KR20210091560A - 뇌파(eeg)와 심전도(ecg)를 활용한 본인 인증 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 뇌에서 발생하는 전기신호를 측정하는 뇌전도계 및 심장에서 발생하는 전기신호를 측정하는 심전도계 중 적어도 하나와, 상기 뇌전도계 및 상기 심전도계에서 출력하는 신호 파형으로부터 특징을 추출하고 필요시 디지털 변환하는 특징 추출부와, 추출된 특징을 이용자 정보와 연관하여 저장하고 등록하는 등록부와, 인증 요청자의 심전도 및 뇌전도 특징 중 적어도 하나와 상기 등록부가 저장한 특징을 대비하는 비교부와, 상기 비교부의 비교 결과에 따라 인증 여부를 결정하고 후속 조치를 진행하는 인증 처리부를 포함하는 개인 인증 장치를 제공한다.

Description

뇌파(EEG)와 심전도(ECG)를 활용한 본인 인증 방법 및 장치{Verification method and device using EEG and ECG}

본 발명은 본인 인증에 관한 것으로서, 구체적으로는 생체정보를 이용한 본인 인증 방법 및 장치에 관한 것이다.

생체정보를 이용한 본인 인증은 비밀번호를 암기해야 하는 등의 번거로움이 없어 이용자 편의성이 매우 높고, 본인의 생래적 특질을 토대로 인증을 하는 것이므로 정서적인 측면에서도 거부감이 없어서 급속히 연구 및 상용화되고 있는 분야이다. 예컨대, 현재 지문인식, 홍채인식, 안면인식 등의 다양한 방식으로 본인 인증을 수행하는 상용 제품이 속속 출시되고 있다.

하지만, 이러한 종래의 생체 인식 방식은, 그 자체로서도 신기술이라고 할 만하지만, 기본적으로 정적 정보를 이용한다는 점에서 복제 및 위조가 가능하여 보안상 문제점을 노출한다. 특히 지문과 안면 인식은 일반인들도 쉽게 인식 장치를 속여서 제3자의 인증을 얻어낼 수 있다는 문제점이 있다.

다른 한편으로, 최근 스마트폰이나 스마트워치 같은 웨어러블 기기를 이용하여 심전도, 맥박 등의 생체 정보를 수집하고 관리하는 예가 늘어나고 있는데, 여러 사람이 하나의 웨어러블 기기를 활용할 경우에 사용자 본인을 확인하지 못하면 신뢰성 있는 정보를 관리하기 어려우므로 수집된 생체신호를 활용하여 개인의 건강을 관리할 수 없는 한계가 있다.

그럼에도 불구하고 이용자 편의성이 매우 높아서 생체정보 이용 인증 방식은 금융, 보안 등의 각 분야에 급속도록 널리 채택되고 있는데, 이는 불발탄을 안고 지뢰밭을 걸어가는 것과 같은 위험한 상황일 수 있다.

따라서, 개인 또는 기관의 불측의 손해를 방지하기 위하여 보편성, 유일성 등의 인증 요건을 모두 충족하면서도 근본적으로 위조나 변조가 불가능한 생체 정보 이용 인증 방법과 장치의 필요성이 시급한 실정이다.

본 발명은 위조 및 변조가 불가능한 뇌전도(EEG; ElectroEncephaloGram)) 및/또는 심전도(ECG; ElectroCardioGram) 파형을 이용하여 위변조가 불가능한 생체 정보 이용 인증 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 뇌전도 및/또는 심전도를 이용하여 치매나 심장 질환의 조기 파악 등의 건강상태 체크 및 관리가 가능한 방법 및 장치를 제공하려는 것을 또한 목적한다.

