KR101142025B1

KR101142025B1 - 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법 및 기록매체

Info

Publication number: KR101142025B1
Application number: KR1020100027473A
Authority: KR
Inventors: 이중; 이영수; 김준석; 문기웅; 박병욱
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2012-06-27
Also published as: KR20110108139A

Abstract

본 발명은 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법에 관한 것으로, 위조 판독 대상이 되는 인영 이미지에 대해 2차원 이미지를 획득하는 단계, 상기 위조 판독 대상이 되는 인영 이미지에 대해 3차원 이미지를 획득하는 단계, 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 단계, 상기 2차원 이미지에서 인주영역을 분리하는 단계, 상기 3차원 이미지에서 날인 압력 영향부를 분리하는 단계, 2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 날인 압력 영향부로부터 특성값을 연산하여 진위여부를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 인주영역에 대한 날인 압력 검출을 통해 전사 인영의 위조 여부를 용이하게 판단할 수 있는 이점이 있다.

Description

날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법 및 기록매체{A Method for Detecting the Forged Sealing by Detecting a Sealing Pressure-Affected Zone and the Recording Media}

본 발명은 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 인영의 날인 압력으로 인해 미치는 압력 영향부를 검출하여 인영의 진위여부를 판단하는 검출방법에 관한 것이다.

인장이라는 것은 자기 성명 또는 관명을 인장면에 조각한 것이고, 인영은 인장에 인주를 묻혀 압연한 흔적을 말한다. 인장은 고대 메소포타미아에서 유래되었는데. 자신의 소유물임을 표시하기 위해 돌과 점토, 뼈, 조개 등으로 만들었다. 중국의 경우는 주나라 때부터 사용되었으며, 한국의 경우는 한사군의 하나인 낙랑시대에 대동강 유역에서 인장이 출토되었으며, 안압지에서도 신라시대 인장의 발견되었다. 현재에는 한국, 일본, 중국 등 동양권에서 본인을 확인하는 수단으로 널리 사용되고 있다.

한국에서는 인감제출을 요구하는 행정기관 사무가 240여종, 사적 거래가 수십여 종에 달하는 등 부동산 등 주요 재산의 소유권 이전이나 저당권 설정과 같은 중요한 법률행위에서 인영이 필수적이다. 인장이 이와 같은 중요한 거래 및 본인 확인 기능에 사용되고 있어 이를 위조하는 범죄 또한 날로 늘어나고 있다.

예전에는 인장을 위조하는 방법으로 반투명지에 인장을 날인한 후 인영면을 뒤집어, 복제하려는 인장에 부착 후 수작업으로 조각하는 방법을 사용하였다. 그러나 이러한 방법은 원본인장과 오차가 많아 최근에는 사용되지 않는다. 최근에 많이 사용되는 방법으로는 사진 평판술(photolithography)로서 원본인장이 날인되어 만들어진 인영을 촬영한 후 금속판이나, 수지판에 부식(식각)시켜 복제도장을 만드는 것이다. 이러한 방법으로 만들어진 복제도장 또는 복제도장으로 날인된 인영은 사진촬영과정에서의 오류로 인해 원본인장과 차이점이 많이 발견된다. 최근에는 인영을 촬영하지 않고 스캔하여 필름에 프린트한 후 이 프린트물을 광반응물질(Photoactive compound, PAC) 위에 밀착하여 인화한 후 용매(solvent)로 녹여 복제 도장을 만든다. 이러한 방법으로 제조된 복제도장 및 복제도장으로 날인한 인영은 규격이 거의 동일하여 원본인장이나 원본인영으로부터 가려내기 힘들다. 그러나 이러한 방법으로 만든 복제도장도 자외선 노광 중 과다, 과소 노출, 용매에 과다 또는 과소 용해되는 등 복제 과정에 미세한 오류는 발생하게 된다.

