KR20230064266A - 동공 움직임을 이용한 위조 홍채 판별장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

동공 움직임을 이용한 위조 홍채 판별장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 위조 홍채 판별장치는 기설정된 시간 내에 사용자 동공의 움직임과 크기 변화가 있는지 확인하며, 동공의 움직임과 크기 변화를 모두 인식하면 인증시도 중인 홍채를 생체로 판단한다.

Description

동공 움직임을 이용한 위조 홍채 판별장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Recognizing Fake Iris By Detecting Movements of the Pupil of User's Eye}

본 발명은 홍채를 이용한 생체인식관련 기술로서, 사용자 동공의 움직임을 감지함으로써 위조 홍채 여부를 판별할 수 있는 위조 홍채 판별장치 및 그 방법에 관한 것이다.

사람의 눈을 보면, 눈동자와 눈동자를 둘러 싸는 공막(Sclera)이 보이고, 눈동자는 다시 동공(Pupil)과 동공을 둘러싸는 홍채(Iris)로 구분되어 보인다. 이중에서 홍채는 동공을 둘러쌈으로써 동물의 눈동자를 형성하는 조직으로서 인체에서 가장 복잡하고 정교한 섬유조직이다. 사람마다 홍채의 무늬는 모두 다르고, 같은 사람의 좌우 눈의 홍채도 그 무늬가 서로 다르기 때문에, 홍채가 개인 인증 수단으로 사용된다. 지문과 마찬가지로, 홍채의 무늬는 나이가 들어도 변하지 않는다.

홍채 인증(Iris Recognition)은 카메라로 홍채를 촬영하여 그 홍채 부분의 특징을 상호 비교하는 방법이다. 한편, 개인인증은, 출입제어, 전자상거래, 금융거래, 개인용 컴퓨터(PC)의 보안 및 사무적 결재체계 등과 같이 보안이 중요하게 요구되는 분야에 주로 사용되기 때문에, 등록된 사용자 본인이 아닌 위조된 홍채(이하 '위조 홍채'라 함)를 효과적으로 구분하는 것이 무엇보다 중요하다.

최근까지는 특정인의 홍채 이미지를 따로 획득하기도 어려울 뿐만 아니라 위조 홍채를 만드는 것도 쉽지 않아서 거의 불가능하다고 인식되어 왔다. 그럼에도 고성능 프린터로 홍채 이미지를 인쇄한 종이나, 홍채 이미지가 화면에 표시된 모바일 장치나, 홍채 이미지가 인쇄된 의안과 같은 위조 홍채가 발견되고 있다. 위조 홍채를 종래의 홍채인식장치에 입력하면, 장치가 홍채 이미지를 획득하고 특징점을 추출하는 과정을 동일하게 수행하면서 생체 홍채인 것처럼 처리할 수 있다.

출원인은 홍채 인증에서 위조 홍채인지 여부를 판단할 수 있는 다양한 방법을 연구하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2020-0079989 (특징점 변동을 이용한 위조 홍채 판별장치 및 그 방법)를 출원한 바 있다. 이 방법에 의하면, 인증 대상인 사용자의 홍채를 연속으로 촬영한 이미지에서 홍채의 특징점의 위치가 변동되거나 홍채의 특징점이 검출되지 않는 등의 변동이 있으면 인증 요청 중인 홍채를 생체로 판단하는 방법을 제시한다.

이 방법에서는 필요에 따라 사용자에게 홍채의 위치를 바꾸거나 홍채가 보이지 않도록 하는 적어도 하나의 동작을 요청할 수 있는데 이러한 과정들은 홍채 인증에 대해 사용자들이 불편하게 느끼는 부분이다. 또한 홍채의 특징점의 위치 변동을 인식하기 위해서도 일정한 시간이 소요될 수도 있다는 점도 개선될 여지가 있는 부분이다.

1. KR 10-2020-0079989 (특징점 변동을 이용한 위조 홍채 판별장치 및 그 방법)

본 발명의 목적은 홍채를 이용한 생체인식관련 기술로서, 사용자 동공의 움직임을 감지함으로써 위조 홍채 여부를 판별할 수 있는 위조 홍채 판별장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위조 홍채 판별방법은, 카메라부가 제1 프레임 속도로 사용자를 촬영하여 위조판별용 이미지를 생성하는 단계와; 위조판단부가 상기 위조판별용 이미지에서 사용자 눈의 동공의 좌표 및 동공의 크기를 측정하는 단계와; 상기 위조판별용 이미지를 생성하는 단계와 측정하는 단계를 기설정된 복수 회 반복하는 동안, 상기 위조판단부가 상기 동공의 움직임 및 크기 변화 중 적어도 하나가 확인되지 않으면 인증시도 중인 홍채를 위조로 판단하는 단계와; 상기 위조판별용 이미지를 생성하는 단계와 측정하는 단계를 상기 기설정된 복수 회 반복하는 동안, 상기 위조판단부가 상기 동공의 움직임 및 크기 변화가 모두 인식되면 인증시도 중인 상기 홍채를 생체로 판단하는 단계를 포함한다.

