KR20050088563A - 가시광을 이용한 홍채인식시스템 및 그 인식방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가시광을 이용한 홍채인식시스템 및 그 인식방법에 대해 개시된다. 본 발명에 따른 가시광을 이용한 홍채인식방법은, 카메라에 의해 이미지를 취득하여 주변 조도 값을 검출하는 단계와; 상기 검출된 주변 조도를 기준치와 비교하는 단계와; 상기 검출된 주변 조도 값이 기준치보다 낮으면, 기준치에 맞는 세기의 가시광 영역의 조명을 점등하는 단계와; 상기 가시광 영역의 조명이 점등된 후, 홍채 인식을 시도하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 가시광을 이용한 홍채인식시스템 및 그 인식방법은 실내의 조명에 의한 조도 값이 낮은 환경에서 가시광 대역의 광원을 이용하여 사용자의 동공 크기를 축소시킴으로써 홍채 인식율을 향상시킬 수 있다.

Description

가시광을 이용한 홍채인식시스템 및 그 인식방법{SYSTEM FOR IRIS RECOGNIZED USING OF VISIBLE LIGHT AND THE METHOD}

본 발명은 가시광을 이용한 홍채인식시스템 및 그 인식방법에 관한 것으로, 특히 실내의 조명에 의한 조도 값이 낮은 환경에서 가시광 대역의 광원을 이용하여 사용자의 동공 크기를 축소시킴으로써 홍채 인식율을 향상시키는 가시광을 이용한 홍채인식시스템 및 그 인식방법에 관한 것이다.

알려진 바와 같이 보안이나 방범, 신분 인증을 위한 시스템으로 기존의 접촉식 혹은 비접촉식 카드 시스템에서 더 나아가 사람의 지문을 인식하거나, 또는 홍채인식을 통해서 신분을 인증하고 특정 장소의 출입이나 특정 정보에의 접근 등을 허용하거나 거부하는 시스템이 보급되어 왔다.

이 중에서 홍채인식 시스템은 지문인식에 비해서 인식률이 높고, 보다 정확한 인식이 가능하다는 장점이 있다. 홍채 인식 시스템은 비디오 카메라로 촬영한 홍채 영상에서 홍채의 특징적인 패턴을 이미지 처리 기술을 이용해서 데이터화한 후, 사전에 등록되어 있는 홍채 데이터와 대조하여 개인을 인증하는 시스템이다.

도 1은 일반적인 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 1에 도시된 바를 참조하여 홍채인식 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

사용자가 홍채 인식 시스템에 접근하면, 거리 측정 센서(109)가 사용자와의 거리를 측정하고, 이렇게 구한 거리 측정값을 드라이버(107)를 통해 제어장치(105)가 받아들여서 상기 거리 측정값이 동작 범위 안에 있는가를 판단한다.

사용자가 동작 범위 안에 있는 경우에 드라이버(107)로 제어 신호를 보내서 홍채 이미지를 추출할 준비를 하도록 한다. 드라이버(107)는 외부 지시기(108)에 액티브 신호를 보내서 사용자에게 시스템이 동작함을 알리고, 이에 따라 사용자가 광학 윈도우(101)를 통하여 카메라(103)의 광축에 눈을 위치시키면, 콜드미러(102)가 가시광선은 차단하고 적외선을 통과시킨다. 그리고 홍채가 위치해야할 부분을 표시해 중 사용자가 카메라(103)의 광축에 눈이 위치하는지의 여부를 확인할 수 있도록 해준다.

그리고, 제어장치(105)가 거리 측정 센서(109)로부터 사용자까지의 거리 측정값을 받아들이고, 이 거리 측정값을 이용해서 카메라(103)의 줌 및 포커스 값을 산출하여 줌인/줌아웃 및 포커싱 제어를 수행한다. 이후에 제어장치(105)는 거리 측정값에 따라 드라이버(107)를 통해 홍채 이미지를 촬영하도록 하며, 촬영된 홍채 이미지는 프레임 그레버(104)에서 홍채 이미지 분석에 맞게 신호 처리되고, 처리된 홍채 이미지 정보를 DB(데이터 베이스)(110)에 저장하며, 그 저장된 정보를 가지고 제어장치(105)에서 홍채 인식을 수행하여 사용자의 인증 여부를 결정하게 되는 것이다.

