KR20050094222A - 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법에 대해 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법은, 사용자의 얼굴 이미지를 획득하는 단계와; 상기 획득된 얼굴 이미지에서 안경 반사가 있는 것으로 판단되면, 스테레오 조명을 점등하여 얼굴 이미지를 획득하는 단계와; 상기 스테레오 조명이 점등된 얼굴 이미지가 획득되면, 안경까지의 거리를 측정하는 단계와; 상기 안경까지 거리가 측정된 후, 안경에서 눈까지의 거리를 측정하는 단계와; 상기 안경에서 눈까지의 거리가 측정된 후, 초점을 조절하는 단계와; 상기 초점 조절의 수행 후, 홍채 이미지를 획득하는 단계와; 상기 획득된 홍채 이미지를 처리하여 홍채 인식을 시도하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법은, 홍채 인식 시스템에서 안경 반사에 의한 홍채 이미지의 초점 값의 오차를 줄임으로써 보다 정확하게 홍채 인식을 시도할 수 있다.

Description

홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법{FOCUS DISTANCE MEASUERMENT METHOD FOR OPTICAL REFLECTION IN IRIS RECOGNIZED SYSTEM}

본 발명은 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법에 관한 것으로, 특히 홍채 인식 시스템에서 안경 반사에 의한 홍채 이미지의 초점 값의 오차를 줄임으로써 보다 정확하게 홍채 인식을 시도할 수 있는 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법에 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 홍채 인식 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.

그러나, 상기와 같이. 여러개의 조명을 바꾸어 가며 안경에 의한 반사를 회피하고, 홍채 인식이 성공적할 때까지 상기 AE(Auto Exposure), AF(Auto Focus), AZ(Auto Zoom)의 반복적인 시도를 계속 수행한다면, 인식 속도가 늦어지고 초점값도 비 정확하게 계산되어 에러의 발생율도 높게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은, 홍채 인식 시스템에서 안경 반사에 의한 홍채 이미지의 초점 값의 오차를 줄임으로써 보다 정확하게 홍채 인식을 시도할 수 있는 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법은,

사용자의 얼굴 이미지를 획득하는 단계와;

상기 획득된 얼굴 이미지에서 안경 반사가 있는 것으로 판단되면, 스테레오 조명을 점등하여 얼굴 이미지를 획득하는 단계와;

상기 스테레오 조명이 점등된 얼굴 이미지가 획득되면, 안경까지의 거리를 측정하는 단계와;

상기 안경까지 거리가 측정된 후, 안경에서 눈까지의 거리를 측정하는 단계와;

상기 안경에서 눈까지의 거리가 측정된 후, 초점을 조절하는 단계와;

상기 초점 조절의 수행 후, 홍채 이미지를 획득하는 단계와;

상기 획득된 홍채 이미지를 처리하여 홍채 인식을 시도하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 안경까지의 거리의 측정은 상기 조명부가 점등된 얼굴 이미지와 상기 스테레오 조명부가 점등된 얼굴 이미지에서 서로 안경에 대한 반응도가 다른 점을 이용하여 안경까지의 거리를 측정하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 안경에서 눈까지의 거리의 측정은, 상기 조명부와 상기 스테레오 조명부에 의해 나타난 서로 다른 안경반사의 안경 곡률에 의해 거리를 측정하는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 홍채 인식 시스템에서 안경 반사에 의한 홍채 이미지의 초점 값의 오차를 줄임으로써 보다 정확하게 홍채 인식을 시도할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 홍채 인식 시스템은, 사용자의 이미지를 촬영하는 카메라(203)와; 사용자의 이미지를 다른 각도에서 촬영하는 스테레오 카메라(204)와; 상기 카메라(203) 및 상기 스테레오 카메라(204)와 사용자의 눈 사이의 거리를 측정하여 인식가능 거리 내에 사용자가 접근했는지를 판단하는 거리 측정 센서(201)와; 상기 카메라(203) 및 상기 스테레오 카메라(204)의 줌 및 포커스 값을 산출하여 줌인/줌아웃 및 포커싱 제어를 수행하는 카메라 제어부(202)와; 소정의 거리가 이격되어 빛을 조사하는 조명부(207) 및 스테레오 조명부(208)와; 상기 조명부(207) 및 상기 스테레오 조명부(208)의 밝기를 조절하는 조명제어부(206)와; 상기 조명제어부(206)의 밝기에 따라 얻어진 홍채 이미지를 처리하는 이미지 처리부(205)를 포함하여 구성된다.

