KR20190056588A

KR20190056588A - 생체 구분이 가능한 홍채 인식 방법 및 이를 이용한 시스템

Info

Publication number: KR20190056588A
Application number: KR1020170153689A
Authority: KR
Inventors: 하창우; 유현석; 박화진; 최동진
Original assignee: 주식회사 에이유이
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2019-05-27
Also published as: KR102072168B1

Abstract

본 발명은 바이오 인식 시스템으로 대표되는 얼굴인식, 지문인식, 정맥인식, 홍채인식 중에서 홍채인식에 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홍채의 진위를 판별하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 홍채의 진위를 판단하는 방법은 디스플레이에 눈동자의 움직임을 유도하는 영상을 제공하는 단계; 영상을 따라 움직이는 눈동자의 움직임을 촬영하는 단계; 및 촬영 데이터로부터 눈동자의 움직임에 관한 테이터를 이용하여 실제 눈인지를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

생체 구분이 가능한 홍채 인식 방법 및 이를 이용한 시스템{Iris recognition method capable of biometric classification and system using the same}

본 발명은 바이오 인식 시스템으로 대표되는 얼굴인식, 지문인식, 정맥인식, 홍채인식 중에서 홍채인식에 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홍채의 진위를 판별하는 방법에 관한 것이다.

홍채는 안구의 각막과 수정체 사이에 위치하며, 늘어나거나 줄어들면서 카메라의 조리개처럼 동공의 크기를 조절하여 빛의 양을 조절한다. 생후 6개월경부터 만들어지기 시작해 18개월에 완성된 후 평생 변하지 않으며, 오른쪽 눈과 왼쪽 눈의 홍채 무늬 또한 다르고, 홍채가 같을 확률은 10억 분의 1이다. 이러한 이유로 홍채 인식은 바이오 인식 시스템 전체에서 가장 보안성이 뛰어나고, 현재 스마트폰, 컴퓨터, 출입제어, 은행 전산 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 1994년 영국의 존 더그맨 교수에 의해 처음 개발된 홍채 인식은 시간 문제와 크기, 보안 문제를 해결하며 점차 대중화 되어가고 있다.

홍채 인식은 Segmentation, Normalization, Encoding, Matching 등 크게 4가지 단계로 구분된다. Segmentation에서 홍채와 동공의 정확한 윤곽을 정하고 홍채가 아닌 부분을 비교하지 않기 위해 Mask를 생성한다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 홍채가 Segmentation 과정을 거치면, Segmentation 후 사진에서 보여지는 빨간색 부분은 Mask된 부분으로 눈썹 부분을 제거한 부분이다. 초록색 부분을 통해 동공과 홍채부분을 분리하여 위치와 크기, 모양을 추출할 수 있다.

하지만, 정교한 프린터를 통해 홍채의 무늬까지 출력된 홍채 사진을 이용해서 홍채의 Segmentation 과정을 통과하는 방법이 알려지면서, 홍채 확인을 인증 수단으로 사용하는데 대한 우려가 커지고 있다. 다른 사람의 홍채를 복제하여 시스템을 통과한다면, 10억 분의 1 확률을 무색하게 만드는 큰 문제가 발생한다. 특히, 홍채를 이용한 인증 수단을 가지는 스마트폰들이 해킹되면서, 홍채 인식을 인증 수단으로 사용함에 있어 추가적인 보안 강화에 대한 요구가 계속되고 있다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 홍채 사진을 이용한 홍채 인증을 방지할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 실제 눈과 홍채 사진을 구분할 수 있는 새로운 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 홍채 사진을 이용한 홍채 인증을 방지할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은

디스플레이에 눈동자의 움직임을 유도하는 영상을 제공하는 단계;

영상을 따라 움직이는 눈동자의 움직임을 촬영하는 단계; 및

촬영 데이터로부터 눈동자의 움직임에 관한 테이터를 이용하여 실제 눈인지를 판단하는 단계를 포함하는 홍채 인식 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 디스플레이는 영상을 보여줄 수 있는 전자기기의 디스플레이일 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 디스플레이는 스마트폰, TV, 또는 전광판의 디스플레이일 수 있다. 상기 디스플레이는 2D 또는 3D 디스플레이일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 눈동자의 움직임을 유도하는 영상은 눈동자의 좌우 및/또는 상하의 움직임을 유도하는 영상일 수 있다. 일 예로, 상기 눈동자의 움직임을 유도하는 영상은 디스플레이에서 2차원적으로 움직이는 점일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 눈동자의 움직임을 유도하는 영상은 눈동자의 확장 및/또는 축소를 유도하는 영상일 수 있다. 일 예로, 상기 눈동자의 움직임을 유도하는 영상은 화면의 밝기 및/또는 색상이 변하는 영상일 수 있다. 일 예로, 동일한 화면의 밝기 및/또는 색상이 시간에 따라 변하는 영상일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 촬영은 카메라로 이루어질 수 있다. 상기 카메라는 디지털 카메라일 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 촬영은 스마트폰에 부착된 전방 카메라일 수 있다.

