KR20090062115A - 매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한매체취급시스템 - Google Patents

매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한매체취급시스템 Download PDF

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KR20090062115A
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Abstract

본 발명은 매체이미지의 최소영역을 이용하여 기울기가 보정된 매체이미지를 검출하는 매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한 매체취급시스템에 관한 것이다. 본 발명에는 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부가 구비된다. 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지가 포함된 최소영역의 이미지를 검출하는 최소영역 검출부가 구비된다. 회전방향 판단부는 검출된 최소영역의 회전방향을 판단하고, 꼭지점 추출부는 회전방향에 기초하여 상기 매체이미지의 꼭지점을 추출한다. 그리고, 기울기 산출부는 추출된 꼭지점의 좌표를 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하며, 이미지 검출부는 산출된 기울기를 보정하여 여백이미지가 제외된 상기 매체이미지만을 검출한다. 이에 따라, 본 발명은 매체이미지의 최소영역만을 이용하므로, 매체이미지 검출시 처리해야할 계산량을 감소시켜 처리속도를 향상시키는 이점이 있다.
매체취급시스템, 이미지 검출, 기울기 보정, 최소영역, 기본영역

Description

매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한 매체취급시스템{APPARATUS AND METHOD FOR MEDIA IMAGE DETECTION, AND SYSTEM WITH THE SAME}
본 발명은 매체이미지 검출장치에 관한 것으로, 특히 매체이미지의 최소 영역만을 이용하여 매체이미지를 검출하는 매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한 매체취급시스템에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 매체라는 용어는 예를 들어, 지폐, 수표, 티켓, 증명서 등을 나타내는 것으로, 폭이나 길이에 비해 두께가 매우 얇은 것으로 다양한 것이 있을 수 있다.
지폐인식기, 자동판매기, 환전기와 같은 다양한 형태의 금융자동화기기와 매체취급시스템에 적용되는 매체이미지 검출장치는 매체에 인쇄된 마그네틱, 이미지, 은화, 형광잉크, 각종 숫자 및 문자를 인식하여 매체의 종류, 위조 여부, 정상 여부 등을 판단하게 된다. 상기 매체취급시스템은 상기 매체의 정확한 인식을 위하여 투입되는 매체의 이송도중 발생하는 기울기를 보정하여 매체이미지만을 추출한다.
도 1에는 일반적인 지폐인식장치의 지폐이미지 검출방법을 단계별로 설명하는 흐름도가 도시되어 있고, 도 2a 내지 도 2e에는 도 1의 지폐이미지 검출방법을 설명하기 위한 예시도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2e에서, 상기 지폐인식장치는 인입되는 지폐의 이미지를 스캔한다(S1). 이때, 스캔된 이미지에는 도 2a에 도시된 바와 같이, 지폐이미지와 여백이미지가 포함되어 있다.
상기 지폐인식장치가 상기 지폐를 내부로 이송하는 도중, 진동이나 노이즈 등 이송상태에 의하여 진행방향으로부터 경사지게 되어, 도 2b와 같이 매체이미지의 기울기(skew)가 발생한다.
그러면, 상기 지폐인식장치는 상기 지폐이미지의 기울기를 추정하고(S2), 추정된 기울기 만큼 전체 이미지를 회전시켜 기울기를 보정한다(S3). 도 2c에는 추정된 기울기에 기초하여 회전된 전체 지폐이미지가 도시되어 있다. 상기 회전된 전체 지폐이미지는 회전과정에서 부분적으로 이미지가 빠진 픽셀을 포함한다.
상기 지폐인식장치는 옆 픽셀의 이미지를 이용하거나, 주변 픽셀의 평균값을 이용하여 상기 이미지가 빠진 픽셀을 보정한다(S4). 도 2d에는 빠진 픽셀이 보정된 이미지가 도시되어 있다.
이어서, 상기 지폐인식장치는 위와 같이 기울기가 보정된 지폐이미지의 최외곽 경계를 이용하여 지폐이미지를 검출한다(S5). 도 2e에는 여백이미지가 제외된 지폐이미지가 도시되어 있다.
이와 같은 종래의 지폐인식장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 종래의 지폐인식장치는 전체 이미지 회전에 의해 지폐이미지의 기울기를 보정한다. 따라서, 전체 이미지를 처리해야하므로, 기울기를 보정하는 처리 속 도가 저하된다.