전술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 개인 인증 방법은, 뇌전도(EEG)를 통해 안정상태 시각 유발 전위(SSVEP)와 안정상태 청각 유발 전위(ASSR)를 측정하는 단계와, 상기 SSVEP 및 ASSR 반응 패턴 및 발생 주파수의 조합 값으로 개인을 식별할 수 있는 특징을 추출하는 단계와, 특징이 추출되면 이를 측정 대상자 정보와 연관시켜 저장 및 등록하는 단계와, 상기 등록 단계 이후, 인증을 요청하는 자가 있다면, 인증 요청자의 SSVEP 및 ASSR을 측정하여 등록시와 동일한 방식으로 특징을 추출하는 단계와, 인증 요청자의 특징을 이를 등록시 저장된 하나 이상의 특징들과 대비하는 단계와, 매칭되는 저장 특징이 있으면 인증을 하고, 일치하지 않으면 다시 측정 단계로 되돌아가는 단계를 포함한다.

상기 특징 추출 단계 이전의 전처리 과정에서 측정된 뇌파의 원신호에 공통 평균 기준 도출법을 적용하여 뇌파 측정 당시 유입된 공통 잡음 성분을 제거하는 단계와 불일치 회수가 소정 회수 이상이면, 침입자로 간주하여 보안절차를 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 면에 따라, 심전도(ECG)를 통해 P, Q, R, S, T 파형을 검출하는 단계와, 상기 Q, R, S 파의 복합파(QRS 파)에 대하여 디지털 변환값을 구하는 단계와, 상기 QRS 파의 디지털 변환값을 측정 대상자 정보와 연관시켜 저장 및 등록하는 단계와, 상기 등록 단계 이후, 인증을 요청하는 자가 있다면, 인증 요청자의 심전도 결과를 토대로 등록시와 동일한 방식으로 심전도 측정 결과를 디지털 변환하고, 이를 상기 등록 단계에서 저장된 하나 이상의 디지털 변환값과 대비하는 단계와, 매칭되는 저장 디지털 변환값이 있으면 인증하고, 일치하지 않으면 상기 측정 단계로 되돌아가는 단계를 포함하는 개인 인증 방법이 제공된다.

심박수의 특정 주기에 대한 변화값을 구하여 이를 더 저장하고, 상기 QRS 파의 디지털 변환값과 상기 변화값을 함께 대비하여 인증을 수행할 수 있다.

본 발명의 다른 면에 따라, 뇌에서 발생하는 전기신호를 측정하는 뇌전도계 및 심장에서 발생하는 전기신호를 측정하는 심전도계 중 적어도 하나와, 상기 뇌전도계 및 상기 심전도계에서 출력하는 신호 파형으로부터 특징을 추출하고 필요시 디지털 변환하는 특징 추출부와, 추출된 특징을 이용자 정보와 연관하여 저장하고 등록하는 등록부와, 인증 요청자의 심전도 및 뇌전도 특징 중 적어도 하나와 상기 등록부가 저장한 특징을 대비하는 비교부와, 상기 비교부의 비교 결과에 따라 인증 여부를 결정하고 후속 조치를 진행하는 인증 처리부를 포함하는 개인 인증 장치가 제공된다.

또한, 웨어러블 기기 형태로 구현된 전술한 개인 인증 장치와, 상기 개인 인증 장치로부터 측정된 뇌전도 신호 및 심전도 신호 중 적어도 하나를 지속적으로 수신하고 이용자의 건강 상태를 모니터링 하는 원격의 건강관리 서버로 구성된 건강 관리 시스템이 제공된다.

본 발명에 따르면, 뇌전도 및/또는 심전도와 같은 동적 생체 정보를 이용하여, 위변조가 불가능한 생체 정보 이용 본인 인증이 가능하다.

또한, 뇌전도와 심전도를 이용한 건강상태 체크 및 관리가 가능하며, 측정된 결과를 실시간 사물의료인터넷 통신(Internet of Medical Thing)으로 송수신할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 뇌전도를 이용한 개인 인증 방법의 절차를 도시한 순서도.
도 2는 심전도계가 측정하는 각 전기신호 파형을 도시한 도면.
도 3은 심장 전기 신호 중 QRS파의 변화 추이를 도시한 그래프.
도 4는 심전도계가 출력하는 P, Q, R, S, T 및 QRS파를 디지털 변환한 결과를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 심전도를 이용한 개인 인증 방법의 절차를 도시한 순서도.
도 6은 심전도 파형상의 특정 인터벌을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 개인 인증 장치의 구성도.