최근에는 컴퓨터의 발달로 인장조각기를 이용하여 복제하는 경향이 있다. 이 방법은 CAM(computer aided manufacturing)의 일종으로 복제하려는 인장을 스캐너를 이용하여 컴퓨터에 입력한 후 복제하려는 인장과 크기가 동일한 재료를 기기에 세팅하여 놓고, 크기를 맞춘 후 컴퓨터에 명령을 입력하면 컴퓨터에 연결된 드릴이나 레이저가 입력된 대로 동일하게 조각을 한다. 이러한 방법으로 위조된 복제도장은 매우 정교하여 원본인장과 거의 차이가 없으나 크기를 맞추는 과정이나 복제인장이 평행하게 놓여있지 않거나 크기가 원본과 미세하게라도 상이한 경우 오차가 발생하게 된다.

인영의 위조식별기술로서는 현미경 등과 같은 기기 등을 사용하여 인영에 나타나는 미세한 흠, 패인 부분, 돌출 부분들을 비교 관찰하거나 원본인영과 비교할 인영(이하에서 '비교인영'이라 한다)을 동일한 조건에서 확대 촬영한 후 이를 중첩시켜 관찰하는 수퍼임포즈(Superimpose) 검사법이 주로 사용된다. 예전에는 음화(Negative Film)를 이용한 사진학적 방법이 주로 쓰였는데 요즈음에는 VSC5000같은 영상처리기기로 비교하는 경우가 많다. 이외에 윤곽선을 비교하기 위해서 비교인영을 수동으로 트레이스 하는 방법이나 사진 처리에 의해 윤곽선을 추출하는 방법이 사용되어 왔지만 수동에 의한 트레이스는 처리 과정의 재현성에 문제가 있을 수 있으며, 사진 처리에 의한 윤곽선 추출은 전용 광학적 장치나 고도한 사진 기술, 그리고 수 시간의 작업 시간을 필요로 한다. 이런 방법들은 글자의 방해, 인주의 농담 차이 등으로 인해 정밀하게 관찰하기가 어렵다. 그리고 상기의 방법들은 인간의 눈으로 보는 것에 의한 검사이므로 일반인과 전문가와의 차이가 있으며, 전문가라 하여도 주관적인 판단에 의할 수밖에 없었으므로 인영 감정인마다 차이가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

전사란, 도 1을 참조하면, 인장의 위조를 위한 하나의 방법으로 원본인영 위에 흡유성의 매체를 밀착하여 인영부분을 고정시킨 후 일정한 힘을 가하면서 강하게 마찰하여 인영을 일단 매체의 면에 전이해서 얻은 것을 다른 종이 위에 재전이하여 마치 원본인영처럼 만드는 수법이다. 전사에 사용되는 매체는 실험용 밀봉필름(para film 또는 laboratory sealing film), 껌 종이 또는 인주가 마르지 않은 경우 일반 종이가 될 수 있다. 이 방법은 비교적 위조 방법이 쉽고 정교한 위조 인영을 얻을 수 있다는 장점으로 상대적으로 널리 사용되고 있다. 위조된 인영의 외곽이나 크기가 원본인영과 유사하여 구별이 힘들지만, 인영을 찍을 당시 용지면에 나타난 인주의 부착상태가 다르고 인영 주변에 마찰흔이 나타난다.

