KR20230082978A - Biometric authentication apparatus and method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for biometric authentication. The apparatus comprises: an electrocardiogram measurement module which measures an electrocardiogram of a subject; a registration module which collects a plurality of electrocardiogram signals through an electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module for the subject, determines a first expected electrocardiogram signal expected to represent the plurality of collected electrocardiogram signals, and determines a representative electrocardiogram signal functioning as reference data for biometric authentication of the subject and registers the representative electrocardiogram signal, by using a method of analyzing a correlation between the determined first expected electrocardiogram signal and the plurality of collected electrocardiogram signals, and a method of verifying the validity of the first expected electrocardiogram signal; and an authentication module which performs biometric authentication of the subject by using a method of analyzing a correlation between an actual electrocardiogram signal currently obtained from the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module and the representative electrocardiogram signal registered by the registration module. The present invention can improve the accuracy and reliability of biometric authentication.

Description

생체 인증 장치 및 방법{BIOMETRIC AUTHENTICATION APPARATUS AND METHOD}Biometric authentication device and method {BIOMETRIC AUTHENTICATION APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 생체 인증 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 심전도를 이용하여 대상자의 생체 인증을 수행하는 생체 인증 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biometric authentication device and method, and more particularly, to a biometric authentication device and method for performing biometric authentication of a subject using an electrocardiogram.

생체 인증이란 개인의 신체적 특징을 통해 개인의 신원을 확인하여 인증하는 것을 말하며, 이러한 생체 인증은 개인정보 보호, 금융 보안, 출입 통제 및 출결 관리 등 광범위한 분야에 적용되고 있다. 나아가, 생체 인증은 성폭력, 스토킹, 또는 가정 폭력 등의 범죄자를 감독하고 통제하기 위한 전자 감독 제도에도 적용되는 등 그 적용 분야가 확장되고 있으며, 상기한 전자 감독 제도의 일환으로서 야간 시간대의 이동을 집 내부로 국한시키는 야간 외출 제한 명령이 부과되는 감시 대상자 수가 증가하고 있다.Biometric authentication refers to confirming and authenticating an individual's identity through physical characteristics of an individual, and such biometric authentication is applied to a wide range of fields such as personal information protection, financial security, access control, and attendance management. Furthermore, biometric authentication is being applied to an electronic supervision system to supervise and control criminals such as sexual violence, stalking, or domestic violence, and its application field is expanding, and as part of the above electronic supervision system, There is an increasing number of people under surveillance who are subject to restrictions on going out at night, confining them to the inside.

야간 외출 제한 명령 부과자에 대한 종래의 감시 시스템은 성문 인식(음성 인식)을 통해 감시 대상자를 확인함으로 인해 감시 대상자의 인증 과정에서의 잦은 오류 및 보호 관찰관의 업무 부담이 증대되는 문제점을 수반하고 있다. 예를 들어, 감시 대상자의 감기 등으로 인한 음성 변성 시 감시 대상자의 정확한 인증이 수행될 수 없고, 성문 인증의 정확성 부족으로 인해 보호 관찰관의 추가적인 업무 부담이 야기되고 있으며, 전일의 음성 감독 결과를 담당 직원이 익일에 시스템에 입력하는 비효율성이 존재하고, 나아가 외출 제한이 적용되는 시간 전체에 대하여 감시 대상자의 감독이 불가능한 한계를 갖는다.The conventional monitoring system for the person who imposes the night out restriction order identifies the subject of surveillance through voiceprint recognition (voice recognition), so it is accompanied by problems of frequent errors in the authentication process of the subject and increased work burden of the probation officer. . For example, when the surveillance target's voice changes due to a cold, etc., accurate authentication of the surveillance target cannot be performed, and the lack of accuracy in voiceprint authentication causes additional work burden on the probation officer. There is an inefficiency of the employee inputting into the system the next day, and furthermore, there is a limit in which the supervision of the person subject to surveillance is impossible for the entire time when the outing restriction is applied.

따라서, 야간 외출 제한 명령이 부과되는 감시 대상자를 감시함에 있어서 성문 인식을 대체할 수 있는 감시 대상자 인증 방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a surveillance target authentication method that can replace voiceprint recognition in monitoring surveillance targets subject to a nighttime outing restriction order.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0045912호(2017. 04. 28. 공개)에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2017-0045912 (published on April 28, 2017).

본 발명의 일 측면에 따른 목적은 야간 외출 제한 명령 부과자에 대한 감시 시스템에 적용되었던 종래의 성문 인식 방법을 심전도를 통한 생체 인증 방법으로 대체하여 그 감시 효율성을 향상시킴과 동시에, 심전도를 통한 생체 인증 방법의 구체적인 메커니즘을 제시하여 생체 인증의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 생체 인증 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object according to one aspect of the present invention is to replace the conventional voiceprint recognition method applied to a surveillance system for a person who has been ordered to limit going out at night to a biometric authentication method through an electrocardiogram to improve the monitoring efficiency and at the same time to improve the monitoring efficiency, An object of the present invention is to provide a biometric authentication device and method capable of improving the accuracy and reliability of biometric authentication by suggesting a specific mechanism of an authentication method.

본 발명의 일 측면에 따른 생체 인증 장치는 대상자의 심전도를 측정하는 심전도 측정 모듈, 상기 대상자에 대한 상기 심전도 측정 모듈의 심전도 측정 결과를 통해 복수의 심전도 신호를 수집하고, 상기 수집된 복수의 심전도 신호를 대표할 것으로 기대되는 제1 기대 심전도 신호를 결정하며, 상기 결정된 제1 기대 심전도 신호와 상기 수집된 복수의 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식과, 상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여, 상기 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터로서 기능하는 대표 심전도 신호를 결정하여 등록하는 등록 모듈, 및 상기 심전도 측정 모듈의 심전도 측정 결과로부터 현재 획득된 실측 심전도 신호와, 상기 등록 모듈에 의해 등록된 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식으로 상기 대상자의 생체 인증을 수행하는 인증 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.A biometric authentication device according to an aspect of the present invention collects a plurality of electrocardiogram signals through an electrocardiogram measurement module for measuring an electrocardiogram of a subject, an electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module for the subject, and the collected plurality of electrocardiogram signals. Determining a first expected ECG signal expected to represent a method of analyzing a correlation between the determined first expected ECG signal and the collected plurality of ECG signals, and verifying validity of the first expected ECG signal method, a registration module for determining and registering a representative ECG signal serving as reference data for biometric authentication of the subject, and an actual ECG signal currently obtained from the ECG measurement result of the ECG measurement module, and the registration module and an authentication module that performs biometric authentication of the subject by analyzing a correlation between representative electrocardiogram signals registered by the user.

본 발명에 있어 상기 제1 기대 심전도 신호는, 상기 복수의 심전도 신호의 중간값(median)에 해당하는 심전도 신호인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first expected electrocardiogram signal is an electrocardiogram signal corresponding to a median of the plurality of electrocardiogram signals.

본 발명에 있어 상기 등록 모듈은, 상기 복수의 심전도 신호로서 N개의 심전도 신호를 수집한 후 그 중간값에 해당하는 심전도 신호를 상기 제1 기대 심전도 신호로 결정하고, 상기 결정된 제1 기대 심전도 신호와 상기 N개의 심전도 신호 각각에 대한 상관 관계를 분석하며, 상기 N개의 심전도 신호 중, 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 미만인 M개의 심전도 신호를 제거한 후 상기 심전도 측정 모듈을 통해 상기 대상자에 대하여 M개의 심전도 신호를 수집하고, 상기 수집된 M개의 심전도 신호를 통해 상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여 상기 대표 심전도 신호를 결정하는 것을 특징으로 한다(여기서, N 및 M은 2 이상의 자연수, N > M).In the present invention, the registration module collects N electrocardiogram signals as the plurality of electrocardiogram signals, determines an electrocardiogram signal corresponding to a median value as the first expected electrocardiogram signal, and Correlation is analyzed for each of the N electrocardiogram signals, and M electrocardiogram signals having a correlation coefficient calculated according to a result of the correlation analysis are less than a preset reference value are removed from among the N electrocardiogram signals, and then the electrocardiogram measurement module It is characterized in that the representative electrocardiogram signal is determined by using a method of collecting M electrocardiogram signals of a subject and verifying the validity of the first expected electrocardiogram signal through the collected M electrocardiogram signals (here, N and M is a natural number greater than or equal to 2, N > M).

