KR101314945B1

KR101314945B1 - 가짜 손가락 판정 장치

Info

Publication number: KR101314945B1
Application number: KR1020127016185A
Authority: KR
Inventors: 아키라 몬덴
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2013-10-04
Also published as: EP2518684B1; EP2518684A4; JP5665016B2; KR20120085934A; CN102687172B; US8861807B2; US20120263355A1; WO2011077879A1; CN102687172A; JPWO2011077879A1; EP2518684A1

Abstract

가짜 손가락의 판정 정확도를 향상시키는 것이 가능한 가짜 손가락 판정 기술이 개시된다. 가짜 손가락 판정 장치에는, 판정 대상물로서의 손가락의 융선의 선폭 또는 곡선의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 취득 수단, 및 선폭 정보에 기초하여, 판정 대상물로서의 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 판정 수단이 구비된다.

Description

가짜 손가락 판정 장치{FAKE FINGER DETERMINATION DEVICE}

본 발명은 가짜 손가락을 인지하기에 적합한 가짜 손가락 판정 장치에 관한 것이다.

개인을 식별하는 인증 방식의 일 타입으로서 지문 인증이 주목받고 있다. 지문은 사람마다 다르고, 시간이 경과하여도 변화하지 않는다는 점에서 유일무이하다. 따라서, 지문 인증은, 현재 보급되어 있는 패스워드 인증 등보다 더 신뢰가능하다고 한다. 그러나, 최근에는, 본인의 지문을 위조하고, 이렇게 위조된 지문 (이하, "위조 지문" 이라 지칭) 을 이용하여 인증을 패스하여, 부정 행위를 행하는 등의 피해가 문제가 되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1).

일본 공표특허공보 제2007-511845호

위조 지문을 작성하는 방법으로서, 사람의 손가락 표면에 폴리에틸렌 수지 또는 초산비닐 수지 등의 박막을 밀어붙여 위조 지문을 작성하는 방법이 알려져 있다. 지문 인증 시에는, 손가락에 대하여 밀어붙여진 면 (즉, 위조 지문이 형성된 면) 을 앞면 (front side) 으로 하여, 이것을 인증 대상자의 손가락 표면에 첩부하여 사용한다. 이러한 위조 지문이 표면에 첩부된 손가락 (즉, 가짜 손가락) 에는, 지문 인증 시에 스펙트럼 특성을 계측하여도, 가짜 손가락 표면의 스펙트럼 특성과, 사람의 손가락 표면의 스펙트럼 특성이 기본적으로 동일하기 때문에, 그 손가락이 가짜 손가락인지 여부의 판정이 어려워진다는 문제가 있다.

본 발명은 상기의 사정을 감안하여 고안된 것으로, 가짜 손가락의 판정 정확도를 향상시킬 수 있는 가짜 손가락 판정 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 가짜 손가락 판정 장치는, 판정 대상물로서의 손가락의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 취득 수단, 및 선폭 정보에 기초하여, 판정 대상물로서의 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 가짜 손가락 판정 장치는, 판정 대상물로서의 손가락의 융선의 선폭과 곡선의 선폭이 소정의 관계를 충족하는지 여부를 판단하는 판단 수단, 및 판단 결과에 기초하여, 판정 대상물로서의 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가짜 손가락의 판정 정확도를 향상시키는 것이 가능하다.

도 1 은 제 1 실시형태에 따른 가짜 손가락 판정 장치의 평면도이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 따른 도 1 에 예시된 가짜 손가락 판정 장치의 Ⅱ-Ⅱ 선 단면도이다.
도 3 은 제 1 실시형태에 따른 컴퓨터의 기능 블록을 나타낸 도면이다.
도 4 는 제 1 실시형태에 따른 가짜 손가락 판정 처리를 나타낸 플로우차트이다.
도 5 는 제 2 실시형태에 따른 컴퓨터의 기능 블록을 나타낸 도면이다.
도 6 은 제 2 실시형태에 따른 가짜 손가락 판정 처리를 나타낸 플로우차트이다.
도 7 은 제 2 실시형태의 변형예에 따른 컴퓨터의 기능 블록을 나타낸 도면이다.
도 8 은 제 3 실시형태에 따른 컴퓨터의 기능 블록을 나타낸 도면이다.
도 9 는 제 3 실시형태에 따른 가짜 손가락 판정 처리를 나타낸 플로우차트이다.
도 10 은 제 3 실시형태의 변형예에 따른 컴퓨터의 기능 블록을 나타낸 도면이다.
도 11 은 진짜 지문 화상을 예시한 도면이다.
도 12 는 위조 지문 화상을 예시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 가짜 손가락 판정 장치의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.

A. 전제가 되는 기술 사상

지문 인증 시, 손가락 표면에 폴리에틸렌 수지 등의 박막을 밀어붙여 작성된 위조 지문은, 이 박막을 반전시킨 상태에서 인증 대상자의 손가락 표면에 첩부되어 사용된다. 따라서, 위조 지문이 표면에 첩부된 가짜 손가락의 경우에는, 가짜 손가락의 요철 (凹凸) 과 진짜 손가락 (즉, 생체 손가락) 의 요철이 역전된다. 즉, 생체 손가락의 지문의 융선 (ridge) 이 가짜 손가락의 곡선 (valley line) 이 되고, 생체 손가락의 곡선이 가짜 손가락의 융선이 되기 때문에, 생체 손가락의 지문 화상 (이하, "진짜 (authentic) 지문 화상" 이라 지칭) 은 융선이 굵고 곡선이 가는데 반하여 (도 11 참조), 가짜 손가락의 지문 화상 (이하, "위조 (forged) 지문 화상" 이라 지칭) 은 융선이 가늘고 곡선이 굵다 (도 12 참조).

본 발명은 상기의 지문 화상의 특성에 착안하여 고안되었다. 본 발명은, 이미 가짜 손가락 판정 장치가 조립되어 있는 기존의 지문 인증 시스템에 대해서도, 소프트웨어의 처리를 부가하는 것 만으로 (즉, 센서 등의 하드웨어를 새롭게 부가하거나 또는 변경하지 않고), 본 발명을 실현할 수 있다고 하는 이점이 있다. 이하의 설명에서는, 상기 설명한 바와 같이 반전된 위조 지문을, 때때로, "반전 전사 지문 (reverse transfer fingerprint)" 이라 지칭한다.

B. 제 1 실시형태

(1) 이 실시형태의 구성

먼저, 도 1 및 도 2 를 참조하여, 제 1 실시형태에서의 가짜 손가락 판정 장치 (100) 의 구성에 대해 설명한다. 도 1 은, 가짜 손가락 판정 장치 (100) 를 바로 위에서 봤을 때의 평면도이고, 도 2 는 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 선 단면도이다.

가짜 손가락 판정 장치 (100) 는, 지문 인증의 대상이 되는 판정 대상물 (T) 이 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 장치이다. 도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 가짜 손가락 판정 장치 (100) 는, 하우징 (10), 센서면 (20), 광원 (30), 촬상 장치 (40), 및 컴퓨터 (50) 를 구비하고 있다. 이하의 기술에서는, 하우징 (10) 중 센서면 (20) 이 제공되어 있는 측을 상측이라 지칭한다는 것에 주목한다.

센서면 (20) 은, 판정 대상물 (T) (이 예에서는, 생체 손가락 또는 가짜 손가락) 을 배치하는 면으로, 예를 들어, 파이버 옵틱 플레이트 (fiber optic plate) 등에 의해 구성되어 있다.

