KR100384294B1 - Fingerprint recognition system and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지문 인식 시스템 및 인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint recognition system and a recognition method.
먼저, 사용자의 지문 화상을 추출한 다음에 추출된 지문 화상을 다수의 화소 영역으로 분할하고, 각 화소 영역별로 표시되는 지문의 융선 유무 또는 융선의 방향에 따라 특정 값을 부여하여 지문 매트릭스를 생성한다. 이와 같이 적법한 사용자들의 지문 특징을 매트릭스로 처리하여 저장하고, 인증을 요청하는 사용자의 지문 화상에 따른 매트릭스와 적법한 사용자의 지문 매트릭스를 비교하여 인증을 요청한 사용자가 적법한 사용자인지를 판단한다. 이외에도 지문 매트릭스의 보안을 위하여 지문 매트릭스와 전혀 관련이 없는 IP 매트릭스와 지문 매트릭스를 연산 처리하여 스크램블 매트릭스를 산출하고, 이 스크램블 매트릭스를 토대로 인증 등을 수행할 수도 있다.First, a fingerprint image of a user is extracted, and then the extracted fingerprint image is divided into a plurality of pixel areas, and a fingerprint matrix is generated by assigning a specific value according to whether a ridge of the fingerprint displayed for each pixel area is present or the direction of the ridge. In this way, the fingerprint characteristics of the legitimate users are processed and stored as a matrix, and a matrix according to the fingerprint image of the user requesting authentication and the fingerprint matrix of the legitimate user are compared to determine whether the user requesting authentication is a legitimate user. In addition, for the security of the fingerprint matrix, an IP matrix and a fingerprint matrix that are not related to the fingerprint matrix are computed to calculate a scramble matrix, and authentication may be performed based on the scramble matrix.
본 발명에 따르면 지문 화상 정보를 보다 신속하게 처리할 수 있으며, 또한, 적법한 지문 매트릭스와 인증 요청에 따라 추출된 사용자의 지문 매트릭스를 수치적 관계에 따라 비교함으로써, 지문 인식 및 비교시 소요되는 시간을 감소시킬 수 있으며, 보다 간단하게 용이하게 두 지문간의 일치 여부를 비교할 수 있다.According to the present invention, fingerprint image information can be processed more quickly, and the time required for fingerprint recognition and comparison can be compared by comparing a legitimate fingerprint matrix with a user's fingerprint matrix extracted in accordance with a numerical request. It can be reduced, and more simply, it is possible to compare the match between two fingerprints more easily.
Description
본 발명은 지문 인식 시스템 및 인식 방법에 관한 것으로서, 특히 지문 화상의 특징을 매트릭스(matrix)화하는 지문 인식 시스템 및 인식 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint recognition system and a recognition method, and more particularly, to a fingerprint recognition system and a recognition method for matrixing features of a fingerprint image.
지문은 개개인마다 서로 다를 뿐만 아니라 태어날 때의 모습 그대로 평생동안 변하지 않는다는 특성에 의하여 신원 확인의 대표적인 정보로서 사용되어 왔으며, 네트워크의 발달과 더불어 보안 및 개인 사생활 보호에 대한 관심이 높아지면서 개인 인증 방법으로서 자동 지문 인식 기술( automated fingerprint identification technology)이 화상 인식 기술 분야에서 가장 각광받고 있는 기술로 발전하고 있다.Fingerprints have been used as representative information for identification, not only because they differ from one another, but also because they do not change as they are born.As the development of networks increases interest in security and privacy, it is a method of personal authentication. Automated fingerprint identification technology is developing into the most prominent technology in the field of image recognition technology.
종래의 지문 인식 시스템에서는 지문의 특징을 추출하기 위하여, 융선(ridge line)의 추적과 융선 사이의 거리 산출 등의 방법을 사용하는 방법, 지문의 윗 중심점(upper core), 아래 중심점(lower core), 왼쪽 삼각주(left delta), 오른쪽 삼각주(right delta) 등의 특이점을 추출하는 방법, 지문의 분기점 (bifurcation)간의 거리, 단점(ending)간의 거리, 또는 분기점과 단점의 개수 등에 의하여 지문 특징을 추출하는 방법, 융선의 방향과 입력되는 지문의 품질에 따라 이진화하는 방법, 이진화된 지문의 융선의 굵기를 가늘게 처리하여 뼈대(skeleton)만 추출하는 방법, 또는 신경망이나 퍼지 논리를 이용하여 이미지를 추출하는 방법 등을 사용하였다.In the conventional fingerprint recognition system, in order to extract the features of the fingerprint, a method such as tracking the ridge line and calculating the distance between the ridges, an upper core of the fingerprint, and a lower core , Fingerprint features are extracted by the method of extracting singular points such as left delta and right delta, distance between bifurcation, distance between ending points, or number of branches and points To extract the skeleton only by thinning the thickness of the ridge of the binarized fingerprint, or to extract the image using neural networks or fuzzy logic. Method and the like.
그러나 이러한 종래의 지문 특징을 추출하는 방법들은 잡음을 줄이는 전처리와 보정 과정의 후처리를 필요로 하여, 지문 식별시에 입력되는 지문 특징과 메모리에 저장된 기준 패턴을 비교하는데 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.However, these conventional methods for extracting fingerprint features require preprocessing and post-processing to reduce noise, which takes a long time to compare the fingerprint feature input at the time of fingerprint identification with the reference pattern stored in the memory. have.
그러므로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보다 신속하고 정확하게 지문을 인식하고 식별할 수 있는 지문 인식 시스템 및 인식 방법을 제공하고자 하는데 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a fingerprint recognition system and a recognition method capable of quickly and accurately recognizing and identifying a fingerprint.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지문 인식 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a fingerprint recognition system according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지문 인식 방법에서 지문 화상 처리 과정을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a fingerprint image processing process in the fingerprint recognition method according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 추출된 지문 화상 정보를 다수의 화소 영역으로 분할하는 것을 예시한 도면이다.3 is a diagram illustrating dividing the extracted fingerprint image information into a plurality of pixel areas in the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지문 융선의 수치화를 나타낸 예시도이다.4 is an exemplary view showing the digitization of the fingerprint ridge according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지문 인식 방법에서 지문 매트릭스를 이용한 인증 과정을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an authentication process using a fingerprint matrix in the fingerprint recognition method according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 지문 추출시에 발생될 수 있는 회전, 이동, 비접촉에 따른 지문 화상의 예를 나타낸 도이다.6 is a diagram illustrating an example of a fingerprint image according to rotation, movement, and non-contact that may occur when fingerprint extraction is performed.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지문 인식 시스템의 구조를 나타낸 도이다.7 is a diagram showing the structure of a fingerprint recognition system according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지문 인식 방법에서 지문 화상 처리 과정을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a fingerprint image processing process in the fingerprint recognition method according to the second embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 지문 인식 방법에서 지문 매트릭스를 이용한 인증 과정을 나타낸 순서도이다.9 is a flowchart illustrating an authentication process using a fingerprint matrix in a fingerprint recognition method according to a second embodiment of the present invention.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 지문 인식 시스템은,Fingerprint recognition system according to a feature of the present invention for achieving the technical problem,
사용자의 지문 화상을 추출하는 지문 추출부;A fingerprint extractor for extracting a fingerprint image of a user;
상기 추출된 지문 화상을 다수의 화소 영역으로 분할하고, 각 화소 영역별로 지문의 융선 유무 또는 융선의 방향에 따라 특정 값을 부여하여 지문 매트릭스를 생성하는 지문 인식부; 및 상기 생성된 지문 매트릭스가 사용자별로 저장되는 지문 정보 메모리를 포함한다.A fingerprint recognition unit for dividing the extracted fingerprint image into a plurality of pixel areas and assigning a specific value to each pixel area according to whether a fingerprint is ridged or the direction of the ridges to generate a fingerprint matrix; And a fingerprint information memory in which the generated fingerprint matrix is stored for each user.
