WO2017099427A1 - 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치 - Google Patents

손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2017099427A1
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이병도
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    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints

Definitions

  • the present invention relates to a finger node and finger vein-based fusion type biometric authentication method and apparatus, and more particularly, to a recognition rate deterioration phenomenon according to a change in the position of a finger through matching of a node's fingerprint line image and a finger vein image.
  • the present invention provides a biometric authentication method and apparatus capable of improving biometric recognition rate and authentication speed even with fewer feature points than conventional biometric authentication methods.
  • a method through identification card or user ID and password has been common for identifying and authenticating a user's identity.
  • the method requires that the user always possesses or remembers the identification card, the user ID, and the password in order to prove his or her identity, and the user's identity may be forged or damaged due to loss or theft.
  • biometric authentication technology is a security technology that verifies and authenticates a user's identity through an automated biometric device based on unique and unique biometric information that is different for each user. That is, the biometric authentication technology extracts unique biometric information (for example, finger vein, fingerprint, iris, face shape, voice or hand shape, etc.) of each user and stores it in a database provided in the biometric authentication device.
  • biometric information for example, finger vein, fingerprint, iris, face shape, voice or hand shape, etc.
  • the user's identity is authenticated by measuring the user's biometric information and comparing the stored biometric information to determine its certainty.
  • biometric authentication technology is more powerful and secure than the conventional ID, ID and password method because the user does not need to always possess or remember the ID, ID and password, and the user must exist at the time of authenticating the user. It has the advantage of being convenient.
  • the finger vein authentication technology is a technology for authenticating the user by utilizing the finger vein pattern that is characteristic for the user's in vivo that cannot be easily observed with the naked eye.
  • the existing finger vein authentication technology by using the feature that the reduced hemoglobin in the finger vein absorbs near infrared rays, by projecting the near infrared rays to the user's finger, by extracting the pattern (shape) of the vein that is blackened by the reduced hemoglobin Recognize and authenticate your identity.
  • the finger vein authentication technique projects near-infrared illumination onto the user's finger, obtains a digital image of the user's finger through a small CCD camera, extracts the finger vein pattern from the image, and stores it in a database. It recognizes and authenticates the user's identity compared to the existing vein patterns.
  • the existing finger vein authentication technology has a wide area of the recognized finger vein, which slows down the processing of authentication.It is more sensitive to image noise from the image acquisition device than the authentication technology through fingerprint, so it is an image for separating background and finger vein. The problem is that the process is very complex.
  • the existing finger vein authentication technology in comparing the previously stored finger vein pattern and the user's finger vein pattern, there is no specific reference point, the recognition rate according to the change in the position of the finger when the image is acquired for the finger vein pattern There is a problem of deterioration.
  • the present invention reduces the area of the finger vein image required for user authentication by simultaneously utilizing the fingertip fingerprint line of the user and the feature information of the finger vein, and significantly improves the processing speed for user authentication by using a vector-based feature point.
  • the present invention provides a fused biometric authentication method and apparatus.
  • the recognition rate can be significantly improved and the false recognition rate can be reduced to provide convenience to the user.
  • a bio-fusion biometric authentication method and apparatus are provided.
  • Korean Patent No. 1496852 (2015.03.02.) Relates to a finger vein authentication system, which uses a method of analyzing a level set curvature to detect a vein pattern included in an image of a finger collected from a CCD camera. And a finger vein authentication system for authenticating a user by recognizing, contrasting and discriminating the extracted vein pattern.
  • the prior art is partially similar to the present invention in identifying and authenticating a user's identity by extracting and recognizing the finger vein pattern included in the user's finger image, but the extracted finger vein pattern and the previously stored finger vein pattern Since the user is authenticated through a simple comparison between the two, there is a problem that a recognition rate may be lowered due to a change in position of the finger (eg, rotation, tilting, lowering or lifting phenomenon) when acquiring the finger vein image.
  • the present invention is to skeletonize the finger vein and node fingerprint lines extracted from the image obtained through the CCD camera, respectively, and to match the skeletal finger vein and node fingerprint lines to set the core point as a reference, and By performing the user authentication on the basis, there is an effect that can accurately identify and authenticate the user's identity regardless of the change in the position of the finger when acquiring the finger vein image.
  • Korean Patent No. 1037378 (2011.05.27.) Relates to a biometric authentication system, and acquires a biometric area (final vein area) acquired at the time of registration processing into a larger area than the biometric area obtained at the time of authentication processing. Even when the biometric (finger) set in the authentication system is slightly misaligned, the acquired finger vein and the previously stored finger vein can be combined, and the position of the finger is sensed so that the user can set the finger to the correct position.
  • the present invention relates to a biometric authentication system for authenticating a user by providing a notification service so as to perform a recognizing process.
  • the prior art is partly similar to the present invention in that it performs authentication for the user by detecting a change in the position of the finger based on the finger vein pattern, but the size of the image for the finger vein pattern obtained in the registration process is Due to the large size, a large amount of memory is required, and the recognition process takes a long time for authentication processing.
  • Korean Laid-Open Patent No. 2015-0104544 (2015.09.15.) Relates to a biometric authentication technology, and relates to an apparatus for integrating and authenticating fingerprint nodes and finger veins respectively.
  • the prior art merely authenticates by separately photographing the fingertip fingerprint and the finger vein, and there is no suggestion or idea to increase the recognition rate by setting any relationship between them.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-167799 (September 11, 2014) obtains a finger vein pattern image and performs rotation correction using the outline of a finger, while using an unclear and misaligned finger vein pattern image. It is characterized by realizing precise personal authentication.
  • the prior art is to correct by using the contour of the finger vein and finger, which extracts the relationship between the finger vein and finger node fingerprints and match each other, as described in the present invention to perform biometric authentication integrating the finger vein and finger fingerprints There is a difference.
  • the present invention by simultaneously acquiring and matching the finger node fingerprint line and the finger vein at the time of acquiring the vein image, the image area required for authentication can be reduced and the processing speed for authentication can be remarkably improved by using the vector-based feature points It has an effect.
  • the present invention was created to solve the above problems, and through the matching of the fingertip fingerprint line and finger vein, a convergent biometric authentication method that can improve the recognition rate and processing speed for user authentication even with a small number of feature points and It is an object to provide a device.
  • the present invention by simultaneously acquiring the fingertip fingerprint line image and finger vein image when acquiring the finger vein image and matching it to minimize the size of the image required for authentication, the fusion-type biometric device that can reduce the size of the biometric authentication device Its purpose is to provide an authentication method and apparatus.
  • the present invention to provide a convergent biometric authentication method and apparatus that can provide convenience to the user by minimizing the rejection that can be felt when shooting the finger vein image by minimizing the finger vein reader window for acquiring the finger vein image. The purpose.
  • the present invention can be easily installed in a variety of fields that require the user's authentication, including access control of buildings, transportation, industrial equipment or ATMs, so that user authentication can be performed quickly, the user can be controlled It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for convergent biometric authentication.
  • Finger joint and finger vein-based fusion-type biometric authentication method comprises the steps of obtaining a finger vein image and extracting the finger vein skeletal line image, by obtaining a finger node fingerprint line image Extracting a line image and matching the finger vein skeletal line image with a finger node fingerprint line skeletal line image.
  • the finger vein image may be obtained by acquiring an image including a background and a finger from a photographing unit, extracting a finger region from the obtained image, and extracting a finger vein by segmenting the extracted finger region.
  • the extracting the finger vein skeletal image may include extracting the finger vein skeletal image by performing a skeleton processing on the segmented finger vein image.
  • the finger node fingerprint line image may be obtained by capturing an image including a background and a finger from a photographing unit, extracting a finger node region from the obtained image, and extracting a finger node fingerprint line from the extracted finger node region. do.
  • the extracted finger node fingerprint line skeleton may be extracted to extract a finger node fingerprint line skeleton line image.
  • the finger region image and the finger node region image may be rotated or moved to match the finger vein skeleton line image and the finger node fingerprint line skeleton line image.
  • the fusion-type biometric authentication method further comprises the step of detecting at least one or more intersections from the matching to set a core point and the step of detecting and vectorizing the finger vein skeleton feature point around the set core point It features.
  • a finger joint and finger vein-based fusion type biometric authentication device obtains a finger vein image and extracts a finger vein image from a finger vein image, and obtains a finger node fingerprint line image.
  • a fingerprint line image processor extracting a node fingerprint line skeletal line image and a skeleton line image matching unit matching the finger vein skeleton line image and a finger node fingerprint line skeletal line image.
  • the finger vein image processor may acquire an image including a background and a finger from a photographing unit, extract a finger region from the acquired image, extract the finger vein by segmenting the extracted finger region, and obtain a finger vein image. And extracting the finger vein skeletal line image by skeleton-processing the segmented finger vein image.
  • the fingerprint line image processor may acquire an image including a background and a finger from a photographing unit, extract a finger node region from the acquired image, extract a finger node fingerprint line from the extracted finger node region, and extract the finger. And extracting the finger node fingerprint line skeletal line image by skeleton processing the node fingerprint line.
