KR100390019B1

KR100390019B1 - 화폐 식별 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100390019B1
Application number: KR10-2001-0046818A
Authority: KR
Inventors: 스가타마사노리
Original assignee: 가부시키가이샤 닛폰 콘락스
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2003-07-04
Also published as: JP2002109596A; US7010154B2; KR20020025659A; US20020037096A1

Abstract

본 발명은, 화폐의 표면 화상의 2치화를 최적으로 행함으로써, 화폐의 식별을 고정밀도로 또한 고속으로 행할 수 있도록 한 화폐 식별 방법 및 장치에 관한 것으로서, 에리어 센서 즉 영역 센서(103)로 취득한 피검 경화 C의 표면 화상으로부터, 경화 형상 추출부(106)에서 경화의 중심 좌표와 반경을 추출하고, 상기 추출한 경화의 중심 좌표와 반경으로부터, 임계값 산출 범위 추출부(107)에서 유효한 임계값 산출 범위를 추출한다. 그리고, 이 임계값 산출 범위에 따라 히스토그램 작성부(108)에서 농도 히스토그램을 작성하고, 2치화 임계값 산출부(109)에서 이 농도 히스토그램으로부터 판별 분석법을 적용하여 최적 2치화 임계값을 산출하고, 이 최적 2치화 임계값을 이용하여 피검 경화 C를 식별하기 위한 화상 2치화 처리를 행한다.

Description

화폐 식별 방법 및 장치 {MONEY IDENTIFICATION METHOD AND DEVICE}

본 발명은, 화폐의 표면 화상에 따라 화폐를 식별하는 화폐 식별 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 화폐의 특정 부분의 농도 히스토그램에 따라 2치화 임계값을 결정함으로써 화상의 2치화의 최적화를 도모하여 화폐 식별 정밀도를 향상시킨 화폐 식별 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래, 경화를 식별하는 경화 식별 장치는, 경화 투입구로부터 투입된 경화가 통과하는 경화 통로에 1 또는 복수의 자기(磁氣) 센서를 배치하고, 이 자기 센서의 검출 출력에 따라 경화의 재질, 두께 및 크기를 판별하여, 상기 판별 결과에 따라 경화의 종류 및 진위를 식별하도록 구성되어 있다.

그러나, 근래, 자국내의 정화(正貨)와 재질 및 형상이 유사한 외국 통화 가공한 변조 경화의 가공 정밀도가 높아짐에 따라, 종래 기술의 자기 센서를 사용한 경화 식별 장치로는 경화의 종류 및 진위의 식별이 곤란해 지는 문제가 발생하여 왔다.

따라서, 이 종류의 변조 경화를 판별하기 위해, 또한 고정밀도로 경화를 식별하는 것의 필요성이 생기고 있고, 그 중에서 경화 표면의 모양 형상을 경화 식별의 하나의 식별 요소로 이용하는 것이 고려되고 있다.

예를 들면, 일본 특개평8(1996)-16871호에서는, 경화의 표면에 광을 조사(照射)하여, 반사광을 영역 센서로 검지하고, 검지한 화상을 전기 신호로 변환하고, 상기 변환한 화상 신호를 2치화 처리하고, 상기 처리한 2치화 화상으로부터 경화의 표면의 모양 형상을 판별하는 방법이 개시되어 있다.

또, 일본 특개평9(1997)-231432호에서는, 경화의 표면에 광을 조사하고, 반사광을 영역 센서로 검지하고, 검지한 화상을 전기 신호로 변환하는 동시에, 자기 센서로 경화의 재질을 검출하여, 경화의 종류의 식별을 행하고, 식별된 경화의 종류로부터 유효한 화상 영역을 추출하고, 상기 추출된 화상 영역에서 2치화 임계값을 결정하고, 경화의 표면의 화상 신호를 2치화 처리하고, 상기 처리한 2치화 화상으로부터 경화의 표면의 모양 형상을 판별하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기 특개평8-16871호 및 특개평9-231432호에 개시된 종래의 기술에서는, 2차원 화상의 2치화를 행하기 위한 2치화 임계값은 원래의 2차원 화상의 밝기나 콘트라스트에 의해서 변화되므로, 화상의 상태와 더불어 2치화 임계값의 산출 방법을 조정해야 할 필요가 있고, 유효한 2치화 임계값을 산출하기 위해서는, 어떤 범위 내에서 임계값을 순차로 변화시켜, 각각의 2치화 임계값에 대한 클래스간 분산을 산출해야 할 필요가 있고, 이 2치화 임계값의 산출에는 막대한 계산 시간을 요하여, 경화 식별의 고속화가 곤란해 진다고 하는 문제가 있었다.