이외에도 사용자의 지문 매트릭스가 저장되어 있는 카드로부터 상기 지문 매트릭스를 판독하는 카드 판독부; 및 상기 지문 인식부로부터 출력된 사용자의 지문매트릭스와 상기 카드 판독부로부터 판독된 사용자의 지문 매트릭스를 비교하여, 인증을 요청하는 사용자가 적법한 사용자인지를 판단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the card reader for reading the fingerprint matrix from the card in which the user's fingerprint matrix is stored; And a controller which compares the fingerprint matrix of the user output from the fingerprint recognition unit with the fingerprint matrix of the user read from the card reader to determine whether the user requesting authentication is a legitimate user.
본원 발명의 다른 특징에 따른 지문 인식 시스템은,Fingerprint recognition system according to another aspect of the present invention,
적어도 하나 이상의 IP 매트릭스가 식별 번호와 매칭되어 저장되어 있는 IP 메모리; 사용자의 지문 화상을 추출하는 지문 추출부; 상기 추출된 지문 화상을 다수의 화소 영역으로 분할하고, 각 화소 영역별로 지문의 융선 유무 또는 융선의 방향에 따라 특정 값을 부여하여 지문 매트릭스를 생성하고, 상기 지문 매트릭스에 상기 IP 매트릭스를 연산처리하여 스크램블 매트릭스를 산출하는 지문 인식부; 상기 산출된 스크램블 매트릭스가 사용자별로 저장되는 지문 정보 메모리를 포함한다.An IP memory in which at least one IP matrix is stored in correspondence with an identification number; A fingerprint extractor for extracting a fingerprint image of a user; By dividing the extracted fingerprint image into a plurality of pixel areas, assigning a specific value to each pixel area according to the presence or absence of a ridge of the fingerprint or the direction of the ridge to generate a fingerprint matrix, and computes the IP matrix on the fingerprint matrix. A fingerprint recognition unit for calculating a scramble matrix; The calculated scramble matrix includes a fingerprint information memory stored for each user.
이외에도 사용자의 스크램블 매트릭스가 저장되어 있는 카드로부터 상기 스크램블 매트릭스를 판독하는 카드 판독부; 사용자의 정보를 입력하는 입력부; 및 상기 입력부로부터 출력되는 사용자 정보에 따라 상기 지문 화상 메모리로부터 대응하는 스크램블 메모리를 리드하여 상기 카드 판독부로부터 판독된 사용자의 지문 매트릭스를 비교하여, 인증을 요청하는 사용자가 적법한 사용자인지를 판단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the card reading unit for reading the scrambled matrix from the card in which the user's scrambled matrix is stored; An input unit for inputting user information; And a control unit that reads a corresponding scramble memory from the fingerprint image memory according to the user information output from the input unit, compares the fingerprint matrix of the user read from the card reader, and determines whether the user requesting authentication is a legitimate user. It may further include.
한편, 상기 제어부는 상기 지문 화상 메모리로부터 리드된 스크램블 메모리와 상기 카드 판독부로부터 판독된 사용자의 지문 매트릭스가 일치하는 경우에, 상기 지문 인식부로부터 출력되는 사용자의 스크램블 매트릭스와 상기 카드 판독부로부터 판독된 사용자의 지문 매트릭스를 비교하여, 인증을 요청하는 사용자가 적법한 사용자인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 시스템.On the other hand, the control section reads from the user's scramble matrix and the card reading section output from the fingerprint recognition section when the scramble memory read from the fingerprint image memory and the user's fingerprint matrix matched with the card reading section. Comparing the fingerprint matrix of the registered user to determine whether the user requesting authentication is a legitimate user.
이러한 지문 인식 시스템은 네트워크를 통하여 하나의 단말기로부터 전송되는 사용자 정보를 수신하여 상기 제어부로 출력하거나 상기 카드 판독부로부터 판독되는 지문 매트릭스를 네트워크에 맞는 프로토콜로 변환하여 상기 단말기로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다 .The fingerprint recognition system further includes a communication unit which receives user information transmitted from one terminal through a network and outputs the information to the controller or converts a fingerprint matrix read from the card reader into a protocol suitable for a network and transmits the information to the terminal. can do .
본 발명의 다른 특징에 따른 지문 인식 방법은,Fingerprint recognition method according to another aspect of the present invention,
사용자의 지문 화상을 추출하는 단계; 상기 추출된 지문 화상을 다수의 화소 영역으로 분할하는 단계; 및 각 화소 영역별로 지문의 융선 유무 또는 융선의 방향에 따라 특정 값을 부여하여 지문 매트릭스를 생성하는 단계를 포함한다.Extracting a fingerprint image of a user; Dividing the extracted fingerprint image into a plurality of pixel areas; And generating a fingerprint matrix by assigning a specific value to each pixel area according to whether the fingerprint is ridged or the direction of the ridge.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 지문 인식 방법은,In addition, the fingerprint recognition method according to another aspect of the present invention,
사용자의 지문 화상을 추출하는 단계; 상기 추출된 지문 화상을 다수의 화소 영역으로 분할하는 단계; 각 화소 영역별로 지문의 융선 유무 또는 융선의 방향에 따라 특정 값을 부여하여 지문 매트릭스를 생성하는 단계; 및 상기 지문 매트릭스에 상기 지문 매트릭스와 전혀 관련이 없는 IP 매트릭스를 연산 처리하여 스크램블 매트릭스를 산출하는 단계를 포함한다.Extracting a fingerprint image of a user; Dividing the extracted fingerprint image into a plurality of pixel areas; Generating a fingerprint matrix by assigning a specific value to each pixel area according to whether a fingerprint is ridged or the direction of the ridge; And calculating a scramble matrix by computing an IP matrix that is not related to the fingerprint matrix to the fingerprint matrix.
여기서, 스크램블 매트릭스 산출 단계는, 상기 지문 매트릭스에 상기 IP 매트릭스를 승산 처리하여 상기 스크램블 매트릭스를 산출한다.In the calculating of the scramble matrix, the scramble matrix is calculated by multiplying the fingerprint matrix by the IP matrix.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described an embodiment of the present invention;
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지문 인식 시스템의 구조를 나타내는도면이다.1 is a diagram showing the structure of a fingerprint recognition system according to a first embodiment of the present invention.
첨부한 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 지문 인식 시스템은, 지문 추출부(10), 지문 인식부(20), 지문 정보 메모리(30), 입력부(40), 카드 판독부(50), 제어부(60), 디스플레이부(70), 통신부(80) 및 메모리(90)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the fingerprint recognition system according to the first embodiment of the present invention includes a fingerprint extractor 10, a fingerprint reader 20, a fingerprint information memory 30, an input unit 40, and a card. The reading unit 50 includes a control unit 60, a display unit 70, a communication unit 80, and a memory 90.