본 발명의 목적 및 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 추가의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 각 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...장치", "...디바이스", "...부" 또는 "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

한편, 본 발명의 각 실시예에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성요소로 구성될 수 있으며, 각 구성요소들이 수행하는 전기, 전자, 기계적, 논리적 기능들은 전자회로, 집적회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들, 프로그램 또는 기계적 요소들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.

본 발명의 기본 기술사상은 뇌파 센서와 심전도 센서를 활용하여 실시간으로 사용자를 식별 및 인증하고 개인마다 차이가 있는 뇌와 심장의 상태를 다양하게 모니터링하는 것이다. 즉, 뇌전도 파형과 심전도 파형은 사람의 뇌와 심장의 상태를 파악할 수 있는 정보를 제공하는 한편, 각 개인별 고유의 특징이 있어서 개인 식별에 이용 가능하고, 또한 지문이나 홍채와 같은 정정 정보와는 달리 시변하는 동적 정보이므로 위조나 변조가 불가능하다.

인증 방식으로 인정될 수준의 높은 신뢰도를 확보하기 위하여 뇌전도 및 심전도의 어떤 파형을 쓰느냐가 관건이 되는데, 이하 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하며 구체적으로 설명한다.

[뇌파 본인 인증 및 측정]

뇌전도(EEG)를 통해 측정되는 사건 유발 전위(ERP; event-related potential)에서 안정상태 시각 유발 전위(SSVEP; steady-state visual evoked potential)와 안정상태 청각 유발 전위(ASSR; auditory steady-state response)를 측정하고(S110), 이를 활용하여 개인 식별 인식 값을 산정한다.

즉, 시각적인 반응과 청각적인 반응에 대한 뇌파를 2채널 뇌파 측정 디바이스를 통하여 측정하여 본인 인증을 위한 수치를 도출하는데, 구체적으로는 시각 및 청각 반응에 따른 뇌의 반응 패턴과 발생 주파수의 조합 값으로 개인을 식별할 수 있는 특징을 추출한다(S120).

특징 추출 전의 전처리 과정에서 측정된 뇌파의 원신호(raw data)에 공통 평균 기준 도출법(CAR; common average reference)을 적용하여 뇌파 측정 당시 유입된 공통 잡음 성분을 제거하는 것이 바람직하다.

특징이 추출되면 이를 측정 대상자 정보(성명, 주민등록번호, 휴대폰 번호 등)와 연관시켜 등록(저장)한다(S130).

이러한 등록 절차 이후, 인증을 요청하는 자가 있다면, 인증 요청자의 SSVEP 및 ASSR을 측정하여 등록시와 동일한 방식으로 특징을 추출하고(S140), 이를 등록시 저장된 하나 이상의 특징들과 대비한다(S150).

매칭되는 저장 특징이 있으면 인증을 하고(S160), 일치하지 않으면 다시 측정 및 특징 추출 단계(S140)으로 되돌아간다. 만약 불일치 회수가 소정 회수 이상(예컨대, 3회 이상)이면, 침입자로 간주하여 경찰이나 경비업체에 통지하거나 내부 경고 절차를 개시하는 등의 보안절차를 개시하는 것이 좋다(S180).

한편, 정상인의 뇌파와, 경도인지장애(MCI) 환자, 치매(AD) 환자의 뇌파는 각각 구별이 된다. 특히 SSVEP 및 ASSR도 상이하게 되므로, 인증 과정에서 매번 MCI, AD 징후를 판단하여, 이상 징후가 포착되면 이를 인증 요청자, 의료기관 및/또는 관리자에게 통지하도록 구성할 수 있다.

