WO2018128241A1 - 홍채 패턴 코드화 방법 - Google Patents

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WO2018128241A1
WO2018128241A1 PCT/KR2017/008839 KR2017008839W WO2018128241A1 WO 2018128241 A1 WO2018128241 A1 WO 2018128241A1 KR 2017008839 W KR2017008839 W KR 2017008839W WO 2018128241 A1 WO2018128241 A1 WO 2018128241A1
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WO
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iris
pupil
distance
point
block
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PCT/KR2017/008839
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English (en)
French (fr)
Inventor
김민호
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주식회사 쓰리이
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
    • G06V40/193—Preprocessing; Feature extraction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
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    • G06V10/46—Descriptors for shape, contour or point-related descriptors, e.g. scale invariant feature transform [SIFT] or bags of words [BoW]; Salient regional features
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    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/50—Extraction of image or video features by performing operations within image blocks; by using histograms, e.g. histogram of oriented gradients [HoG]; by summing image-intensity values; Projection analysis

Definitions

  • the present invention relates to an iris pattern coding method, and more particularly, an iris capable of encoding an iris pattern included in each sector after dividing an iris region into a plurality of sectors on the premise that a user's pupil and iris are not circular. It relates to a pattern coding method.
  • Biometrics which recognizes a user, means recognizing different features such as fingerprints, faces, veins, voices, and irises and using them as passwords.
  • the physical characteristics of the human body such as fingerprints, faces, and irises, or behavioral features such as gait and signature are measured by automated equipment and used as a means of personal identification.
  • iris recognition technology uses eye iris information having unique characteristics for each person, and has recently been in the spotlight with superior performance compared to fingerprint or face recognition in terms of data reliability, invariability, and recognition rate.
  • a user's iris region is divided into a plurality of sectors, and then an iris pattern included in each sector is encoded using a two-dimensional Gabor transformation.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a process of dividing an iris region into a plurality of sectors according to a conventional method.
  • the iris region is sectored as shown in FIG. 1 to code the iris pattern. Specifically, a plurality of circles and a radial shape pattern centered on the center of the pupil are shown on the iris region, and then, each region divided by the plurality of circles and the radial patterns described above is defined as one sector. It was. Then, the iris pattern included in each sector was coded.
  • an iris pattern coding method capable of encoding an iris pattern included in each sector after dividing an iris region into a plurality of sectors on the premise that the actual user's pupil and iris are not circular.
  • an object of the present invention is to provide an iris pattern coding method for generating a sector by dividing the iris region of the user into a plurality of regions.
  • the iris pattern coding method for achieving the above object, calculating a distance from the center of the pupil to the boundary line between the pupil and the iris, and the pupil from the pupil center at a predetermined second angle interval; Calculating an average value of the distances to the boundary lines of the iris, determining a distance from the boundary line between the pupil and the iris at the second angular interval, and obtaining the iris data at the second angular interval; Generating a block with pixels included in an area between a boundary line of the iris data and a point from which the iris data is to be acquired; generating a detail area by arranging pixels included in the block according to a distance; Dividing the block into a predetermined number of sectors by the position information of the pixels, and the information included in the sectors. Encoding the iris pattern.
  • the step of calculating the distance between the boundary line of the pupil and the iris, the distance from the center of the pupil to the boundary line of the pupil and the iris at a predetermined first angle interval within a predetermined angle range It may include the step of calculating.
  • the determining of the distance to the point from which the iris data is to be acquired comprises: determining a distance from the boundary line between the pupil and the iris to a point from which the iris data is to be acquired. It may include a step.
  • the step of determining the distance to the point to obtain the iris data by adding a predetermined distance different for each rotation angle, the pupil is greater than the value added to the downward direction of the pupil And determining the distance to the point from which the iris data is to be acquired in addition to the left and right directions of the.
  • the generating of the block may include: the distance from the pupil center is between a point at which the iris data is to be acquired at an average value of the distance from the pupil to the boundary line of the iris, and the rotation angle ⁇ is ⁇ ⁇ and generating a block including pixels belonging to a region of + (n ⁇ 1) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ + n ⁇ ⁇ (an integer of n ⁇ 1).