본 발명에 있어 상기 등록 모듈은, 상기 수집된 M개의 심전도 신호의 중간값에 해당하는 심전도 신호를 제2 기대 심전도 신호로 결정하고, 상기 제1 기대 심전도 신호와 상기 제2 기대 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우, 상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성이 검증된 것으로 판단하여 상기 제1 기대 심전도 신호를 상기 대표 심전도 신호로 결정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the registration module determines an electrocardiogram signal corresponding to a median value of the collected M electrocardiogram signals as a second expected electrocardiogram signal, and a correlation between the first expected electrocardiogram signal and the second expected electrocardiogram signal. When the correlation coefficient calculated according to the analysis result is equal to or greater than a predetermined reference value, it is determined that the validity of the first expected ECG signal has been verified, and the first expected ECG signal is determined as the representative ECG signal.

본 발명에 있어 상기 N개의 심전도 신호와 상기 M개의 심전도 신호를 구성하는 각각의 심전도 신호는, 상기 대상자의 심전도를 나타내는 유효 데이터로 정의되는 샘플링 데이터를 K개 포함하되, 상기 K의 값과 상기 기준치는 상호 의존적으로 결정되는 것을 특징으로 한다(여기서, K는 2 이상의 자연수).In the present invention, each of the electrocardiogram signals constituting the N electrocardiogram signals and the M electrocardiogram signals includes K pieces of sampling data defined as valid data representing the electrocardiogram of the subject, the value of K and the reference value Is characterized by being determined interdependently (where K is a natural number of 2 or more).

본 발명에 있어 상기 등록 모듈은, 상기 대표 심전도 신호와 함께 하위 심전도 신호 그룹을 상기 레퍼런스 데이터로서 등록하되, 상기 하위 심전도 신호 그룹은 ⅰ)상기 복수의 심전도 신호로서 수집된 상기 N개의 심전도 신호에서 상관 관계 분석 결과에 따라 M개의 심전도 신호가 제거된 후 남아있는 (N-M)개의 심전도 신호와, ⅱ)상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성 검증에 적용된 M개의 심전도 신호의 집합인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the registration module registers a sub-ECG signal group together with the representative ECG signal as the reference data, and the sub-ECG signal group is i) correlated in the N ECG signals collected as the plurality of ECG signals. It is characterized by a set of (N-M) ECG signals remaining after the M ECG signals are removed according to the result of the relationship analysis, and ii) a set of M ECG signals applied to the validation of the first expected ECG signal.

본 발명에 있어 상기 인증 모듈은, 상기 실측 심전도 신호와 상기 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 1차 인증, 및 상기 실측 심전도 신호와 상기 하위 심전도 신호 그룹 간의 상관 관계를 분석하는 2차 인증을 통해 상기 대상자의 생체 인증을 수행하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the authentication module performs primary authentication for analyzing the correlation between the actual ECG signal and the representative ECG signal, and secondary authentication for analyzing the correlation between the actual ECG signal and the lower group of ECG signals. It is characterized in that biometric authentication of the subject is performed.

본 발명에 있어 상기 인증 모듈은, 상기 실측 심전도 신호와 상기 대표 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우 상기 1차 인증에 성공한 것으로 판단하고, 상기 1차 인증에 후속하여 상기 2차 인증을 수행하되, 상기 실측 심전도 신호와 상기 하위 심전도 신호 그룹을 구성하는 각각의 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과로부터 산출되는 각각의 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우 상기 2차 인증에 성공한 것으로 판단하여, 상기 대상자의 생체 인증이 성공한 것으로 최종 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the authentication module determines that the primary authentication is successful when a correlation coefficient calculated according to a correlation analysis result between the measured electrocardiogram signal and the representative electrocardiogram signal is equal to or greater than a preset reference value, and Subsequently, the second authentication is performed, but when each correlation coefficient calculated from the correlation analysis result between the actual ECG signal and each ECG signal constituting the lower ECG signal group is equal to or greater than a preset reference value, the second authentication It is characterized in that it is determined that the biometric authentication of the subject is successful, and finally it is determined that the biometric authentication is successful.

본 발명에 있어 상기 인증 모듈은, 상기 1차 인증에 실패한 경우, 또는 상기 2차 인증에 실패한 경우, 상기 심전도 측정 모듈을 통해 I개의 실측 심전도 신호를 수집하고, 상기 수집된 I개의 실측 심전도 신호와 상기 대표 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 미만이면 상기 대상자의 생체 인증이 실패한 것으로 최종 판단하는 것을 특징으로 한다(I는 2 이상의 자연수).In the present invention, the authentication module collects I actual electrocardiogram signals through the electrocardiogram measurement module when the first authentication fails or the second authentication fails, and the collected I actual electrocardiogram signals and When the correlation coefficient calculated according to the correlation analysis result between the representative electrocardiogram signals is less than a preset reference value, it is characterized in that it is finally determined that the subject's biometric authentication has failed (I is a natural number of 2 or more).

본 발명의 일 측면에 따른 생체 인식 방법은 대상자에 대한 심전도 측정 모듈의 심전도 측정 결과를 통해 복수의 심전도 신호를 수집하고, 상기 수집된 복수의 심전도 신호를 대표할 것으로 기대되는 제1 기대 심전도 신호를 결정하며, 상기 결정된 제1 기대 심전도 신호와 상기 수집된 복수의 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식과, 상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여, 상기 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터로서 기능하는 대표 심전도 신호를 결정하여 등록하는 등록 단계, 및 상기 심전도 측정 모듈의 심전도 측정 결과로부터 현재 획득된 실측 심전도 신호와, 상기 등록 단계에서 등록된 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식으로 상기 대상자의 생체 인증을 수행하는 인증 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A biometric recognition method according to an aspect of the present invention collects a plurality of electrocardiogram signals through an electrocardiogram measurement result of an electrocardiogram measurement module for a subject, and obtains a first expected electrocardiogram signal expected to represent the collected plurality of electrocardiogram signals. and a method of analyzing a correlation between the determined first expected ECG signal and the collected plurality of ECG signals and a method of verifying the validity of the first expected ECG signal, for biometric authentication of the subject. A registration step of determining and registering a representative ECG signal serving as reference data, and a method of analyzing a correlation between an actual ECG signal currently obtained from the ECG measurement result of the ECG measurement module and the representative ECG signal registered in the registration step. characterized in that it comprises an authentication step of performing biometric authentication of the subject.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터를 등록하는 등록 과정에서 대상자의 심전도 측정 결과로부터 복수의 심전도 신호를 대표할 수 있는 대표 심전도 신호를 소정의 상관 관계 분석 기법을 적용하는 방식으로 획득함으로써 레퍼런스 데이터의 정확도를 향상시킬 수 있고, 대표 심전도 신호와 함께 레퍼런스 데이터의 등록 과정에서 사용된 복수의 심전도 신호까지 대상자의 생체 인증 과정에 활용하는, 등록 과정과 인증 과정의 유기적인 결합 방식을 통해 대상자의 생체 인증을 수행함으로써 생체 인증의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.According to one aspect of the present invention, in a registration process of registering reference data for biometric authentication of a subject, a representative electrocardiogram signal capable of representing a plurality of electrocardiogram signals from a subject's electrocardiogram measurement result is a predetermined correlation analysis technique. It is possible to improve the accuracy of the reference data by acquiring it by applying the ECG signal, and the representative ECG signal and the plurality of ECG signals used in the reference data registration process are used in the biometric authentication process of the subject. Reliability of biometric authentication can be improved by performing biometric authentication of a target through an organic coupling method.

또한, 상기와 같은 심전도를 기반으로 하는 생체 인증은 살아있는 생체 내부에 있는 행동학적 특징을 이용하는 인증기술로, 지문, 얼굴, 홍채, 정맥 등 신체적 특징을 이용하는 인증 기술과 복합적으로 사용함으로써 인증기술이 필요로 하는 보안성과 다양성을 향상시킬 수 있다.In addition, biometric authentication based on the electrocardiogram as described above is an authentication technology using behavioral characteristics inside a living body, and requires authentication technology by using it in combination with authentication technology using physical characteristics such as fingerprint, face, iris, and vein. can improve security and diversity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 장치에서 등록 모듈의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 장치에서 인증 모듈의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a block diagram illustrating a biometric authentication device according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 are exemplary diagrams for explaining an operation of a registration module in a biometric authentication device according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram for explaining an operation of an authentication module in a biometric authentication device according to an embodiment of the present invention.
6 to 8 are flowcharts for explaining a biometric authentication method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 생체 인증 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a biometric authentication device and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