지문 추출부(10)는 지문의 화상을 추출하며, 특히, 지문의 화상을 촬상하여 해당하는 아날로그 신호를 출력하는 촬상 소자(11), 예를 들어 다수의 셀로 이루어지는 어레이 형태의 CCD(charge coupled device)를 포함한다. 지문 화상을 획득하기 위하여, 광원으로부터 프리즘에 입사되는 빛의 전반사를 이용하여 지문 화상을 획득하는 광학 센싱 방법이나, 평판 위에 놓인 손가락의 지문에서 반사되어 나온 이미지를 홀로그램막에 투영하여 지문 화상을 획득하는 홀로그램 센싱 방법, 센서 어레이를 이용하는 방법, 초음파를 이용하는 방법, 전기장을 이용하는 방법 등이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 광학 센싱 방법을 사용하여 지문 화상을 추출하며, 이에 따라 지문 추출부(10)가 광원(12)과, 프리즘(13) 그리고 결상 렌즈(14)를 포함하나, 본 발명에 따른 지문 추출부(10)는 이러한 구조에 한정되지 않는다.The fingerprint extractor 10 extracts an image of a fingerprint, and in particular, an imaging element 11 for capturing an image of a fingerprint and outputting a corresponding analog signal, for example, a charge coupled device in the form of an array consisting of a plurality of cells. ). To obtain a fingerprint image, an optical sensing method of acquiring a fingerprint image using total reflection of light incident from a light source or a fingerprint image is obtained by projecting an image reflected from a fingerprint of a finger placed on a flat plate onto a hologram film. A hologram sensing method, a method using a sensor array, a method using ultrasonic waves, a method using an electric field, and the like may be used. In the present embodiment, a fingerprint image is extracted using an optical sensing method, and thus the fingerprint extractor 10 includes a light source 12, a prism 13, and an imaging lens 14. The extraction part 10 is not limited to this structure.
지문 인식부(20)는 지문 추출부(10)에서 출력되는 지문 화상을 처리하여 지문의 특지을 나타내는 지문 정보를 생성하며, 본 발명의 실시예에서는 촬상 소자(11)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D(analog/digital) 변환부(21), A/D 변환부(21)에서 출력되는 디지탈 신호를 처리하여 지문 화상을 매트릭스화하는 화상 처리부(22)를 포함한다.The fingerprint recognition unit 20 processes the fingerprint image output from the fingerprint extraction unit 10 to generate fingerprint information indicating the characteristics of the fingerprint. In the embodiment of the present invention, the analog signal output from the imaging device 11 is a digital signal. An A / D (analog / digital) conversion unit 21 for converting the digital signal into an image, and an image processing unit 22 for processing the digital signal output from the A / D conversion unit 21 to matrix the fingerprint image.
화상 처리부(22)는 본 발명의 실시예에 따라 지문 화상의 특징을 수치화한 다음에 매트릭스화하여 지문 정보를 생성한다. 즉, 지문 화상을 소정 크기의 영역으로 분할하고 각 영역별로 지문 융선의 특징에 따라 특정 값을 부여하여 매트릭스를 생성한다. 지문의 융선이란 지문에서 선 모양으로 나타나는 것으로 산맥과 같이 솟아 오른 부분을 나타내며, 본 발명의 실시예에서는 소정 크기로 분할된 각 영역에서 표현되는 지문의 융선 유무 또는 융선의 방향에 따라 특정 값을 부여한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 화상 처리부(22)에서 생성된 지문 정보인 매트릭스를 "지문 매트릭스"라고 명명한다.The image processing unit 22 generates the fingerprint information by digitizing and then matrixing the features of the fingerprint image according to the embodiment of the present invention. That is, a matrix is generated by dividing the fingerprint image into regions of a predetermined size and assigning specific values according to the characteristics of the fingerprint ridges for each region. The ridge of the fingerprint is a linear shape in the fingerprint and represents a portion that rises like a mountain range, and according to the exemplary embodiment of the present invention, a specific value is given according to the presence or absence of the ridge of the fingerprint expressed in each area divided into a predetermined size. do. Hereinafter, for convenience of explanation, the matrix, which is fingerprint information generated by the image processing unit 22, will be referred to as a "fingerprint matrix".
지문 정보 메모리(30)에는 화상 처리부(22)에서 생성된 지문 매트릭스가 사용자의 식별 번호별로 저장되어 있다.In the fingerprint information memory 30, the fingerprint matrix generated by the image processor 22 is stored for each identification number of the user.
입력부(40)는 숫자와 문자 등과 같은 데이터를 사용자가 입력하도록 하며, 특히, 지문 정보 생성 모드 또는 인증 모드 등의 동작 모드를 선택할 수 있도록 하며, 키보드나 마우스 등으로 이루어질 수 있다.The input unit 40 allows a user to input data such as numbers and letters. In particular, the input unit 40 may select an operation mode such as a fingerprint information generation mode or an authentication mode, and may include a keyboard or a mouse.
카드 판독부(50)는 사용자의 IC 카드(100)로부터 사용자의 지문 정보를 판독하고, 제어부(60)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지문 인식 시스템의 전체적인 동작을 제어하며, 특히 지문 정보 생성 모드인 경우에는 화상 처리부(22)를 제어하여 사용자의 지문 정보를 생성하도록 하며, 인증 모드인 경우에는 지문 인식부(20)에서 생성된 사용자의 지문 정보와 IC 카드(100)로부터 판독한 사용자의 지문 정보를 비교하여, 인증을 요청한 사용자가 적법한 사용자인지를 판단한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 카드(100)는 사용자의 지문 정보를 저장하고 있다. 이때, IC 카드(100)에 저장된 사용자의 지문 정보는 사용자의 지문 이미지 그대로 저장되어 있을 수도 있으며, 지문 이미지가 변환된 디지털 데이터 형태로 저장될 수도 있다.The card reader 50 reads the fingerprint information of the user from the IC card 100 of the user, and the controller 60 controls the overall operation of the fingerprint recognition system according to the first embodiment of the present invention. In the generation mode, the image processing unit 22 is controlled to generate the user's fingerprint information. In the authentication mode, the fingerprint information of the user generated by the fingerprint recognition unit 20 and the user read from the IC card 100 are generated. The fingerprint information is compared to determine whether the user who requested the authentication is a legitimate user. The IC card 100 according to the first embodiment of the present invention stores fingerprint information of a user. At this time, the fingerprint information of the user stored in the IC card 100 may be stored as the fingerprint image of the user as it is, or may be stored in the form of digital data converted from the fingerprint image.
디스플레이부(70)는 사용자가 입력한 사용자 정보 등을 포함하는 각종 출력 정보를 디스플레이하고, 통신부(80)는 네트워크(도시하지 않음)를 통하여 접속하는 단말기(서버도 포함)와의 정보 송수신을 수행하며, 처리된 정보를 선택적으로 특정 단말기에 맞는 프로토콜로 변환하여 해당 단말기로 전송한다.The display unit 70 displays various output information including user information input by the user, and the communication unit 80 performs information transmission and reception with a terminal (including a server) connected through a network (not shown). Then, the processed information is selectively converted into a protocol suitable for a specific terminal and transmitted to the corresponding terminal.
메모리(90)에는 인증을 요청하였다가 적법하지 않은 사용자로 판명된 사용자의 지문 정보가 저장되어 있다.The memory 90 stores fingerprint information of a user who requests authentication and turns out to be an illegal user.
다음에는 이러한 구조로 이루어지는 지문 인식 시스템의 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation of the fingerprint recognition system having such a structure will be described.
먼저, 사용자의 지문을 추출하여 처리하는 과정에 대하여 설명한다.First, a process of extracting and processing a user's fingerprint will be described.
