KR20110014758A - Fingerprint scan system and its liveness fingerprint detecting method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fingerprint scan system and a method for detecting counterfeit fingerprint are provided to reduce the recognition false by using signal strength distribution and Fourier spectrum. CONSTITUTION: A fingerprint recognition module(20) scans and recognizes fingerprint, and generates the scanned fingerprint image. A fingerprint determining module(40) analyzes the fingerprint image in the spatial domain and frequency domain, so as to distinguish the counterfeit fingerprint. A spatial coordinate calculating module(50) produces the signal strength histogram index from the fingerprint image. A frequency index calculating module(60) extracts the Fourier spectrum from the fingerprint image, and produce the spectrum index.

Description

지문인식 시스템 및 위조지문 식별방법{Fingerprint scan system and its liveness fingerprint detecting method}Fingerprint scan system and its liveness fingerprint detecting method

본 발명은 지문인식 시스템 및 위조지문 식별방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고성능의 이미지 센서 또는 부가적인 센서를 구비하지 않더라도 종래에 비해 위조지문 식별력을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 지문인식 시스템 및 그의 위조지문 식별방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint recognition system and a counterfeit fingerprint identification method, and more particularly, a fingerprint recognition system and a counterfeit thereof, which can greatly improve the counterfeit fingerprint discrimination power compared to the related art even without a high-performance image sensor or an additional sensor. It relates to a fingerprint identification method.

도 1 은 실제 지문 및 위조 지문의 예가 도시된 도로서, 도 1(a)는 실제 지문이 도시된 이미지이며, 도 1(b)는 도 1(a)의 실제 지문으로부터 제작된 위조 지문이 도시된 이미지이다.1 is a diagram showing an example of a real fingerprint and a fake fingerprint, Figure 1 (a) is an image showing the actual fingerprint, Figure 1 (b) shows a fake fingerprint made from the real fingerprint of Figure 1 (a) Image.

위조 지문은 실제 지문을 원본으로 하여 실리콘, 젤라틴 등의 재료로 제작된다. 이러한 위조 지문은 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 일반적인 지문 인식 시스템이 인식의 기준으로 삼는 지문 패턴의 특징들을 거의 동일하게 가지고 있기 때문에 상기 지문 인식 시스템으로는 위조 지문 여부를 식별하는 것이 불가능하다.Counterfeit fingerprints are made from materials such as silicone and gelatin, based on the actual fingerprints. As shown in FIG. 1 (b), such a fake fingerprint has almost the same characteristics of a fingerprint pattern as a standard for recognition, and thus it is impossible to identify the fake fingerprint with the fingerprint recognition system. Do.

따라서, 종래에는 이러한 위조 지문을 식별하기 위한 방법으로 새로운 센서를 적용하거나 위조 지문 식별을 위해 적용되는 별도의 알고리즘이 개발되어 왔다.Therefore, conventionally, a separate algorithm has been developed that applies a new sensor or a method for identifying a fake fingerprint as a method for identifying such a fake fingerprint.

즉, 상술한 바와 같이 위조 지문은 실제 지문을 원본으로 실리콘, 젤라틴, 필름 등의 여러 재료로 제작될 수 있는데 이러한 재료의 물질 특성 및 제작 과정에 따라 실제 지문 영상과 비교할 때 신호 분포 특성이나 화질 면에서 차이가 발생하므로 이를 감지하여 위조 지문을 식별하도록 하는 것이다.In other words, as described above, the fake fingerprint can be made of various materials such as silicon, gelatin, film, etc., based on the actual fingerprint, and according to the material properties and the manufacturing process of the material, the signal distribution characteristics and the image quality are different. Because there is a difference in, it detects it and identifies fake fingerprints.

종래 기술에 따른 위조 지문을 식별하기 위한 방법 중 새로운 센서를 적용하는 방법은, 고해상도 이미지 센서, 여러 파장의 광원을 이용하는 이미지 센서, 손가락의 광투과율 측정 센서, 정전용량 측정 센서 등의 센서를 적용하는 것으로 고성능의 센서를 적용함에 따라 위조 지문 식별률을 높일수는 있으나 고비용이 소모되는 문제점이 있다.Among the methods for identifying a counterfeit fingerprint according to the prior art, a method for applying a new sensor includes applying a sensor such as a high resolution image sensor, an image sensor using light sources of various wavelengths, a light transmittance measurement sensor of a finger, and a capacitance measurement sensor. By applying a high-performance sensor can increase the fingerprint identification rate, but there is a problem in that high cost is consumed.

또한, 기존 이미지 센서로부터의 출력 영상신호를 활용하여 위조지문을 식별하는 방법은, 푸리에 변환 후 주파수 영역에서의 신호 분포를 분석하는 방법이나 웨이브렛(wavelet) 변환으로 입력 영상의 화질을 분석하는 방법이 제안되어 왔다.In addition, a method of identifying a fake fingerprint by using an output image signal from an existing image sensor includes a method of analyzing a signal distribution in a frequency domain after Fourier transform or a method of analyzing image quality of an input image by wavelet transform This has been proposed.

푸리에 변환을 적용하는 방법의 경우 2차원의 푸리에 스펙트럼을 2개의 영역(Inner Ring, Outer Ring)으로 나누고, 각 영역의 에너지와 전체 영역의 에너지 값을 모두 비교하여 위조 지문을 식별하고 있으나, 실제로 상술한 방법을 적용한 실험에서는 실제 지문을 위조 지문으로 인식할 확률이 23%, 위조 지문을 실제 지문으로 인식할 확률이 12%로, 전체 오인식률이 16%인 것으로 나타나 이를 적용한 지문인식 시스템을 상용화하기에는 오인식률이 상당히 높은 문제점이 있다.In the case of applying a Fourier transform, a two-dimensional Fourier spectrum is divided into two regions (Inner Ring and Outer Ring), and a fake fingerprint is identified by comparing both the energy of each region and the energy values of the entire region. In the experiment using one method, the probability of recognizing a real fingerprint as a fake fingerprint was 23%, the probability of recognizing a fake fingerprint as a real fingerprint was 12%, and the overall false recognition rate was 16%. There is a problem that the false recognition rate is quite high.

또한, 웨이브렛 변환을 이용하는 방법의 경우, 인식된 지문 영상과 기준 영상의 노이즈 성분을 추출하고 추출된 값을 비교하여 위조 지문인지를 식별하였으 나, 정상적으로 위조 지문인지 식별하기 위해서는 일반적으로 상용 지문인식 시스템에 탑재되는 500~ 800dpi 수준의 이미지 센서가 아니라 1000dpi 이상의 고해상도 이미지 센서가 요구되므로 상당한 비용이 추가로 소모되어 상용화에는 적합하지 않은 문제점이 있다.In addition, in the method using the wavelet transform, the extracted fingerprint image and the noise component of the reference image are extracted, and the extracted values are compared to identify the forged fingerprints. Since a high resolution image sensor of 1000 dpi or more is required, rather than an image sensor of 500 to 800 dpi level installed in the system, a considerable cost is additionally consumed, which is not suitable for commercialization.

