KR100888674B1 - Method for measuring similarity using frenquency range - Google Patents

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Abstract

이미지 센서로부터 획득한 지폐 영상을 회전 보정하는 단계; 상기 회전 보정된 지폐 영상을 주파수영역의 최적 비교를 위하여 고속 푸리에 변환에 적합한 지폐 영상으로 변환하는 단계; 고속 푸리에 변환 알고리즘을 이용하여 상기 변환된 영상에 대한 주파수 정보를 추출하는 단계; 및 상기 추출한 주파수 정보와 표준 지폐의 주파수 정보를 비교하여 유사도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수영역을 이용한 지폐의 유사도 측정방법이 개시된다.Rotationally correcting the banknote image obtained from the image sensor; Converting the rotationally corrected banknote image into a banknote image suitable for fast Fourier transform for optimal comparison of frequency domains; Extracting frequency information of the transformed image using a fast Fourier transform algorithm; And comparing the extracted frequency information with frequency information of a standard bill to calculate a similarity. The method of measuring similarity of a bill using a frequency domain is disclosed.

주파수 정보, 유사도, 압축, 의사 지폐영역 Frequency Information, Similarity, Compression, Pseudo Banknote Area

Description

주파수영역을 이용한 지폐의 유사도 측정방법{Method for measuring similarity using frenquency range}Method for measuring similarity using frenquency range

도 1은 지폐 영상의 데이터베이스이다.1 is a database of banknote images.

도 2는 대상 국가를 미국으로 하여 달러화의 권종 식별 절차를 보이고 있다. Figure 2 shows the procedure for identifying the denominations of the dollar using the target country as the United States.

도 3은 CIS로부터 획득한 지폐 영상을 나타낸다.3 shows a bill image obtained from the CIS.

도 4는 이진화된 지폐 영상과 중심점을 나타낸다.4 illustrates a binarized banknote image and a center point.

도 5는 에지 추출된 지폐 영상을 나타낸다.5 shows an edge extracted banknote image.

도 6은 회전각도를 추출하는 방법을 나타낸다.6 shows a method of extracting a rotation angle.

도 7은 회전 변환된 지폐 영상을 나타낸다.7 shows a banknote image rotated.

도 8은 이진화된 지폐 영상을 나타낸다.8 illustrates a binarized banknote image.

도 9는 추출된 의사 지폐영역과 그 중심점을 나타낸다.9 shows the extracted pseudo banknote area and its center point.

도 10은 X축에 대한 맞춤 변환을 한 지폐 영상을 나타낸다.10 shows a banknote image with a custom transformation on the X-axis.

도 11은 X,Y 사영에 의한 실제 처리영역을 설정하는 방법을 나타낸다.11 shows a method of setting an actual processing area by X, Y projection.

도 12는 압축된 지폐 영상을 나타낸다.12 shows a compressed banknote image.

도 13은 지폐 영상의 주파수영역을 표시한다.13 shows a frequency domain of a banknote image.

본 발명은 주파수영역을 이용한 지폐의 유사도 측정방법에 관한 것으로, 특히 유통과정에서 흐려지고 꾸겨진 훼손 지폐에 강한 특성을 보이는 주파수영역 비교에 의한 영상처리 알고리즘을 적용한 지폐의 유사도 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring bills of similarity using a frequency domain, and more particularly, to a method for measuring bills of similarity using an image processing algorithm by frequency domain comparison that exhibits strong characteristics against damaged and wrapped damaged banknotes during distribution.

지폐 처리 시스템에서 권종의 분류, 위폐의 식별 등을 위하여 다양한 센서가 이용되어 왔다. 그 중에서 지면의 인쇄 내용을 근거로 식별 결과를 도출하는 것은 매우 적극적인 방법이다. In the banknote processing system, various sensors have been used for the classification of winding papers and identification of counterfeit. Among them, it is very active to derive the identification result based on the printed contents of the paper.

이를 위한 장치로서, 저가의 장치에서는 1점식 광학 센서를 이용하여 이송되는 지폐의 한 점 위치를 연속적으로 읽어 얻어진 1차원 영상 데이터를 처리하는 방법을 사용해왔다. 반면 비교적 고가의 장치에는 CIS(Contact Image Sensor)류의 1차원 센서를 사용하여 이송되는 지폐의 영상을 연속 획득하여 2차원 면에 대한 영상을 획득하고 영상의 각 회소에 대한 밝기 정보를 처리함으로써 3차원 영상해석이 이루어진다.As a device for this purpose, inexpensive devices have used a method of processing one-dimensional image data obtained by continuously reading a point position of bills transferred using a one-point optical sensor. On the other hand, relatively expensive devices use CIS (Contact Image Sensor) -type one-dimensional sensors to continuously obtain images of bills transported to obtain images of two-dimensional planes and to process brightness information for each element of the image. Dimensional image analysis is performed.

