KR101379782B1 - 화폐 식별 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화폐 표면의 이미지를 취득하는 단계; 상기 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출하는 단계; 상기 산출된 각 화소의 휘도값에 기초하여 상기 이미지를 축약하는 단계; 상기 축약된 이미지에 대하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 단계; 및 상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 비교하여 해당 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법 및 이와 관련된 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 복잡한 영상분석을 통하지 않고 단순하고 간단한 이미지 휘도 분포 분석 내지는 파형 분포 분석에 의해 화폐의 앞면, 뒷면을 식별하여 이를 통해 화폐를 정확하고 효율적으로 식별할 수 있을 뿐만 아니라 화폐 식별 소요 시간도 단축시킬 수 있는 화폐 식별 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제 2006-0101937호(2006. 09. 27 공개)에 개시되어 있다.
복수의 화폐의 종류가 혼재되어 일괄적으로 투입되는 경우 이 혼재하고 있는 화폐 중에서 특정의 화폐를 구분하여 식별하거나 각 투입되는 권종을 식별하는 장치 또는 장비가 종래로부터 사용되어 왔다. 이러한 화폐 식별장치는 화폐식별을 위한 장치 그 자체로서 사용되기도 하며, 또한 지폐 등의 화폐를 계수하는 계수기와 화폐 자동 입금기 등에도 널리 사용되고 있다.
그런데, 종래에는 정확하고 신속한 화폐 식별을 위해서 복잡한 영상분석을 실시하여야만 하는 등으로 인해 고가의 장비나 고사양의 장비를 사용해야 하는 문제점이 있었다. 특히, 미국환 달러의 경우에는 사용되는 지폐의 화폐 단위가 다양하고 신권과 구권 화폐를 모두 식별할 수 있어야 할 뿐만 아니라 각 화폐단위의 지폐들의 크기가 모두 동일하여 크기에 의해서는 화폐 단위를 식별할 수 없는 등의 이유로 인하여, 화폐를 정확하게 식별하기 위해서는 매우 고성능, 고사양의 영상분석 시스템이 적용되어야 하는 문제점이 있었다. 즉, 각 화폐단위와 신구권을 포함한 16권종에, 앞면, 뒷면, 지폐가 투입되는 방향에 따른 좌,우방향 등을 모두 고려할 때, 미국환 달러의 경우에는 총 64개의 패턴(16*4)을 모두 식별할 수 있어야 한다. 따라서, 종래에는, 이렇게 많은 이미지 패턴들을 정확하고 신속하게 식별해내기 위해서는 고가, 고성능의 영상분석장비가 완비되어야 할 뿐만 아니라 분석 시간도 다소 많이 소요되는 등의 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 복잡한 영상분석을 통하지 않고 단순하고 간단한 이미지 휘도 분포 분석 내지는 파형 분포 분석에 의해 화폐의 앞면, 뒷면을 식별하여 이를 통해 화폐를 정확하고 효율적으로 식별할 수 있을 뿐만 아니라 화폐 식별 소요 시간도 단축시킬 수 있는 화폐 식별 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 화폐 표면의 이미지를 취득하는 단계; 상기 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출하는 단계; 상기 휘도값에 기초하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 단계; 및 상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 비교하여 해당 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법을 제공한다.
