개인용 몸짓 서명{PERSONAL GESTURE SIGNATURE}

본 발명은 사용자에 의해 수행되는 몸짓을 기초로 해서 사용자의 신원을 검증하는 방법에 대한 것이다. 본 발명은 나아가 사용자의 신원을 검증하는 시스템에 대한 것이다.

오날날의 디지털 사용자 검증 접근법이 원칙적으로 불안전하거나 불편하다. 사기꾼이 그 패스워드를 악용할 수 있도록 개인용 패스워드 즉 PIN이 도난당하거나 몰래 보여질 수 있다. 세션-의존 코드(예컨대, TAN)를 사용함으로써 부가적인 보안이 이러한 코드를 저장하고 관리하는데 불편을 증가시킨다. 따라서, 생체 특색(biometric feature)이 이러한 단점을 극복하기 위한 또 하나의 편리한 방식으로서 예견된다. 그럼에도 불구하고, 이러한 접근법 중 대다수가 단점을 갖고 있다.

성문(Voice Print)-이 접근법은 아직은 완벽하게 신뢰할 만 하지 않은데, 이는 다수의 관련 디바이스에 대부분 존재하는 마이크를 사용함에 따라, 원칙적으로, 좋은 선택일 수 있다. 나아가, 많은 경우에 음성이 자연스런 통신 방식이다. 그러나, 사용자가 상점 계산대에서 검증 문구를 들을 수 있을 정도로 말하는 것이 거북할 수 있거나, 몇 가지 디바이스는 여전히 마이크를 구비하지 않을 수 있다(이러한 디바이스의 예는 예컨대, 원격 제어기일 수 있다).

지문-이 접근법은 충분히 안전하게 간주되나 부가적인 하드웨어를 필요로 한다. 나아가, 이 접근법은 디바이스 상에 상당히 더 큰 양의 저장 공간을 필요로 한다.

홍채 스캔, 얼굴 인식 등-이러한 진보적인 생체 사용자 검증 접근법이 전용의 부가적인 하드웨어를 필요로 하고/하거나 계산 자원 면에서 매우 비싸다.

디지털화된 수기 서명-지불하는데 이용하기 위해, 이것은 좋은 선택일 수 있다. 수기 서명을 레코딩하기 위한 터치 감응형 디스플레이가 또한 다수의 디바이스에서 이용가능하다. 예컨대, US 6539101에 삽입된 생체 특색을 갖고 있는 펜/스타일러스(예컨대, 지문 스캐너)가 기술되어 있다. 이 정보는 이후 보안을 강화하기 위해 수기 기반의 사용자 인증과 결합된다.

따라서 본 발명의 목적은 위에서 언급된 문제점을 해결하는 디바이스 및 방법을 제공하는 것이다.

이는 사용자의 신원(identity)을 검증하고, 이를 기초로 해서 사용자 특정 데이터 또는 액션으로의 액세스를 제어하는 방법에 의해 획득되는데, 상기 방법은 식별키를 수신해서 상기 신원을 검증하고, 미리저장된 기준 식별키와의 비교를 기초로 해서 상기 사용자 특정 데이터 또는 액션으로의 액세스가 제어되는데, 상기 식별 키는,

사용자가 몸짓을 수행하기 위해 손을 사용할 때, 상기 사용자의 손의 궤적을 레코딩함으로써 몸짓을 시각적으로 레코딩하는 단계,

상기 시각적으로 레코딩된 몸짓으로부터 몸짓 특징을 추출하는 단계,

상기 몸짓 특징을 포함하는 식별 키를 기준 몸짓 특징을 포함하는 미리저장된 기준 식별 키와 비교함으로써 상기 검증을 수행하는 단계에 의해 획득된다.

"정적인" 접근법 이를테면 홍채 스캔 또는 얼굴 인식을 통한 몸짓 서명의 가장 중요한 이점은 신뢰도이다. 몸짓 서명에 고유한 동적 데이터는 검증 확신도를 상당히 증가시킨다.

카테고리 즉, 보안, 신뢰도, 편리함 및 자재 명세서(bill of material)에서 구별되는 추가적인 이점은 다음과 같다:

● 보안: 개인 패턴을 개인 동적 움직임과 결합함으로써, 최고의 보안 레벨이 기술적으로 달성될 수 있다.