  • the generating of the detail region by arranging the pixels included in the block according to the distance may include generating the detail region by arranging pixels having the same distance from the pupil center. .
  • An iris pattern encoding apparatus includes one or more processors, a memory for loading a computer program executed by the processor, and a storage for storing a computer program capable of encoding an iris pattern.
  • the program may include an operation of calculating a distance from the center of the pupil to the boundary line between the pupil and the iris, an operation of calculating an average value of the distance from the center of the pupil to the boundary line between the pupil and the iris at a preset second angle interval.
  • the user's pupil and iris are made on the premise that the circle is not a circle. Therefore, the frequency of error occurrence can be minimized compared to the case where the iris pattern is encoded on the premise that the pupil and the iris are the circle. Can be achieved.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a process of dividing an iris region into a plurality of sectors according to a conventional method.
  • FIG. 2 is a view for explaining a process of calculating the distance from the center of the pupil to the boundary between the pupil and the iris in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a process of determining a distance from a boundary between a pupil and an iris to a point at which iris data is to be acquired, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a process of generating a block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a process of generating a detailed area using position information of pixels included in a block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process of generating a predetermined number of sectors by dividing a block into a plurality of areas according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an iris pattern coding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a functional block diagram illustrating an iris pattern coding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a process of calculating the distance from the center of the pupil to the boundary between the pupil and the iris in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the iris pattern coding method according to one embodiment of the present invention may be performed by an electronic device in which a program or application capable of executing the method is installed.
  • a module may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to execute one or more processors.
  • a module may include components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, subroutines. , Segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • the functionality provided by the components and modules may be combined into a smaller number of components and modules or further separated into additional components and modules.
  • the iris pattern To code the iris pattern, first calculate the distance from the center of the pupil to the boundary between the pupil and the iris. In this case, the distance from the center of the pupil to the boundary line between the pupil and the iris may be different for each rotation angle.
  • the human iris is treated as a circle, but the actual human iris is not a circle.
  • the distance from the center of the pupil to the boundary line between the pupil and the iris may be calculated at a predetermined first angle interval within a predetermined angle range.
  • the distance to the boundary line between the pupil and the iris can be calculated at predetermined intervals in a region where the rotation angle is ⁇ ⁇ or more and ⁇ ⁇ or less.
  • the preset first angle interval is 0.5 °
  • the distance from the pupil center to the boundary line between the pupil and the iris is calculated when the rotation angle is ⁇ ⁇ , and the boundary line between the pupil and the iris from the pupil center when ⁇ ⁇ + 0.5 ° Distance from the center of the pupil to the boundary between the pupil and the iris at ⁇ ⁇ + 1 °.
  • ⁇ ⁇ can calculate the distance from the center of the pupil to the boundary between the pupil and the iris.
  • the preset second angular interval is ⁇
  • the rotation angle ⁇ is ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ + ⁇
  • the average value of the distances to the boundary line between the pupil and the iris calculated at the preset first angular interval may be calculated.
  • a distance mean value of the rotational angle ⁇ to a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ + n ⁇ ⁇ days when a predetermined first the pupil and iris boundaries calculated by the first angular interval can be expressed as S n, S n is the following formula Can be calculated by
  • FIG. 3 is a diagram for describing a process of determining a distance from a boundary between a pupil and an iris to a point at which iris data is to be acquired, according to an embodiment of the present invention.
  • the distance to the point from which the iris data is acquired is determined.
  • the distance to the point where the iris data is to be acquired may be calculated by adding a predetermined distance from the boundary line between the pupil and the iris.
  • a predetermined value added at the boundary between the pupil and the iris may vary depending on the rotation angle.
  • the left and right directions in the image of the user's eye area are less likely to be covered by the eyelids, while in the downward direction, the iris area is more likely to be covered by the lower eyelids.
  • the predetermined value added to the boundary between the pupil and the iris may be larger in the left and right directions than in the downward direction.
  • a specific method of calculating the distance to the point where the iris data is to be acquired may be expressed by the following equation.
  • irisR is a constant determined by the user's iris radius.
  • S n is determined by the distance from the center of the pupil to the boundary between the pupil and the iris (irisR ⁇ ).