본 발명은, 상기 휘도값을 산출하는 단계 후, 상기 산출된 각 화소의 휘도값에 기초하여 상기 이미지를 축약하는 단계를 더 포함하고, 상기 휘도 분포 산출시, 상기 축약된 이미지에 대하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 이미지를 축약하는 단계는, 미리 설정된 수의 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 화소군 영역을 설정하는 단계; 및 상기 각 복수의 화소군 영역에 대하여 대표 휘도값을 계산하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 단계는, 상기 계산된 대표 휘도값들에 대하여, 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하는 단계; 및 상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정하는 단계는 상기 수평평균값과 수직평균값 간의 차를 계산하는 단계; 및 상기 차에 기초하여 화폐의 앞, 뒤를 판정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 화폐의 앞, 뒤 판정은 상기 차를 미리 설정된 임계값과 비교하는 것에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 화폐는 미국환 달러 지폐이며, 상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 미리 설정된 제 1 임계값 이상이면 앞면으로 판정하되, 상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 상기 제 1 임계값보다 더 작은 미리 설정된 제 2 임계값 이하이면 뒷면으로 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 대표 휘도값은, 상기 각 화소군 영역에 포함된 복수의 화소의 휘도값에 대하여 가우스 가산(Gauss Summation) 기법을 적용하여 산출되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 단계는, 상기 산출된 휘도값들에 대하여, 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하는 단계; 및 상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 화폐 표면의 이미지를 취득하는 단계 후, 상기 취득된 이미지로부터 관심영역 추출하는 단계를 추가적으로 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 화폐 표면의 이미지를 취득하는 이미지 취득부; 상기 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출하는 휘도값 산출부; 상기 휘도값에 기초하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 휘도분포 산출부; 및 상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 비교하여 해당 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정하는 판정부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 휘도값 산출부에서 산출된 각 화소의 휘도값에 기초하여 상기 이미지를 축약하는 이미지 축약부를 더 포함하고, 상기 휘도분포 산출시, 상기 휘도 분포 산출부는 상기 축약된 이미지에 대하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 이미지 축약부는, 미리 설정된 수의 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 화소군 영역을 설정하고, 상기 산출된 각 화소의 휘도값을 이용하여 상기 복수의 화소군 영역 각각에 대하여 대표 휘도값을 계산하는 대표 휘도값 계산부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 휘도분포 산출부는, 상기 계산된 대표 휘도값들에 대하여 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하고, 상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 판정부는, 상기 수평평균값과 수직평균값 간의 차를 계산하고, 상기 차에 기초하여 화폐의 앞, 뒤를 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 판정부는 상기 차를 미리 설정된 임계값과 비교하는 것에 의해 상기 화폐의 앞, 뒤를 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 화폐는 미국환 달러 지폐이며, 상기 판정부는, 상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 미리 설정된 제 1 임계값 이상이면 앞면으로 판정하되, 상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 상기 제 1 임계값보다 더 작은 미리 설정된 제 2 임계값 이하이면 뒷면으로 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 대표 휘도값은, 상기 각 화소군 영역에 포함된 복수의 화소의 휘도값에 대하여 가우스 가산(Gauss Summation) 기법을 적용하여 산출되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 휘도분포 산출부는, 상기 휘도값 산출부에서 산출된 휘도값들에 대하여 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하고, 상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 이미지 취득부는, 화폐 표면을 감지하여 상기 이미지를 생성하는 이미지 생성부; 및 상기 생성된 이미지로부터 관심영역을 추출하는 관심영역 추출부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화폐 식별 방법 및 장치는, 복잡한 영상분석을 통하지 않고 수평 방향 및 수직방향으로의 비교적 간단한 이미지 휘도 분포 분석 내지는 파형 분포 분석에 의해 화폐의 앞면, 뒷면을 식별하여 이를 통해 화폐를 정확하고 효율적으로 식별할 수 있을 뿐만 아니라 화폐 식별 소요 시간도 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a은 미국환 달러 화폐 앞면의 이미지를 일정 크기의 화소군 영역으로 분할한 것을 도시한 개념도이고, 도 1b는 미국환 달러 화폐 뒷면의 이미지를 일정 크기의 화소군 영역으로 분할한 것을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 화폐 식별 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 화폐 식별 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 실시예에 있어 원본 입력 화폐 이미지로부터 이미지 축약한 축약 이미지를 생성하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 실시예에 있어 입력 이미지로부터 축약 이미지 생성까지의 과정을 도시한 것이다.
도 6은 미국환 2달러 지폐의 축약 이미지에 있어 앞/뒷면, 좌/우 이미지 취득 방향에 따른 대표 휘도값의 분포를 3차원적으로 도시한 도면이다.