  • the skeletal line image matching unit may include matching the finger vein skeletal line image with the finger node fingerprint line skeletal line image by rotating or moving the finger region image and the finger node region image.
  • the fusion-type biometric authentication device may further include a core point setting unit configured to detect at least one or more intersections from the match and set a core point, and a finger vein feature point for detecting and vectorizing finger vein skeletal feature points based on the set core points. Characterized in that it comprises a detection unit.
  • the fingerprint line feature point detection unit detects and vectorizes the finger node fingerprint line skeleton line feature point from the finger node fingerprint line skeleton line image, and authenticates the user based on the vectorized finger vein skeleton line feature point and the finger node fingerprint line skeleton line feature point. Characterized in that it comprises an authentication unit.
  • the present invention relates to a finger node and finger vein-based fusion type biometric authentication method and apparatus, and when a finger vein is registered using a user's finger vein or authenticates the identity of the user, the finger node of the user By performing matching between the fingerprint line skeletal line image and the finger vein skeletal line image, there is an effect of minimizing the recognition rate degradation caused by the change of the position of the finger.
  • the present invention has the effect of improving the recognition rate and the authentication speed even with a small number of feature points by matching the finger knot fingerprint line skeletal line image and the finger vein skeleton line image.
  • the present invention has the effect of minimizing the finger vein detection area for the finger, miniaturizing the fusion-type biometric authentication device and increase the user convenience and at the same time to minimize the rejection that can be felt when shooting the finger vein image.
  • the present invention has an effect that can significantly reduce the false recognition rate by performing a two-step authentication process based on the user's finger joint fingerprint and finger vein feature points.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing a position change of a finger that may cause a recognition rate decrease when finger vein authentication according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a finger joint and finger vein-based fusion type biometric authentication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a user authentication unit in a finger node and finger vein-based fusion type biometric authentication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for registering a user or authenticating a user based on a finger node fingerprint line feature point and a finger vein feature point according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing a position change of a finger that may cause a recognition rate decrease when finger vein authentication according to an embodiment of the present invention.
  • the existing finger vein authentication device captures the user's finger projected by near-infrared light using a CCD camera to obtain a finger image, extracts the finger vein pattern from the acquired finger image and stores it in a database. By comparing the vein pattern of the user, the user authentication structure.
  • the existing finger vein authentication device is more sensitive to image noise that may occur from an image acquisition device than a user authentication device through fingerprint authentication, and has a disadvantage in that image processing for separating a background and a finger vein is complicated.
  • the existing finger vein authentication device does not exist as a reference point in measuring the similarity between the measured finger vein pattern and the previously stored finger vein pattern of the user, the position of the finger when acquiring the finger vein image for the finger There is a problem that the recognition rate is lowered according to the change.
  • the change in the position of the finger refers to a form in which the user's finger is set in the finger vein authentication device, and includes a normal, rotation, tilting, lowering or lifting phenomenon.
  • the finger vein image may be photographed in a state inclined to one side due to the change of the position of the finger as shown in FIG. 1, a change in the position of the finger vein pattern occurs, thereby reducing the recognition rate when authenticating through the finger vein. It implies
  • the existing finger vein authentication device recognizes and authenticates the user by simply recognizing the shape (pattern) of the finger vein, it takes not only a long time to process the authentication, but also after a sudden exercise, the heat of summer, the cold of winter or When the finger vein is contracted or expanded according to other environmental factors, misrecognition of the finger vein pattern may occur.
  • the recognition rate change is recognized by recognizing the change of the position of the finger, and the convergent biometric authentication method and apparatus capable of accurate user authentication are possible. To provide.
  • the present invention detects a vector-based user feature point based on the image matching, rather than simply authenticating a user through a finger vein pattern, and performs user authentication using the same, thereby reducing a small number of feature points regardless of the environmental factors.
  • Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a finger joint and finger vein-based fusion type biometric authentication device according to an embodiment of the present invention.
  • the finger joint and the finger vein-based fusion type biometric authentication device 10 includes a photographing unit 100 for photographing an infrared LED finger vein image and a finger node image of a user's finger.
  • a user authentication unit 200 that detects and registers or authenticates a user feature point of a corresponding user based on an infrared LED finger vein image and a finger node image, a controller 300 that controls each component of the biometric authentication device 10; Under the control of the controller 300, the photographing unit driving module 400 for controlling the photographing unit 100, the flash memory 500 for storing the detected user's feature points, the user authentication unit 200 is performed
  • Digital output unit 600 for outputting a result through the LCD or speaker, between the fusion-type biometric authentication device 10 and the external device linked to the fusion-type biometric authentication device 10 to control the user It can comprise an Ethernet communication module 700 and a power supply section 800 for supplying power to the fuse-type biometric authentication system 10 for performing communication.
  • the photographing unit 100 detects a user's finger set in the fusion-type biometric authentication device 10, and simultaneously photographs an infrared LED finger vein image and a finger node image of the user's finger to the user authentication unit. Provided at 200.
  • the photographing unit 100 may project the infrared LED finger vein image by projecting near-infrared rays to the finger of the user, and the finger node image may be photographed by projecting white light.
  • the user authentication unit 200 processes the photographed infrared LED finger vein image and the finger node image, detects a user feature point, and identifies and authenticates the user based on this.
  • the user feature point includes a feature point for the finger vein feature of the user and the finger line of the finger node
  • the finger vein feature point includes the direction or size of the finger vein, branching point, direction or number, etc.
  • the feature point for the fingerprint line of the finger node includes the number of finger node fingerprint lines, the distance between the node fingerprint lines, or a combination thereof.
  • the user authenticator 200 is a core component of the present invention and will be described in detail with reference to FIG. 3.
  • controller 300 performs overall control such as data flow between components constituting the fusion-type biometric authentication device 10 or driving between the components.
  • the photographing unit driving module 400 controls the photographing unit 100 under the control of the controller 300 so as to obtain a finger image of the user.
  • the fusion-type biometric authentication device 10 issues an ID and a password to the corresponding user as well as the detected user feature point in order to authenticate the user, and combines the user feature point, the user ID and the password to double or three. May identify and authenticate the user.
  • the fusion-type biometric authentication device 10 generates and stores a mapping table that matches the user feature points for each detected user and the ID or name of each user, and thereby stores the user feature points for the user during user authentication. Quickly search and perform user authentication.
  • the flash memory 500 stores user information including the mapping table, a user ID, and a password.
  • the digital output unit 500 may output a result of user authentication and registration through an LCD or a speaker provided in the fusion type biometric authentication device 10, and processes and other information necessary for authentication and registration. By displaying on the LCD, it is possible to provide a convenience to the user.
  • the LCD has a built-in touch sensor, the user can easily operate the fusion-type biometric authentication device 10 through a touch.
  • Ethernet communication module 700 enables communication between an external device interworking with the fusion-type biometric authentication device 10 and the fusion-type biometric authentication device 10, thereby enabling the external device according to a user authentication result. Allows user control over
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a user authentication unit in a finger node and finger vein-based fusion type biometric authentication device according to an embodiment of the present invention.
  • the user authenticator 200 detects a user feature point by processing an image of a finger photographed by the photographing unit 100, and stores the detected user feature point in the flash memory 500. Recognize and authenticate the user through similarity matching with user feature points that are stored or stored in advance.
  • the photographing unit 100 is the finger vein reader window 110, the finger is set, the CCD camera 120 for capturing the infrared LED finger vein image and finger node image at the same time from the set finger, the finger vein reader window And a near-infrared LED 130 for projecting near-infrared to 110 and a white LED 150 for projecting white light to the finger vein reader window 110.
  • the photographing unit 100 lights up the near-infrared LED 130 under the control of the photographing unit driving module 400, and then photographs the infrared LED finger vein image, and turns on the white LED 150 to light a finger node. Shoot the video.
  • the finger vein reader window 110 has a built-in touch sensor for detecting the user's touch, the touch sensor can detect the user's finger set in the finger vein reader window 110 to automatically shoot the finger. Make sure
  • the user authentication unit 200 is a finger vein image processing unit for obtaining a finger vein image by obtaining a finger vein image from the infrared LED finger vein image, a finger node fingerprint line image by obtaining a finger node fingerprint line image from the finger node image
  • a fingerprint line image processing unit for extracting a fingerprint line skeletal line image
  • a skeletal line image matching unit 240 for matching the extracted finger vein skeletal line image with a finger node fingerprint line skeletal line image, and a core point from the matched skeletal line image.
  • the finger vein image processing unit specifies an infrared LED to obtain an infrared LED finger vein image from the recording unit 100 to process the infrared LED finger vein image obtained through the photographing unit 100 to obtain a finger vein image Acquired finger vein image from the finger image extracting unit 220 and the finger region extracting unit 220 and the extracted finger region from the MAC image acquisition unit 210, the acquired infrared LED finger vein image, and designated from the acquired finger vein image It comprises a segmentation / skeleton unit 230 for extracting the vein skeleton image.