일반적으로 지폐 영상을 통하여 지폐의 종류 및 위폐 등을 식별하기 위한 영상 처리과정은 다음과 같다.In general, an image processing process for identifying the type and counterfeit of a banknote through a banknote image is as follows.

도 1은 지폐 영상의 데이터베이스로서, 도 1과 같이, 지폐 종류를 식별하는 기준이 되는 표준영상을 만들어 인덱스 키와 함께 저장해 놓는다. 가령, "1f"는 "1달러 지폐 전면영상"를 나타내고, "kr10r"은 "대한민국 만원 지폐 이면영상"을 나타내고, "jp5f"는 "일본 오천원 지폐 전면영상"을 나타낸다.FIG. 1 is a database of banknote images. As shown in FIG. 1, a standard image serving as a reference for identifying a banknote type is created and stored together with an index key. For example, "1f" represents "one dollar bill front image", "kr10r" represents "South Korea 10,000 won banknote back image", and "jp5f" represents "Japanese five thousand won banknote front image".

이와 같은 지폐 영상 데이터베이스를 이용하는 경우, 국가별로 등록된 표준영상의 종류가 매우 많기 때문에 유사도 산출의 시간이 지나치게 오래 걸리고 권종 간 유사도 결정의 결정 공간의 거리가 가까워져 판단의 정확도가 낮아지는 결점이 있다. 그러므로 여러 국가의 표준영상 데이터베이스 중 식별할 대상 국가를 선택하여 표준 영상의 개수를 한정 지우고 지폐의 종류를 가려낸다.In the case of using such a bill image database, since there are many types of standard images registered for each country, the calculation of the similarity takes too long and the distance of the decision space for determining the similarity between the paper types is shortened, and thus the accuracy of the judgment is lowered. Therefore, by selecting the target country to be identified from the standard image database of various countries, the number of standard images is limited and the types of bills are selected.

하나의 질의 영상(query image)이 생성되면 미리 저장되어 있는 지폐 영상 데이터베이스에 저장된 표준영상과 비교하여 유사도가 가장 높은 영상을 선발하여 해당 권종을 알아낸다.When a query image is generated, the corresponding species is selected by selecting an image having the highest similarity compared to a standard image stored in a pre-stored bill image database.

도 2는 대상 국가를 미국으로 하여 달러화의 권종 식별 절차를 보이고 있다. Figure 2 shows the procedure for identifying the denominations of the dollar using the target country as the United States.

구체적으로, 10달러 지폐의 기울어진 질의 영상이 투입되면(도 1a), 질의 영상의 기울기와 중심좌표를 계산하고 그 전체 영상에서 지폐의 실질 영상이 점유한 부분을 추출한 후(도 1b), 이어 계산된 기울기와 중심좌표를 이용하여 회전 및 위치 보정을 한다(도 1c).Specifically, when the tilted query image of the $ 10 bill is input (FIG. 1A), the tilt and the center coordinates of the query image are calculated and the portion occupied by the real image of the banknote is extracted from the entire image (FIG. 1B). Rotation and position correction are performed using the calculated slope and the center coordinate (FIG. 1C).

이어, 표준영상 데이터베이스에 저장된 미국 달러화 표준영상과 각각 비교하여 유사도를 산출한 다음 가장 높은 유사도를 보이는 표준영상으로부터 해당 권종을 알아낸다(도 1d).Subsequently, the similarity is calculated by comparing each of the US dollar standard images stored in the standard image database, and then the corresponding species is found from the standard image showing the highest similarity (FIG. 1D).