본 발명은 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인식된 지문영상의 신호세기 분포와 푸리에 스펙트럼을 모두 활용하여 새로운 센서를 부가하지 않더라도 지문의 오인식률을 크게 낮추어 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 지문인식 시스템 및 위조지문 식별방법을 제안하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems according to the prior art described above, by utilizing both the signal intensity distribution and the Fourier spectrum of the recognized fingerprint image to improve the reliability of the system by significantly lowering the false recognition rate of the fingerprint even without adding a new sensor The purpose of the present invention is to propose a fingerprint recognition system and a fake fingerprint identification method.

이를 위한 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템은, 지문을 인식하여 스캐닝하고 이를 영상데이터로 생성하는 지문인식 모듈; 및 스캐닝된 지문영상을 공간영역 및 주파수 영역에서 분석하여 위조 지문인지를 판단하는 지문식별 모듈을 포함하여 고성능의 센서를 별도로 부가하지 않더라도 위조 지문의 식별력을 크게 높일 수 있다.Fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention for this purpose, the fingerprint recognition module for recognizing and scanning the fingerprint and generating it as image data; And a fingerprint identification module for determining whether the fingerprint is a false fingerprint by analyzing the scanned fingerprint image in the spatial domain and the frequency domain, thereby greatly improving the discriminating power of the fake fingerprint without additionally adding a high-performance sensor.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템의 위조 지문 식별방법은, 인식된 지문으로부터 생성된 지문영상에 대해 히스토그램 지표 및 스펙트럼 지표를 산출하는 단계; 각 지표의 산출 값이 미리 설정된 기준영상의 히스토그램 지표 및 스펙트럼 지표 범위에 속하는지 판단하는 단계; 및 상기 산출 값이 설정된 지표범위에 속하지 않는 경우 상기 생성된 지문영상을 위조지문으로 판단하는 단계를 포함한다.In addition, the forged fingerprint identification method of the fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention, calculating the histogram indicator and the spectral indicator for the fingerprint image generated from the recognized fingerprint; Determining whether a calculated value of each index falls within a range of a histogram index and a spectrum index of a preset reference image; And determining the generated fingerprint image as a fake fingerprint when the calculated value does not belong to the set index range.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템의 구성이 도시된 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(10), 지문인식 모듈(20), 지문DB(30), 및 출력부(70)를 포함한다.The fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, includes an image sensor 10, a fingerprint recognition module 20, a fingerprint DB 30, and an output unit 70.

이미지 센서(10)는 사용자의 손가락 등이 접촉되면, 맞닿은 부분의 지문을 스캔하여 이미지(영상)으로 생성할 수 있으며, 지문인식 모듈(20)은 각 사용자의 실제 지문을 등록하거나 등록한 후 이미지 센서를 통해 생성된 지문영상과 지문DB(30)에 저장된 등록된 지문 영상을 대조하여 정상 사용자인지 여부를 판별할 수 있도록 한다. 또한, 출력부(70)는 지문인식 모듈(20)에서의 정상 사용자 여부 또는 지문 식별 모듈(40)에서의 위조 지문 식별 여부에 대한 메시지를 출력하여 사용자가 지문 인식에 따른 결과를 인지할 수 있도록 한다.When the user's finger or the like is touched, the image sensor 10 may scan the fingerprint of the contact portion and generate the image (image), and the fingerprint recognition module 20 registers or registers the actual fingerprint of each user and then the image sensor. By comparing the fingerprint image generated through the registered fingerprint image stored in the fingerprint DB 30 to determine whether or not the normal user. In addition, the output unit 70 outputs a message indicating whether the user is a normal user in the fingerprint recognition module 20 or a fake fingerprint identification in the fingerprint identification module 40 so that the user can recognize the result of the fingerprint recognition. do.

그리고, 입력된 지문이미지가 위조 지문인지를 판별하기 위한 지문식별 모듈(40), 공간지표 산출모듈(50), 및 주파수지표 산출모듈(60)을 포함한다.A fingerprint identification module 40, a spatial index calculation module 50, and a frequency index calculation module 60 for determining whether the input fingerprint image is a fake fingerprint are included.

즉, 지문 패턴을 비교하는 것으로는 위조 지문을 식별하는데 어려움이 있으므로 실제 지문 영상과 위조 지문 영상의 화질 차를 정량화하여 지표로 활용하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는 지문 영상에 대한 공간영역에서의 분포 차이와 주파수 영역에서의 분포 차이를 두 가지 식별 지표로 이용하여 위조지문을 판별하도록 하며, 이를 위해 상기 지문식별 모듈(40), 공간지표 산출모듈(50), 및 주파수 지표 산출모듈(60)을 포함한다.That is, comparing fingerprint patterns is difficult to identify fake fingerprints. Therefore, it is desirable to quantify the quality difference between the actual fingerprint image and the fake fingerprint image and use it as an index. Accordingly, in the present invention, forgery fingerprints are discriminated by using the distribution difference in the spatial domain and the distribution difference in the frequency domain for the fingerprint image as two identification indicators. For this, the fingerprint identification module 40 and the spatial index calculation are performed. Module 50, and frequency indicator calculation module 60.

본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 공간지표 산출모듈(50)에서는 입력 영상과 기준 영상 간 신호 세기 히스토그램 분포의 차이를 산출하여 지표로 하고, 주파수 지표 산출모듈(60)에서는 입력 영상과 기준 영상 간 푸 리에 스펙트럼 에너지의 차이를 산출하여 지표로 한다. 이때 상기 기준 영상은 지문DB(30)에 저장된 실제 지문 영상들의 평균을 나타낸다. 또한, 지문식별 모듈(40)은 각 지표값을 받아 실제 지문 지표범위 내에 속하는지 판별하고 그에 따라 위조 여부를 판정한다.In the fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention, the spatial index calculation module 50 calculates the difference between the signal intensity histogram distribution between the input image and the reference image as an index, and the frequency index calculation module 60 inputs the index. The difference in Fourier spectral energy between the image and the reference image is calculated as an index. In this case, the reference image represents an average of actual fingerprint images stored in the fingerprint DB 30. In addition, the fingerprint identification module 40 receives each index value and determines whether it is within the actual fingerprint index range, and determines whether or not to forge accordingly.

공간 영역 지표에 대해 보다 상세히 설명하면, 공간 영역 지표는 입력 영상을 각 화소의 신호의 세기(intensity)를 기준으로 16개 구간의 히스토그램으로 표현한 다음, 지문별로 16개 구간의 히스토그램 값(빈도)에 대해 기준 영상과 입력 영상 간 차이를 다음과 같은 수식으로 계산할 수 있다.In more detail, the spatial domain indicator expresses an input image as a histogram of 16 sections based on the intensity of a signal of each pixel, and then adds the histogram value (frequency) of 16 sections to each fingerprint. The difference between the reference image and the input image can be calculated by the following equation.