  • the infrared LED finger vein image acquisition unit 210 obtains the infrared LED finger vein image photographed by projecting near infrared rays to the finger vein reader window (110).
  • the acquired infrared LED finger vein image is an image including a finger region including the finger vein of the user and a background region that is an external part of the finger.
  • the finger region extractor 220 extracts a finger region from the acquired infrared LED finger vein image, and the finger region is extracted by extracting an image edge of the infrared LED finger vein image.
  • the image edge refers to a point where the brightness of the digital image changes from a low value to a high value or from a high value to a low value, and represents a boundary line between the objects constituting the digital image. That is, the boundary between the finger region and the background region in the acquired infrared LED finger vein image is located at a point where the brightness of the image changes from a low value to a high value or from a high value to a low value. Can be extracted.
  • the extraction of the image edge may be performed by selecting at least one technique, including a difference operator technique, a technique using a threshold value, a technique using a first derivative, or a similar operator technique.
  • the segmentation / skeleton unit 230 acquires a finger vein image by segmenting the extracted finger region based on a threshold value by applying a Gaussian filter to the finger vein existing in the extracted finger region.
  • the segmentation is performed to extract the finger vein by separating the finger region, which is a part other than the finger vein and the finger vein, and through this, an image composed of more accurate and clear finger vein can be obtained.
  • segmentation / skeleton unit 230 performs a skeleton processing on the acquired finger vein image to extract a finger vein skeleton line image.
  • the fingerprint line image processor may process a finger node image acquired through the photographing unit 100 to obtain a finger node image from the photographing unit 100 to obtain a finger node image of the finger node.
  • a node region extracting unit 221 for extracting a finger node region from the acquired finger node image and a finger fingerprint line image from the extracted finger node region, and a finger node from the acquired finger node fingerprint line image It comprises a segmentation / skeleton unit 230 for extracting a fingerprint line skeleton image.
  • the finger node image acquisition unit 211 obtains a finger node image photographed by projecting white light onto the finger vein reader window 110.
  • the acquired finger node image is an image including a finger region including a finger node fingerprint line of a corresponding user and a background region that is an external part of the finger.
  • the node region extractor 221 extracts a finger node region from the acquired finger node image, and the finger node region is extracted as a threshold value based on the skin RGB value of the finger node image.
  • the segmentation / skeleton unit 230 converts the image of the extracted finger node region into a gray image, and then extracts a node fingerprint line consisting of a horizontal line using a horizontal edge Sobel mask to obtain a finger node fingerprint. Acquire a line image.
  • segmentation / skeleton unit 230 performs a skeleton processing on the acquired finger node fingerprint line image to extract a finger node fingerprint line skeleton line image.
  • the skeletal line image matching unit 240 rotates or moves the extracted finger region image and the finger node region image to match the finger vein skeleton line image and the finger node fingerprint line skeleton line image.
  • the core point setting unit 250 detects at least one intersection crossing from the matched image, and sets the detected intersection as a core point (reference point) of the corresponding image.
  • the feature point detector 260 includes a fingerprint line feature point detector 261 and a finger vein feature point detector 262.
  • the fingerprint line feature point detector 261 detects the feature points of the node fingerprint lines (eg, the number of node fingerprint lines and the distance between each node fingerprint line) from the node fingerprint line skeleton line image extracted by the segmentation / skeleton unit 230. Vectorize.
  • the node fingerprint line is a form of a fingerprint formed on the node of a finger by a finger joint movement, and is composed of a plurality of fingerprint lines, and the shape of the node fingerprint line formed for each individual person has a different characteristic for user authentication. It can be used as a biological feature.
  • the finger vein feature point detector 262 detects the finger vein feature points from the matched image based on the set core points and vectorizes them.
  • the core point feature point detector 262 extracts the distance and angle of the detected pixel point by detecting the binary pixel point of the finger vein of the corresponding image while rotating the detection point of the R radius around the set core point.
  • the feature point for the finger vein is detected by extracting the branch point of the finger vein based on the extracted distance and angle.
  • the branching point of the finger vein is extracted using a kernel mask for detecting the 3 x 3 branching point.
  • the biometric authentication device 10 uses the detected node fingerprint line feature points and finger vein feature points as data for user authentication.
  • the present invention simultaneously detects a user feature point including the last fingerprint line feature point and the finger vein feature point detected by the feature point detector 260, and performs a two-step authentication process by using the detected user feature point. It is effective to recognize and authenticate the user's identity more accurately.
  • the existing finger vein authentication device the size of the finger vein image for extracting the finger vein pattern required for user authentication requires a finger size of at least two fingers (50mm adult).
  • the feature point extraction required for user authentication is possible only by an image of one finger size (30 mm or less) through matching between the finger node fingerprint line skeletal line image and the skeletal line image of the finger vein image.
  • the size of the finger vein reader window 110 can be reduced in size.
  • the registration unit 280 when registering the user, the registration unit 280 repeatedly detects the node fingerprint line feature point and the finger vein feature point three to five times, automatically assigns an identification code to each detected feature point, and then names the user. Alternatively, registration is performed by mapping the ID with the flash memory 500.
  • the register 280 may cluster and store the node fingerprint line feature points and the finger vein feature points for each user. When user authentication for a specific user, it does not need to search all stored node fingerprint line feature and finger vein feature points, and measures the similarity by searching only clustered node fingerprint line feature points and finger vein feature points for each user. There is an effect that can reduce the time.
  • each stored feature point is vectorized, and by measuring only the similarity with respect to the vector at the time of user authentication, the time required for authentication can be significantly reduced.
  • the authentication unit 270 may perform user authentication by searching for all registered user feature points and measuring similarity or by searching only user feature points clustered for each user and measuring similarity.
  • the measured similarity is greater than or equal to a preset threshold
  • the user is identified and authenticated. If the measured similarity is less than or equal to the threshold, authentication of the user is rejected.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for registering a user or authenticating a user based on a node fingerprint line feature point and a finger vein feature point of the user according to an embodiment of the present invention.
  • a procedure for registering or authenticating a user by acquiring finger vein feature points and finger node fingerprint line feature points for a user's finger is, first, an infrared LED finger vein for the user's finger through the photographing unit 100. An image and a finger node image are captured and obtained (S110).
  • the infrared LED finger vein image is photographed by projecting near-infrared rays on a user's finger set in the finger vein reader window 110, and the finger node image is photographed by projecting white light onto the user's finger.
  • a finger region is extracted from the acquired infrared LED finger vein image, and a finger node is extracted from the acquired finger node image (S120).
  • the finger region may mean a portion excluding a background portion other than the finger region included in the infrared LED finger vein image, and the finger region may be extracted by extracting an image edge of the infrared LED finger vein image.
  • the extracted finger node region may be extracted as a threshold value based on skin RGB.
  • the finger vein portion in the extracted finger region is highlighted using a Gaussian filter, and the finger vein portion is segmented based on the threshold value.
  • the finger node image is converted to a gray image
  • the finger node fingerprint line is extracted
  • the skeleton image is extracted by performing a skeleton process on the segmented image and the extracted node fingerprint line (S130).
  • the segmented image is an image obtained by extracting a finger vein portion in the finger region
  • the finger node fingerprint line is a fingerprint for a finger node corresponding to the first fingertip set at the fusion-type biometric authentication device 10. It is good.
  • the node fingerprint line is composed of a plurality, the feature point (number of fingerprint lines or the distance between each fingerprint line) of the node fingerprint line has a unique feature for each user.
  • each extracted skeletal line image is matched (S140).
  • the fusion biometric authentication device 10 rotates or moves the finger region image and the finger node region image to match the finger vein skeleton line image and the finger node fingerprint line skeleton line image.
  • At least one core point is set from the matched image (S150).
  • the core point refers to the intersection of the finger vein and the node fingerprint line in the matched image.
  • a user feature point including the finger vein feature point and the node fingerprint line feature point is detected and vectorized from the matched image and the node fingerprint line skeletal line image (S160).
  • the finger vein feature point includes a distance and an angle from the matched image to a pixel point with respect to the finger vein, a branch point of the finger vein, or a combination thereof.
  • the vectorized finger vein feature points and node fingerprint line feature points extracted 3 to 5 times are stored in the flash memory 500, and an identification code is automatically assigned to each of the vector data, and the identification code and the user's The user is registered by matching an ID or a name and storing the ID or name in the flash memory 500 (S170).
  • the authentication of the user is to measure the similarity by matching all the finger vein feature point and node fingerprint line feature point for the user that previously stored the finger vein feature point and node fingerprint line feature point detected from the user, and has a specific threshold value or more When confirming that the user is registered, it is performed (S180).
  • the finger joint and finger vein-based fusion type biometric authentication method and apparatus reduce the image area required for authentication through image matching between the finger vein image and the finger node fingerprint image, There is an effect that can provide convenience to the user by solving the misrecognition problem.