이하에서 설명하는 것과 같이 본 실시예의 생체 인증 장치는 대상자의 심전도를 측정하여 레퍼런스 데이터를 등록하고, 등록된 레퍼런스 데이터를 통해 대상자의 생체 인증을 수행하도록 동작하며, 상기의 동작을 수행하는 생체 인증 장치는 앞서 언급한, 야간 외출 제한 명령 부과자를 감시하기 위한 감시 시스템(이하, 감시 시스템)에 적용될 수 있다. 구체적으로, 감시 시스템은 야간 외출 제한 명령 부과자와 같은 감시 대상자의 위치를 모니터링하기 위해, 감시 대상자에 부착되는 피감시 단말(예: 감시 대상자의 손목에 착용되어 생체 정보로서 감시 대상자의 심전도를 센싱하는 웨어러블 워치(Wearable Watch))을 포함하도록 구성될 수 있다. 감시 대상자의 위치 모니터링을 위해서는 감시 대상자의 신원을 인증할 필요가 있으므로, 그 신원 인증 방법으로서 본 실시예에서는 심전도 측정을 통한 생체 인증 방식을 채용한다. 이에 따라, 후술하는 심전도 측정 모듈은 감시 대상자가 착용하는 피감시 단말에 구비되는 심전도 센서로 구현될 수 있고, 등록 모듈 및 인증 모듈은 심전도 측정 모듈을 통한 대상자의 심전도 측정 결과로부터 레퍼런스 데이터를 등록하고 대상자의 생체 인증을 수행하는 관제 서버에 포함되는 구조로 구현될 수 있다.As will be described below, the biometric authentication device according to the present embodiment measures an electrocardiogram of a subject, registers reference data, operates to perform biometric authentication of the subject through the registered reference data, and performs the above operation. may be applied to the above-mentioned monitoring system (hereinafter referred to as monitoring system) for monitoring the person who imposes the night out limit order. Specifically, in order to monitor the location of a subject to be monitored, such as a person who imposes an order to limit going out at night, the surveillance system is a terminal attached to the subject to be monitored (e.g., worn on the subject's wrist and senses the electrocardiogram of the subject as biometric information). It can be configured to include a wearable watch (Wearable Watch)). Since the identity of the monitoring target needs to be authenticated in order to monitor the location of the monitoring target, the present embodiment employs a biometric authentication method through electrocardiogram measurement as the identity authentication method. Accordingly, the electrocardiogram measurement module to be described below may be implemented as an electrocardiogram sensor provided in a monitored terminal worn by a subject to be monitored, and the registration module and authentication module register reference data from the electrocardiogram measurement result of the subject through the electrocardiogram measurement module, It may be implemented as a structure included in a control server that performs biometric authentication of a subject.

위의 설명은 본 실시예의 생체 인증 장치가 적용될 수 있는 일 구현예를 기술한 것으로서, 대상자의 심전도를 측정하여 레퍼런스 데이터를 등록한 후, 등록된 레퍼런스 데이터를 기반으로 대상자의 심전도 측정을 통한 생체 인증을 수행하는 범위 내에서 다양한 인증 시스템(예: 개인정보 보호 시스템, 금융 보안 시스템, 출입 통제 시스템, 및 출결 관리 시스템 등)에 본 실시예의 생체 인증 장치가 적용될 수 있다.The above description describes an embodiment to which the biometric authentication device of the present embodiment can be applied. After registering reference data by measuring the electrocardiogram of a subject, biometric authentication through the electrocardiogram measurement of the subject is performed based on the registered reference data. The biometric authentication device of the present embodiment can be applied to various authentication systems (eg, personal information protection system, financial security system, access control system, attendance management system, etc.) within the range of performing.

이하에서는 본 실시예의 생체 인증 장치의 구체적인 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, specific operations of the biometric authentication device according to the present embodiment will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 장치에서 등록 모듈의 동작을 설명하기 위한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 장치에서 인증 모듈의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block configuration diagram for explaining a biometric authentication device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are examples for explaining the operation of a registration module in a biometric authentication device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is an exemplary diagram for explaining an operation of an authentication module in a biometric authentication device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 장치는 심전도 측정 모듈(100), 등록 모듈(200) 및 인증 모듈(300)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a biometric authentication device according to an embodiment of the present invention may include an electrocardiogram measurement module 100, a registration module 200, and an authentication module 300.

심전도 측정 모듈(100)은 대상자의 심전도를 측정하는 심전도 센서로 구현될 수 있으며, 심전도 측정 모듈(100)에 의해 측정된 대상자의 심전도는 등록 모듈(200)에 의한 레퍼런스 데이터 등록 과정과, 인증 모듈(300)에 의한 대상자의 생체 인증 과정에 활용될 수 있다.The electrocardiogram measurement module 100 may be implemented as an electrocardiogram sensor that measures the electrocardiogram of the subject, and the electrocardiogram of the subject measured by the electrocardiogram measurement module 100 is obtained through a reference data registration process by the registration module 200 and an authentication module. It can be utilized in the subject's biometric authentication process by (300).

등록 모듈(200)은 대상자에 대한 심전도 측정 모듈(100)의 심전도 측정 결과를 통해 복수의 심전도 신호를 수집하고, 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터로서 기능하는 대표 심전도 신호를 결정하여 등록(저장)할 수 있다. 도 2는 등록 모듈(200)에 의한, 레퍼런스 데이터에 해당하는 대표 심전도 신호를 결정하는 일련의 과정을 보이고 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 등록 모듈(200)은 대상자에 대한 심전도 측정 모듈(100)의 심전도 측정 결과를 통해 복수의 심전도 신호를 수집하고(① 과정), 수집된 복수의 심전도 신호를 대표할 것으로 기대되는 제1 기대 심전도 신호를 결정하며(② 과정), 결정된 제1 기대 심전도 신호와 상기 수집된 복수의 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식과(③ 및 ④ 과정), 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여, 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터로서 기능하는 대표 심전도 신호를 결정하여 등록하도록 동작할 수 있다(⑤ 내지 ⑦ 과정).The registration module 200 collects a plurality of electrocardiogram signals through the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module 100 for the subject, determines and registers (stores) a representative electrocardiogram signal serving as reference data for biometric authentication of the subject. can do. 2 shows a series of processes of determining a representative ECG signal corresponding to reference data by the registration module 200 . As shown in FIG. 2, the registration module 200 collects a plurality of electrocardiogram signals through the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module 100 for the subject (process ①), and represents the plurality of collected electrocardiogram signals. A method of determining a first expected ECG signal expected to be the ECG signal (process ②) and analyzing a correlation between the determined first expected ECG signal and the collected plurality of ECG signals (processes ③ and ④), and the first expected ECG signal It is possible to operate to determine and register a representative electrocardiogram signal functioning as reference data for biometric authentication of a subject by using a method for verifying the validity of .

등록 모듈(200)의 동작을 각 과정 별로 구체적으로 설명하면, 먼저 ① 과정에서 등록 모듈(200)은 N개의 심전도 신호를 수집할 수 있으며(N은 2 이상의 자연수), 이때 N개의 심전도 신호는 각각 K개의 샘플링 데이터를 포함할 수 있다(즉, 하나의 심전도 신호당 K개의 샘플링 데이터가 포함될 수 있다). 본 실시예에서 샘플링 데이터는 도 3에 도시된 것과 같이 심전도 신호에서 대상자의 심전도를 나타내는 유효 데이터(예: 측정값의 Peak치)로 정의된다. K개의 샘플링 데이터를 취득하는 방법으로서, 심전도 신호에서 그 크기가 최대인 Peak치를 검출하고, 검출된 Peak치를 기준으로 그 전단에서 a개의 유효 데이터와 그 후단에서 b개의 유효 데이터를 샘플링하는 방식으로 총 K개의 샘플링 데이터를 취득할 수 있다(즉, K = 1(Peak치) + a + b). 상기 동작을 구현하기 위해 심전도 측정 모듈(100)의 샘플링 레이트는 특정 레이트(예: 250Hz(초당 250개의 유효 데이터 샘플링))로 미리 설정되어 있을 수 있다. 후술하는 것과 같이 샘플링 데이터의 수 K는, 상관 관계 분석 결과와 비교되는 '기준치'와 상호 의존적으로 결정된다. 등록 모듈(200)은 상기와 같은 K개의 샘플링 데이터를 포함하는 심전도 신호 수집 동작을 N회 반복하여 대상자에 대한 총 N개의 심전도 신호를 수집할 수 있다.The operation of the registration module 200 will be described in detail for each process. First, in process ①, the registration module 200 can collect N electrocardiogram signals (N is a natural number equal to or greater than 2), and at this time, the N electrocardiogram signals are each K sampling data may be included (ie, K sampling data may be included per one ECG signal). In this embodiment, as shown in FIG. 3 , sampling data is defined as valid data (eg, a peak value of a measured value) representing an electrocardiogram of a subject in an electrocardiogram signal. As a method of acquiring K sampling data, a peak value having the maximum amplitude is detected in the electrocardiogram signal, and based on the detected peak value, a piece of valid data is sampled at the front end and b pieces of valid data are sampled at the rear end. K sampling data can be obtained (ie, K = 1 (peak value) + a + b). To implement the above operation, the sampling rate of the electrocardiogram measurement module 100 may be preset to a specific rate (eg, 250 Hz (250 effective data sampling per second)). As will be described later, the number K of sampling data is determined interdependently with a 'standard value' to be compared with the correlation analysis result. The registration module 200 may collect a total of N electrocardiogram signals for the subject by repeating the electrocardiogram signal collection operation including the K pieces of sampling data as described above N times.