촬상 장치 (40) 는, 주지의 촬상 수단으로, 센서면 (20) 의 하측에 제공되어 있다. 촬상 장치 (40) 는, 하우징 (10) 의 하측에 제공된 광원 (30) 을 이용하여 반사광 센싱을 수행하고, 센서면 (20) 에 배치된 판정 대상물 (T) 인 손가락을 촬영하여, 지문 화상을 출력한다. 그 결과, 판정 대상물 (T) 이 생체 손가락인 경우에는, 융선이 굵고 곡선이 가는 진짜 지문 화상이 얻어진다 (도 11 참조). 한편, 판정 대상물 (T) 이 가짜 손가락인 경우에는, 융선이 가늘고 곡선이 굵은 위조 지문 화상이 얻어진다 (도 12 참조).

컴퓨터 (50) 는, CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory) 등에 의해 구성되고, CPU 가 ROM 및 RAM 에 저장된 각종 제어 프로그램 등을 실행함으로써, 가짜 손가락 판정 장치 (100) 의 각부를 중추적으로 제어한다.

도 3 은, 컴퓨터 (50) 의 기능 블록도이다. 컴퓨터 (50) 는, 화상 입력 수단 (51), 영역 분할 수단 (52), 방향 결정 수단 (53), 선폭 산출 수단 (54), 선폭 관계 판단 수단 (55), 및 가짜 손가락 판정 수단 (56) 을 구비하고 있다.

화상 입력 수단 (51) 은, 촬상 장치 (40) 로부터 출력된 지문 화상을 취득하고, 이것을 영역 분할 수단 (52) 에 공급한다. 화상 입력 수단 (51) 은, 촬상 장치 (40) 로부터 취득된 지문 화상에 대하여 히스토그램 평탄화 또는 해상도 변환 (예를 들어, 800dpi 로부터 500dpi 로의 변환) 등의 화상 처리를 수행한 후 영역 분할 수단 (52) 에 공급할 수도 있다는 것에 주목한다.

영역 분할 수단 (분할 수단) (52) 은, 화상 입력 수단 (51) 으로부터 공급받은 지문 화상에 대하여 영역 분할하는 수단이다. 영역 분할 수단 (52) 은, 먼저, 지문 화상에서, 지문의 특징적인 부분 (예를 들어, 융선의 분기점 또는 단점 (end point) 등의 세목 (minutia) 을 포함하는 부분) 을 포함하는 영역을 처리 대상 영역으로서 추출한 후, 이러한 처리 대상 영역을 소영역으로 분할한다. 영역 분할 수단 (52) 은, 융선 또는 곡선의 방향 및 선폭을 안정적으로 구할 수 있도록, 처리 대상 영역을, 2 개 이상, 그리고 4 개 이상의 융선이 들어가는 크기의 소영역으로 분할하는 것이 바람직하다. 소영역에 대해서 2 개 이상의 융선이 들어가는 크기를 하한으로서 설정하는 이유는, 소영역이 너무 작으면, 융선의 방향 또는 선폭이 계측될 수 없기 때문에, 융선의 방향 및 선폭을 계측할 수 있는 크기를 확보할 필요가 있기 때문이다. 소영역에 대해서 4 개 이하의 융선이 들어가는 크기를 상한으로서 설정하는 이유는, 소영역 내의 융선/곡선이 직선으로 근사되도록 하기 위해서이다.

방향 결정 수단 (결정 수단) (53) 은, 영역 분할 수단 (52) 이 분할한 각 소영역마다, 소영역 내의 융선/곡선의 방향을 결정하는 수단이다. 방향을 결정하는 방법으로서, 예를 들어 푸리에 변환을 이용하는 방법, 또는 화소값의 미분을 이용하는 방법 등의 주지의 방법을 이용할 수도 있다.

푸리에 변환을 이용하는 경우에, 방향 결정 수단 (53) 은, 먼저 소영역으로 분할된 화상에 푸리에 변환을 수행하고, 다음으로, 지문의 융선 간격에 상당하는 주파수 대역에서 가장 큰 주파수 성분 (피크) 을 구하여, 피크가 표시된 방향을 소영역의 융선/곡선 방향으로서 결정한다.

화소값의 미분을 이용하는 경우에, 방향 결정 수단 (53) 은 다음과 같이 방향을 결정한다. 먼저, 방향 결정 수단 (53) 은, sobel 필터 등의 화소값이 증감하는 방향을 구하는 미분 필터를 이용하여, 소영역 내의 각 화소의 에지 방향을 구한다. 다음으로, 소영역 내에서 에지 방향의 평균 또는 최빈값 등을 이용하여, 소영역 내의 대표 방향을 결정한다. 마지막으로, 소영역 내의 대표 방향과 수직인 방향을, 소영역 내의 융선/곡선의 방향으로서 결정한다. 또한, 상기 설명한 바와 같이 화소값의 미분으로부터 방향을 결정할 수도 있다.

선폭 산출 수단 (54) 은, 각 소영역을 소영역 내의 융선/곡선의 방향과 수직인 방향으로 주사함으로써 융선과 곡선의 선폭을 구하는 수단이다. 선폭을 구하는 방법으로서, 화상을 이진화하는 방법, 또는 화소값의 변화를 조사하는 방법 등의 주지의 방법을 이용할 수 있다.

화상을 이진화함으로써 선폭을 구하는 경우에, 선폭 산출 수단 (54) 은, 화상을 이진화하고, 화소값이 큰 부분을 백색으로 하고, 화소값이 작은 부분을 흑색으로 하여 흑백 화상을 생성한다. 또한, 선폭 산출 수단 (54) 은, 연속되는 흑색 화소의 수를 카운트하고, 그 카운트된 수를 융선폭으로 한다. 한편, 선폭 산출 수단 (54) 은, 연속되는 백색 화소의 수를 카운트하고, 그 카운트된 수를 곡선폭으로 한다. 각 소영역 내에 융선 또는 곡선이 복수개 있는 경우에는, 융선폭 또는 곡선폭의 평균값, 최대값, 최소값 등을 구하고, 구해진 값을 각 소영역 내에서의 융선폭 (대표값) 또는 곡선폭 (대표값) 으로 할 수도 있다는 것에 주목한다.

이진화 방법으로서는, 고정 임계값 또는 Otsu 의 이진화 등의 주지의 통계적 수법 등을 이용할 수도 있다는 것에 주목한다. 더욱이, 이진화 임계값은, 각 소영역마다 개별적으로 설정될 수도 있고, 이 경우에는 화상 전체의 휘도값의 변화에 유연하게 대응할 수 있다는 점에서 이점이 있다. 물론, 소영역마다가 아니라 화상 전체에 대해 1 개의 임계값을 설정할 수도 있다. 이 경우, 화상 전체의 휘도값이 평탄하면, 노이즈의 영향을 받지 않고 안정적으로 선폭을 구할 수 있어, 임계값을 간단하게 설정할 수 있다.

화소값의 변화를 조사하는 방법을 이용하는 경우에, 선폭 산출 수단 (54) 은, 다음과 같이 선폭을 구한다. 구체적으로는, 먼저 영역 내의 화소값의 변화를 조사하고, 화소값의 변화의 구배의 극대값 및 극소값을 구한다. 또한, 화소값의 변화의 구배의 극대값이 되는 점을 융선의 개시 (다르게 말하면 곡선의 종료) 로서 인정한다. 한편, 화소값의 변화의 구배의 극소값이 되는 점을 융선의 종료 (다르게 말하면 곡선의 개시) 로서 인정한다. 마지막으로, 융선 (또는 곡선) 의 개시로부터 종료까지의 화소수를 카운트함으로써 융선폭 (또는 곡선폭) 을 구한다.