  • S n ) * 0.83 is added to determine the distance to the point where the iris data is to be acquired, but the second area 320 is (irisR-S n) to S n considering that a part of the iris may be covered by the lower eyelid. ) Is determined by the distance to the point where the iris data is acquired.
  • the iris region is blocked at the second predetermined angular interval.
  • FIG. 4 is a view for explaining a process of generating a block according to an embodiment of the present invention.
  • the distance is S n to E n and the rotation angle is ⁇ ⁇
  • the region of + (n-1) . ⁇ ⁇ + n ⁇ ⁇ (an integer of n ⁇ 1) is defined as "block”.
  • the rotation angle ⁇ is ⁇ ⁇
  • a first block 410 consisting of pixels ⁇ ⁇ + ⁇ and a distance within S 1 to E 1 may be generated.
  • a second block 420 consisting of pixels ⁇ + ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ + 2 ⁇ and whose distance is within S 2 to E 2 may be generated.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a process of generating a detailed area using position information of pixels included in a block according to an embodiment of the present invention.
  • the iris pattern coding method generates a plurality of detailed areas based on position information of pixels included in a block.
  • the detail region according to an exemplary embodiment of the present invention may be generated by arranging pixels included in a block according to a distance.
  • the first subregion 411 may be generated by aligning pixels having the same distance from the center of the pupil, and the second subregion 412 may be sequentially generated in the same manner.
  • P (x, y) means position information of each pixel.
  • the block is divided into a plurality of areas to generate a predetermined number of sectors, and the iris pattern included in each sector is encoded.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process of generating a predetermined number of sectors by dividing a block into a plurality of areas according to an embodiment of the present invention.
  • the block When the location information of the pixels included in the block is specified through the plurality of detail areas, the block is divided into a plurality of areas to generate a predetermined number of sectors. Thereafter, the iris pattern included in each sector is encoded and stored. Secondary Gabor transformation may be used as a method of encoding the iris pattern according to an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto and other general methods may be applied.
  • a sector generated by dividing a block into a predetermined number of regions may be expressed by the following equation.
  • the case where the block is divided into 10 sectors will be described as an example.
  • data encoding the iris pattern included in the sector of each block may be stored in a database and used to authenticate a user.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an iris pattern coding method according to an embodiment of the present invention.
  • the iris pattern coding method calculates the distance from the center of the pupil to the boundary line between the pupil and the iris (S710).
  • the distance to the boundary line may be calculated only within a predetermined angle range.
  • the distance from the pupil center to the boundary line between the pupil and the iris may be calculated at a predetermined first angle interval.
  • the average value of the distances from the center of the pupil to the boundary line between the pupil and the iris is calculated at the second angle interval (S720).
  • the second angle is ⁇ °
  • the rotation angle ⁇ is ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ + ⁇
  • the average value of the distance to the boundary line, and the rotation angle ⁇ is ⁇ ⁇ + ⁇ ⁇
  • the average value of the distance to the boundary line and the like may be sequentially calculated.
  • a distance from a boundary line between the pupil and the iris to a point at which the iris data is to be acquired is determined (S730).
  • the distance to the point to obtain the iris data according to an embodiment of the present invention can be determined by adding a predetermined distance from the boundary line between the pupil and the iris.
  • the predetermined distance added to the boundary line between the pupil and the iris may be different for each rotation angle.
  • the iris left and right regions where the iris is less likely to be covered by the eyelid may be larger than the lower region where the iris is more likely to be covered by the eyelid.
  • a block is generated from pixels included in a region between a pupil and an iris from a boundary line to a point at which iris data is to be acquired (S740). Thereafter, the pixels included in the block are aligned according to the distance to generate a detailed area (S750).
  • the block is divided into a predetermined number of sectors (S760). Thereafter, the iris pattern included in each sector is coded (S770).
  • the iris pattern coding method according to an embodiment of the present invention described above is performed on the premise that the pupil and the iris of the user are not a circle, and an error occurs when the iris pattern is encoded on the premise that the pupil and the iris are the circle.
  • the effect of minimizing the frequency can be achieved.
  • FIG. 8 is a functional block diagram illustrating an iris pattern coding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the processor 810 executes a program that can code an iris pattern.