● 신뢰도: 작은 세부사항(small detail)을 레코딩할 필요가 없으며 오히려 거친 움직임(crude motion)만을 레코딩할 필요가 있기 때문에, 몸짓 서명은 오히려 불리한 조건(예컨대, 발광 조건, 잡음)에서도 신뢰할만하게 획득될 수 있다.

● 편리함: 몸짓이 일정 거리에 걸쳐 또는 가장 흔한 그리고 널리 보급된 하드웨어를 구비하는 개인용 핸드헬드 디바이스에 의해 즉, 비디오로 레코딩될 수 있다.

● 자재 명세서: 움직임 검출은 특별한 작은 세부사항의 정확한 레코딩에 많이 의존하지 않는다. 따라서, 간단하고 값싼 레코딩 장비가 그 역할을 할 수 있다.

실시예에서, 상기 비디오 레코딩 수단은 지휘봉(wand)에 배치되고, 상기 지휘봉은 사용자가 몸짓을 수행할 때 상기 사용자의 손에 보유되며, 상기 손의 궤적이 상기 비디오 레코딩 수단에 의해 레코딩된 비디오 신호로부터 획득된다. UI(사용자 인터페이스) 지휘봉은 린-백(lean-back) 및 디바이스와의 먼거리(in-a-distance) 상호작용을 위해 널리 보급된 제품이다. 따라서, 고객이 이미 그 지휘봉을 실제 쇼핑 카트로서 사용했을 때 계산대에서의 검증 이슈를 위해 또한 UI 지휘봉에 고착되는 것이 더 빠르고 더 편리하다. 그러나 몸짓 서명은 사람이 오락 장비를 제어하고, 긴장을 푼 린-백 무드에서 컨텐트를 선택하며 이를 일정 시점에 검증하는 거실 시나리오에서의 수기 서명보다 명확하게 훨씬 더 편리하다. 이는 특히 (대화식) 텔레비전을 통한 홈 쇼핑을 포함한다.

실시예에서, 상기 지휘봉은 오직 등록된 사용자만이 유효하게 상기 지휘봉을 사용할 수 있다는 것을 보장하는 보호 시스템을 포함한다. 이에 따라 지휘봉은 오직 등록된 사용자에 의해서만 사용될 수 있으며, 지휘봉의 특색은 사용자의 몸짓을 고유하게 식별하기 위해 더 사용될 수 있다.

몸짓 서명을 지휘봉의 고유한 전자 ID와 조합하는 것이 훨씬 더 향상된 보안을 보장할 수 있다. 검증이 특별한 지휘봉에 대해서만 유효하기 때문에, 인가되지 않은 사람에 의한 지휘봉의 악용이 거의 불가능해진다. 지휘봉이 트랜잭션 특정 세부사항을 가지로 각각의 소정의 서명을 암호법으로 서명할 때 해커에 의한 저-레벨 디지털 개인용 ID 데이터의 추가적인 악용이 거의 불가능해진다. 이는 날짜 및 시간뿐만 아니라 특히 이 특별한 트랜잭션에서 관리 애플리케이션과 트랜잭션 서버와 지휘봉 사이에서 상호교환되는 데이터를 포함할 수 있다. 이는 임의의 다른 트랜잭션을 위해 송신된 디지털 검증 데이터의 사용을 제거한다.

실시예에서, 상기 비디오 레코딩 수단은 몸짓 도중에 손을 시각적으로 레코딩하기 위해 상기 사용자의 손을 향하게 해서 사용자 주위에 배치되고, 몸짓의 궤적이 상기 레코딩된 몸짓으로부터 추출된다. 이에 따라, 사용자는 임의의 특수한 툴을 소지할 필요가 없는데, 이는 주변에 예컨대 레코딩 수단이 배치되어야 하는 저장 장치에 있다. 이에 따라 사용자가 사용자 서명으로서 몸짓을 사용하기 시작하는 것이 더 값이 싸진다.

본 발명은 나아가 처리 유닛이 위에서 설명된 방법을 실행하게 하기 위한 명령어가 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 것이다.

