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KR101017798B1 - 평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증 방법 및 장치 - Google Patents

평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증 방법 및 장치 Download PDF

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KR101017798B1
KR101017798B1 KR1020080108545A KR20080108545A KR101017798B1 KR 101017798 B1 KR101017798 B1 KR 101017798B1 KR 1020080108545 A KR1020080108545 A KR 1020080108545A KR 20080108545 A KR20080108545 A KR 20080108545A KR 101017798 B1 KR101017798 B1 KR 101017798B1
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finger
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vein
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최준환
김희찬
공현중
박상윤
김지만
노승우
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서울대학교산학협력단
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Abstract

손가락의 정맥을 이용하여 사용자를 인증하는 방법 및 장치가 개시된다.
손가락의 정맥을 이용하여 사용자를 인증하는 지정맥 인증 방법에 있어서, 적외선을 이용하여 손가락 영상을 촬영하고, 가우스 필터를 이용하여 상기 영상에서 노이즈를 제거하고, 평균 곡률을 이용하여 상기 영상에서 배경 영역을 분할하고, 상기 평균 곡률을 이용하여 상기 분할된 영상에서 지정맥 패턴을 추출하고, 추출된 지정맥 패턴과 기 저장된 템플렛 패턴을 비교함으로써, 지정맥 패턴을 보다 정확하게 추출할 수 있음에 따라 조명, 카메라의 각도, 혈액의 흐름, 온도 등과 같은 주변 환경의 변화에도 보다 안전하고 정확하게 사용자를 인증할 수 있는 효과를 가진다.
biometrics, 손가락, 정맥, 평균 곡률, 인증

Description

평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증 방법 및 장치{Method and apparatus for finger vein identification using mean curvature}
본 발명은 손가락 정맥을 이용하여 사용자를 인증하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평균 곡률을 이용하여 사용자의 손가락 영상으로부터 지정맥 패턴을 추출함으로써 보다 정확하고 안전하게 사용자를 인증할 수 있는 평균 곡률을 이용한 지정맥 인증 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 사용자 출입 통제 및 보안 시스템에서는 주로 마그네틱 카드, 스마트카드, RF 카드 등이 사용자 인증에 사용되어 왔다. 그러나 이와 같이 카드를 이용하여 사용자를 인증하는 경우, 카드의 도난 및 오용, 분실 등으로 인해 다양한 문제점이 발생할 뿐만 아니라 사용자의 수가 많은 경우에는 상기 사용자에게 지급되는 카드 수 또한 많아지게 되므로 시스템 운영에 많은 비용이 발생하는 문제점이 있었다.
이에 따라, 사용자의 신체적인 특징을 인식하여 사용자의 신원 확인, 신원 인증 및 출입 통제 등을 하는 생체 인식 시스템이 상용화되고 있는 추세이다.
이러한 생체 인식 시스템에는 지문패턴을 이용한 지문인식 시스템, 얼굴의 형상을 인식하는 시스템, 손의 형태를 이용하는 시스템, 홍채를 인식하는 시스템 등 다양한 인증 방법이 이용되고 있으며, 이 중 지문 인식 시스템이 보편적으로 사용되고 있다.
그러나, 상기 지문 인식 시스템은 지문 인식 시스템에 손가락을 직접적으로 접촉해야함에 따라 비위생적이고, 상기 지문이 다른 사람에게 쉽게 노출될 수 있음에 따라 위조, 변조 등의 가능성이 크다는 문제점이 있다.
한편, 얼굴의 형상을 인식하거나 손의 형태, 홍채 등을 인식하는 시스템은 생체 특징의 변형, 주변 환경, 액세서리 등으로 인하여 안정적인 인식 성능을 얻기 힘든 문제점이 있다.