실시 예에 따라 상기 확인하는 단계는 상기 카메라부가 상기 제1 프레임 속도로 상기 위조판별용 이미지를 생성할 때마다, 상기 위조판단부가 상기 위조판별용 이미지에서 동공정보를 추출하는 단계와; 상기 동공의 중심점의 위치가 이전에 측정한 것과 다른 경우에 상기 동공의 움직임이 있는 것으로 판단하고, 상기 동공의 최대직경이 이전에 측정한 것과 다른 경우에 상기 동공의 크기변화가 있는 것으로 판단하는 단계를 포함한다. 여기서 상기 동공정보는 상기 위조판별용 이미지에서 상기 동공의 중심점의 좌표와 최대직경이다.

다른 실시 예에 따라, 본 발명에 따른 위조 홍채 판별방법은, 상기 기설정된 복수 회 반복하기 전에 상기 홍채를 생체로 판단하는 단계가 수행되었다면, 상기 위조판별용 이미지를 생성하는 단계와 측정하는 단계를 더 반복하지 않고 중단할 수 있다.

사용자 인식에 의한 위조판단 개시

또 다른 실시 예에 따라, 본 발명에 따른 위조 홍채 판별방법은, 상기 카메라부가 홍채 인증을 시도하는 사용자를 인식하기 위해 전방을 촬영하여 사용자인식용 이미지를 생성하는 단계와; 사용자인식부가 상기 사용자인식용 이미지에서 홍채 인증을 시도하는 사용자 눈의 동공, 홍채 및 공막을 인식하면 사용자의 인증시도가 있는 것으로 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 위조판별용 이미지를 생성하는 단계는 상기 인증시도를 확인한 경우에 개시된다.

또 다른 실시 예에 따라, 본 발명에 따른 위조 홍채 판별방법은, 상기 위조판단부는 상기 사용자인식용 이미지에서 사용자 눈의 위치를 기준위치로 저장하는 단계와; 상기 위조판별용 이미지에서 사용자 눈의 위치가 상기 기준위치와 달라지는지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 사용자 눈의 위치가 상기 기준위치와 달라진 경우에 상기 위조로 판단하는 단계와 상기 생체로 판단하는 단계를 수행하지 않을 수 있다.

생체로 인증된 경우에 특징점 추출

또 다른 실시 예에 따라, 본 발명에 따른 위조 홍채 판별방법은, 상기 위조판단부가 상기 홍채를 생체로 판단한 경우에, 특징점추출부가 홍채 인증을 위해 상기 위조판단용 이미지에서 홍채의 특징점을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

위조 홍채 판별장치

본 발명은 위조 홍채 판별장치에도 미친다. 본 발명의 위조 홍채 판별장치는, 카메라부, 위조판단부를 포함한다. 카메라부는 제1 프레임 속도로 사용자를 촬영하여 위조판별용 이미지를 생성하고, 위조판단부는 상기 카메라부로부터 상기 위조판별용 이미지를 기설정된 복수 회 제공받아 사용자 눈의 동공의 좌표 및 동공의 크기를 측정하는 영상처리를 수행함으로써 인증시도 중인 사용자의 홍채가 생체인지 위조인지 판단한다. 상기 위조판단부는, 상기 영상처리를 기설정된 복수 회 반복하는 동안 상기 동공의 움직임 및 크기 변화 중 적어도 하나가 확인되지 않으면 인증시도 중인 홍채를 위조로 판단하고, 상기 동공의 움직임 및 크기 변화가 모두 인식되면 인증시도 중인 상기 홍채를 생체로 판단한다.

본 발명에 따른 위조 홍채 판별장치는 사용자 동공의 움직임과 크기 변화를 감지함으로써 위조 홍채 여부를 판별할 수 있다.

무엇보다, 위조가 아닌 생체의 동공이라면 적어도 본 발명이 제시하는 위조 홍채 판단을 위한 동공의 변화가 기설정된 시간 내에 반드시 일어나므로, 본 발명에 의할 때 홍채 인증을 시도하는 사용자로 하여금 홍채의 위치를 바꾸거나 홍채가 보이지 않도록 하는 등의 동작을 요청할 필요가 없다.