그리고, 전체 이미지 중 지폐이미지를 추출하기 위한 처리 속도도 저하된다.
한편, 전체이미지 중 일부분을 이용하여 매칭하는 방법을 수행하는 경우, 종래의 지폐인식장치는 지폐이미지 전체를 회전시켜 지폐부분만 추출한 후 기본영역과 매칭시킨다. 이에 따라, 종래의 지폐인식장치는 계산량이 증가되고, 수행속도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 매체이미지의 최소영역만을 이용하여 매체이미지를 검출하는 매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한 매체취급시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전체이미지와 부분이미지를 매칭하는 방법을 활용할 경우, 부분적인 기본영역의 처리를 수행한 후 전체 매체이미지를 매칭하여 계산량을 줄이도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부, 상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지가 포함된 최소영역의 이미지를 검출하는 최소영역 검출부, 상기 검출된 최소영역의 회전방향을 판단하는 회전방향 판단부, 상기 회전방향에 기초하여 상기 매체이미지의 꼭지점을 추출하는 꼭지점 추출부, 상기 추출된 꼭지점의 좌표를 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하는 기울기 산출부, 그리고 상기 산출된 기울기를 보정하여 여백이미지가 제외된 상기 매체이미지만을 검출하는 이미지 검출부를 포함하여 구성된다.
상기 윤곽선 검출부는, 소벨 마스크 기법을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 최소영역 검출부는, 상기 소벨 마스크가 수행된 매체이미지의 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변화하는 지점을 이용하여 상기 최소영역을 검출하는 것이 바람직하다.
상기 회전방향 판단부는, 상기 매체이미지의 최상위 꼭지점을 중심으로 한 좌우측 공간의 넓이를 비교하여 상기 매체이미지의 회전방향을 판단하는 것이 바람직하다.
상기 회전방향 판단부는, 상기 좌우측 공간 중에서 공간이 넓게 위치한 방향으로 회전된 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 꼭지점 추출부는, 상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 판단된 회전방향에 기초하여 경사각이 큰 방향으로 탐색하여 상기 매체이미지의 꼭지점을 추출하는 것이 바람직하다.
상기 꼭지점 추출부는, 상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 판단된 회전방향으로 상기 매체이미지의 꼭지점을 탐색하여 추출하는 것이 바람직하다.
상기 기울기 산출부는, 상기 추출된 매체이미지의 꼭지점 좌표들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로/세로길이를 추정하고, 수학식 1에 의하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하는 것이 바람직하다.
Figure 112007089437901-PAT00001
‥‥‥수학식 1
상기 이미지 검출부는, 여백이미지를 제외한 매체이미지만을 검출하는 것이 바람직하다.
상기 이미지 검출부는, 상기 최소영역 이미지의 좌측 상위 꼭지점 좌표를 중심으로 역방향 매핑하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 매체이미지 검출장치와; 상기 매체이미지 검출장치로부터 인식된 매체이미지를 이용하여 상기 매체의 수납, 출납을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
상기 매체는, 지폐인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 단계, 상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지가 포함된 최소영역의 이미지를 검출하는 단계, 상기 검출된 최소영역의 회전방향을 판단하는 단계, 상기 회전방향에 기초하여 추출된 꼭지점의 좌표를 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하는 단계, 그리고 상기 산출된 기울기를 보정하여 여백이미지가 제외된 상기 매체이미지만을 검출하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 윤곽선 검출단계는, 소벨 마스크 기법을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 최소영역 검출단계는, 상기 소벨 마스크가 수행된 매체이미지의 히스토그램을 작성하는 단계와, 상기 히스토그램 값을 이용하여 상기 최소영역을 검출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 최소영역 검출단계는, 상기 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변하는 지점의 좌표에 따라 상기 최소영역을 검출하는 것이 바람직하다.
상기 회전방향 판단단계는, 상기 매체이미지의 최상위 꼭지점을 중심으로 한 좌우측 공간의 넓이를 비교하여 상기 매체이미지의 회전방향을 판단하는 것이 바람직하다.
상기 회전방향 판단단계는, 상기 좌우측 공간의 넓이를 비교하여 넓이가 넓 은 방향으로 회전된 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 꼭지점 좌표는, 상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 판단된 회전방향에 기초하여 경사각이 큰 방향으로 탐색하여 추출하는 것이 바람직하다.
상기 꼭지점 좌표는, 상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 판단된 회전방향으로 상기 매체이미지의 꼭지점을 탐색하여 추출하는 것이 바람직하다.
