KR100220853B1

KR100220853B1 - 지문 인식 처리 장치 및 지문 이진 화상 추출 방법

Info

Publication number: KR100220853B1
Application number: KR1019960003337A
Authority: KR
Inventors: 남기선
Original assignee: 서정욱; 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 1996-02-12
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 1999-09-15
Also published as: KR970062954A

Abstract

본 발명은 개인 고유의 특징인 지문을 자동 인식하여 이진 화상을 추출하는 지문 인식 처리 장치에서 지문 이진 화상을 추출하는 방법에 관한 것으로, 지문 인식 처리 장치에서 가변 임계값을 사용하여 지문의 이진 화상을 구하는 지문 이진 화상 추출 방법을 제공하기 위하여, 지문 원화상을 입력받으면 중간값을 설정한 후에 지문 원화상을 단위 블럭 단위로 분할하는 제1단계; 단위 블럭 단위로 평균값을 구한 후에 평균값을 중간값과 비교하여 그 결과에 따라 가변적으로 임계값을 구하는 제2단계; 단위 블럭내의 마지막 화소까지 화소값과 임계값을 각각 비교하여 그 결과에 따라 이진 화소 출력값을 설정하는 제3단계; 및 상기 제2단계와 제3단계를 마지막 단위 블럭까지 반복 수행하는 제4단계를 포함하여 블럭키(blocky) 현상이 제거된 정확한 지문의 융선과 골을 구할 수 있는 효과가 있다.

Description

지문 인식 처리 장치에서의 지문 이진 화상 추출 방법

제1도는 본 발명이 적용되는 지문 인식 처리 장치의 구성 예시도.

제2도는 본 발명에 따른 지문 이진 화상 추출 방법의 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 지문 입력 광학기 12 : 아날로그/디지털 변화기

13 : 입력 지문 저장 메모리 14 : 프로그램 메모리

15 : 데이터 메모리 16 : 등록 지문 저장 메모리

17 : 디지털 신호 처리기 18 : 확인 여부 발광다이오드

19 : 프로그래머블 논리기

본 발명은 개인 고유의 특징인 지문을 자동 인식하여 이진 화상을 추출하는 지문 인식 처리 장치에서 지문 이진 화상을 추출하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적인 지문 인식 처리 장치에서 입력된 지문 화상은 입력시 압력의 차이, 광원의 불균등한 밝기 등으로 부분적인 음영이 생기는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 지문 인식 처리 장치에서는 만약 전체 화상에 대한 임계값을 사용하여 지문의 이진 화상을 구한다면 지문의 융선과 골에 대한 정보가 정확하게 나타나지 않는 문제점이 있었고, 반대로 단위 블럭당 서로 다른 임계값을 사용하여 이진 화상을 구한다면 지문의 융선과 골에 대한 정보는 정확하게 나타나지만 단위 블럭간의 임계값 차이로 인한 블럭키(blocky) 현상이 발생하게 되고 이는 정확한 특징점 추출을 어렵게 하는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 지문 인식 처리 장치에서 가변 임계값을 사용하여 지문의 이진 화상을 구하는 지문 이진 화상 추출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지문 인식 처리 장치에서의 이진 화상 추출 방법에 있어서, 지문 원화상을 입력받으면 중간값을 설정한 후에 지문 원화상을 단위 블럭 단위로 분할하는 제1단계; 단위 블럭 단위로 평균값을 구한 후에 평균값을 중간값과 비교하여 그 결과에 따라 가변적으로 임계값을 구하는 제2단계; 단위 블럭내의 마지막 화소까지 화소값과 임계값을 각각 비교하여 그 결과에 따라 이진 화소 출력값을 설정하는 제3단계; 및 상기 제2단계와 제3단계를 마지막 단위 블럭까지 반복 수행하는 제4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 지문 인식 처리 장치의 구성 예시도로서, 11은 지문 입력 광학기, 12는 아날로그/디지털 변화기, 13은 입력 지문 저장 메모리, 14는 프로그램 메모리, 15는 데이터 메모리, 16은 등록 지문 저장 메모리, 17은 디지털 신호 처리기, 18은 확인 여부 발광다이오드, 19은 프로그래머블 논리기를 각각 나타낸다.