도 2에 본 발명의 실시예에 따른 지문 인식 방법에서 지문 화상을 처리하는 과정에 대한 순서도가 도시되어 있다.2 is a flowchart illustrating a process of processing a fingerprint image in a fingerprint recognition method according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도 2에 도시되어 있듯이, 입력부(40)를 통하여 지문 정보 생성 모드가 설명되면, 제어부(60)는 지문 추출부(10)와 지문 인식부(20)를 구동시켜 사용자의 지문 정보를 생성하도록 한다.As shown in FIG. 2, when the fingerprint information generation mode is described through the input unit 40, the controller 60 generates the fingerprint information of the user by driving the fingerprint extractor 10 and the fingerprint recognition unit 20. Do it.
지문 화상을 추출하고자 하는 사용자의 손가락이 프리즘(13)위에 위치되면, 광원(12)으로부터 조사된 빛이 프리즘(13)에 의하여 전반사되면서 결상 렌즈(14)를 통하여 촬상 소자(11)에 결상되게 된다. 따라서, 프리즘(13)에 위치된 손가락의 지문에 해당하는 상이 촬상 소자(11)의 각 셀에 결상되며, 촬상 소자(11)는 결상된지문 화상에 해당하는 아날로그 신호를 출력한다. 촬상 소자(11)에서 출력된 신호는 지문 인식부(20)의 A/D 변환부(21)에 의하여 디지탈 신호(이하, 지문 화상이라고 명명함)로 변환되어 화상 처리부(22)로 입력된다(S100).When the user's finger to extract the fingerprint image is positioned on the prism 13, the light emitted from the light source 12 is totally reflected by the prism 13 to be imaged on the imaging device 11 through the imaging lens 14. do. Therefore, an image corresponding to the fingerprint of the finger located on the prism 13 is formed in each cell of the imaging element 11, and the imaging element 11 outputs an analog signal corresponding to the formed fingerprint image. The signal output from the imaging element 11 is converted into a digital signal (hereinafter referred to as a fingerprint image) by the A / D conversion unit 21 of the fingerprint recognition unit 20 and input to the image processing unit 22 ( S100).
다음에, 지문 인식부(20)의 화상 처리부(22)는 입력되는 지문 화상을 소정 크기의 영역으로 다수 분할한다. 예를 들어 다수의 셀로 이루어지는 촬상 소자(11)를 적당한 단위로 분할하여 다수의 영역을 형성하고, 각 영역에서 표시되는 지문 융선의 방향에 따라 해당 영역에 특정 값을 부여한다(S110). 여기서 상기 영역은 화소 단위로 형성될 수 있으며, 촬상 소자(11)의 각 셀에 대응되는 크기를 가지도록 형성될 수도 있으며, 또한 다수의 셀을 포함하는 크기를 가지도록 형성될 수도 있다. 설명의 편의를 위하여 이하에서는 상기 영역을 "화소 영역"이라고 명명한다.Next, the image processing unit 22 of the fingerprint recognition unit 20 divides the input fingerprint image into a plurality of areas of a predetermined size. For example, a plurality of regions are formed by dividing the imaging device 11 composed of a plurality of cells into appropriate units, and a specific value is given to the corresponding region according to the direction of the fingerprint ridge displayed in each region (S110). The region may be formed in pixel units, may be formed to have a size corresponding to each cell of the imaging device 11, and may be formed to have a size including a plurality of cells. For convenience of explanation, hereinafter, the area is referred to as a "pixel area".
도 3에 화소 영역에 표시되는 지문 화상의 예가 도시되어 있다.An example of the fingerprint image displayed in the pixel area is shown in FIG.
첨부한 도 3의 (a)에 도시되어 있는 바와 같은 지문 정보가 취득되고, 촬상 소자(11)의 각 셀이 도 3의 (b)에 도시되어 있듯이 듯이 다수의 화소 영역(p)으로 분할되면, 각 화소 영역에 대응하여 도 3의 (c)와 같이 지문 화상이 결상된다. 따라서 각 화소 영역마다 결상되는 지문의 화상 정보는 다를 수 있으며, 특히, 각 화소 영역마다 결상되는 지문의 융선 방향이 다를 수 있다. 본원 발명에서는 이러한 특징을 이용하여 융선 방향에 따라 촬상된 지문 화상의 특징을 추출하여 매트릭스화한다.When fingerprint information as shown in FIG. 3A is acquired and each cell of the imaging element 11 is divided into a plurality of pixel regions p as shown in FIG. In response to each pixel area, a fingerprint image is formed as shown in Fig. 3C. Therefore, the image information of the fingerprint formed in each pixel area may be different, and in particular, the ridge direction of the fingerprint formed in each pixel area may be different. In the present invention, such a feature is used to extract and matrix features of the fingerprint image picked up along the ridge direction.
도 4에 본 발명의 실시예에 따른 융선의 수치화를 나타낸 예가 도시되어 있다. 화소 영역에서 표시될 수 있는 지문 융선의 방향을 다수개 설정할 수 있으며,각 방향마다 특정값을 부여하여 지문 정보를 다음 식과 같이 매트릭스화 할 수 있다(S120).4 shows an example showing the quantification of the ridges according to the embodiment of the present invention. A plurality of directions of the fingerprint ridges that can be displayed in the pixel area may be set, and the fingerprint information may be matrixed by assigning a specific value to each direction (S120).
(식 1)(Equation 1)
예를 들어, 도 4에 도시되어 있듯이, 화소 영역에 융선이 없어서 블랭크(blank)로 표시되는 경우에는 "0"이라는 값을 부여하고, 화소 영역이 융선에 의하여 다크(dark)로 표시되는 경우에는 "11"이라는 값을 부여하고, 화소 영역에 융선이 오른쪽 대각선 방향으로 표시되는 경우에는 "4"라는 값을 부여하는 등, 각 화소 영역에 표시되는 융선의 유무나 융선의 방향에 따라 특정값을 부여하여 화소 영역을 수치화한다.For example, as shown in FIG. 4, when the display area is blank because there is no ridge in the pixel area, a value of "0" is assigned, and when the pixel area is displayed in dark color by the ridge line, as shown in FIG. If a value of "11" is assigned to the pixel area and the ridge is displayed in the diagonal direction to the right, a value of "4" is given. For example, a specific value is determined according to the presence or absence of the ridge displayed in each pixel area or the direction of the ridge. To digitize the pixel area.
촬영된 지문 화상 전체에 대하여 위에 기술한 바와 같이 각 화소 영역별로 수치화를 수행할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 지문 인식의 신속성을 위하여 취득된 지문 화상 중 특정 부분만을 추출하고 추출된 부분(지문 인식 부분)에 대하여 화소 영역별로 수치화를 수행하여 n×m(n=0.1.2.3…, m=0.1.2.3…, n과 m은 동일할 수 있음)의 매트릭스를 생성한다(S130). 그러므로 위의 식 1에서 a, b, c, e, f는 특정값을 가지게 된다. 여기서 각 화소 영역이 가질 수 있는 값들은 정수, 10n, Goedel수 등으로 차별화될 수 있다.As described above, the entire photographed fingerprint image may be digitized for each pixel region. In the embodiment of the present invention, only a specific portion of the acquired fingerprint image is extracted for quickness of fingerprint recognition, and the extracted portion (fingerprint) Digitization is performed for each pixel region to generate a matrix of n × m (n = 0.1.2.3…, m = 0.1.2.3…, where n and m may be the same) (S130). Therefore, a, b, c, e and f in Equation 1 above have a specific value. In this case, values that each pixel region may have may be differentiated by an integer, 10 n , and Goedel number.