도 7은 미국환 10달러 지폐의 축약 이미지에 있어 앞/뒷면, 좌/우 이미지 취득 방향에 따른 대표 휘도값의 분포를 3차원적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 화폐 식별 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 화폐 식별 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 실시예에 있어 원본 입력 화폐 이미지로부터 이미지 축약한 축약 이미지를 생성하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 실시예에 있어 입력 이미지로부터 축약 이미지 생성까지의 과정을 도시한 것이다.
도 6은 미국환 2달러 지폐의 축약 이미지에 있어 앞/뒷면, 좌/우 이미지 취득 방향에 따른 대표 휘도값의 분포를 3차원적으로 도시한 도면이다.
도 7은 미국환 10달러 지폐의 축약 이미지에 있어 앞/뒷면, 좌/우 이미지 취득 방향에 따른 대표 휘도값의 분포를 3차원적으로 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로하여 본 발명의 실시예에 대하여 본발명이속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지않는다. 그리고 도면에서 본발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 화폐 식별 장치의 구성을 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 화폐 식별 방법을 도시한 흐름도이며, 도 4는 본 실시예에 있어 원본 입력 화폐 이미지로부터 이미지 축약한 축약 이미지를 생성하는 것을 설명하기 위한 개념도로서, 이를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 화폐 식별 장치는 화폐 표면의 이미지를 취득하는 이미지 취득부(100); 상기 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출하는 휘도값 산출부(150); 상기 휘도값에 기초하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 휘도분포 산출부(300); 및 상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 비교하여 해당 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정하는 판정부(400)를 포함한다. 또한, 본 실시예에 따른 화폐 식별 장치는 상기 휘도값 산출부(150)에서 산출된 각 화소의 휘도값에 기초하여 상기 이미지를 축약하는 이미지 축약부(200)를 더 포함할 수 있고, 이 경우 휘도 분포 산출부(300)는 휘도분포 산출시 상기 축약된 이미지에 대하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출할 수 있다.
이미지 축약부(200)는, 미리 설정된 수의 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 화소군 영역을 설정하고, 상기 산출된 각 화소의 휘도값을 이용하여 상기 복수의 화소군 영역 각각에 대하여 대표 휘도값을 계산하는 대표 휘도값 계산부(201); 및 상기 각 화소군 영역에 대한 대표 휘도값을 반영하여 축약된 형태의 축약 이미지를 형성하는 영상처리부(202)를 포함한다. 또한, 휘도분포 산출부(300)는, 상기 계산된 대표 휘도값들에 대하여 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하고, 상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출한다. 물론, 이미지 축약과정을 거치지 않는 경우에는, 휘도분포 산출부(300)는, 휘도값 산출부(150)에서 산출된 휘도값에 기초하여 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하고, 상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출할 수 있다.
상기 판정부(400)는, 상기 수평평균값과 수직평균값 간의 차를 계산하고, 상기 차에 기초하여 화폐의 앞, 뒤를 판정한다.
또한, 상기 이미지 취득부(100)는, 화폐 표면을 감지하여 상기 이미지를 생성하는 이미지 생성부(101); 및 상기 생성된 이미지로부터 관심영역을 추출하는 관심영역 추출부(102)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 동작 및 작용을 도 1 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 이미지 취득부(100)의 이미지 생성부(101)가 식별장치에 투입되는 화폐 표면을 감지하여 이미지를 취득하며(S301), 관심영역 추출부(102)는 상기 취득된 화폐 이미지로부터 관심영역을 추출한다(S302). 여기서, 이미지 생성부(101)는 이미지 센서(미도시)에 의해 검출된 아날로그 이미지를 디지털화 및 전처리 과정을 거쳐서 분석 가능한 이미지를 생성한다. 상기 이미지 센서(미도시)로는 다양한 종류의 이미지 센서가 적용될 수 있으며, 듀얼타입 이미지 센서 또는 싱글타입 이미지 센서 등 어떤 것도 적용가능하다. 관심영역 추출부(102)는 이미지 생성부(101)에 의해 생성된 이미지에서 실제 영상분석을 위해 사용되는 주요 관심 영역만을 추출하는 역할을 수행하며, 시스템 사양에 따라서는 생략하여 사용하는 것도 가능할 것이다.