  • the program that may be executed in the processor 810 is not limited thereto, and other general purpose programs may be executed.
  • the storage 820 stores a program capable of encoding an iris pattern.
  • a program capable of encoding an iris pattern may include calculating a distance from a pupil center to a boundary line between the pupil and the iris, from the pupil center to the boundary line between the pupil and the iris at a preset second angle interval. Calculating an average value of the distances of the distances, determining a distance from the boundary between the pupil and the iris to the point from which the iris data is to be acquired at the second angle interval, and from the boundary between the pupil and the iris at the second angle interval.
  • the memory 830 loads a program capable of encoding the iris pattern so that the program can be executed in the processor 810.
  • a computing device may be connected to the network interface 840.
  • the bus 850 serves as a data movement path to which the processor 810, the storage 820, the memory 830, and the network interface 840 described above are connected. do.
  • the above-described method can be written as a program that can be executed in a computer, it can be implemented in a general-purpose digital computer to operate the program using a computer-readable recording medium.
  • the structure of the data used in the above-described method can be recorded on the computer-readable recording medium through various means.
  • the computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 방법은 사용자의 동공 및 홍채가 원형이 아님을 전제로 홍채 영역을 복수개의 섹터로 분할한 후 각 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화할 수 있는 홍채 패턴 코드화 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 동공과 홍채가 원임을 전제로 홍채 패턴을 코드화하는 경우에 비해 오류 발생 빈도를 최소화시킬 수 있다.

Description

홍채 패턴 코드화 방법
본 발명은 홍채 패턴 코드화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 동공 및 홍채가 원형이 아님을 전제로 홍채 영역을 복수개의 섹터로 분할한 후 각 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화할 수 있는 홍채 패턴 코드화 방법에 관한 것이다.
사용자를 인식하는 생체 인식 기술(Biometrics)은 지문, 얼굴, 정맥, 목소리, 홍채 등 사람마다 다른 특징을 인식시켜 패스워드로 활용하는 것을 의미한다. 즉, 지문, 얼굴, 홍채 등 인간의 신체적 특징이나 걸음걸이, 서명 등의 행동적 특징을 자동화된 장비로 측정하여 개인 식별의 수단으로 활용하는 것을 의미한다.
이 중 홍채 인식 기술은 사람마다 고유한 특성을 가진 안구의 홍채 정보를 이용하는 것으로 데이터의 신뢰성, 불변성, 인식률 면에서 지문 또는 얼굴 인식에 비해 뛰어난 성능으로 최근 각광을 받고 있다.
홍채를 이용한 사용자 인식 기술은 사용자의 홍채 영역을 복수의 섹터로 분할한 후, 각 섹터에 포함된 홍채 패턴을 2차원 가버(Gabor) 변환을 이용하여 코드화하는 것이 일반적이다.
도 1은 종래 방식에 따라 홍채 영역을 복수의 섹터로 분할하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
종래에는 홍채 패턴을 코드화하기 위해 홍채 영역을 도 1에 도시된 바와 같이 섹터화하였다. 구체적으로, 동공의 중심을 중심으로 하는 복수개의 원과 방사형 패턴(Radial Shape Pattern)을 홍채 영역 위에 도시한 후, 상술한 복수개의 원 및 방사형 패턴에 의해 구분된 각각의 영역을 하나의 섹터로 정의하였다. 이후, 각 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화하였다.
그러나, 상술한 종래의 섹터화 과정은 사용자의 동공과 홍채가 동일한 중심을 갖는 동심원임을 전제로 이루어지나 실제 사용자의 동공 및 홍채는 원형이 아니라는 점에서 오류를 발생시킬 우려가 있었다.