한편, 이와 같은 홍채 인식 시스템에서는 얼마나 빠른 시간 안에, 얼마나 정확하게 홍채 인식을 해내는가의 여부가 그 성능을 좌우하게 된다. 더구나, 이 기술분야의 일반적인 홍채 인식 시스템에서는 단일 광원을 사용하는 경우 안경에 의한 반사 문제가 발생할 수 있기 때문에 이 문제를 해소하기 위해서 다수개의 조명을 이용해서 안경에 의한 2차 반사를 회피할 수 있도록 조명의 위치를 바꾸어 가면서 영상을 취득하기도 한다.

상기와 같이 다수개의 조명을 포함한 홍채 인식 시스템은 어느 정도 이상의 조도 값을 갖는 환경 내에서의 동작을 고려하여 광학 장치부와 조명 장치부가 개발되어 왔다.

그러나, 실내의 조명 시설에 의한 조도값이 낮게 되면 사람 눈은 이에 반응하여 많은 빛을 받아들이기 위하여 동공을 확대시키게 된다. 따라서, 이러한 상황에서의 홍채 인식은 사용자의 동공의 크기가 달라져 인식 거부(False Reject) 확률이 높아지게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은, 실내의 조명에 의한 조도 값이 낮은 환경에서 가시광 대역의 광원을 이용하여 사용자의 동공 크기를 축소시킴으로써 홍채 인식율을 향상시키는 가시광을 이용한 홍채인식시스템 및 그 인식방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가시광을 이용한 홍채인식시스템은,

조도 값을 검출하기 위한 이미지 및 사용자의 홍채 이미지를 취득하는 카메라 장치부와;

적외선 영역의 광원을 구비한 조명 장치부와;

가시광 영역의 광원을 구비한 위치 표시장치를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 위치 표시장치의 광원은 450 ~ 650㎚의 가시광 영역인 점에 그 특징이 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가시광을 이용한 홍채인식시스템은,

조도 값을 검출하기 위한 이미지 및 사용자의 홍채 이미지를 취득하는 카메라 장치부와;

적외선 영역의 광원을 구비한 조명 장치부와;

가시광 영역의 광원을 발광하는 가시광 조명부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 가시광 조명부의 광원은 450 ~ 650㎚ 가시광 영역인 점에 그 특징이 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가시광을 이용한 홍채인식방법은,

카메라에 의해 이미지를 취득하여 주변 조도 값을 검출하는 단계와;

상기 검출된 주변 조도를 기준치와 비교하는 단계와;

상기 검출된 주변 조도 값이 기준치보다 낮으면, 기준치에 맞는 세기의 가시광 영역의 조명을 점등하는 단계와;

상기 가시광 영역의 조명이 점등된 후, 홍채 인식을 시도하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 검출된 주변 조도 값이 기준치보다 낮으면, 기준치에 맞는 세기의 가시광 영역의 조명을 점등하는 단계에서 450 ~ 650㎚ 가시광 영역의 광원을 점등하는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 실내의 조명에 의한 조도 값이 낮은 환경에서 가시광 대역의 광원을 이용하여 사용자의 동공 크기를 축소시킴으로써 홍채 인식율을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시 예의 가시광 대역의 광원이 구비된 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 홍채 인식시스템은, 조도 값을 검출하기 위한 이미지 및 사용자의 홍채 이미지를 취득하는 카메라 장치부(201)와; 적외선 영역의 광원을 구비한 조명 장치부(202)와; 가시광 영역의 광원을 구비한 위치 표시장치(203)를 포함하여 구성된다.