선폭 산출 수단 (54) 은, 상기의 처리를, 분할된 소영역의 중심을 통과하는 융선/곡선의 방향과 수직인 방향으로 분할된 소영역을 주사하면서 수행하고, 이 결과를 소영역 내에서의 융선 또는 곡선의 선폭으로 할 수 있다. 이 외에, 예를 들어 소영역 내에 융선 및 곡선을 1 개 이상 포함하는 복수의 주사선 상에서 각각의 선폭을 구하고, 이것을 평균화하여, 평균 선폭을 소영역 내에서의 융선 또는 곡선의 선폭으로 할 수도 있다.

선폭 관계 판단 수단 (판정 수단) (55) 은, 선폭 산출 수단 (54) 이 산출한 융선폭 및 곡선폭을 이용하여, 각 소영역마다 구해진 융선폭과 곡선폭의 관계가, 소정의 관계를 충족하는지 여부를 판단하는 수단이다. 소정의 관계 (이하, "판정 대상 조건" 이라 지칭) 로서는, 융선폭을 곡선폭으로 나눠 구한 값이 소정의 임계값 (예를 들어 "1") 이상, 또는 융선폭에서 곡선폭을 빼서 구한 값이 소정의 임계값 (예를 들어 "0") 이상 등의 관계를 이용할 수 있다. 바꾸어 말하면, 선폭 관계 판단 수단 (55) 은, 각 소영역마다 구해진 융선폭 (선폭 정보) 과 곡선폭 (선폭 정보) 과의 관계가, 소정의 관계 (즉, 지문 화상에서 융선의 선폭이 곡선의 선폭보다 크다고 판단되는 관계) 인 경우에는, 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락이라고 판정한다. 판정 대상 조건은, 상기의 것에 한정되지 않고, 융선의 선폭이 곡선의 선폭보다 크다고 하는 관계를 나타내는 각종 조건을 이용할 수도 있다는 것에 주목한다.

가짜 손가락 판정 수단 (판정 수단) (56) 은, 판정 대상물 (T) 이 가짜 손가락 (즉, 반전 전사 지문) 인지 여부를 판정하는 수단이다. 먼저, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 전체 소영역 중, 선폭 관계 판단 수단 (55) 에 의해 판정 대상 조건을 충족하는 것으로 판단된 소영역 (이하, "대상 소영역" 이라 지칭) 을 파악한다. 또한, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, (1) 대상 소영역의 수가 소정의 임계값 미만인 경우, 또는 (2) 전체 소영역에 대한 대상 소영역의 비율이 소정의 임계값 미만인 경우에, 손가락이 가짜 손가락이라고 판정한다. 물론, 손가락이 가짜 손가락인지 여부의 판정 조건은, 상기 (1) 및 (2) 에 한정되지 않고, 예를 들어 전체 소영역에서의 융선폭의 대표값과 곡선폭의 대표값과의 관계가 판정 대상 조건을 충족하지 않는 경우에 손가락이 가짜 손가락인지 여부가 또한 판정될 수도 있다. 융선폭 또는 곡선폭의 대표값으로서는, 예를 들어 전체 영역에서의 융선폭 또는 곡선폭의 평균값 (또는 최빈값) 등을 설정할 수도 있다는 것에 주목한다.

(2) 이 실시형태의 동작

도 4 는, 제 1 실시형태에서의 가짜 손가락 판정 장치 (100) 의 동작 (가짜 손가락 판정 처리) 을 나타낸 플로우차트이다.

판정 대상물 (T) 이 센서면 (20) 에 배치되면, 촬상 장치 (40) 는, 광원 (30) 을 이용하여 반사광 센싱을 수행하고, 센서면 (20) 에 배치된 판정 대상물 (T) 인 손가락을 촬영하며 (단계 S1), 지문 화상을 화상 입력 수단 (51) 에 출력한다.

화상 입력 수단 (51) 은, 촬상 장치 (40) 로부터 출력된 지문 화상을 취득하고, 이것을 영역 분할 수단 (52) 에 공급한다 (단계 S2). 화상 입력 수단 (51) 은, 촬상 장치 (40) 로부터 취득된 지문 화상에 대하여 히스토그램 평탄화 또는 해상도 변환 등의 화상 처리를 수행한 후, 영역 분할 수단 (52) 에 공급할 수도 있다는 것에 주목한다.

영역 분할 수단 (52) 은, 화상 입력 수단 (51) 으로부터 지문 화상을 받으면, 먼저, 지문 화상에서, 지문의 특징적인 부분 (예를 들어, 융선의 분기점 또는 단점 등의 세목을 포함하는 부분) 을 포함하는 영역을 처리 대상 영역으로서 추출한 후, 이러한 처리 대상 영역을 소영역으로 분할한다 (단계 S3). 영역 분할 수단 (52) 은, 처리 대상 영역을 소영역으로 분할 (이하, "소영역 분할" 이라 지칭) 하면, 방향 결정 수단 (53) 에, 소영역 분할이 종료했다라는 취지를 통지한다.

방향 결정 수단 (53) 은, 영역 분할 수단 (52) 이 분할한 각 소영역마다, 푸리에 변환을 이용하는 방법 또는 화소값의 미분을 이용하는 방법 등을 이용하여, 소영역의 융선/곡선 방향을 결정하고 (단계 S4), 결정된 소영역의 융선/곡선 방향을 선폭 산출 수단 (54) 에 통지한다.

선폭 산출 수단 (54) 은, 방향 결정 수단 (53) 으로부터 각 소영역의 융선/곡선 방향의 통지를 수취하면, 소영역을 이 융선/곡선 방향과 수직인 방향으로 주사함으로써 융선과 곡선의 선폭을 구하고 (단계 S5), 이것을 선폭 관계 판단 수단 (55) 에 출력한다. 선폭을 구하는 방법으로서는, 화상을 이진화하는 방법, 또는 화소값의 변화를 조사하는 방법 등의 주지의 방법을 이용할 수 있다는 것에 주목한다.

선폭 관계 판단 수단 (55) 은, 선폭 산출 수단 (54) 에 의해 산출된 융선폭 또는 곡선폭을 이용하여, 각 소영역마다 구해진 융선폭과 곡선폭의 관계가 소정의 관계 (즉, "판정 대상 조건") 를 충족하는지 여부를 판단한다. 또한, 선폭 관계 판단 수단 (55) 은, 각 소영역마다, 판정 대상 조건을 충족하는지 여부의 판단 결과를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다.

가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 전체 소영역 중, 선폭 관계 판단 수단 (55) 에 의해 판정 대상 조건을 충족하는 것으로 판단된 소영역 (이하, "대상 소영역" 이라 지칭) 을 파악 (식별) 한다 (단계 S6). 또한, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, (1) 대상 소영역의 수가 소정의 임계값 미만인 경우, 또는 (2) 전체 소영역에 대한 대상 소영역의 비율이 소정의 임계값 미만인 경우 (즉, "대상 소영역이 소정의 조건을 충족하는지 여부"), 손가락이 가짜 손가락이라고 판단한다 (단계 S7). 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 대상 소영역이 소정의 조건을 충족하지 않는다고 판단한 경우에는, 손가락이 생체 손가락이라고 판정 (단계 S8) 한 후, 처리를 종료한다. 한편, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 대상 소영역이 소정의 조건을 충족한다고 판단한 경우에는, 손가락이 가짜 손가락이라고 판정 (단계 S9) 한 후, 처리를 종료한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 생체 손가락의 지문에 특유의 성질 (생체 손가락의 지문은 융선이 굵고 곡선이 가늘다고 하는 성질) 을 이용함으로써, 판정 대상물이 가짜 손가락인지 여부를 정확하고, 효율적으로 판정하는 것이 가능하다.