위에 기술된 바와 같이, 화상 처리부(22)는 지문 화상 중 특정 부분에 해당하는 화상만을 수치화하여 매트릭스 즉, 지문 매트릭스를 생성하고, 사용자의 식별 번호에 지문 매트릭스를 대응시켜 지문 정보 메모리(30)에 저장한다(S130).As described above, the image processing unit 22 digitizes only an image corresponding to a specific portion of the fingerprint image to generate a matrix, that is, a fingerprint matrix, and associates the fingerprint matrix with a user's identification number to the fingerprint information memory 30. Save (S130).
이와 같이 사용자별로 지문 화상에 해당하는 지문 매트릭스를 생성하여 지문 정보 메모리(30)에 저장하거나, 지문 매트릭스가 저장된 IC 카드(100)를 사용자별로 발급한 다음에, 지문 정보 메모리(30)나 IC 카드(100)에 저장된 지문 매트릭스를 토대로 하여 사용자 인증 과정을 수행한다.In this way, a fingerprint matrix corresponding to a fingerprint image is generated for each user and stored in the fingerprint information memory 30, or after the IC card 100 having the fingerprint matrix is stored for each user, the fingerprint information memory 30 or the IC card is issued. A user authentication process is performed based on the fingerprint matrix stored in 100.
도 5에 본 발명의 제1 실시예에 따른 지문 인식 시스템에서 이루어지는 지문 인증 과정에 대한 순서도가 도시되어 있다.5 is a flowchart illustrating a fingerprint authentication process performed in the fingerprint recognition system according to the first embodiment of the present invention.
먼저, 지문 추출부(10)는 인증 모드시에 결제나 신원 확인 등을 수행하는데 필요한 인증을 받고자 하는 사용자의 화상을 추출하고 지문 인식부(20)는 추출된 지문 화상을 위에 기술된 바와 같이 처리하여 지문 매트릭스를 생성한다(S200∼S210).First, the fingerprint extractor 10 extracts an image of a user who wants to be authenticated to perform payment or identity verification in an authentication mode, and the fingerprint recognition unit 20 processes the extracted fingerprint image as described above. To generate a fingerprint matrix (S200 to S210).
그리고 사용자가 IC 카드(100)를 카드 판독부(50)에 삽입하면, 카드 판독부(50)는 IC 카드(100)로부터 사용자의 지문 정보를 판독하여 제어부(60)로 출력한다(S220). 본 발명의 제1 실시예에서 IC 카드(100)에는 위에 기술된 지문 인식 방법에 따라 생성된 사용자의 지문 매트릭스가 저장되어 있다.When the user inserts the IC card 100 into the card reader 50, the card reader 50 reads the fingerprint information of the user from the IC card 100 and outputs the fingerprint information to the controller 60 (S220). In the first embodiment of the present invention, the IC card 100 stores a user's fingerprint matrix generated according to the fingerprint recognition method described above.
제어부(60)는 지문 인식부(20)에서 출력되는 지문 매트릭스와 카드 판독부(50)로부터 판독된 사용자의 지문 매트릭스를 비교하여 서로 일치하는 경우에만 해당 사용자가 적법한 사용자인 것으로 판단하며, 판단 결과를디스플레이부(70)를 통하여 표시한다(S230∼S240).The controller 60 compares the fingerprint matrix output from the fingerprint recognition unit 20 with the fingerprint matrix of the user read from the card reader 50 and determines that the corresponding user is a legitimate user only when they match each other. Is displayed through the display unit 70 (S230 to S240).
한편, 단계(S230)에서 사용자로부터 추출한 지문 매트릭스와 IC 카드로부터 판독한 지문 매트릭스가 상이한 경우에는 다음과 같이 지문 추출시에 발생할 수 있는 회전(rotation), 이동(transition), 비접촉(angular contact) 등의 발생 여부를 고려하여, 두 지문 매트릭스간의 관계를 분석한다(S250) .On the other hand, when the fingerprint matrix extracted from the user in step S230 and the fingerprint matrix read from the IC card are different, rotation, transition, angular contact, etc., which may occur during fingerprint extraction as follows: In consideration of whether or not, the relationship between the two fingerprint matrices is analyzed (S250).
도 6에 지문 추출시에 발생될 수 있는 회전, 이동, 비접촉에 따른 지문 화상의 예가 도시되어 있다.6 shows an example of a fingerprint image according to rotation, movement, and non-contact which may be generated when fingerprint extraction is performed.
예를 들어, 도 6의 (a)와 같이, 기준 좌표축 X축과 Y축의 중심(예를 들어 (0.0))을 기준으로 추출된 지문 화상이 처리되어 생성된 지문 매트릭스가 IC 카드(100)에 저장되어 있는 경우에, 인증을 원하는 사용자가 지문 추출시에 손가락을 기준 좌표로부터 일정 거리 벗어나서 위치시킨 경우에는 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같은 지문 화상이 추출되게 된다. 또한 사용자가 지문 추출시에 손가락을 기준 좌표로부터 일정 각도 회전시키거나 틀어서 위치시킨 경우에는 도 6의 (c)와 같은 지문 화상이 추출되며, 이외에도 사용자가 손가락의 전체 표면을 프리즘(13) 등에 완전히 밀착시키지 않고 일정 각도 들어서 위치시키는 경우에는 도 7의 (d)와 같이 지문의 일부분만이 추출되게 된다.For example, as shown in FIG. 6A, a fingerprint matrix generated by processing a fingerprint image extracted based on a center of a reference coordinate axis X axis and a Y axis (for example, (0.0)) is processed in the IC card 100. In the case where the user wants to authenticate, when the user places the finger away from the reference coordinate by a predetermined distance during fingerprint extraction, the fingerprint image as shown in Fig. 6B is extracted. In addition, when the user rotates or twists the finger at a predetermined angle from the reference coordinate when the fingerprint is extracted, the fingerprint image as shown in FIG. 6C is extracted. In addition, the user completely covers the entire surface of the finger on the prism 13 or the like. In case of positioning at an angle without being in close contact, only a part of the fingerprint is extracted as shown in FIG.
따라서 사용자가 적법한 사용자인 경우에도 추출되는 부분이 달라지게 되어 생성된 지문 매트릭스가 IC 카드(100)에 저장되어 있는 지문 매트릭스와 일치하지 않게 되며, 그 결과 사용자가 적법한 사용자임에도 불구하고 적법하지 않은 것으로 판단하게 되는 오류가 발생할 수 있다.Therefore, even if the user is a legitimate user, the extracted part is changed so that the generated fingerprint matrix does not match the fingerprint matrix stored in the IC card 100. As a result, the user is not legal despite the legitimate user. An error that can be judged may occur.
본 발명의 실시예에서는 이러한 오류를 방지하기 위하여, 지문 인식부(20)에서 생성된 사용자의 지문 매트릭스와 IC 카드(100)에 저장된 지문 매트릭스가 일치하지 않는 경우에는, 두 지문 매트릭스간의 수치적 관계를 분석하여 도 6의 (a) 또는 (b) 또는 (c)와 같은 경우에 해당하는지를 판단한다.In the embodiment of the present invention, in order to prevent such an error, when the fingerprint matrix of the user generated in the fingerprint recognition unit 20 and the fingerprint matrix stored in the IC card 100 do not coincide, the numerical relationship between the two fingerprint matrices. It is determined whether this corresponds to the case of (a) or (b) or (c) of FIG. 6.