상기 카메라 장치부(201)는 사용자의 홍채 이미지 촬영 및 주위 환경의 조도 값을 검출하기 위한 이미지를 촬영하는 카메라와; 카메라와 사용자의 눈 사이의 거리를 측정하여 인식가능 거리 내에 사용자가 접근했는지를 판단하는 거리 측정 센서와; 상기 카메라의 줌 및 포커스 값을 산출하여 줌인/줌아웃 및 포커싱 제어를 수행하는 제어장치와; 상기 카메라에서 촬영된 홍채 이미지를 분석하여 신호 처리하는 프레임 그레버와; 상기 프레임 그레버에서 신호 처리된 홍채 이미지 정보를 저장하는 DB(데이터 베이스)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 제어장치는 거리 측정 센서로부터 사용자까지의 거리 측정값을 받아들이고, 이 거리 측정값을 이용해서 줌 및 포커스 값을 산출하여 줌인/줌아웃 및 포커싱 제어를 수행한다.

이후에 상기 제어장치는 거리 측정값에 따라 드라이버를 통해 홍채 이미지를 촬영하도록 하며, 그 저장된 정보를 가지고 제어장치에서 홍채 인식을 수행하여 사용자의 인증 여부를 결정하게 되는 것이다.

상기 조명 장치부(202)는 사용자가 홍채 인식을 하기 위해 홍채 인식 시스템에 접근하면, 상기 거리 측정 센서에서 인식거리로 판단되면, 조명의 밝기를 조절하는 조명제어부와; 상기 조명제어부의 밝기에 따라 얻어진 홍채 이미지를 처리하는 이미지 처리부를 포함하여 구성된다.

상기 위치 표시장치부(203)는 사용자가 동작 범위 안에 있는 경우에 제어 신호를 보내서 홍채 이미지를 추출할 준비하는 드라이버와; 상기 드라이버로부터 액티브 신호를 보내서 사용자에게 시스템의 동작함을 알리는 외부 지시기와; 상기 외부 지시기의 동작을 알리기 위해 점등되는 가시광 영역의 조명부와; 사용자가 카메라의 광축에 눈을 위치시킬 수 있도록 안내하는 광학 윈도우를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 위치 표시장치(203)부는 홍채가 위치해야할 부분을 표시해 사용자가 카메라의 광축에 눈이 위치하는지의 여부를 확인할 수 있도록 해준다.

한편, 상기와 같이 구성된 홍채 인식시스템의 조명 장치부(202)에는 사용자의 홍채를 선명한 이미지로 획득하기에 충분한 광원이 구비되어 있다. 이 구비된 광원의 파장대역(wave Length)은 주로 700㎚ 이상의 근적외선 대역을 사용하고 있다.

그러나, 어두운 실내에서 홍채 인식을 시도하기 위해 사용자의 홍채 이미지를 취득하게 되면, 사용자의 홍채 이미지에서 동공이 확대되어 있다.

이는, 사람의 눈은 가시광 대역에서 극히 민감하게 반응하여 동공을 확대하거나 축소시켜 동공으로 들어오는 빛의 양을 조절하게 된다.

따라서, 사용자의 동공 축소를 위해서 상기 가시광 영역의 조명부에서는 가시광 대역(390 ~ 720㎚)의 광원을 조사하게 된다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 가시광 대역의 광원이 구비된 홍채 인식 방법에 대한 순서도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가시광을 이용한 홍채인식방법은, 먼저 카메라에 의해 이미지를 취득하여 주변 조도 값을 검출하는 단계가 수행된다(S301).

즉, 홍채 인식을 시도하기 전에 실내의 주변 조도 값을 검출하여 사용자의 동공의 확대 여부를 추측하기 위한 것이다.

그리고, 상기 검출된 주변 조도를 기준치와 비교하는 단계가 수행된다(S302).

보다 상세히 설명하면, 상기 검출된 조도 값을 이미 저장되어 있는 조도 값과 비교하여 현재 주변의 조도 값을 파악할 수 있게 된다.

이때, 상기 저장되어 있는 조도 값은 미리 촬영된 주변 이미지들의 조도 값들을 저장하거나, 사용자의 가시광의 반응에 따른 동공의 크기에 비례하여 조도 값을 저장할 수 있다.

이어서, 상기 검출된 주변 조도 값이 기준치보다 낮으면(S303), 기준치에 맞는 세기인 450 ~ 650㎚, 백색 광원 등 가시광 영역의 조명을 점등하는 단계가 수행된다(S304).