본 발명에 있어서, 이론적으로 한정된 것은 아니지만, 실제 눈일 경우 영상에 나타나는 화면의 변화에 따라서 반응하는 반면, 가짜 눈일 경우 영상에 나타나는 화면의 변화에 따라서 반응하지 않게 되므로, 화면의 변화에 따라서 반응하여 눈의 움직임이 나타나는 경우 실제 사람의 눈임을 확인할 수 있다.

본 발명이 일 실시에 있어서, 영상에서 점이 임의의 방향으로 움직이고, 피검자가 스마트폰의 안내에 따라 움직이는 점을 바라볼 경우, 눈동자가 점의 움직임에 따라서 같이 움직이게 된다. 따라서, 촬영된 데이터에서는 점의 움직임을 따라서 눈이 움직임이 검출된다. 점의 움직임에 따른 눈의 움직임이 검출되면 실제 사람의 눈임을 확인할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시에 있어서, 영상에서 정지 화면의 밝기가 변하면, 피검자가 스마트폰의 안내에 따른 밝기가 변하는 화면을 바라볼 경우, 눈동자의 크기가 화면의 밝기에 따라서 변하게 된다. 따라서, 촬영된 데이터에서는 화면의 밝기에 따라서 눈동자의 크기가 변하는 것이 검출된다. 촬영된 데이터의 화면 밝기 변화에 따른 눈동자의 크기 변화가 검출되면 실제 사람의 눈임을 확인할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시에 있어서, 영상에서 정지 화면의 색상이 변하면, 피검자가 스마트폰의 안내에 따른 밝기가 변하는 화면을 바라볼 경우, 눈동자의 활성 영역이 화면의 색상 변화에 따라서 변하게 된다. 따라서, 촬영된 데이터에서는 화면의 색상 변화에 따라서 눈동자의 활성 영역이 변하는 것이 검출된다. 촬영된 데이터의 화면 색상 변화에 따른 눈동자의 활성 영역에서 변화가 검출되면 실제 사람의 눈임을 확인할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 홍채 인식 방법은 종래에 내장된 홍채 데이터와 촬영된 홍채 데이터를 비교하여 본인을 인증하는 방법과 동시 또는 별개로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 홍채를 이용한 본인 인증과 별개로 이루어질 경우, 촬영된 눈의 움직임만을 확인하여 실제 눈인지 여부만을 확인할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시에 있어서, 홍채를 이용한 본인 인증과 동시에 이루어질 경우, 촬영된 데이터로부터 눈의 움직임과 함께 홍채 데이터를 습득하고, 습득된 홍채 데이터를 스마트폰에 등록된 사용자의 홍채 데이터와 비교하여 본인의 실제 눈인지 여부를 확인할 수 있다.

본 발명은 일 측면에 있어서,

눈동자의 움직임을 유도하는 영상을 제공하는 디스플레이:

디스플레이의 영상을 따라 움직이는 눈동자의 움직임을 촬영하는 카메라; 및

디스플레이에 영상을 제공하고, 카메라를 이용하여 눈동자를 촬영하고, 촬영된 데이터로부터 눈동자의 움직임에 관한 테이터를 이용하여 실제 눈인지를 판단하는 제어부;를 포함하는 홍채 인식 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 장치는 홍채를 인증수단으로 사용하는 스마트폰일 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 장치는 홍채 인식에 적합한 자체 광원, 일 예로 적외선 엘이디를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 스마트폰은 겔럭시 노트7과 같은 상업적으로 구입할 수 있는 스마트폰일 수 있다.

본 발명은 다른 일 측면에 있어서,

영상을 따라 움직이는 눈동자의 움직임을 촬영하는 단계;

촬영 데이터로부터 눈동자의 움직임에 관한 테이터를 이용하여 실제 눈인지를 판단하는 단계; 및

촬영된 데이터로부터 얻어지는 홍채 데이터를 저장된 홍채 데이터와 비교하는 단계를 포함하는 인증 방법을 제공한다.