도 3은 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법에 대한 순서를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 조명부(207)를 점등시키고 상기 카메라(203)에 의해 사용자의 얼굴 이미지를 획득하는 단계가 수행된다(S301).

그리고, 상기 획득된 얼굴 이미지에서 안경 반사가 있는 것으로 판단되면(S302), 스테레오 조명을 점등하는 단계가 수행된다(S303).

보다 자세히 설명하면, 상기 획득한 얼굴 이미지에서 사용자의 안경 반사가 발생하는지 여부를 검사하게 된다.

상기 획득한 사용자의 얼굴 이미지에서 안경착용 등으로 인한 반사에 의해 인식을 시도할 수 없는 것으로 판단되면, 상기 조명부(207)와 다른 위치에 구비된 상기 스테레오 조명(208)을 점등하고, 상기 스테레오 카메라(204)에 의해 다시 사용자의 얼굴 이미지를 추출하게 된다.

이어서, 상기 스테레오 조명부(208)에 의한 얼굴 이미지가 획득되면, 안경까지의 거리를 측정하는 단계가 수행된다(S304).

도 4는 본 발명에 따른 안경반사에 의한 초점거리 측정방법의 안경까지 거리를 측정하기 위한 이미지를 획득하는 것을 도시한 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 안경까지의 거리를 측정하기 위해 상기 조명부(207)가 점등되고, 상기 카메라(203)에 의해 획득한 이미지와 상기 스테레오 조명(208)이 점등되고, 상기 스테레오 카메라(204)에 의해 획득된 이미지를 사용하게 된다.

이때, 안경 반사가 발생할 경우에는 안경에 대한 반응도가 크기 때문에 안경까지의 거리를 측정하게 된다.

그 다음, 상기 안경까지 거리가 측정된 후, 안경에서 눈까지의 거리를 측정하는 단계가 수행된다(S305).

도 5는 본 발명에 따른 안경반사에 의한 초점거리 측정방법의 안경에서 눈까지 거리를 측정하기 위한 것을 도시한 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 안경에서 눈까지의 거리는 홍채 이미지에 대한 초점 정도를 충분히 낮아지게 할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 안경에서 눈까지의 거리를 측정한다.

즉, 상기 조명부(207)와 상기 스테레오 조명부(208)에 의해 나타난 안경반사는 안경 곡률에 의해 다르게 나타되므로 이를 이용하여 안경에서부터 눈까지의 거리를 측정하게 된다.

이 때, 안경 반사의 패턴은 무작위로 발생하므로 적당한 안경 반사 패턴을 선택한 후 안경까지의 거리를 측정한다.

이어서, 상기 안경에서 눈까지의 거리가 측정된 후, AE(Auto Exposure), AF(Auto Focus), AZ(Auto Zoom)에 의한 초점을 조절하는 단계가 수행된다(S306).

상기 AE(Auto Exposure)는, 거리 측정 센서(201)를 사용해서 일정한 시간 마다 카메라와 사용자 사이의 거리를 측정하여 연속적인 거리 정보를 출력하고, 상기 거리 정보를 이용해서 사용자의 동작 특성을 판단한다.

즉, 연속적인 거리 정보를 근거로 해서 사용자의 동작 속도를 측정하여, 속도가 양수이면 접근중인 것으로 판단하고, 음수이면 멀어지고 있는 것으로 판단하고, 절대속도가 주어진 허용값 이내인 경우에는 정지해 있는 것으로 판단한다.

상기 AZ(Auto Zoom)는, 카메라 제어부(202)에서 상기 거리 측정 센서(201)로부터 제공되는 거리와 속도, 가속도 등의 정보를 이용해서 사용자가 정지해 있을 때 카메라의 동작을 제어한다. 이 때, 사용자의 동작이 안정화되지 않은 상태에서도 미리 사용자가 멈출 위치를 추정하여 그 위치로 카메라의 렌즈를 구동시켜 줌으로써 촛점을 맞추는데 필요한 시간을 줄여준다.