  • the present invention has the effect of significantly reducing the time required for authentication by improving the processing speed by authenticating a user using a vector-based user feature point, and simultaneously utilizes the finger feature points of the finger and the feature points of the finger vein at the same time.
  • the present invention can minimize the recognition rate deterioration due to the change of the position of the finger, can improve the recognition rate and the authentication speed even with a small number of feature points, miniaturize the fusion type biometric authentication device, increase user convenience and designate it at the same time. Rejection can be minimized when taking Mac images, and the false recognition rate can be significantly reduced through a two-step authentication process based on the user's fingertip fingerprints and finger vein feature points.

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Abstract

본 발명은 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 손가락의 마디 지문 영상과 지정맥 지문 영상의 매칭을 통해 손가락의 위치변화에 따른 인식률 저하현상을 해결하고, 적은 수의 특징점으로도 인식률 및 인증 속도를 향상시킬 수 있는 생체 인증 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치
본 발명은 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 손가락의 마디 지문선 영상과 지정맥 영상의 매칭을 통해 손가락의 위치변화에 따른 인식률 저하현상을 해결하고, 기존의 생체 인증 방법에 비해 적은 수의 특징점으로도 생체 인식률과 인증 속도를 향상시킬 수 있는 생체 인증 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
최근 산업기술의 발전과 정보처리 기술의 급속한 발전으로 현대사회가 정보화 사회로 접어들면서 수집되는 정보의 양이 방대해지고, 정보에 대한 질의 수준이 크게 향상되었다.
이에 따라 사용자의 정보보호와 재산권보호를 위해 사용자 신원에 대한 인증과 식별에 대한 중요성도 점점 커지고 있다.
종래에는 사용자의 신원을 식별하고 인증하기 위해 신분증이나 사용자 ID 및 패스워드를 통한 방법이 일반적이었다. 그러나 상기 방법은 사용자가 신원을 증명하기 위해 상기 신분증, 사용자 ID 및 패스워드를 항상 소지하거나 기억하고 있어야 하며, 분실 또는 도난으로 인해 사용자의 신분이 위조되거나 훼손될 수 있는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 최근에는 사용자의 고유한 생리학적 특징이나 행동학적 특징을 이용한 생체 인증 기술이 크게 각광받고 있다.
일반적으로 생체 인증 기술이란 사용자 개개인마다 다르게 나타나는 독특하고 고유한 생체정보를 기반으로 자동화된 생체 인증 장치를 통해 사용자의 신원을 확인하고 인증하는 보안기술이다. 즉, 상기 생체 인증 기술은 사용자 개개인의 고유한 생체정보(예: 지정맥, 지문, 홍체, 얼굴의 형상, 음성 또는 손 모양 등)를 추출하여 상기 생체 인증 장치에 구비된 데이터베이스에 저장하고 이후, 사용자에 대한 식별 및 인증이 필요한 경우 해당 사용자의 생체정보를 측정하고, 상기 저장한 생체정보와 비교하여 그 확실성을 결정함으로써, 상기 사용자의 신원을 인증한다.
또한 상기 생체 인증 기술은 신분증, ID 및 패스워드를 항상 소지하거나 기억하고 있을 필요가 없으며 사용자를 인증해야 되는 시점에서는 항상 사용자가 존재하여야 하기 때문에 종래의 신분증, ID 및 패스워드를 이용한 방법보다 더욱 강력하고 안전하며 편리한 장점이 있다.
특히 지정맥 인증 기술은 육안으로 쉽게 관찰할 수 없는 사용자의 생체내부에 대한 특징인 지정맥 패턴을 활용하여 상기 사용자를 인증하는 기술이다.
또한 상기 기존의 지정맥 인증 기술은 지정맥 내의 환원 헤모글로빈이 근적외선을 흡수하는 특징을 이용하여 사용자의 손가락에 근적외선을 투사하고, 상기 환원 헤모글로빈에 의해 검게 비추어지는 지정맥의 패턴(모양)을 추출함으로써, 사용자의 신원을 인식하고 인증한다.
즉, 상기 지정맥 인증 기술은 근적외선 조명을 상기 사용자의 손가락에 투사하여 소형의 CCD카메라를 통해 해당 사용자의 손가락에 대한 디지털 영상을 획득한 다음 해당 영상으로부터 지정맥 패턴을 추출하고, 이를 데이터베이스에 저장되어 있는 지정맥 패턴들과 비교하여 해당 사용자의 신원을 인식하고 인증한다.
그러나 기존의 지정맥 인증 기술은 인식되는 지정맥의 부위가 넓어 인증에 대한 처리 속도가 느리며, 지문을 통한 인증 기술에 비해 영상획득 장치로부터의 영상잡음에 민감하여 배경과 지정맥을 분리하기 위한 영상처리가 매우 복잡한 문제점이 있다.
또한 상기 기존의 지정맥 인증 기술은 기 저장한 지정맥 패턴과 사용자의 지정맥 패턴을 비교함에 있어, 특정 기준점이 존재하지 않아 상기 지정맥 패턴에 대한 영상 획득 시 손가락의 위치변화에 따라 그 인식률이 저하되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에서는 사용자의 손가락 마디 지문선과 지정맥의 특징 정보를 동시에 활용함으로써, 사용자 인증 시 필요한 지정맥 영상의 영역을 감소시키고, 백터기반 특징점을 사용함으로써, 사용자 인증에 대한 처리속도를 현저하게 향상시킨 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명에서는 상기 사용자의 손가락 마디 지문선 특징점과 지정맥 특징점에 대한 정보를 동시에 활용하여 2단계 인증과정을 수행함으로써, 인식률을 현저하게 향상시키고 오인식률을 감소시켜 사용자에게 편의를 제공할 수 있는 생체 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
다음으로 본 발명의 기술 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.
먼저 한국등록특허 제1496852호(2015.03.02.)는 지정맥 인증 시스템에 관한 것으로 레벨 세트 곡률(Level Set Curvature)를 분석하는 방법을 이용하여 CCD 카메라로부터 수집되는 손가락의 화상에 포함된 정맥 패턴을 추출하고, 상기 추출한 정맥 패턴을 인식, 대조 및 판별하여 사용자를 인증하는 지정맥 인증 시스템에 관한 것이다.
상기 선행기술은 상기 사용자의 손가락 영상에 포함된 지정맥 패턴을 추출하고 이를 인식함으로써, 사용자의 신원을 식별 및 인증하는 점에서 본 발명과 일부분 유사하나 상기 추출한 지정맥 패턴과 기 저장한 지정맥 패턴 간의 단순 비교를 통해 사용자를 인증하기 때문에 상기 지정맥 영상 획득 시 손가락의 위치변화(예: 회전, 경사, 내려감 또는 들림 현상 등)에 따른 인식률 저하가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
반면에 본 발명은 CCD 카메라를 통해 획득한 영상으로부터 추출한 지정맥과 마디 지문선을 각각 골격화하고, 상기 골격화한 지정맥과 마디 지문선을 상호 정합하여 기준이 되는 코어 포인트를 설정하고, 이를 기반으로 사용자 인증을 수행함으로써, 상기 지정맥 영상 획득 시 손가락의 위치변화에 상관없이 상기 사용자의 신원을 정확하게 식별하고 인증할 수 있는 효과가 있다.
또한 한국등록특허 제1037378호(2011.05.27.)는 생체 인증 시스템에 관한 것으로 등록 처리시에 획득하는 생체 영역(지정맥 영역)을 인증 처리시에 획득하는 생체 영역보다 큰 범위의 영역으로 획득하고, 상기 인증 시스템에 세트되는 생체(손가락)가 조금 어긋나 있는 경우에도 상기 획득되는 지정맥과 기 저장된 지정맥을 조합할 수 있도록 하고, 손가락의 위치변화를 감지하여 사용자가 정확한 위치로 손가락을 세트할 수 있도록 알림 서비스를 제공한 후 재인식 과정을 수행함으로써, 사용자를 인증하는 생체 인증 시스템에 관한 것이다.
상기 선행기술은 지정맥 패턴을 기반으로 상기 손가락의 위치 변화를 감지하여 사용자에 대한 인증을 수행하는 점에서 본 발명과 일부분 유사하나, 등록 처리 과정에서 획득하는 상기 지정맥 패턴에 대한 영상의 사이즈가 커짐으로 인해 많은 메모리가 요구되고, 재인식 과정으로 인해 인증 처리에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
또한 한국공개특허 제2015-0104544호(2015.09.15.)는 생체 인증기술에 관한 것으로, 손가락 마디 지문과 지정맥을 각각 촬영하여 이들을 통합하여 인증하는 장치에 관한 것이다.
상기 선행기술은 단지 손가락 마디 지문과 지정맥을 별도로 촬영하여 인증하는 것이고, 이들 사이의 어떠한 관계를 설정하여 인식률을 높이고자 하는 시사나 착상이 없다.