따라서 위조, 변조 등으로부터 안전하게 각각의 사용자를 인식하는 한편, 조명, 카메라의 각도, 혈액의 흐름, 온도 등과 같은 주변 환경이 변화하여도 정확하게 사용자를 인식할 수 있는 인증 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 손가락 내부의 정맥을 이용하여 사용자 인증을 수행함으로써 보다 안전하고 정확하게 각각의 사용자를 인증할 수 있는 평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 조명, 카메라의 각도, 혈액의 흐름, 온도 등과 같은 주변 환경의 변화에도 보다 정확하게 사용자를 인증할 수 있는 평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증 방법은 손가락의 정맥을 이용하여 사용자를 인증하는 지정맥 인증 방법에 있어서, 적외선을 이용하여 손가락 영상을 촬영하는 단계; 가우스 필터를 이용하여 상기 영상에서 노이즈를 제거하고, 평균 곡률을 이용하여 상기 영상에서 배경 영역을 분할하는 단계; 상기 평균 곡률을 이용하여 상기 분할된 영상에서 지정맥 패턴을 추출하는 단계; 및 추출된 지정맥 패턴과 기 저장된 템플렛 패턴을 비교하는 단계를 포함한다.
상기 평균 곡률(H)은 다음의 수학식 (E-1)에 의하여 산출될 수 있다.
Figure 112008076249718-pat00001
(E-1)
여기서, f는 상기 영상의 명암도이다.
상기 분할하는 단계는 상기 평균 곡률 및 라플라시안(Laplacian) 방정식을 이용하여 배경 영역을 분할하는 단계일 수 있다.
상기 추출하는 단계 이후에 상기 지정맥 패턴을 반전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비교하는 단계는 다음의 수학식 (E-2)을 이용하여 비교하는 단계일 수 있다.
Figure 112008076249718-pat00002
(E-2)
여기서, r은 부합률(MPR: Matched Pixel Ratio), i(x,y)는 x 및 y좌표에서의 지정맥 패턴, t(x,y)는 x 및 y좌표에서의 템플렛 패턴이다.
그리고 상기 비교하는 단계는 상기 지정맥 패턴을 -10도부터 10도까지 2도씩 회전하면서 상기 템플렛 패턴과 비교하는 단계일 수 있다.
한편 본 발명에 따른 평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증 장치는 손가락의 정맥을 이용하여 사용자를 인증하는 지정맥 인증 장치에 있어서, 적외선을 이용하여 손가락 영상을 촬영하는 정맥 촬영부; 가우스 필터를 이용하여 상기 영상에서 노이즈를 제거하고, 평균 곡률을 이용하여 상기 영상에서 배경 영역을 분할하는 전처리부; 상기 평균 곡률을 이용하여 상기 분할된 영상에서 지정맥 패턴을 추출하는 정맥 추출부; 및 추출된 지정맥 패턴과 기 저장된 템플렛 패턴을 비교하는 매칭부를 포함한다.
상기 평균 곡률(H)은 다음의 수학식 (E-1)에 의하여 산출될 수 있다.
Figure 112008076249718-pat00003
(E-1)
여기서, f는 상기 영상의 명암도이다.
상기 정맥 추출부는 추출된 지정맥 패턴을 반전할 수 있다.
상기 매칭부는 다음의 수학식 (E-2)을 이용하여 각각의 사용자를 인증할 수 있다.
Figure 112008076249718-pat00004
(E-2)
여기서, r은 부합률(MPR: Matched Pixel Ratio), i(x,y)는 x 및 y좌표에서의 지정맥 패턴, t(x,y)는 x 및 y좌표에서의 템플렛 패턴이다.
상기 매칭부는 상기 지정맥 패턴을 -10도부터 10도까지 2도씩 회전하면서 상기 템플렛 패턴과 비교할 수 있다.
상기 정맥 촬영부는 근적외선 조명 및 CCD(Charge Couple Device) 카메라를 포함할 수 있다.