또, 원래 농담 차이가 적은 경화의 요철 모양 형상의 2차원 화상을 2치화하는 경우, 화상 영역에 화상의 배경(경화가 찍혀 있지 않은 부분) 등의 불필요한 영역이 포함되어 있으면, 그 화상 영역에서 산출되는 2치화 임계값은, 경화의 요철 모양 형상을 판별하는 데 유효한 2치화 임계값이 아니라, 경화의 외주와 화상의 배경의 경계를 판별하는 데 유효한 2치화 임계값이 산출되어 버려, 경화의 요철 모양형상을 판별하기 어렵게 된다고 하는 문제가 있었다.

이것은 경화의 식별에 한하지 않고 지폐 등의 화폐의 표면 화상을 취득하여 상기 표면 화상을 2치화하여 화폐의 식별을 행하는 경우에도 마찬가지라고 할 수 있다.

본 발명은, 화폐의 표면 화상의 2치화를 최적으로 행함으로써, 화폐의 식별을 고정밀도로 또한 고속으로 행할 수 있도록 한 화폐 식별 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 화폐 식별 방법에서는, 화폐의 표면 화상을 취득하고, 상기 취득한 상기 표면 화상의 특정한 임계값 산출 범위를 추출하고, 상기 추출한 임계값 산출 범위의 농도 히스토그램을 구하고, 상기 구한 농도 히스토그램으로부터 판별 분석법을 적용하여 2치화를 위한 2치화 임계값을 산출하고, 상기 산출한 2치화 임계값에 따라 상기 취득한 화폐의 표면 화상을 2치화하고, 상기 2치화한 2치화 화상에 따라 상기 화폐의 식별을 행한다.

여기에서, 화폐란 경화를 포함하는 동시에 지폐 등도 포함한다. 또, 화폐의 표면 화상이란, 경화의 경우는, 표면 및 이면의 화상을 포함하는 동시에, 측면의 화상도 포함하고, 지폐의 경우는, 지폐의 표면 및 이면의 화상을 포함한다.

또, 임계값 산출 범위의 추출은, 상기 화폐의 판정 대상이 되는 특징 영역을 포함하고, 또한 배경을 포함하지 않는 미리 설정된 소정 영역의 화상을 추출함으로써 행해진다.

여기에서, 화폐가 경화인 경우, 상기 임계값 산출 범위의 추출은, 상기 표면 화상에 따라 상기 경화의 중심 좌표와 반경을 판별하고, 상기 판별한 중심 좌표와 반경에 따라 상기 소정 영역의 화상을 추출함으로써 행해진다.

또, 본 발명의 화폐 식별 장치는, 화폐의 표면 화상을 취득하는 화상 취득 수단과, 상기 화상 취득 수단으로 취득한 상기 화폐의 표면 화상의 특정한 임계값 산출 범위의 화상을 추출하는 추출 수단과, 상기 추출 수단으로 추출한 임계값 산출 범위의 화상의 농도 히스토그램을 구하고, 상기 구한 농도 히스토그램으로부터판별 분석법을 적용하여 상기 2치화를 위한 2치화 임계값을 산출하는 2치화 임계값 산출 수단과, 상기 2치화 임계값 산출 수단으로 산출한 2치화 임계값을 이용하여 상기 화상 취득 수단으로 취득한 표면 화상의 2치화를 행하는 2치화 수단과, 상기 2치화 수단으로 2치화한 2치화 화상에 따라 상기 화폐의 식별을 행하는 식별 수단을 구비한다.