다음으로, 휘도값 산출부(150)는 상기 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출하고(S303), 이미지 축약부(200)는 상기 산출된 각 화소의 휘도값에 기초하여 상기 이미지를 축약한다(S304).
이를 좀 더 구체적으로 살펴 보면, 먼저 휘도값 산출부(150)는 이미지 취득부(100)에 의해 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출한다(S303). 즉, 상기에서 생성된 화폐 이미지 또는 추출된 관심영역은 도 4에 도시된 바와 같이 예를 들어 가로 1500픽셀, 세로 300픽셀(1500픽셀×300픽셀)의 비교적 큰 크기의 이미지로서, 휘도값 산출부(150)는 화폐 이미지 내의 각 픽셀의 휘도값을 산출한다. 휘도값은 휘도가 높을수록 큰 값을, 휘도가 낮을수록 낮은 값을 가지도록 하고, 예를 들어 가장 밝은 색(흰색)을 255로 가장 어두운 색(흑색)을 0으로 하여 그 상대적인 휘도값을 나타내도록 할 수 있으며, 이와 달리하여 설정할 수도 있을 것이다.
이어서, 이미지 축약부(200)의 대표 휘도값 계산부(201)가 상기 취득된 화폐 이미지 내에서 미리 설정된 수의 복수의 화소를 영역별로 각각 묶어서 복수의 화소군 영역으로 설정하고(S304a), 상기 산출된 각 화소의 휘도값을 이용하여 상기 복수의 화소군 영역 각각에 대하여 대표 휘도값을 계산한다(S304b). 이 대표 휘도값은 상기 설정된 각 화소군 영역의 휘도를 대표하여 나타내는 값으로서, 상기 각 화소군 영역에 포함된 복수의 화소의 휘도값에 대하여 가우스 가산(Gauss Summation) 기법을 적용하여 산출될 수 있으며, 이 외에도 다양한 다른 기법들을 이용하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 대표 휘도값 계산부(201)는 축약 전 화폐 이미지 내의 가령 12개(4×3)의 화소로 이루어진 각각의 화소군영역이 축약 후 이미지 내의 1화소에 대응되도록 영역별로 묶어서 복수의 화소군 영역으로 설정하고, 각 화소군 영역에 대하여 대표 휘도값을 계산한다. 물론 각 화소군 영역을 형성하는 화소의 수는 실시 형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
그리고, 영상처리부(202)가 상기 각 화소군 영역에 대한 대표 휘도값을 반영하여 축약된 형태의 축약 이미지를 형성할 수 있다(S304c). 따라서, 이러한 일련의 과정을 통해 도 4에 도시된 바와 같이 예를 들어 200픽셀×6픽셀 크기의 축약 이미지가 생성되며, 이 축약된 이미지의 크기는 시스템 사양이나 설계자의 의도에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이로써, 도 5에 도시된 바와 같이 입력 이미지 생성, 관심영역 추출 및 축약 이미지 생성의 과정이 수행된다.
