최근 개인용 컴퓨터의 보급율 증가, 인터넷 등 통신망 기술의 발달로 인해 인터넷 뱅킹, 전자상거래 등의 분야가 활성화되고 있고, 그에 따른 정보 보호 및 보안에 대한 중요성이 크게 증가하고 있다. 현재 많은 부분에서 활용되는 인증 방식은 분실, 타인 도용 및 해킹 등의 유출로 인한 많은 문제점을 야기시키고 있다. 그래서 본 연구에서는 유출가능성이 없는 개인 생체특징 중 홍채정보에 기반한 마우스를 활용하여 사용자의 인증여부를 판단할 수 있는 인증시스템을 제안하였다. 이 시스템은 홍채정보를 획득하기 위해 일반적으로 사용되고 있는 마우스에 CCD카메라, 조명 장치 등을 장착하였고, 획득된 영상정보를 처리하여 사용자의 인증 여부를 판단한다. 이는 개인용 컴퓨터 사용자들이 별도로 고가의 생체인식을 위한 장비를 마련할 필요성이 없고, 간편하고, 편리하게 저렴한 비용을 가지고 사용자 인증 시스템으로 활용할 수 있는 이점을 갖는다.
최근 개인용 컴퓨터의 보급율 증가, 인터넷 등 통신망 기술의 발달로 인해 인터넷 뱅킹, 전자상거래 등의 분야가 활성화되고 있고, 그에 따른 정보 보호 및 보안에 대한 중요성이 크게 증가하고 있다. 현재 많은 부분에서 활용되는 인증 방식은 분실, 타인 도용 및 해킹 등의 유출로 인한 많은 문제점을 야기시키고 있다. 그래서 본 연구에서는 유출가능성이 없는 개인 생체특징 중 홍채정보에 기반한 마우스를 활용하여 사용자의 인증여부를 판단할 수 있는 인증시스템을 제안하였다. 이 시스템은 홍채정보를 획득하기 위해 일반적으로 사용되고 있는 마우스에 CCD카메라, 조명 장치 등을 장착하였고, 획득된 영상정보를 처리하여 사용자의 인증 여부를 판단한다. 이는 개인용 컴퓨터 사용자들이 별도로 고가의 생체인식을 위한 장비를 마련할 필요성이 없고, 간편하고, 편리하게 저렴한 비용을 가지고 사용자 인증 시스템으로 활용할 수 있는 이점을 갖는다.
Recently, the fields such as internet banking and electronic commerce are more and more growing due to the growth of practical use of personal computer and the progress of communication technology, So importance of information security has been increased. In fact, traditional identification systems ...
Recently, the fields such as internet banking and electronic commerce are more and more growing due to the growth of practical use of personal computer and the progress of communication technology, So importance of information security has been increased. In fact, traditional identification systems are inherently insecure because the personal identification information can be forgotten, stolen or lost. In this paper, we propose an identification system that can decide whether the user is registered based on iris information using a mouse. The proposed system is mounted a CCD camera and an illumination device on general type mouse. Then it decides whether the user is registered after the acquired image are processed and analyzed. This system gives a PC user the advantage of low-cost and convenience without necessity preparing high-cost equipment for biometrics when using a identification system.
Recently, the fields such as internet banking and electronic commerce are more and more growing due to the growth of practical use of personal computer and the progress of communication technology, So importance of information security has been increased. In fact, traditional identification systems are inherently insecure because the personal identification information can be forgotten, stolen or lost. In this paper, we propose an identification system that can decide whether the user is registered based on iris information using a mouse. The proposed system is mounted a CCD camera and an illumination device on general type mouse. Then it decides whether the user is registered after the acquired image are processed and analyzed. This system gives a PC user the advantage of low-cost and convenience without necessity preparing high-cost equipment for biometrics when using a identification system.
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문제 정의
본 연구에서는 사용의 편의성과 가격이 저렴하고 실시간으로 홍채정보를 활용하여 개인의 식별 및 인증을 할 수 있는 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 홍채 정보를 획득하기 위해 마우스 시스템에 CCD카메라와 조명 장치를 설계하여 장착하였고, 이 시스템을 통해 획득된 영상정보를 처리하여 인증된 사용자인지의 여부를 판단하게 된다.
본 연구에서는 생체인식 기술 중 비접촉식이고 정밀도가 높은 홍채 정보에 기반한 마우스를 활용한 개인의 식별 및 인증 시스템을 제안하였다.