예컨대, 매일 출근시 출입문 통과를 위한 인증 절차를 할 경우, 각 인증 요청자는 매일 뇌파 검진을 받게 되며, 조기에 MCI, AD 가능성에 대해 사전 판단을 받아 볼 수 있는 효과가 있다.

[심전도 본인 인증 및 측정]

심전도 기반의 인증은 동적 생체신호 이용으로 정적 생체신호를 이용한 인증방식(지문, 홍채 등)과는 달리 복제 및 위조할 수 없다.

또한, 심전도를 측정하는 센서의 크기가 작아서 휴대용 웨어러블 기기로 만들 수 있으며 언제 어디서나 본인 인증을 수행할 수 있어서, 전술한 뇌파 이용 인증 방식에 비하여 이용자 편의성이 높고 장치 구현비용이 저렴하다.

동적 생체정보인 심전도를 이용한 생체인식은 일반적인 정적 생체정보(지문, 홍채, 정맥 등)와 달리 신호가 계속해서 변하는 특징을 가진다.

심전도 신호의 근간이 되는 심장은 신체내부에 존재하여 절취가 매우 어려우며, 심전도 신호는 동적 생체신호로서 정적 생체신호에 반해 복제, 위조에 매우 강인한 특성을 가진다.

심장의 전기적 활성단계는 크게 심방 탈분극, 심실 탈분극, 심실 재분극 시기로 나뉘며, 이러한 단계는 P, QRS, T파라고 불리는 파의 형태로 반영된다.

특히 Q, R, S 파형은 가장 큰 폭으로 변화하는 파형으로 디지털 ECG 코드를 추출하기에 적합하며, QRS complex는 사람마다 유일하고 일정하다는 특징이 있다.

QRS complex는 운동 전,후나 감정기복에도 QRS벡터의 크기에는 유의한 변화가 관찰되지 않음으로 인증과정에 사용하기에 적합하다(도 3 참조). 또한 다양한 부정맥 상황에서도 QRS Complex는 그 발생 빈도의 차이와 미세한 시간의 차이만이 발생하기 때문에 부정맥 상태에서도 약간의 정규화만으로 인증데이터로 사용이 가능하다.

PQRST 파형은 각 파가 유지되는 시간, 각 파끼리의 간격, 각 파의 진폭, 첨도 등이 표준범위에 속하는지 검사를 통해 표준 형태를 갖추어야 심장의 전기적 활성이 정상이라고 볼 수 있다.

생체신호를 이용한 인증기술은 기존 인증기술에 비해 편의성과 높은 보안성을 보유하지만 이용을 위한 특정 요구사항을 만족해야만하는데, 심전도(ECG)는 7가지 요구사항을 모두 만족한다.

- 보편성 : 모든 대상자들이 보편적으로 지님

- 유일성 : 개개인별로 특징이 확연히 구별

- 지속성 : 발생된 특징점은 그 특성을 영속

- 수집성 : 특징점의 취득 용이성

- 성능 : 개인 확인 및 인식의 우수성

- 수용성 : 생체인식 대상자의 거부감이 없어야 함

- 위·변조 곤란성 : 위조 또는 변조가 불가능

특히, 본 발명에서는 ECG 생체인식이 사용하는 ECG 신호의 아날로그 파형이 아닌 ECG 의 디지털 코드 추출을 통한 사용자 인증에 사용한다.

ECG 신호의 디지털 변환으로 아날로그 방식보다 높은 정밀도를 통해 본인인증을 위한 보안성을 향상시킬 수 있다.

디지털 변환의 구체적인 실시예는 다름과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, ECG를 통한 인식 시 특징점이 되는 변곡점을 추출하고 다항식 계수로 수치화 하여 정밀한 ECG의 디지털 데이터 추출을 하고 이를 이용하여 생체 인증에 이용한다. 도 4는 MATLAB 오픈 소스 기반의 디지털 ECG 코드 자동화 추출 예이다.