상기 지정맥 인증 장치는 상기 탬플렛 패턴을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증 방법 및 장치는, 적외선을 이용하여 촬영한 사용자의 손가락 영상에 평균 곡률을 이용하여 지정맥 패턴을 추출함으로 보다 정확하게 지정맥 패턴을 추출할 수 있음에 따라 안전하고 정확 하게 각각의 사용자를 인증할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 평균 곡률을 이용한 지정맥 인증 방법 및 장치는 평균 곡률을 이용하여 지정맥 패턴을 추출함으로써 조명, 카메라의 각도, 혈액의 흐름, 온도 등과 같은 주변 환경의 변화에도 보다 정확하게 사용자를 인증할 수 있는 효과를 가진다.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지정맥 인증 장치를 나타낸 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지정맥 인증 장치는 정맥 촬영부(110), 중앙처리부 및 저장부(150)를 포함하고, 상기 중앙처리부는 전처리부(120), 지정맥 추출부(130) 및 매칭부(140)를 포함한다.
정맥 촬영부(110)는 사용자가 지정맥 인증 장치 내부로 삽입하거나, 상기 지정맥 인증 장치 상에 올려놓은 손가락의 정맥을 촬영하는 기능을 수행한다.
이를 위하여 상기 정맥 촬영부(110)는 근적외선 조명 및 CCD(Charge Couple Device) 카메라를 포함할 수 있다. 상기 정맥 촬영부(110)는 사용자가 손가락을 상기 정맥 촬영부(110)에 삽입하거나 상기 정맥 촬영부(110) 상에 올려놓을 경우, 근적외선을 조사하고 이때 사용자의 손가락 영상을 상기 CCD 카메라로 촬영한다. 즉, 상기 정맥 촬영부(110)는 근적외선을 손가락에 조사했을 때 정맥내의 헤모글로 빈만이 근적외선을 흡수하고 손가락의 나머지 부분은 이를 투과하는 원리를 이용하여 지정맥의 패턴을 촬영한다. 상기 정맥 촬영부(110)에서 촬영된 상기 손가락 영상은 바람직하게는 640x480 해상도의 영상일 수 있다.
전처리부(120)는 상기 정맥 촬영부(110)에서 촬영된 손가락 영상을 수신한 후, 상기 손가락 영상에서 노이즈(noise)를 제거하고 배경 영역을 분할(segmentation)함으로써 상기 손가락 영상으로부터 보다 정확하게 지정맥 패턴을 추출할 수 있도록 한다.
노이즈는 상기 정맥 촬영부(110)에서 손가락 영상을 촬영 시 상기 영상에 포함될 수 있는데, 상기 노이즈는 지정맥 패턴을 기 저장된 템플릿 패턴과 비교 시 부합률(MPR: Matched Pixel Ratio)에 영향을 주기 때문에 사용자 인증의 성능을 저하시키게 된다. 그러므로 상기 전처리부(120)는 가우스 필터를 이용하여 상기 손가락 영상에 포함된 노이즈를 제거하는 것이 바람직하다. 상기 가우스 필터는 7x7 픽셀 사이즈 및 표준 편차 3픽셀을 가지는 2차원 대칭 가우스 필터로 구현될 수 있다.
또한 상기 전처리부(120)는 상기 영상에서 에지를 검출함으로써 손가락 영역과 배경 영역을 분할한 후 상기 손가락 영역을 포함하는 영상만을 취한다. 상기 배경 영역은 매칭부(140)에서 기 저장된 템플릿 패턴과 상기 지정맥 패턴을 매칭 시 복잡도를 증가시킴으로 지정맥 인증의 성능을 저하시킬 수 있음에 따라 분할되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 전처리부(120)는 라플라시안(laplacian) 방정식 및 평균 곡률을 이용할 수 있다.
라플라시안 방정식은 영상에서 에지를 검출하기 위하여 이용하는 방정식으로서, 상기 전처리부(120)는 상기 라플라시안 방정식을 이용함으로써 용이하게 손가락 영역과 배경 영역을 구분할 수 있다. 그러나 라플라시안 방정식만을 이용하여 배경 영역을 분할할 경우, 정확한 에지 검출이 어려움에 따라 손가락의 대략적인 윤곽을 잡을 수는 있지만 정확하게 손가락 영역과 배경 영역의 경계를 검출하기에는 어려움이 있다. 따라서, 보다 정확하게 손가락 영상에서 배경 영역을 분할하기 위하여 상기 라플라시안 방정식 및 평균 곡률을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 평균 곡률은 다음의 과정을 통하여 산출될 수 있다.