당연히, 본 발명의 위조홍채 판별방법은 위조판별을 위해 인증을 시도하는 사용자가 눈을 깜박이도록 조명을 할 필요가 없기 때문에, 조명에 의해 사용자 눈이 부시거나 사용자의 불쾌감을 유발하지 않는다. 또한, 본 발명의 위조홍채 판별방법은 위조홍채 판별을 위해 별도의 하드웨어 장치를 사용하지 않기 때문에 장치의 구조가 매우 간단하다.

무엇보다, 동공의 움직임을 포착하는 정도의 이미지 처리는 홍채의 특징점을 추출하거나 그 특징점의 변화를 추적하는 것에 비해 매우 간단한 것이기 때문에, 위조 판별을 위한 소프트웨어를 매우 간단하게 구현할 수 있다. 당연히, 사용자가 홍채 인증을 시도할 때, 몇 장의 이미지를 획득하는데 소요되는 매우 짧은 시간이면 위조판별을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 위조 홍채 판별장치의 블록도,
도 2는 본 발명의 위조 홍채 판별방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위조 홍채 판별방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 4는 위조 판별방법의 설명을 위해 눈 부분을 도시한 이미지, 그리고
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위조 홍채 판별장치의 블록도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 위조 홍채 판별장치(100)는 카메라부(110)와 제어모듈(130)을 포함한다.

카메라부(110)는 렌즈(111)와 이미지 센서(113)를 포함하여, 홍채 인증을 시도하는 사용자의 눈 부분 이미지를 획득한다. 렌즈(111)에 의해 형성되는 카메라부(110)의 화각에 따라 카메라부(110)는 사용자의 한쪽 눈을 촬영하도록 구성할 수도 있고 두 개 눈을 모두 촬영하도록 구성할 수도 있다.

카메라부(110)는 홍채 인식을 위해 기설정된 프레임 속도로 사용자의 눈 부분을 촬영하고, 획득한 복수 개의 눈 부분 이미지를 제어모듈(130)에게 제공한다.

한편, 아래에서 설명하는 것처럼 사용자의 인증 시도를 확인하기 위하여 카메라부(110)는 전방을 주기적으로 촬영하게 되는데, 이때는 상기의 기설정된 프레임 속도보다 낮은 촬영 속도(예컨대, 아래에서 설명하는 제2 프레임 속도)로 촬영할 수 있다.

실시 예에 따라, 위조 홍채 판별장치(100)는 카메라부(110)가 좋은 품질의 눈 부분 이미지를 생성할 수 있도록 사용자를 조명하는 광원(115)을 더 포함할 수도 있다. 다만, 이때의 광원은 사용자 눈의 움직임을 유도하기 위한 것이 아니며, 따라서 본 발명의 위조 홍채 판별장치(100)의 필수 구성이 아니다. 광원(115)은 사용자의 눈 부분 이미지를 촬영하기 위해 사용자의 눈을 향해 기설정된 파장의 광선을 출사한다. 광원(115)이 출사하는 광선의 파장은 어떤 대역이어도 무방하고 백색광을 사용할 수도 있지만, 적외선을 사용하는 것이 바람직하다. 적외선 광원(115)을 사용할 경우에 카메라부(110)는 적외선 필터를 사용해야 하므로, 외부 자연광의 영향을 배제할 수 있으며, 광원(115)이 충분한 조도를 제공할 수 있다. 광원(115)이 적외선을 출사하는 경우, 카메라부(110)는 적외선 영역을 통과시키는 필터(Filter)를 더 포함할 수 있다.

제어모듈(130)은 사용자인식부(131), 위조판단부(133) 및 메모리(135)를 포함하며, 본 발명의 위조 홍채 판별장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.

사용자인식부(131)는 위조홍채 판별을 개시하기 위해 사용자의 홍채인증 시도를 확인하는 수단으로서, 카메라부(110)가 기설정된 프레임 속도로 제공하는 이미지에서 인증을 시도하는 사용자의 눈 부분이 포착되는지 여부, 즉 사용자의 인증시도를 확인한다. 종래에 카메라를 이용하여 사용자를 인식하는 얼굴인증, 홍채 인증에서 사용자의 인증시도를 확인하는 다양한 방법이 사용자인식부(131)의 사용자 인식에 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 카메라부(110)가 기설정된 프레임 속도로 제공하는 이미지에서 눈의 윤곽을 인식하는 경우에 사용자의 인증시도가 있는 것으로 확인하거나, 좀 더 명확하게 사용자 눈의 홍채, 동공 및 동막을 모두 인식하는 경우에 사용자의 인증시도가 있는 것으로 확인하는 방법을 추가적으로 제시한다. 사용자의 인증시도를 확인하면 즉시 위조 판별을 시작하기 때문에, 사용자가 눈을 감지 않은 상태임을 확인할 수 있도록 사용자 눈의 홍채, 동공 및 동막을 모두 인식하는 방법이 바람직하다.