② 과정에서, 등록 모듈(200)은 복수의 심전도 신호(N개의 심전도 신호)를 대표할 것으로 기대되는 제1 기대 심전도 신호를 결정할 수 있으며, 제1 기대 심전도 신호는 등록 모듈(200)이 레퍼런스 데이터로서 최종 결정하는 대표 심전도 신호의 후보로서 기능한다. 이때, 도 4에 도시된 것과 같이 제1 기대 심전도 신호는 복수의 심전도 신호의 중간값(median)에 해당하는 심전도 신호에 해당할 수 있다(예: 전술한 Peak치가 복수의 심전도 신호 중 중간값에 해당하는 심전도 신호). 즉, ① 과정에서 수집된 복수의 심전도 신호에는 노이즈가 반영되어 그 산포가 클 수 있는 점을 고려할 때, 이러한 신호의 trend 및 노이즈에 대한 고려없이 단순 평균치만을 제1 기대 심전도 신호로 결정할 경우, 최종적으로 결정되는 대표 심전도 신호의 정확도가 낮아질 수 있으므로, 등록 모듈(200)은 대표 심전도 신호의 결정 과정에서의 왜곡을 제거하고 그 정확도를 향상시키기 위해, N개의 심전도 신호의 중간값(median)에 해당하는 심전도 신호를 제1 기대 심전도 신호로 결정할 수 있다.In step ②, the registration module 200 may determine a first expected ECG signal that is expected to represent a plurality of ECG signals (N ECG signals), and the first expected ECG signal is the reference data of the registration module 200. As a result, it serves as a candidate for a representative electrocardiogram signal that is finally determined. In this case, as shown in FIG. 4 , the first expected ECG signal may correspond to an ECG signal corresponding to the median of a plurality of ECG signals (eg, the aforementioned peak value is the median value of the plurality of ECG signals). corresponding ECG signal). That is, considering that noise is reflected in the plurality of electrocardiogram signals collected in step ① and the dispersion may be large, when only the simple average value is determined as the first expected electrocardiogram signal without considering the trend and noise of these signals, the final Since the accuracy of the representative ECG signal determined by may be lowered, the registration module 200 corresponds to the median of N ECG signals in order to remove distortion in the process of determining the representative ECG signal and improve the accuracy. The ECG signal to be performed may be determined as the first expected ECG signal.

③ 및 ④ 과정에서, 등록 모듈(200)은 ② 과정에서 결정된 제1 기대 심전도 신호와 ① 과정에서 수집된 복수의 심전도 신호 간의 상관 관계(correlation)를 분석할 수 있다. 구체적으로, 등록 모듈(200)은 제1 기대 심전도 신호와 N개의 심전도 신호 각각에 대한 상관 관계를 분석하고(상관 관계 분석 기법으로서 피어슨(Pearson) 상관 분석이 적용될 수 있다)(③ 과정), N개의 심전도 신호 중, 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수(예: 피어슨 상관 계수, r)가 미리 설정된 기준치 미만인 M개의 심전도 신호를 제거하도록 동작할 수 있다(M은 N 미만의 자연수)(④ 과정). 후술하는 것과 같이 인증 모듈(300)은 대표 심전도 신호와 함께 하위 심전도 신호 그룹도 고려하여 대상자의 생체 인증을 수행하며, 하위 심전도 신호 그룹은 기본적으로 ① 과정에서 수집된 N개의 심전도 신호를 포함하도록 정의되는 점을 고려할 때, 하위 심전도 신호 그룹의 레퍼런스성을 높여 생체 인증의 신뢰도를 확보하기 위해서는 N개의 심전도 신호 중 아웃라이어(outlier)를 제거할 필요가 있다. 이에, 등록 모듈(200)은 N개의 심전도 신호 중 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 미만인 M개의 심전도 신호를 제거하도록 동작할 수 있다.In processes ③ and ④, the registration module 200 may analyze a correlation between the first expected ECG signal determined in process ② and a plurality of ECG signals collected in process ①. Specifically, the registration module 200 analyzes the correlation between the first expected electrocardiogram signal and each of the N electrocardiogram signals (Pearson's correlation analysis may be applied as a correlation analysis technique) (step ③), N Among the ECG signals, an operation may be performed to remove M ECG signals whose correlation coefficient (eg, Pearson's correlation coefficient, r) calculated according to the correlation analysis result is less than a preset reference value (M is a natural number less than N) (④) procedure). As will be described later, the authentication module 300 performs biometric authentication of the subject by considering the sub-ECG signal group as well as the representative ECG signal, and the sub-ECG signal group is basically defined to include N ECG signals collected in step ①. Considering that, in order to secure the reliability of biometric authentication by increasing the reference of the sub-ECG signal group, it is necessary to remove outliers among the N ECG signals. Accordingly, the registration module 200 may operate to remove M ECG signals whose correlation coefficient calculated according to the correlation analysis result is less than a preset reference value from among the N ECG signals.

⑤ 내지 ⑦ 과정에서, 등록 모듈(200)은 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여, 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터로서 기능하는 대표 심전도 신호를 결정하여 등록할 수 있다.In steps ⑤ to ⑦, the registration module 200 may determine and register a representative ECG signal serving as reference data for biometric authentication of a subject by using a method for verifying the validity of the first expected ECG signal.

구체적으로, 먼저 등록 모듈(200)은 ④ 과정에서 제거된 수(M) 만큼, 심전도 측정 모듈(100)을 통해 대상자에 대하여 M개의 심전도 신호를 추가적으로 수집하고(⑤ 과정), 수집된 M개의 심전도 신호를 통해 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증할 수 있다. M개의 심전도 신호를 추가적으로 수집하는 ⑤ 과정은, 레퍼런스 데이터로 기능하는 하위 심전도 신호 그룹에 포함되는 심전도 신호를 N개로 확보하여 그 레퍼런스성을 확보하도록 함과 동시에, 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하기 위한 심전도 신호를 확보하는 과정으로서 기능한다. 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증할 때, 등록 모듈(200)은 ⑤ 과정에서 수집된 M개의 심전도 신호의 중간값(median)에 해당하는 심전도 신호를 제2 기대 심전도 신호로 결정하고(⑥ 과정), 제1 기대 심전도 신호와 제2 기대 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수(예: 피어슨 상관 계수, r)가 미리 설정된 기준치 이상인 경우, 제1 기대 심전도 신호의 유효성이 검증된 것으로 판단하여 제1 기대 심전도 신호를 대표 심전도 신호로 결정할 수 있다(⑦ 과정). 즉, 동일한 대상자에 대하여 추가적으로 수집된 M개의 심전도 신호의 중간값에 해당하는 제2 기대 심전도 신호와, 제1 기대 심전도 신호 간의 상관 계수가 기준치 이상이면, 제1 기대 심전도 신호가 대상자의 심전도를 대표할 수 있는 것으로 볼 수 있으므로, 등록 모듈(200)은 상기의 동작을 통해 대표 심전도 신호를 결정할 수 있다.Specifically, first, the registration module 200 additionally collects M electrocardiogram signals for the subject through the electrocardiogram measurement module 100 as much as the number M removed in process ④ (process ⑤), and collects the M electrocardiograms collected The validity of the first expected electrocardiogram signal may be verified through the signal. In step ⑤ of additionally collecting M ECG signals, N ECG signals included in the sub-ECG signal group functioning as reference data are secured to secure their reference, and at the same time, the validity of the first expected ECG signal is verified. It functions as a process of securing an electrocardiogram signal for When verifying the validity of the first expected ECG signal, the registration module 200 determines an ECG signal corresponding to the median of the M ECG signals collected in step ⑤ as the second expected ECG signal (step ⑥). ), when the correlation coefficient (eg, Pearson's correlation coefficient, r) calculated according to the correlation analysis result between the first expected ECG signal and the second expected ECG signal is greater than or equal to a preset reference value, the validity of the first expected ECG signal is verified. The first expected electrocardiogram signal may be determined as a representative electrocardiogram signal (step ⑦). That is, if the correlation coefficient between the second expected ECG signal corresponding to the median of M additionally collected ECG signals for the same subject and the first expected ECG signal is equal to or greater than the reference value, the first expected ECG signal represents the ECG of the subject. Since it can be seen that this can be done, the registration module 200 can determine a representative ECG signal through the above operation.