일반적으로 영상인식 대상영역은 크게 공간영역과 주파수영역에서 이루어질 수 있다. 공간영역의 유사도 측정에 의한 인식방법의 경우, 참조지폐와 대상지폐의 유사도 측정 기준픽셀이 일치되어야만 안정된 인식이 이루어지기 때문에 이를 위한 사전 영상처리 절차가 복잡한 단점이 있다. 반면, 주파수영역의 유사도 측정에 의 한 인식방법의 경우, 공간영역 비교에서처럼 정확한 기준픽셀을 구할 필요 없이 정해진 주파수영역에 대한 일대일 비교가 가능하므로 공간영역의 유사도 비교보다 안정된 유사도 측정이 가능하다는 장점이 있다. In general, an image recognition target area may be largely formed in a spatial domain and a frequency domain. In the case of the recognition method by measuring the similarity of the spatial domain, the pre-image processing procedure for this is complicated because stable recognition is achieved only when the reference pixel and the similarity measure reference pixel of the target bank coincide. On the other hand, in the recognition method based on the similarity measurement of the frequency domain, the one-to-one comparison can be made for a given frequency domain without having to obtain an accurate reference pixel as in the spatial domain comparison. have.

그러나, 주파수영역을 이용할 경우 지폐 영상에 대한 공간 주파수 성분 추출을 고속으로 하기 위해서 고속 푸리에 변환 알고리즘이 이용되는데 이 방법은 2의 자승 크기의 영상을 요구한다. 또한 이 방법은 회전과 크기 변화에 따라 공간주파수의 배치가 변하지만 영상의 천이에서는 변하지 않는 방법이다. 따라서 지폐 영상에서 2의 자승 크기에 해당하는 영역을 획득하여야 하며, 회전과 크기의 변화분이 최소화되도록 하는 전처리 과정과 이를 위한 효과적인 방법에 대한 연구가 이를 이용하는 시스템의 인식성능에 결정적인 영향을 미친다. However, in the case of using the frequency domain, a fast Fourier transform algorithm is used to speed up the extraction of the spatial frequency components of the banknote image. In addition, this method changes the placement of spatial frequencies as the rotation and the size change, but does not change the transition of the image. Therefore, the area corresponding to the power of 2 in the banknote image should be acquired, and the study of the preprocessing process and effective method for minimizing the change of rotation and size has a decisive influence on the recognition performance of the system using the same.

따라서, 본 발명의 목적은 유통 과정에서 훼손된 지폐의 처리에 강한 특성을 보이며, 고속 처리가 가능하고 실시간 처리에 적합한 지폐 영상 처리방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a banknote image processing method that exhibits strong characteristics in the processing of banknotes damaged in the distribution process, enables high-speed processing and is suitable for real-time processing.

본 발명의 이러한 목적을 구현하기 위한 구체적인 특징은 이하의 기재로부터 명확하게 이해될 것이다.Specific features for realizing this object of the present invention will be clearly understood from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이미지 센서로부터 획득한 지폐 영상을 회전 보정하는 단계; 상기 회전 보정된 지폐 영상을 주파수영역의 최적 비교를 위하여 고속 푸리에 변환에 적합한 지폐 영상으로 변환하는 단계; 고속 푸리에 변환 알고리즘을 이용하여 상기 변환된 영상에 대한 주파수 정보를 추출하는 단계; 및 상기 추출한 주파수 정보와 표준 지폐의 주파수 정보를 비교하여 유사도를 산출하는 단계를 포함한다.The present invention for achieving the above object is a step of rotationally correcting the bill image obtained from the image sensor; Converting the rotationally corrected banknote image into a banknote image suitable for fast Fourier transform for optimal comparison of frequency domains; Extracting frequency information of the transformed image using a fast Fourier transform algorithm; And calculating similarity by comparing the extracted frequency information with frequency information of a standard banknote.

바람직하게, 회전 보정 단계는, 상기 획득한 지폐 영상의 중심점을 산출하는 단계; 상기 지폐 영상에 대한 에지 성분을 추출하는 단계; 상기 획득한 지폐 영상의 회전각도를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 회전각도를 이용하여 상기 획득한 지폐 영상을 회전 이동시키는 단계를 포함한다.Preferably, the rotation correction step, the step of calculating the center point of the obtained banknote image; Extracting an edge component for the banknote image; Calculating a rotation angle of the obtained banknote image; And rotating the obtained banknote image by using the calculated rotation angle.