위에 기술된 바와 같이 지문 인식부(20)에서 생성된 사용자의 지문 매트릭스와 IC 카드(100)에 저장된 지문 매트릭스가 일치하지 않아도, 두 매트릭스의 수치적 분석에 따라 지문의 이동 또는 회전 또는 비접촉 상태에 해당하는 것으로 판단되면 해당 사용자가 적법한 사용자인 것으로 판단한다.As described above, even if the fingerprint matrix of the user generated in the fingerprint recognition unit 20 and the fingerprint matrix stored in the IC card 100 do not coincide with each other, the fingerprint matrix may not be moved or rotated or contacted according to the numerical analysis of the two matrixes. If it is determined that the corresponding user is determined to be a legitimate user.
그러나, 사용자의 지문 매트릭스와 IC 카드(100)에 저장된 지문 매트릭스가 일치하지 않으면서 두 매트릭스의 수치적 관계가 지문의 이동 또는 회전 또는 비접촉 상태 중 어느 하나에도 해당되지 않는 경우에는, 단계 S110으로 되돌아가 사용자의 지문 정보를 다시 추출하도록 하고, 새롭게 추출된 지문의 매트릭스와 IC 카드로부터 판독한 지문 매트릭스가 일치하는지를 다시 판단한다. 만일, 상기와 같은 과정을 N회 반복하여도 사용자로부터 추출된 지문 매트릭스와 IC 카드로부터 판독한 지문 매트릭스가 상이한 경우에는, 제어부(60)가 IC 카드의 소지자가 적법한 사용자가 아닌 것으로 판단하여 사용자로부터 추출된 지문 정보를 메모리(90)에 저장한다(S260∼S270).However, if the fingerprint matrix of the user and the fingerprint matrix stored in the IC card 100 do not match and the numerical relationship between the two matrices does not correspond to any of the movement, rotation, or contactless state of the fingerprint, the process returns to step S110. Allow the user to extract the user's fingerprint information again, and determine again whether the matrix of the newly extracted fingerprint matches the fingerprint matrix read from the IC card. If the fingerprint matrix extracted from the user and the fingerprint matrix read from the IC card are different from each other even if the above process is repeated N times, the controller 60 determines that the holder of the IC card is not a legitimate user. The extracted fingerprint information is stored in the memory 90 (S260 to S270).
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 이와 같이 부적합한 카드 소지자의 지문정보를 메모리(90)에 저장하고 관리함으로써, 예를 들어 신용카드나 현금 카드를 도용하여 신용 거래를 행하려 하는 사람의 신원을 파악할 수 있다.According to the first embodiment of the present invention, the fingerprint information of the inappropriate card holder is stored and managed in the memory 90, so that the identity of the person who attempts to perform a credit transaction, for example, using a credit card or a cash card, can be identified. Can be.
다음에 제어부(60)는 판단 결과에 따라 자체적으로 결제나 사용자 확인 등의 인증 처리를 수행하며, 인증 결과를 디스플레이부(70)를 통하여 표시하여 사용자가 인증 처리 결과를 알 수 있도록 한다.Next, the control unit 60 performs an authentication process such as payment or user confirmation itself according to the determination result, and displays the authentication result through the display unit 70 so that the user can know the authentication processing result.
이외에도 제어부(60)는 자체적으로 결제나 신원 확인 등을 수행하지 않는 경우에는 통신부(80)를 통하여 사용자의 인증을 받기 위한 인증 정보(예를 들어 결제를 요청하는 경우에는 사용자의 신용 카드 번호나 입력부를 통하여 입력되는 결제 금액 등)를 네트워크에 연결되어 있는 결제 또는 확인 시스템(도시하지 않음) 등으로 전송하여 처리되도록 하며, 그 후에 통신부(80)를 통하여 전송되는 인증 처리 결과를 디스플레이부(70)를 통하여 표시한다.In addition, if the control unit 60 does not perform payment or identity verification on its own, authentication information for authenticating the user through the communication unit 80 (for example, in case of requesting payment, the credit card number or input of the user). The payment amount input through the unit) to be transmitted to a payment or confirmation system (not shown) connected to the network, etc., and then the authentication processing result transmitted through the communication unit 80 is displayed. Display through.
한편, 위에 기술된 실시예에서 해킹(hacking) 등에 의하여 적법한 사용자의 지문 매트릭스 정보가 누출되는 경우에는 지문 도용 등의 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, when the fingerprint matrix information of the legitimate user is leaked by hacking or the like in the above-described embodiment, a problem such as fingerprint theft may occur.
따라서 다음의 제2 실시예에서는 이러한 지문 도용을 방지하기 위하여 지문 매트릭스를 암호화 처리하는 경우에 대하여 설명한다Therefore, the following second embodiment describes the case where the fingerprint matrix is encrypted to prevent such fingerprint theft.
도 7에 본 발명의 제2 실시예에 따른 지문 인식 시스템의 구조가 도시되어 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 지문 인식 시스템은 첨부한 도 7에 도시되어 있듯이 위에 기술된 제1 실시예와 동일하게 이루어지며, 단지 지문 인식부(20)가 화상 처리부(22)에 의하여 생성된 지문 매트릭스를 해당 지문 화상과 전혀 관련이 없는 매트릭스와 연산 처리하여 암호화된 지문 매트릭스를 생성하는 매트릭스 연산부(23)와, 지문 매트릭스와 연산 처리되는 매트릭스가 적어도 하나 이상 저장되어 있는 메모리(32)를 를 더 포함한다.7 shows a structure of a fingerprint recognition system according to a second embodiment of the present invention. The fingerprint recognition system according to the second embodiment of the present invention is made in the same manner as the first embodiment described above, as shown in FIG. 7, and only the fingerprint recognition unit 20 is generated by the image processing unit 22. A matrix operation unit 23 for computing an encrypted fingerprint matrix with a matrix that has no relation to the fingerprint image and generating an encrypted fingerprint matrix, and a memory 32 storing at least one fingerprint matrix and a matrix for which the fingerprint processing is performed. It further includes.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 화상 처리부(22)에서 생성된 "지문 매트릭스"와 연산 처리되는 매트릭스를 허화상(imaginary picture, 이하 IP라고 명명함) 매트릭스라고 명명하며, IP 매트릭스와 연산처리되어 생성되는 매트릭스를 "스크램블(scramble) 매트릭스"라고 명명한다.Hereinafter, for convenience of description, the "fingerprint matrix" generated by the image processing unit 22 and the matrix to be processed are referred to as an imaginary picture (hereinafter referred to as IP) matrix, and are computed and generated with the IP matrix. The matrix to be called is the "scramble matrix".
이에 따라 지문 정보 메모리(30)에는 사용자의 식별 번호와 대응하여 스크램블 매트릭스가 저장되며, 또한 연산 처리시 사용된 IP 매트릭스가 저장될 수도 있다. 그러나 제1 실시예와 같이 암호화 처리되지 않은 지문 매트릭스가 사용자 식별 번호와 대응하여 저장될 수도 있다. 그리고 IC 카드(100)에는 사용자의 지문 화상에 해당하는 스크램블 매트릭스가 저장된다.Accordingly, the scramble matrix is stored in the fingerprint information memory 30 corresponding to the identification number of the user, and the IP matrix used in the calculation process may be stored. However, as in the first embodiment, an unencrypted fingerprint matrix may be stored corresponding to the user identification number. The IC card 100 stores a scramble matrix corresponding to the fingerprint image of the user.
여기서 제1 실시예와 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 제1 실시예와 동일한 참조 번호를 부여하였으며, 이하에 동일한 기능을 수행하는 구성 요소의 기능에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Here, the same reference numerals as those in the first embodiment are assigned to components that perform the same functions as the first embodiment, and detailed descriptions of the functions of the components that perform the same functions will be omitted below.