영상의 명암도(f)는 이차원 공간에서 정의되는 스칼라 함수로 나타낼 수 있는데, 이는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112008076249718-pat00005
영상의 각 점(P)은 단위 수직 벡터(이하 노말 벡터라 함)를 가진다. 상기 점(P)에서의 법평면은 평면상에 상기 노말 벡터(P)와 적어도 하나의 탄젠트 벡터를 포함한다. 상기 법평면과 영상이 교차 시 생성되는 평면 곡선(h)은 곡률(K)을 가지는데 상기 곡률(K)은 다음의 수학식 2를 통하여 산출할 수 있다.
Figure 112008076249718-pat00006
여기서, 상기 곡률(K)는 법평면 상의 한 점(P)에서의 미분값이다.
주곡률이란 상기 점(P)에서 최대값 및 최소값을 가지는 곡률을 의미한다. 주방향이란 상기 주곡률에서의 탄젠트 방향에 해당하고, 영상의 어느 한 점에서의 두 개의 주방향은 항상 직각이다. 따라서 평균 곡률(H)은 두 개의 주곡률(k1, k2)의 평균에 해당하므로 이를 나타내면 다음의 수학식 3과 같다.
Figure 112008076249718-pat00007
상기 평균 곡률(H)은 탄젠트 방향에 대하여 서로 직각인 두 개의 주곡률의 평균값이다. 따라서 상기 평균 곡률(H)은 상호 직교 방향인 x, y성분에 대해 수직인 그래디언트 벡터의 다이버전스 값으로 표현될 수 있다.
따라서 f를 영상의 명암도,
Figure 112008076249718-pat00008
라 할 때 상기 평균 곡률(H)은 다음의 수학식 4를 통하여 산출될 수 있다.
Figure 112008076249718-pat00009
주름도란 마루 또는 골과 유사한 정도를 나타내는 것으로서, 상기 평균 곡률은 상기 주름도를 측정한 것이다. 상기 평균 곡률은 마루 형상에서는 최대값을 가지고, 골 형상에서는 최소값을 가진다.
이와 같이 산출된 평균 곡률은 이진화(binarize)될 수 있는데, 이진화된 패턴이 지정맥 패턴으로서 사용될 수 있다.
지정맥 추출부(130)는 상기 전처리부(120)로부터 노이즈가 제거되고 배경 영역이 분할된 손가락 영상을 수신하여, 상기 손가락 영상에서 지정맥 패턴을 추출한다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 적외선으로 촬영된 손가락 영상 및 명암도를 나타낸 예시도이며, 도 2b는 도 2a의 손가락 영상에 평균 곡률을 적용한 영상 및 명암도를 나타낸 예시도이다.
지정맥 패턴의 추출은 정맥의 간격, 정맥의 두께, 혈액 흐름률의 변화 등의 주변 환경에 많은 영향을 받는다. 그러므로 영상에서의 정맥 간격 및 광도는 여러 조건에 의해 변화될 수 있다. 도 2a의 손가락 영상은 2개의 두꺼운 정맥 및 1개의 얇은 정맥을 포함하는데, 종래의 지정맥 인증 방법은 양쪽의 두꺼운 정맥의 명암도 가 얇은 정맥의 명암도 보다 현저하게 낮기 때문에 얇은 정맥에서 지정팩 패턴을 추출하기는 어려웠다. 그러나, 본 발명에 따른 평균 곡률을 이용하여 지정맥 패턴의 추출할 경우 각 점에서의 곡률을 이용하기 때문에 두꺼운 정맥 및 얇은 정맥 모두 도 2b의 영상에서 나타나는 바와 같이 유사한 명암도를 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 지정맥 인증 장치는 주변 환경이 변화하여도 용이하게 지정맥 패턴을 추출할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 적외선으로 촬영된 손가락 영상이고, 도 3b는 도 3a에 평균 곡률을 적용하여 추출한 지정맥 영상이며 및 도 3c는 도 3b의 지정맥 영상을 반전한 영상을 나타낸 예시도이다.
