실시간 지문 선별 입력방법{Real-time fingerprint screening input method}

본 발명은 실시간 지문 선별 입력방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지문인식시스템 등으로부터 입력되는 지문을 취득하고, 상기 취득된 지문의 품질(사용자의 지문압력에 따른 명암, 지문 중심점의 위치, 지문의 기울기)을 파악하여 보다 고품질의 지문을 입력할 수 있도록 음성 또는 문자메시지를 출력하여 사용자로 하여금 올바르게 지문을 입력하도록 유도하는 지문 선별 입력방법에 관한 것이다. 이때 올바른 지문입력을 유도할 수 있는 메시지 출력 방법이 없으면, 인식 자체를 거부함으로써 사용자는 현재 입력되고 있는 지문이 불량함을 간접적으로 느끼게되고 올바른 지문 입력을 추진하게 된다.

일반적으로 지문(指紋)은 땀샘이 융기(隆起)되어 일정한 흐름을 형성한 것으로 그 모양이 개인마다 서로 다르게 형성되어 있으며, 상기 지문에서 선 모양으로 나타나는 것으로 산맥과 같이 솟아 오른 부분을 융선(ridge)이라 하고, 반대로 융선과 융선 사이에 계곡과 같이 파인 부분을 골(valley)이라 한다.

상기와 같이 지문을 인식하는 시스템은 각 개인의 지문을 인식하기 위해서 개인의 지문을 스캐너 등과 같은 화상입력장치, 압력센서, 열센서, 기타 센서를 통하여 지문의 영상을 입력받고, 상기 입력받은 데이터에 관한 정보를 데이터베이스모듈로 사전 등록 저장한 다음 각 사용자의 지문인식을 위해 새로이 입력되는 지문과 기 저장된 지문의 융선 흐름이나 특징점 분포의 유사성을 비교, 판단하여 검증하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 지문인식방법은 사전 등록된 지문과 새로이 입력되는 지문을 비교하게 될 때, 어느 한 지문의 명암이나 중심점의 위치, 그리고 기울기가 적절하지 못한 경우에는 두 지문간의 유사성을 판단하기 어렵다. 즉, 지문의 명암이 너무 진하거나 흐린 상태와, 상기 지문의 중심 부분이 구석으로 치우쳐서 입력된 상태이거나, 지문이 많이 기울어져서 입력된 상태는 지문 품질이 불량한 경우가 된다.

이렇게 지문의 품질이 나쁜 경우 기존의 지문인식시스템에서는 지문의 품질 상태와 상관없이 지문을 입력받아 비교하기 때문에 인식률이 저하되는 문제점을 갖게 되었다. 또한, 스캐너 등과 같은 지문입력장치를 통하여 입력된 지문의 품질 상태를 판단하더라도 지문의 입력상태를 즉각 시정할 수 있도록 실시간 판단이 불가능하였으며, 상기 지문의 품질 상태를 인식한 후 최종단계에서 알려줌으로서 사용자가 지문을 재 입력하기 위해서는 한참 기다린 후 인식 불가를 통보 받고 처음부터 다시 입력하여야 하는 불편한 문제점을 갖게 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 지문인식시스템 등으로부터 입력되는 지문을 취득하고, 상기 취득된 지문의 품질(지문영상의 명암, 지문 중심의 위치, 지문의 기울기)을 파악하여 보다 고품질의 지문을 입력할 수 있도록 음성 또는 문자메시지를 출력하여 사용자로 하여금 올바르게 지문을 입력하도록 유도하는데 그 목적이 있다. 이때 올바른 지문입력을 유도할 수 있는 메시지 출력 방법이 없으면, 인식 자체를 거부함으로써 사용자는 현재 입력되고 있는 지문이 불량함을 간접적으로 느끼게되고 올바른 지문 입력을 추진하게 된다.