또한, 상기 변환 단계는, 지폐영역의 광도의 동적 기준값을 이용하여 이진화를 수행하여 훼손 영역을 배제하고, 상기 이진화된 지폐 영상의 X 및 Y 사영으로부터 의사 지폐영역을 구하고, 상기 의사 지폐영역의 중심점을 산출하는 단계; X 및 Y 사영 정보로부터 지폐의 특징을 포함하는 실제 처리영역을 결정하는 단계; 및 상기 실제 처리영역을 압축하는 단계를 포함한다.In the converting step, binarization is performed using a dynamic reference value of the luminance of the banknote region to exclude the damaged region, a pseudo banknote region is obtained from the X and Y projections of the binarized banknote image, and a center point of the pseudo banknote region. Calculating; Determining an actual processing area including the feature of the bill from the X and Y projective information; And compressing the actual processing area.

바람직하게, 상기 의사 지폐영역을 구한 후, 상기 이진화된 지폐 영상을 상기 의사 지폐영역에 맞추도록 X축에 대해 맞춤 변환하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.Preferably, after obtaining the pseudo-banknote area, the method may further include a step of custom transforming the binary banknote image with respect to the pseudo-banknote area with respect to the X-axis.

바람직하게, 주파수 추출은 다음의 식을 이용하여 수행될 수 있다.Preferably, frequency extraction may be performed using the following equation.

Figure 112007048289923-pat00001
Figure 112007048289923-pat00001

(여기서,

Figure 112007048289923-pat00002
는 지폐 영상의 공간영역의 각 픽셀값이며,
Figure 112007048289923-pat00003
는 푸리에 변환된 공간 주파수 영역의 주파수 값이다) (here,
Figure 112007048289923-pat00002
Is the value of each pixel in the space area of the banknote image,
Figure 112007048289923-pat00003
Is the frequency value of the Fourier transform space frequency domain)

다음은 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지폐 영상 처리방법을 설명한다.Next, a bill image processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

지폐의 중심찾기Find the center of a bill

도 3에 나타낸 바와 같이, CIS(Contact Image Sensor)로부터 획득된 지폐 영상의 크기는 거의 일정하지만 다양한 회전이 이루어져 있기 때문에 이를 보정하기 위한 처리가 필요하다. 이하의 단계들은 이를 위한 단계로서, 먼저 지폐의 중심을 찾는다. As shown in FIG. 3, the size of the bill image obtained from the CIS (Contact Image Sensor) is almost constant, but various rotations are made, and thus a process for correcting it is required. The following steps are for this purpose, first finding the center of the bill.

CIS로부터 획득된 원 영상의 배경은 대부분 그레이 레벨(gray level)에서 0(BLACK)에 가까운 값을 가지므로 0 근방의 임계값을 기준으로 이진화한 후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 흰색부분의 픽셀의 x와 y 좌표값의 중심을 지폐 영상의 중심으로 결정한다.Since the background of the original image obtained from the CIS has a value close to 0 (BLACK) at most gray levels, after binarization based on a threshold value near 0, as shown in FIG. The center of the x and y coordinate values of is determined as the center of the banknote image.

Figure 112007048289923-pat00004
Figure 112007048289923-pat00004

여기서,

Figure 112007048289923-pat00005
는 흰색영역의 픽셀 수이다. here,
Figure 112007048289923-pat00005
Is the number of pixels in the white area.

에지(Edge ( edgeedge ) 추출) extraction

이어, 도 5에 도시한 바와 같이, 이진화된 지폐 영상에 대한 에지 성분을 추출한다. 에지 추출을 위한 컨볼루션(convolution)에 사용한 마스크의 크기는 3×3 이고, 마스크 값은 {1, 1, 1, 1, -8, 1, 1, 1, 1}를 사용한다. Next, as shown in FIG. 5, the edge component of the binarized banknote image is extracted. The size of the mask used for convolution for edge extraction is 3 × 3, and the mask value is {1, 1, 1, 1, -8, 1, 1, 1, 1}.

회전각도 추출Rotation Angle Extraction

회전된 지폐의 보정을 위해서는 획득한 지폐 영상의 회전각도를 알아야 한다. In order to correct the rotated bill, it is necessary to know the rotation angle of the acquired bill image.