만약, ⑦ 과정에서 제1 기대 심전도 신호와 제2 기대 심전도 신호 간의 상관 계수가 기준치 미만인 경우 ⑤ 과정부터 재차 수행될 수 있으며, ⑤ 내지 ⑦ 과정이 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행되었음에도 제1 기대 심전도 신호와 제2 기대 심전도 신호 간의 상관 계수가 기준치 미만인 상태가 유지되면, 등록 모듈(200)은 ① 과정에서 획득된 N개의 심전도 신호, 그리고 ② 과정에서 결정된 제1 기대 심전도 신호의 레퍼런스성이 없다고 판단하여 ① 과정부터 재차 수행할 수 있다.If, in process ⑦, the correlation coefficient between the first expected ECG signal and the second expected ECG signal is less than the reference value, it may be performed again from process ⑤, and even though processes ⑤ to ⑦ are repeated a preset number of times, the first expected ECG signal and the second expected ECG signal If the correlation coefficient between the second expected ECG signals remains less than the reference value, the registration module 200 determines that there is no reference between the N ECG signals acquired in step ① and the first expected ECG signal determined in step ②, and You can do it again from the process.

앞에서는 '기준치'를 ④ 과정에서 적용되는 기준치와(즉, ② 과정에서 결정된 제1 기대 심전도 신호와 ① 과정에서 획득된 N개의 심전도 신호 간의 상관 계수와 비교되는 파라미터), ⑦ 과정에서 적용되는 기준치(즉, ② 과정에서 결정된 제1 기대 심전도 신호와 ⑥ 과정에서 결정된 제2 기대 심전도 신호 간의 상관 계수와 비교되는 파라미터)로 구분하여 표기하였으며, 위 두 기준치는 앞서 언급한 샘플링 데이터의 수 K와 의존적으로 결정되는 범위 내에서, 동일한 값을 갖거나, 또는 상이한 값을 갖도록 미리 설정되어 있을 수 있다. 예를 들어, ④ 과정에서 적용되는 기준치를 제1 기준치로 정의하고, ⑦ 과정에서 적용되는 기준치를 제2 기준치로 정의할 때, 제1 및 제2 기준치 모두 0.95로 미리 설정되어 있거나, 제1 기준치는 0.95로 설정되고 제2 기준치는 0.99로 설정되어 있을 수 있다. 즉, 제1 및 제2 기준치는 상호 의존적으로 결정될 필요는 없으나, 제1 및 제2 기준치와 샘플링 데이터의 수 K 간의 의존성은 상관 관계 분석의 신뢰도 확보를 결정하는 요인이 되기 때문에, 샘플링 데이터의 수 K와 상호 의존적으로 결정되는 제약을 받으면 된다. 예시로서, 샘플링 데이터의 수 K가 300, 제1 기준치가 0.95로 설정된 경우를 상정할 때, ③ 및 ④ 과정에서 산출되는, 제1 기대 심전도 신호와 N개의 심전도 신호 간의 상관 계수가 제1 기준치인 0.95 이상이면 p-value < 0.000001 이상의 상관 분석 신뢰도를 갖는다. 또한, 샘플링 데이터의 수 K가 300, 제2 기준치가 0.99로 설정된 경우를 상정할 때, ⑦ 과정에서 산출되는, 제1 기대 심전도 신호와 제2 기대 심전도 신호 간의 상관 계수가 제2 기준치인 0.99 이상이면 역시 p-value < 0.000001 이상의 상관 분석 신뢰도를 갖는다. 즉, 본 실시예에서 적용되는 상관 분석의 신뢰도를 향상시키기 위해 샘플링 데이터의 수 K와 제1 및 제2 기준치는 상호 의존적으로 결정될 수 있으며, 그 구체적인 값은 설계자의 실험적 결과에 기초하여 결정될 수 있다.Previously, the 'reference value' was defined as the reference value applied in process ④ (that is, the parameter compared with the correlation coefficient between the first expected ECG signal determined in process ② and the N ECG signals obtained in process ①), and the reference value applied in process ⑦. (That is, parameters compared with the correlation coefficient between the first expected ECG signal determined in step ② and the second expected ECG signal determined in step ⑥), and the above two reference values are dependent on the number K of the aforementioned sampling data Within the range determined by , it may be preset to have the same value or a different value. For example, when the reference value applied in process ④ is defined as the first reference value and the reference value applied in process ⑦ is defined as the second reference value, both the first and second reference values are preset to 0.95, or the first reference value Is set to 0.95 and the second reference value may be set to 0.99. That is, the first and second reference values do not need to be determined mutually, but since the dependence between the first and second reference values and the number K of sampling data is a factor determining the reliability of the correlation analysis, the number of sampling data It only needs to be subject to constraints determined interdependently with K. As an example, assuming that the number of sampling data K is 300 and the first reference value is set to 0.95, the correlation coefficient between the first expected ECG signal and N ECG signals calculated in steps ③ and ④ is the first reference value. If it is 0.95 or more, it has a correlation analysis reliability of p-value < 0.000001 or more. In addition, assuming the case where the number of sampling data K is 300 and the second reference value is set to 0.99, the correlation coefficient between the first expected ECG signal and the second expected ECG signal calculated in step ⑦ is equal to or greater than the second reference value of 0.99. If , it also has a correlation analysis reliability of p-value < 0.000001 or more. That is, in order to improve the reliability of the correlation analysis applied in the present embodiment, the number K of sampling data and the first and second reference values may be determined interdependently, and the specific values may be determined based on the designer's experimental results. .

전술한 과정을 거쳐 결정된 대표 심전도 신호는 레퍼런스 데이터로서 등록된다. 이때, 등록 모듈(200)은 대표 심전도 신호와 함께, 하위 심전도 신호 그룹도 레퍼런스 데이터로서 등록할 수 있다. 본 실시예에서 하위 심전도 신호 그룹은, ⅰ)① 과정에서 수집된 N개의 심전도 신호에서 상관 관계 분석 결과에 따라 ④ 과정에서 M개의 심전도 신호가 제거된 후 남아있는 (N-M)개의 심전도 신호와, ⅱ)⑤ 내지 ⑦ 과정에서 제1 기대 심전도 신호의 유효성 검증에 적용된 M개의 심전도 신호의 집합으로 정의된다. 즉, 하위 심전도 신호 그룹은 대표 심전도 신호 결정에 직접적으로 관여된 심전도 신호의 그룹으로 정의된다.The representative electrocardiogram signal determined through the above process is registered as reference data. At this time, the registration module 200 may register a sub-ECG signal group as reference data together with the representative ECG signal. In this embodiment, the sub-ECG signal groups are: i) the (N-M) ECG signals remaining after the M ECG signals are removed in the process ④ according to the correlation analysis result from the N ECG signals collected in the process ①, and ii) ) It is defined as a set of M electrocardiogram signals applied to the validation of the first expected electrocardiogram signal in steps ⑤ to ⑦. That is, the lower ECG signal group is defined as a group of ECG signals directly involved in determining the representative ECG signal.

상기와 같이 등록 모듈(200)에 의해 레퍼런스 데이터가 등록된 이후, 인증 모듈(300)은 기본적으로 심전도 측정 모듈(100)의 심전도 측정 결과로부터 현재 획득된 실측 심전도 신호와, 등록 모듈(200)에 의해 등록된 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식으로 대상자의 생체 인증을 수행할 수 있다. 본 실시예에 인증 모듈(300)은 도 5에 도시된 것과 같이 실측 심전도 신호와 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 1차 인증(① 및 ② 과정), 및 실측 심전도 신호와 하위 심전도 신호 그룹 간의 상관 관계를 분석하는 2차 인증을 통해 대상자의 생체 인증을 수행할 수 있다(③ 및 ④ 과정). 인증 모듈(300)에 의한 생체 인증 과정에서 적용되는 상관 관계 분석 기법, 심전도 신호의 구성, 그리고 샘플링 데이터의 수 K와 기준치 간의 상호 의존성은 등록 모듈(200)에 의한 등록 과정에서 설명한 것과 동일하게 적용될 수 있다.After the reference data is registered by the registration module 200 as described above, the authentication module 300 basically transmits the actual electrocardiogram signal currently obtained from the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module 100 to the registration module 200. The subject's biometric authentication may be performed by analyzing the correlation between the representative electrocardiogram signals registered by the user. In this embodiment, the authentication module 300, as shown in FIG. 5, performs primary authentication (processes ① and ②) of analyzing the correlation between the measured ECG signal and the representative ECG signal, and between the measured ECG signal and the sub-ECG signal groups. Biometric authentication of the subject can be performed through secondary authentication that analyzes the correlation (Steps ③ and ④). The correlation analysis technique applied in the biometric authentication process by the authentication module 300, the composition of the electrocardiogram signal, and the mutual dependence between the number K of sampling data and the reference value will be applied in the same manner as described in the registration process by the registration module 200. can

인증 모듈(300)의 동작을 각 과정 별로 구체적으로 설명하면, 먼저 ① 과정에서 인증 모듈(300)은 심전도 측정 모듈(100)을 통해 대상자의 심전도 신호를 획득할 수 있다(생체 인증 과정에서 실측되어 레퍼런스 데이터와 비교되는 심전도 신호를 실측 심전도 신호로 정의한다). 인증 과정의 ① 과정에서 획득되는 심전도 신호는 등록 과정의 ① 과정에서 획득되는 심전도 신호와 같이 K개의 샘플링 데이터를 포함할 수 있다.The operation of the authentication module 300 will be described in detail for each process. First, in process ①, the authentication module 300 can acquire the electrocardiogram signal of the subject through the electrocardiogram measurement module 100 (it is actually measured in the biometric authentication process). The ECG signal compared with the reference data is defined as the actual ECG signal). The ECG signal obtained in step ① of the authentication process may include K pieces of sampling data like the ECG signal obtained in step ① of the registration process.