본 발명의 실시간 지문 선별 입력방법은 상기 취득된 지문영상을 임의의 블록단위로 세분화하여 영상의 명암 상태를 판단하는 단계; 상기 지문영상에서 지문의 중심점을 검출하고, 중심점의 진위여부를 검증하는 단계; 상기 중심점의 위치가 영상의 중심부에 위치하는지를 판단하는 단계; 상기 지문영상에서 지문의 중심점을 기준으로 하여 좌우 일정 길이만큼의 직선을 긋고 상기 융선들과 직선이 일치되는 점으로부터 각 융선들의 평균 방향각도를 산출하여 지문영상의 기울기를 판단하는 단계; 상기 산출된 지문영상의 기울기가 기 설정된 기울기 오차범위에 속하는지를 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시간 지문 선별 입력방법의 구성의 흐름을 보인 흐름도

도 2는 본 발명의 따른 지문입력장치로부터 취득된 지문의 명암상태를 결정하기 위한 과정도

도 3은 본 발명에 따른 지문입력장치로부터 취득된 지문영상 중 명암 불량 지문을 보인 상태도

도 4는 본 발명에 따른 지문 중심점 경계영역의 설정 및 적합한 위치에 입력된 중심점과 적합하지 못한 위치에 입력된 중심점을 표시한 상태도

도 5는 본 발명에 따른 지문입력장치로부터 취득된 지문의 기울기를 검출하는 과정도

도 6은 본 발명에 따른 지문입력장치로부터 취득된 지문영상과 지문의 기울기를 표시한 상태도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 실시간 지문 선별 입력방법의 구성의 흐름을 보인 흐름도 이다.

도 2는 본 발명에 따른 지문입력장치로부터 취득된 지문의 명암상태를 결정하기 위한 과정도 이다.

도 3은 본 발명에 따른 지문입력장치로부터 취득된 지문영상 중 명암 불량 지문을 보인 상태도 이다.

도 4는 본 발명에 따른 지문 중심점 경계영역의 설정 및 적합한 위치에 입력된 중심점과 적합하지 못한 위치에 입력된 중심점을 표시한 상태도 이다.

도 5는 본 발명에 따른 지문입력장치로부터 취득된 지문의 기울기를 검출하는 과정도 이다.

도 6은 본 발명에 따른 지문입력장치로부터 취득된 지문영상과 지문의 기울기를 표시한 상태도 이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지문을 사전 등록하거나 검증하기 위하여 사용자가 자신의 지문을 스캐너 등과 같은 지문 입력장치로부터 사용자의 지문영상을 취득하게 된다. (단계 S102) 상기 스캐너 등과 같은 지문 입력장치로부터 취득된 지문영상은 지문의 품질을 결정하기 위하여 입력된 지문영상의 명암상태가 적합한지를 판단한다. (단계 S104)

즉, 입력된 지문영상을 임의의 블록 단위로 세분화하고, 각 세분화된 블록의 명암을 판단하기 위하여 각 블록의 계조(Gray level)도의 평균값을 계산하고, 상기 평균값이 너무 높으면 그 블록의 지문 영상은 흐린 것으로 판단하며, 반대로 너무 낮으면 영상이 진한 것으로 판단한다. (도 2참조)

또한, 각 블록별로 명암상태를 판단한 후 각 상태별로 블록 수를 합산하고, 합산한 결과 진한 상태의 블록수가 임계치보다 많으면 전체 지문영상을 진한 것으로 판단하며, 사용자에게 지문의 입력된 상태가 진하게 입력된 상태이므로 약하게 입력하도록 음성 또는 문자메시지를 출력하여 재 입력을 요구한다. 반대로, 합산한 결과 흐린 상태의 블록수가 임계치보다 많으면 지문 영상이 흐린 것으로 판단하고, 사용자에게 지문의 입력된 상태가 약하게 입력된 상태이므로 진하게 입력을 해달라는 메시지를 음성 또는 문자메시지를 출력하여 재 입력을 요구하게 되는 것이다. 이때 올바른 지문입력을 유도할 수 있는 메시지 출력 방법이 없으면, 인식 자체를 거부함으로써 사용자로 하여금 현재 입력되고 있는 지문이 불량함을 간접적으로 느끼도록 하여 올바른 지문 입력을 유도한다. (단계 S106 : 도 3 참조)

또한, 지문영상의 명암이 적합하다고 판단되는 경우 입력된 지문영상의 각 점에서 곡률을 계산하여 상기 중심점을 검출한다. (단계 S108) 이때, 중심점이 미리 지정된 경계영역 내에 아예 들어오지 않을 수도 있고 잡음에 의해 잘못된 중심점을 찾을 수도 있으므로 푸앵카레(Poincare index)를 이용하여 중심점을 검증한다. (단계 S110 : 도 4참조)

