안녕하세요 hyokhyok 입니다.

2편 홍채인식 알고리즘 설명 및 홍채인식의 장단점

지난 시간에 홍채란 무엇인가와 홍채익식의 시작에 관해 포스팅을 했습니다.

이번에는 실제 홍채 인식에 사용된 알고리즘은 무엇이며 장단점은 어떤것이 있는가에 대해 포스팅해보겠습니다.

홍채 인식 알고리즘

다른 생채 인식 알고리즘들은 영상의 특징점을 추출하여 그 특징점의 위치관계나 모양등을 비교하여 인식을 하였습니다.

하지만 홍채 인식은 좀 다른데 어떻게 다른지 살펴보겠습니다. 수식적인 부분은 생략하였습니다

홍채 영상 취득

장치를 이용해 홍채의 IR 영상을 취득한다

Localization

홍채 영역을 찾아낸다

Demarked & Polar Representation

Demarked 는 홍채영역에서 분석에 방해되는 영역을 제가 한다는 것입니다

그리고 Polar Representation 은 원형의 홍채를 직사각형 모양으로 펼치는데 안쪽 원의 원주가 바깥쪽 원의 원주보다 짧으니까 이를 맞춰주기 위해 하는 작용입니다.

Gabor filter

홍채인식은 일반적인 영상처리로 분석하기가 어려워 Gabor filter를 이용하여 특징점들을 Encording 하여 Iris Code를 만들어줍니다.

어렵죠... 최대한 쉽게 쓴건데도 어렵네요

다시한번 정리하면...

영상을 찍고 -> 홍채를 찾고 -> 필요없는 부분 제거하고 -> 영상을 처리하기 좋게 펴주고 -> 영상을 암호화 한다

입니다

Iris code matching

홍채는 특징점 매칭이 아닌 암호화된 코드(템플릿) 매칭입니다 특징점 추출하는 gabor filter를 이용해 암호화해서 이용한다니 대단하네요

실제 매칭 때는 해밍코드라는 오류 검출 코드를 이용하여 암호화 된 두 홍채 정보가 동일한지 판단을 하게 됩니다.

[출처] Improving identification accuracy on low resolution and poor quality iris images using an artificial neural network–based matching metric

어렵나요? ㅎㅎ

홍채인식은 순수 특징점 매칭이 아닌 코드 매칭으로 이루어 진다 라고 생각하시면 될것 같습니다.

홍채 인식의 장단점

장점

빠르다

생체 내부에 있어 위조가 어렵다

유니크한 패턴을 가진다

인종에 영향을 덜받는다

나이가 들어도 변함이 없다

비접촉식으로 이용가능하다

지문보다 Mis-Identification 이 낮다고 알려져있다

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단점

영상 취득에 따라 퀄리티 변화가 크다

눈의 위치가 정확히 맞아야한다(홍채를 찾으려면 위치가 맞아야한다)

안경이나 렌즈에 약하다

라식,라섹은 되나 렌즈삽입에는 약하다(빛번짐으로 인한 취득어려움)

->렌즈를 끼는데 애초에 렌즈착용하고 등록해서인지 잘된다

눈을 크게 떠야한다(?눈작은사람 잘안됨)

직사광선을 피해야한다(아래 설명)

오랫동안 문제가 되어왔던 점들이고 여전히 개선되지 않은 부분이다
특히 직사광선의 문제는 치명적이다

왜 직사광선을 피해야하는가?

홍채인식에서는 IR 영상을 이용한다 일반 카메라영상보다 외부환경에 영향을 덜 받아 균일한 영상을 얻을 수 있고 특히 홍채 패턴 영상 취득에는 더 좋기 때문이다

그렇다면 왜 피해야 하는가?

태양광에는 IR 영역의 빛도 포함이 되어있다

홍채 인식 장치에는 IR 카메라와 IR을 취득하는 영역이 있다

그래서 직사광선 아래에서는 태양의 IR을 취득하여 IR 카메라 자체의 IR을 받아들이기 힘들기 때문에 홍채 인식에 사용되기 어렵다

안경 역시 IR에 대한 반사광이 심해 홍채가 보이지 않기에 사용이 어렵다는 단점이 있다

그렇다면 왜 삼성은 이 홍채 인식을 도입했는가? 그건 3편에 설명을 해보겠다

홍채 인식은 과연 정말 진짜로 지문보다 우수한가?

지금까지 대중에는 그렇게 말해왔다

하지만 홍채 인식 회사간에 경쟁하는 데이터 자료가 있고 매년 공개가 된다

IREX(iris exchange)로 테스트 결과가 공개되는데 아래와 같다

그다지 높지 않다..지문도 매년 기술의 발전이 올라가는데 이 자료로는 지문보다 못하다는 것을 알 수 있다

그리고 홍채는 두개의 눈을 이용하지만 일반적으로 지문은 한 손가락을 이용한다

비교 방식이 잘 못 되었다고 볼 수 있다

사실 홍채가 별로다 라고 쓸랬지만 정확한 비교가 힘들어 어떤 방식이 우위라고 하기는 훗날 문제의 소지가 될것같아 하지 않겠다 ㅎㅎ

결론은 그들이 제시한 자료로는 지문보다 우위라고 하기 어렵다

라고 정리하겠습니다

이렇게 2편이 끝났습니다

수식도 넣었다가 빼고 1편보다는 다소 어려운 내용이라 쉽게 풀어 쓰려했으나 어렵긴 마찬가지네요 ㅎㅎ

3편은 약간 짧지만 이런 내용들은 없어서 이해는 쉬우실 거라 판단되네요 ㅎㅎ

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[kr-biometric] 모바일 지문인식의 최종 종착지는?(feat. 삼성 -후면센서, 애플 - 3d얼굴인식(?))/ 이글은 인기가 없었다....