구체적으로, 도 6에 나타낸 것처럼, 지폐 영상의 중심점의 x값 xc에서 ±α만큼 떨어진 x점 xc , xc+α에서 y축으로 상단(혹은 하단)에서부터 에지가 나타날 때까지 개별적으로 검색하는 방식으로 두 점 (xc , yc ), (xc , yc )를 찾고, 이 정보를 바탕으로 기울어진 회전각도를 구한다. 이때, 손상된 지폐로 인한 회전각도를 잘못 추출할 가능성이 있으므로 여러 개의 α값을 적용하여 그 기울기의 최빈값을 회전각도로 선택한다.Specifically, as shown in FIG. 6, the x point x c , x c + α separated from the x value x c of the center point of the banknote image by the y axis from the top (or bottom) to the y-axis individually until an edge appears. Find two points (x c , y c ) and (x c + α , y c + α ) by searching with, and find the angle of inclination based on this information. At this time, since there is a possibility of incorrectly extracting the rotation angle due to damaged banknotes, by applying a number of α values, the mode of the tilt is selected as the rotation angle.

Figure 112007048289923-pat00006
Figure 112007048289923-pat00006

회전이동Rotation

도 7에 나타낸 바와 같이, 산출한 회전각도를 이용하여 원 영상을 회전 변환한다.As shown in Fig. 7, the original image is rotated using the calculated rotation angle.

Figure 112007048289923-pat00007
Figure 112007048289923-pat00007

이상과 같은 과정을 통하여 지폐 영상을 보정한 다음, 이하의 단계에서는 주파수영역의 최적 비교를 위하여 영상을 고속 푸리에 변환에 적합한 크기로 압축하는 단계이다. 이들 단계는 의사영역을 구하고 실제 처리영역을 구하는 단계로 이루어진다.After correcting the banknote image through the above process, in the following steps, the image is compressed to a size suitable for fast Fourier transform for optimal comparison of the frequency domain. These steps consist of finding a pseudo region and an actual processing region.

이진화Binarization

먼저, 도 8에 나타낸 바와 같이, 처리할 의사 지폐영역을 추출하기 위하여 지폐영역의 광도의 동적 기준값을 통하여 이진화를 수행한다. 여기서, "이진화"란 일정 임계값을 기준으로 흑백영상으로 변환시키는 것을 의미한다. 또한, 동적 기준값이란 이 과정에서 필요한 일정한 경계값을 영상의 밝기에 따라 동적으로 변화하도록 하는 것을 의미한다. 즉, 일반적으로 사용되는 고정값으로 지정되는 절대값의 임계값이 아니라 이진화 대상 영역의 평균 밝기값에 연동하여 변화하는 임계값을 말한다.First, as shown in FIG. 8, the binarization is performed through the dynamic reference value of the brightness of the banknote area in order to extract the pseudo banknote area to be processed. Here, "binarization" means conversion to a black and white image based on a predetermined threshold value. In addition, the dynamic reference value means that a certain boundary value necessary in this process is dynamically changed according to the brightness of the image. That is, it refers to a threshold value that changes in conjunction with an average brightness value of a binarization target region, not a threshold value of an absolute value that is generally designated as a fixed value.

의사 지폐영역 및 중심점 재추출Reextract Pseudo Banknote Area and Center Point

도 9에 나타낸 바와 같이, 이진화된 영상의 X,Y 사영에서 지폐의 가로와 세 로의 크기에 대한 의사 지폐영역을 구하고 그 사각영역의 중심을 구한다. 즉, 유통되는 지폐는 모서리 부분이 훼손되어 있을 가능성이 크기 때문에, 정확한 지폐영역을 추출하기 전에 의사영역을 구하고 훼손 영역을 배제한 정확한 지폐영역을 구할 필요가 있다.As shown in Fig. 9, in the X and Y projections of the binarized image, the pseudo-bill area for the width and length of the bill is obtained and the center of the rectangular area is obtained. That is, since banknotes in circulation are likely to be damaged, it is necessary to obtain a pseudo area and extract an accurate bill area excluding the damaged area before extracting the correct bill area.

X축에 대한 맞춤 변환Fit transformation for X axis

CIS의 성능에 따라 획득된 지폐 영상이 X축에 대하여 어긋나는 영상이 획득될 수 있다. 따라서, 이러한 기울어진 지폐 영상을 의사 지폐영역에 맞추도록 하기 위하여, 도 10에 나타낸 바와 같이, X축에 대하여 맞춤 변환을 수행한다.An image in which the banknote image obtained according to the performance of the CIS is shifted with respect to the X axis may be obtained. Therefore, in order to fit the tilted banknote image in the pseudo-banknote area, as shown in FIG. 10, a custom transformation is performed on the X-axis.