널리 쓰이는 법과학적 전사 인영 검출 방법은 현미경을 이용하여 인주부착 상태와 조명의 각도에 따라 마찰에 의한 용지면의 변형 상태를 검사한다. 이와는 별도로 마찰에 의하여 전사 매체물이 위조 인영근처의 종이에 묻어 있기 때문에 다파장 광원을 이용하여 형광반응을 확인하거나, FT-IR(Fourier Transformed Infrared Spectroscopy) 등 기타 분석기기를 이용하여 매체물을 확인하기도 한다. 여러 가지 방법이 있으나, 일반종이를 전사한 경우 화학적 방법으로 검출이 곤란하기도 하고, 화학적 방법은 증거물을 파괴하는 파괴 시험이므로 실제적으로는 시행하기가 곤란한 경우가 많다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 인영의 정교한 위조를 위해 인영을 날인하고 동시에 위조성 압력을 가하는 방식의 전사 위조 인영을 검출할 때 상기 인영의 날인 압력으로 인한 압력 영향부를 검출하여 인영의 진위여부를 검출할 수 있는 판독방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위조 판독 대상이 되는 인영 이미지에 대해 2차원 이미지를 획득하는 단계, 상기 위조 판독 대상이 되는 인영 이미지에 대해 3차원 이미지를 획득하는 단계, 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 단계, 상기 2차원 이미지에서 인주영역을 분리하는 단계, 상기 3차원 이미지에서 날인 압력 영향부를 분리하는 단계, 2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 날인 압력 영향부로부터 특성값을 연산하여 진위여부를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 단계는, x, y축으로 이동, 회전 변위, 동일배율로 확대하여 정합시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 단계는,

수학식

(식에서, x₀, y₀는 평행 이동 변위를, s는 스케일을, θ는 회전 각도를 의미)를 통해 정합시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정합단계는, 상기 2차원 이미지에 포인트를 설정하고, 상기 포인트를 기준으로 x, y축으로 이동, 회전 변위, 동일배율로 확대하여 정합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차원 이미지의 날인 압력 영향부는 상기 2차원 이미지에서 인주영역을 확장하고, 확장된 2차원 이미지를 마스크 이미지로 하여 상기 3차원 이미지에 적용함으로써 획득된 2차원 마스크 이미지에 포함된 날인 압력 영향부인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차원 이미지는, 모폴리지 기법의 확장을 통해 인주영역을 확장시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진위여부 검출단계는, 2차원 이미지의 인주영역에 대해 3차원 이미지의 2차원 마스크 이미지에 포함된 날인 압력 영향부가 얼마만큼 검출되었는지를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진위여부를 검출하는 단계는, 2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 상이한 정도를 나타내는 에러율을 산출하는 단계, 인주영역에 대해 내부에 차 있는 정도의 충진율(packing rate)을 산출하는 단계 및 상기 에러율에 충진율을 반영하여 에러율을 검출하는 단계로 구성되어 특성값을 구해 위조여부를 판독하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에러율은, 2차원 이미지의 인주영역의 유효면적 n(A)에서 벗어난 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 유효면적을 n(B_out)로 할 때, 수학식

을 통해 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충진율은,

수학식

(여기에서 n(A)는 2차원 이미지의 인주영역의 유효면적이며, n(B)는 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 유효면적이며, n(Bout)은 2차원 이미지에서 벗어난 3차원 이미지의 면적을 의미)을 통해 산출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에러율을 검출하는 단계는, 상기 에러율에 충진율을 반영한 에러율로 하며, 이는 수학식

에 해당하는 것을 특징으로 한다.