또한, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 조도값에 따른 동공의 크기를 도시한 도면이다.

도 4a는 주변 조도 값이 낮은 상태에서의 동공과 홍채의 이미지로 동공의 픽셀 수는 205를 나타내고 있다.

도 4b는, 주변 조도 값이 낮은 상태에서의 525㎚의 가시광을 사용하였을 때의 사용자의 동공과 홍채의 이미지로 동공의 픽셀 수는 104를 나타내고 있다.

도 4c는 주변 조도 값이 낮은 상태에서의 610㎚의 가시광을 사용하였을 때의 사용자의 동공과 홍채의 이미지로 동공의 픽셀 수는 133을 나타내고 있다.

따라서, 주변의 조도에 따른 가시광 영역의 광원을 점등하여 사용자의 동공을 축소시킬 수 있다.

그 다음, 상기 가시광 영역의 조명이 점등된 후, 홍채 인식을 시도하는 단계가 수행된다(S305). 이후, 사용자의 홍채 인식을 시도하기 위한 순서는 일반적인 홍채 인식을 시도하는 방식과 같으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 도 5는 본 발명에 따른 제 2 실시 예의 가시광 대역의 광원이 구비된 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 조도 값을 검출하기 위한 이미지 및 사용자의 홍채 이미지를 취득하는 카메라 장치부(501)와; 적외선 영역의 광원을 구비한 조명 장치부(502)와; 가시광 영역의 광원을 발광하는 가시광 조명부(503)를 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명의 제 2 실시 예의 자세한 설명은 상기 제 1 실시 예에서 설명된 바를 참조로 하여 생략하기로 한다.

이상 본 발명에 의하면, 실내의 조명에 의한 조도 값이 낮은 환경에서 가시광 대역의 광원을 이용하여 사용자의 동공 크기를 축소시킴으로써 홍채 인식율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 가시광을 이용한 홍채인식시스템 및 그 인식방법은 실내의 조명에 의한 조도 값이 낮은 환경에서 가시광 대역의 광원을 이용하여 사용자의 동공 크기를 축소시킴으로써 홍채 인식율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시 예의 가시광 대역의 광원이 구비된 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 가시광 대역의 광원이 구비된 홍채 인식 방법에 대한 순서도.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 조도값에 따른 동공의 크기를 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 제 2 실시 예의 가시광 대역의 광원이 구비된 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

201, 501 --- 카메라 장치부 202, 502 -- 조명 장치부

203 --- 위치 표시장치 503 --- 가시광 조명부

Claims (6)

1. 조도 값을 검출하기 위한 이미지 및 사용자의 홍채 이미지를 취득하는 카메라 장치부와;

   적외선 영역의 광원을 구비한 조명 장치부와;

   가시광 영역의 광원을 구비한 위치 표시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 홍채인식시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 위치 표시장치의 광원은 450 ~ 650㎚의 가시광 영역인 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 홍채인식시스템.
3. 조도 값을 검출하기 위한 이미지 및 사용자의 홍채 이미지를 취득하는 카메라 장치부와;

   적외선 영역의 광원을 구비한 조명 장치부와;

   가시광 영역의 광원을 발광하는 가시광 조명부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 홍채인식시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 가시광 조명부의 광원은 450 ~ 650㎚ 가시광 영역인 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 홍채인식시스템.
5. 카메라에 의해 이미지를 취득하여 주변 조도 값을 검출하는 단계와;

   상기 검출된 주변 조도를 기준치와 비교하는 단계와;

   상기 검출된 주변 조도 값이 기준치보다 낮으면, 기준치에 맞는 세기의 가시광 영역의 조명을 점등하는 단계와;

   상기 가시광 영역의 조명이 점등된 후, 홍채 인식을 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 홍채인식방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 검출된 주변 조도 값이 기준치보다 낮으면, 기준치에 맞는 세기의 가시광 영역의 조명을 점등하는 단계에서 450 ~ 650㎚ 가시광 영역의 광원을 점등하는 것을 특징으로 하는 가시광을 이용한 홍채인식방법.