이에, 실제 사용자의 동공 및 홍채가 원형이 아님을 전제로 홍채 영역을 복수개의 섹터로 분할한 후 각 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화할 수 있는 홍채 패턴 코드화 방법에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사용자의 홍채 영역을 복수의 영역으로 구분하여 섹터를 생성하는 홍채 패턴 코드화 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 정확히 홍채 영역만을 포함하는 섹터를 생성하여 홍채 인식 오류율을 최소화할 수 있는 홍채 패턴 코드화 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 방법은, 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 단계, 기 설정된 제2 각도 간격으로 상기 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리의 평균값을 산출하는 단계, 상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계, 상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 사이 영역에 포함된 픽셀들로 블록을 생성하는 단계, 상기 블록에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 세부 영역을 생성하는 단계, 상기 세부 영역에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 상기 블록을 기 설정된 개수의 섹터로 분할하는 단계 및 상기 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 단계는, 소정의 각도 범위 내에서 기 설정된 제1 각도 간격으로 상기 동공 중심에서 상기 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계는, 상기 동공과 홍채의 경계선에서 소정의 거리를 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 동공과 홍채의 경계선에서 소정의 거리를 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계는, 상기 회전 각도별로 상이한 소정의 거리를 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 각도별로 상이한 소정의 거리를 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계는, 상기 동공의 아래 방향에 더해지는 값보다 더 큰 값을 상기 동공의 좌우측 방향에 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 블록을 생성하는 단계는, 상기 동공 중심으로부터의 거리가 상기 동공과 홍채의 경계선까지의 거리의 평균값에서 상기 홍채 데이터를 취득할 지점 사이이고, 회전 각도 θ가 θα + (n-1)·ε≤θ≤θα+n·ε(n≥1인 정수)인 영역에 속한 픽셀을 포함하는 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 블록에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 세부 영역을 생성하는 단계는, 동공 중심으로부터 거리가 동일한 픽셀들을 정렬하여 세부 영역을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 장치는, 하나 이상의 프로세서, 상기 프로세서에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(load)하는 메모리 및 홍채 패턴을 코드화할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 스토리지를 포함하되, 상기 프로그램은, 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 오퍼레이션, 기 설정된 제2 각도 간격으로 상기 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리의 평균값을 산출하는 오퍼레이션, 상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 오퍼레이션, 상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 사이 영역에 포함된 픽셀들로 블록을 생성하는 오퍼레이션, 상기 블록에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 세부 영역을 생성하는 오퍼레이션, 상기 세부 영역에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 상기 블록을 기 설정된 개수의 섹터로 분할하는 오퍼레이션 및 상기 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화하는 오퍼레이션을 포함한다.
상술한 홍채 패턴 코드화 방법에 따르면 사용자의 동공 및 홍채가 원이 아님을 전제로 하여 이루어 지는바, 동공과 홍채가 원임을 전제로 홍채 패턴을 코드화하는 경우에 비해 오류 발생 빈도를 최소화시킬 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 종래 방식에 따라 홍채 영역을 복수의 섹터로 분할하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계까지의 거리를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 블록을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 블록에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 세부 영역을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 블록을 복수개의 영역으로 분할하여 기 설정된 개수의 섹터를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계까지의 거리를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 각 단계를 수행하는 주체를 생략하여 설명하도록 한다. 다만, 본 발명의 일 실시예에들에 따른 홍채 패턴 코드화 방법은 그 방법을 실행할 수 있는 프로그램 또는 애플리케이션이 설치된 전자 장치에 의해 수행될 수 있다.
또는 상술한 프로그램 또는 애플리케이션의 모듈에 의해 이하에서 설명할 각 단계가 수행될 수도 있다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.
홍채 패턴을 코드화하기 위해 먼저 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출한다. 이때, 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리는 회전 각도 별로 상이할 수 있다. 일반적으로 사람의 홍채를 원형이라고 취급하나, 실제 사람의 홍채는 원형이 아니기 때문이다.
따라서, 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리는 소정의 각도 범위 내에서 기 설정된 제1 각도 간격으로 산출될 수 있다.
예를 들어, 동공 중심을 원점으로 했을 때 회전 각도가 θα 이상 θω이하인 영역에서 기 설정된 간격으로 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출할 수 있다.
회전각도가 θω보다 크고 θα보다 작은 영역은 눈꺼풀에 의해 홍채 데이터를 취득하지 못할 가능성이 크기 때문에 회전 각도가 θα 이상 θω이하인 영역에서만 기 설정된 각도 간격으로 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 것이다.
여기에서 기 설정된 제1 각도 간격이 0.5°라면, 회전각도가 θα일 때 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하고, θα+0.5°일 때 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리, θα+1°일 때 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리,…, θω일 때 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출할 수 있다.