상기 기울기 산출단계는, 상기 추출된 매체이미지의 꼭지점 좌표들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로/세로길이를 추정하고, 추정된 가로/세로길이를 수학식 1에 대입하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하는 것이 바람직하다.
Figure 112007089437901-PAT00002
‥‥‥수학식 1
상기 이미지 검출단계는, 상기 산출된 기울기에 기초하여 상기 최소영역 이미지를 회전시켜 기울기가 보정된 매체이미지만을 검출하는 것이 바람직하다.
상기 이미지 검출단계는, 상기 최소영역 이미지의 좌측 상위 꼭지점 좌표를 중심으로 역방향 매핑하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상기 추출된 매체이미지를 이용하여 상기 매체의 수납, 출납 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 매체의 이미지를 스캔하는 단계, 상기 스캔된 매체이미지 중에서 미리 설정된 기본영역 이미지를 추출하는 단계, 상기 추출된 기본영역 이미지의 기울기를 보정하는 단계, 그리고 상기 기울기가 보정된 기본영역 이미지를 상기 매체이미지 전체와 매칭하여 상기 매체이미지 전체의 기울기를 보정하는 단계를 포함하여 구성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 매체이미지의 최소영역만을 이용하여 매체이미지를 검출한다. 이에 따라, 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
먼저, 본 발명은 이미지 검출 작업시 처리해야할 계산량을 줄여 처리 속도를 향상시킨다.
그리고, 본 발명은 전체 이미지 중 일부인 기본영역의 이미지를 추출한 후 전체이미지를 매칭시켜 매체이미지를 추출할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명은 다량의 매체로부터 매체이미지를 검출하는 동작을 실시간으로 처리할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한 매체취급시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매체이미지 검출장치의 블록구성도가 도시되어 있다.
본 실시 예에서는 지폐의 투입/배출을 수행하는 금융자동화기기를 이용하여 설명하도록 한다. 하지만, 본 발명은 지폐뿐만 아니라, 수표, 증명서, 티켓과 같이 다양한 형태의 매체를 취급하는 매체취급시스템에 적용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 지폐인식장치(10)는 투입구(11)를 통하 여 지폐를 투입받는다. 상기 투입구(11)는 지폐의 입력을 감지하면 신호를 발생시킨다.
상기 투입구(11)로부터 상기 지폐감지신호가 발생하면, 이송모듈(12)에 의하여 이송되는 지폐에 빛을 조사하는 발광다이오드(Light Emitting diode, 이하 'LED'라 함)(13)와, 상기 조사되는 빛에 의하여 반사되는 상기 지폐의 이미지를 스캔하는 이미지센서(14)가 구비된다. 이때, 상기 이미지센서(14)는 상기 이송모듈(12)의 진동에 의하여 상기 지폐가 똑바른 상태로 인입되지 않는 경우에 대비하여 상기 지폐규격보다 큰 영역을 스캔한다. 따라서, 상기 스캔된 이미지에는 상기 지폐의 이미지와 여백이미지가 포함된다. 상기 이미지센서(14)는 전하결합소자(Charge-Coupled Device) 또는 밀착형 화상 감지기(Contact Image Sensor)를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 스캔된 이미지에서 상기 지폐이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부(15)가 구비된다. 상기 윤곽선 검출부(15)는 프리윗 마스크(Prewith Mask), 로버트 마스크(Robert Mask), 라플라시안 마스크(Laplacian Mask), 케니 마스크(Canny Mask) 등 다양한 윤곽선 검출 방법들을 이용할 수 있으나, 본 실시 예에서는 윤곽선 검출의 정확성이 우수한 소벨 마스크(sobel mask) 방법을 이용하는 것으로 설명한다. 상기 윤곽선 검출부(15)는, X축/Y축 방향으로의 히스토그램을 작성하기 위하여 상기 스캔된 이미지의 수평/수직성분을 검색하는 'Gx'/'Gy'를 사용한다. 표 1a와 표 1b는 상기 스캔된 이미지의 수평/수직성분을 검색하는 소벨 마스크의 'Gx'/'Gy' 테이블이다.