본 발명은 홍채를 인증 수단으로 사용할 경우, 실제 눈인지를 확인함으로서 정교한 사진을 이용하여 인증 수단을 통과하는 문제를 해결할 수 있다. 이를 통해서 본 발명은 홍채를 인증 수단으로 사용하는 장치 또는 시스템의 보안성을 향상시켰다.

도 1은 홍채가 Segmentation 과정을 거친 전후를 보여준다. (a)Segmentation과정을 거치기 전의 상태를 보여주는 사진이며, (b)는 Segmentation과정을 거친 후의 상태를 보여주는 사진이다.
도 2는 홍채를 인증 수단으로 하는 스마트폰의 전면을 보여주는 도면이다.
도 3은 눈동자의 움직임을 유도하는 화면이 제공된 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 눈동자의 움직임을 유도하는 화면에 따라 눈동자가 움직이는 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 밝기를 조절하는 화면에 따라서 눈동자가 움직이는 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 홍채를 인증 수단으로 하는 스마트폰(100)은 홍채 촬영을 위해서 적외 광을 조사하는 엘이디 조명(110)과 눈동자를 촬영하고 촬영된 데이터로부터 홍채 데이터를 추출하는 홍채 전용 카메라(120)과, 눈동자의 움직임을 유도하는 영상이 제공되는 디스플레이(130)을 포함한다. 상기 스마트폰(100)의 내부에는 디스플레이에 눈동자의 움직임을 유도하는 영상을 제공하고, 카메라(120)을 통해서 눈의 움직임을 촬영하며, 촬영된 데이터로부터 눈의 움직임을 확인하여 실제 눈인지를 판단하는 데이터 저장부(도시되지 않음)가 내장된다.

실시예 1.

스마트폰(100)을 사용하기 위해서 스마트폰(100)을 쳐다보면, 먼저 스마트폰(100)의 카메라(120)가 눈을 촬영하고, 촬영한 사진으로부터 홍채 데이터를 추출하여, 저장되어 있는 인증된 홍채 데이터와 대비한다. 촬영된 홍채 데이터와 저장된 홍채 데이터가 일치하면, 스마트폰의 제어부는 디스플레이(110)에 도 3에서 도시된 바와 같이, 붉은 점(131)이 화면을 따라서 움직이는 영상을 제공한다. 이 붉은 점은 어떠한 색이나 모양이 될 수 있다. 빠른 속도 또는 느린 속도로 움직인다. 홍채 인식의 인증 대상이 되는 사람은 이 점을 눈으로 쫓으면 된다. 정해진 패턴이 아니라, 불규칙적으로 움직이기 때문에, 그 상황에 맞게 Segmentation에서 미세한 움직임을 보이는 동공의 위치를 잡아 실제 눈이 점을 쫓고 있는지를 판별하며, 정적인 눈과 동적인 눈을 판별한다.

스마트폰(100)의 제어부는 붉은 점(131)을 따라서 눈을 움직이라는 메세지를 디스플레이를 통해서 텍스트로 전달한다.

인증을 원하는 사용자가 제공되는 영상에서 움직이는 점을 따라서 눈을 움직여서 쳐다보면, 도 3에서 도시된 바와 같이, 붉은 점(131)이 디스플레이(130)의 상단(131a)로 위치할 경우, 사용자의 눈(140)에서 눈동자(141)도 위쪽으로 위치하여 (141a)와 같은 형상이 된다. 또한, 붉은 점(131)이 디스플레이(130)의 하단(131b)로 위치할 경우, 사용자의 눈(140)에서 눈동자(141)도 아래쪽으로 위치하여(141b)와 같은 형상이 된다. 이 과정을 카메라(120)로 실시간으로 촬영하여, 붉은 점(131)의 움직임에 따라서 눈동자(141)이 움직이는지를 확인한다.

붉은 점(131)의 움직임에 따라서 눈동자(141)가 움직이면 실제 눈으로 판단하여 인증하고, 붉은 점(131)의 움직임에 따라서 눈동자(141)가 움직이지 않으면 실제 눈이 아닌 것으로 판단하여 인증하지 않게 된다.

실시예 2

실시예 1에서와 같이, 스마트폰(100)을 사용하기 위해서 스마트폰(100)을 쳐다보면, 먼저 스마트폰(100)의 카메라(120)가 눈을 촬영하고, 촬영한 사진으로부터 홍채 데이터를 추출하여, 저장되어 있는 인증된 홍채 데이터와 대비한다. 촬영된 홍채 데이터와 저장된 홍채 데이터가 일치하면, 스마트폰의 제어부는 디스플레이(110)에 도 3에서 도시된 바와 같이, 붉은 점(131)이 정지된 화면의 밝기를 조절하는 영상을 제공한다. 스마트폰(100)의 제어부는 화면의 붉은 점(131)을 바라보라는 메세지를 디스플레이를 통해서 텍스트로 전달한다.

