Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP (대한전자공학회논문지SP)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Fingerprint Segmentation and Ridge Orientation Estimation with a Mobile Camera for Fingerprint Recognition

모바일 카메라를 이용한 지문인식을 위한 지문영역 추출 및 융선방향 추출 알고리즘

  • Lee Chulhan (Biometrics Engineering Research Center, Yonsei Univ.) ;
  • Lee Sanghoon (Biometrics Engineering Research Center, Yonsei Univ.) ;
  • Kim Jaihie (Biometrics Engineering Research Center, Yonsei Univ.) ;
  • Kim Sung-Jae (Samsung Electronics Co., Ltd.)
  • 이철한 (연세대학교 생체인식 연구센터) ;
  • 이상훈 (연세대학교 생체인식 연구센터) ;
  • 김재희 (연세대학교 생체인식 연구센터) ;
  • 김성재 (삼성전자 주식회사)
  • Published : 2005.11.01
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Abstract

Fingerprint segmentation and ridge orientation estimation algorithms with images from a mobile camera are proposed. The fingerprint images from a mobile camera are quite different from those from conventional sensor, called touch based sensor such as optical, capacitive, and thermal. For example, the images from a mobile camera are colored and the backgrounds or non-finger regions are very erratic depending on how the image capture time and place. Also the contrast between ridge and valley of a mobile camera image are lower than that of touch based sensor image. To segment fingerprint region, we first detect the initial region using color information and texture information. The LUT (Look Up Table) is used to model the color distribution of fingerprint images using manually segmented images and frequency information is extracted to discriminate between in focused fingerprint regions and out of focused background regions. With the detected initial region, the region growing algerian is executed to segment final fingerprint region. In fingerprint orientation estimation, the problem of gradient based method is very sensitive to outlier that occurred by scar and camera noise. To solve this problem, we propose a robust regression method that removes the outlier iteratively and effectively. In the experiments, we evaluated the result of the proposed fingerprint segmentation algerian using 600 manually segmented images and compared the orientation algorithms in terms of recognition accuracy.

본 논문에서는 모바일 카메라를 이용한 지문인식 시스템 개발에서 지문영역 추출 및 융선 방향 정보 추출 방법에 대해 제안한다. 모바일 카메라로 획득한 지문영상은 기존의 지문센서(접촉식 센서)로 획득한 영상과 여러 가지 다른 특성을 나타낸다. 우선 모바일 카메라로 획득한 지문영상은 칼라영상이며, 배경영역이 획득 장소와 시간에 따라 변화가 심하고, 지문 융선과 골의 조도차가 접촉식 센서에서 획득한 영상보다 작아 노이즈에 대한 영향이 크다는 특징이 있다. 이러한 환경에서 지문영역을 추출하고자 손가락의 색 정보와 지문의 주파수 정보를 이용하여 초기영역을 설정하고 설정된 초기영역을 이용하여 영역확장 방법으로 지문영역을 추출하였다. 손가락의 색 정보는 학습과정을 통해 손가락 색의 확률 분포를 LUT (Look Up Table)기법을 이용해 모델하였고, 주파수 정보는 초점이 맞는 손가락 영역과 초점이 맞지 않는 배경영역의 영상 주파수 특성 차이를 이용하였다. 지문 방향 정보 추출에서는 카메라로부터 발생하는 노이즈나 극단치 (outlier)의 영향을 줄이기 위해 그래디언트 필드에서 초기 방향을 기준으로 노이즈와 극단치를 제거한 후 방향을 구하는 방법을 사용하였다. 실험에서는 모바일 카메라를 이용하여 획득한 지문영상으로 지문영역 추출 및 융선방향 정보 추출에 대한 평가를 했다. 지문영역 추출 알고리즘 평가를 위해 600장의 수동 구분된 지문영상을 사용하였고 융선방향 정보 추출은 지문 인식성능으로 비교 평가 하였다.

Keywords

References

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