사용자인식부(131)는 카메라부(110)가 기설정된 프레임 속도로 제공하는 이미지(이하, '사용자인식용 이미지'라 함)마다 영상처리를 통해 사용자 눈의 윤곽을 확인하거나 홍채, 동공 및 동막을 모두 인식되는 이미지가 확인되면 인증시도가 있는 것으로 판단한다. 따라서 사용자인식부(131)의 이미지 처리는 홍채 특징점을 추출하기 위한 처리 정도일 필요는 없다.

사용자인식부(131)가 홍채 인증을 시도하는 사용자를 인식하면, 위조판단부(133)는 카메라부(110)가 제공하는 연속으로 제공하는 복수 개 프레임의 이미지를 이용하여 인증시도 중인 홍채의 위조 여부를 판단한다. 사용자 인식을 위해 카메라부(110)가 생성하는 사용자인식용 이미지와 구분하기 위해, 위조판단을 위해 사용자 인식 이후에 카메라부(110)가 생성하는 이미지를 '위조판단용 이미지'라 한다. 한편, 위조판단용 이미지와 사용자인식용 이미지는 동일한 카메라부(110)가 생성하는 것이므로 동일한 해상도와 이미지 특성을 가지며, 사용자인식용 이미지에서도 공막, 동공, 홍채가 모두 포착되어야 하므로 위조판단용 이미지와 사용자인식용 이미지는 기본적으로 동일하거나 유사한 위치의 피사체(사용자)를 촬영한 것이다.

위조판별의 방법은 기설정된 시간동안에 사용자 동공의 변화가 포착되면 생체로 판단하고 사용자 동공의 변화가 포착되지 않으면 위조로 판단하는 것이다. 여기서 기설정된 시간은 기설정된 개수의 위조판단용 이미지를 연속으로 촬영하는 시간에 해당한다.

도 4의 (a)를 참조하면, [배경이 되는 기술]에서 설명한 것처럼 사람의 눈동자는 중심에 동공(Pupil)(p)이 있고 그 동공(p) 주위를 홍채(Iris)(c)가 둘러싸고 있다. 눈에서 동공(p)과 홍채(i)를 제외한 부분을 공막(e)이라 한다. 출원인은 눈동자 전체의 움직임을 인식할 수 없는 짧은 시간에도 사람의 동공은 미세하게 위치가 바뀌고 그 크기도 바뀐다는 점을 발견했다. 따라서 사용자인식부(131)는 기설정된 개수의 위조판단용 이미지에서 동공의 위치 이동이 인식되고 동공의 크기(직경) 변화가 인식되는지 여부를 이용하여, 홍채 인증을 위해 카메라부(110)에 촬영된 눈동자(또는 홍채)가 위조인지 생체인지 판단한다.

한편, 종이에 고해상도로 인쇄되거나 모바일 장치의 화면에 고해상도로 표시된 눈 이미지를 이용하여 홍채 인증을 시도하는 경우에도 조작자의 미세한 떨림에 의해 눈동자 전체의 이미지상 위치가 이동할 수 있고, 눈동자의 움직임이 동공의 움직임으로 인식될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 사용자 눈동자의 위치와 크기가 변경되지 않는 복수 개의 연속된 이미지에서 동공의 위치 이동과 크기 변화가 있는지를 판단할 필요가 있다.

이러한 점을 기초로, 위조판단부(133)는 ① 눈동자 전체의 움직임(위치 이동)이 없는 상태에서 기설정된 시간동안(즉, 연속 촬영된 복수 개 위조판단용 이미지들에서) ② 동공의 위치 이동과 동공의 크기 변화가 모두 인식되는지 여부를 이용하여, 홍채 인증을 위해 카메라부(110)에 촬영된 눈동자(또는 홍채)가 위조 인지 생체인지 판단한다. 위조판단부(133)의 위조홍채 판별방법은 도 2를 참조하여 아래에서 다시 설명한다.

위조홍채 판별방법 (도 2)

본 발명의 기본적인 위조홍채 판단방법은 카메라부(110)가 인증을 시도하는 사용자를 촬영하여 눈 부분 이미지를 생성하고, 사용자인식부(131)가 카메라부(110)가 생성한 사용자인식용 이미지에서 사용자의 눈 부분이 포착되는지 여부, 즉 사용자의 인증시도를 확인한 경우에 수행된다.

위조판단부(133)는 눈동자 전체의 움직임(위치 이동)이 없는 기설정된 시간 동안에 동공이 움직이고 그 크기가 달라지는지를 확인하여 위조 홍채인지 판단한다. 여기서, 기설정된 시간은 기설정된 개수의 위조판단용 이미지를 획득하는 시간을 의미한다.