지정맥 추출부(130)는 도 3a와 같은 손가락 영상으로부터 평균 곡률을 이용하여 도 3b와 같은 지정맥 패턴을 추출한다. 본 발명에 따른 지정맥 인증 장치는 도 3b와 같은 지정맥 패턴을 사용자 인증에 이용할 수 있지만, 도 3c와 같이 지정맥 패턴을 반전한 영상을 이용할 수도 있다.
상기 지정맥 패턴을 반전한 영상은 지정맥 패턴의 중심선이 선명하게 나타나게 되므로 보다 정확한 사용자 인증을 위하여 이를 기 저장된 템플렛 패턴(사용자 인증을 위하여 사전에 사용자가 저장한 참고 패턴)과 비교하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지정맥 인증 방법 및 종래 기술에 따른 지정맥 인증 방법을 통하여 추출된 지정맥 패턴을 나타내는 예시도이다.
도 4a는 손가락 영상을 나타내고, 도 4b 및 4c는 도 4a의 실선 박스 및 점선 박스에 해당하는 영역에 선 추적(line tracking) 방법을 이용하여 추출한 지정맥 패턴을 나타내고, 도 4d 및 4e는 지역적 이진화(local thresholding) 방법을 이용하여 추출한 지정맥 패턴을 나타낸다. 그리고, 도 4f 및 4g는 상기 각각의 박스에 최대 곡률 점(maximum curvature points) 방법을 이용하여 추출한 지정맥 패턴을 나타내고, 도 4h 및 4i는 본 발명에 따른 평균 곡률을 이용하여 추출한 지정맥 패턴을 나타낸다.
도면을 참조하면 각각의 지정맥 추출 방법 모두 지정맥 영상이 선명한 영역(실선 박스)에서는 지정맥 패턴을 용이하게 추출할 수 있음을 나타낸다. 그러나 지정맥 영상이 흐린 영역(점선 박스)에 있어서, 선 추적 방법(도 4c) 및 지역적 이진화 방법(도 4e)은 노이즈가 많음에 따라 정확한 지정맥 패턴의 추출이 어렵다. 그리고, 최대 곡률 점 방법(도 4g)은 가는 지정맥을 놓치거나 합병함으로써 정확한 지정맥 패턴의 추출이 어렵다. 그러나 도 4i에서 나타나는 바와 같이 본 발명에 따른 평균 곡률 방법은 영상의 선명도, 지정맥의 두께 등에 상관없이 정확하게 지정맥 패턴을 추출한다.
한편 지정맥 추출부(130)는 추출된 지정맥 패턴을 이진화(binarize)할 수 있는데, 이와 같은 경우 이진화된 패턴이 지정맥 패턴으로서 사용될 수 있다.
매칭부(140)는 상기 지정맥 추출부(130)에서 추출된 지정맥 패턴을 저장부(150)에 저장된 템플렛 패턴과 비교한다. 이를 위하여 상기 매칭부는 부합률(MPR: Matched Pixel Ratio)를 이용할 수 있는데, 상기 MPR은 템플렛 패턴의 화소와 지정맥 패턴의 화소의 부합률을 나타낸다.
r을 MPR, i(x,y)를 x 및 y좌표에서의 지정맥 패턴, t(x,y)를 x 및 y좌표에서 의 템플렛 패턴이라 할 때, 상기 MPR은 다음의 수학식 5를 통하여 산출될 수 있다.
Figure 112008076249718-pat00010
상기 매칭부(130)는 이진화된 패턴을 지정맥 패턴으로서 사용하는 경우 상기 MPR을 이용하여 상기 지정맥 패턴과 템플렛 패턴을 비교하고, 이진화되지 않은 평균 곡률을 지정맥 패턴으로서 사용하는 경우 상관 계수(correlation coefficient)를 이용하여 상기 지정맥 패턴과 템플렛 패턴을 비교할 수 있다.