사용자의 홍채 정보를 등록한다. 인증을 원하는 사용자의 홍채 정보를 획득하여 기존에 등록된 인증된 사용자의 홍채 정보와 비교 분석함으로써 인증된 사용자인지 여부를 파악하게 된다. [그림 2]는 사용자 등록이나 인증을 위해서 거쳐야 하는 전체적인 절차를 나타낸다.
가설 설정
조건 1: 체인의 형태가 폐곡선일 것
조건 3: 체인상에서 가장 먼 두 점을 이어주는 주축의 길이와 이와 수직인 단축에 대한 비율인 편심률 (Eccentricity) 이 일정 범위 내에 있을 것
제안 방법
이는 계층마다 영상의 해상도를 줄이면서 영상의 크기를 줄여나가는 방식으로 계층구조의 맨 아래에는 원래의 해상도를 갖는 영상이 위치하며, 맨 위에는 다운 샘플링된 작은 크기의 영상이 존재하게 되는 구조를 가진다. 그래서 계층구조의 상위레벨에서 대략적인 템플릿 매칭 기법을 수행하고, 최적위치 근방에서 다음 단계의 계층구조에 대해 인접한 위치 근방만을 탐색하여 모델을 찾음으로써 계산량을 크게 줄여 실시간적인 모델 탐색이 가능하여 검사 시간을 단축하였다.
그래서 본 연구에서는 입력영상으로부터 주어진 홍채모델영역의 탐색 시간을 단축하기 위해 탐색영역을 지정하였고, 홍채모델 영상을 계층적인 구조 (hierarchical architecture) 를 갖도록 하는 방법을 사용하였다. 영상을 해상도에 따라 계층적인 구조를 갖도록 한다.
그 결과 잡음이 존재할 확률이 높은 만큼 이 방법들을 적용하기에는 부적합하다. 그래서 본 연구에서는 잡음에 둔감한 모멘트법을 활용하여 동공의 중심을 구하였다. 식(6)은 1 차 모멘트법을 이용하여 동공영역의 위치들 (ck)로부터 동공의 중심 (xc, yc)을 구하는 방법을 나타낸다.
정확히 추출해야 한다. 동공 영역을 추출함으로써 홍채 영역을 추출하도록 하였다. 동공 영역의 모양은 겉으로 보기에는 정원과 같은 형상을 하고 있는 것처럼 보이나 실제로는 매우 불규칙한 모습을 하고 있다.
동공 영역의 모양은 겉으로 보기에는 정원과 같은 형상을 하고 있는 것처럼 보이나 실제로는 매우 불규칙한 모습을 하고 있다. 동공과 홍채 사이 경계 부분에서 영상 화소값이 급격히 변화하는데 이 정보를 활용하여 동공 영역을 추출하였다. 본 연구에서는 크게 두 단계를 거쳐 동공영역을 추출하도록 하였다.
본 연구에서 개발한 시스템은 마우스에 구축된 영상획득부를 포함하는 마우스 시스템부와 획득된 홍채 영상의 처리 및 분석을 통해 사용자 인증을 위한 컴퓨터시스템으로 크게 구성되었다. [그림 기은 개략적인 시스템 구성도를 나타낸다.
따라서 일차 미분값된 영상을 Otsu's method를 사용하여 임계값을 선정하고 임계 값보다 낮은 화소는 경계영역에서 배제시킨다. 본 연구에서는 임계값을 자동으로 설정하는 방법 중에서 분산비를 최대로 하는 방법을 이용하여 임계값을 구하였다[9]. 이 방법은 영상을 2개의 군(class) SI, S2로 분할하는 경우, 식(2)에 표시된 분리도(separability) ∅(T)가 최대로 되도록 임계값 T를 설정하는 것이다.
동공과 홍채 사이 경계 부분에서 영상 화소값이 급격히 변화하는데 이 정보를 활용하여 동공 영역을 추출하였다. 본 연구에서는 크게 두 단계를 거쳐 동공영역을 추출하도록 하였다. 첫 번째는 동공의 경계를 추출하는 부분이고, 두 번째는 추출된 동공의 경계로부터 동공의 중심과 반지름을 구하는 것이다.