더욱이, 상기의 가짜 손가락 판정 처리는, 주지의 컴퓨터로 실현될 수 있기 때문에, 이미 가짜 손가락 판정 장치가 조립되어 있는 기존의 지문 인증 시스템에 대해서도, 소프트웨어의 처리를 부가하는 것 만으로 (즉, 센서 등의 하드웨어를 새롭게 부가하거나 또는 변경하지 않고), 본 실시형태를 실현할 수 있다. 이러한 이점은 이하의 실시형태 및 변형예에도 동일하다는 것에 주목한다.

C. 제 2 실시형태

(1) 이 실시형태의 구성

도 5 는, 제 2 실시형태에서의 컴퓨터 (50a) 의 기능 블록도이다. 도 3 과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다는 것에 주목한다.

컴퓨터 (50a) 는, 화상 입력 수단 (51), 이진 화상 생성 수단 (52a), 수축 처리 수단 (53a), 및 가짜 손가락 판정 수단 (56) 을 구비한다.

이진 화상 생성 수단 (52a) 은, 화상 입력 수단 (51) 으로부터 공급받은 지문 화상을 이진화하여, 흑백 이진 화상을 생성한다. 또한, 이진 화상 생성 수단 (52a) 은, 생성된 이진 화상을 수축 처리 수단 (53a) 에 출력한다.

수축 처리 수단 (53a) 은, 이진 화상 생성 수단 (52a) 으로부터 공급받은 이진 화상에 대하여 수축 처리를 수행한다. 구체적으로, 수축 처리 수단 (53a) 은, 4 근방 또는 8 근방 (인접 화소) 에서의 백색 화소의 수가 소정 수 이하인 경우에, 백색 화소를 흑백 화소로 치환함으로써 백색 화소의 영역을 작게 하는 처리 (즉, 수축 처리) 를 수행한다. 수축 처리 수단 (53a) 은, 이 수축 처리를 설정 횟수 (예를 들어, 2 회) 반복 수행한다. 반복 횟수는, 손가락이 가짜 손가락인지 여부의 판정에 필요한 수로 설정되며, 미리 실험 등에 의해 구해질 수 있다.

예를 들어, 500dpi 의 촬상 장치 (40) 를 이용하고 있는 경우, 판정 대상물 (T) 이 생체 손가락이면, 생체 손가락의 지문의 융선폭은 대략 10 화소 내지 16 화소 정도이다. 이에 반해, 판정 대상물 (T) 이 가짜 손가락이면, 가짜 손가락의 지문 (반전 전사 지문) 의 융선폭은, 생체 손가락의 곡선폭보다 훨씬 더 가늘고, 대략 1 화소 내지 4 화소 정도이다. 이러한 이유는, 가짜 손가락의 지문 (반전 전사 지문) 을 형성하는데 이용되는 박막이 재료 건조 시에 수축되고, 이 영향으로 가짜 손가락의 지문의 융선폭이 훨씬 더 가늘어지기 때문이다.

수축 처리를 수행할 때마다, 융선의 선폭은 어느 하나의 측으로부터 한번에 1 화소만큼 가늘어지고; 즉, 융선의 선폭은 합계 2 화소만큼 가늘어진다. 따라서, 수축 처리를 2 회 수행하면, 4 화소 이하의 선폭의 융선 (즉, 가짜 손가락의 지문의 융선) 은 사라지게 되지만, 10 화소 이상의 선폭의 융선 (즉, 진짜 손가락의 지문의 융선) 은 남아있다. 따라서, 본 실시형태에서는 반복 횟수를 2 회로 설정하는 경우를 상정한다.

수축 처리 수단 (53a) 은, 수축 처리를 설정 횟수 (이 예에서는 2 회를 상정) 반복 수행하면, 수축 처리 후의 이진 화상에 대해서 백색 화소의 수를 카운트하고, 카운트 결과 (융선의 선폭에 관련된 선폭 정보) 를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다.

가짜 손가락 판정 수단 (판정 수단) (56) 은, 수축 처리 수단 (53a) 으로부터 통지받은 카운트 결과와, 설정되어 있는 백색 화소 임계값을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정한다. 상기 설명한 바와 같이, 수축 처리를 2 회 수행한 후의 백색 화소의 수가 많으면, 선폭이 큰 융선 (즉, 진짜 손가락의 지문의 융선) 이 존재하고 있다고 판단하는 것이 가능하다. 한편, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 수축 처리를 2 회 수행한 후의 백색 화소의 수가 적으면, 선폭이 작은 융선 (즉, 가짜 손가락의 지문의 융선) 만이 존재하고 있다고 판단할 수 있다. 따라서, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 수축 처리 수단 (53a) 으로부터 출력된 카운트 결과가 백색 화소 임계값 이상이면, 선폭이 큰 융선이 존재하고 있다고 판단하고, 판정 대상물 (T) 이 생체 손가락이라고 판정할 수 있다.

한편, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 수축 처리 수단 (53a) 으로부터 출력된 카운트 결과가 백색 화소 임계값 미만인 경우에는, 선폭이 작은 융선이 존재하고 있다고 판단하고, 판정 대상물 (T) 이 가짜 손가락이라고 판정할 수 있다. 백색 화소 임계값은, 수축 처리가 수행되는 설정 횟수에 따라 적절히 설정 및 변경될 수도 있다는 것에 주목한다. 더욱이, 융선의 선폭에 관련된 선폭 정보 (백색 화소의 수의 카운트 결과) 를 구하는 대신에, 곡선의 선폭에 관련된 선폭 정보 (흑색 화소의 수의 카운트 결과) 를 구하는 것도 가능하다. 여기서, 곡선의 선폭에 관련된 선폭 정보를 구할 때에는, 후술하는 팽창 처리를 수행할 수도 있다 (제 3 실시형태 참조).

(2) 이 실시형태의 동작

도 6 은, 제 2 실시형태에 따른 가짜 손가락 판정 장치 (100) 의 동작을 나타낸 플로우차트이다. 도 4 와 대응하는 단계에는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다는 것에 주목한다.

이진 화상 생성 수단 (52a) 은, 화상 입력 수단 (51) 으로부터 지문 화상을 받으면, 이 지문 화상을 이진화하여, 흑백 이진 화상을 생성한다 (단계 S2a). 또한, 이진 화상 생성 수단 (52a) 은, 생성된 이진 화상을 수축 처리 수단 (53a) 에 출력한다.

수축 처리 수단 (53a) 은, 이진 화상 생성 수단 (52a) 으로부터 공급받은 이진 화상에 대하여, 수축 처리를 설정 횟수 (예를 들어, 2 회) 반복 수행한다 (단계 S3a). 수축 처리에 관한 상세는, "이 실시형태의 구성" 의 섹션에서 설명되었므로, 설명은 생략한다. 수축 처리 수단 (계수 수단) (53a) 은, 수축 처리를 설정 횟수 (이 예에서는 2 회를 상정) 반복 수행하면, 수축 처리 후의 이진 화상에 대해서 백색 화소의 수를 카운트하고, 카운트 결과 (융선의 선폭에 관련된 선폭 정보) 를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다 (단계 S4a).

가짜 손가락 판정 수단 (판정 수단) (56) 은, 수축 처리 수단 (53a) 으로부터 통지받은 카운트 결과와, 설정되어 있는 백색 화소 임계값을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정한다 (단계 S5a). 상기 설명한 바와 같이, 수축 처리를 2 회 수행한 후의 백색 화소의 수가 많으면, 선폭이 큰 융선 (즉, 진짜 손가락의 지문의 융선) 이 존재하고 있다고 판단하는 것이 가능하다. 한편, 수축 처리를 2 회 수행한 후의 백색 화소의 수가 적으면, 선폭이 작은 융선 (즉, 가짜 손가락의 지문의 융선) 만이 존재하고 있다고 판단할 수 있다.