X, Y 사영에 의한 실제 처리영역 설정Actual processing area setting by X, Y projection

도 11에 나타낸 바와 같이, X,Y 사영정보로부터 실제 처리영역을 결정한다. 여기서, 실제 처리영역이란 지폐의 특징을 포함하고 있는 영역을 말하는데, 예를 들어, 테두리 부분들은 흰색의 여백으로서 모든 지폐의 공통된 특징이므로 불필요하기 때문에 배제할 필요가 있다. 이를 위해, 실제 처리영역은 중심점과 좌단, 중심점과 우단, 중심점과 상단, 중심점과 하단 사이에서 그 사영 값이 최소가 되는 부분으로 결정한다. As shown in Fig. 11, the actual processing area is determined from the X, Y projection information. Here, the actual processing area refers to an area that includes the characteristics of the banknote. For example, the edges are white spaces, which are common features of all banknotes, and thus need to be excluded. For this purpose, the actual processing area is determined as the part where the projection value is minimum between the center point and the left end, the center point and the right end, the center point and the top, and the center point and the bottom.

압축compression

고속 푸리에 변환에서 요구되는 영상은 2의 자승 크기를 가지는 영상이어야 하므로, 도 12에 나타낸 것처럼, 128×128 크기로 상하, 좌우 압축한다. 압축방법은 처리영역에 있는 픽셀을 압축 영상의 크기를 기준으로 평균치를 적용하여 압축한다.Since the image required for the fast Fourier transform should be an image having a square size of 2, as shown in FIG. The compression method compresses pixels in a processing area by applying an average value based on the size of a compressed image.

주파수 추출Frequency extraction

도 13과 같이, 고속 푸리에 변환 알고리즘을 사용하여 압축된 영상에 대한 주파수 정보를 추출한다. As shown in FIG. 13, frequency information of a compressed image is extracted using a fast Fourier transform algorithm.

Figure 112007048289923-pat00008
Figure 112007048289923-pat00008

여기서,

Figure 112007048289923-pat00009
는 지폐 영상의 공간영역의 각 픽셀값이며,
Figure 112007048289923-pat00010
는 푸리에 변환된 공간 주파수 영역의 주파수 값에 해당한다. 주파수 추출은 일반적인 2차원 푸리에 변환식에서 중첩된 합 부분의 분리성질을 이용한다. 먼저 열이나 행 중의 하나의 방향으로 고속 푸리에 변환을 수행하고 그 결과를 이용하여 나머지 한 방향으로 고속 푸리에 변환을 수행하면 2차원 이산 푸리에 변환이 완성된다. 결국 1차원 푸리에 변환을 2번 수행하는 것이다. 이렇게 변환된 결과는 효율적인 유사도 산출 도 13과 같이 중심이 저주파가 되도록 재배치하게 된다.here,
Figure 112007048289923-pat00009
Is the value of each pixel in the space area of the banknote image,
Figure 112007048289923-pat00010
Is the frequency value of the Fourier transformed spatial frequency domain. Frequency extraction uses the separation property of the sum of overlapping parts in the general two-dimensional Fourier transform. First, the fast Fourier transform is performed in one direction of a column or a row, and the fast Fourier transform is performed in the other direction using the result to complete a two-dimensional discrete Fourier transform. In the end, one-dimensional Fourier transform is performed twice. Efficient Similarity Calculation As shown in FIG.

유사도 산출Similarity calculation

유사도 산출은 인식과정과 동일한 처리과정으로 마련된 표준 지폐의 주파수 테이블과 상기한 과정을 통하여 인식된 지폐에 대한 주파수 테이블에 대한 공간주파수별 일대일 유클리디안 거리를 누적한 누적거리를 이용한다. 바람직하게, 이 계산 과정에서 공간주파수영역이 동일한 3/4 사분면을 제외하고 1/2 사분면에 대한 비교만을 수행한다.The similarity calculation uses a frequency table of standard banknotes prepared in the same process as the recognition process and a cumulative distance of one-to-one Euclidean distances by spatial frequencies of the frequency table for the banknotes recognized through the above process. Preferably, in this calculation, a comparison is made only for the 1/2 quadrant except for the third quarter where the spatial frequency domain is the same.