먼저, 본 발명의 제2 실시예에 따른 지문 인식 시스템에서 지문 정보를 생성하는 방법에 대하여 설명한다.First, a method of generating fingerprint information in a fingerprint recognition system according to a second embodiment of the present invention will be described.
도 8에 제2 실시예에 따른 지문 인식 방법에서 지문 화상이 처리되는 과정이 순차적으로 도시되어 있다.8, a process of processing a fingerprint image in the fingerprint recognition method according to the second embodiment is sequentially illustrated.
먼저, 사용자의 지문 화상을 추출하고 추출된 지문 화상을 소정 크기의 화소 영역으로 분할하고, 각 화소 영역마다 표시되는 지문 융선의 유무 또는 융선의 방향에 따라 특정값을 부여하여 제1 실시예와 같이, 지문 화상에 해당하는 지문 매트릭스를 생성한다(S300∼S330).First, the fingerprint image of the user is extracted, the extracted fingerprint image is divided into pixel areas of a predetermined size, and a specific value is given according to the presence or absence of the fingerprint ridges displayed in each pixel area or the direction of the ridges as in the first embodiment. In operation S300 to S330, a fingerprint matrix corresponding to the fingerprint image is generated.
이와 같이 화상 처리부(22)에 의하여 지문 매트릭스가 생성되면, 다음에 매트릭스 연산부(23)가 생성된 지문 매트릭스를 촬상된 지문 화상과 전혀 관련이 없는 다른 매트릭스 즉, IP 매트릭스와 승산하여 최종적으로 암호화된 지문 화상 정보(스크램블 매트릭스)를 생성한다(S340).When the fingerprint matrix is generated by the image processing unit 22 as described above, the matrix calculation unit 23 multiplies the generated fingerprint matrix by another matrix that is not related to the captured fingerprint image, that is, the IP matrix, and finally encrypts the fingerprint matrix. Fingerprint image information (scramble matrix) is generated (S340).
이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.If this is expressed as an expression, it is as follows.
(식 2)(Equation 2)
AX = B, 즉,AX = B, i.e.
이다. to be.
여기서, A는 지문 매트릭스를 나타내며, X는 IP 매트릭스 그리고 B는 스크램블 매트릭스를 나타낸다. 그리고 본 실시예에서 IP 매트릭스 X가 1열로만 이루어진 것을 예로 들었으나 이에 한정되지 않고 A 또는 B와 같이 n×m 형태의 매트릭스로 이루어질 수도 있다.Where A represents a fingerprint matrix, X represents an IP matrix and B represents a scrambled matrix. In the present embodiment, the IP matrix X is composed of only one column, but the present invention is not limited thereto, and may be formed of an n × m matrix such as A or B.
매트릭스 연산부(23)는 지문 추출부(10)에 의하여 취득된 지문 화상의 매트릭스에 IP 매트릭스를 승산하여 암호화된 스크램블 매트릭스를 생성하여 지문 정보메모리(30)에 저장한다(S350).The matrix calculator 23 multiplies the matrix of the fingerprint image acquired by the fingerprint extractor 10 with the IP matrix to generate an encrypted scramble matrix and stores it in the fingerprint information memory 30 (S350).
이러한 관계에 따라 X와 B만을 알고 있는 경우에도 다음과 같은 식에 따라 원래 정보인 지문 화상의 매트릭스(A)를 산출할 수 있다.Even if only X and B are known according to this relationship, the matrix A of the fingerprint image, which is the original information, can be calculated according to the following equation.
(식 3)(Equation 3)
따라서, B를 알고 있는 경우에 X를 알고 있지 않으면 정확한 A를 구할 수 없으므로, 이러한 관계를 이용하여 지문을 이용한 인증 동작들을 수행할 수 있다.Therefore, if B is known and the correct A cannot be obtained without knowing X, the fingerprint authentication can be performed using this relationship.
다음에는 이와 같이 생성된 스크램블 매트릭스를 이용하여 사용자의 인증 과정을 수행하는 경우에 대하여 설명한다.Next, a case of performing a user authentication process using the scramble matrix generated in this way will be described.
도 9에 제2 실시예에 따른 지문 인식 방법에서 인증 처리를 수행하는 과정이 순차적으로 도시되어 있다.9, a process of performing an authentication process in the fingerprint recognition method according to the second embodiment is sequentially shown.
먼저, 인증을 원하는 사용자가 입력부(40)를 통하여 사용자 정보를 입력하면 지문 추출부(10)가 사용자의 지문 화상을 추출하고 지문 인식부(20)의 화상 처리부(22)가 추출된 지문 화상을 처리하여 해당하는 지문 매트릭스를 생성한다(S400).First, when a user who wants to authenticate inputs user information through the input unit 40, the fingerprint extractor 10 extracts the user's fingerprint image, and the image processor 22 of the fingerprint recognition unit 20 extracts the extracted fingerprint image. Processing generates a corresponding fingerprint matrix (S400).
다음에 사용자가 입력부(40)를 통하여 사용자 정보를 입력하면서 IC 카드를 카드 판독부(50)에 삽입하면, 카드 판독부(50)가 IC 카드(100)에 저장된 스크램블 매트릭스를 판독하여 제어부(60)로 출력하고(S410∼S420), 제어부(60)는 입력부(40)를 통하여 입력되는 사용자 정보에 따라 지문 정보 메모리(30)로부터 대응하는 스크램블 매트릭스를 리드하여 IC 카드(100)로부터 판독된 스크램 블 매트릭스와 비교한다(S430∼S440).Next, when the user inserts the IC card into the card reader 50 while inputting user information through the input unit 40, the card reader 50 reads the scramble matrix stored in the IC card 100 to control the controller 60. (S410 to S420), and the controller 60 reads the corresponding scramble matrix from the fingerprint information memory 30 according to the user information input through the input unit 40, and reads from the IC card 100. Compare with the ramble matrix (S430 ~ S440).
판독된 스크램블 매트릭스와 사용자 정보에 따라 리드된 스크램블 매트릭스가 일치하는 경우에, 제어부(60)는 추출된 사용자의 지문 매트릭스를 매트릭스 연산부(23)로 제공하여 설정된 IP 매트릭스와 연산하여 스크램블 매트릭스를 산출하도록 한다(S450).When the read scramble matrix and the read scramble matrix according to the user information coincide, the controller 60 provides the extracted user's fingerprint matrix to the matrix calculator 23 to calculate the scramble matrix by calculating with the set IP matrix. (S450).
이에 따라 매트릭스 연산부(23)가 추출된 사용자의 지문 매트릭스와 IP 매트릭스를 승산하여 해당하는 스크램블 매트릭스를 산출하고, 제어부(60)는 산출된 스크램블 매트릭스와 IC 카드(100)로부터 판독된 스크램블 매트릭스를 비교한다(S460).Accordingly, the matrix operator 23 multiplies the extracted user's fingerprint matrix with the IP matrix to calculate a corresponding scramble matrix, and the controller 60 compares the calculated scramble matrix with the scramble matrix read from the IC card 100. (S460).
위에 기술된 바와 같이 산출된 스크램블 매트릭스와 IC 카드(100)로부터 판독된 스크램블 매트릭스가 일치하는 경우에는 해당 사용자가 적법한 사용자인 것으로 판단하여, 결제 등을 위한 인증 처리를 수행하고 그 결과를 디스플레이부(70)를 통하여 표시한다(S470).If the scrambled matrix calculated as described above and the scrambled matrix read from the IC card 100 match, it is determined that the user is a legitimate user, and an authentication process for payment or the like is performed and the result is displayed on the display unit ( 70 through (S470).