다음으로, 휘도분포 산출부(300)는 상기 축약된 이미지에 대하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출한다(S305). 이를 자세히 살펴 보면, 먼저 휘도분포 산출부(300)는 상기 계산된 대표 휘도값들에 대하여 수평 방향으로 라인별 표준편차들을 산출함과 동시에, 수직 라인 방향으로도 라인별 표준편차들을 산출한다(S305a). 도 4의 축약 이미지를 예로 들면 수평 방향으로는 6개의 라인이 있는데 이 6개의 라인에 대하여 각 라인별로 수평방향으로 분포하고 있는 대표 휘도값들의 표준편차들 6개를 산출하고, 수직 방향으로는 200개의 라인이 있는 바 이 200개의 라인에 대하여 각 라인별로 수직방향으로 있는 대표 휘도값들의 표준편차들 200개 산출한다. 다음으로, 휘도 분포 산출부(300)는 상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값을 계산함과 동시에 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출한다(S305b). 수평평균값은 상기 수평방향으로 산출된 복수의 표준편차들의 산술 평균값 내지는 중간값을 의미하며, 수직평균값은 상기 수직방향으로 산출된 복수의 표준편차들의 산술 평균값 내지는 중간값을 의미한다.
다음으로, 판정부(400)는 상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 비교하여 해당 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정한다(S306). 이를 좀 더 자세히 살펴 보면, 판정부(400)는 상기에서 산출된 수평평균값과 수직평균값 간의 차를 계산하고(S306a), 상기 차에 기초하여 화폐의 앞, 뒤를 판정한다(S306b).
통상적으로 화폐의 경우, 해당 면에 그려져 있는 인물, 건물, 문양 등의 각종 이미지와 아무것도 그려져 있지 않은 비이미지 부분의 위치와 분포에 따라 해당 이미지의 수평방향으로의 각 화소의 휘도분포와 수직방향으로의 각 화소의 휘도분포가 결정된다. 만약, 화폐의 해당 면에서 각 수평 또는 수직방향으로의 이미지부분과 비이미지부분에 간에 변화가 심한 경우에는 해당 수평 또는 수직방향으로의 휘도의 변화도 심하게 되므로, 각 휘도값에 대한 표준편차는 커지게 된다.
특히, 미국환 달러 지폐에 있어, 도 1a에 도시된 바와 같이 초상화 등이 그려져 있는 앞면의 경우에는 대부분 수평방향으로의 이미지 편차는 큰 반면 수직방향으로의 이미지 편차는 크지 않기 때문에, 수평 방향으로의 휘도값들의 표준편차는 상대적으로 크지만 수직방향으로의 휘도값들의 표준편차는 상대적으로 작다. 반면, 미국환 달러 지폐에 있어, 도 1b에 도시된 바와 같이 건물 등이 그려져 있는 뒷면의 경우에는 오히려 대부분 수평방향으로의 이미지 편차는 크지 않은 반면 수직방향으로의 이미지 편차는 크기 때문에, 수평 방향으로의 휘도값들의 표준편차는 상대적으로 작지만 수직방향으로의 휘도값들의 표준편차는 상대적으로 크다.
도 6은 미국환 2달러 지폐의 축약 이미지에 있어 앞/뒷면, 좌/우 이미지 취득 방향에 따른 대표 휘도값의 분포를 3차원적으로 도시한 도면으로서, 도 6에서 2A와 2B는 2달러 지폐의 앞면에 대한 각각 좌측방향 투입, 우측방향 투입시의 축약이미지에 대한 대표 휘도값의 분포를 나타내고, 2C와 2D는 2달러 지폐의 뒷면에 대한 각각 좌측방향 투입, 우측방향 투입시의 축약이미지에 대한 대표 휘도값의 분포를 나타낸다. 또한, 도 7은 미국환 10달러 지폐의 축약 이미지에 있어 앞/뒷면, 좌/우 이미지 취득 방향에 따른 대표 휘도값의 분포를 3차원적으로 도시한 도면이다. 도 6과 도 7에서도 볼 수 있는 바와 같이, 미국환 달러 지폐는, 앞면은 수평 방향으로의 휘도값들의 표준편차가 수직방향에 비해 상대적으로 더 크고, 뒷면은 수직 방향으로의 휘도값들의 표준편차가 수평방향에 비해 상대적으로 더 크다.