상기 검출된 중심점의 진위여부를 검증하여 중심점이 없는 것으로 판단되는 경우 사용자에게 지문의 위치를 변경하도록 음성 또는 문자메시지를 출력하여 지문의 위치를 변경하도록 요구한다. (단계 S112)

또한, 중심점이 있는 것으로 판단되면 중심점의 위치가 지정해 놓은 영역 내에 위치하는지를 판단한다. (단계 S114)

상기 중심점의 위치가 지정해 놓은 영역 내에 위치하지 않고 구석으로 치우쳐서 입력되는 경우 사용자에게 지문의 위치를 변경하도록 음성 또는 문자메시지를 출력하여 지문의 위치를 변경하도록 요구한다. 이때 올바른 지문입력을 유도할 수 있는 메시지 출력 방법이 없으면, 인식 자체를 거부함으로써 사용자로 하여금 현재 입력되고 있는 지문이 불량함을 간접적으로 느끼도록 하여 올바른 지문 입력을 유도한다.(단계 S116) 상기 지문의 위치가 지정해 놓은 영역 내에 위치하게 되는 경우 다음 단계를 실행한다.

상기 입력된 지문의 중심점이 올바르게 위치하는 경우 지문의 중심점을 기준으로 하여 좌우로 일정 길이만큼의 기준선을 긋고 상기 융선들이 기준선을 통과하는 일치점을 기준으로 좌우 각 융선들의 방향각도를 산출한다. (단계 S118)

상기 각 융선들의 평균 방향각도를 산출하고, 기준선의 법선 방향을 기준으로 좌우 각각의 평균 방향각도를 대비하여 서로 상쇄되어 "0"에 가장 근접하게 될 때까지 계속해서 중심점을 기준으로 기준선 각도를 변경하여 지문의 기울기를 산출하게 된다. (도 5참조)

상기 취득된 지문의 기울기가 기 설정된 기울기 오차범위에 해당되는가를 판단한다. (단계 S120) 상기 입력된 지문의 기울기가 기 설정된 기울기의 오차범위 보다 크면 입력된 지문을 잘못된 것으로 판단하여, 사용자에게 지문의 기울기를 조정하도록 음성 또는 문자메시지를 출력하여 사용자에게 지문의 기울기를 조정하도록 요구한다. 이때 올바른 지문입력을 유도할 수 있는 메시지 출력 방법이 없으면, 인식 자체를 거부함으로써 사용자로 하여금 현재 입력되고 있는 지문이 불량함을 간접적으로 느끼도록 하여 올바른 지문 입력을 유도한다.(단계 S122)

상기 입력된 지문의 기울기가 기 설정된 기울기의 오차범위에 속하는 경우 취득한 영상을 사전 등록 저장된 지문과 비교하여 사용자를 검증하거나 새롭게 지문을 등록하게 되는 것이다. (단계 S124 : 도 6참조)

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시간 지문 선별 입력방법은 사용자가 스캐너 등과 같은 지문 입력장치를 통하여 입력한 지문영상의 명암상태, 지문 중심점의 위치 및 지문의 기울기 등 각 단계별로 적절하지 못한 지문영상이 입력되면 입력상태를 음성 또는 문자메시지를 통하여 지문의 입력상태를 점검하여 올바른 입력을 유도할 수 있는 장점을 갖게 된다. 또한, 지문영상의 품질이 적절하지 않다고 판단되는 경우 해당 정보를 사용자에게 음성 또는 문자메시지로서 사용자에게 알려 사용자로 하여금 거부감 없이 적절한 지문영상을 재 입력을 할 수 있도록 유도하며, 재 입력을 위하여 별도의 조작을 하지 않고도 지속적으로 지문영상을 입력받을 수 있는 장점을 갖는다. 이때 올바른 지문 입력을 유도할 수 있는 메시지 출력 방법이 없으면 인식 자체를 거부함으로써 사용자로 하여금 간접적으로 현재 입력되고 있는 지문이 불량함을 느끼게 하여 올바른 지문을 입력하도록 유도하며, 인식과정에 들어가지 않고 재 입력하도록 유도함으로써 불필요한 시간을 단축시키는 장점을 갖게된다.

그리고, 지문의 영상을 인식하는 장치의 인식률을 향상시킬 수 있어 사용자의 편의를 증대시키게 되는 효과를 갖게 된다.