여기에서, 상기 화상 취득 수단은, 상기 화폐의 표면을 조명하는 조명 수단과, 상기 조명 수단으로 조명된 상기 화폐의 표면 화상을 촬상하는 촬상 수단을 구비한다.

또, 상기 추출 수단은, 상기 추출 수단은, 상기 화폐의 판정 대상이 되는 특징 영역을 포함하고, 또한 배경을 포함하지 않는 미리 설정된 소정 영역의 화상을 추출한다.

여기에서, 상기 화폐는 경화이며, 상기 추출 수단은, 상기 표면 화상에 따라 상기 경화의 중심 좌표와 반경을 판별하는 판별 수단과, 상기 판별 수단에 의해 판별된 상기 경화의 중심 좌표와 반경에 따라 상기 소정 영역의 화상을 추출하는 영역 추출 수단을 구비한다.

본 발명에 의하면, 화폐의 표면 화상의 특정한 임계값 산출 범위를 추출하고, 상기 추출한 임계값 산출 범위의 농도 히스토그램을 구하고, 상기 구한 농도 히스토그램으로부터 판별 분석법을 적용하여 상기 2치화를 위한 2치화 임계값을 산출하도록 구성했기 때문에, 고정밀도로 또한 고속으로 경화의 표면의 모양 형상을 검출할 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명에 관한 화폐 식별 방법 및 장치를 적용하여 구성한 경화 식별 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

도 2는, 도 1에 나타낸 경화 통로를 전동(轉動)하는 피검 경화의 표면 화상의 취득 처리를 상세하게 도시한 도면이다.

도 3은, 도 1에 나타낸 영역 센서로 취득한 배경을 포함한 화상 전체를 임계값 산출 범위로 하여 작성한 농도 히스토그램과 도 1에 나타낸 히스토그램 작성부에서 작성한 농도 히스토그램을 비교하여 나타낸 도면이다.

도 4는, 도 1에 나타낸 경화 형상 추출부 및 임계값 산출 범위 추출부의 처리를 상세하게 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 관한 화폐 식별 방법 및 장치의 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명에 관한 화폐 식별 방법 및 장치를 적용하여 구성한 경화 식별 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다.

도 1에 나타내는 경화 식별 장치는, 소정 경사를 가지고 형성된 경화 통로(101)를 전동하는 피검 경화 C의 표면을 영역 센서(103)로 촬상하고, 상기 촬상한 화상 정보에 따라 피검 경화 C의 식별을 행한다.

도시하지 않은 경화 투입구로부터 투입된 피검 경화 C는, 경화 통로(101)를 도시한 화살표 방향으로 전동한다.

경화 통로(101)의 소정 개소에는 영역 센서(103)가 배치되어 있고, 이 영역 센서(103)에 의해 경화 통로(101)를 전동하는 피검 경화 C의 표면을 촬상하고, 피검 경화 C의 표면의 화상에 대응하는 아날로그 화상 신호를 취득한다.

이 아날로그 화상 신호는, 아날로그 디지털 변환부(A/D 변환부) (104)로 디지털 다치(多値) 화상 데이터로 변환되어, 화상 메모리부(105)에 격납된다.

경화 형상 추출부(106)는, 화상 메모리부(105)에 격납된 피검 경화 C의 표면의 화상에 대응하는 다치 화상 데이터에 따라 피검 경화 C의 중심 좌표 및 그 반경을 추출한다.

이 경화 형상 추출부(106)에 있어서의 피검 경화 C의 중심 좌표 및 반경의 추출은, 화상 메모리부(105)에 격납된 다치 화상 데이터로부터, 먼저 피검 경화 C의 주연부의 화상을 추출하고, 이 피검 경화 C의 주연부의 화상의 중심을 피검 경화 C의 중심 좌표로서 추출하고, 이 중심 좌표로부터 주연부까지의 거리를 피검 경화 C의 반경으로 하여 추출함으로써 행해진다.