전술한 설명을 바탕으로, 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 심전도 생체 인증 방법에 대해서 설명한다.

심전도(ECG)를 통해 P, Q, R, S, T 파형을 검출한다(S210).

이를 디지털 변환하되, P, Q, R, S, T 파의 디지털 변환값 뿐만이 아니라, QRS 파에 대해서도 별도로 디지털 변환값을 구한다(S220).

디지털 변환값이 구해지면 이를 측정 대상자 정보(성명, 주민등록번호, 휴대폰 번호 등)와 연관시켜 등록(저장)한다(S230).

이러한 등록 절차 이후, 인증을 요청하는 자가 있다면, 인증 요청자의 심전도 결과를 토대로 등록시와 동일한 방식으로 디지털 변환하고(S240), 이를 등록시 저장된 하나 이상의 디지털 변환값과 대비한다(S250).

매칭되는 저장 디지털 변환값이 있으면 인증을 하고(S260), 일치하지 않으면 다시 측정 및 디지털 변환 단계(S240)으로 되돌아간다. 만약 불일치 회수가 소정 회수 이상(예컨대, 3회 이상)이면, 침입자로 간주하여 경찰이나 경비업체에 통지하거나 내부 경고 절차를 개시하는 등의 보안절차를 개시하는 것이 좋다(S280).

디지털 변환값의 대비는 전술한 바와 같이 변동성이 적은 QRS파 변환값을 대비하는 것을 기본으로 한다.

추가로 P, Q, R, S, T 파 변환값을 함께 대비하는 것도 좋으며, 다만 P파와 T파는 감정 상태나 신체 상태에 따라 변화가 있을 수 있으므로, 이를 고려하여 인증 절차를 진행하는 것이 바람직하다. 예컨대, QRS파 변환값은 등록된 값과 동일 범주이나 P파 및/또는 T파 변환값은 불일치 결과를 보이면, 소정 시간(에컨대 1분) 경과후 다시 인증을 시도하도록 하는 것이 좋다.

예컨대, 1차 인증 시도시에 QRS파 변환값은 동일 범주에 들지만, P파와 T파 변환값이 불일치를 보일 경우에는 운동 직후나 감정의 기복이 큰 상태일 수 있다. 이 때 소정 시간(예컨대, 1분) 경과후 2차 인증 절차를 진행할 때, QRS파 변환값이 계속 등록된 변환값과 동일 범주에 들고 P파, T파까지 동일 범주에 들게 되면, 시간 경과에 따른 안정을 찾은 것으로 간주하고 등록자라고 인증할 수 있다.

만약 충분한 시간이 지나도 P파, T파가 계속 불일치하면 인증에 실패한 것으로 간주하고 보안절차를 개시함이 바람직하다.

한편, P파와 T파의 변동성은 인증 신뢰도를 높이는데 활용될 수도 있다. 멀티 모달 방식으로 뇌전도 등 다른 요소를 함께 검출하고, 이들로부터 감정상태나 신체상태를 확인하거나 추론하고, P파와 T파의 변화로부터 확인되거나 추론되는 감정상태나 신체상태가 일치하는 경우에만 인증을 한다면, 더욱 엄격한 기준으로 인증 절차를 진행하게 될 것이다. 감정상태/신체상태의 확인 또는 추론을 위하여 뇌전도 이외에 안면 촬영이나 심박수, 호흡량의 검출이 포함될 수 있다.

나아가, 뇌전도 등의 다른 방식과 심전도 방식을 병행하되, 각 방식으로 각각 감정상태/신체상태의 확인이나 추론을 시간의 경과에 따라 2회 이상하고 이에 대한 상호 대비를 하는 방식으로 인증 신뢰도를 더욱 높이도록 이용될 수 있다.