이하에서는 도 2를 참조하여 위조판단부(133)의 동작을 중심으로 본 발명의 위조홍채 판별방법을 설명한다.

<홍채 인증 시도의 확인: S201, S203>

카메라부(110)는 기설정된 프레임 속도(아래의 제2 프레임 속도)로 전방을 촬영하여 사용자인식용 이미지를 생성하여 제어모듈(130)에게 제공한다. 이때 광원(115)이 전방을 조명할 수도 있고 조명하지 않을 수도 있다(S201).

사용자인식부(131)는 카메라부(110)가 촬영한 사용자인식용 이미지에 대한 이미지처리를 수행하여 사용자의 눈을 검출한다. 실시 예에 따라, 사용자인식부(131)는 도 4의 (a)처럼 사용자의 눈의 동공(p), 홍채(c) 및 공막(e)을 모두 인식하면 사용자의 홍채 인증 시도가 있는것으로 판단한다(S203).

<위조판별을 위한 이미지 획득: S205>

S203 단계에서 사용자인식부(131)가 사용자의 눈을 인식하면, 위조판단부(133)는 카메라부(110)가 기설정된 프레임 속도로 연속 촬영한 위조판단용 '복수 개의 이미지'를 획득하도록 제어한다. 실시 예에 따라, 사용자인식부(131)가 카메라부(110)로 하여금 위조판단용 '복수 개의 이미지'를 생성하도록 제어할 수도 있다. 카메라부(110)의 이미지 획득은 S205 내지 S213 단계를 수행하는 동안 계속된다.

만약, 카메라부(110)가 사용자인식부(131)의 사용자 눈 인식에 관계없이 동일한 제1 프레임 속도로 이미지를 생성 중이면 다른 제어가 필요없지만, 사용자인식부(131)가 사용자 눈을 인식하기 전에는 제2 프레임 속도로 사용자인식용 이미지를 생성하는 중이었다면, 위조판단부(133) 또는 사용자인식부(131)는 카메라부(110)로 하여금 제1 프레임 속도로 이미지를 생성하도록 제어한다.

<위조판별을 위한 동공 인식: S207>

위조판단부(133)는 S205 단계에서 획득한 위조판단용 이미지에서 동공을 인식하고 동공정보를 추출하여 메모리(135)에 저장한다. 동공정보는 동공 중심점의 좌표와 최대 직경을 포함한다.

<기설정된 개수의 이미지에 대해 동공의 변화 체크: S209 내지 S213>

위조판단부(133)는 기설정된 복수 개의 위조판단용 이미지에 대해 반복하여 S205 및 S207 단계를 수행하여 동공정보를 획득하고 메모리(135)에 저장하면서, 동공 중심점의 좌표 및 동공의 최대직경의 변경이 있었는지 판단하고(S209), 동공 중심점의 좌표 및 동공의 최대직경이 복수 개의 위조판단용 이미지 사이에서 달라진 적이 있다면 인증시도한 홍채를 생체로 판단한다(S211).

S209 단계에서 인증시도한 홍채가 생체로 확인되지 않으면, 위조판단부(133)는 기설정된 개수의 이미지에 대해 S205 내지 S209 단계를 반복함으로써, 기설정된 복수 개의 이미지에 대해 동공의 위치 및 동공의 최대직경이 달라졌는지 누적적으로 판단한다(S213).

다시 말해, S209의 생체 여부 판단은, 위조판단부(133)가 S205 내지 S209 단계를 기설정된 개수만큼 반복하는 동안에, 동공 중심점의 좌표 이동과 최대직경의 크기 변경이 모두 인식되면 생체로 판단하는 방식이다. 따라서 S205 내지 S209 단계를 반복하는 동안에, 어떤 이미지에서는 동공 중심점의 좌표가 이동되었고 또 다른 이미지에서 동공의 최대직경이 줄거나 커진 것이 확인다면, 위조판단부(133)는 인증요청한 홍채를 생체로 판단한다.

위조판단부(133)는 동공 중심점의 좌표 및 동공의 최대직경이 복수 개 위조판단용 이미지 사이에서 달라졌는지를 확인하기 위하여, 최초로 동공정보를 확인한 위조판단용 이미지의 동공정보를 '기준동공정보'로 설정하고, 나머지 위조판단용 이미지의 동공정보와 비교할 수 있다.