따라서, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 수축 처리 수단 (53a) 으로부터 출력된 카운트 결과가 백색 화소 임계값 이상이면, 선폭이 큰 융선이 존재하고 있다고 판단하고, 판정 대상물 (T) 은 생체 손가락이라고 판정 (단계 S6a) 한 후, 처리를 종료한다. 한편, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 수축 처리 수단 (53a) 으로부터 출력된 카운트 결과가 백색 화소 임계값 미만인 경우에는, 선폭이 작은 융선이 존재하고 있다고 판단하고, 판정 대상물 (T) 은 가짜 손가락이라고 판정 (단계 S7a) 한 후, 처리를 종료한다.

이상 설명한 바와 같이, 제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와는 달리, 융선 또는 곡선의 방향을 구하지 않고, 판정 대상물 (T) 이 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 것이 가능하다. 특히, 손끝이 거칠거나 하면, 융선 또는 곡선의 방향이 불명확해지는 경우가 있다. 이와 같은 경우에 제 1 실시형태에서 설명한 가짜 손가락 판정 방법을 이용하면, 융선 또는 곡선의 방향을 오판단할 가능성이 있다. 융선 또는 곡선의 방향을 오판단하면, 선폭의 판정에도 잘못이 발생하여, 최종적으로는 손가락이 가짜 손가락인지 여부의 판정 정확도가 저하되어 버릴 걱정이 있다. 한편, 본 실시형태에 의하면, 융선 또는 곡선의 방향을 구할 필요가 없기 때문에, 융선 또는 곡선의 방향이 불명확한 지문에 대해서도, 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 정확하게 판정하는 것이 가능하다.

(3) 변형예

상기의 제 2 실시형태에서는, 지문 화상을 소영역으로 분할하지 않고, 지문 화상으로부터 흑백 이진 화상을 생성하고, 생성된 이진 화상에 수축 처리를 수행하는 경우에 대해서 설명하였지만, 지문 화상을 소영역으로 분할하고, 각 소영역에 대해 수축 처리를 수행하는 것이 가능하다.

도 7 은, 제 2 실시형태의 변형예에서의 컴퓨터 (50a') 의 기능 블록도이다. 도 5 와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다는 것에 주목한다.

컴퓨터 (50a') 는, 화상 입력 수단 (51), 이진 화상 생성 수단 (52a), 수축 처리 수단 (53a), 및 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 더하여, 영역 분할 수단 (52) 및 세선 영역 식별 수단 (54a) 을 구비하고 있다.

영역 분할 수단 (52) 은, 화상 입력 수단 (51) 으로부터 공급받은 지문 화상을 복수의 소영역으로 분할한다. 이진 화상 생성 수단 (52a) 은, 분할된 각 소영역의 지문 화상을 이진화하고, 각 소영역마다 이진 화상을 생성한다. 수축 처리 수단 (53a) 은, 각 소영역에 제 2 실시형태와 동일한 수축 처리를 수행한다.

세선 영역 식별 수단 (54a) 은, 수축 처리가 수행된 복수의 소영역 중에서, 수축 처리 후의 백색 화소의 총 수가 소정의 임계값 이하인 소영역 (즉, 선폭이 작은 융선이 포함된 영역; 이하, "세융선 (thin ridge) 영역" 이라 지칭) 을 식별하고, 식별된 세융선 영역의 수를 카운트하여, 카운트 결과를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다. 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 세선 영역 식별 수단 (54a) 으로부터 통지받은 카운트 결과와 설정되어 있는 판정 임계값을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 판정 대상물 (T) 이 가짜 손가락인지 여부를 판정한다. 구체적으로, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 카운트 결과가 판정 임계값 이상인 경우 (즉, 세융선 영역의 수가 판정 임계값 이상인 경우) 에는, 선폭이 작은 융선이 지문 화상에 다수 포함되어 있다는 것을 의미하기 때문에, 판정 대상물 (T) 은 가짜 손가락이라고 판정한다. 여기서, 판정 임계값 등에 대해서는, 미리 실험 등에 의해 구할 수도 있다.

상기 예에서는, 백색 화소의 수가 소정의 임계값보다 작은 소영역 (즉, 세융선 영역) 의 수의 카운트 결과를 이용하여 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정하였지만, 전체 소영역에 대한 세융선 영역의 비율을 구하고, 구해진 세융선 영역의 비율을 이용하여 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 것도 가능하다는 것에 주목한다. 구체적으로는, 세선 영역 식별 수단 (54a) 은, 세융선 영역의 수를 카운트하는 대신에, 전체 소영역에 대한 세융선 영역의 비율을 구하고, 구해진 세융선 영역의 비율을 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 출력한다. 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 얻어진 세융선 영역의 비율이 판정 비율 임계값 이상인 경우에는, 선폭이 작은 융선이 지문 화상에 다수 포함되어 있다는 것을 의미하기 때문에, 판정 대상물 (T) 은 가짜 손가락이라고 판정한다. 여기서, 판정 비율 임계값 등에 대해서는, 미리 실험 등에 의해 구할 수도 있다.

D. 제 3 실시형태

(1) 이 실시형태의 구성

도 8 은, 제 3 실시형태에서의 컴퓨터 (50b) 의 기능 블록도이다. 도 5 와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다는 것에 주목한다.

컴퓨터 (50b) 는, 화상 입력 수단 (51), 이진 화상 생성 수단 (52a), 화상 처리 수단 (53b), 및 가짜 손가락 판정 수단 (56) 을 구비하고 있다.

화상 처리 수단 (수축 처리 수단, 팽창 처리 수단) (53b) 은, 이진 화상 생성 수단 (52a) 으로부터 공급받은 이진 화상에 대하여 이하의 수축 처리 및 팽창 처리를 수행한다.

<수축 처리>

화상 처리 수단 (53b) 은, 상기의 제 2 실시형태에서 설명한 수축 처리 (즉, 4 근방 또는 8 근방에서의 백색 화소의 수가 소정 수 이하인 경우에, 백색 화소를 흑색 화소로 치환함으로써 백색 화소의 영역 (주로 융선을 포함하는 영역) 을 작게 하는 처리) 를 반복 수행한다. 구체적으로, 화상 처리 수단 (53b) 은, 수축 처리 후의 지문 화상의 백색 화소의 총 수가 융선 임계값 이하가 될 때까지, 수축 처리를 반복한다. 설정된 융선 임계값은, 예를 들어 융선이 없어졌다고 간주될 수 있는 백색 화소의 하한값을 나타내며, 미리 실험 등에 의해 구해질 수 있다는 것에 주목한다. 화상 처리 수단 (53b) 은, 지문 화상의 백색 화소의 총 수가 융선 임계값 이하가 되었다는 것을 검지하면, 그 시점까지 수행된 수축 처리의 횟수를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다. 즉, 화상 처리 수단 (53b) 은, 융선이 없어질 때까지의 총 수축 처리 횟수 (이하, "융선 소멸 처리 횟수" 라 지칭) 를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다.