예컨대, 실제로 인증 요청자가 1차 인증시에는 감정상태가 격앙되었거나 신체상태가 운동 직후였다가 2차 인증시에는 안정된 경우를 가정할 때, P파/T파로부터 확인되거나 추론되는 감정상태 및/또는 신체상태와, 다른 방식(안면 촬영이나 뇌전도, 심박수, 호흡량)에서 확인되거나 추론된 감정상태/신체상태가 1차 인증시 및 2차 인증시에 상호 동일 범주에 속하는지 여부를 확인하여 인증 신뢰도를 높일 수 있다.

다른 실시예로서, 심전도의 QRS 파 조합값 이외에, 심박수의 특정 주기(도 6의 P-R 인터벌, QRS 인터벌, S-T 인터벌)에 대한 변화값을 더하여 개인 식별 및 인증을 수행할 수 있다. 심박수의 P-R 인터벌, QRS 인터벌, S-T 인터벌 역시 QRS 파와 같은 특성을 가지므로 개인 식별 및 인증에 이용될 수 있으며, QRS 파의 디지털 변환값과 함께 이용되면 인증 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 따른 ECG 이용 본인 인증 기술은, 출입통제 외에 핀테크, 스마트키 등 다양한 인증 기술로 확장이 가능하며, 다른 생체신호와 달리 웰니스 및 헬스케어 분야로까지 확장이 가능하다는 점에서도 큰 의미가 있다.

생체신호의 수집 및 관리에 있어서, 이용의 편의성으로 스마트폰과 같은 모바일 기기나 스마트워치 같은 웨어러블 기기를 이용하는 경우가 많은데, 여러 사람이 하나의 기기를 활용할 경우에 사용자 본인을 정확히 확인하지 못하면 신뢰성 있는 정보를 관리하기 어려우므로 수집된 생체신호를 활용하여 개인의 건강을 관리할 수 없는 한계가 있다.

이러한 문제점을 해결하려면, 이동형 기기나 웨어러블 기기를 통하여 사용자 본인 확인을 해야 하는데, 본 발명에 따른 ECG 이용 인증 방법은 디지털헬스케어 환경에서 활용 가능한 생체신호 기반의 본인인증 기능이 필요하다.

본 발명에 따르면, 건강상태 확인을 위한 생체정보 수집시 뇌전도 및/또는 심전도 측정을 하게 되면, 생체측정과 동시에 측정 기기가 또는 전송된 생체정보 측정 데이터를 수신받은 의료기관 서버에서 측정 데이터를 이용하여 본인 식별 및 인증이 가능하므로, 이용자는 꼭 자신의 기기를 쓰지 않고 임의의 어떤 측정 기기를 쓰더라도 추가의 식별/인증정보(이름, 주민등록번호 등)를 입력하지 않아도 정확하고 편리하게 개인 생체 정보 데이터를 관리할 수 있다.

또한 뇌전도 결과를 활용하여 시각적, 청각적 반응에 대한 패턴들을 머신러닝 기법으로 분석하여 개인마다 차이가 있는 치매 질환에 대하여 조기에 발견할 수 있고, 같은 맥락으로 매 인증시의 심전도 결과를 기초로 조기에 심장질환의 예후나 징후를 발견하고, 이를 즉시로 이용자, 가족, 관련기관, 의료기관 등에 보고할 수 있다.

본 발명에 따른 뇌전도/심전도를 이용한 인증 장치는 스마트 워치, 밴드 등과 같은 웨어러블 기기로 구현될 수 있으며, 사용자 개인을 식별할 수 있는 생체신호(뇌파, 심전도 등)를 활용하여 본인인증을 수행하고 치매 조기 진단 및 심장 질환 관리를 위하여 측정된 결과를 실시간 사물의료인터넷 통신(Internet of Medical Thing)으로 송수신할 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 뇌전도 및/또는 심전도를 이용한 개인 식별 및 인증 장치에 대해서 설명한다.