Figure 112007089437901-PAT00003
Figure 112007089437901-PAT00004
상기 윤곽선 검출부(15)는 상기 'Gx'를 수행한 영상과 상기 'Gy'를 수행한 영상을 하나의 영상으로 합한다. 상기 'Gx'/'Gy'를 수행한 이미지는 밝기에 따라 '0 내지 255' 사이의 값을 가진다. 이에, 상기 윤곽선 검출부(15)는 최고값인 '255'의 절반인 '128' 미만인 값들을 모두 '0', 즉 검은색으로 처리하고, '128' 이상인 값들만으로 표시된 영상을 작성한다. 이와 같이 작성된 영상에는 상기 지폐이미지의 윤곽선이 검출된다.
상기 이미지센서(14)에 의해 스캔된 지폐이미지가 수평하게 정렬되지 않고 기울기(skew)가 발생할 수 있다. 상기 기울기는 상기 지폐를 이송하는 상기 이송모듈(12)의 진동이나 노이즈와 같은 이송상태에 따라 발생된다. 상기 지폐가 수평상태로 이송되어 기울기가 발생되지 않은 경우, 상기 기울기를 보정한 후, 이미지를추출하는 것이 바람직하다.
상기 윤곽선 검출부(15)에서 작성된 영상에 상기 매체이미지를 포함하는 최소영역을 검출하는 최소영역 검출부(16)가 구비된다. 상기 최소영역 검출부(16)는 상기 윤곽선 검출부(15)에서 작성된 영상에 X축/Y축 방향으로 히스토그램을 작성한다. 상기 히스토그램은 지폐이미지의 흐름이 많을수록 값이 커진다. 이에, 상기 최소영역 검출부(16)는 상기 히스토그램 값들의 변화에 따라 상기 지폐이미지의 윤곽선과 만나는 점을 검출하여, 상기 지폐이미지를 포함하는 최소영역을 검출한다.
상기 지폐이미지의 회전방향을 판단하는 회전방향 판단부(17)가 구비된다. 상기 회전방향 판단부(17)는 상기 검출된 최소영역과 상기 지폐이미지의 윤곽선이 만나는 점들 중에서 최상위 꼭지점을 중심으로 한 좌우측 삼각형 영역의 넓이를 산출한다. 그리고, 상기 회전방향 판단부(17)는 산출된 좌우측 삼각형 영역의 넓이를 비교하여 넓이가 넓은 영역이 위치한 방향을 회전방향으로 판단한다.
상기 매체이미지의 꼭지점을 추출하는 꼭지점 추출부(18)가 구비된다. 상기 꼭지점 추출부(18)는 상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 매체이미지의 꼭지점을 향한 좌우측 방향 중 각도가 큰 방향을 따라 상기 윤곽선과 만나는 점을 탐색하여 상기 지폐이미지의 꼭지점을 추출한다.
그리고, 상기 매체이미지가 회전된 기울기를 산출하는 기울기 산출부(19)가 구비된다. 상기 기울기 산출부(19)는 상기 매체이미지의 꼭지점 좌표들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로/세로길이를 추정한다. 그리고, 추정된 가로/세로길이를 수학식 1에 대입하여 상기 기울기를 산출한다.
Figure 112007089437901-PAT00005
상기 산출된 기울기를 보정하여 여백이미지가 제외된 매체이미지만을 추출하는 이미지 검출부(20)가 구비된다. 상기 이미지 검출부(20)는 상기 최소영역 이미지의 꼭지점 좌표들 중 하나, 예를 들어 좌측 상위 꼭지점 좌표를 중심으로 상기 산출된 기울기만큼 상기 지폐이미지를 회전시킨다. 이를 위하여, 상기 이미지 검출부(20)는 새로운 이미지의 좌표를 본래의 지폐이미지로부터 역방향 매핑하여 여백이미지가 제거된 지폐이미지만을 검출한다. 상기 역방향 매핑방법은 새로운 이미지의 좌표를 기준으로 원본 이미지에서 데이터를 가져오기 때문에 새로운 이미지에 빈 좌표가 발생하지 않는다. 또한, 원본 이미지에서 중복된 데이터를 가져올 수도 있지만, 새로운 이미지를 만들어 다시 영상을 보정할 필요가 없다. 이에 따라, 상기 이미지 검출부(20)는 추정된 매체이미지 크기의 기울기가 보정된 매체이미지만을 검출한다.