한편 지정맥 추출부(130)에서 추출된 지정맥 패턴은 사용자가 손가락을 정맥 촬영부(110)에 삽입 시의 각도가 항상 일치하지 않음에 따라 회전되거나 이동될 수 있다. 따라서, 상기 매칭부(140)는 지정맥 패턴을 템플렛 패턴과 매칭하기 위하여 상기 지정맥 패턴을 소정 각도 내에서 특정 간격으로 회전시켜가면서 비교할 수 있는데, 바람직하게는 상기 지정맥 패턴을 -10도부터 10도까지 2도씩 회전하면서 상기 템플렛 패턴과 비교할 수 있다. 그리고 상기 매칭부(140)는 상기 지정맥 패턴을 한 픽셀씩 이동시켜가면서 매칭할 수 있는데, 이를 통하여 상기 매칭부(140)는 영상의 회전(rotation) 및 이동(translation)으로 인하여 MPR이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 지정맥 인증 장치는 표시부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 표시부는 LED(Light Emitting Diode), 음향 장치, 디스플레이 장치 등으로 구현될 수 있는데, 이를 통하여 상기 매칭부(140)에서 매칭된 결과를 사용자에게 알릴 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지정맥 인증 방법 및 종래 기술에 따른 지정맥 인증 방법의 성능 비교를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면 선 추적(line tracking) 방법, 지역적 이진화(local thresholding) 방법, 최대 곡률 점(maximum curvature points) 및 평균 곡률(mean curvature)에 대한 각각의 성능을 EER(equal error rate), zero-FAR(false acceptance rate)에서의 FRR(false rejection rate)을 통하여 에러율 곡선으로 나타내었다.
표 1은 각각의 방법들에 대한 EER 및 FRR을 나타낸다.
Method Line Tracking Local Thresholding Maximum Curvature Points Mean Curvature
EER 5.03% 2.96% 0.93% 0.12%
FRR at
zeros-FAR		 36.08% 12.01% 6.59% 2.46%
도 5 및 표 1에 나타나는 바와 같이 본 발명에 따른 평균 곡률을 이용하는 지정맥 인증은 종래의 방법들에 비하여 보다 뛰어난 사용자 인증 성능을 가진다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지정맥 인증 방법을 나타낸 흐름도이다.
도면을 참조하면 지정맥 인증 장치의 정맥 촬영부(110)는 사용자가 손가락을 상기 정맥 촬영부(110) 내부에 삽입하거나 상기 정맥 촬영부(110) 상에 올릴 경우 근적외선을 조사한다. 이때, 상기 정맥 촬영부(110)는 CCD 카메라 등을 이용하여 손가락 영상을 촬영한다(S610). 이후, 상기 정맥 촬영부(110)로부터 손가락 영상을 수신한 전처리부(120)는 가우스 필터를 이용하여 상기 손가락 영상에서 잡음을 제거하고(S620), 평균 곡률 및 라플라시안 방정식을 이용하여 잡음이 제거된 영상에서 배경 영역을 분할한다(S630). 여기서, 잡음을 제거하는 단계(S620) 및 배경 영역을 분할하는 단계(S630)의 순서는 당업자의 요구에 따라 변경될 수 있다. 즉, 상기 전처리부(120)는 배경 영역을 분할한 영상에서 잡음을 제거할 수도 있다.
지정맥 추출부(130)는 상기 전처리부(120)에서 배경 영역이 분할된 영상을 수신한 후 평균 곡률을 이용하여 지정맥 패턴을 추출한다(S640). 이때, 상기 지정맥 추출부(130)는 상기 평균 곡률을 이진화함으로써 이진화된 패턴을 지정맥 패턴으로 사용할 수도 있다. 매칭부(140)는 지정맥 추출부(130)에서 추출된 지정맥 패턴과 저장부(150)에 기 저장된 템플렛 패턴을 비교함으로써 사용자를 인증한다(S650).