즉, 유사도 산출은 공간영역과 달리 공간 주파수영역에 대한 비교를 통하여 행하여 지는데, 비교 기준을 공간영역에서와 같이 설정할 필요가 없이, 공간 주파수영역에 대한 일대일 대응관계가 성립하므로 일반적인 누적 유클리디언값을 각 참조지폐에 대하여 계산하고 그 최고값에 해당하는 카테고리를 인식 결과로 결정한다. In other words, the similarity calculation is performed by comparing the spatial frequency domain unlike the spatial domain. Since the one-to-one correspondence is established in the spatial frequency domain without having to set the comparison criteria as in the spatial domain, the general cumulative Euclidean value is obtained. Is calculated for each reference bill and the category corresponding to the highest value is determined as the recognition result.

이 방법은, 가령 상호 상관관계법에 의해 이루어진다. 이 식은This method is achieved by, for example, a mutual correlation method. This expression

Figure 112007048289923-pat00011
Figure 112007048289923-pat00011

여기서, I(x, y), Q(x-k, y+l)는 비교 대상이 되는 각각의 주파수영역 값의 크기를 나타낸다. 즉, 질의 영상의 주파수 변환값은 비교대상 영상의 주파수 변환값에 대하여 좌표값 k, l만큼 이동되어 각각의

Figure 112007048289923-pat00012
값을 산출한다.Here, I (x, y) and Q (xk, y + l) represent the magnitude of each frequency domain value to be compared. That is, the frequency transform value of the query image is shifted by the coordinate values k and l with respect to the frequency transform value of the comparison target image.
Figure 112007048289923-pat00012
Calculate the value.

지폐 분류Bill classification

상기 추출한 공간주파수로부터 미리 작성되어 저장된 공간주파수 특징 데이 터베이스에 기초하여 공간주파수 특징의 상호 유사도 계산에 의해 지폐를 분류한다.Banknotes are classified by calculating mutual similarity of spatial frequency features based on the spatial frequency feature database previously created and stored from the extracted spatial frequencies.

이와 같은 과정을 포함하는 영상 처리방법은 지폐정사기(Banknote Discriminator, Banknote Sorting Machine), 이권종지폐처리기(Banknote Denominator), 지폐인식기(Banknote Recognizer), 고급 계수기(High Performance Banknote Counter), ATM(Automated Teller Machine), 또는 KIOSK의 영상처리에 직접 적용될 수 있다.The image processing method including this process is Banknote Discriminator, Banknote Sorting Machine, Banknote Denominator, Banknote Recognizer, High Performance Banknote Counter, ATM (Automated) Teller Machine), or KIOSK image processing can be applied directly.

본 발명에서 기술한 각 단계들은 프로그램화되어 컴퓨터로 하여금 상기한 처리를 수행하도록 할 수 있고, 또한 각 단계들의 처리를 수행하는 기능모듈의 부분 또는 전부를 포함하는 집적회로를 구현할 수도 있다.Each of the steps described in the present invention may be programmed to allow a computer to perform the above-described processing, and may also implement an integrated circuit including part or all of a functional module that performs the processing of each of the steps.

따라서, 본 발명에 따른 상기 각 단계를 수행하는 한, 실행 방식에 대해서는 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.Thus, as long as each of the above steps according to the present invention is performed, the implementation manner is not limited, and various modifications are possible.

본 발명에서 제안한 에지 검색에 의한 에지 검출은, 종래 4 방향 검색에 의한 4 변의 검출과 달리, 훼손에 의한 요철 부분의 검출 오류를 쉽게 배제할 수 있다.Edge detection by the edge search proposed in the present invention, unlike the detection of four sides by the conventional four-way search, can easily exclude the detection error of the uneven portion due to damage.

본 발명에 따른 방법에서 푸리에 변환은 회전과 크기 변화에 따라 공간주파수의 배치가 변하지만 영상의 천이에서는 변하지 않으므로, 영상의 천이에 대해서는 공간영역에 대한 처리보다 강력하다.In the method according to the present invention, since the arrangement of spatial frequencies changes according to rotation and change of magnitude, the Fourier transform does not change in the transition of the image, and thus is more powerful than the processing for the spatial domain.

또한, 인식율의 변동 없이 처리 시간의 향상을 기대할 수 있다.In addition, an improvement in processing time can be expected without a change in recognition rate.

기존의 공간영역에 대한 상호 상관관계법(cross-correlation)과 비교할 때, 기준 픽셀의 설정이 필요하지 않다.Compared with the cross-correlation of the existing spatial domain, the setting of the reference pixel is not necessary.