<팽창 처리>

화상 처리 수단 (53b) 은, 상기의 제 2 실시형태에서 설명한 수축 처리와는 반대의 팽창 처리 (즉, 4 근방 또는 8 근방에서의 흑색 화소의 수가 소정 수 이상인 경우에, 흑색 화소를 백색 화소로 치환함으로써 흑색 화소의 영역 (주로 곡선을 포함하는 영역) 을 작게 하는 처리) 를 반복 수행한다. 구체적으로, 화상 처리 수단 (53b) 은, 팽창 처리 후의 지문 화상의 흑색 화소의 총 수가 곡선 임계값 이하가 될 때까지, 팽창 처리를 반복 수행한다. 설정된 곡선 임계값은, 예를 들어 곡선이 없어졌다고 간주될 수 있는 흑색 화소의 하한값을 나타내며, 미리 실험 등에 의해 구해질 수 있다는 것에 주목한다. 화상 처리 수단 (53b) 은, 지문 화상의 흑색 화소의 총 수가 곡선 임계값 이하가 되었다는 것을 검지하면, 그 시점까지 수행된 팽창 처리의 횟수를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다. 즉, 화상 처리 수단 (53b) 은, 곡선이 없어질 때까지의 총 팽창 처리 횟수 (이하, "곡선 소멸 처리 횟수" 라 지칭) 를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다.

가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 화상 처리 수단 (53b) 으로부터 통지받은 융선 소멸 처리 횟수와 곡선 소멸 처리 횟수가 소정의 관계를 충족하는지 여부에 기초하여, 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정한다. 즉, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 각 소영역마다 구해진 융선 소멸 처리 횟수 (선폭 정보) 와 곡선 소멸 처리 횟수 (선폭 정보) 와의 관계가 소정의 관계 (즉, 지문 화상에서 융선의 선폭이 곡선의 선폭보다 크다고 하는 관계) 인 경우에, 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락이라고 판정한다. 소정의 관계 (이하, "판정 대상 조건" (조건) 이라 지칭) 로서는, 예를 들어 융선 소멸 처리 횟수를 융선폭, 곡선 소멸 처리 횟수를 곡선폭이라 한 경우, 융선폭을 곡선폭으로 나눠 구한 값이 소정의 임계값 (예를 들어 "1") 이상, 또는 융선폭에서 곡선폭을 빼서 구한 값이 소정의 임계값 (예를 들어 "0") 이상 등의 관계를 이용할 수 있다 (제 1 실시형태 참조). 물론, 판정 대상 조건은, 이것에 한정되지 않고, 융선의 선폭이 곡선의 선폭보다 크다고 하는 관계를 나타내는 각종 조건을 이용할 수도 있다.

가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 융선 소멸 처리 횟수와 곡선 소멸 처리 횟수가 소정의 관계를 충족하는 경우에는, 융선폭이 곡선폭보다 넓다는 것을 의미하기 때문에, 판정 대상물 (T) 은 생체 손가락이라고 판정한다. 한편, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 융선 소멸 처리 횟수와 곡선 소멸 처리 횟수가 소정의 관계를 충족하지 않는 경우에는, 곡선폭이 융선폭보다 넓다는 것을 의미하기 때문에, 판정 대상물 (T) 은 가짜 손가락이라고 판정한다.

(2) 이 실시형태의 동작

도 9 는, 제 3 실시형태에서의 가짜 손가락 판정 장치 (100) 의 동작을 나타낸 플로우차트이다. 도 6 과 대응하는 단계에는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다는 것에 주목한다.

이진 화상 생성 수단 (52a) 은, 화상 입력 수단 (51) 으로부터 지문 화상을 받으면, 이 지문 화상을 이진화하여, 흑백 이진 화상을 생성 (단계 S2a) 하고, 생성된 이진 화상을 화상 처리 수단 (53b) 에 출력한다.

먼저, 화상 처리 수단 (53b) 은, 수축 처리 후의 지문 화상의 백색 화소의 총 수가 융선 임계값 이하가 될 때까지, 수축 처리를 반복한다 (단계 S3b). 설정된 융선 임계값은, 예를 들어 융선이 없어졌다고 간주될 수 있는 백색 화소의 하한값을 나타내며, 미리 실험 등에 의해 구해질 수 있다는 것에 주목한다.

화상 처리 수단 (53b) 은, 지문 화상의 백색 화소의 총 수가 융선 임계값 이하가 되었다는 것을 검지하면, 그 시점까지 수행된 수축 처리의 횟수, 즉 융선이 없어질 때까지의 총 수축 처리 횟수 (융선 소멸 처리 횟수) 를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다 (단계 S4b).

후속하여, 화상 처리 수단 (53b) 은, 팽창 처리 후의 지문 화상의 흑색 화소의 총 수가 곡선 임계값 이하가 될 때까지, 팽창 처리를 반복 수행한다 (단계 S5b). 설정된 곡선 임계값은, 예를 들어 곡선이 없어졌다고 간주될 수 있는 흑색 화소의 하한값을 나타내며, 미리 실험 등에 의해 구해질 수 있다는 것에 주목한다.

화상 처리 수단 (53b) 은, 지문 화상의 흑색 화소의 총 수가 곡선 임계값 이하가 되었다는 것을 검지하면, 그 시점까지 수행된 팽창 처리의 횟수, 즉 곡선이 없어질 때까지의 총 팽창 처리 횟수 (이하, "곡선 소멸 처리 횟수" 라 지칭) 를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다 (단계 S6b).

가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 화상 처리 수단 (53b) 으로부터 통지받은 융선 소멸 처리 횟수와 곡선 소멸 처리 횟수가 소정의 관계 (구체적으로는, 상기의 "판정 대상 조건") 를 충족하는지 여부에 기초하여, 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정한다 (단계 S7b). 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 융선 소멸 처리 횟수와 곡선 소멸 처리 횟수의 관계가 판정 대상 조건을 충족하는 경우, 융선폭이 곡선폭보다 넓다는 것을 의미하기 때문에, 판정 대상물 (T) 은 생체 손가락이라고 판정 (단계 S8b) 한 후, 처리를 종료한다. 한편, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 융선 소멸 처리 횟수와 곡선 소멸 처리 횟수의 관계가 판정 대상 조건을 충족하지 않는 경우에는, 곡선폭이 융선폭보다 넓다는 것을 의미하기 때문에, 판정 대상물 (T) 은 가짜 손가락이라고 판정 (단계 S9b) 한 후, 처리를 종료한다.

이상 설명한 바와 같이, 제 3 실시형태에 의하면, 판정 대상물이 여성 또는 아이의 손가락 (즉, 융선 및 곡선이 모두 가는 손가락) 이어도, 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 정확하게 판정하는 것이 가능하다. 구체적으로, 상기의 제 2 실시형태에서는, 융선의 선폭만을 이용하여 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정 (구체적으로는, 수축 처리 후의 백색 화소의 수에 기초하여 융선의 선폭이 굵은지 가는지 여부를 판단하고, 융선의 선폭이 가는 경우에는 손가락을 가짜 손가락이라고 판단) 한다. 그러나, 이러한 구성에서는, 융선이 가늘고 곡선이 굵은 가짜 손가락 (반전 전사 지문) 에 대해서는 가짜 손가락이라고 정확하게 판정하는 것이 가능하지만, 융선 및 곡선이 모두 가는 생체 손가락 (즉, 여성 또는 아이의 손가락) 에 대해서까지, 가짜 손가락이라고 오판정해버릴 가능성이 있다.

한편, 제 3 실시형태에 의하면, 융선의 선폭과 곡선의 선폭의 관계를 이용하여 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정하기 때문에, 판정 대상물이 여성 또는 아이의 손가락과 같이 융선 및 곡선이 모두 가는 손가락이어도, 생체 손가락으로서의 특징 (즉, 융선의 선폭은 곡선의 선폭보다 굵다고 하는 특징) 을 갖고 있는 한, 융선 및 곡선이 모두 가는 진짜 손가락 (즉, 여성 또는 아이의 손가락) 을 가짜 손가락이라고 오판정해버릴 가능성을 억제할 수 있다.