이와같이 하여 사용자의 동작이 안정화 되었을 때, 측정된 거리값을 근거로 해서 상기 카메라 제어부(202)를 통해 상기 카메라(203)의 줌 및 포커스를 조정한다.

이 때, 사용자가 어느 정도 계속 움직이고 있는 상태이고, 측정된 거리 값도 실제 눈까지의 거리가 아니기 때문에 어느 정도의 측정 오차가 존재한다. 따라서, 미세 조정을 수행하게 된다.

또한, AF(Auto Focus)는, 상기 카메라 제어부(202)에서 이미지 처리부(205)로부터 연속적으로 입력되는 홍채 이미지를 분석하여 포커스 정도를 구해내고, 포커스 정도가 확인을 수행하기에 알맞을 때 까지 줌 및 포커스 렌즈를 이동시키면서 최대값이 나오는 방향으로 추적을 계속하여 촛점을 맞춘다.

그리고, 상기 초점 조절의 수행 후, 홍채 이미지를 획득하는 단계가 수행된다(S307).

즉, 상기 조명 제어부(206)에 의해 상기 조명(207)을 선택하여 점등되면, AE(Auto Exposure), AF(Auto Focus), AZ(Auto Zoom)을 수행하여 홍채 이미지를 추출하게 된다.

마지막으로, 상기 획득된 홍채 이미지를 처리하여 홍채 인식을 시도하는 단계가 수행된다(S308). 이때, 홍채 인식을 시도하는 단계이후는 일반적인 방식을 적용하게 되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 홍채 인식 시스템에서 홍채 이미지를 획득하기 전에 안경 반사의 위치 및 분포에 대한 정보를 획득함으로써 안경 반사를 회피하는 것이 가능하다.

또한, 안경에서 눈까지의 거리를 측정함으로써 눈까지의 초점거리를 보다 정확하게 계산함으로써 초점 정도가 높은 홍채 이미지를 획득함으로써 홍채 인식 오차율을 줄일 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.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법은, 홍채 인식 시스템에서 안경 반사에 의한 홍채 이미지의 초점 값의 오차를 줄임으로써 보다 정확하게 홍채 인식을 시도할 수 있다.

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

도 2는 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법에 대한 순서를 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 안경반사에 의한 초점거리 측정방법의 안경까지 거리를 측정하기 위한 이미지를 획득하는 것을 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 안경반사에 의한 초점거리 측정방법의 안경에서 눈까지 거리를 측정하기 위한 것을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

201 --- 거리 측정 센서 202 --- 카메라 제어부

203 --- 카메라 204 --- 스테레오 카메라

205 --- 이미지 처리부 206 --- 조명 제어부

207 --- 조명부 208 --- 스테레오 조명부

Claims (3)

1. 사용자의 얼굴 이미지를 획득하는 단계와;

   상기 획득된 얼굴 이미지에서 안경 반사가 있는 것으로 판단되면, 스테레오 조명을 점등하여 얼굴 이미지를 획득하는 단계와;

   상기 스테레오 조명이 점등된 얼굴 이미지가 획득되면, 안경까지의 거리를 측정하는 단계와;

   상기 안경까지 거리가 측정된 후, 안경에서 눈까지의 거리를 측정하는 단계와;

   상기 안경에서 눈까지의 거리가 측정된 후, 초점을 조절하는 단계와;

   상기 초점 조절의 수행 후, 홍채 이미지를 획득하는 단계와;

   상기 획득된 홍채 이미지를 처리하여 홍채 인식을 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 안경까지의 거리의 측정은 상기 조명부가 점등된 얼굴 이미지와 상기 스테레오 조명부가 점등된 얼굴 이미지에서 서로 안경에 대한 반응도가 다른 점을 이용하여 안경까지의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 안경에서 눈까지의 거리의 측정은, 상기 조명부와 상기 스테레오 조명부에 의해 나타난 서로 다른 안경반사의 안경 곡률에 의해 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 홍채 인식 시스템의 안경반사에 의한 초점거리 측정방법.