또한 일본공개특허 제2014-167799호(2014. 09. 11)는 손가락 정맥 패턴 화상을 획득하고, 손가락의 윤곽을 이용해 회전 보정을 수행하여, 불선명하고 위치 어긋남이 있는 손가락 정맥 패턴 화상을 이용하면서도, 정밀한 개인 인증을 실현하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 선행기술은 지정맥과 손가락의 윤곽을 이용하여 보정하는 것이나, 이는 본 발명과 같이 지정맥과 손가락 마디 지문의 관계를 추출하여 서로 매칭함으로써, 지정맥과 손가락 지문을 통합한 생체 인증을 수행하는 것과 차이가 있다.
반면에 본 발명은 지정맥 영상 획득 시 손가락 마디 지문선과 지정맥을 동시에 획득하여 이를 매칭함으로써, 인증 시 필요한 영상 영역을 감소시키고 벡터기반 특징점을 사용함에 따라 인증에 대한 처리 속도를 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 손가락 마디 지문선과 지정맥의 매칭을 통해 적은 수의 특징점으로도 사용자 인증에 대한 인식률 및 처리 속도를 향상시킬 수 있는 융합형 생체 인증 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 지정맥 영상 획득 시 손가락 마디 지문선 영상와 지정맥 영상을 동시에 획득하고 이를 매칭하여 인증 시 필요한 영상의 크기를 최소화함으로써, 상기 융합형 생체 인증 장치의 크기를 소형화할 수 있는 융합형 생체 인증 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 지정맥 영상을 획득하기 위한 지정맥 리더창의 최소화를 통해 지정맥 영상 촬영 시 느낄 수 있는 거부감을 최소화하여 사용자에게 편의를 제공할 수 있는 융합형 생체 인증 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 건물의 출입통제, 교통수단, 산업장치 또는 ATM기 등을 포함하여 사용자의 인증이 필요한 다양한 분야에 용이하게 설치하여 사용자 인증을 신속하게 수행할 수 있도록 함으로써, 사용자에 대한 통제가 가능하도록 하는 융합형 생체 인증 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법은 지정맥 영상을 획득하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 단계, 손가락 마디 지문선 영상을 획득하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 단계 및 상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지정맥 영상은, 촬영부에서 배경과 손가락을 포함한 영상을 획득하고, 상기 획득한 영상에서 손가락 영역을 추출하며, 상기 추출한 손가락 영역을 세그멘테이션하여 지정맥을 추출하여 획득되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지정맥 골격선 영상을 추출하는 단계는, 상기 세그멘테이션한 지정맥 영상을 스켈레톤 처리하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 손가락 마디 지문선 영상은, 촬영부에서 배경과 손가락을 포함한 영상을 획득하고, 상기 획득한 영상에서 손가락 마디 영역을 추출하며, 상기 추출한 손가락 마디 영역에서 손가락 마디 지문선을 추출하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 단계는, 상기 추출한 손가락 마디 지문선을 스켈레톤 처리하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 매칭하는 단계는, 손가락 영역 영상과 손가락 마디 영역 영상을 회전하거나 이동하여 상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 융합형 생체 인증 방법은, 상기 매칭으로부터 적어도 하나 이상의 교점을 검출하여 코어 포인트를 설정하는 단계 및 상기 설정한 코어 포인트를 중심으로 지정맥 골격선 특징점을 검출하여 벡터화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 손가락 마디 지문선 골격선 영상으로부터 손가락 마디 지문선 골격선 특징점을 검출하여 벡터화하는 단계 및 상기 벡터화한 지정맥 골격선 특징점과 손가락 마디 지문선 골격선 특징점을 기반으로 사용자를 인증하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 장치는 지정맥 영상을 획득하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 지정맥 영상 처리부, 손가락 마디 지문선 영상을 획득하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 지문선 영상 처리부 및 상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭하는 골격선 영상 매칭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지정맥 영상 처리부는, 촬영부에서 배경과 손가락을 포함한 영상을 획득하고, 상기 획득한 영상에서 손가락 영역을 추출하며, 상기 추출한 손가락 영역을 세그멘테이션하여 지정맥을 추출하여 지정맥 영상을 획득하고, 상기 세그멘테이션한 지정맥 영상을 스켈레톤 처리하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지문선 영상 처리부는, 촬영부에서 배경과 손가락을 포함한 영상을 획득하고, 상기 획득한 영상에서 손가락 마디 영역을 추출하며, 상기 추출한 손가락 마디 영역에서 손가락 마디 지문선을 추출하고, 상기 추출한 손가락 마디 지문선을 스켈레톤 처리하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 골격선 영상 매칭부는, 손가락 영역 영상과 손가락 마디 영역 영상을 회전하거나 이동하여 상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 융합형 생체 인증 장치는, 상기 매칭으로부터 적어도 하나 이상의 교점을 검출하여 코어 포인트를 설정하는 코어 포인트 설정부 및 상기 설정한 코어 포인트를 중심으로 지정맥 골격선 특징점을 검출하여 벡터화하는 지정맥 특징점 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 손가락 마디 지문선 골격선 영상으로부터 손가락 마디 지문선 골격선 특징점을 검출하여 벡터화하는 지문선 특징점 검출부 및 상기 벡터화한 지정맥 골격선 특징점과 손가락 마디 지문선 골격선 특징점을 기반으로 사용자를 인증하는 인증부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 사용자의 지정맥을 이용하여 해당 사용자의 지정맥을 등록하거나 해당 사용자의 신원을 인증하는 경우 해당 사용자의 손가락 마디 지문선 골격선 영상과 지정맥 골격선 영상에 대한 매칭을 수행함으로써, 손가락의 위치변화에 따른 인식률 저하 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 사용자의 손가락 마디 지문선 골격선 영상과 지정맥 골격선 영상을 매칭함으로써, 적은 수의 특징점으로도 인식률 및 인증 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 상기 손가락에 대한 지정맥 검출 영역을 최소화함으로써, 상기 융합형 생체 인증 장치를 소형화하고 사용자 편의성을 증대함과 동시에 지정맥 영상 촬영 시 느낄 수 있는 거부감을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 사용자의 손가락 마디 지문과 지정맥의 특징점을 기반으로 2단계 인증과정을 수행함으로써, 오인식률을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지정맥 인증 시 인식률 저하를 발생시킬 수 있는 손가락의 위치변화를 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 장치에 있어서, 사용자 인증부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 손가락 마디 지문선 특징점 및 지정맥 특징점을 기반으로 사용자를 등록하거나 사용자를 인증하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지정맥 인증 시 인식률 저하를 발생시킬 수 있는 손가락의 위치변화를 도시한 예시도이다.
우선 기존의 지정맥 인증 장치는 근적외선이 투사된 사용자의 손가락을 CCD 카메라로 촬영하여 손가락 영상을 획득하고, 획득한 손가락 영상에서 지정맥 패턴을 추출하여 데이터베이스에 저장하며, 기 저장된 지정맥 패턴과 해당 사용자의 지정맥 패턴을 비교함으로써, 사용자 인증을 수행하는 구조이다.
이러한 상기 기존의 지정맥 인증 장치는 지문 인증을 통한 사용자 인증 장치에 비하여 영상 획득 장치로부터 발생할 수 있는 영상잡음에 민감하며 배경과 지정맥을 분리해 내기 위한 영상 처리가 복잡한 단점이 있다.
또한 상기 기존의 지정맥 인증 장치는 측정된 사용자의 지정맥 패턴과 기 저장한 지정맥 패턴에 대한 유사도를 측정함에 있어 기준이 되는 기준점이 존재하지 않아 해당 손가락에 대한 지정맥 영상획득 시 손가락의 위치변화에 따라 인식률이 저하되는 문제점이 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 상기 손가락의 위치변화는 상기 지정맥 인증 장치에 상기 사용자의 손가락이 세트되는 형태를 말하며, 정상, 회전, 경사, 내려감 또는 들림 현상 등을 포함한다.
또한 도 1과 같이 손가락의 위치 변화에 의해 지정맥 영상이 한 쪽으로 기울어진 상태로 촬영될 수 있기 때문에 해당 지정맥 패턴의 위치변화가 발생하며, 이에 따라 지정맥을 통한 인증 시 인식률을 저하시키는 문제점을 내포하고 있다.
또한 상기 기존의 지정맥 인증 장치는 단순히 지정맥의 모양(패턴)을 인식하여 사용자를 식별하고 인증하기 때문에 인증 처리에 소요되는 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 급격한 운동 후, 여름의 무더위, 겨울의 혹한 또는 기타 환경적인 요인에 따라 상기 지정맥이 수축되거나 확장되는 경우에는 지정맥 패턴에 대한 오인식이 발생할 수 있다.