Claims (5)

삭제delete 이미지 센서로부터 획득한 지폐 영상을 회전 보정하는 단계;Rotationally correcting the banknote image obtained from the image sensor; 상기 회전 보정된 지폐 영상을 주파수영역의 최적 비교를 위하여 고속 푸리에 변환에 적합한 지폐 영상으로 변환하는 단계; Converting the rotationally corrected banknote image into a banknote image suitable for fast Fourier transform for optimal comparison of frequency domains; 고속 푸리에 변환 알고리즘을 이용하여 상기 변환된 영상에 대한 주파수 정보를 추출하는 단계; 및Extracting frequency information of the transformed image using a fast Fourier transform algorithm; And 상기 추출한 주파수 정보와 표준 지폐의 주파수 정보를 비교하여 유사도를 산출하는 단계를 포함하고, Comparing the extracted frequency information and the frequency information of the standard bill to calculate the similarity, 상기 회전 보정 단계는,The rotation correction step, 상기 획득한 지폐 영상의 중심점을 산출하는 단계;Calculating a center point of the acquired banknote image; 상기 지폐 영상에 대한 에지 성분을 추출하는 단계;Extracting an edge component for the banknote image; 상기 획득한 지폐 영상의 회전각도를 산출하는 단계; 및Calculating a rotation angle of the obtained banknote image; And 상기 산출된 회전각도를 이용하여 상기 획득한 지폐 영상을 회전 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수영역을 이용한 지폐의 유사도 측정방법.And using the calculated rotation angle to rotate the obtained banknote image in a similarity degree of the banknote using the frequency domain. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 변환 단계는,The conversion step, 지폐영역의 광도의 동적 기준값을 이용하여 이진화를 수행하여 훼손 영역을 배제하고, 상기 이진화된 지폐 영상의 X 및 Y 사영으로부터 의사 지폐영역을 구하고, 상기 의사 지폐영역의 중심점을 산출하는 단계;Performing a binarization using the dynamic reference value of the luminance of the bill area to exclude the damaged area, obtaining a pseudo bill area from the X and Y projections of the binarized bill image, and calculating a center point of the pseudo bill area; X 및 Y 사영 정보로부터 지폐의 특징을 포함하는 실제 처리영역을 결정하는 단계; 및Determining an actual processing area including the feature of the bill from the X and Y projective information; And 상기 실제 처리영역을 압축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수영역을 이용한 지폐의 유사도 측정방법.And measuring the similarity of bills using the frequency domain, comprising compressing the actual processing region. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 의사 지폐영역을 구한 후, 상기 이진화된 지폐 영상을 상기 의사 지폐영역에 맞추도록 X축에 대해 맞춤 변환하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수영역을 이용한 지폐의 유사도 측정방법.And obtaining a pseudo-bill region, and further, performing a custom transformation on the X-axis to fit the binarized banknote image to the pseudo-bill region. 이미지 센서로부터 획득한 지폐 영상을 회전 보정하는 단계;Rotationally correcting the banknote image obtained from the image sensor; 상기 회전 보정된 지폐 영상을 주파수영역의 최적 비교를 위하여 고속 푸리에 변환에 적합한 지폐 영상으로 변환하는 단계; Converting the rotationally corrected banknote image into a banknote image suitable for fast Fourier transform for optimal comparison of frequency domains; 고속 푸리에 변환 알고리즘을 이용하여 상기 변환된 영상에 대한 주파수 정보를 추출하는 단계; 및Extracting frequency information of the transformed image using a fast Fourier transform algorithm; And 상기 추출한 주파수 정보와 표준 지폐의 주파수 정보를 비교하여 유사도를 산출하는 단계를 포함하고,Comparing the extracted frequency information and the frequency information of the standard bill to calculate the similarity, 주파수 추출은 다음의 식을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 주파수영역을 이용한 지폐의 유사도 측정방법.Frequency extraction is a method of measuring the similarity of bills using the frequency domain, characterized in that performed using the following equation.
Figure 112008073171416-pat00013
Figure 112008073171416-pat00013
(여기서,
Figure 112008073171416-pat00014
는 지폐 영상의 공간영역의 각 픽셀값이며,
Figure 112008073171416-pat00015
는 푸리에 변환된 공간 주파수 영역의 주파수 값이다)
(here,
Figure 112008073171416-pat00014
Is the value of each pixel in the space area of the banknote image,
Figure 112008073171416-pat00015
Is the frequency value of the Fourier transform space frequency domain)
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