이와 함께, 상기 지폐이미지를 검출하도록 상기 지폐인식장치(10) 전체를 제어하는 제어부(21)가 구비된다. 상기 제어부(21)는 상기 지폐인식장치(10)를 포함하는 금융자동화기기의 중앙제어유닛(Central Processing Unit)인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 지폐인식장치의 동작과정과 상기 매체이미지의 회전방향, 기울기, 중심점, 기울기가 보정된 매체이미지를 표시하는 표시부(22)가 구비되는 것이 바람직하다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지폐인식장치의 지폐이미지 검출방법을 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지폐인식장치의 지폐이미지 검출방법을 설명하는 흐름도가 도시되어 있다.
본 실시 예에서는 만원권 지폐를 이용하여 설명하기로 한다.
지폐가 투입구(11)에 투입되어 이송모듈(12)에 의한 이송이 시작되면, 도 4의 제 10단계(S10)에서 제어부(21)의 제어에 따라 LED(13)는 상기 지폐에 빛을 조사하고, 이미지센서(14)는 상기 조사되는 빛에 의하여 반사되는 상기 지폐의 이미지를 스캔한다. 도 5a 내지 도 5c에는 스캔된 이미지의 예시도가 도시되어 있다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 스캔된 이미지에는 지폐이미지 및 여백이미지가 포함되어 있다. 그리고, 이송모듈(12)의 진동과 같은 이송상태에 따라 지폐가 비스듬한 상태로 인입되면서 기울기(skew)가 발생할 수도 있다.
상기 기울기가 발생되지 않은 경우에는, 지폐의 훼손량을 추정하거나 권종판별, 인입방향 추정 등 순서에 따른 다음 동작으로 진행한다.
한편, 기울기가 발생한 경우, 제 12단계(S12)에서 윤곽선 검출부(15)는 상기 스캔된 이미지를 소벨 마스크 (sobel mask) 방법을 이용하여 상기 지폐이미지의 윤곽선을 검출한다. 도 5b에 도시된 이미지를 이용하여 설명한다. 도 6a에는 표 1a의 'Gx'에 의하여 검출된 상기 매체이미지의 수직성분이 도시되어 있다. 그리고, 도 6b에는 표 1b의 'Gy'에 의하여 검출된 상기 매체이미지의 수평성분이 도시되어 있다.
윤곽선 검출부(15)는 상기 수직성분 및 수평성분을 도 6c와 같이 하나의 영상으로 합한다. 상기 'Gx' 및 'Gy'를 이용한 소벨 마스크 동작을 수행한 이미지는 밝기에 따라 '0 내지 255' 사이의 값을 가진다. 이에, 윤곽선 검출부(15)는 최고값인 '255'의 절반인 '128' 미만인 값들을 모두 '0', 즉 검은색으로 처리하고, '128' 이상인 값들만이 표시된 영상을 작성한다. 도 6d에는 윤곽선 검출부(15)에 의하여 '128' 이상인 값들만을 표시하는 영상이 예시되어 있다. 이와 같이 작성된 영상을 통하여, 상기 지폐이미지의 윤곽선이 검출된다.
제 14단계(S14)에서 최소영역 검출부(16)는 윤곽선 검출부(15)에서 작성된 영상에 X축 및 Y축 방향으로 히스토그램을 작성한다. 도 7a에는 상기 지폐이미지로부터 작성된 히스토그램이 예시되어 있다. 상기 히스토그램은 지폐이미지의 흐름이 많을수록 값이 커진다.
제 16단계(S16)에서 최소영역 검출부(16)는, 상기 히스토그램 값들의 변화에 따라 상기 지폐이미지의 윤곽선과 만나는 점을 검출하여, 상기 지폐이미지를 포함하는 최소영역을 검출한다. 도 7b에는 히스토그램을 이용하여 최소영역을 검출하는 방법을 설명하는 예시도가 도시되어 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 최소영역 검출부(16)는 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변화한 Y축 상의 '2'지점과 '3'지점 사이와, '6'지점과 '7'지점 사이에서 가로방향으로 탐색을 수행한다. 그리고, 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변화한 X축 상의 '2'지점과 '3'지점 사이와, '8'지점과 '9'지점 사이에서 세로방향으로 탐색을 수행한다. 이에 따라, 최소영역 검출부(16)는 상기 지폐이미지의 윤곽선을 포함하는 최소영역을 검출한다.