회전각도가 θα보다 크고 θω보다 작은 영역에서 기 설정된 제1 각도 간격으로 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리가 산출되면, 기 설정된 제2 각도 간격으로 산출된 거리의 평균값을 산출한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 기 설정된 제2 각도 간격이 ε라면, 회전 각도 θ가 θα≤θ≤ θα+ε일때 기 설정된 제1 각도 간격으로 산출된 동공과 홍채의 경계선까지 거리의 평균값, 회전 각도가 θ가 θα+ε≤θ≤ θα+2ε일 때 기 설정된 제1 각도 간격으로 산출된 동공과 홍채의 경계선까지 거리의 평균값 등을 산출할 수 있다.
회전 각도 θ가 θα≤θ≤ θα+n·ε 일 때 기 설정된 제1 각도 간격으로 산출된 동공과 홍채의 경계선까지의 거리 평균값을 Sn이라고 표현하면, Sn은 다음과 같은 수식에 의해 산출될 수 있다.
Figure PCTKR2017008839-appb-M000001
상술한 과정을 적용하면, 소정의 각도 범위 내에서 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 결정할 수 있게 된다. 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리가 결정되면, 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
회전 각도별 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리가 결정되면, 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리는 동공과 홍채의 경계선에서 소정의 거리를 더하여 산출될 수 있다.
이때, 동공과 홍채의 경계선에서 더해지는 소정의 값은 회전 각도에 따라 달라질 수 있다. 사용자의 눈 영역을 촬영한 이미지에서 좌우측 방향은 눈꺼풀에 의해 가려질 가능성이 적은 반면, 아래 방향의 경우 아래 눈꺼풀에 의해 홍채 영역이 가려질 가능성이 크기 때문이다.
따라서, 동공과 홍채의 경계선에 더해지는 소정의 값은 좌우측 방향의 경우가 아래 방향의 경우보다 더 클 수 있다.
홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 산출하는 구체적인 방법은 다음과 같은 수식으로 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2017008839-appb-M000002
여기에서, irisR은 사용자의 홍채 반지름이라고 기 결정된 상수이다.
홍채의 좌우측 영역에 해당되는 제1 영역(310) 및 제3 영역(330)은 눈꺼풀에 의해 간섭이 크지 않은 곳이므로, 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리로 결정된 Sn에 (irisR-Sn)*0.83을 더하여 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하나, 제2 영역(320)은 홍채의 일부가 아래 눈꺼풀에 가려질 가능성이 있음을 고려하여 Sn에 (irisR-Sn)*0.50을 더한값을 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리로 결정하는 것이다.
상술한 과정을 통해 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리가 결정되면, 기 설정된 제2 각도 간격으로 홍채 영역을 블록화한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 블록을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
상술한 과정을 통해 기 설정된 제2 각도 간격인 ε° 간격으로 ① 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지 거리의 평균값 Sn ② 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리 En 결정되면 기설정된 제2 각도 간격인 ε° 간격으로 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지 거리의 평균값에서 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리 사이 영역을 블록화한다.
본 명세서에서는 거리가 Sn ~ En이고 회전각도가 θα + (n-1)·ε≤θ≤θα+n·ε(n≥1인 정수)인 영역을 "블록"이라고 정의한다. 예를 들어, n=1인 경우, 회전 각도 θ가 θα ≤θ≤θα+ ε이고 거리가 S1 ~ E1 내에 속한 픽셀들로 구성된 제1 블록(410)을 생성할 수 있다.
마찬가지로 n=2인 경우, 회전 각도 θ가 θα + ε ≤θ≤θα+ 2ε이고 거리가 S2 ~ E2 내에 속한 픽셀들로 구성된 제2 블록(420)을 생성할 수 있다.
동일한 방법으로 θα 에서 θω까지 ε° 간격으로 블럭을 생성하면 (ω-α)/ε개의 블록이 생성할 수 있다.
상술한 과정을 거쳐 기 설정된 제2 각도 간격으로 블록이 생성되면, 각 블록에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 세부 영역을 생성한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 블록에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 세부 영역을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 방법은 블록에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 복수의 세부 영역을 생성한다.