임계값 산출 범위 추출부(107)는, 경화 형상 추출부(106)에 의해 추출한 피검 경화 C의 중심 좌표 및 반경에 따라 화상 메모리부(105)에 격납된 다치 화상 데이터를 2치화하는 임계값을 결정하기 위해서 유효한 영역을 임계값 산출 범위로 하여 추출한다.

이 임계값 산출 범위 추출부(107)에 의해 추출되는 임계값 산출 범위는, 피검 경화 C의 판정 대상이 되는 요철을 포함하고, 또한 배경 등의 불필요한 영역을 포함하지 않는 미리 설정된 기준 영역에서, 이 기준 영역의 화상을 경화 형상 추출부(106)에 의해 추출한 피검 경화 C의 중심 좌표 및 반경에 따라 추출한다.

히스토그램 작성부(108)는, 임계값 산출 범위 추출부(107)에서 추출한 임계값 산출 범위의 다치 화상 데이터를 화상 메모리부(105)로부터 판독하고, 이 판독한 임계값 산출 범위의 다치 화상 데이터에 따라 농도 히스토그램을 작성한다.

2치화 임계값 산출부(109)는, 히스토그램 작성부(108)에서 작성한 농도 히스토그램에 따라 판별 분석법을 이용하여 최적 2치화 임계값을 산출한다.

그리고, 2치화 처리부(110)에서, 2치화 임계값 산출부(109)에서 산출한 최적 2치화 임계값을 이용하여 화상 메모리부(105)에 격납된 다치 화상 데이터를 2치화하고, 특징 추출부(111)에서 이 2치화한 화상 데이터에 따라 피검 경화 C의 특징량을 추출하고, 이 특징 추출부(111)에서 추출한 피검 경화 C의 특징량을 판정 처리부(113)에서 미리 기준 데이터 기억부(112)에 기억된 정화의 기준 데이터와 비교함으로써 피검 경화 C의 식별을행한다.

도 2는, 도 1에 나타낸 경화 통로(101)를 전동하는 피검 경화 C(이하, 경화 C라고 함)의 표면 화상의 취득 처리를 상세하게 도시한 도면이다.

도 2에 있어서, 경화 통로(101)를 전동하는 경화 C의 경화 표면(201)은, 광원(102)으로부터의 광(202)에 의해서 펄스적으로 조사되고, 이 조사에 의해 경화 C의 경화 표면(201)으로부터 반사된 반사광(203)을 영역 센서(103)가 입력하여 경화 C의 정지 표면 화상을 취득한다.

영역 센서(103)로 취득한 경화 C의 표면 화상(아날로그 화상 신호)는 도 1에 나타낸 A/D 변환부(104)에서 디지털 다치 화상 데이터로 변환되고, 이 다치 화상 데이터는, 경화 C의 표면의 모양 형상의 판별을 용이하게 하기 위해, 도 1에 나타낸 2치화 처리부(110)에서 2치화 처리되어 2치화 화상 데이터로 변환된다.

이 실시예에서는, 상기 2치화 처리를 위한 최적 2치화 임계값을, 도 1에 나타낸 임계값 산출 범위 추출부(107)에서 추출한 임계값 산출 범위에 관해서 히스토그램 작성부(108)에서 작성한 농도 히스토그램에 따라 2치화 임계값 산출부(109)에서 판별 분석법을 이용하여 산출한다.

이 판별 분석법을 이용한 최적 2치화 임계값의 산출은 아래와 같이 하여 행해진다.

먼저, 경화 C의 표면의 화상 신호로부터 히스토그램 작성부(108)에서 농도 히스토그램을 작성하고, 화소의 농도를 256계조(8bit)로 분할하여, 경화 C의 표면의 화상 신호를 2치화하기 위한 임계값을 K로 한다.