② 과정에서, 인증 모듈(300)은 실측 심전도 신호와, 등록 모듈(200)에 의해 등록된 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하여 상관 계수를 산출하고, 산출된 상관 계수가 미리 설정된 기준치(예: 0.99) 이상인 경우 1차 인증에 성공한 것으로 판단할 수 있다.In step ②, the authentication module 300 calculates a correlation coefficient by analyzing the correlation between the actual electrocardiogram signal and the representative electrocardiogram signal registered by the registration module 200, and the calculated correlation coefficient is a preset reference value (e.g., 0.99) or higher, it can be determined that the primary authentication has succeeded.

1차 인증에 성공 시, 인증 모듈(300)은 1차 인증에 후속하여 2차 인증을 수행할 수 있으며(③ 과정), 이 경우 실측 심전도 신호와 전술한 하위 심전도 신호 그룹을 구성하는 각각의 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과로부터 산출되는 각각의 상관 계수가 미리 설정된 기준치(예: 0.99) 이상인 경우 2차 인증에 성공한 것으로 판단하여, 대상자의 생체 인증이 성공한 것으로 최종 판단할 수 있다(④ 과정). 실측 심전도 신호와 대표 심전도 신호 간의 상관 관계 분석에 후속하여, 대표 심전도 신호의 결정에 활용된 하위 심전도 신호 그룹 또한 실측 심전도 신호와 상관 관계가 분석되는 방식으로 생체 인증이 수행됨으로써, 대상자의 생체 인증이 매우 정확하고 신뢰도 높게 이루어질 수 있다.When the first authentication is successful, the authentication module 300 may perform the second authentication following the first authentication (step ③). When each correlation coefficient calculated from the result of correlation analysis between signals is equal to or greater than a preset reference value (eg, 0.99), it is determined that the secondary authentication has succeeded, and the subject's biometric authentication is finally determined to be successful (Step ④). Following the correlation analysis between the measured ECG signal and the representative ECG signal, biometric authentication is performed in such a way that the sub-ECG signal group used to determine the representative ECG signal is also correlated with the measured ECG signal, thereby enabling biometric authentication of the subject. It can be done very accurately and reliably.

한편, 도 5에 도시된 것과 같이 인증 모듈(300)은 상기한 1차 인증에 실패한 경우, 또는 2차 인증에 실패한 경우, 심전도 측정 모듈(100)을 통해 I개의 실측 심전도 신호를 수집하고, 수집된 I개의 실측 심전도 신호와 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하며(⑤ 과정), 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 미만이면 대상자의 생체 인증이 실패한 것으로 최종 판단할 수 있다(⑥ 과정). 만약, ⑤ 과정에서 산출된 상관 계수가 기준치 이상인 경우 2차 인증에 해당하는 ③ 과정이 재차 수행될 수 있으며(I개의 실측 심전도 신호 및 하위 심전도 신호 그룹 간의 상관 분석), ③ 과정에 따른 2차 인증과, 2차 인증의 실패에 따른 ⑤ 과정이 미리 지정된 횟수 반복적으로 수행되면 대상자의 생체 인증이 실패한 것으로 최종 판단할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5 , the authentication module 300 collects I actual electrocardiogram signals through the electrocardiogram measurement module 100 when the primary authentication fails or the secondary authentication fails, and the collection The correlation between the measured I electrocardiogram signals and the representative electrocardiogram signal is analyzed (step ⑤), and if the correlation coefficient calculated according to the result of the correlation analysis is less than a preset reference value, it can be finally determined that the subject's biometric authentication has failed ( ⑥ process). If the correlation coefficient calculated in step ⑤ is higher than the standard value, step ③ corresponding to the second authentication may be performed again (correlation analysis between I actually measured ECG signals and sub-ECG signal groups), and second authentication according to step ③ And, if the process ⑤ according to the failure of the secondary authentication is repeatedly performed a predetermined number of times, it may be finally determined that the subject's biometric authentication has failed.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 인증 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 생체 인증 방법을 설명하며, 위에서 설명한 내용과 중복적인 설명은 배제하고 시계열적 구성을 중심으로 설명한다.6 to 8 are flowcharts for explaining a biometric authentication method according to an embodiment of the present invention. The biometric authentication method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8 , and description will be focused on a time-sequential configuration, excluding duplicate descriptions from those described above.

먼저, 등록 모듈(200)은 대상자에 대한 심전도 측정 모듈(100)의 심전도 측정 결과를 통해 복수의 심전도 신호를 수집하고, 수집된 복수의 심전도 신호를 대표할 것으로 기대되는 제1 기대 심전도 신호를 결정하며, 결정된 제1 기대 심전도 신호와 수집된 복수의 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식과, 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여, 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터로서 기능하는 대표 심전도 신호를 결정하여 등록한다(S100).First, the registration module 200 collects a plurality of electrocardiogram signals through the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module 100 for the subject, and determines a first expected electrocardiogram signal expected to represent the collected plurality of electrocardiogram signals. And, using a method of analyzing the correlation between the determined first expected ECG signal and a plurality of collected ECG signals and a method of verifying the validity of the first expected ECG signal, functioning as reference data for biometric authentication of the subject A representative electrocardiogram signal is determined and registered (S100).

도 7을 참조하여 S100 단계를 구체적으로 설명하면, 등록 모듈(200)은 대상자에 대한 심전도 측정 모듈(100)의 심전도 측정 결과를 통해 복수의 심전도 신호로서 N개의 심전도 신호를 수집한다(S101).Referring to step S100 in detail with reference to FIG. 7 , the registration module 200 collects N electrocardiogram signals as a plurality of electrocardiogram signals through the electrocardiogram measurement results of the electrocardiogram measurement module 100 for the subject (S101).

이어서, 등록 모듈(200)은 S101 단계에서 수집된 복수의 심전도 신호를 대표할 것으로 기대되는 제1 기대 심전도 신호를 결정한다(S102). S102 단계에서, 등록 모듈(200)은 N개의 심전도 신호 중 그 중간값에 해당하는 심전도 신호를 제1 기대 심전도 신호로 결정한다.Subsequently, the registration module 200 determines a first expected ECG signal expected to represent the plurality of ECG signals collected in step S101 (S102). In step S102, the registration module 200 determines an ECG signal corresponding to a median value among the N ECG signals as a first expected ECG signal.

이어서, 등록 모듈(200)은 S102 단계에서 결정된 제1 기대 심전도 신호와 S101 단계에서 수집된 N개의 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하여 상관 계수를 산출한다(S103).Next, the registration module 200 calculates a correlation coefficient by analyzing the correlation between the first expected ECG signal determined in step S102 and the N ECG signals collected in step S101 (S103).

이어서, 등록 모듈(200)은 S101 단계에서 수집된 N개의 심전도 신호 중, S103 단계에서 산출된 상관 계수가 미리 설정된 기준치 미만인 M개의 심전도 신호를 제거한다(S104).Subsequently, the registration module 200 removes M ECG signals having correlation coefficients calculated in step S103 that are less than a preset reference value from among the N electrocardiogram signals collected in step S101 (S104).

이어서, 등록 모듈(200)은 심전도 측정 모듈(100)을 통해 대상자에 대하여 M개의 심전도 신호를 추가 수집한다(S105).Subsequently, the registration module 200 additionally collects M ECG signals from the subject through the ECG measurement module 100 (S105).

이어서, 등록 모듈(200)은 S105 단계에서 수집된 M개의 심전도 신호를 대표할 것으로 기대되는 제2 기대 심전도 신호를 결정한다(S106). S102 단계와 같이, M개의 심전도 신호 중 그 중간값에 해당하는 심전도 신호가 제2 기대 심전도 신호로 결정된다.Next, the registration module 200 determines a second expected ECG signal expected to represent the M ECG signals collected in step S105 (S106). As in step S102, an ECG signal corresponding to a median value among the M ECG signals is determined as a second expected ECG signal.

이어서, 등록 모듈(200)은 제1 기대 심전도 신호와 제2 기대 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하여 상관 계수를 산출한다(S107).Subsequently, the registration module 200 calculates a correlation coefficient by analyzing a correlation between the first expected ECG signal and the second expected ECG signal (S107).