본 발명의 일 실시에 따른 세부 영역은 블록안에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 생성될 수 있다. 구체적으로, 동공 중심으로부터 거리가 동일한 픽셀들을 정렬하여 제1 세부 영역(411)을 생성하고, 동일한 방법으로 제2 세부 영역(412)을 순차적으로 생성할 수 있다.
이때, 각 세부 영역에 포함되는 픽셀들을 수식으로 나타내면,
Figure PCTKR2017008839-appb-M000003
이 된다.
여기에서, P(x,y)는 각 픽셀의 위치 정보를 의미한다.
상술한 과정을 통해 세부 영역들을 생성하면, 각 블록에 포함된 모든 픽셀들의 위치 정보를 특정할 수 있게 된다.
블록에 포함된 픽셀들의 위치가 특정되면, 블록을 복수개의 영역으로 분할하여 기 설정된 개수의 섹터를 생성하고 각 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 블록을 복수개의 영역으로 분할하여 기 설정된 개수의 섹터를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
복수개의 세부 영역을 통해 블록에 포함된 픽셀들의 위치 정보가 특정되면 블록을 복수개의 영역으로 분할하여 기 설정된 개수의 섹터를 생성한다. 이후 각 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화하여 저장한다. 본 발명의 일 실시예에 따라 홍채 패턴을 코드화하는 방법으로 2차 가버(Gabor) 변환을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않으며 다른 범용적인 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따라 블록을 기 설정된 개수의 영역으로 분할하여 생성한 섹터는 다음과 같은 수식으로 표현할 수 있다. 여기에서는 블록을 10개의 섹터로 분할한 경우를 예로 들어 설명한다.
Figure PCTKR2017008839-appb-M000004
한편, 상술한 과정은 제1 블록(410)에 대해서만 적용되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 동일한 과정이 도 4에서 설명한 과정을 통해 설명한 모든 블록들에 의해 적용될 수 있다.
또한, 각 블록의 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화한 데이터는 데이터베이스에 저장되어 사용자를 인증하는데 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 방법은 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출한다(S710). 이때, 경계선까지의 거리 산출은 소정의 각도 범위 내에서만 이루어질 수 있다. 구체적으로, 기 설정된 제1 각도 간격으로 동공 중심에 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출할 수 있다.
이후, 기 설정된 제2 각도 간격으로 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리의 평균값을 산출한다(S720). 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 각도가 ε°인 경우, 회전 각도 θ가 θα≤θ≤θα+ε일 때 경계선까지 거리의 평균값, 회전 각도 θ가 θα+ε ≤θ≤θα+2ε 일 때, 경계선까지 거리의 평균값 등이 순차적으로 산출될 수 있다.
다음으로 제2 각도 간격으로 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정한다(S730). 본 발명의 일 실시예 따른 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리는 동공과 홍채의 경계선에서 소정의 거리를 더하여 결정할 수 있다.
이때, 동공과 홍채의 경계선에 더해지는 소정의 거리는 회전 각도별로 상이해질 수 있다. 예를 들어, 눈꺼풀에 의해 홍채가 가려질 가능성이 적은 홍채 좌우측 영역의 경우 눈꺼풀에 의해 홍채가 가려질 가능성이 큰 아래 영역에 비해 큰 값이 더해질 수 있다.
다음으로, 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지 사이 영역에 포함된 픽셀들로 블록을 생성한다(S740). 이후, 블록에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 세부 영역을 생성한다(S750).
상술한 과정을 통해 세부 영역에 포함된 픽셀들의 위치 정보가 특정되면 블록을 기 설정된 개수의 섹터로 분할한다(S760). 이후, 각 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화한다(S770).
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 방법은 사용자의 동공 및 홍채가 원이 아님을 전제로 하여 이루어 지는바, 동공과 홍채가 원임을 전제로 홍채 패턴을 코드화하는 경우에 비해 오류 발생 빈도를 최소화시킬 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 패턴 코드화 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 8에는 본 발명의 실시예와 관련있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 도 8에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소가 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
프로세서(810)는 홍채 패턴을 코드화할 수 있는 프로그램을 실행한다. 그러나, 프로세서(810)에서 실행될 수 있는 프로그램은 이에 한정되지 않으며 다른 범용적인 프로그램이 실행될 수도 있다.