Figure 112009048049907-PAT00001
Figure 112009048049907-PAT00001

위의 수식에서, E는 입력 영상 X와 기준 영상 R의 히스토그램 분포 차로서 공간 영역 지표이고, p는 지문 세트 인덱스(1~16), n은 지문 영상 인덱스(1~50), j는 입력 영상과 기준 영상의 히스토그램의 구간 인덱스(1~16)이다.In the above formula, E is a histogram distribution difference between the input image X and the reference image R, p is a fingerprint set index (1 to 16), n is a fingerprint image index (1 to 50), and j is an input image. Interval indexes 1 to 16 of the histogram of the reference image.

위의 수식에서 분자는 MSE(Mean Square Error)에 해당하고, 분모는 변별력을 높이기 위해 추가된 일종의 정규화 인수에 해당한다. 정규화 인수를 적용한 이유는, 소정 구간에서 입력 영상과 기준 영상의 값이 다른 구간에서의 값에 비해 모두 상대적으로 작은 경우가 있을 수 있는데, 값의 차이는 상대적으로 작지만 기준 영상의 값 대비 변화율은 의미 있는 큰 값일 수도 있으므로, 기준 영상의 값으로 나 누어 줌으로써 이러한 점을 보정한 것이다.In the above formula, the numerator corresponds to Mean Square Error (MSE), and the denominator corresponds to a kind of normalization factor added to increase discrimination. The reason for applying the normalization factor is that the values of the input image and the reference image may be relatively small in a predetermined section than the values in the other section. Although the difference in the values is relatively small, the rate of change with respect to the reference image is significant. This may be corrected by dividing by the value of the reference image.

따라서, 위의 수식을 통해 각 지문 영상의 공간 영역 지표를 구한 다음, 그 공간 영역 지표가 지문별로 설정되는 실제 지문 지표 범위에 속하는지 여부로 입력 영상이 위조 지문인지 여부를 판단한다.Therefore, after obtaining the spatial region index of each fingerprint image through the above equation, it is determined whether the input image is a fake fingerprint by whether the spatial region index belongs to the actual fingerprint index range set for each fingerprint.

실제 지문으로 판단하기 위한 지표 범위의 폭은 오인식율에 크게 영향을 주는데, 실제 지문 지표 범위를 넓게 설정하면 실제 지문을 위조 지문으로 인식하는 실제 지문 오인식율은 감소하지만 위조 지문을 실제 지문으로 인식하는 위조 지문 오인식율은 증가할 수 있다. 또한, 실제 지문 지표 범위를 좁게 설정하면 실제 지문 오인식율은 증가하지만 위조 지문 오인식율은 감소할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 실제 지문 오인식률이 2% 이내를 만족하도록 실제 지문 지표 범위의 폭을 표준편차의 3배 정도로 정할 수 있다.The width of the indicator range for judging the actual fingerprint greatly affects the false recognition rate. When the wide range of the actual fingerprint indicator range is set, the actual fingerprint false recognition rate that recognizes the actual fingerprint as a counterfeit fingerprint decreases, but the false fingerprint is recognized as the actual fingerprint. Counterfeit fingerprint misrecognition rates can increase. In addition, setting a narrow range of the actual fingerprint index may increase the actual fingerprint misrecognition rate but decrease the false fingerprint misrecognition rate. In an embodiment of the present invention, the width of the actual fingerprint index range may be set to about three times the standard deviation so that the actual fingerprint false recognition rate is within 2%.

표준편차의 3배 정도로 실제 지문 지표 범위의 폭을 정한 것은 정규분포상에서 입력 신호의 98% 이상을 포함하는 범위에 해당하며, 이때 표준편차를 산출하는 기초 데이터는 실제 지문 영상들로부터 산출된 지표 값이 활용되는 것이 바람직하다.Defining the width of the actual fingerprint index range to about three times the standard deviation corresponds to the range including 98% or more of the input signal on the normal distribution, and the basic data for calculating the standard deviation is the index value calculated from the actual fingerprint images. It is desirable to be utilized.

오인식율을 조정하는 순서는, 먼저 실제 지문 지표 범위 폭을 조정하여 실제 지문 오인식율 수준을 원하는 수준보다 더 낮게 설정한 다음, 지표 추가를 통해 위조 지문 오인식율을 개선한다.In order to adjust the false recognition rate, first adjust the range of the actual fingerprint index range to set the actual fingerprint false recognition level lower than the desired level, and then add an indicator to improve the false fingerprint false recognition rate.

주파수 영역 분석 방법은 상술한 공간 영역 분석 방법과 거의 유사한데, 다만 주파수 영역에서의 푸리에 스펙트럼은 2차원 행렬 신호이므로, 이를 1차원 벡터 신호로 간략화 할 필요가 있다. 이는 지표 산출과정에서의 연산처리량을 간소화하기 위한 것으로 시스템 자원이나 처리시간의 제약으로 인해 2차원 행렬 신호를 처리하는데 어려움이 있을 수 있다. 예를 들어 실제 지문과 두 종류의 위조 지문을 하나의 지문 세트로 하는 16개의 지문세트에 대해 각 지문마다 50개의 입력 영상을 준비하여 위조 지문 식별에 대해 실험하고자 하는 경우, 1차원 벡터로 변환하여 주파수지표를 산출하는 경우에는 덧셈 연산량이 약 576회이나, 2차원 벡터에서 주파수 지표를 산출하는 경우에는 약 82,944회로 연산이 이루어져야 한다. 이는 1차원 벡터의 경우에 비해 144배 정도 큰 값으로 그만큼 많은 시스템 자원을 소모할 뿐 아니라 처리 속도도 느려지기 때문에 바람직하지 않다.The frequency domain analysis method is similar to the spatial domain analysis method described above, but since the Fourier spectrum in the frequency domain is a two-dimensional matrix signal, it is necessary to simplify it to a one-dimensional vector signal. This is to simplify the computational throughput in the index calculation process, and it may be difficult to process the 2D matrix signal due to system resource or processing time constraints. For example, if you want to experiment with forgery fingerprint identification by preparing 50 input images for each fingerprint for 16 fingerprint sets that use a real fingerprint and two kinds of fake fingerprints as one fingerprint set, convert it into a one-dimensional vector. When calculating the frequency index, the amount of calculation is about 576, but when calculating the frequency index from the two-dimensional vector, about 82,944 operations must be performed. This is not preferable because it consumes a lot of system resources and slows down the processing speed, which is about 144 times larger than that of the one-dimensional vector.