따라서, 본 실시예에서는 화폐의 이러한 수평 또는 수직 방향으로의 휘도분포 특성을 이용하여 각 화폐의 앞면과 뒷면을 판정한다. 즉, 판정부(400)는 상기에서 계산된 수평 평균값과 수직 평균값 간의 차를 계산하여, 그 차가 미리 설정된 특정 임계값보다 큰지 또는 작은지에 따라 화폐의 앞, 뒤를 판정한다.
특히, 투입되는 화폐가 미국환 달러 지폐인 경우, 상술한 바와 같이 앞면의 경우에는 대부분 수평방향으로의 이미지 편차는 큰 반면 수직방향으로의 이미지 편차는 크지 않다. 따라서, 상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 미리 설정된 제 1 임계값(예를 들어 +5) 이상이면, 판정부(400)는 수평방향으로의 이미지 편차가 수직방향으로의 이미지 편차보다 상대적으로 더 큰 앞면이라고 판정한다. 반면, 미국환 달러지폐의 뒷면의 경우에는 대부분 수평방향으로의 이미지 편차는 크지 않은 반면 수직방향으로의 이미지 편차는 크다. 따라서, 상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 미리 설정된 제 2 임계값(예를 들어 -5) 이하이면, 판정부(400)는 수직방향으로의 이미지 편차가 수평방향으로의 이미지 편차보다 상대적으로 더 큰 뒷면이라고 판정한다.
마지막으로, 판정부(400)는 앞뒤가 판별된 해당 화폐에 대하여 추가적인 이미지 분석을 통해 해당 화폐의 권종을 최종적으로 판별한다(307). 본 실시예에서는, 해당 투입된 화폐의 표면이 앞면인지 또는 뒷면인지 여부가 상기와 같은 간단한 프로세스를 통해 이미 판별이 되었기 때문에, 나머지 최종적인 권종 판별은 보다 간단한 패턴 분석을 통해 이루어질 수 있다.
한편, 상기 실시예에서는 휘도값 산출 후 이미지 축약을 거쳐서 휘도분포를 산출하는 방법에 관하여 기술하고 있으나, 실시 형태에 따라서는 상기 이미지 축약과정을 생략하고 휘도분포를 산출할 수도 있다. 즉, 휘도값 산출부(150)가 상기 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출한다. 그리고, 휘도분포 산출부(300)는 휘도값 산출부(150)에서 산출된 휘도값들 자체에 대하여 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하고, 상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하며, 이후의 과정은 상술한 실시예의 경우와 같다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 화폐 식별 방법 및 장치는, 복잡한 영상분석을 통하지 않고 수평 방향 및 수직방향으로의 비교적 간단한 이미지 휘도 분포 분석 내지는 파형 분포 분석에 의해 화폐의 앞면, 뒷면을 식별하여 이를 통해 화폐를 정확하고 효율적으로 식별할 수 있을 뿐만 아니라 화폐 식별 소요 시간도 단축시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본발명의기본 개념을 이용한 당업자의 여러변형 및 개량형태 또한 본발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (20)
- 화폐 표면의 이미지를 취득하는 단계;
상기 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출하는 단계;
상기 휘도값에 기초하여 수평 라인에 대한 라인별 휘도분포 및 수직 라인에 대한 라인별 휘도분포를 산출하는 단계; 및
상기 수평 라인에 대한 라인별 휘도분포를 상기 수직 라인에 대한 라인별 휘도분포와 비교하여 해당 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 휘도값을 산출하는 단계 후,
상기 산출된 각 화소의 휘도값에 기초하여 상기 이미지를 축약하는 단계를 더 포함하고,
상기 휘도 분포 산출시, 상기 축약된 이미지에 대하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 2항에 있어서,
상기 이미지를 축약하는 단계는,
미리 설정된 수의 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 화소군 영역을 설정하는 단계; 및
상기 각 복수의 화소군 영역에 대하여 대표 휘도값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 3항에 있어서,
상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 단계는,
상기 계산된 대표 휘도값들에 대하여, 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하는 단계; 및
상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정하는 단계는
상기 수평평균값과 수직평균값 간의 차를 계산하는 단계; 및
상기 차에 기초하여 화폐의 앞, 뒤를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 화폐의 앞, 뒤 판정은 상기 차를 미리 설정된 임계값과 비교하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 화폐는 미국환 달러 지폐이며,
상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 미리 설정된 제 1 임계값 이상이면 앞면으로 판정하되,
상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 상기 제 1 임계값보다 더 작은 미리 설정된 제 2 임계값 이하이면 뒷면으로 판정하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 3항에 있어서,
상기 대표 휘도값은, 상기 각 화소군 영역에 포함된 복수의 화소의 휘도값에 대하여 가우스 가산(Gauss Summation) 기법을 적용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 단계는,
상기 산출된 휘도값들에 대하여, 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하는 단계; 및
상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 화폐 표면의 이미지를 취득하는 단계 후, 상기 취득된 이미지로부터 관심영역 추출하는 단계를 추가적으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 방법.