먼저, 지문 입력 광학기(11)를 통하여 지문이 입력되는데, 이 지문 입력 광학기(11)는 프리즘과 발광다이오드 및 고체 촬상 소자(CCD)로 이우러지며, 프리즘의 전반사 특성을 이용한다.

지문 입력 광학기(11)를 통하여 입력된 지문은 아날로그 성분이므로 처리를 용이하게 하기 위하여 아날로그/디지털 변화기(12)에서 디지털로 변환되어 입력 지문 저장 메모리(13)에 저장된다. 저장된 입력 지문 데이터는 2562568 비트의 정보량을 가진다.

프로그램 메모리(14)는 특징점 추출 과정 및 입력 지문과 등록 지문과의 비교를 수행하는 알고리즘이 저장되며, 이피롬(EPROM) 또는 피롬(PROM)으로 이루어진다.

데이터 메모리(15)는 처리 과정 중에 발생하는 데이터를 잠시 저장해 두는 곳으로 에스램(SRAM)으로 구성된다.

등록 지문은 가입자 등록시 등록 지문 저장 메모리(16)에 저장되거나 가입자 데이터베이스에 저장된다. 저장된 등록 지문 저장 메모리는 특징점 정보만을 가지고 있으므로 대략 100바이트 미만의 작은 양이다. 등록 지문 정보가 등록 지문 저장 메모리(16)에 저장될 경우에 등록 지문 저장 메모리는 이이피롬(EEPROM) 또는 플래시롬(FLASH ROM)으로 구성되며, 가입자 데이터베이스에 저장되는 경우에는 에스램(SRAM)으로 구성된다.

입력 지문 데이터는 대단히 많은 양이기 때문에 디지털 신호 처리기(17)는 프로그램 메모리(14)에 저장된 알고리즘을 로딩하여 입력 지문 저장 메모리(13)의 입력 지문의 특징점만 추출하여 등록 지문 저장 메모리(16)에 등록된 지문의 특징 정보와 비교한다. 지문의 특징점이란 지문의 선이 끊기는 단점과 갈라지는 분기점을 의미한다. 이 특징점을 얻기 위하여 디지털 신호 처리기(17)는 이진화, 이진 화상 개선, 세선화, 복원화, 특징점 추출 과정을 수행한다.

등록 지문과의 비교가 끝나면 그 결과는 확인 여부 발광다이오드(18)와 프로그래머블 논리기(19)로 보내져서, 본인이 확인된 경우에는 확인 여부 발광다이오드(18)가 켜지고 프로그래머블 논리기(19)가 동작하여 정상적인 동작을 가능하게 해준다.

본인이 아닐 경우에는 불법 복제 가능성이 있으므로 콘트롤러에 연결된 프로그래머블 논리기(19)가 계속적인 진행을 못하게 해준다.

제2도는 본 발명에 따른 지문 이진 화상 추출 방법의 흐름도로서, 디지털 신호 처리기(17)가 수행하는 이진화, 이진 화상 개선, 세선화, 복원화, 특징점 추출 과정중 이진화 과정의 상세 흐름도이다.

먼저, 지문 원화상을 지문 입력 광학기(11)를 통하여 입력받는다(21). 이 때, 지문 원화상을 256개의 밝기를 가지며 크기는 256256으로 디지털화 되어 있다. 이 후, 중간값을 170으로 설정하고(22) 256256 크기의 지문 화상을 1616 크기의 단위 블럭으로 나누어 256개의 단위 블럭을 생성한다(23).

이 후, 1616 크기의 단위 블럭 단위로 각 내부의 평균값을 구한다(24). 이 때, 평균값 산출 방법은 전체 샘플에 대하여 256으로 나눈 값이 된다.

상기 과정에서 구한 평균값과 전체 레벨의 중간값을 비교하여(25) 평균값이 중간값 보다 큰 경우에는 중간값에서 평균값을 뺀 값을 8로 나눈 후에 평균값을 더하여 임계값을 구한다(26). 만약, 평균값이 중간값보다 작은 경우에는 해당 단위 블럭이 테두리 부분인지를 확인하여(27) 테두리 부분이면 평균값을 임계값으로 설정한다(28).

만약, 해당 단위 블럭이 테두리 부분이 아닐 경우에는 해당 단위 블럭과 이웃하는 8개의 단위 블럭들의 평균값을 이용하여 주변 평균값을 구한다(29). 이후, 주변 평균값에서 평균값을 뺀 값을 8로 나눈 후에 평균값을 더하여 임계값을 구한다(30).