주파수 영역에서 푸리에 스펙트럼 신호를 1차원 벡터 신호로 변환하는 방법은 푸리에 스펙트럼 신호로부터 중심을 지나는 가로 방향과 세로 방향의 2개 벡터 신호만을 샘플링한 다음, 둘의 평균을 취하여, 지표를 계산하기 위한 입력 신호를 구성하였다.In the frequency domain, a method of converting a Fourier spectrum signal into a one-dimensional vector signal is obtained by sampling only two horizontal and vertical vector signals passing through the center from the Fourier spectrum signal, and then taking the average of the two to input an input to calculate an index. The signal was constructed.

한편, 1차원 벡터 신호로 간략화된 푸리에 스펙트럼 신호는 16개 구간으로 나뉘고, 지문별로 16개 구간의 스펙트럼 값에 대해 기준 영상과 입력 영상 간 푸리에 스펙트럼 에너지의 차이를 계산하여 주파수 영역에서의 지표를 산출한다. 주파수지표를 산출하는 식은 아래와 같이 공간영역 지표를 계산하는 수식과 동일한 형태를 가질 수 있으며, 위조 지문 여부 판단도 상술한 공간 영역 지표에서와 마찬가지로 산출된 주파수 영역 지표가 실제 지문 지표 범위에 속하는지 여부로 결정될 수 있다.On the other hand, the Fourier spectrum signal, which is simplified as a one-dimensional vector signal, is divided into 16 sections, and the index in the frequency domain is calculated by calculating the difference in Fourier spectrum energy between the reference image and the input image for the spectrum values of the 16 sections for each fingerprint. do. The equation for calculating the frequency index may have the same form as the equation for calculating the spatial domain index as follows, and whether or not the counterfeit fingerprint is included in the actual fingerprint index range as in the above-described spatial domain index. Can be determined.

Figure 112009048049907-PAT00002
Figure 112009048049907-PAT00002

위의 수식에서, E는 입력 영상의 푸리에 스펙트럼 신호 X와 기준 영상의 푸리에 스펙트럼 신호 R 간 차로서 주파수 영역 지표이고, p는 지문 세트 인덱스(1~16), n은 지문 영상 인덱스(1~50), j는 푸리에 스펙트럼의 구간 인덱스(1~16)이다.In the above equation, E is a frequency domain index as the difference between the Fourier spectrum signal X of the input image and the Fourier spectrum signal R of the reference image, p is a fingerprint set index (1 to 16), and n is a fingerprint image index (1 to 50). ), j is the interval index 1 to 16 of the Fourier spectrum.

상술한 바와 같이 산출되는 공간영역 지표와 주파수 영역 지표는 개별적으로 위조 지문 식별을 위한 지표로 활용될 수 있지만, 두 지표를 모두 종합하여 위조 지문 여부를 식별할 수도 있다. The spatial domain index and the frequency domain index calculated as described above may be used as an index for identifying a fake fingerprint individually, but both indexes may be combined to identify whether a fake fingerprint is present.

각각의 지표에서 위조 지문으로 식별하는 영역이 서로 다르기 때문에 종합하여 식별하는 경우 오인식률을 보다 낮출 수 있는데, 2 개 지표 중 하나라도 위조 지문으로 판별되면 위조 지문으로 인식하도록 한다. 이때, 실제 지문을 위조 지문으로 오인식하는 경우는 두 지표 간 합집합이 되므로 전체 실제 지문 오인식율은 각각의 실제 지문 오인식율보다 증가하게 되고, 위조 지문을 실제 지문으로 오인식하는 경우는 두 지표 간 교집합이 되므로 전체 위조 지문 오인식율은 각각의 위조 지문 오인식율보다 감소하게 된다.Since the areas identified by the counterfeit fingerprints are different from each other, the false recognition rate can be lowered when they are collectively identified. In this case, if the real fingerprint is falsely recognized as a counterfeit fingerprint, it is the union between the two indices, so the overall real fingerprint misrecognition rate is increased than the respective real fingerprint misrecognition rate. Therefore, the total number of false fingerprint false recognition rates is reduced than that of each false fingerprint false recognition rate.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템은 본 명세서에서 적 용한 2개 지표 이외에 새로운 지표를 더 부가하여 위조 지문의 오인식률을 개선시킬 수 있다. 물론 2개 지표를 적용했을 때 오인식되는 영상에 대해 정상적으로 식별할 수 있는 지표를 적용하여야 개선될 수 있는 것이며, 특정 위조 지문에 특화된 지표를 더 부가한다면 해당 위조 지문에 대해 식별능을 향상시킬 수 있으므로 전체적인 오인식률을 더 개선시킬 수 있게 된다.Thus, the fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention can improve the false recognition rate of the fake fingerprint by adding a new indicator in addition to the two indicators applied in the present specification. Of course, when two indicators are applied, it can be improved only by applying indicators that can be correctly identified for the images that are incorrectly recognized. The overall false positive rate can be further improved.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 위조 지문 식별을 위한 지문식별 모듈(40), 공간지표 산출모듈(50), 및 주파수지표 산출모듈(60)은 이들 모듈이 하나의 독립된 모듈로 이루어질 수 있으며, 이러한 경우 기존 지문인식 시스템에 부가함으로써 본 발명의 실시예에 따른 위조 지문을 식별할 수 있게 된다.On the other hand, in the fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention, the fingerprint identification module 40, the spatial index calculation module 50, and the frequency index calculation module 60 for the fake fingerprint identification is one of these modules It can be made as a separate module, in this case it is possible to identify the fake fingerprint in accordance with an embodiment of the present invention by adding to the existing fingerprint recognition system.

도 3 은 본 발명의 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 위조지문 식별방법이 도시된 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method for identifying a fake fingerprint in a fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.

우선, 단계 S10에서, 각 사용자별로 실제 지문을 등록한다.First, in step S10, an actual fingerprint is registered for each user.

단계 S20에서, 지문이 인식되어 지문영상이 생성되면, 단계 S30 및 S40에서 생성된 지문 영상에 대해 상술한 바와 같은 방식으로 공간영역 지표 및 주파수 영역 지표를 산출한다.In operation S20, when the fingerprint is recognized and a fingerprint image is generated, the spatial domain index and the frequency domain index are calculated in the same manner as described above with respect to the fingerprint images generated in operations S30 and S40.

단계 S50에서, 생성된 지문 영상에 대해 지문 DB를 검색하여, 생성된 지문 영상의 지문 패턴과 동일한 지문영상이 지문 DB에 존재하는지 판단하고, 동일한 지문 영상이 존재하는 경우 단계 S60에서, 생성된 지문영상과 기준 영상의 공간영역 지표 및 주파수 영역 지표를 비교하여 실제 지문 인식범위에 해당하는지 판별한다.In step S50, the fingerprint DB is searched for the generated fingerprint image to determine whether the same fingerprint image as the fingerprint pattern of the generated fingerprint image exists in the fingerprint DB, and if the same fingerprint image exists, in step S60, the generated fingerprint The spatial domain index and the frequency domain index of the image and the reference image are compared to determine whether they correspond to the actual fingerprint recognition range.

