비접촉식 5지문 획득장비 개발

Abstract

[한글]지문을 이용한 인증(Identification)시스템은 크게 센서에 지문을 접촉하여 영상을 획득하는 접촉식 방식과 센서에 지문을 접촉하지 않고 획득하는 비접촉식 방식으로 나눌 수 있다. 기존 접촉식 방식에서는 센서에 지문을 접촉할 때 발생하는 위생상의 문제, 불균일한 압력으로 인한 영상 왜곡 문제, 잔류지문(Latent Fingerprint)의 문제가 발생한다. 또한 손의 구조로 인하여 5손가락의 지문 영상을 한번에 획득하지 못함으로 지문 입력 시 사용자의 불편을 야기하는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제들의 해결을 위하여 비접촉식 5지문 영상획득 장비를 제안한다. 카메라, 모터, 평면 거울 및 LED 조명을 사용하여 사용자가 센서에 접촉하지 않고도 지문 영상을 획득할 수 있도록 하였으며, 5손가락을 입력하여 한번에 5손가락의 지문 영상을 획득할 수 있게 하였다. 또한 제안한 장비에서 카메라의 초점, 조명의 균일도, 손가락의 돌아감(Rolling)을 살펴보고 평가함으로써, 장비 구성 요소 및 장비 완성도를 평가하였다. 유용면적(Possible Region)을 정의함으로 접촉식 장비에서 얻은 지문 영상과의 비교 근거를 마련하였고, 장비간의 간접적인 성능 비교를 시도하였다. 또한 실제 사용자의 지문을 등록하고 정합 실험을 수행함으로써 제안한 장비의 성능을 알아보았다.

결과적으로 제안한 장비에서 획득되는 지문 영상 중 소지를 제외한 나머지 네 개의 지문 영상에서 평균 오류율 4.4%를 확인하였다. 또한 5지 모두를 인식에 사용하였을 경우 최소 오류율이 0% 임을 확인하였다. 이는 제안한 장비가 실제적인 지문 등록 및 인식에 사용 가능함을 보여준다.

[영문]Fingerprint recognition systems for identification are divided as touch-based and non touch-based.(touchless) Touch-based Fingerprint Sensors have some problems which are hygienic troubles, image degradations by user’s inconsistent pressure and latent fingerprints. Moreover, there is inconvenience that touch-based fingerprint sensors can not acquire 5 fingerprint images at once because of geometry of hands. So, this thesis proposes touchless fingerprints images acquisition device for 5 fingerprints. The device composes of CCD camera, stepping motor, mirror and Green LED light. This device can solve problems of touch-based fingerprint sensors and get 5 fingerprint images at once. And it is evaluated the completion of device for fingerprint recognition by checking focus, uniformity of illumination and finger rolling. Also it defines possible region so that can compare with touch-based fingerprint images.

The recognition performance of device can be measured by enrolling and matching test of users. The matching test result shows that average EER 4.4% when fingerprint images are used individually for recognition except little finger image, and average EER 0% in minimum case when 5 fingerprint images are used for recognition. That results show the proposed device is suitable for enrollment and recognition of fingerprints