그리고, 이 2치화 임계값 K에 따라, 2분할된 구간을 S1, S2로 하고, 구간 S1 = [0, 1,…K-1], 및 구간 S2 = [K, …254, 255]가 되는 S1, S2 구간의 분산 σ 12를 산출하여, 이 분산 σ12를 최대로 하는 2치화 임계값 K을 최적 2치화 임계값으로서 산출한다.

여기에서, 이 실시예에서는, 경화 C의 판정 대상이 되는 요철을 포함하고, 또한 배경 등의 불필요한 영역을 포함하지 않는 미리 설정된 기준 영역을 임계값 산출 범위로 하여 농도 히스토그램을 작성하여 이 농도 히스토그램에 따라 최적 2치화 임계값을 결정하고 있기 때문에, 화상 전체를 임계값 산출 범위로 하여 최적 2치화 임계값을 결정하는 경우와 비교하여 판정 대상이 되는 요철 화상을 선명히 얻을 수 있다.

도 3은, 도 1에 나타낸 영역 센서(103)로 취득한 배경을 포함하는 화상 전체를 임계값 산출 범위로 하여 작성한 농도 히스토그램과 도 1에 나타낸 히스토그램 작성부(108)에서 작성한 농도 히스토그램을 비교하여 나타낸 것이다.

도 3에 있어서, 도 3 (a)는, 영역 센서(103)로 취득한 배경을 포함하는 화상 전체를 임계값 산출 범위로 하여 작성한 농도 히스토그램을 나타내고, 도 3 (b)는, 이 실시예에 따른 경화 C의 판정 대상이 되는 요철을 포함하고, 또한 배경 등의 불필요한 영역을 포함하지 않는 미리 설정된 기준 영역을 임계값 산출 범위로 하여 작성한 농도 히스토그램을 나타낸다.

또, 도 3에 있어서, 종축은 화소수(또는, 농도 발생 빈도), 횡축은 화소의농도를 나타낸다.

도 3 (a) 및 (b)로부터 명확한 바와 같이, 도 3 (a)의 농도 히스토그램은, 경화 C의 외주부와 배경의 화소가 대부분의 영역을 포함하기 때문에, 도 3 (b)의 농도 히스토그램과 전혀 달리, 도 3 (a)의 농도 히스토그램을 이용하여 최적 2치화 임계값을 산출하면, 판정 대상이 되는 요철 화상을 선명히 나타낸 2치화 화상을 얻을 수 없고, 그 결과 판정 대상이 되는 요철 화상을 정확하게 판별할 수 없다.

이것에 대하여, 이 실시예의 2치화 임계값 산출부(109)에서는, 도 3 (b)에 나타낸 것 같은 경화 C의 판정 대상이 되는 요철을 포함하고, 또한 배경 등의 불필요한 영역을 포함하지 않는 미리 설정된 기준 영역을 임계값 산출 범위로 하여 작성한 농도 히스토그램을 이용하여 최적 2치화 임계값을 산출하고 있기 때문에, 판정 대상이 되는 요철 화상을 선명히 나타낸 2치화 화상을 얻을 수 있다.

도 4는, 도 1에 나타낸 경화 형상 추출부(106)부 및 임계값 산출 범위 추출부(107)의 처리를 상세하게 나타낸 도면이다.

경화 C의 표면의 모양 형상을 유효하게 판별하기 위한 2치화 임계값을 결정하는 경우의 임계값 산출 범위는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 표면의 모양 형상의 주변부인 것이 바람직하다. 따라서, 이 실시예에서는, 경화 C의 중심 좌표와 반경을 기초로 화상의 임계값 산출 범위를 추출하고 있다.

도 1에 나타낸 경화 형상 추출부(106)는, 영역 센서(103)가 취득한 경화 C의 화상(도 1의 화상 메모리부(105)에 저장된 다치 화상 데이터)으로부터 경화 C의 중심 좌표 및 경화 C의 반경을 추출한다.

그리고, 임계값 산출범위 추출부(107)에서는 경화 형상 추출부(106)에서 추출한 경화 C의 중심 좌표 및 경화 C의 반경에 따라 2치화 임계값 산출에 유효한 범위(임계값 산출 범위)를 추출한다.