(3) 변형예

제 3 실시형태도 제 2 실시형태와 마찬가지로, 지문 화상을 소영역으로 분할하고, 각 소영역에 수축 처리를 수행할 수도 있다는 것에 주목한다.

도 10 은, 제 3 실시형태의 변형예에서의 컴퓨터 (50b') 의 기능 블록도이다. 도 8 과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다는 것에 주목한다.

컴퓨터 (50b') 는, 화상 입력 수단 (51), 이진 화상 생성 수단 (52a), 화상 처리 수단 (53b), 및 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 더하여, 영역 분할 수단 (52) 을 구비하고 있다.

영역 분할 수단 (52) 은, 화상 입력 수단 (51) 으로부터 공급받은 지문 화상을 복수의 소영역으로 분할한다. 이진 화상 생성 수단 (52a) 은, 분할된 각 소영역의 지문 화상을 이진화하고, 각 소영역마다 이진 화상을 생성한다. 화상 처리 수단 (53b) 은, 소영역 각각에 제 3 실시형태와 동일한 수축 처리 및 팽창 처리를 수행한다.

<수축 처리>

화상 처리 수단 (53b) 은, 각 소영역의 소영역 내의 백색 화소의 총 수가 각 영역에서 융선 임계값 이하가 될 때까지, 수축 처리를 반복한다. 설정된 각 영역에서의 융선 임계값은, 예를 들어 소영역에서 융선이 없어졌다고 간주될 수 있는 백색 화소의 하한값을 나타내며, 미리 실험 등에 의해 구해질 수 있다는 것에 주목한다. 화상 처리 수단 (53b) 은, 전체 영역에 대해서 상기의 수축 처리를 완료하면, 수축 처리의 횟수가 수축 처리 하한값 이하인 소영역의 수 (이하, "간주 세융선 영역 수" 라 지칭) 를 카운트한다. 예를 들어, 수축 처리 하한값이 "5" 로 설정되어 있는 경우, 화상 처리 수단 (53b) 은, 상기의 수축 처리를 완료한 소영역 중, 수축 처리의 횟수가 "5" 이하인 간주 세융선 영역 수를 카운트한다. 또한, 화상 처리 수단 (53b) 은, 간주 세융선 영역 수를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다.

<팽창 처리>

화상 처리 수단 (53b) 은, 각 소영역의 소영역 내의 흑색 화소의 총 수가 각 영역에서 곡선 임계값 이하가 될 때까지, 팽창 처리를 반복한다. 설정된 각 영역에서의 곡선 임계값은, 예를 들어 소영역에서 곡선이 없어졌다고 간주될 수 있는 흑색 화소의 하한값을 나타내며, 미리 실험 등에 의해 구해질 수 있다는 것에 주목한다. 화상 처리 수단 (53b) 은, 전체 영역에 대해서 상기의 팽창 처리를 완료하면, 팽창 처리의 횟수가 팽창 처리 하한값 이하인 소영역의 수 (이하, "간주 세곡선 영역 수" 라 지칭) 를 카운트한다. 예를 들어, 팽창 처리 하한값이 "5" 로 설정되어 있는 경우, 화상 처리 수단 (53b) 은, 상기의 팽창 처리를 완료한 소영역 중, 팽창 처리의 횟수가 "5" 이하인 간주 세곡선 영역 수를 카운트한다. 또한, 화상 처리 수단 (53b) 은, 간주 세곡선 영역 수를 가짜 손가락 판정 수단 (56) 에 통지한다.

가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 화상 처리 수단 (53b) 으로부터 통지받은 간주 세융선 영역 수와, 간주 세곡선 영역 수가 소정의 관계를 충족하는지 여부를 판단함으로써, 손가락이 가짜 손가락인지 여부를 판정한다. 소정의 관계 (이하, "판정 대상 조건" 이라 지칭) 로서는, 예를 들어 간주 세융선 영역 수를 간주 세곡선 영역 수로 나눠 구한 값이 소정의 임계값 (예를 들어 "1") 이상, 또는 간주 세융선 영역 수에서 간주 세곡선 영역 수를 빼서 구한 값이 소정의 임계값 (예를 들어 "0") 이상 등의 관계를 이용할 수 있다 (제 1 실시형태 참조). 물론, 판정 대상 조건은, 이것에 한정되지 않고, 간주 세융선 영역 수가 간주 세곡선 영역 수보다 크다고 하는 관계를 나타내는 각종 조건을 이용할 수 있다.

가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 간주 세융선 영역 수와 간주 세곡선 영역 수가 소정의 관계를 충족하는 경우에는, 지문 화상에 대해서 가는 곡선보다 가는 융선이 차지하는 비율이 크다는 것을 의미하기 때문에, 판정 대상물 (T) 은 가짜 손가락이라고 판정한다. 한편, 가짜 손가락 판정 수단 (56) 은, 간주 세융선 영역 수와 간주 세곡선 영역 수가 소정의 관계를 충족하지 않는 경우에는, 지문 화상에 대해서 가는 융선보다 가는 곡선이 차지하는 비율이 크다는 것을 의미하기 때문에, 판정 대상물 (T) 은 진짜 손가락이라고 판정한다.

더욱이, 상기의 각 실시형태에서 나타낸 각 처리의 단계의 순서는 처리 내용에 모순을 일으키지 않는 범위에서 임의로 변경되거나, 또는 병렬로 실행될 수 있다. 또한, 본 명세서 등에 있어서, 용어 "수단" 은, 단순히 물리적 수단을 의미하는 것만이 아니라, 그 수단이 갖는 기능을 소프트웨어에 의해 실현하는 경우를 포함한다. 게다가, 1 개의 수단이 갖는 기능이 2 개 이상의 물리적 수단에 의해 실현될 수도 있고, 2 개 이상의 수단이 갖는 기능이 1 개의 물리적 수단에 의해 실현될 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 소프트웨어는, CD-ROM 또는 DVD-ROM 또는 다른 광학 디스크, 자기 디스크, 또는 반도체 메모리 등의 각종의 기록 매체를 통하여, 또는 통신 네트워크 등을 통하여 다운로드함으로써, 컴퓨터에 인스톨 또는 로드될 수 있다.

본 출원은, 2009년 12월 22일자로 출원된 일본 특허출원번호 제2009-290187호에 관한 것으로, 이를 우선권을 주장하며, 그 전체 개시물이 여기에 참조로 포함된다.

이상, 실시형태를 참조하여, 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 구성 또는 상세에는, 본 발명의 범위 내에서 당업자가 다양하게 변경을 행할 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명에 따른 가짜 손가락 판정 장치는, 가짜 손가락의 판정 정확도를 향상시키는데 적합하다.