본 발명은 나아가 사용자의 신원(identity)을 검증하고 이를 기초로 해서 사용자 특정 데이터 또는 액션으로의 액세스를 제어하는 검증 시스템에 대한 것으로서, 상기 검증 시스템은 식별키를 수신해서 상기 신원을 검증하고, 미리저장된 기준 식별키와의 비교를 기초로 해서 상기 사용자 특정 데이터 또는 액션으로의 액세스가 제어되는데, 상기 검증 시스템은,

사용자가 몸짓을 수행하기 위해 손을 사용할 때, 상기 사용자의 손의 궤적을 레코딩함으로써 몸짓을 시각적으로 레코딩하는 비디오 레코딩 수단,

상기 시각적으로 레코딩된 몸짓으로부터 몸짓 특징을 추출하는 처리 수단,

상기 몸짓 특징을 포함하는 식별 키를 기준 몸짓 특징을 포함하는 미리저장된 기준 식별 키와 비교함으로써 상기 검증을 수행하는 처리 수단을 포함한다.

실시예에서, 상기 시스템은,

상기 비디오 레코딩 수단을 포함하는 그리고 사용자가 몸짓을 수행할 때 상기 사용자의 손에 보유되도록 적응되는 지휘봉(wand),

상기 지휘봉 내의 상기 비디오 레코딩 수단에 의해 레코딩된 비디오로부터 상기 손의 궤적을 획득하는 처리 수단을 더 포함한다.

실시예에서, 상기 시스템은,

사용자가 몸짓을 수행할 때 상기 사용자의 손을 시각적으로 레코딩하기 위해 사용자 주위에 배치되도록 적응된 비디오 레코딩 수단,

상기 비디오 레코딩 수단에 의해 레코딩된 비디오로부터 상기 손의 궤적을 획득하는 처리 수단을 더 포함한다.

아래에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조해서 설명될 것이다.

도 1은 몸짓 식별을 사용해서 사용자의 신원을 검증하는 방법을 예시하는 도면.

도 2는 몸짓을 레코딩하는 제1 방법을 예시하는 도면.

도 3은 몸짓을 레코딩하기 위해 사용될 UI 지휘봉을 예시하는 도면.

도 4는 몸짓을 레코딩하는 제2 방법을 예시하는 도면.

도 1에, 몸짓 식별을 사용해서 사용자의 신원을 검증하는 방법이 예시되어 있다. 사용자는 101로, 그리고 방법을 수행하는 컴퓨터는 103으로 예시되어 있다. 사용자(101)의 신원을 검증하기 위해 사용자 몸짓이 사용되는 예가 제공된다. 우선 단계(105)에서, 검증이 시작된다. 이는 비디오 레코딩 수단을 시동시켜서 몸짓의 레코딩을 시각적으로 시작함으로써 수행된다. 그 다음에, 단계(107)에서, 비디오 레코딩 수단이 사용자(101)에 의해 수행된 몸짓을 레코딩하는데, 몸짓은 상자(109)로 예시된 바와 같은 사용자의 손에 의해 수행된다. 몸짓이 종료되는 때를 알기 위해, 이는 예컨대, 특정 몸짓에 의해 또는 컴퓨터와 통신하는 하드웨어 부분 예컨대, 원격 제어기를 거쳐 컴퓨터(103)에 신호를 송신함으로써 발신될 수 있다. 단계(111)에서, 몸짓 특징은 시각적으로 레코딩된 몸짓으로부터 추출된다(E_GC). 이는 예컨대, 레코딩된 비디오 내에서 특정 특징을 찾는 이미지 인식 시스템에 의해 수행될 수 있다. 그 다음에, 단계(113)에서, 몸짓 특징이 컴퓨터(103)의 메모리에 미리저장된 기준 몸짓 특징(R_GC, 115)과 비교(CMP)된다. 단계(117)에서 이후, 추출된 몸짓 특징이 미리 저장된 몸짓 특징과 동일한지가 결정된다. 몸짓이 동일하거나 아마도 상당한 유사성을 갖는 경우, 단계(121)에서 사용자의 신원이 OK로 검증되고, 사용자는 이후 특정 액션을 수행하는 것이 허용되고/되거나 예컨대 사용자 특정 데이터를 판독 또는 변경함으로써 이 데이터에 액세스하는 것이 허용된다. 몸짓이 동일하지 않거나 상당한 차이가 있는 경우, 단계(119)에서, 사용자의 신원은 비 OK(ID !OK)이고, 사용자는 이후 특정 액션을 수행하는 것이 허용되지 않고/않거나 예컨대 사용자 특정 데이터를 판독 또는 변경함으로써 이 데이터에 액세스하는 것이 허용되지 않는다.

가공되지 않은(raw) 몸짓 데이터를 레코딩하는 2 개의 일반적인 접근법이 아래에서 설명되는데, 각각 외부 몸짓 레코더 및 핸드헬드 몸짓 레코더로도 불린다.