본 발명에 따른 인증 장치는, 뇌에서 발생하는 전기신호를 측정하는 뇌전도계(110) 및 심장에서 발생하는 전기신호를 측정하는 심전도계(120) 중 적어도 하나와, 뇌전도계(110) 및/또는 심전도계(120)에서 출력하는 신호 파형으로부터 특징을 추출하고 필요시 디지털 변환하는 특징 추출부(130)와, 추출된 특징을 이용자 정보와 연관하여 저장하고 등록하는 등록부(140)와, 인증 요청자의 심전도 및/또는 뇌전도 특징과 저장된 특징을 대비하는 비교부(150)와, 비교부의 비교 결과에 따라 인증 여부를 결정하고 후속 조치를 진행하는 인증 처리부(160)와, 비 등록자가 인증을 요청한 경우 알람을 발생시키는 알림부(170)를 포함한다.

뇌전도계(110)는 안정상태 시각 유발 전위(SSVEP; steady-state visual evoked potential)와 안정상태 청각 유발 전위(ASSR; auditory steady-state response)를 측정하고, 심전도계(120)는 심장 박동에 따른 P, Q, R, S, T 파를 측정한다.

특징 추출부(130)는 뇌전도계(110)의 출력 신호로부터 시각 및 청각 반응에 따른 뇌의 반응 패턴과 발생 주파수의 조합 값으로 개인을 식별할 수 있는 특징을 추출한다. 또한, 심전도계(120)의 출력 신호로부터 P, QRS, T파를 디지털 변환한다.

등록부(140)는 뇌파로부터 추출된 특징 및/또는 디지털 변환값을 다른 사용자 정보와 함께 연관하여 저장하고 등록한다.

비교부(150)는 인증 요청자의 뇌전도 및/또는 심전도 측정 결과로부터 획득된 특징값 또는 디지털 변환값을 기 저장된 값들과 대비한다.

인증 처리부(160)는 대비 결과 매칭되면 인증하고, 매칭되지 않으면 인증하지 않고 비등록자에 대한 소정의 절차를 진행한다.

알림부(170)는 비등록자의 인증 시도로 확인된 경우, 유무선 통신망을 통하여 관리자, 보안기관 등으로 이 사실을 알리도록 구성된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 뇌전도 및/또는 심전도 기능이 있으며 이용자 신체에 부착하거나 휴대가 용이한 휴대기기 또는 웨어러블 기기형태의 전술한 인증 장치와, 원격의 인증서버 및/또는 건강관리 서버로 구성되는 인증 및/또는 건강관리 시스템을 구축할 수 있다.

건강관리 서버는 상기 개인 인증 장치로부터 측정된 뇌전도 신호 및 심전도 신호 중 적어도 하나를 지속적으로 수신하고 이용자의 건강 상태를 모니터링 한다. 이와 동시에 개인별 생체 신호를 토대로 개인 식별 및 인증을 수행할 수 있다.

이상 본 발명의 구성에 대하여 바람직한 몇 실시예를 들어 상세히 설명하였으나, 이는 이해를 돕기 위한 예시에 불과한 것으로 본 발명의 보호범위가 각 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 전술한 실시예의 다양한 변형 및 변경이 가능함은 물론이다.