예컨대, 도 4의 (b), (c) 및 (d)는 복수 개의 위조판단용 이미지에서 선택된 이미지들의 예이다. 설명의 편리를 위해, 도 4의 (b)의 이미지가 카메라부(110)가 위조판단을 위해 첫 번째로 생성한 이미지라고 가정한다. 도 4의 (b)에는 첫 번째 위조판단용 이미지에서 확인한 동공 중심점의 이미지상 위치를 원점(p1)으로 하는 가상 평면(x-y 가상평면)이 표시되어 있다. x-y 가상평면의 원점(p1)이 동공의 중심점의 좌표이다. 첫 번째 동공의 최대직경은 z1으로 표시되어 있다. z1는 동경의 직경을 함께 표시하기 위한 것이므로 방향에는 의미가 없고 그 길이(동경의 직경)만 의미가 있다. 도 4의 (c)는 두 번째 위조판단용 이미지의 동공정보를 기준동공정보와 함께 표시한 것으로서, 기준동공정보로 설정한 x-y 평면에서 두 번째 동공의 좌표(p2)가 가로로 수평 이동된 상태로 표시되었으며, 두 번째 동공의 최대직경 z2는 z1과 동일한 크기로 표시되어 있다. 도 4의 (d)는 세 번째 위조판단용 이미지의 동공정보를 기준동공정보와 함께 표시한 것으로서, 기준동공정보로 설정한 x-y 평면에서 세 번째 동공의 좌표(p3)는 원점(p1)으로 복원된 상태이고, 세 번째 동공의 최대직경 z3는 z1보다 길게 표시되어 있다. 도 4의 (d)의 위조판단용 이미지에서 동공이 커진 것이다. 도 4의 (b) 내지 (d)의 동공은 중심점의 좌표와 최대직경이 모두 달라졌기 때문에, 위조판단부(133)는 인증요청한 도 4의 홍채를 생체로 판단한다.

만약, 기설정된 개수의 위조판단용 이미지 모두에 대해 S205 내지 S209 단계를 완료하기 전에 이미 인증요청한 홍채가 생체로 판단된 경우에는, 위조판단부(133)는 기설정된 개수를 모두 확인한 것이 아니라도 나머지 위조판단용 이미지에 대해서는 S205 내지 S209 단계를 반복하지 않을 수 있다.

<동공의 변화가 없는 경우 위조로 판단: S213, S215>

반대로, 기설정된 개수의 위조판단용 이미지에 대해 모두 확인(즉, 기설정된 시간동안 계속 확인)하였음에도 불구하고, ① 동공 중심점과 최대직경 중 어느 것에서도 변화가 없거나 ② 동공의 좌표만 이동되었거나 ③ 최대직경만이 줄거나 커졌다면, 위조판단부(133)는 인증요청한 홍채를 위조로 판단한다.

이상의 방법으로 본 발명의 위조홍채 판별방법이 수행된다. 도 2의 방법에서, 기설정된 위조판단용 이미지의 개수는 적어도 사용자의 인위적인 동작이 없다면 눈의 위치가 변경되지 않는 정도의 시간동안 촬영할 수 있는 개수로 정해져야 한다. 사용자 눈의 위치가 변경되는 것이 동공의 중심점의 좌표 변화로 인식되어서는 안되기 때문이다. 사용자의 입장에서 사용자는 하나의 동작으로 이루어지는 인증시도를 하는 것이므로, 그 하나의 동작으로 이루어지는 인증시도 중에 S203 단계부터 S211 또는 S215 단계까지의 절차가 모두 수행되어야 한다.

실시 예: 위조홍채 인식방법 (도 3)

앞서 설명한 것처럼, 사용자 눈의 위치가 변경되는 것이 동공의 중심점의 좌표 변화로 인식되어서는 안되기 때문에, 만약 기설정된 이미지 개수 내에 사용자 눈의 위치가 변경되면 위조홍채 판단절차를 종료해야 한다. 도 3의 위조홍채 판단방법의 중심 절차는 도 2의 위조홍채 판단방법과 동일하며, 눈의 위치 변화를 인식하기 위한 몇 개의 단계가 추가된다.

<사용자 눈의 이미지상 위치 인식: S301>

S203 단계에서 사용자인식부(131)가 사용자의 눈(동공, 홍채, 공막)을 인식하면, 그 이미지에서 사용자 눈의 위치를 인식하고 메모리(135)에 저장한다. 사용자인식부(131)가 눈의 위치를 기준위치로 저장한 후에 위조판단부(133)의 S205 단계가 수행된다. 따라서 이 단계는 S203 단계와 S205 단계 사이에 배치된다.

<위조 판단을 위한 이미지의 눈의 위치 확인: S303>

위조판단부(133)는 S205 단계에서 위조판단용 이미지가 획득되면, 해당 위조판단용 이미지에서 눈의 위치를 인식한 다음 메모리(135)에 저장된 기준 위치와 비교한다. 따라서 이 단계는 S205 단계와 S207 단계 사이 또는 S207 단계와 S209 단계 사이에 배치된다.