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지정맥 인증 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 적외선으로 촬영된 손가락 영상 및 명암도를 나타낸 예시도이며, 도 2b는 도 2a의 손가락 영상에 평균 곡률을 적용한 영상 및 명암도를 나타낸 예시도이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 적외선으로 촬영된 손가락 영상이고, 도 3b는 도 3a에 평균 곡률을 적용하여 추출한 지정맥 영상이며 및 도 3c는 도 3b의 지정맥 영상을 반전한 영상을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지정맥 인증 방법 및 종래 기술에 따른 지정맥 인증 방법을 통하여 추출된 지정맥 패턴을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지정맥 인증 방법 및 종래 기술에 따른 지정맥 인증 방법의 성능 비교를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지정맥 인증 방법을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
110 : 정맥 촬영부 120 : 전처리부
130 : 지정맥 추출부 140 : 매칭부
150 : 저장부

Claims (13)

  1. 손가락의 정맥을 이용하여 사용자를 인증하는 지정맥 인증 방법에 있어서,
    적외선을 이용하여 손가락 영상을 촬영하는 단계;
    가우스 필터를 이용하여 상기 영상에서 노이즈를 제거하고, 평균 곡률을 이용하여 상기 영상에서 배경 영역을 분할하는 단계;
    상기 평균 곡률을 이용하여 상기 분할된 영상에서 지정맥 패턴을 추출하는 단계; 및
    추출된 지정맥 패턴과 기 저장된 템플렛 패턴을 비교하는 단계를 포함하되,
    상기 평균 곡률(H)은,
    다음의 수학식 (E-1)에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 방법.
    Figure 112010070399238-pat00021
    (E-1)
    여기서, f는 상기 영상의 명암도이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 분할하는 단계는,
    상기 평균 곡률 및 라플라시안(Laplacian) 방정식을 이용하여 배경 영역을 분할하는 단계인 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 추출하는 단계 이후에,
    상기 지정맥 패턴을 반전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비교하는 단계는,
    다음의 수학식 (E-2)을 이용하여 비교하는 단계인 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 방법.
    Figure 112008076249718-pat00012
    (E-2)
    여기서, r은 부합률(MPR: Matched Pixel Ratio), i(x,y)는 x 및 y좌표에서의 지정맥 패턴, t(x,y)는 x 및 y좌표에서의 템플렛 패턴이다.
  6. 제5항에 있어서, 상기 비교하는 단계는,
    상기 지정맥 패턴을 -10도부터 10도까지 2도씩 회전하면서 상기 템플렛 패턴과 비교하는 단계인 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 방법.
  7. 손가락의 정맥을 이용하여 사용자를 인증하는 지정맥 인증 장치에 있어서,
    적외선을 이용하여 손가락 영상을 촬영하는 정맥 촬영부;
    가우스 필터를 이용하여 상기 영상에서 노이즈를 제거하고, 평균 곡률을 이용하여 상기 영상에서 배경 영역을 분할하는 전처리부;
    상기 평균 곡률을 이용하여 상기 분할된 영상에서 지정맥 패턴을 추출하는 정맥 추출부; 및
    추출된 지정맥 패턴과 기 저장된 템플렛 패턴을 비교하는 매칭부를 포함하되,
    상기 평균 곡률(H)은,
    다음의 수학식 (E-1)에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 장치.
    Figure 112010070399238-pat00022
    (E-1)
    여기서, f는 상기 영상의 명암도이다.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 정맥 추출부는,
    추출된 지정맥 패턴을 반전하는 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 매칭부는,
    다음의 수학식 (E-2)을 이용하여 각각의 사용자를 인증하는 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 장치.
    Figure 112008076249718-pat00014
    (E-2)
    여기서, r은 부합률(MPR: Matched Pixel Ratio), i(x,y)는 x 및 y좌표에서의 지정맥 패턴, t(x,y)는 x 및 y좌표에서의 템플렛 패턴이다.
  11. 제10항에 있어서, 상기 매칭부는,
    상기 지정맥 패턴을 -10도부터 10도까지 2도씩 회전하면서 상기 템플렛 패턴과 비교하는 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 정맥 촬영부는,
    근적외선 조명 및 CCD(Charge Couple Device) 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 템플렛 패턴을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지정맥 인증 장치.
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