이에 따라 본 발명에서는 손가락 마디 지문선 영상과 지정맥 영상에 대한 골격선 영상을 상호 매칭함으로써, 손가락의 위치변화를 인식하여 인식률 저하현상을 해결하고, 정확한 사용자 인증이 가능한 융합형 생체 인증 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명에서는 단순히 지정맥 패턴을 통한 사용자 인증이 아니라 상기 영상 매칭을 기반으로 벡터기반의 사용자 특징점을 검출하고, 이를 이용하여 사용자 인증을 수행함으로써, 상기 환경적인 요인에 상관없이 적은 수의 특짐점으로도 인식률 및 인증 속도를 향상시킬 수 있는 융합형 생체 인증 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 상기 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 장치(10)는 사용자의 손가락에 대한 적외선 LED 지정맥 영상 및 손가락 마디 영상을 촬영하는 촬영부(100), 상기 촬영한 적외선 LED 지정맥 영상과 손가락 마디 영상을 기반으로 해당 사용자의 사용자 특징점을 검출하여 등록하거나 인증하는 사용자 인증부(200), 상기 생체 인증 장치(10)의 각 구성부분을 제어하는 제어부(300), 상기 제어부(300)의 제어에 따라 상기 촬영부(100)를 제어하는 촬영부 구동모듈(400), 상기 검출한 사용자의 특징점을 저장하는 플래쉬 메모리(500), 상기 사용자 인증부(200)에서 수행한 결과를 LCD 또는 스피커를 통해 출력하는 디지털 출력부(600), 사용자를 통제하기 위해 상기 융합형 생체 인증 장치(10)와 상기 융합형 생체 인증 장치(10)에 연동된 외부 장치 간의 통신을 수행하는 이더넷 통신 모듈(700) 및 상기 융합형 생체 인증 장치(10)에 전원을 공급하는 전원부(800)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 촬영부(100)는 상기 융합형 생체 인증 장치(10)에 세트되는 사용자의 손가락을 감지하고, 상기 사용자의 손가락에 대한 적외선 LED 지정맥 영상과 손가락 마디 영상을 동시에 촬영하여 상기 사용자 인증부(200)로 제공한다.
또한 상기 촬영부(100)는 상기 사용자의 손가락에 근적외선을 투사하여 상기 적외선 LED 지정맥 영상을 촬영하며, 상기 손가락 마디 영상은 백색광을 투사하여 촬영할 수 있다.
또한 상기 사용자 인증부(200)는 상기 촬영한 적외선 LED 지정맥 영상과 손가락 마디 영상을 프로세싱하여, 사용자 특징점을 검출하고 이를 기반으로 상기 사용자를 식별하고 인증한다.
또한 상기 사용자 특징점은 해당 사용자의 지정맥 특징점 및 손가락 마디의 지문선에 대한 특징점을 포함하며, 상기 지정맥 특징점은 지정맥의 방향 또는 크기, 지정맥에 대한 분기점, 방향 또는 개수 등을 포함하며, 상기 손가락 마디의 지문선에 대한 특징점은 손가락 마디 지문선의 개수, 마디 지문선 간의 거리 또는 이들의 조합을 포함한다.
한편 상기 사용자 인증부(200)는 본 발명의 핵심 구성요소로써, 도 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
또한 상기 제어부(300)는 상기 융합형 생체 인증 장치(10)를 구성하는 구성부분 간의 데이터 흐름 또는 상기 각 구성부분 간의 구동 등의 전반적인 제어를 수행한다.
또한 상기 촬영부 구동모듈(400)은 상기 제어부(300)의 제어를 받아 상기 촬영부(100)를 제어하여 상기 사용자의 손가락 영상을 획득할 수 있도록 한다.
한편 상기 융합형 생체 인증 장치(10)는 상기 사용자를 인증하기 위해 상기 검출한 사용자 특징점뿐만 아니라 해당 사용자에게 ID 및 패스워드를 발급하고, 상기 사용자 특징점, 상기 사용자 ID 및 패스워드를 조합하여 2중 또는 3중으로 상기 사용자를 식별하고 인증할 수도 있다.
또한 상기 융합형 생체 인증 장치(10)는 상기 검출한 각 사용자에 대한 사용자 특징점과 각 사용자별 ID 또는 이름을 매칭한 매핑 테이블을 생성하여 저장하며, 이를 통해 사용자 인증 시 해당 사용자에 대한 사용자 특징점을 신속하게 검색하여 사용자 인증을 수행할 수 있도록 한다.
또한 상기 플레쉬 메모리(500)는 상기 매핑 테이블, 사용자 ID 및 패스워드를 포함한 사용자 정보를 저장한다.
또한 상기 디지털 출력부(500)는 상기 융합형 생체 인증 장치(10)에 구비된 LCD 또는 스피커를 통해 사용자 인증여부 및 등록여부에 대한 결과를 출력할 수 있으며, 인증과 등록에 필요한 과정 및 기타 정보를 상기 LCD에 표시함으로써, 상기 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.
또한 상기 LCD는 터치 센서를 내장하며, 상기 사용자는 터치를 통해 상기 융합형 생체 인증 장치(10)를 간편하게 조작할 수 있다.
또한 상기 이더넷 통신 모듈(700)은 상기 융합형 생체 인증 장치(10)와 연동된 외부 장치와 상기 융합형 생체 인증 장치(10) 간의 통신을 수행할 수 있도록 함으로써, 사용자 인증결과에 따라 상기 외부 장치에 대한 사용자 통제를 수행할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 장치에 있어서, 사용자 인증부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시한 바와 같이 상기 사용자 인증부(200)는 상기 촬영부(100)에서 촬영한 손가락의 영상을 프로세싱하여 사용자 특징점을 검출하고, 상기 검출한 사용자 특징점을 상기 플레쉬 메모리(500)에 저장하거나 기 저장한 사용자 특징점과의 유사도 매칭을 통해 해당 사용자를 인식하고 인증한다.
또한 상기 촬영부(100)는 상기 손가락이 세트되는 지정맥 리더창(110), 상기 세트된 손가락으로부터 적외선 LED 지정맥 영상과 손가락 마디 영상을 동시에 촬영하는 CCD 카메라(120), 상기 지정맥 리더창(110)으로 근적외선을 투사하는 근적외선 LED(130), 상기 지정맥 리더창(110)으로 백색광을 투사하는 백색 LED(150)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 촬영부(100)는 상기 촬영부 구동모듈(400)의 제어에 따라 상기 근적외선 LED(130)를 점등한 후 적외선 LED 지정맥 영상을 촬영하고, 상기 백색 LED(150)를 점등하여 손가락 마디 영상을 촬영한다.
또한 상기 지정맥 리더창(110)은 사용자의 터치를 감지하는 터치 센서를 내장하며, 상기 터치 센서는 상기 지정맥 리더창(110)에 세트되는 사용자의 손가락을 감지하여 상기 손가락을 자동으로 촬영할 수 있도록 한다.
또한 상기 사용자 인증부(200)는 상기 적외선 LED 지정맥 영상으로부터 지정맥 영상을 획득하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 지정맥 영상 처리부, 상기 손가락 마디 영상으로부터 손가락 마디 지문선 영상을 획득하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 지문선 영상 처리부, 상기 추출한 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭하는 골격선 영상 매칭부(240), 상기 매칭한 골격선 영상으로부터 코어 포인트를 설정하는 코어 포인트 설정부(250), 사용자 특징점을 검출하는 특징점 검출부(260), 상기 검출한 사용자 특징점을 저장하여 사용자를 등록하는 등록부(280) 및 상기 검출한 사용자 특징점과 기 저장한 특징점을 비교하여 사용자를 인증하거나 인증 거부하는 인증부(270)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 지정맥 영상 처리부는 상기 촬영부(100)를 통해 획득한 적외선 LED 지정맥 영상을 프로세싱하여 지정맥 영상을 획득하기 위해 상기 촬영부(100)로부터 적외선 LED 지정맥 영상을 획득하는 적외선 LED 지정맥 영상 획득부(210), 상기 획득한 적외선 LED 지정맥 영상으로부터 손가락 영역을 추출하는 손가락 영역 추출부(220) 및 상기 추출한 손가락 영역으로부터 지정맥 영상을 획득하고, 상기 획득한 지정맥 영상으로부터 지정맥 골격선 영상을 추출하는 세그멘테이션/스켈레톤부(230)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 적외선 LED 지정맥 영상 획득부(210)는 상기 지정맥 리더창(110)에 근적외선을 투사하여 촬영된 적외선 LED 지정맥 영상을 획득한다.
한편 상기 획득한 적외선 LED 지정맥 영상은 해당 사용자의 지정맥을 포함한 손가락 영역과 손가락 외적 부분인 배경 영역이 포함된 영상이다.
또한 상기 손가락 영역 추출부(220)는 상기 획득한 적외선 LED 지정맥 영상으로부터 손가락 영역을 추출하며, 상기 손가락 영역은 상기 적외선 LED 지정맥 영상의 영상 에지를 추출함으로써 추출된다.