<눈 위치 변동에 따른 위조 판단의 종료: S305>

만약, 새롭게 획득한 이미지에서 인식한 눈의 위치가 기준위치와 달라졌다면, 위조판단부(133)는 눈의 위치가 변동되었음을 알리는 정보 또는 상태정보를 생성하고, 위조인증 절차를 종료하거나, 위조인증절차를 리셋하고 S205 단계를 새롭게 시작하여 기준동공정보를 새롭게 만들 수도 있다(S305).

이상의 방법으로, 위조판단 중에 눈의 위치가 이동되는 것을 인식함으로써, 눈의 위치가 바뀜에 따라 동공의 중심점 좌표가 달라진 것으로 인식하는 오류를 제거할 수 있다. 예를 들어, 종이에 인쇄된 위조홍채를 흔들어 생체로 판단되도록 하려는 시도를 오류로 걸러낼 수 있는 것이다.

위조 홍채 판별장치 (도 5)

도 5를 참조하면, 위조 홍채 판별장치(500)는 도 1의 위조 홍채 판별장치(100)를 포함하여 구현될 수 있으며, 하드웨어적으로는 위조 홍채 판별장치(100)와 동일하게 구성되면서 홍채 인증 기능을 수행하는 소프트웨어가 설치된 것일 수도 있다.

위조 홍채 판별장치(500)는 카메라부(110), 광원(115), 컬러카메라(501) 및 제어모듈(510)을 포함한다.

카메라부(110)는 도 1의 카메라부(110)와 동일하다. 컬러카메라(501)는 사용자에게 표시하기 위한 컬러 이미지를 생성한다. 위조 홍채 판별장치(500)는 컬러카메라(501)가 생성한 컬러 이미지를 외부로 전송할 수도 있고 자체의 표시부(미도시)에 표시할 수도 있다.

광원(115)은 사용자의 눈 부분 이미지를 촬영하기 위해 사용자의 눈을 향해 기설정된 파장의 광선을 출사한다. 광원(115)이 출사하는 광선의 파장은 어떤 대역이어도 무방하고 백색광을 사용할 수도 있지만, 적외선을 사용하는 것이 바람직하다. 적외선 광원(115)을 사용할 경우에 카메라부(110)는 적외선 필터를 사용해야 하므로, 외부 자연광의 영향을 배제할 수 있으며, 광원(115)이 충분한 조도를 제공할 수 있다. 광원(115)이 적외선을 출사하는 경우, 카메라부(110)는 적외선 영역을 통과시키는 필터(Filter)를 더 포함할 수 있다.

제어모듈(510)은 사용자인식부(131), 위조판단부(133), 메모리(135) 및 특징점추출부(511)를 포함한다. 사용자인식부(131)와 위조판단부(133)는 위조 홍채 판단을 위한 것으로서, 도 1의 사용자인식부(131)와 위조판단부(133)와 동일하다.

특징점추출부(511)는 위조판단부(133)가 인증 시도 중인 홍채를 생체로 판단한 경우에 동작한다. 특징점추출부(511)는 카메라부(110)가 제공한 이미지의 홍채 부분에서 특징점 데이터를 추출함으로써 홍채 인증을 위한 정보를 추출한다. 특징점추출부(511)가 추출하는 특징점 데이터에는 사용자에 특유한 홍채 무늬의 특징점을 포함한다. 그 밖에도 홍채 특징점은 종래에 알려진 다양한 정보와 그 추출방식을 적용하여 추출할 수 있다.

한편, 특징점추출부(511)는 특징점 추출, 즉 홍채 인증을 위한 이미지를 다시 생성하도록 카메라부(110)를 제어할 수도 있고, 위조판단용 이미지를 그대로 사용하여 특징점을 추출할 수도 있다.

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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (12)