한편 단계(S440)에서 IC 카드(100)로부터 판독된 스크램블 매트릭스와 사용자 정보에 따라 리드된 스크램블 매트릭스가 일치하지 않거나, 단계(S460)에서 산출된 스크램블 매트릭스와 IC 카드(100)로부터 판독된 스크램블 매트릭스가 일치하는 경우에는, 해당 사용자가 적법하지 않은 사용자인 것으로 판단하고, 그 사용자 정보를 메모리(90)에 저장 및 관리하여 추후에 적법하지 않은 사용자를 용이하고 신속하게 판별할 수 있도록 한다(S480).On the other hand, the scramble matrix read from the IC card 100 and the scramble matrix read according to the user information do not coincide in step S440, or the scramble matrix calculated in step S460 and the scramble matrix read from the IC card 100. If is matched, it is determined that the user is an illegal user, and the user information is stored and managed in the memory 90 so that an illegal user can be easily and quickly determined later (S480). .
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, IC 카드에 기록된 사용자의 지문 정보와 사용자로부터 직접 추출한 지문 정보를 비교하여 사용자의 인증을 행하기 때문에, 카드 등의 분실시에 제3자에 의해 도용되는 문제점을 해결할 수 있다. 또한,본 발명의 실시예에 따르면 카드를 도용한 제3자의 지문 정보를 메모리에 저장함으로써 카드를 도용한 신원을 확인할 수 있다는 장점이 있으며, 결제용 시스템 이외에 신원 확인용 시스템 등에 사용될 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, since the authentication of the user is performed by comparing the fingerprint information of the user recorded on the IC card with the fingerprint information extracted directly from the user, it is stolen by a third party when the card or the like is lost. The problem can be solved. In addition, according to an embodiment of the present invention by storing the fingerprint information of the third party who steal the card in the memory has the advantage that can identify the identity of the card stolen, it can be used in the identification system or the like in addition to the payment system.
한편, 본 발명에 따르면 사용자의 지문 정보가 IC 카드에 저장되어 있어야 하기 때문에, 종래의 마그네틱 카드나 IC 카드를 그대로 사용할 수 없고 새롭게 발급한 IC 카드가 필요하다는 단점이 있을 수 있으나, 이러한 경우에는 IC 카드에 사용자 정보만을 저장시키고, 사용자 정보에 대응되어 있는 지문 매트릭스와 추출된 사용자의 지문 화상에 따라 지문 매트릭스를 비교하여 인증 처리를 수행할 수 있다.On the other hand, according to the present invention, since the user's fingerprint information should be stored in the IC card, there may be a disadvantage in that a conventional magnetic card or IC card cannot be used as it is and a newly issued IC card is required. Only the user information is stored in the card, and the authentication process can be performed by comparing the fingerprint matrix according to the fingerprint matrix corresponding to the user information and the extracted fingerprint image of the user.
또한 인증의 정확성을 도모하기 위하여, 1차적으로 입력되는 사용자 정보와 카드로부터 판독한 사용자 정보가 일치하는지를 판단하고, 2차적으로 사용자로부터 추출한 지문 정보와 메모리에 저장된 사용자의 지문 정보가 일치하는지를 판단하여 인증을 수행할 수도 있다.In addition, in order to improve the accuracy of the authentication, it is determined whether the user information that is primarily input and the user information that is read from the card match, and secondly, whether the fingerprint information extracted from the user and the user's fingerprint information stored in the memory match. You can also perform authentication.
또한, 이러한 사용자 인증 이외에도 IC 카드에 스크램블 매트릭스 산출에 사용된 IP 매트릭스 정보만을 저장시키고 인증 시스템내에는 적법한 사용자의 스크램블 매트릭스만을 저장시킨 다음에, IC 카드로부터 판독된 IP 매트릭스와 추출된 사용자의 지문 화상에 해당하는 지문 매트릭스를 연산하여 스크램블 매트릭스를 산출하고, 산출된 스크램블 매트릭스와 적법한 사용자의 스크램블 매트릭스를 비교하여 지문 인증을 수행할 수도 있다. 이 경우에는 적법하지 않은 사용자가 인증을 요청하거나 적법하지 않은 IC 카드를 사용하지 않는 경우에 정확한 스크램블 매트릭스가 생성되지 않기 때문에, 원래의 지문 매트릭스 정보를 해킹당한 경우에도 보다 안정적으로 지문 인증을 수행할 수 있다.In addition to such user authentication, only the IP matrix information used for calculating the scramble matrix is stored in the IC card, and only the scramble matrix of the legitimate user is stored in the authentication system. Then, the IP matrix read from the IC card and the extracted user's fingerprint image are stored. The scramble matrix may be calculated by calculating a fingerprint matrix corresponding to the S scramble matrix, and fingerprint authentication may be performed by comparing the calculated scramble matrix with a legitimate user scramble matrix. In this case, since an accurate scramble matrix is not generated when an unauthorized user requests authentication or does not use an illegal IC card, fingerprint authentication can be performed more reliably even if the original fingerprint matrix information is hacked. Can be.
이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에만 한정되는 것은 아니면 그 외의 다양한 변형이나 변경이 가능하다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, A various other deformation | transformation and a change are possible.
예컨대, 본 발명의 실시예에서는 지문 정보가 IC 카드에 저장된 것을 예로서 설명하였으나, 다른 카드를 사용하여 사용자의 지문 정보를 저장할 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 인식 시스템을 인증 전용 단말기 형태로 구현할 수도 있다.For example, in the exemplary embodiment of the present invention, the fingerprint information is stored in the IC card as an example, but the fingerprint information of the user may be stored using another card. In addition, the recognition system described in the embodiment of the present invention may be implemented in the form of an authentication-only terminal.
위에서 설명한 본 발명에 따른 지문 인식 시스템은 신용카드와 현금 카드와 같이 금융기관의 결제용 시스템에 적용할 수 있으며, 이 외에도 통신 카드와 운송 카드와 같은 결제용 시스템에도 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 결제용 시스템 이외에 신원확인용 시스템에도 사용될 수 있다. 이와 같은 지문을 이용한 신원 확인용 시스템은 위에서 설명한 실시예를 통해 본 발명이 속한 분야의 당업자가 용이하게 실시할 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.The fingerprint recognition system according to the present invention described above can be applied to a payment system of a financial institution such as a credit card and a cash card, and can also be used for a payment system such as a communication card and a transportation card. In addition, the present invention can be used for identification systems in addition to payment systems. Since the identification system using the fingerprint can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains through the above-described embodiment, redundant description will be omitted.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 지문 화상을 소정 크기의 영역으로 분할하고 각 영역의 화상에 특정값을 부여하여 매트릭스화함으로써, 지문 화상 정보를 보다 신속하게 처리할 수 있다.As described above, according to the present invention, the fingerprint image information can be processed more quickly by dividing the fingerprint image into regions having a predetermined size and assigning a specific value to the images of the respective regions.
또한, 적법한 지문 매트릭스와 인증 요청에 따라 추출된 사용자의 지문 매트릭스를 수치적 관계에 따라 비교함으로써, 종래의 화상 비교에 비하여 지문 인식시소요되는 시간을 감소시킬 수 있으며, 보다 간단하게 두 지문간의 일치 여부를 비교할 수 있다.In addition, by comparing the legitimate fingerprint matrix and the user's fingerprint matrix extracted according to the authentication request according to the numerical relationship, it is possible to reduce the time required for fingerprint recognition as compared with the conventional image comparison, and more simply to match the two fingerprints. Whether or not you can compare.
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