여기서 중요한 문제는 영상 내에는 동공 부분을 포함하는 체인 외에도 많은 체인들이 존재하는데 이 중에서 동공을 포함하는 체인만을 추출해야 하는 것이다. 본연구에서는 이를 위해 체인들의 기하학적인 외형적인 특징들을 이용하여 동공 부분을 포함하는 체인만을 추출하도록 하여 동공의 경계를 추출하도록 하였다. 체인의 외형특징들은 다음의 조건들을 만족해야 한다.
수 있는 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 홍채 정보를 획득하기 위해 마우스 시스템에 CCD카메라와 조명 장치를 설계하여 장착하였고, 이 시스템을 통해 획득된 영상정보를 처리하여 인증된 사용자인지의 여부를 판단하게 된다. 이는 생체인식을 위해서 고가의 별도 장비를 구비함이 없이 일반적으로 컴퓨터에 기본적으로 장착되어 사용되는 마우스를 이용함으로써 개인용 컴퓨터 사용자들이 편리하고, 저렴하게 사용자 인증을 할 수 있는 장점을 갖는다.
특히 제안된 시스템은 영상 획득을 위해 기존 시스템에 장착된 카메라 등에 비해 마우스 상에 소형이면서 저렴한 CCD 카메라를 장착하여 활용하였다. 그 결과 잡음이 존재할 확률이 높은 만큼 이 방법들을 적용하기에는 부적합하다.
홍채 영역은 원형으로 이루어져 있고, 이를 보다 효율적으로 처리하기 위하여 직각좌표계에서 극좌표 형태로 변환하여 처리하였다. 직각좌표계상의 위치 (x, y)를 각도로 변화시키면서 극좌표계상의 위치 (r, θ)로 변환하여 계산하게 된다.
대상 데이터
시스템의 성능 분석을 위해 10명의 피실험자(1~10) 를 대상으로 실험자마다 4개의 영상을 획득하여 실험을 행하였다. 피실험자들의 영상들로부터 홍채 모델 정합유사도 측정치를 비교한 평균 결과를 [표 1]에 나타내었다.
이론/모형
동공 윤곽선 경계를 구하기 위해 일차 미분법 (Gradient method)을 사용하였다. 일차 미분필터를 사용하면 밝기의 기울기 값을 구하여 급격히 변화하는 부분을 경계로 검출하는데 사용할 수 있다.
크게 나올 수 있다. 따라서 일차 미분값된 영상을 Otsu's method를 사용하여 임계값을 선정하고 임계 값보다 낮은 화소는 경계영역에서 배제시킨다. 본 연구에서는 임계값을 자동으로 설정하는 방법 중에서 분산비를 최대로 하는 방법을 이용하여 임계값을 구하였다[9].
일차 미분필터를 사용하면 밝기의 기울기 값을 구하여 급격히 변화하는 부분을 경계로 검출하는데 사용할 수 있다. 본 연구에서는 일차 미분필터 중에서 에지 윤곽선 추출을 위해 많이 사용되고 있는 방법 중 식(1)처럼 소벨 연산자(Sobel operator)를 사용하였다[8].
파악해야 한다. 본 연구에서는 템플릿 패턴매칭 기법인 정규화상관 (normalized gray-level correlation) 정합법을 사용하여 인증된 사용자의 홍채 패턴의 존재 유무를 파악하도록 하였다.
입력 영상으로부터 동공 경계를 정확히 추출하기 위해서 영상 내에 있는 임펄스(Impulse) 잡음 영상을 제거할 필요가 있다. 이를 위해 중간값 필터(Median filter)를 적용하였다. 중간값 필터를 적용하였을 경우와 적용하지 않았을 경우 명도 변화를 관측하면.
후속연구
기존 연구에서도 초점이 맞는 영상을 실시간으로 획득하기 위해서 많은 노력을 하고 있는 실정이다. 또한 마우스를 이용함으로써 영상을 획득하는데 마우스의 치우침 등의 요소가 발생할 확률이 크다는 단점을 갖고 있어 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 본다.
활용되고 있다. 제안된 시스템의 활용으로 개인 인증 정보 유출로 인해 발생되는 문제점들을 제거할 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 컴퓨터에 기본적으로 장착되어 사용되는 마우스를 이용함으로써 생체인식을 위한 별도로 고가의 장비를 구비할 필요성이 없고, 개인용 컴퓨터 사용자들이 편리하고, 간편하고, 저렴하게 사용자인증 시스템으로 활용이 가능하다는 장점을 갖는다.
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