이어서, 등록 모듈(200)은 S107 단계에서 산출된 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우(S108), 제1 기대 심전도 신호의 유효성이 검증된 것으로 판단하여 제1 기대 심전도 신호를 대표 심전도 신호로 결정하여 등록한다(S109). 한편, S108 단계에서 상관 계수가 기준치 미만인 경우 S105 단계부터 재차 수행되며, S105 단계 내지 S108 단계가 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행되었음에도 S108 단계에서 상관 계수가 기준치 미만인 상태가 유지되면 S101 단계부터 재차 수행된다. 또한, S109 단계에서, 등록 모듈(200)은 대표 심전도 신호와 함께 하위 심전도 신호 그룹을 레퍼런스 데이터로서 등록한다.Subsequently, when the correlation coefficient calculated in step S107 is equal to or greater than the preset reference value (S108), the registration module 200 determines that the validity of the first expected ECG signal has been verified and determines the first expected ECG signal as a representative ECG signal. Register (S109). On the other hand, if the correlation coefficient is less than the reference value in step S108, it is performed again from step S105, and if the state in which the correlation coefficient is less than the reference value in step S108 is maintained even though steps S105 to S108 are repeated a preset number of times, it is performed again from step S101. Also, in step S109, the registration module 200 registers the representative ECG signal and the sub-ECG signal group as reference data.

S100 단계를 통해 레퍼런스 데이터가 등록된 이후, 인증 모듈(300)은 심전도 측정 모듈(100)의 심전도 측정 결과로부터 현재 획득된 실측 심전도 신호와, S100 단계에서 등록된 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식으로 대상자의 생체 인증을 수행한다(S200).After the reference data is registered through step S100, the authentication module 300 analyzes the correlation between the actual electrocardiogram signal currently obtained from the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module 100 and the representative electrocardiogram signal registered in step S100. In this way, biometric authentication of the subject is performed (S200).

도 8을 참조하여 S200 단계를 구체적으로 설명하면, 인증 모듈(300)은 대상자에 대한 심전도 측정 모듈(100)의 심전도 측정 결과를 통해 실측 심전도 신호를 획득한다(S201).Referring to step S200 in detail with reference to FIG. 8 , the authentication module 300 obtains an actual electrocardiogram signal through the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module 100 for the subject (S201).

이어서, 인증 모듈(300)은 S201 단계에서 획득된 실측 심전도 신호와 S100 단계를 통해 등록된 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하여 상관 계수를 산출한다(S202).Next, the authentication module 300 calculates a correlation coefficient by analyzing the correlation between the actual ECG signal obtained in step S201 and the representative ECG signal registered in step S100 (S202).

이어서, 인증 모듈(300)은 S202 단계에서 산출된 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우(S203), 실측 심전도 신호와 하위 심전도 신호 그룹을 구성하는 각각의 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하여 상관 계수를 각각 산출한다(S204).Subsequently, when the correlation coefficient calculated in step S202 is equal to or greater than the predetermined reference value (S203), the authentication module 300 analyzes the correlation between the actually measured ECG signal and each ECG signal constituting the sub-ECG signal group, and calculates the correlation coefficient, respectively. It is calculated (S204).

이어서, 인증 모듈(300)은 S204 단계에서 산출된 각각의 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우(S205), 대상자의 생체 인증이 성공한 것으로 최종 판단한다(S206).Subsequently, the authentication module 300 finally determines that the biometric authentication of the subject has been successful (S206) when each correlation coefficient calculated in step S204 is equal to or greater than a preset reference value (S205).

한편, S203 단계에서 상관 계수가 기준치 미만인 것으로 판단된 경우, 또는 S205 단계에서 상관 계수가 기준치 미만인 것으로 판단된 경우, 인증 모듈(300)은 심전도 측정 모듈(100)을 통해 대상자에 대하여 I개의 실측 심전도 신호를 수집하고(S207), 수집된 I개의 실측 심전도 신호와 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하여 상관 계수를 산출하며(S208), 산출된 상관 계수가 미리 설정된 기준치 미만이면(S209) 대상자의 생체 인증이 실패한 것으로 최종 판단한다(S210). 만약, S209 단계에서 상관 계수가 기준치 이상인 경우 S204 단계 및 S205 단계를 통해 I개의 실측 심전도 신호 및 하위 심전도 신호 그룹 간의 상관 분석이 수행될 수 있으며, S205 단계에서 상관 계수가 기준치 미만인 것으로 판단되는 것과 S209 단계에서 상관 계수가 기준치 미만으로 판단되는 것이 미리 지정된 횟수 반복적으로 수행되면 대상자의 생체 인증이 실패한 것으로 최종 판단한다.On the other hand, if it is determined that the correlation coefficient is less than the reference value in step S203 or if it is determined that the correlation coefficient is less than the reference value in step S205, the authentication module 300 obtains I actual measured electrocardiograms for the subject through the electrocardiogram measurement module 100. Signals are collected (S207), a correlation coefficient is calculated by analyzing the correlation between the collected I measured electrocardiogram signals and the representative electrocardiogram signal (S208), and if the calculated correlation coefficient is less than a preset reference value (S209), the subject's biometrics It is finally determined that authentication has failed (S210). If, in step S209, the correlation coefficient is greater than or equal to the reference value, correlation analysis between I actually measured ECG signals and sub-ECG signal groups may be performed through steps S204 and S205, and it is determined that the correlation coefficient is less than the reference value in step S205, and steps S209 In the step, if it is determined that the correlation coefficient is less than the reference value is repeatedly performed a predetermined number of times, it is finally determined that the subject's biometric authentication has failed.

이와 같이 본 실시예는 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터를 등록하는 등록 과정에서 대상자의 심전도 측정 결과로부터 복수의 심전도 신호를 대표할 수 있는 대표 심전도 신호를 소정의 상관 관계 분석 기법을 적용하는 방식으로 획득함으로써 레퍼런스 데이터의 정확도를 향상시킬 수 있고, 대표 심전도 신호와 함께 레퍼런스 데이터의 등록 과정에서 사용된 복수의 심전도 신호까지 대상자의 생체 인증 과정에 활용하는, 등록 과정과 인증 과정의 유기적인 결합 방식을 통해 대상자의 생체 인증을 수행함으로써 생체 인증의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기와 같은 심전도 측정을 통한 생체 인증 과정을 야간 외출 제한 명령 부과자에 대한 감시 시스템에 적용함으로써 감시 대상자에 대한 감시 효율성을 향상시킬 수 있다.In this way, the present embodiment is a method of applying a predetermined correlation analysis technique to a representative ECG signal that can represent a plurality of ECG signals from the ECG measurement result of the subject in the registration process of registering reference data for biometric authentication of the subject. Acquisition can improve the accuracy of the reference data, and the organic combination method of the registration process and the authentication process can be used in the biometric authentication process of the subject, including the ECG signal used in the registration process of the reference data along with the representative ECG signal. Reliability of biometric authentication can be improved by performing biometric authentication of the subject through the process. In addition, by applying the biometric authentication process through electrocardiogram measurement as described above to a monitoring system for a person who has been ordered to limit going out at night, the monitoring efficiency of the person to be monitored can be improved.

본 명세서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.The term “module” used in this specification may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit. A module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an Application-Specific Integrated Circuit (ASIC). Further, implementations described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Even if discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), the implementation of features discussed may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented in suitable hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which is generally referred to as a processing device including, for example, a computer, microprocessor, integrated circuit or programmable logic device or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. you will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below.

100: 심전도 측정 모듈
200: 등록 모듈
300: 인증 모듈
100: electrocardiogram measurement module
200: registration module
300: authentication module

Claims (10)