한편 상기 영상 에지는 해당 디지털 영상의 밝기가 낮은 값에서 높은 값으로 또는 높은 값에서 낮은 값으로 변하는 지점을 의미하며, 상기 디지털 영상을 구성하는 개체간의 경계선를 나타낸다. 즉, 상기 획득한 적외선 LED 지정맥 영상에서 상기 손가락 영역과 상기 배경 영역의 경계선은 영상의 밝기가 낮은 값에서 높은 값으로 또는 높은 값에서 낮은 값으로 변하는 지점에 있으므로 이와 같은 특성을 이용하여 손가락 영역을 추출할 수 있다.
또한 상기 영상 에지의 추출은 차 연산자 기법, 임계값을 이용한 기법, 1차 미분을 이용한 기법 또는 유사 연산자 기법을 포함하여 적어도 하나 이상의 기법을 선택하여 수행될 수 있다.
또한 상기 세그멘테이션/스켈레톤부(230)는 상기 추출한 손가락 영역 안에 존재하는 지정맥을 가우시안 필터를 적용하여 강조 처리하고, 이를 역치값에 기반하여 상기 추출한 손가락 영역을 세그멘테이션하여 지정맥 영상을 획득한다.
또한 상기 세그멘데이션은 상기 지정맥과 상기 지정맥 이외의 부분인 손가락 영역을 분리하여 상기 지정맥을 추출하기 위해 수행되며, 이를 통해 더욱 정확하고 선명한 지정맥만으로 구성된 영상을 획득할 수 있다.
또한 상기 세크멘테이션/스켈레톤부(230)는 상기 획득한 지정맥 영상을 스켈레톤 처리하여 지정맥 골격선 영상을 추출한다.
또한 상기 지문선 영상 처리부는 상기 촬영부(100)를 통해 획득한 손가락 마디 영상을 프로세싱하여 손가락 마디 지문선 영상을 획득하기 위해 상기 촬영부(100)로부터 손가락 마디 영상을 획득하는 손가락 마디 영상 획득부(211), 상기 획득한 손가락 마디 영상으로부터 손가락 마디 영역을 추출하는 마디 영역 추출부(221) 및 상기 추출한 손가락 마디 영역으로부터 손가락 지문선 영상을 획득하고, 상기 획득한 손가락 마디 지문선 영상으로부터 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 세그멘테이션/스켈레톤부(230)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 손가락 마디 영상 획득부(211)는 상기 지정맥 리더창(110)에 백색광 투사하여 촬영된 손가락 마디 영상을 획득한다.
한편 상기 획득한 손가락 마디 영상은 해당 사용자의 손가락 마디 지문선을 포함한 손가락 영역과 손가락 외적 부분인 배경 영역이 포함된 영상이다.
또한 상기 마디 영역 추출부(221)는 상기 획득한 손가락 마디 영상으로부터 손가락 마디 영역을 추출하며, 상기 손가락 마디 영역은 상기 손가락 마디 영상의 피부 RGB값에 기반하여 역치값으로 추출된다.
또한 상기 세크멘테이션/스켈레톤부(230)는 상기 추출한 손가락 마디 영역에 대한 영상을 그래이(Gray) 영상으로 변환한 후, 수평 에지 소벨 마스크를 이용하여 수평선으로 이루어진 마디 지문선을 추출하여 손가락 마디 지문선 영상을 획득한다.
한편 상기 수평 에지 소벨 마스크를 적용하여 특정 디지털 영상으로부터 특정 경계를 추출하는 기술은 주지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
또한 상기 세크멘테이션/스켈레톤부(230)는 상기 획득한 손가락 마디 지문선 영상을 스켈레톤 처리하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출한다.
또한 상기 골격선 영상 매칭부(240)는 상기 추출한 손가락 영역 영상과 손가락 마디 영역 영상을 회전하거나 이동하여 상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭한다.
또한 상기 코어 포인트 설정부(250)는 상기 매칭된 영상으로부터 교차되는 교점을 적어도 하나 이상으로 검출하여, 상기 검출한 교점을 해당 영상의 코어 포인트(기준점)로 설정한다.
또한 상기 특징점 검출부(260)는 지문선 특징점 검출부(261) 및 지정맥 특징점 검출부(262)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 지문선 특징점 검출부(261)는 상기 세그멘테이션/스켈레톤부(230)에서 추출한 마디 지문선 골격선 영상으로부터 마디 지문선의 특징점(예: 마디 지문선의 개수 및 각 마디 지문선 사이의 거리)을 검출하여 벡터화한다.
한편 상기 마디 지문선은 손가락 관절 운동에 의해 손가락의 마디에 형성된 지문의 한 형태로써, 복수의 지문선으로 구성되어 있으며 개개인 마다 형성되는 마디 지문선의 형태는 각 개인마다 그 특징이 달라 사용자 인증을 위한 생체특징으로 사용될 수 있다.
또한 상기 지정맥 특징점 검출부(262)는 상기 설정한 코어 포인트를 기반으로 상기 매칭한 영상으로부터 지정맥 특징점을 검출하여 벡터화한다.
한편 상기 코어 포인트 특징점 검출부(262)는 상기 설정한 코어 포인트를 중심으로 R반경의 검출 포인트를 회전하면서 해당 영상의 지정맥에 대한 이진 픽셀점을 검출하여 상기 검출한 픽셀점의 거리 및 각도를 추출하고, 상기 추출한 거리 및 각도를 토대로 해당 지정맥의 분기점을 추출함으로써, 상기 지정맥에 대한 특징점을 검출한다.
또한 상기 지정맥의 분기점은 3 x 3 분기점 검출용 커널 마스크를 이용하여 추출된다.
또한 상기 생체 인증 장치(10)는 상기 검출한 마디 지문선 특징점과 지정맥 특징점을 사용자 인증에 필요한 데이터로 사용한다.
이에 따라 본 발명에서는 상기 특징점 검출부(260)에 의해 검출한 마지 지문선 특징점과 지정맥 특징점을 포함하는 사용자 특징점을 동시에 검출하고, 상기 검출한 사용자 특징점을 활용하여 2단계 인증 과정을 수행함으로써, 상기 사용자의 신원을 더욱 정확하게 인식하고 인증할 수 있는 효과가 있다.
한편 기존의 지정맥 인증 장치는, 사용자 인증 시 필요한 지정맥 패턴을 추출하기 위한 지정맥 영상의 크기는 최소한 손가락 두 마디 이상(성인 기준 50mm)의 크기가 필요하다. 그러나 본 발명에서는 상기 손가락 마디 지문선 골격선 영상과 상기 지정맥 영상에 대한 골격선 영상 간의 매칭을 통해 손가락 한 마디 크기(30mm 이하)의 영상만으로도 사용자 인증에 필요한 특징점 추출이 가능하며, 이를 통해 상기 지정맥 리더창(110)의 크기를 기존의 지정맥 인증 장치에 비하여 소형화가 가능한 효과가 있다.
또한 상기 등록부(280)는 상기 사용자를 등록할 시 상기 마디 지문선 특징점 및 지정맥 특징점을 3 - 5회 반복하여 검출하고, 상기 검출한 각 특징점에 대해 자동으로 식별코드를 부여한 후 해당 사용자의 이름 또는 ID와 매핑하여 상기 플래쉬 메모리(500)에 저장함으로써 등록한다. 한편 상기 등록부(280)는 상기 사용자별로 상기 마디 지문선 특징점 및 지정맥 특징점을 클러스터링하여 저장할 수 있다. 이는 특정 사용자에 대한 사용자 인증 시, 기 저장된 마디 지문선 특징점 및 지정맥 특징점을 전부 검색할 필요 없이 사용자 별로 클러스터링 된 마디 지문선 특징점 및 지정맥 특징점만을 검색하여 유사도를 측정함으로써, 인증 시 소요되는 처리 시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 상기 저장되는 각각의 특징점은 벡터화되어 있으며, 사용자 인증 시에 상기 벡터에 대한 유사도만을 측정함으로써, 인증에 소요되는 시간을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 상기 인증부(270)는 등록된 사용자 특징점을 전부 검색하여 유사도를 측정하거나 사용자 별로 클러스터링 된 사용자 특징점만을 검색하여 유사도를 측정함으로써, 사용자 인증을 수행할 수 있다.
또한 상기 측정한 유사도가 미리 설정한 임계값 이상일 때에는 등록된 사용자임을 확인하고 인증하며, 임계값 이하일 때에는 해당 사용자에 대한 인증을 거부한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 마디 지문선 특징점 및 지정맥 특징점을 기반으로 사용자를 등록하거나 사용자를 인증하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4에 도시한 바와 같이 사용자의 손가락에 대한 지정맥 특징점과 손가락 마디 지문선 특징점을 획득하여 사용자를 등록하거나 인증하는 절차는 우선, 촬영부(100)를 통해 사용자의 손가락에 대한 적외선 LED 지정맥 영상과 손가락 마디 영상을 촬영하여 획득한다(S110).
한편 상기 적외선 LED 지정맥 영상은 지정맥 리더창(110)에 세트된 사용자의 손가락에 근적외선을 투사하여 촬영되며, 상기 손가락 마디 영상은 백색광을 상기 사용자의 손가락에 투사하여 촬영된다.