또, 임계값 산출 범위 추출부(107)에서 추출하는 임계값 산출 범위의 형상은, 도 4에 나타낸 직사각형에 한정되지 않고, 경우에 따라서는 원형 등이라도된다.

또, 본 발명에 있어서, 판정 대상이 되는 화상이 경화의 표면 화상에 한정되지 않고, 경화의 측면의 화상에 동일하게 적응 가능하다.

또, 본 발명에 있어서의 화상의 취득 수법은, 광학식 센서인 영역 센서를 사용하는 것에 한정되지 않고, 자기 센서 등, 경화의 통과와 동시에 경화의 2차원 정보가 얻어지는 것이면 동일하게 적응 가능하다.

또, 상기 실시예에서는 식별 대상이 경화인 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은, 식별 대상이 지폐 등의 다른 화폐인 경우도 동일하게 적응 가능하다.

Claims

화폐의 표면 화상을 취득하고,

상기 취득한 상기 표면 화상의 특정한 임계값 산출 범위를 추출하고,

상기 추출한 임계값 산출 범위의 농도 히스토그램을 구하고,

상기 구한 농도 히스토그램으로부터 판별 분석법을 적용하여 2치화를 위한 2치화 임계값을 산출하고,

상기 산출한 2치화 임계값에 따라 상기 취득한 화폐의 표면 화상을 2치화하고,

상기 2치화한 2치화 화상에 따라 상기 화폐의 식별을 행하는 화폐 식별 방법.
제1항에 있어서,

상기 임계값 산출 범위의 추출은,

상기 화폐의 판정 대상이 되는 특징 영역을 포함하고, 또한 배경을 포함하지 않는 미리 설정된 소정 영역의 화상을 추출함으로써 행해지는 화폐 식별 방법.
제2항에 있어서,

상기 화폐는 경화이며,

상기 임계값 산출 범위의 추출은,

상기 표면 화상에 따라 상기 경화의 중심 좌표와 반경을 판별하고,

상기 판별한 중심 좌표와 반경에 따라 상기 소정 영역의 화상을 추출함으로써 행해지는 화폐 식별 방법.
화폐의 표면 화상을 취득하는 화상 취득 수단과,

상기 화상 취득 수단으로 취득한 상기 화폐의 표면 화상의 특정한 임계값 산출 범위의 화상을 추출하는 추출 수단과,

상기 추출 수단으로 추출한 임계값 산출 범위의 화상의 농도 히스토그램을 구하고, 상기 구한 농도 히스토그램으로부터 판별 분석법을 적용하여 상기 2치화를 위한 2치화 임계값을 산출하는 2치화 임계값 산출 수단과,

상기 2치화 임계값 산출 수단으로 산출한 2치화 임계값을 이용하여 상기 화상 취득 수단으로 취득한 표면 화상의 2치화를 행하는 2치화 수단과,

상기 2치화 수단으로 2치화한 2치화 화상에 따라 상기 화폐의 식별을 행하는 식별 수단을 구비하는 화폐 식별 장치.
제4항에 있어서,

상기 화상 취득 수단은,

상기 화폐의 표면을 조명하는 조명 수단과,

상기 조명 수단으로 조명된 상기 화폐의 표면 화상을 촬상하는 촬상 수단을 구비하는 화폐 식별 장치.
제4항에 있어서,

상기 추출 수단은,

상기 화폐의 판정 대상이 되는 특징 영역을 포함하고, 또한 배경을 포함하지 않는 미리 설정된 소정 영역의 화상을 추출하는 화폐 식별 장치.
제6항에 있어서,

상기 화폐는 경화이며,

상기 추출 수단은,

상기 표면 화상에 따라 상기 경화의 중심 좌표와 반경을 판별하는 판별 수단과,

상기 판별 수단에 의해 판별된 상기 경화의 중심 좌표와 반경에 따라 상기 소정 영역의 화상을 추출하는 영역 추출 수단을 구비하는 화폐 식별 장치.