인증을 원하는 사용자가 밝기가 변하는 붉은 점이 도시된 화면을 쳐다보면, 도 4에서 도시된 바와 같이, 화면이 어두워지는 경우, 사용자의 눈(140)에서 눈동자(141)의 크기가 커지게 되며, 화면이 밝아지는 경우 사용자의 눈(140)에서 눈동자(141)의 크기가 작아지게 된다. 이 과정을 카메라(120)로 실시간으로 촬영하여, 붉은 점(131)이 표시된 화면의 움직임에 따라서 눈동자(141)의 크기가 변하는지 여부를 확인한다.

붉은 점(131)이 표시된 화면의 밝기에 따라서 눈동자(141)의 크기가 조절되면 실제 눈으로 판단하여 인증하고, 붉은 점(131)이 표시된 화면의 밝기에 따라서 눈동자(141)의 크기가 조절되지 않으면 실제 눈이 아닌 것으로 판단하여 인증하지 않게 된다.

실시예 3.

스마트폰(100)을 사용하기 위해서 스마트폰(100)을 쳐다보면, 스마트폰(100)의 제어부는 붉은 점(131)을 따라서 눈을 움직이라는 메세지를 디스플레이를 통해서 텍스트로 전달한다.

붉은 점(131)의 움직임에 따라서 눈동자(141)가 움직이면 실제 눈으로 판단하고, 눈동자의 움직임을 촬영된 데이터에서 추출된 홍채 데이터를 저장되어 있는 인증된 홍채 데이터와 대비하여 일치하면 인증하게 된다.

붉은 점(131)의 움직임에 따라서 눈동자(141)가 움직이지 않거나, 눈동자의 움직임을 촬영된 데이터에서 추출된 홍채 데이터를 저장되어 있는 인증된 홍채 데이터와 대비하여 일치하지 않으면 인증하지 않게 된다.

100: 스마트폰
110: 엘이디조명
120: 카메라
130: 디스플레이

Claims

디스플레이에 눈동자의 움직임을 유도하는 영상을 제공하는 단계;
영상을 따라 움직이는 눈동자의 움직임을 촬영하는 단계; 및
촬영 데이터로부터 눈동자의 움직임에 관한 테이터를 이용하여 실제 눈인지를 판단하는 단계를 포함하는 홍채 인식 방법.
제1항에 있어서, 상기 눈동자의 움직임을 유도하는 영상은 눈동자의 좌우 및/또는 상하의 움직임을 유도하는 영상인 것을 특징으로 하는 홍채 인식 방법.
제1항에 있어서, 상기 눈동자의 움직임을 유도하는 영상은 눈동자의 확장 및/또는 축소를 유도하는 영상인 것을 특징으로 하는 홍채 인식 방법.
제1항에 있어서, 상기 촬영은 스마트폰에 부착된 카메라인 것을 특징으로 하는 홍채인식 방법.
제1항에 있어서, 디스플레이에 영상을 쳐다보라는 메세지를 전달하는 것을 특징으로 하는 홍채인식 방법.
제1항에 있어서, 촬영된 데이터에서 얻어지는 홍채 정보를 저장된 홍채 정보와 대비하는 단계를 포함하는 홍채인식 방법.
눈동자의 움직임을 유도하는 영상을 제공하는 디스플레이:
디스플레이의 영상을 따라 움직이는 눈동자의 움직임을 촬영하는 카메라; 및
디스플레이에 영상을 제공하고, 카메라를 이용하여 눈동자를 촬영하고, 촬영된 데이터로부터 눈동자의 움직임에 관한 테이터를 이용하여 실제 눈인지를 판단하는 제어부;를 포함하는 홍채 인식 장치.
제7항에 있어서, 상기 장치는 홍채를 인증수단으로 사용하는 스마트폰인 것을 특징으로 하는 홍채인식 장치.
디스플레이에 눈동자의 움직임을 유도하는 영상을 제공하는 단계;
영상을 따라 움직이는 눈동자의 움직임을 촬영하는 단계;
촬영 데이터로부터 눈동자의 움직임에 관한 테이터를 이용하여 실제 눈인지를 판단하는 단계; 및
촬영된 데이터로부터 얻어지는 홍채 데이터를 저장된 홍채 데이터와 비교하는 단계를 포함하는 인증 방법.