판별결과, 실제 지문 인식범위에 포함되어 실제 지문인 것으로 판정된 경우에는 단계 S80에서, 정상 사용자인 것으로 승인하고 출력부를 통해 정상 사용자로 승인되었음을 나타낸다. As a result of the determination, when it is determined that the fingerprint is included in the actual fingerprint recognition range and is the actual fingerprint, it is recognized as a normal user in step S80, and it is approved as a normal user through the output unit.

또한, 판별결과, 생성된 지문 영상이 실제 지문 인식범위에 포함되지 않는 경우에는 단계 S70에서, 위조 지문인 것으로 판정하여 위조 지문임을 나타내는 메시지를 출력한다.In addition, if the generated fingerprint image is not included in the actual fingerprint recognition range as a result of the determination, in step S70, it is determined that the fingerprint is a fake fingerprint and outputs a message indicating that the fingerprint is fake.

상술한 바와 같은 단계에서, 공간영역 지표 및 주파수 영역 지표를 산출하는 단계 S30 및 S40은 단계 S50에서, 등록된 지문인 것으로 판정된 다음 위조 지문 여부를 판단할 때 이루어질 수도 있다.In the above-described steps, steps S30 and S40 of calculating the spatial domain index and the frequency domain index may be performed when it is determined in step S50 that the fingerprint is a registered fingerprint and then whether a fake fingerprint is present.

단계 S50에서, 생성된 지문영상이 등록된 지문영상과 일치하는지 판단하는 것은, 지문 인식 후 위조 지문 여부를 판정하기 위한 것으로, 위조 지문을 판정한 후 지문 인식 과정을 거치는 방식과 비교할 때 모든 사용자가 아닌 특정 사용자로 범위를 좁혀서 영상 특징을 비교할 수 있기 때문에 처리 속도를 향상시킬 수 있으며 시스템 자원의 소모를 줄일 수 있다.In operation S50, the determining whether the generated fingerprint image coincides with the registered fingerprint image is to determine whether the fingerprint is fake after fingerprint recognition, and all users are compared with a method of performing a fingerprint recognition process after determining the fake fingerprint. By narrowing the range to a specific user, you can compare image features to speed up processing and reduce system resources.

본 발명의 일실시예에 따른 위조지문 식별방법은 지문 영상만을 입력신호로 하므로, 소프트웨어로 구현되어 기존 지문인식 시스템에 부가될 수도 있다.Forgery fingerprint identification method according to an embodiment of the present invention because only the fingerprint image as an input signal, it may be implemented in software and added to the existing fingerprint recognition system.

상술한 바와 같이 구성 및 동작하는 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템 및 위조 지문 식별방법의 위조 지문 식별 능력을 검증하기 위한 실험이 다음과 같이 수행되었다.Experiments for verifying the fake fingerprint identification capability of the fingerprint recognition system and the fake fingerprint identification method according to an embodiment of the present invention constructed and operated as described above were performed as follows.

오인식률 실험에 사용된 지문 DB는 16개의 지문 세트로 구성되며, 각 지문 세트는 동일한 손가락에 대해 실제 지문, 실리콘 재질의 위조 지문, 및 젤라틴 재질의 위조 지문으로 구성된다. 또한 각 지문에 대한 영상 샘플은 50개씩 구비하였으며 지문 영상의 사이즈는 288X 288화소로 실제 상용되고 있는 지문 인식 시스템에서 사용되는 이미지 센서로 생성되었다. 각 위조 지문 영상들은 기존 지문인식 시스템에서는 실제 지문으로 인식되는 영상이며 총 지문 영상 수는 16X3X50=2400개 이다.The fingerprint DB used in the false recognition rate experiment consisted of 16 fingerprint sets, each consisting of a real fingerprint, a fake fingerprint made of silicon, and a fake fingerprint made of gelatin for the same finger. In addition, 50 image samples were provided for each fingerprint, and the size of the fingerprint image was 288X 288 pixels, which was generated by an image sensor used in a commercially available fingerprint recognition system. Each fake fingerprint image is recognized as a real fingerprint in the existing fingerprint recognition system, and the total number of fingerprint images is 16X3X50 = 2400.

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 공간영역 지표의 분포가 도시된 예시도이다.4 is an exemplary diagram illustrating a distribution of spatial domain indices in a fingerprint recognition system according to an exemplary embodiment of the present invention.

상술한 바와 같이 각 지문 영상에서의 신호 세기에 따른 히스토그램을 수식에 적용하여 해당 지문 영상에 대한 공간영역 지표를 산출할 수 있다.As described above, the histogram according to the signal strength of each fingerprint image may be applied to a formula to calculate the spatial region index of the fingerprint image.

도 4에서, 가로축은 50개 지문영상의 번호이며, 동그라미(H1)는 실제 지문의 지표 값, 별표(H2)는 실리콘 위조 지문의 지표 값, 네모(H3)는 젤라틴 위조 지문의 지표 값이다.In Figure 4, the horizontal axis is the number of 50 fingerprint images, the circle (H1) is the indicator value of the actual fingerprint, the asterisk (H2) is the indicator value of the silicon fake fingerprint, the square (H3) is the indicator value of the gelatin fake fingerprint.

동그라미 주위의 제 1 및 제 2 실선(L1, L2)은 실제 지문 지표범위의 상한선 및 하한선을 나타내는 것으로 실제 지문 지표범위를 나타낸다. 도 4에 따르면, 실험에 사용된 위조 지문의 지표 값들은 모두 실제 지문 지표 범위 밖에 있으므로, 모두 올바르게 위조 지문으로 판정되었다. 그러나, 실제 지문 영상 중 2개는 실제 지문 지표 범위를 벗어나 위조 지문으로 오인식 되었다. The first and second solid lines L1 and L2 around the circle represent the upper and lower limits of the actual fingerprint index range and represent the actual fingerprint index range. According to FIG. 4, since the index values of the fake fingerprints used in the experiment are all outside the actual fingerprint index range, all of them were correctly determined as fake fingerprints. However, two of the actual fingerprint images were misidentified as fake fingerprints outside the range of the actual fingerprint index.

도 4는 실제 지문의 지표값과 위조 지문의 지표 값이 비교적 잘 분리된 경우 가 도시된 예시도이므로 모든 경우에 대해서는 도 4와 유사하게 나타나지 않을 수 있다.4 is a diagram illustrating a case where the index value of the actual fingerprint and the index value of the fake fingerprint are relatively well separated, and thus may not appear similarly to FIG. 4 in all cases.