다음으로 상기 획득한 적외선 LED 지정맥 영상으로부터 손가락 영역을 추출하고, 상기 획득한 손가락 마디 영상으로부터 손가락 마디를 추출한다(S120).
한편 상기 손가락 영역은 상기 적외선 LED 지정맥 영상에 포함된 손가락 영역 이외의 배경부분을 제외한 부분을 의미하며, 상기 적외선 LED 지정맥 영상에 대한 영상 에지를 추출함으로써, 상기 손가락 영역을 추출할 수 있다.
또한 상기 추출한 손가락 마디 영역은 피부 RGB를 기반으로 하여 역치값으로 추출할 수 있다.
다음으로 상기 추출한 손가락 영역 내의 지정맥 부분을 가우시안 필터로 강조 처리하고, 역치값에 기반하여 해당 지정맥 부분을 세그멘테이션처리한다. 또한 상기 손가락 마디 영상은 그레이 영상으로 변환한 후, 손가락 마디 지문선을 추출하며, 상기 세그멘테이션 처리한 영상과 상기 추출한 마디 지문선을 스켈레톤 처리하여 골격선 영상을 추출한다(S130).
한편 상기 세그멘테이션처리 한 영상은 상기 손가락 영역 내의 지정맥 부분을 추출한 영상이며, 상기 손가락 마디 지문선은 상기 융합형 생체 인증 장치(10)에 세트되는 손가락 끝에서 제일 처음에 해당하는 손가락 마디에 대한 지문선이다.
또한 상기 마디 지문선은 복수개로 구성되어 있으며, 상기 마디 지문선의 특징점(지문선의 개수 또는 각 지문선간의 거리)은 사용자 개개인마다 고유한 특징을 가진다.
다음으로 상기 추출한 각각의 골격선 영상을 매칭한다(S140).
한편 상기 융합형 생체 인증 장치(10)는 상기 손가락 영역 영상과 손가락 마디 영역 영상을 회전 또는 이동하여 상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭한다.
다음으로 상기 매칭한 영상으로부터 적어도 하나 이상의 코어 포인트를 설정한다(S150).
한편 상기 코어 포인트는 상기 매칭한 영상에서 상기 지정맥과 상기 마디 지문선의 교점을 말한다.
다음으로 상기 코어 포인트를 기반으로 상기 매칭한 영상으로부터 지정맥 특징점과 상기 마디 지문선 골격선 영상으로부터 마디 지문선 특징점을 포함하는 사용자 특징점을 검출하여 벡터화한다(S160).
한편 상기 지정맥 특징점은 상기 매칭한 영상에서 지정맥에 대한 픽셀점까지의 거리 및 각도, 상기 지정맥의 분기점 또는 이들의 조합을 포함한다.
다음으로 3 ~ 5회로 추출된 상기 벡터화한 지정맥 특징점, 마디 지문선 특징점을 플래쉬 메모리(500)에 저장함과 상기 각각의 벡터 데이터에 자동으로 식별코드를 부여하고, 상기 부여한 식별코드와 상기 사용자의 ID 또는 이름을 매칭하여 상기 플래쉬 메모리(500)에 저장함으로써, 상기 사용자를 등록한다(S170).
또한 상기 사용자를 인증은 해당 사용자로부터 검출한 지정맥 특징점 및 마디 지문선 특징점을 기 저장한 해당 사용자에 대한 모든 지정맥 특징점 및 마디 지문선 특징점과 매칭하여 유사도를 측정하고, 특정 임계값 이상을 가질 때 등록된 사용자임을 확인함으로써, 수행된다(S180).
한편 상기 측정한 유사도가 특정 임계값 이하의 값을 가질 때에는 사용자 인증을 거부한다.
이상에서 설명하였듯이, 본 발명인 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치는 지정맥 영상과 손가락 마디 지문 영상 간의 영상 매칭을 통해 인증 시 필요한 영상 영역을 감소시키고, 손가락 위치변화에 따른 오인식 문제를 해결하여 사용자에게 편의를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 벡터 기반 사용자 특징점을 사용하여 사용자를 인증함으로써, 처리속도를 향상시켜 인증 시 소요되는 시간을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있으며, 사용자의 손가락 마디 지문 특징점과 지정맥의 특징점을 동시에 활용하여 2단계 인증과정을 수행함으로써, 인식률을 향상시키고 오인식률을 감소시키는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
본 발명은 손가락의 위치변화에 따른 인식률 저하 현상을 최소화할 수 있고, 적은 수의 특징점으로도 인식률 및 인증 속도를 향상시킬 수 있고, 융합형 생체 인증 장치를 소형화하고 사용자 편의성을 증대함과 동시에 지정맥 영상 촬영 시 느낄 수 있는 거부감을 최소화할 수 있으며, 사용자의 손가락 마디 지문과 지정맥의 특징점을 기반으로 한 2단계 인증과정을 통해 오인식률을 현저하게 감소시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 지정맥 영상을 획득하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 단계;
    손가락 마디 지문선 영상을 획득하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 단계; 및
    상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭하되, 손가락 영역 영상과 마디 지문 영역 영상을 회전하거나 이동하여 상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합형 생체 인증 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지정맥 영상은,
    촬영부에서 배경과 손가락을 포함한 영상을 획득하고,
    상기 획득한 영상에서 손가락 영역을 추출하며,
    상기 추출한 손가락 영역을 세그멘테이션하여 지정맥을 추출하여 획득되는 것을 특징으로 하는 융합형 생체 인증 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 지정맥 골격선 영상을 추출하는 단계는,
    상기 세그멘테이션한 지정맥 영상을 스켈레톤 처리하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 것을 특징으로 하는 하는 융합형 생체 인증 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 손가락 마디 지문선 영상은,
    촬영부에서 배경과 손가락을 포함한 영상을 획득하고,
    상기 획득한 영상에서 손가락 마디 영역을 추출하며,
    상기 추출한 손가락 마디 영역에서 손가락 마디 지문선을 추출하는 것을 특징으로 하는 융합형 생체 인증 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 단계는,
    상기 추출한 손가락 마디 지문선을 스켈레톤 처리하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 것을 특징으로 하는 하는 융합형 생체 인증 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 융합형 생체 인증 방법은,
    상기 매칭으로부터 적어도 하나 이상의 교점을 검출하여 코어 포인트를 설정하는 단계; 및
    상기 설정한 코어 포인트를 중심으로 지정맥 골격선 특징점을 검출하여 벡터화하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 융합형 생체 인증 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 손가락 마디 지문선 골격선 영상으로부터 손가락 마디 지문선 골격선 특징점을 검출하여 벡터화하는 단계; 및
    상기 벡터화한 지정맥 골격선 특징점과 손가락 마디 지문선 골격선 특징점을 기반으로 사용자를 인증하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합형 생체 인증 방법.
  8. 지정맥 영상을 획득하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 지정맥 영상 처리부;
    손가락 마디 지문선 영상을 획득하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 지문선 영상 처리부; 및
    상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭하되, 손가락 영역 영상과 마디 지문 영역 영상을 회전하거나 이동하여 상기 지정맥 골격선 영상과 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 매칭하는 골격선 영상 매칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합형 생체 인증 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 지정맥 영상 처리부는,
    촬영부에서 배경과 손가락을 포함한 영상을 획득하고,
    상기 획득한 영상에서 손가락 영역을 추출하며,
    상기 추출한 손가락 영역을 세그멘테이션하여 지정맥을 추출하여 지정맥 영상을 획득하고, 상기 세그멘테이션한 지정맥 영상을 스켈레톤 처리하여 지정맥 골격선 영상을 추출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 융합형 생체 인증 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 지문선 영상 처리부는,
    촬영부에서 배경과 손가락을 포함한 영상을 획득하고,
    상기 획득한 영상에서 손가락 마디 영역을 추출하며,
    상기 추출한 손가락 마디 영역에서 손가락 마디 지문선을 추출하고,
    상기 추출한 손가락 마디 지문선을 스켈레톤 처리하여 손가락 마디 지문선 골격선 영상을 추출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 융합형 생체 인증 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 융합형 생체 인증 장치는,
    상기 매칭으로부터 적어도 하나 이상의 교점을 검출하여 코어 포인트를 설정하는 코어 포인트 설정부; 및
    상기 설정한 코어 포인트를 중심으로 지정맥 골격선 특징점을 검출하여 벡터화하는 지정맥 특징점 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합형 생체 인증 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 손가락 마디 지문선 골격선 영상으로부터 손가락 마디 지문선 골격선 특징점을 검출하여 벡터화하는 지문선 특징점 검출부; 및
    상기 벡터화한 지정맥 골격선 특징점과 손가락 마디 지문선 골격선 특징점을 기반으로 사용자를 인증하는 인증부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합형 생체 인증 장치.
PCT/KR2016/014082 2015-12-08 2016-12-02 손가락 마디 및 지정맥 기반의 융합형 생체 인증 방법 및 그 장치 WO2017099427A1 (ko)

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