100 : 가짜 손가락 판정 장치
10 : 하우징
20 : 센서면
30 : 광원
40 : 촬상 장치
50, 50a, 50a', 50b, 50b' : 컴퓨터
51 : 화상 입력 수단
52 : 영역 분할 수단
52a : 이진 화상 생성 수단
53 : 방향 결정 수단
53a : 수축 처리 수단
53b : 화상 처리 수단
54 : 선폭 산출 수단
54a : 세선 영역 식별 수단
55 : 선폭 관계 판단 수단
56 : 가짜 손가락 판정 수단

Claims

지문 화상에 기초하여, 지문의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 취득 수단; 및
상기 융선의 선폭 및 상기 곡선의 선폭의 관계에 기초하여, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하며,
상기 취득 수단은 :
상기 지문 화상을 소영역으로 분할하는 분할 수단;
상기 분할된 소영역 각각마다, 영역 내의 융선 또는 곡선의 선방향을 결정하는 결정 수단;
상기 소영역 각각을 상기 영역 내의 상기 결정된 선방향과 수직인 방향으로 주사함으로써 화소값의 변화의 구배의 극대값 및 극소값을 구하는 구배 도출 수단; 및
상기 소영역 각각을 상기 선방향과 수직인 방향으로 주사함으로써 구해진 상기 화소값의 변화의 구배의 극대값이 되는 점을 선폭 개시점으로 하고, 상기 화소값의 변화의 구배의 극소값이 되는 점을 선폭 종료점으로 하여, 상기 선폭 개시점으로부터 상기 선폭 종료점까지의 화소 수를 카운트함으로써, 상기 선폭 정보를 구하는 선폭 산출 수단을 더 구비하는, 가짜 손가락 판정 장치.
지문 화상에 기초하여, 지문의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 취득 수단; 및
상기 융선의 선폭 및 상기 곡선의 선폭의 관계에 기초하여, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하며,
상기 취득 수단은 :
상기 지문 화상을 이진화하여, 이진 화상을 출력하는 이진 화상 생성 수단;
상기 이진 화상에 수축 처리 또는 팽창 처리를 설정 횟수 수행하는 화상 처리 수단; 및
상기 설정 횟수 수행된 수축 처리 후에 남겨진 상기 이진 화상에서의 백색 화소의 수를 카운트함으로써, 또는 상기 설정 횟수 수행된 팽창 처리 후에 남겨진 상기 이진 화상에서의 흑색 화소의 수를 카운트함으로써, 상기 선폭 정보를 구하는 계수 수단을 더 구비하는, 가짜 손가락 판정 장치.
지문 화상에 기초하여, 지문의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 취득 수단; 및
상기 융선의 선폭 및 상기 곡선의 선폭의 관계에 기초하여, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하며,
상기 취득 수단은 :
상기 지문 화상을 이진화하여, 이진 화상을 출력하는 이진 화상 생성 수단;
수축 처리 후의 백색 화소의 총 수가 융선 임계값 이하가 될 때까지 상기 이진 화상에 대해 상기 수축 처리를 반복 수행하거나, 팽창 처리 후의 흑색 화소의 총 수가 곡선 임계값 이하가 될 때까지 상기 이진 화상에 대해 상기 팽창 처리를 반복 수행하는 화상 처리 수단; 및
상기 수축 처리가 수행된 횟수, 또는 상기 팽창 처리가 수행된 횟수를 카운트함으로써, 상기 선폭 정보를 구하는 계수 수단을 더 구비하는, 가짜 손가락 판정 장치.
지문 화상에 기초하여, 지문의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 취득 수단; 및
상기 융선의 선폭 및 상기 곡선의 선폭의 관계에 기초하여, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 판정 수단을 구비하며,
상기 취득 수단은 :
상기 지문 화상을 소영역으로 분할하는 분할 수단;
상기 분할된 소영역 각각마다, 영역 내의 융선 또는 곡선의 선방향을 결정하는 결정 수단; 및
상기 지문 화상을 상기 소영역 각각마다 이진화하고, 상기 소영역 각각을 상기 영역 내의 상기 결정된 선방향과 수직인 방향으로 주사하여, 연속되는 흑색 화소의 수 또는 연속되는 백색 화소의 수를 카운트함으로써, 상기 선폭 정보를 구하는 선폭 산출 수단을 더 구비하는, 가짜 손가락 판정 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 취득 수단은, 상기 융선의 선폭에 관련된 선폭 정보와, 상기 곡선의 선폭에 관련된 선폭 정보의 양 정보를 구하고,
상기 판정 수단은, 상기 양 정보에 기초하여, 상기 지문 화상에서 상기 융선의 선폭이 상기 곡선의 선폭보다 크다고 판단한 경우에, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락이라고 판정하는, 가짜 손가락 판정 장치.
지문 화상에 기초하여, 지문의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 단계; 및
상기 융선의 선폭 및 상기 곡선의 선폭의 관계에 기초하여, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 단계를 포함하며,
상기 취득 단계는 :
상기 지문 화상을 소영역으로 분할하는 단계;
상기 분할된 소영역 각각마다, 영역 내의 융선 또는 곡선의 선방향을 결정하는 단계;
상기 소영역 각각을 상기 영역 내의 상기 결정된 선방향과 수직인 방향으로 주사함으로써 화소값의 변화의 구배의 극대값 및 극소값을 구하는 단계; 및
상기 소영역 각각을 상기 선방향과 수직인 방향으로 주사함으로써 구해진 상기 화소값의 변화의 구배의 극대값이 되는 점을 선폭 개시점으로 하고, 상기 화소값의 변화의 구배의 극소값이 되는 점을 선폭 종료점으로 하여, 상기 선폭 개시점으로부터 상기 선폭 종료점까지의 화소 수를 카운트함으로써, 상기 선폭 정보를 구하는 단계를 더 포함하는, 가짜 손가락 판정 방법.
지문 화상에 기초하여, 지문의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 단계; 및
상기 융선의 선폭 및 상기 곡선의 선폭의 관계에 기초하여, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 단계를 포함하며,
상기 취득 단계는 :
상기 지문 화상을 이진화하여, 이진 화상을 출력하는 단계;
상기 이진 화상에 수축 처리 또는 팽창 처리를 설정 횟수 수행하는 단계; 및
상기 설정 횟수 수행된 수축 처리 후에 남겨진 상기 이진 화상에서의 백색 화소의 수를 카운트함으로써, 또는 상기 설정 횟수 수행된 팽창 처리 후에 남겨진 상기 이진 화상에서의 흑색 화소의 수를 카운트함으로써, 상기 선폭 정보를 구하는 단계를 더 포함하는, 가짜 손가락 판정 방법.
지문 화상에 기초하여, 지문의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 단계; 및
상기 융선의 선폭 및 상기 곡선의 선폭의 관계에 기초하여, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 단계를 포함하며,
상기 취득 단계는 :
상기 지문 화상을 이진화하여, 이진 화상을 출력하는 단계;
수축 처리 후의 백색 화소의 총 수가 융선 임계값 이하가 될 때까지 상기 이진 화상에 대해 상기 수축 처리를 반복 수행하거나, 팽창 처리 후의 흑색 화소의 총 수가 곡선 임계값 이하가 될 때까지 상기 이진 화상에 대해 상기 팽창 처리를 반복 수행하는 단계; 및
상기 수축 처리가 수행된 횟수, 또는 상기 팽창 처리가 수행된 횟수를 카운트함으로써, 상기 선폭 정보를 구하는 단계를 더 포함하는, 가짜 손가락 판정 방법.
지문 화상에 기초하여, 지문의 융선 (ridge) 의 선폭 또는 곡선 (valley line) 의 선폭에 관련된 선폭 정보를 취득하는 단계; 및
상기 융선의 선폭 및 상기 곡선의 선폭의 관계에 기초하여, 상기 지문 화상에 대응하는 손가락이 진짜 손가락인지 또는 가짜 손가락인지 여부를 판정하는 단계를 포함하며,
상기 취득 단계는 :
상기 지문 화상을 소영역으로 분할하는 단계;
상기 분할된 소영역 각각마다, 영역 내의 융선 또는 곡선의 선방향을 결정하는 단계; 및
상기 지문 화상을 상기 소영역 각각마다 이진화하고, 상기 소영역 각각을 상기 영역 내의 상기 결정된 선방향과 수직인 방향으로 주사하여, 연속되는 흑색 화소의 수 또는 연속되는 백색 화소의 수를 카운트함으로써, 상기 선폭 정보를 구하는 단계를 더 포함하는, 가짜 손가락 판정 방법.