또한 발명은, 위조 판독 대상이 되는 인영에 대해 2차원 이미지와 3차원 이미지를 저장한 후 x, y축 이동, 회전 변위, 확대 변환하여 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 기능, 2차원 이미지에 대해 인주영역만을 분리하는 기능, 상기 2차원 이미지의 인주영역을 확장 적용하여 마스크 이미지를 생성하고, 상기 마스크 이미지를 이용하여 3차원 이미지에서 마스크 이미지에 포함된 날인 압력 영향부를 분리하는 기능, 상기 2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 마스크 이미지에 포함된 날인 압력 영향부을 비교하고 특성값을 산출하여 위조 여부를 판독하는 기능;을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 전사 위조 인영에 있어 인영의 인주영역에 대해 2차원 이미지와 3차원 이미지를 비교하여 3차원 이미지에서 날인 압력 영향부가 얼마만큼 존재하는지를 검출하여 해당 인영이 실제 인영으로 날인된 것인지 전사 위조 후 위조성 압력(예를 들면, 민무늬 위조 인장)을 가했는지 여부를 검출함으로써, 법과학적 수사에 있어 한 층 더 정밀한 위조인영을 검출할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 위조를 위해 여러 매체를 이용하여 전사된 인영 상태를 나타낸 도면,
도 2는 2차원 인영 영상을 획득한 상태를 나타낸 도면,
도 3a는 3차원적으로 획득한 인영 이미지와 이에 깊이 정보를 가색상(pseudo color)으로 나타낸 도면,
도 3b는 시간이 경과된 후에도 인영의 날인 압력 존재여부를 확인하기 위해 3차원 측정기로 측정하여 2차원적 이미지인 3차원 이미지로 획득한 결과를 나타낸 도면,
도 4a는 도 2의 2차원 인영 영상에서 인주영역만을 분리한 영상을 나타낸 도면,
도 4b는 인영의 영역분리 과정을 나타낸 실제도,
도 5는 3차원 이미지로부터 획득한 날인 압력 영향부를 나타낸 도면,
도 6은 3차원 이미지에서 인주영역을 분리하기 위해 적용되는 마스크 제조를 위해 2차원 이미지의 확장 예를 설명하기 위하여 나타낸 도면,
도 7은 2차원 이미지에서 확장이 적용된 상태의 인주영역을 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 확장된 2차원 마스크 이미지를 이용하여 3차원 이미지에서 분리된 인주영역을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법의 순서도,
도 10은 인영의 충진율과 에러율을 설명하기 위한 도면,
도 11은 원본인영과 전사 인영을 통해 분리된 3차원 이미지를 나타낸 실시예도,
도 12는 원본인영들과 전사 위조 인영들에 대한 충진율과 에러율을 나타낸 그래프,
도 13은 원본인영들과 전사 위조 인영들에 대한 시험결과를 나타낸 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법은, 위조 판독 대상이 되는 인영 이미지에 대해 2차원 이미지를 획득하는 단계, 상기 위조 판독 대상이 되는 인영 이미지에 대해 3차원 이미지를 획득하는 단계, 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 단계, 상기 2차원 이미지에서 인주영역을 분리하는 단계, 상기 3차원 이미지에서 날인 압력 영향부를 분리하는 단계, 2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 날인 압력 영향부로부터 특성값을 연산하여 진위여부를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

우선, 날인 압력 영향부(날인 압력에 의해 변형된 매체 부분)를 검출하여 해당 인영의 진위여부를 검출하기 위해서는 날인된 인영에 대해 2차원 이미지와 3차원적 측정을 통해 획득한 이미지의 평면상 2차원적 이미지(이하, "3차원 이미지"라고 함)를 획득한다(S100, S200). 2차원 이미지를 획득하기 위해서는 날인된 판독 대상 인영을 스캐닝하여 획득하거나 이미지를 촬영하여 영상으로 획득할 수 있다. 따라서, 우선 날인 압력 영향부 검출을 통해 해당 인영이 원본 인장으로 날인된 것인지, 전사를 통한 위조 후 임의의 압력을 가하여 날인한 것인지 여부를 검출하기 위해서는 해당 인영에 대해 2차원 이미지를 획득하게 된다. 도 2는 날인된 인영을 2차원 이미지로 획득한 결과를 도시하고 있다.

3차원적으로 이미지를 획득하기 위해서는 여러 가지 기법을 통해 날인된 인영의 3차원적으로 이미지를 획득할 수 있는데, 다양한 공지의 기술이 적용될 수 있다. 측정방식에 있어 접촉 방식과 비접촉 방식이 있으나, 접촉 방식의 경우 종이에 날인된 인영을 훼손시킬 수 있기 때문에 사용하지 않고, 바람직한 예로 비접촉 방식의 측정법을 사용한다. 비접촉식 방식에서도 광투영 측정법에 해당하는 모아레 측정법, 공간부호화법, 광삼각법, 광위상 간섭법이 있으며, 간섭법으로 단파장, 다파장 간섭 알고리즘을 적용한 측정법 그리고 공초점 측정법이 있으나, 본 발명의 일실시예로, 광위상 간섭법을 이용하여 인영의 3차원으로 이미지를 획득한다. 3차원 이미지는 3차원 측정기로 측정하여 획득한 데이터를 2차원 이미지로 저장한 것이다.