대상자의 심전도를 측정하는 심전도 측정 모듈;
상기 대상자에 대한 상기 심전도 측정 모듈의 심전도 측정 결과를 통해 복수의 심전도 신호를 수집하고, 상기 수집된 복수의 심전도 신호를 대표할 것으로 기대되는 제1 기대 심전도 신호를 결정하며, 상기 결정된 제1 기대 심전도 신호와 상기 수집된 복수의 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식과, 상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여, 상기 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터로서 기능하는 대표 심전도 신호를 결정하여 등록하는 등록 모듈; 및
상기 심전도 측정 모듈의 심전도 측정 결과로부터 현재 획득된 실측 심전도 신호와, 상기 등록 모듈에 의해 등록된 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식으로 상기 대상자의 생체 인증을 수행하는 인증 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치.
Electrocardiogram measurement module for measuring the subject's electrocardiogram;
A plurality of electrocardiogram signals are collected through the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module for the subject, a first expected electrocardiogram signal expected to represent the collected plurality of electrocardiogram signals is determined, and the determined first expected electrocardiogram signal is determined. A representative ECG signal serving as reference data for biometric authentication of the subject is obtained by using a method of analyzing a correlation between a signal and a plurality of collected ECG signals and a method of verifying the validity of the first expected ECG signal. a registration module that determines and registers; and
an authentication module that performs biometric authentication of the subject by analyzing a correlation between an actual electrocardiogram signal currently obtained from the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module and a representative electrocardiogram signal registered by the registration module;
Biometric authentication device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제1 기대 심전도 신호는, 상기 복수의 심전도 신호의 중간값(median)에 해당하는 심전도 신호인 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치.
According to claim 1,
The first expected electrocardiogram signal is an electrocardiogram signal corresponding to a median of the plurality of electrocardiogram signals.
제2항에 있어서,
상기 등록 모듈은, 상기 복수의 심전도 신호로서 N개의 심전도 신호를 수집한 후 그 중간값에 해당하는 심전도 신호를 상기 제1 기대 심전도 신호로 결정하고, 상기 결정된 제1 기대 심전도 신호와 상기 N개의 심전도 신호 각각에 대한 상관 관계를 분석하며, 상기 N개의 심전도 신호 중, 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 미만인 M개의 심전도 신호를 제거한 후 상기 심전도 측정 모듈을 통해 상기 대상자에 대하여 M개의 심전도 신호를 수집하고, 상기 수집된 M개의 심전도 신호를 통해 상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여 상기 대표 심전도 신호를 결정하는 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치(여기서, N 및 M은 2 이상의 자연수, N > M).
According to claim 2,
The registration module collects N ECG signals as the plurality of ECG signals, determines an ECG signal corresponding to a median value as the first expected ECG signal, and determines the first expected ECG signal and the N ECG signals. Correlation is analyzed for each signal, and after removing M ECG signals whose correlation coefficient calculated according to the correlation analysis result is less than a preset reference value among the N ECG signals, the M ECG signals for the subject through the ECG measurement module and determining the representative electrocardiogram signal by using a method of collecting electrocardiogram signals and verifying the validity of the first expected electrocardiogram signal through the collected M electrocardiogram signals (where N and M is a natural number greater than or equal to 2, N > M).
제3항에 있어서,
상기 등록 모듈은, 상기 수집된 M개의 심전도 신호의 중간값에 해당하는 심전도 신호를 제2 기대 심전도 신호로 결정하고, 상기 제1 기대 심전도 신호와 상기 제2 기대 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우, 상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성이 검증된 것으로 판단하여 상기 제1 기대 심전도 신호를 상기 대표 심전도 신호로 결정하는 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치.
According to claim 3,
The registration module determines an ECG signal corresponding to a median value of the collected M ECG signals as a second expected ECG signal, and according to a correlation analysis result between the first expected ECG signal and the second expected ECG signal When the calculated correlation coefficient is greater than or equal to a preset reference value, the biometric authentication device determines that the validity of the first expected ECG signal has been verified and determines the first expected ECG signal as the representative ECG signal.
제3항에 있어서,
상기 N개의 심전도 신호와 상기 M개의 심전도 신호를 구성하는 각각의 심전도 신호는, 상기 대상자의 심전도를 나타내는 유효 데이터로 정의되는 샘플링 데이터를 K개 포함하되, 상기 K의 값과 상기 기준치는 상호 의존적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치(여기서, K는 2 이상의 자연수).
According to claim 3,
Each of the electrocardiogram signals constituting the N electrocardiogram signals and the M electrocardiogram signals includes K pieces of sampling data defined as valid data representing the electrocardiogram of the subject, and the value of K and the reference value are mutually dependent. A biometric authentication device characterized in that it is determined (where K is a natural number of 2 or greater).
제3항에 있어서,
상기 등록 모듈은, 상기 대표 심전도 신호와 함께 하위 심전도 신호 그룹을 상기 레퍼런스 데이터로서 등록하되, 상기 하위 심전도 신호 그룹은 ⅰ)상기 복수의 심전도 신호로서 수집된 상기 N개의 심전도 신호에서 상관 관계 분석 결과에 따라 M개의 심전도 신호가 제거된 후 남아있는 (N-M)개의 심전도 신호와, ⅱ)상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성 검증에 적용된 M개의 심전도 신호의 집합인 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치.
According to claim 3,
The registration module registers a sub-ECG signal group together with the representative ECG signal as the reference data, wherein the sub-ECG signal group corresponds to i) a correlation analysis result from the N ECG signals collected as the plurality of ECG signals. a set of (NM) ECG signals remaining after the M ECG signals are removed according to the method, and ii) a set of M ECG signals applied to verify validity of the first expected ECG signal.
제6항에 있어서,
상기 인증 모듈은, 상기 실측 심전도 신호와 상기 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 1차 인증, 및 상기 실측 심전도 신호와 상기 하위 심전도 신호 그룹 간의 상관 관계를 분석하는 2차 인증을 통해 상기 대상자의 생체 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치.
According to claim 6,
The authentication module performs first authentication for analyzing the correlation between the measured ECG signal and the representative ECG signal, and second authentication for analyzing the correlation between the measured ECG signal and the lower group of ECG signals. A biometric authentication device characterized in that it performs authentication.
제7항에 있어서,
상기 인증 모듈은, 상기 실측 심전도 신호와 상기 대표 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우 상기 1차 인증에 성공한 것으로 판단하고, 상기 1차 인증에 후속하여 상기 2차 인증을 수행하되, 상기 실측 심전도 신호와 상기 하위 심전도 신호 그룹을 구성하는 각각의 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과로부터 산출되는 각각의 상관 계수가 미리 설정된 기준치 이상인 경우 상기 2차 인증에 성공한 것으로 판단하여, 상기 대상자의 생체 인증이 성공한 것으로 최종 판단하는 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치.
According to claim 7,
The authentication module determines that the first authentication is successful when a correlation coefficient calculated according to a result of correlation analysis between the measured electrocardiogram signal and the representative electrocardiogram signal is equal to or greater than a preset reference value, and subsequent to the first authentication, the second Secondary authentication is performed, but when each correlation coefficient calculated from the correlation analysis result between the actual ECG signal and each ECG signal constituting the sub-ECG signal group is equal to or greater than a preset reference value, it is determined that the secondary authentication is successful , The biometric authentication device characterized in that it is finally determined that the subject's biometric authentication has succeeded.
제8항에 있어서,
상기 인증 모듈은, 상기 1차 인증에 실패한 경우, 또는 상기 2차 인증에 실패한 경우, 상기 심전도 측정 모듈을 통해 I개의 실측 심전도 신호를 수집하고, 상기 수집된 I개의 실측 심전도 신호와 상기 대표 심전도 신호 간의 상관 관계 분석 결과에 따라 산출되는 상관 계수가 미리 설정된 기준치 미만이면 상기 대상자의 생체 인증이 실패한 것으로 최종 판단하는 것을 특징으로 하는 생체 인증 장치(여기서, I는 2 이상의 자연수).
According to claim 8,
The authentication module, when the primary authentication fails or the secondary authentication fails, collects I actual electrocardiogram signals through the electrocardiogram measurement module, and collects the I actual electrocardiogram signals collected and the representative electrocardiogram signal. The biometric authentication device (where I is a natural number of 2 or more) finally determines that the subject's biometric authentication has failed if the correlation coefficient calculated according to the result of the correlation analysis is less than a preset reference value.
대상자에 대한 심전도 측정 모듈의 심전도 측정 결과를 통해 복수의 심전도 신호를 수집하고, 상기 수집된 복수의 심전도 신호를 대표할 것으로 기대되는 제1 기대 심전도 신호를 결정하며, 상기 결정된 제1 기대 심전도 신호와 상기 수집된 복수의 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식과, 상기 제1 기대 심전도 신호의 유효성을 검증하는 방식을 이용하여, 상기 대상자의 생체 인증을 위한 레퍼런스 데이터로서 기능하는 대표 심전도 신호를 결정하여 등록하는 등록 단계; 및
상기 심전도 측정 모듈의 심전도 측정 결과로부터 현재 획득된 실측 심전도 신호와, 상기 등록 단계에서 등록된 대표 심전도 신호 간의 상관 관계를 분석하는 방식으로 상기 대상자의 생체 인증을 수행하는 인증 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 인증 방법.
A plurality of electrocardiogram signals are collected through the electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measuring module for the subject, a first expected electrocardiogram signal expected to represent the collected plurality of electrocardiogram signals is determined, and the determined first expected electrocardiogram signal and Determining a representative ECG signal serving as reference data for biometric authentication of the subject using a method of analyzing the correlation between the collected plurality of ECG signals and a method of verifying the validity of the first expected ECG signal registration step of registering; and
an authentication step of performing biometric authentication of the subject by analyzing a correlation between a currently measured electrocardiogram signal obtained from an electrocardiogram measurement result of the electrocardiogram measurement module and a representative electrocardiogram signal registered in the registration step;
Biometric authentication method comprising a.
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