따라서, 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

1. 뇌전도(EEG)를 통해 안정상태 시각 유발 전위(SSVEP)와 안정상태 청각 유발 전위(ASSR)를 측정하는 단계와,
   상기 SSVEP 및 ASSR 반응 패턴 및 발생 주파수의 조합 값으로 개인을 식별할 수 있는 특징을 추출하는 단계와,
   특징이 추출되면 이를 측정 대상자 정보와 연관시켜 저장 및 등록하는 단계와,
   상기 등록 단계 이후, 인증을 요청하는 자가 있다면, 인증 요청자의 SSVEP 및 ASSR을 측정하여 등록시와 동일한 방식으로 특징을 추출하는 단계와,
   인증 요청자의 특징을 이를 등록시 저장된 하나 이상의 특징들과 대비하는 단계와,
   매칭되는 저장 특징이 있으면 인증을 하고, 일치하지 않으면 다시 측정 단계로 되돌아가는 단계
   를 포함하는 개인 인증 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 특징 추출 단계 이전의 전처리 과정에서 측정된 뇌파의 원신호에 공통 평균 기준 도출법을 적용하여 뇌파 측정 당시 유입된 공통 잡음 성분을 제거하는 단계를 더 포함하는 개인 인증 방법.
3. 제1항에 있어서, 불일치 회수가 소정 회수 이상이면, 침입자로 간주하여 보안절차를 개시하는 단계를 더 포함하는 개인 인증 방법.
4. 심전도(ECG)를 통해 P, Q, R, S, T 파형을 검출하는 단계와,
   상기 Q, R, S 파의 복합파(QRS 파)에 대하여 디지털 변환값을 구하는 단계와,
   상기 QRS 파의 디지털 변환값을 측정 대상자 정보와 연관시켜 저장 및 등록하는 단계와,
   상기 등록 단계 이후, 인증을 요청하는 자가 있다면, 인증 요청자의 심전도 결과를 토대로 등록시와 동일한 방식으로 심전도 측정 결과를 디지털 변환하고, 이를 상기 등록 단계에서 저장된 하나 이상의 디지털 변환값과 대비하는 단계와,
   매칭되는 저장 디지털 변환값이 있으면 인증하고, 일치하지 않으면 상기 측정 단계로 되돌아가는 단계
   를 포함하는 개인 인증 방법.
5. 제4항에 있어서, 심박수의 특정 주기에 대한 변화값을 구하는 단계를 더 포함하고,
   상기 등록하는 단계는 상기 변화값을 더 저장하는 것이고,
   상기 대비하는 단계는 상기 QRS 파의 디지털 변환값과 상기 변화값을 함께 대비하는 것
   인 개인 인증 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 대비하는 단계는 P파 및 T파의 디지털 변환값을 추가로 대비하는 단계를 포함하고,
   대비 결과 상기 QRS 디지털 변환값은 동일 범주에 속하지만, 상기 P파 및 T파의 디지털 변환값은 불일치 할 경우, 소정 시간 경과후 다시 QRS파의 디지털 변환값과, 상기 P파 및 T파를 기 저장된 대응 변환값과 대비하는 단계
   를 더 포함하는 개인 인증 방법.
7. 뇌에서 발생하는 전기신호를 측정하는 뇌전도계 및 심장에서 발생하는 전기신호를 측정하는 심전도계 중 적어도 하나와,
   상기 뇌전도계(110) 및 상기 심전도계(120)에서 출력하는 신호 파형으로부터 특징을 추출하고 필요시 디지털 변환하는 특징 추출부와,
   추출된 특징을 이용자 정보와 연관하여 저장하고 등록하는 등록부와,
   인증 요청자의 심전도 및 뇌전도 특징 중 적어도 하나와 상기 등록부가 저장한 특징을 대비하는 비교부와,
   상기 비교부의 비교 결과에 따라 인증 여부를 결정하고 후속 조치를 진행하는 인증 처리부
   를 포함하는 개인 인증 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 뇌전도계는 안정상태 시각 유발 전위와 안정상태 청각 유발 전위를 측정하고, 상기 심전도계는 심장 박동에 따른 P, Q, R, S, T 파를 측정하는 것인 개인 인증 장치
9. 제7항에 있어서,
   비 등록자가 인증을 요청한 경우 알람을 발생시키는 알림부를 더 포함하는 개인 인증 장치.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 개인 인증 장치로서, 웨어러블 기기 형태로 구현된 개인 인증 장치와,
    상기 개인 인증 장치로부터 측정된 뇌전도 신호 및 심전도 신호 중 적어도 하나를 지속적으로 수신하고 이용자의 건강 상태를 모니터링 하는 원격의 건강관리 서버
    를 포함하는 건강 관리 시스템.
    

Images