상술한 공간 영역 지표를 적용하였을 때 위조 지문을 얼마나 잘 식별할 수 있는지 알아보기 위해 16개 지문 세트 별로 실제 지문, 실리콘 위조 지문, 젤라틴 위조 지문 각각의 50개 영상에 대해 공간 영역 지표의 평균값을 계산하여 그래프로 나타내 보았다.In order to see how well the counterfeit fingerprint can be identified by applying the above-described spatial domain indicator, the average value of the spatial domain indicator is calculated for 50 images of real fingerprints, silicon fake fingerprints and gelatin fake fingerprints for each of 16 fingerprint sets. It was shown as a graph.

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 도 4에 도시된 공간영역 지표의 평균값 분포가 도시된 예시도이다.FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating an average value distribution of the spatial domain indicators illustrated in FIG. 4 in the fingerprint recognition system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5에서, 가로 축은 지문 세트 번호이고, 동그라미(M1)는 실제 지문의 지표 값, 별표(M2)는 실리콘 위조 지문의 지표 값, 네모(M3)는 젤라틴 위조 지문의 지표 값이다. 도 5에 도시된 바에 따르면, 위조 지문의 지표 값(M2, M3)이 모두 다 실제 지문의 지표 값(M1)보다 크므로, 본 과제에서 제안한 공간 영역 지표는 변별력이 높은 지표라고 판단되며, 낮은 오인식율을 기대할 수 있다.In Fig. 5, the horizontal axis is a fingerprint set number, a circle M1 is an indicator value of an actual fingerprint, an asterisk M2 is an indicator value of a silicon fake fingerprint, and a square M3 is an indicator value of a gelatin fake fingerprint. As shown in FIG. 5, since both the index values M2 and M3 of the fake fingerprints are larger than the index values M1 of the actual fingerprints, it is determined that the spatial domain index proposed in the present invention is a high discriminating index. False recognition rates can be expected.

도 5의 그래프에서 도시된 바와 같이 실제 지문 영상과 위조 지문 영상간에는 히스토그램 분포 차가 분명히 존재함을 알 수 있는데, 실제 지문 영상과 위조 지문 영상을 육안으로 비교해 보아도, 위조 지문 영상은 대체적으로 융기와 골 사이의 전이(transition)가 부드럽지 못하고 급격하며, 융기가 이루는 선의 이음새가 끊어지는 경우가 많다. 따라서, 중간 세기 신호 빈도가 낮다든지 일부 신호가 유실되었다든지 하는 이러한 차이들이 공간 영역 지표에 반영된 것이라고 볼 수 있으 며, 육안으로도 구분 가능한 차이는 무엇보다 우선적으로 분명하게 식별할 수 있어야 할 것이므로, 공간 영역 지표 적용의 필요성이 뒷받침된다.As shown in the graph of FIG. 5, it can be seen that a histogram distribution difference clearly exists between the actual fingerprint image and the fake fingerprint image. Even when the actual fingerprint image and the fake fingerprint image are visually compared, the fake fingerprint image is generally raised and valleys. The transition between them is not smooth and sharp, and the seams of the ridges are often broken. Therefore, it can be seen that these differences, such as the frequency of the mid-intensity signal or the loss of some signals, are reflected in the spatial domain indicator, and the differences that can be distinguished by the naked eye must be clearly identified first of all. The need to apply spatial domain indicators is supported.

공간 영역 지표만 사용하여 수행한 오인식율 실험에 있어서, 실험에 사용한 지문 수는 총 48개(실제 지문 16개, 실리콘 위조 지문 16개, 젤라틴 위조 지문 16개)이고, 각 지문마다 50개씩 총 2,400개 입력 영상에 대해 오인식율을 산출하였다. In the false recognition rate experiment conducted using only the spatial domain indicator, the total number of fingerprints used in the experiment was 48 (16 actual fingerprints, 16 silicon fake fingerprints, 16 gelatin fake fingerprints), and 50 fingerprints for each fingerprint were 2,400. False recognition rates were calculated for dog input images.

실제 지문Real fingerprint 실리콘 지문Silicone fingerprint 젤라틴 지문Gelatin fingerprints 전체 지문Full fingerprint 오인식 수(개)False recognition count () 1616 6767 6161 144144 오인식률(%)False recognition rate (%) 22 88 88 66 인식률(%)Recognition rate (%) 9898 9292 9292 9494

실험 결과가 나타난 표 1에서 보여진 바와 같이 실제 지문 오인식율은 실제 지문 지표 영역의 폭을 표준편차의 3배로 설정하였기 때문에 2% 수준이었고, 위조 지문 오인식율은 8% 수준이며, 결과적으로 전체 위조 지문 인식율 94%를 나타내어 낮은 오인식률을 보여주고 있다.As shown in Table 1, the actual fingerprint false recognition rate was 2% because the width of the actual fingerprint index area was set to 3 times the standard deviation, and the false fingerprint false recognition rate was 8%. The recognition rate was 94%, indicating a low false recognition rate.

주파수 영역 지표에 대해서도 위조 지문에 대한 식별력을 알아보기 위해 공간 영역 지표의 경우와 동일하게 16개 지문 세트 별로 실제 지문, 실리콘 위조 지문, 젤라틴 위조 지문 각각의 50개 입력 영상에 대해 주파수 영역 지표의 평균값을 그래프로 나타내 보았다. The average value of the frequency domain indicator for the 50 input images of the real fingerprint, the silicon fake fingerprint, and the gelatin fake fingerprint for each of the 16 fingerprint sets, as in the case of the spatial domain indicator, is used for the identification of the false fingerprint for the frequency domain indicator. Was plotted.

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 주파수 영역 지표의 평균값 분포가 도시된 예시도이다.6 is an exemplary diagram illustrating an average value distribution of a frequency domain indicator in a fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.

도 6의 그래프에서 동그라미(D1)는 실제 지문의 지표 값, 별표(D2)는 실리콘 위조 지문의 지표 값, 네모(D3)는 젤라틴 위조 지문의 지표 값이다. 도 6에 따르면, 일부 위조 지문의 지표 값은 실제 지문의 지표 값에 근접하고 있어 오인식될 가능성이 높으나, 전체적으로는 위조 지문의 지표값이 실제 지문의 지표 값보다 큰 양상을 보이고 있어 변별력은 있다고 판단할 수 있다.In the graph of FIG. 6, a circle D1 represents an index value of an actual fingerprint, an asterisk D2 represents an index value of a silicon fake fingerprint, and a square D3 represents an index value of a gelatin fake fingerprint. According to FIG. 6, the index value of some of the fake fingerprints is close to the index value of the actual fingerprint, which is highly likely to be misidentified. However, the indicator value of the fake fingerprint is larger than the index value of the actual fingerprint. can do.