제 18단계(S18)에서 회전방향 판단부(17)는, 상기 검출된 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 지폐이미지의 윤곽선과 만나는 점들, 즉 가상 꼭지점들을 추출한다. 도 8a 내지 8c에는 가상꼭지점을 추출하는 방법을 설명하는 예시도가 도시되어 있다. 도 8a에서, 상기 최소영역의 꼭지점 좌표, 예컨대 A(x1, y1)와 B(x7, y7), C(x5, y5), D(x3, y3)를 이용하여 상기 가상꼭지점의 좌표 E(x2, y2)와 F(x8, y8), G(x6, y6), H(x4, y4)가 검출된다. 이때, y1=y2=y3, x1=x8=x7, y7=y6=y5, x3=x4=x5이다.
이어서, 제 20단계(S20)에서 회전방향 판단부(17)는, 상기 지폐이미지의 최상단 꼭지점, 즉 점 E를 중심으로 한 좌우측 삼각형 형태의 여백이미지, 즉 1번 영역과 2번 영역의 넓이를 비교한다. 비교결과, 도 8a와 같이 1번 영역의 넓이가 2번 영역보다 넓이가 좁으면, 회전방향 판단부(17)는 상기 지폐이미지가 오른쪽 방향으로 회전된 것으로 판단한다. 반면, 도 8b와 같이 2번 영역의 넓이가 1번 영역보다 좁으면, 회전방향 판단부(17)는 상기 지폐이미지가 왼쪽 방향으로 회전된 것으로 판단한다.
제 22단계(S22)에서 기울기 산출부(19)는, 상기 최소영역의 각 꼭지점들(A, B, C, D)로부터 상기 판단된 회전방향에 기초하여 상기 지폐이미지 꼭지점의 경사각이 큰 방향으로 탐색하여 상기 지폐이미지의 꼭지점을 추출한다.
도 9a 내지 도 9c에는 꼭지점을 추정하는 방법을 설명하기 위한 예시도가 도시되어 있다. 도 8b에 도시된 지폐이미지를 확대한 도 9a에서, 상기 최소영역 이미지는 지폐영역 픽셀과 여백영역 픽셀로 구분된다. 이때, 상기 지폐이미지의 좌측으로부터 우측으로, 즉 경사각이 완만한 1번 각도를 이용하여 꼭지점을 탐색하면, 점 2가 아닌 상기 제 16단계(S16)에서 최소영역 검출부(16)에 의하여 검출된 점 1(x2, y2)을 꼭지점으로 인식한다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 기울기 산출부(19)는 상기 1번 각도에 비해 경사각이 급한 3번 각도를 이용하여 꼭지점을 탐색한다. 예를 들면, 도 9b에 도시된 바와 같이 왼쪽으로 회전된 영상에서, 기울기 산출부(19)는 상대적으로 경사각이 급한 각도를 이용하여 화살표로 표시된 방향, 즉 영상이 회전된 방향과 동일하게 왼쪽 방향으로 탐색하여 꼭지점의 좌표를 추출한다. 또한, 도 9c에 도시된 바와 같이 오른쪽으로 회전된 영상에서, 기울기 산출부(19)는 상대적으로 경사각이 급한 각도를 이용하여 화살표로 표시된 방향, 즉 영상이 회전된 방향과 동일하게 오른쪽 방향으로 탐색하여 꼭지점의 좌표를 추출한다.
제 24단계(S24)에서 기울기 산출부(19)는, 상기 추출된 꼭지점의 좌표들(E, F, G, H)을 이용하여 상기 지폐이미지의 가로길이 및 세로길이를 추정한다. 그리고, 기울기 산출부(19)는 추정된 가로길이 및 세로길이를 상기 수학식 1에 대입하여 상기 지폐이미지의 기울기를 산출한다.