외부 몸짓 레코더는 고정된 센서이다. 사용자의 손의 궤적을 획득하기 위해 사용자 주위에 배치된 비디오 레코딩 수단으로부터 획득된 다수의 외부 비디오 신호 또는 하나의 외부 비디오 신호로부터 예컨대 포인팅 정보를 도출하고자 하는 몇 가지 알려진 시스템이 존재한다. 유사한 시스템이 손짓(sign) 언어 정보를 비디오 신호로부터 도출하기 위해 존재한다. 일반적인 기본 움직임을 필터링하기 위해 개별적인 몸짓 퍼포먼스로부터 가능한 한 많이 추출하는 것이 모든 이러한 시스템에 필수적이다. 손짓 언어 시스템에서, 개인적인 변형(personal variation)이 몸짓을 분류하는 작업에서 다소 장애로 간주된다. 본 발명에 따른 시스템에서, 상이한 목적이 달성되어야 한다. 가공되지 않은 데이터는 "인식"에 최적일 수 있는 것 만큼 많이 압축되지는 않는다. 외부 비디오 레코딩 수단을 구비하는 이점은 이 수단이 부가적인 얼굴 인식 데이터를 공급할 수 있다는 것인데, 이 수단은 몸짓을 기초로 하는 개인 검증과 함께 하나의 복합 식별 시스템과 결합될 수 있다.

외부 몸짓 레코더의 예가 도 2에 예시되는데, 이 예에서, 카메라(201)는 사용자의 손(203)을 향하며 사용자에 의해 수행되는 몸짓을 레코딩한다. 이 카메라는 컴퓨터와 통신하도록 연결될 수 있는데, 컴퓨터는 레코딩된 몸짓에 대한 임의의 부가적인 처리를 수행하도록 적응되어 있다. 이 단계는 몸짓(207)을 비디오 신호로 레코딩한 후로서 예시되는데, 몸짓 특징은 레코딩된 비디오 신호로부터 추출된다(209, E_GC). 예컨대, 몸짓 특징이 어떠한 위치로부터 추출될 수 있어야 하는지를 기초로 해서 하나 이상의 카메라가 사용될 수 있다.

핸드헬드 시스템은 디바이스의 움직임을 레코딩할 내장 센서를 구비한다. 알려진 시스템은 예컨대, 가상 현실 시스템에서 사용하기 위한 3D 마우스 또는 글러 브(glove), 또는 (멀리 있는) 스크린 상에 기록할 광펜이다. 그러나 여전히, 일반적인 몸짓 인식에 비해, 본 발명의 작업은 상이하다.

본 발명에 따르면, 도 3에 예시된 바와 같은 UI 지휘봉(301)이 사용될 수 있다. 이 지휘봉(301)은 일단에 카메라(303)를 포함하고, 타단에 핸들(305)을 포함한다. 예시에서, 지휘봉은 버튼(307)을 더 포함하며, 이 버튼은 예컨대 몸짓의 시작 또는 대안적으로는 몸짓의 종료를 나타내도록 활성화될 수 있는데, 이후 몸짓 특징이 추출될 수 있다. 지휘봉은 예컨대 자신의 하우징 내에 컴퓨터(205)의 기능을 포함할 수 있거나, 검출된 몸짓 데이터를 외부 컴퓨터로 예컨대 무선으로 송신하도록 적응될 수 있다. 내장 비디오 카메라를 구비하는 UI 지휘봉을 사용하는 경우, 몸짓 특징 추출 단계는 가공되지 않은 비디오 이미지 내에서 움직임 요소의 검출을 필요로 한다. 객체 추적 알고리즘의 적응에 의해, 카메라의 움직임이 제한될 수 있다(적어도 2-차원 투사). 이 데이터는 이후 검증을 위한 입력 데이터로서 작용한다. 위에 시스템을 구성할 몇 가지 내장 센서가 존재할 수 있다. 3D 몸짓을 추적하기 위한 기존의 시스템은 통상적으로 자기식 또는 초음파식 위치 지정을 기초로 한다. 이를 비디오-기반의 움직임 분석과 결합하는 것이 일정한 애플리케이션에 대해 시스템 성능을 향상시킬 수 있다. 예컨대 수기를 기초로 해서 사용자를 검증하기 위해 사용된 것과 유사하게, 지휘봉의 움직임에 대한 가공되지 않은 정보가 검증 엔진에 제공될 수 있다. 필요한 변경은 단지 기본 분류 모델의 증가된/다양화된 입력 데이터 차원으로의 적응을 포함한다.