주파수 영역 지표만 사용하여 수행한 오인식율 실험 결과는 다음의 표 2와 같으며, 실험에 사용한 지문은 공간 영역 지표의 경우와 동일하다. The results of the false recognition rate experiments performed using only the frequency domain indicators are shown in Table 2 below, and the fingerprints used in the experiments are the same as the spatial domain indicators.

실제 지문Real fingerprint 실리콘 지문Silicone fingerprint 젤라틴 지문Gelatin fingerprints 전체 지문Full fingerprint 오인식 수(개)False recognition count () 1919 294294 221221 534534 오인식률(%)False recognition rate (%) 22 3737 2828 2222 인식률(%)Recognition rate (%) 9898 6363 7272 7878

실험 결과, 표 2에 나타난 바와 같이 실제 지문 오인식율은 실제 지문 지표 영역의 폭을 표준편차의 3배로 설정하였기 때문에 2% 수준을 유지하였으나, 위조 지문의 오인식률은 공간 영역 지표만을 적용한 경우의 오인식율과 대비해 8%가 높은 33%인 것으로 나타났다. 그리고 전체 지문 인식률은 78%로 공간 영역 지표만을 적용한 경우의 전체 지문 인식률인 94%와는 비교적 크게 낮은 값을 나타내었다. 그러나, 동일한 지문 세트에 대해서는 서로 다른 오인식율을 나타내므로 서로 다른 관점에서 위조 지문을 식별해 내는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 주파수 영역 지표는 다양한 위조 지문에 대해 공간 영역 지표를 보완하는 관점에서 적용되는 것이 바람직하다.As a result, as shown in Table 2, the actual fingerprint false recognition rate was maintained at 2% because the width of the actual fingerprint index area was set to 3 times the standard deviation, but the false recognition rate of the fake fingerprint was incorrect when only the spatial area index was applied. Compared to the recognition rate, 8% was 33%. The overall fingerprint recognition rate is 78%, which is relatively lower than 94%, the total fingerprint recognition rate when only the spatial domain index is applied. However, since the same fingerprint set shows different false recognition rates, it can be determined that the fake fingerprints are identified from different viewpoints. Therefore, the frequency domain indicator is preferably applied in view of complementing the spatial domain indicator for various counterfeit fingerprints.

공간 영역 지표와 주파수 영역 지표를 모두 사용하여 위조 지문 식별 실험을 수행한 결과는 다음의 표 3과 같다. 실험에 사용된 지문은 공간 영역 지표 및 주파수 영역 지표 실험에서 사용된 것과 동일하다.The results of conducting the fake fingerprint identification experiment using both spatial domain and frequency domain indicators are shown in Table 3 below. The fingerprints used in the experiments are the same as those used in the spatial domain and frequency domain indicator experiments.

실제 지문Real fingerprint 실리콘 지문Silicone fingerprint 젤라틴 지문Gelatin fingerprints 전체 지문Full fingerprint 오인식 수(개)False recognition count () 2929 5353 3535 117117 오인식률(%)False recognition rate (%) 44 77 44 55 인식률(%)Recognition rate (%) 9696 9393 9696 9595

실험 결과, 공간 영역 지표만을 사용한 경우와 비교하면 실제 지문 오인식률은 합집합 효과로 인해 약 2% 정도 증가하였으나, 위조 지문 오인식률은 교집합 효과로 인해 약 2.5% 감소하였으며, 전체 인식률은 약 1% 정도 증가한 것으로 나타나고 있다. 위조 지문 오인식률의 감소는 주파수 영역 지표의 보완 효과에 의한 것으로, 공간 영역 지표로는 식별이 어려운 위조 지문을 주파수 영역 지표를 통해 식별할 수 있는 것을 알 수 있다.Experimental results showed that the actual fingerprint misrecognition rate increased by about 2% due to the union effect, while the false fingerprint misrecognition rate decreased by about 2.5% due to the intersection effect, and the overall recognition rate was about 1%. It appears to have increased. The reduction of the false fingerprint misrecognition rate is due to the complementary effect of the frequency domain index, and it can be seen that the fake fingerprint, which is difficult to identify with the spatial domain index, can be identified through the frequency domain index.

이상과 같이 본 발명에 따른 지문인식 시스템 및 위조 지문 식별방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되지는 않으며, 공간 영역 지표를 산출하고 이를 보완하는 주파수 영역 지표를 산출하여 기준 영상의 지표와 각각 비교함으로써 위조 지문 식별률을 향상시킬 수 있도록 하는 본 발명의 기술사상은 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 용이하게 응용될 수 있음은 자명하다.As described above, the fingerprint recognition system and the counterfeit fingerprint identification method according to the present invention have been described with reference to the illustrated drawings, but are not limited to the embodiments and drawings disclosed in the present specification. It is apparent that the technical idea of the present invention, which calculates a frequency domain index and compares the index with the index of the reference image, respectively, to improve the false fingerprint identification rate, can be easily applied by those skilled in the art within a protected range.

도 1 은 실제 지문 및 위조 지문이 도시된 도,1 is a diagram showing a real fingerprint and a fake fingerprint;

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템의 구성이 도시된 블록도,2 is a block diagram showing the configuration of a fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention;

도 3 은 본 발명의 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 위조지문 식별방법이 도시된 순서도,3 is a flow chart showing a fake fingerprint identification method in the fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention,

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 공간영역 지표의 분포가 도시된 예시도,4 is an exemplary diagram illustrating a distribution of spatial region indices in a fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention;

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 도 4에 도시된 공간영역 지표의 평균값 분포가 도시된 예시도, 및FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating an average value distribution of a spatial domain index shown in FIG. 4 in a fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention; and

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 지문인식 시스템에 있어서, 주파수 영역 지표의 평균값 분포가 도시된 예시도이다.6 is an exemplary diagram illustrating an average value distribution of a frequency domain indicator in a fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

20: 지문인식 모듈 30: 지문DB20: fingerprint recognition module 30: fingerprint DB

40: 지문식별 모듈 40: 공간지표 산출모듈40: fingerprint identification module 40: space index calculation module

50: 주파수지표 산출모듈 60: 지문DB50: frequency index calculation module 60: fingerprint DB

Claims (8)