제 26단계(S26)에서 이미지 검출부(20)는, 상기 산출된 기울기를 보정하도록 상기 추출된 꼭지점들(E, F, G, H) 중에서 어느 하나를 중심으로 상기 지폐이미지 를 회전시킨다. 예를 들면, 이미지 검출부(20)는 상기 지폐이미지가 왼쪽으로 회전된 경우, 도 9b의 점 O(x8, y8)를 중심으로 오른쪽으로 회전시킨다. 반면, 이미지 검출부(20)는 상기 지폐이미지가 오른쪽으로 회전된 경우, 도 9c의 점 O'(x2, y2)를 중심으로 왼쪽으로 회전시킨다. 이와 같이, 기울기를 보정하기 위하여 이미지를 회전시키는 방법은 좌표들을 지나는 직선의 방정식을 이용하거나 최소자승법을 이용할 수 있다. 본 실시 예에서 이미지 검출부(20)는, 기울기가 보정된 지폐이미지를 표시하기 위하여, 새로운 이미지 좌표에 대응되는 데이터를 원본 이미지의 데이터로부터 가져오도록 역방향 매핑한다. 이때, 상기 지폐이미지의 꼭지점 좌표들(E, F, G, H)을 인식한 상태이므로, 상기 이미지 검출부(20)는 지폐이미지 좌표만을 이용하여 지폐이미지를 회전시키므로, 여백이미지와 지폐이미지를 완벽하게 분리한다. 이에 따라, 이미지 검출부(20)는 여백이미지가 제외된 지폐이미지를 검출할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c에는 이미지 검출과정을 설명하는 예시도가 도시되어 있다. 도 10a에 도시된 바와 같은 지폐이미지의 기울기를 보정하는 경우, 제어부(21)는 도 10b에 도시된 같이, '회전방향:오른쪽, 기울기:14.736495, 회전 중심점:x=61, y=48'이라는 추정된 결과를 표시부(22) 화면에 표시하도록 제어할 수 있다. 그리고, 표시부(22)는 상기 기울기 보정과정을 거쳐 기울기가 보정된 지폐이미지를 도 10c에 도시된 바와 같이 화면에 표시할 수도 있다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 지폐이미지의 히스토그램으로부터 검출된 최소영역을 이용하여 지폐이미지의 기울기를 보정하여 검출하므로, 처 리해야할 계산량을 감소시켜 처리속도가 향상된다.
상기의 실시 예에서는 지폐를 이용하여 설명하였으나, 본 발명은 지폐뿐만 아니라, 수표, 티켓, 증명서와 같은 각종 매체의 이미지를 스캔하여 인식하는 매체이미지 검출장치 및 그를 이용한 매체취급시스템에 적용될 수 있다.
상기의 실시 예에서는 지폐이미지 전체를 이용하여 기울기를 보정하는 것으로 설명하였다. 도 11a와 도 11b에는 본 발명을 활용하는 예를 도시하고 있다. 본 발명은 도 11a와 도시된 바와 같이, 미리 설정된 지폐이미지의 일부분인 기본영역, 예컨대 '10000'이라는 기본영역만을 추출하고, 상기의 실시 예에서 설명한 바와 같은 기울기 보정방법을 이용하여 기울기를 보정한다. 그리고, 기울기가 보정된 기본영역을 도 11b의 지폐이미지 전체와 매칭시켜 기울기가 보정된 전체 지폐이미지를 검출할 수도 있다. 이와 같이, 전체 이미지 중 일부분인 기본영역을 사용하는 경우, 본 발명은 처리 속도를 더욱 향상시켜 다수 지폐의 이미지 검출동작을 실시간으로 처리할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명이 도면에 도시된 실시 예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 일반적인 매체이미지 검출방법을 설명하는 흐름도.
도 2a 내지 도 2e는 일반적인 매체이미지 검출방법을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매체이미지 검출장치의 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 에에 따른 매체이미지 검출방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
도 5a 내지 도 5c는 매체이미지 검출장치에서 인식된 매체이미지의 예시도.
도 6a 내지 도 6d는 소벨 마스크를 수행한 매체이미지의 예시도.
도 7a와 도 7b는 최소영역을 검출하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 8a와 도 8c는 회전방향을 추정하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 9a 내지 도 9c는 꼭지점 추출방법을 설명하기 위한 예시도.
도 10a 내지 도 10c는 이미지 검출방법을 설명하기 위한 예시도.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 활용 예를 설명하기 위한 예시도.