상기와 같은 각 과정을 통하여 임계값을 구한 후에는 해당 단위 블럭 내의 화소값과 임계값을 각각 비교하여(31) 화소값이 임계값보다 작은 경우에는 이진 화소 출력값을 0으로 설정하고(32), 화소값이 임계값보다 큰 경우에는 이진 화소 출력값을 1로 설정한 후에(33) 비교한 화소가 해당 단위 블럭내의 마지막 화소인지를 판단하여(34) 마지막 화소가 아니면 다음 화소를 선정한 후에(35) 상기 화소값과 임계값을 비교하는 과정(31)부터 반복 수행한다.

만약, 단위 블럭내의 마지막 화소이면 마지막 단위 블럭인지를 판단하여(36) 마지막 단위 블럭이 아니면 다음 단위 블럭을 선정한 후에(37) 상기 단위 블럭당 평균값을 구하는 과정(24)부터 반복 수행하고, 마지막 단위 블럭이면 종료한다.

상기와 같은 본 발명은 가변 임계값을 사용하여 지문의 이진 화상을 구함으로써 블럭키(blocky) 현상이 제거된 정확한 지문의 융선과 골을 구할 수 있는 효과가 있다. 또한, 광원의 불균일과 손가락의 압력의 차이로 인하여 생기는 입력 화실의 저하를 이진화 처리시 해결할 수 있다. 또한, 이진 화상 추출시 좋은 화질의 이진 화상을 얻을 수 있기 때문에 전처리 과정을 간략하게 구현할 수 있어 전체적인 처리 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims

지문 인식 처리 장치에서의 이진 화상 추출 방법에 있어서, 지문 원화상을 입력받으면, 중간값을 설정한 후에 지문 원화상을 단위 블럭 단위로 분할하는 제1단계; 단위 블럭 단위로 평균값을 구한 후에 평균값을 중간값과 비교하여 그 결과에 따라 가변적으로 임계값을 구하는 제2단계; 단위 블럭 내의 마지막 화소까지 화소값과 임계값을 각각 비교하여 그 결과에 따라 이진 화소 출력값을 설정하는 제3단계; 및 상기 제2단계와 제3단계를 마지막 단위 블럭까지 반복 수행하는 제4단계를 포함하여 이루어진 지문 이진 화상 추출 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1단계는, 256개의 밝기를 가지며 256256의 크기로 디지털화 되어 있는 지문 원화상을 지문 입력 광학기를 통하여 입력받는 제5단계; 중간값을 170으로 설정하는 제6단계; 및 지문 원화상을 1616 크기의 단위 블럭으로 나누어 256개의 단위 블럭을 생성하는 제7단계를 포함하여 이루어진 지문 이진 화상 추출 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2단계는, 단위 블럭 단위로 평균값을 구한 후에 평균값과 전체 레벨의 중간값을 비교하는 제5단계; 상기 제5단계의 비교 결과, 평균값이 중간값 보다 큰 경우에는 중간값에서 평균값을 뺀 값을 8로 나눈 후에 평균값을 더하여 임계값을 구하는 제6단계; 상기 제5단계의 비교 결과, 평균값이 중간값 보다 작은 경우에는 해당 단위 블럭이 테두리 부분인지를 확인하는 제7단계; 상기 제7단계의 확인 결과, 테두리 부분이면 평균값을 임계값으로 설정하는 제8단계; 및 상기 제7단계의 확인 결과, 테두리 부분이 아니면 해당 단위 블럭과 이웃하는 8개의 단위 블럭들의 평균값을 이용하여 주변 평균값을 구한 후에 주변 평균값에서 평균값을 뺀 값을 8로 나눈 후에 평균값을 더하여 임계값을 구하는 제9단계를 포함하여 이루어진 지문 이진 화상 추출 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3단계는, 단위 블럭 내의 화소값과 임계값을 각각 비교하여 화소값이 임계값보다 작은 경우에는 이진 화소 출력값을 0으로 설정하고, 화속값이 임계값보다 큰 경우에는 이진 화소 출력값을 1로 설정하는 제10단계; 및 상기 제10단계를 해당 단위 블럭 내의 마지막 화소까지 반복 수행하는 제11단계를 포함하여 이루어진 지문 이진 화상 추출 방법.