지문을 인식하여 스캐닝하고 이를 영상데이터로 생성하는 지문인식 모듈; 및A fingerprint recognition module for recognizing and scanning a fingerprint and generating the fingerprint as image data; And 스캐닝된 지문영상을 공간영역 및 주파수 영역에서 분석하여 위조 지문인지 판별하는 지문식별 모듈Fingerprint identification module that analyzes the scanned fingerprint image in the space domain and frequency domain to determine whether it is a fake fingerprint 을 포함하는 지문인식 시스템.Fingerprint recognition system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지문식별 모듈은, 상기 스캐닝된 지문영상을 각 화소의 신호세기를 기준으로 다수 구간으로 분할하고 각 구간에서의 신호 세기 히스토그램 지표를 산출하는 공간좌표 산출모듈; 및The fingerprint identification module comprises: a spatial coordinate calculation module for dividing the scanned fingerprint image into a plurality of sections based on the signal strength of each pixel and calculating a signal intensity histogram index in each section; And 상기 스캐닝된 지문영상으로부터 푸리에 스펙트럼을 추출하여 다수 구간으로 분할하고, 각 구간에 대해 기준 영상과 상기 스캐닝된 지문영상의 스펙트럼 에너지 차이를 계산하여 스펙트럼 지표를 산출하는 주파수지표 산출모듈A frequency index calculation module for extracting a Fourier spectrum from the scanned fingerprint image and dividing it into a plurality of sections, and calculating a spectral index by calculating the spectral energy difference between the reference image and the scanned fingerprint image for each section. 을 포함하는 지문인식 시스템.Fingerprint recognition system comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수 구간은 16개의 구간으로 이루어지는 지문인식 시스템.The plurality of sections are fingerprint recognition system consisting of 16 sections. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 지문식별 모듈은, 실제 지문에 대한 히스토그램 지표 및 스펙트럼 지표의 범위를 설정하고, 상기 스캐닝된 지문영상에 대한 히스토그램 지표 및 스펙트럼 지표가 각각 설정된 범위에 속하지 않는 경우 상기 스캐닝된 지문영상을 위조 지문으로 판단하는 지문인식 시스템.The fingerprint identification module sets a range of the histogram index and the spectral index for the actual fingerprint, and if the histogram index and the spectral index for the scanned fingerprint image do not belong to the set range, respectively, the scanned fingerprint image is a fake fingerprint. Fingerprint identification system to judge. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 지문식별 모듈은, 상기 히스토그램 지표 및 스펙트럼 지표의 범위의 폭을 각 지표에 대해 표준편차의 3배로 설정하는 지문인식 시스템.The fingerprint identification module is configured to set the width of the range of the histogram indicator and the spectral indicator to three times the standard deviation for each indicator. 인식된 지문으로부터 생성된 지문영상에 대해 히스토그램 지표 및 스펙트럼 지표를 산출하는 단계;Calculating a histogram indicator and a spectral indicator on the fingerprint image generated from the recognized fingerprint; 각 지표의 산출 값이 미리 설정된 기준영상의 히스토그램 지표 및 스펙트럼 지표 범위에 속하는지 판단하는 단계; 및Determining whether a calculated value of each index falls within a range of a histogram index and a spectrum index of a preset reference image; And 상기 산출 값이 설정된 지표범위에 속하지 않는 경우 상기 생성된 지문영상을 위조지문으로 판단하는 단계Determining the generated fingerprint image as a fake fingerprint if the calculated value does not belong to the set index range; 를 포함하는 지문인식 시스템의 위조지문 식별방법.Counterfeit fingerprint identification method of the fingerprint recognition system comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 히스토그램 지표 및 스펙트럼 지표를 산출하는 단계는,Computing the histogram indicator and the spectral indicator, 생성된 지문영상에 대해 신호 세기에 따라 다수 구간으로 분할하고, 상기 기 준영상과의 신호세기 히스토그램 분포 차를 산출하여 히스토그램 지표를 도출하는 단계;Deriving a histogram index by dividing the generated fingerprint image into a plurality of sections according to signal strength and calculating a signal intensity histogram distribution difference with the reference image; 상기 생성된 지문영상을 푸리에 스펙트럼으로 변환하고 상기 기준영상과의 스펙트럼 에너지 차이를 산출하여 스펙트럼 지표를 도출하는 단계Converting the generated fingerprint image into a Fourier spectrum and calculating a spectral energy difference from the reference image to derive a spectral index 를 포함하는 지문인식 시스템의 위조지문 식별방법.Counterfeit fingerprint identification method of the fingerprint recognition system comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 스펙트럼 지표를 산출하는 단계는,Computing the spectral indicators, 상기 생성된 지문영상에 대한 푸리에 스펙트럼 신호로부터 2개의 벡터 신호를 샘플링하고 평균을 산출하여 1차원의 벡터신호로 변환하는 단계Sampling two vector signals from a Fourier spectrum signal of the generated fingerprint image, calculating an average, and converting the two vector signals into a one-dimensional vector signal; 를 더 포함하는 지문인식 시스템의 위조지문 식별방법.Counterfeit fingerprint identification method of the fingerprint recognition system further comprising.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160224823A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Authenticating a user through fingerprint recognition
WO2018089826A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-17 Synaptics Incorporated Systems and methods for spoof detection relative to a template instead of on an absolute scale
US10521642B2 (en) 2015-04-23 2019-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint verification method and apparatus
US10691918B2 (en) 2015-06-30 2020-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for detecting fake fingerprint, and method and apparatus for recognizing fingerprint

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10339178B2 (en) 2015-06-30 2019-07-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint recognition method and apparatus
US10460144B2 (en) 2016-07-20 2019-10-29 Cypress Semiconductor Corporation Non-finger object rejection for fingerprint sensors
US10599911B2 (en) 2016-07-20 2020-03-24 Cypress Semiconductor Corporation Anti-spoofing protection for fingerprint controllers

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2862785B1 (en) * 2003-11-21 2006-01-20 Atmel Grenoble Sa DIGITAL SENSOR SENSOR WITH TWO SCANNING DIRECTIONS
KR20090050239A (en) * 2007-11-15 2009-05-20 종 해 김 Multimodal biometrics id authentication system

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107209855B (en) * 2015-01-29 2021-08-13 三星电子株式会社 Authenticating a user by fingerprint identification
WO2016122246A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Authenticating a user through fingerprint recognition
KR20160093472A (en) * 2015-01-29 2016-08-08 삼성전자주식회사 A method for authenticating a user through recognition of a finger print and an electronic device therefor
CN107209855A (en) * 2015-01-29 2017-09-26 三星电子株式会社 Pass through fingerprint recognition certification user
US9922235B2 (en) * 2015-01-29 2018-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Authenticating a user through fingerprint recognition
US20160224823A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Authenticating a user through fingerprint recognition
US10521642B2 (en) 2015-04-23 2019-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint verification method and apparatus
US11341767B2 (en) 2015-04-23 2022-05-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint verification method and apparatus
US11715325B2 (en) 2015-04-23 2023-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint verification method and apparatus
US10691918B2 (en) 2015-06-30 2020-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for detecting fake fingerprint, and method and apparatus for recognizing fingerprint
US11295111B2 (en) 2015-06-30 2022-04-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for detecting fake fingerprint, and method and apparatus for recognizing fingerprint
WO2018089826A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-17 Synaptics Incorporated Systems and methods for spoof detection relative to a template instead of on an absolute scale
US10430638B2 (en) 2016-11-10 2019-10-01 Synaptics Incorporated Systems and methods for spoof detection relative to a template instead of on an absolute scale

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