《도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명》
11 : 지폐투입구 12 : 이송모듈
13 : LED 14 : 이미지센서
15 : 윤곽선 검출부 16 : 최소영역 검출부
17 : 회전방향 판단부 18 : 꼭지점 추출부
19 : 기울기 산출부 20 : 이미지 검출부
21 : 제어부 22 : 표시부

Claims (25)

  1. 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부,
    상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지가 포함된 최소영역의 이미지를 검출하는 최소영역 검출부,
    상기 검출된 최소영역의 회전방향을 판단하는 회전방향 판단부,
    상기 회전방향에 기초하여 상기 매체이미지의 꼭지점을 추출하는 꼭지점 추출부,
    상기 추출된 꼭지점의 좌표를 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하는 기울기 산출부, 그리고
    상기 산출된 기울기를 보정하여 여백이미지가 제외된 상기 매체이미지만을 검출하는 이미지 검출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 윤곽선 검출부는,
    소벨 마스크 기법을 이용하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 최소영역 검출부는,
    상기 소벨 마스크가 수행된 매체이미지의 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변화하는 지점을 이용하여 상기 최소영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 매체 이미지 검출장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 회전방향 판단부는,
    상기 매체이미지의 최상위 꼭지점을 중심으로 한 좌우측 공간의 넓이를 비교하여 상기 매체이미지의 회전방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 회전방향 판단부는,
    상기 좌우측 공간 중에서 공간이 넓게 위치한 방향으로 회전된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 꼭지점 추출부는,
    상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 판단된 회전방향에 기초하여 경사각이 큰 방향으로 탐색하여 상기 매체이미지의 꼭지점을 추출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 꼭지점 추출부는,
    상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 판단된 회전방향으로 상기 매체이미지의 꼭지점을 탐색하여 추출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 기울기 산출부는,
    상기 추출된 매체이미지의 꼭지점 좌표들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로/세로길이를 추정하고, 수학식 1에 의하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
    Figure 112007089437901-PAT00006
    ‥‥‥수학식 1
  9. 제 1항에 있어서, 상기 이미지 검출부는,
    여백이미지를 제외한 매체이미지만을 검출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 이미지 검출부는,
    상기 최소영역 이미지의 좌측 상위 꼭지점 좌표를 중심으로 역방향 매핑하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항으로 이루어진 매체이미지 검출장치와;
    상기 매체이미지 검출장치로부터 인식된 매체이미지를 이용하여 상기 매체의 수납, 출납을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매체취급시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 매체는,
    지폐인 것을 특징으로 하는 매체취급시스템.
  13. 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 단계,
    상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지가 포함된 최소영역의 이미지를 검출하는 단계,
    상기 검출된 최소영역의 회전방향을 판단하는 단계,
    상기 회전방향에 기초하여 추출된 꼭지점의 좌표를 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하는 단계, 그리고
    상기 산출된 기울기를 보정하여 여백이미지가 제외된 상기 매체이미지만을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 윤곽선 검출단계는,
    소벨 마스크 기법을 이용하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 최소영역 검출단계는,
    상기 소벨 마스크가 수행된 매체이미지의 히스토그램을 작성하는 단계와,
    상기 히스토그램 값을 이용하여 상기 최소영역을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 최소영역 검출단계는,
    상기 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변하는 지점의 좌표에 따라 상기 최소영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 회전방향 판단단계는,
    상기 매체이미지의 최상위 꼭지점을 중심으로 한 좌우측 공간의 넓이를 비교하여 상기 매체이미지의 회전방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 회전방향 판단단계는,
    상기 좌우측 공간의 넓이를 비교하여 넓이가 넓은 방향으로 회전된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 꼭지점 좌표는,
    상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 판단된 회전방향에 기초하여 경사각이 큰 방향으로 탐색하여 추출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  20. 제 13항에 있어서, 상기 꼭지점 좌표는,
    상기 최소영역의 각 꼭지점들로부터 상기 판단된 회전방향으로 상기 매체이미지의 꼭지점을 탐색하여 추출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  21. 제 13항에 있어서, 상기 기울기 산출단계는,
    상기 추출된 매체이미지의 꼭지점 좌표들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로/세로길이를 추정하고, 추정된 가로/세로길이를 수학식 1에 대입하여 상기 매체이미지의 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
    Figure 112007089437901-PAT00007
    ‥‥‥수학식 1
  22. 제 13항에 있어서, 상기 이미지 검출단계는,
    상기 산출된 기울기에 기초하여 상기 최소영역 이미지를 회전시켜 기울기가 보정된 매체이미지만을 검출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 이미지 검출단계는,
    상기 최소영역 이미지의 좌측 상위 꼭지점 좌표를 중심으로 역방향 매핑하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  24. 제 13항에 있어서,
    상기 추출된 매체이미지를 이용하여 상기 매체의 수납, 출납 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
  25. 매체의 이미지를 스캔하는 단계,
    상기 스캔된 매체이미지 중에서 미리 설정된 기본영역 이미지를 추출하는 단계,
    상기 추출된 기본영역 이미지의 기울기를 보정하는 단계, 그리고
    상기 기울기가 보정된 기본영역 이미지를 상기 매체이미지 전체와 매칭하여 상기 매체이미지 전체의 기울기를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출방법.
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