상기 지문이미지를 입력받은 지문이 생체지문인지 모조지문인지를 판별하는 생체인식부와; 상기 생체인식부에서의 지문판별정보와 지문입력부로부터 입력받은 지문 이미지의 특징점을 추출하여 본인 인증을 처리하는 지문인증부로 구성되는 지문인식장치에 있어서,

상기 생체인식부는 상기 지문입력부의 외장 프레임내의 소정위치에 설치되는 도전체 단자로 구성되어 상기 지문입력시의 정전용량변화를 비접촉식으로 감지하는 비접촉 정전용량검출부와,

상기 비접촉 정전용량검출부에 의해 감지된 정전용량변화를 직류전압으로 디지털변환하여 제공하는 ADC(Analog-to-Digital Converter)부 및,

상기 ADC부의 출력전압을 기준전압(Vref)과 비교하여 상기 지문이 생체지문인지 또는 모조지문인지의 판별결과를 출력하는 생체지문판별부로 구성되고,

상기 지문인증부는 상기 생체인식부에서 생체지문으로 판별된 지문의 이미지를 전송받아 특징점을 추출하고 프로그램/데이터저장부의 지문D/B에 저장된 지문데이터와의 매칭에 결과에 따라 상기 본인 인증을 제어하는 CPU를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체지문과 모조지문 판별장치.
제 1항에 있어서,

상기 비접촉 정전용량검출부의 도전체 단자는 상기 외장프레임에 수용된 지문입력창의 이면 중앙과 상기 지문의 영상이 투영되는 프리즘의 입력창과 대향되는 면 중 어느 하나에 설치되어 비접촉식으로 지문의 정전용량변화를 감지하도록 된 것을 특징으로 하는 생체지문과 모조지문 판별장치.
제 1항에 있어서,

상기 생체지문판별부에서 정전용량변화가 감지되는 지문은 생체지문이고, 정전용량변화가 감지되지 않는 지문은 모조지문인 것을 특징으로 하는 생체지문과 모조지문 판별장치.