- 화폐 표면의 이미지를 취득하는 이미지 취득부;
상기 취득된 이미지의 각 화소의 휘도값을 산출하는 휘도값 산출부;
상기 휘도값에 기초하여 수평 라인에 대한 라인별 휘도분포 및 수직 라인에 대한 라인별 휘도분포를 산출하는 휘도분포 산출부; 및
상기 수평 라인에 대한 라인별 휘도분포를 상기 수직 라인에 대한 라인별 휘도분포와 비교하여 해당 화폐 표면의 앞, 뒤를 판정하는 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 11항에 있어서,
상기 휘도값 산출부에서 산출된 각 화소의 휘도값에 기초하여 상기 이미지를 축약하는 이미지 축약부를 더 포함하고,
상기 휘도분포 산출시, 상기 휘도 분포 산출부는 상기 축약된 이미지에 대하여 수평 라인에 대한 휘도분포 및 수직 라인에 대한 휘도 분포를 산출하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 12항에 있어서,
상기 이미지 축약부는,
미리 설정된 수의 복수의 화소를 각각 포함하는 복수의 화소군 영역을 설정하고, 상기 산출된 각 화소의 휘도값을 이용하여 상기 복수의 화소군 영역 각각에 대하여 대표 휘도값을 계산하는 대표 휘도값 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 13항에 있어서,
상기 휘도분포 산출부는,
상기 계산된 대표 휘도값들에 대하여 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하고,
상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 14항에 있어서,
상기 판정부는, 상기 수평평균값과 수직평균값 간의 차를 계산하고, 상기 차에 기초하여 화폐의 앞, 뒤를 판정하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 15항에 있어서,
상기 판정부는 상기 차를 미리 설정된 임계값과 비교하는 것에 의해 상기 화폐의 앞, 뒤를 판정하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 15항에 있어서,
상기 화폐는 미국환 달러 지폐이며,
상기 판정부는, 상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 미리 설정된 제 1 임계값 이상이면 앞면으로 판정하되, 상기 수평평균값에서 수직평균값을 뺀 값이 상기 제 1 임계값보다 더 작은 미리 설정된 제 2 임계값 이하이면 뒷면으로 판정하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 13항에 있어서,
상기 대표 휘도값은, 상기 각 화소군 영역에 포함된 복수의 화소의 휘도값에 대하여 가우스 가산(Gauss Summation) 기법을 적용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 11항에 있어서,
상기 휘도분포 산출부는,
상기 휘도값 산출부에서 산출된 휘도값들에 대하여 수평 방향으로의 라인별 표준편차들 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들을 산출하고,
상기 수평 방향으로의 라인별 표준편차들의 수평평균값 및 수직 라인 방향으로의 라인별 표준편차들의 수직평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
- 제 11항에 있어서,
상기 이미지 취득부는,
화폐 표면을 감지하여 상기 이미지를 생성하는 이미지 생성부; 및
상기 생성된 이미지로부터 관심영역을 추출하는 관심영역 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화폐 식별 장치.
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