도 4에는, 도 3에 예시된 바와 같은 UI 지휘봉(301)을 사용해서 몸짓을 레코 딩하는 제2 방법이 도시되어 있다. 사용자는 몸짓을 수행하는 한편, 자신의 손(401)에 UI 지휘봉(301)을 보유한다. 몸짓 데이터는 컴퓨터(403)로 송신되는데, 컴퓨터는 레코딩된 몸짓의 임의의 부가적인 처리를 수행하도록 적응된다. 이 처리는 단계(405)에서 몸짓을 비디오 신호로서 레코딩한 후에, 몸짓 특징이 레코딩된 비디오 신호로부터 단계(407, E_GC)에서 추출되는 것일 수 있다.

UI 지휘봉은 몸짓 서명이 다른 관련 행동 이를테면 홈 오락 장비를 제어하는 것 또는 실 세계에서 그리고 가상으로 쇼핑하는 것과 매우 자연스럽게 융합(blend)하는, 훌륭한 예를 나타낸다.

UI 지휘봉은 홈 오락 장비의 제어를 위한 사용자 인터페이스 디바이스일 수 있다. 단순히 메뉴 및 디바이스 특색(이를테면 버튼)을 가리켜서, 기능을 선택하고 일정 작업을 수행하기가 쉽다. 추가적인 몸짓이 또한 부가적인 정보를 공급하도록 사용된다(예컨대, 스피커를 가리키는 것 및 이후 소리를 높이기 위해 시계방향으로 도는 것). 사용자가 사용당 지불 또는 연령 제한 컨텐트에 액세스하고자 할 때마다, 사용자는 일정한 식별 정렬을 제공해야 한다. 오늘날의 시스템이 PIN 코드가 입력되어야 한다는 것을 제외하고 그다지 많이 제공하지 않는다는 사실 이외에, 명확한 사용자 식별(예컨대, 검증)이 또한 제안된 몸짓 서명에 의해 달성될 수 있다. 사용자는 단순히 일정한 개인 심볼 정렬 "공중으로(into the air)"를 기록하는데, 이는 이후 그에 맞게 처리될 것이다.

상점에서, 고객은 UI 지휘봉을 가상 쇼핑 카트로서 사용한다. 고객은 가게의 복도를 통해 돌아다니는 동안, 단순히 원하는 물품을 가리키고, 몸짓으로 수를 나 타내고, 더 처리한다. 계산대에서, 고객은 그들이 "쇼핑 카트에 넣은 것"이 무엇인지를 전용 디스플레이로 다시 체크하고, 최종적으로 조정해서, 지불한다. 개인 몸짓을 서명으로서 만드는 것은 안전한 그리고 게다가 매우 편리한 방식으로 거래를 종료한다.

위에서 언급된 몸짓은 2 차원 그리고 3 차원 모두일 수 있다. 일반적으로, 사용자는 3차원 공간에서 몸짓 궤적을 수행한다. 몸짓 궤적은 몸짓 데이터가 레코딩되는 2차원에서 투사될 수 있다. 대안적으로, 몸짓 궤적의 모든 3차원이 검출되며, 이 몸짓 데이터는 모든 3차원을 기초로 한다.

위에서 언급된 실시예는 본 발명을 제한하기보다는 예시하는 것이며, 당업자는 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고도 다수의 대안적인 실시예를 설계할 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 청구항에서, 괄호 사이에 배치된 임의의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않을 것이다. "포함하는"이라는 단어는 청구하에 나열된 요소나 단계 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 수 개의 분리된 요소를 포함하는 하드웨어를 이용해서, 그리고 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터를 이용해서 구현될 수 있다. 수 개의 수단을 나열하는 디바이스 청구항에서, 수 개의 이러한 수단은 하나의 하드웨어 항목에 의해 구현될 수 있다. 일정한 조치가 상호 상이한 종속항에 언급된다는 단순한 사실은 유리하게 하기 위해 이러한 조치의 조합이 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.

본 발명은 사용자에 의해 수행되는 몸짓을 기초로 해서 사용자의 신원을 검 증하는 방법에 이용가능하다. 본 발명은 나아가 사용자의 신원을 검증하는 시스템에 이용가능하다.