스토리지(820)에는 홍채 패턴을 코드화할 수 있는 프로그램이 저장된다. 본 발명의 일 실시예에 따라 홍채 패턴을 코드화할 수 있는 프로그램은 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 단계, 기 설정된 제2 각도 간격으로 상기 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리의 평균값을 산출하는 단계, 상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계, 상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 사이 영역에 포함된 픽셀들로 블록을 생성하는 단계, 상기 블록에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 세부 영역을 생성하는 단계, 상기 세부 영역에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 상기 블록을 기 설정된 개수의 섹터로 분할하는 단계 및 상기 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화하는 단계를 실행한다.
메모리(830)는 홍채 패턴을 코드화할 수 있는 프로그램을 로딩하여, 그 프로그램이 프로세서(810)에서 실행될 수 있도록 한다.
네트워크 인터페이스(840)에는 컴퓨팅 장치가 연결될 수 있다.버스(850)는 상술한 프로세서(810), 스토리지(820), 메모리(830) 및 네트워크 인터페이스(840)가 연결되는 데이터 이동 통로로서의 역할을 수행한다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 단계;
    기 설정된 제2 각도 간격으로 상기 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리의 평균값을 산출하는 단계;
    상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계;
    상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 사이 영역에 포함된 픽셀들로 블록을 생성하는 단계;
    상기 블록에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 세부 영역을 생성하는 단계;
    상기 세부 영역에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 상기 블록을 기 설정된 개수의 섹터로 분할하는 단계; 및
    상기 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화하는 단계를 포함하는 홍채 패턴 코드화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 단계는,
    소정의 각도 범위 내에서 기 설정된 제1 각도 간격으로 상기 동공 중심에서 상기 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 단계를 포함하는 홍채 패턴 코드화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계는,
    상기 동공과 홍채의 경계선에서 소정의 거리를 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계를 포함하는 홍채 패턴 코드화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 동공과 홍채의 경계선에서 소정의 거리를 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계는,
    상기 회전 각도별로 상이한 소정의 거리를 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계를 포함하는 홍채 패턴 코드화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전 각도별로 상이한 소정의 거리를 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계는,
    상기 동공의 아래 방향에 더해지는 값보다 더 큰 값을 상기 동공의 좌우측 방향에 더하여 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 단계를 포함하는 홍채 패턴 코드화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 블록을 생성하는 단계는,
    상기 동공 중심으로부터의 거리가 상기 동공과 홍채의 경계선까지의 거리의 평균값에서 상기 홍채 데이터를 취득할 지점 사이이고, 회전 각도 θ가 θα + (n-1)·ε≤θ≤θα+n·ε(n≥1인 정수)인 영역에 속한 픽셀을 포함하는 블록을 생성하는 단계를 포함하는 홍채 패턴 코드화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 블록에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 세부 영역을 생성하는 단계는,
    동공 중심으로부터 거리가 동일한 픽셀들을 정렬하여 세부 영역을 생성하는 단계를 포함하는 홍채 패턴 코드화 방법.
  8. 하나 이상의 프로세서,
    상기 프로세서에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(load)하는 메모리; 및
    홍채 패턴을 코드화할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 스토리지를 포함하되,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리를 산출하는 오퍼레이션;
    기 설정된 제2 각도 간격으로 상기 동공 중심으로부터 동공과 홍채의 경계선까지의 거리의 평균값을 산출하는 오퍼레이션;
    상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 거리를 결정하는 오퍼레이션;
    상기 제2 각도 간격으로 상기 동공과 홍채의 경계선으로부터 상기 홍채 데이터를 취득할 지점까지의 사이 영역에 포함된 픽셀들로 블록을 생성하는 오퍼레이션;
    상기 블록에 포함된 픽셀들을 거리에 따라 정렬하여 세부 영역을 생성하는 오퍼레이션;
    상기 세부 영역에 포함된 픽셀들의 위치 정보로 상기 블록을 기 설정된 개수의 섹터로 분할하는 오퍼레이션; 및
    상기 섹터에 포함된 홍채 패턴을 코드화하는 오퍼레이션을 포함하는 홍채 패턴 코드화 장치.
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