1. 위조 홍채 판별방법에 있어서,
   카메라부가 제1 프레임 속도로 사용자를 촬영하여 위조판별용 이미지를 생성하는 단계;
   위조판단부가 상기 위조판별용 이미지에서 사용자 눈의 동공의 좌표 및 동공의 크기를 측정하는 단계;
   상기 위조판단부가, 상기 위조판별용 이미지를 생성하는 단계와 측정하는 단계를 기설정된 복수 회 반복하는 동안 상기 동공의 움직임 및 크기 변화 중 적어도 하나가 확인되지 않으면, 인증시도 중인 홍채를 위조로 판단하는 단계; 및
   상기 위조판단부가, 상기 위조판별용 이미지를 생성하는 단계와 측정하는 단계를 상기 기설정된 복수 회 반복하는 동안 상기 동공의 움직임 및 크기 변화가 모두 인식되면 인증시도 중인 상기 홍채를 생체로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 측정하는 단계는
   상기 카메라부가 상기 제1 프레임 속도로 상기 위조판별용 이미지를 생성할 때마다, 상기 위조판단부가 상기 위조판별용 이미지에서 동공정보를 추출하는 단계. 상기 동공정보는 상기 위조판별용 이미지에서 상기 동공의 중심점의 좌표와 최대직경임; 및
   상기 동공의 중심점의 위치가 이전에 측정한 것과 다른 경우에 상기 동공의 움직임이 있는 것으로 판단하고, 상기 동공의 최대직경이 이전에 측정한 것과 다른 경우에 상기 동공의 크기변화가 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 기설정된 복수 회 반복하기 전에, 상기 홍채를 생체로 판단하는 단계가 수행된 경우에 상기 위조판별용 이미지를 생성하는 단계와 측정하는 단계를 더 반복하지 않고 중단하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 카메라부가 홍채 인증을 시도하는 사용자를 인식하기 위해 전방을 촬영하여 사용자인식용 이미지를 생성하는 단계; 및
   사용자인식부가 상기 사용자인식용 이미지에서 홍채 인증을 시도하는 사용자 눈의 동공, 홍채 및 공막을 인식하면 사용자의 인증시도가 있는 것으로 확인하는 단계를 더 포함하고
   상기 위조판별용 이미지를 생성하는 단계는 상기 인증시도를 확인한 경우에 개시되는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 위조판단부는 상기 사용자인식용 이미지에서 사용자 눈의 위치를 기준위치로 저장하는 단계; 및
   상기 위조판별용 이미지에서 사용자 눈의 위치가 상기 기준위치와 달라지는지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 사용자 눈의 위치가 상기 기준위치와 달라진 경우에 상기 위조로 판단하는 단계와 상기 생체로 판단하는 단계를 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 위조판단부가 상기 홍채를 생체로 판단한 경우에, 특징점추출부가 홍채 인증을 위해 상기 위조판단용 이미지에서 홍채의 특징점을 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별방법.
   
7. 위조 홍채 판별장치에 있어서,
   제1 프레임 속도로 사용자를 촬영하여 위조판별용 이미지를 생성하는 카메라부; 및
   상기 카메라부로부터 상기 위조판별용 이미지를 기설정된 복수 회 제공받아 사용자 눈의 동공의 좌표 및 동공의 크기를 측정하는 영상처리를 수행함으로써 인증시도 중인 사용자의 홍채가 생체인지 위조인지 판단하는 위조판단부를 포함하고,
   상기 위조판단부는,
   상기 영상처리를 기설정된 복수 회 반복하는 동안 상기 동공의 움직임 및 크기 변화 중 적어도 하나가 확인되지 않으면 인증시도 중인 홍채를 위조로 판단하고, 상기 동공의 움직임 및 크기 변화가 모두 인식되면 인증시도 중인 상기 홍채를 생체로 판단하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 위조판단부는,
   상기 카메라부가 상기 제1 프레임 속도로 상기 위조판별용 이미지를 생성할 때마다, 상기 위조판별용 이미지에서 상기 동공의 중심점의 좌표와 최대직경을 추출하며, 상기 동공의 중심점의 위치가 이전에 측정한 것과 다른 경우에 상기 동공의 움직임이 있는 것으로 판단하고, 상기 동공의 최대직경이 이전에 측정한 것과 다른 경우에 상기 동공의 크기변화가 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별장치.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 위조판단부는,
   상기 기설정된 복수 회 반복하기 전에, 상기 홍채를 생체로 판단한 경우에 상기 카메라부가 상기 위조판별용 이미지를 생성하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별장치.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 카메라부가 홍채 인증을 시도하는 사용자를 인식하기 위해 전방을 촬영하여 사용자인식용 이미지를 생성하는 경우에, 상기 사용자인식용 이미지에서 홍채 인증을 시도하는 사용자 눈의 동공, 홍채 및 공막을 인식하여 사용자의 인증시도가 있는지 확인하는 사용자인식부를 더 포함하고,
    상기 카메라부는 상기 사용자인식부의 인증시도 확인에 따라 상기 위조판별용 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 위조판단부는,
    상기 사용자인식용 이미지에서 사용자 눈의 위치를 기준위치로 저장하고, 상기 카메라부에서 상기 위조판별용 이미지가 제공될 때마다 상기 위조판별용 이미지에서 사용자 눈의 위치가 상기 기준위치와 달라지는지 판단함으로써, 상기 사용자 눈의 위치가 상기 기준위치와 달라지면 상기 홍채에 대한 위조여부 판단을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별장치.
    
12. 제7항에 있어서,
    상기 위조판단부가 상기 홍채를 생체로 판단한 경우에, 홍채 인증을 위해 상기 위조판단용 이미지에서 홍채의 특징점을 추출하는 특징점추출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위조 홍채 판별장치.

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