도 3a는 3차원적으로 획득한 인영 이미지와 이에 깊이 정보를 가색상으로 나타낸 도면이다. 왼쪽은 3차원 측정을 통해 인영을 3차원 이미지로 획득한 것이며, 오른쪽은 3차원 이미지를 가색상(pseude color)으로 나타낸 것으로, 다시 설명하자면, 왼쪽 이미지에서 짙은 부분은 깊이가 깊은 부분이고, 밝은 부분은 깊이가 낮을 부분에 해당한다. 오른쪽 이미지에서는 청색 계열이 깊은 부분을 나타내고 붉은색 계열이 낮은 부분에 해당하는 것으로, 본 발명을 달성하고자 종이에 날인된 흔적에 대한 3차원 계측 결과 약 15㎛ 깊이의 흔적이 계측되었다.

도 3b는 시간이 경과된 후에도 인영의 날인 압력 영향부의 존재여부를 확인하기 위해 3차원 이미지로 획득한 결과를 나타낸 도면이다. (a)는 대략 1년 전에 날인된 인영에 대한 3차원 이미지를 나타내며, (b)는 10년 전 날인된 인영에 대한 3차원 이미지, (c)는 16년 전에 날인된 인영에 대한 3차원 이미지를 나타내고 있다. 이러한 결과를 통해 날인된 인영이 날인 종이에 반영구적 날인 압력을 오랜 시간 유지하고 있음을 알 수 있다.

상기 2차원 이미지와 3차원 이미지 획득단계(S100, S200)에서 획득한 각 이미지의 스케일은 다를 수 있기 때문에 이미지를 획득한 후에는 정합단계(S300)를 거쳐 크기가 동일하도록 만들어 준다. 정합과정을 설명하면, 2차원 이미지와 3차원 이미지를 동일배율로 확대 및 이동, 회전 변환하여 정합한다.

정합을 위하여 인영이 날인된 매체(예를 들면, 종이)에 4개의 포인트를 표시한다. 상기 4개의 포인트는 인주영역 주변으로 표시할 수 있다. 상기와 같이 포인트들을 표시한 후 2차원 이미지를 획득하면 2차원 이미지에는 4개의 포인트가 구비된다. 마찬가지로 3차원 이미지에도 4개의 포인트가 구비된다. 상기에서 2차원 이미지에 나타난 포인트와 3차원 이미지에 나타난 포인트는 각각 같은 지점이므로 이들을 이용하여 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합한다. 아래 수학식 1은 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합하기 위한 계산식이다. 아래에서 x', y'는 2차원 이미지상의 포인트의 좌표이며, x, y는 3차원 이미지상의 포인트 좌표이다.

x, y가 3차원 이미지상의 포인트의 좌표이고, x', y'가 2차원 이미지상의 포인트의 좌표로 될 수도 있다.

위 수학식 1에서 첫 번째 매트릭스는 변위, 두 번째 매트릭스는 스케일, 세 번째는 회전 변위를 나타낸다.
위 수학식 1에서 첫 번째 매트릭스만 있다고 가정하고 행렬식을 풀어쓰면,
x'=x+x₀, y'=y+y₀가 되며, 2차원 이미지상의 포인트 좌표 (x', y')와 3차원 이미지상의 포인트 좌표 (x, y)의 관계에서 2차원 이미지상의 포인트 좌표 (x', y')는 3차원 이미지상의 포인트 좌표 (x, y)를 (x₀, y₀) 만큼 평행 이동시킨 것이 되며. 따라서 x₀, y₀는 평행 이동된 변위값을 의미한다.
두 번째 매트릭스만 있다고 가정하고 행렬식을 풀어쓰면,
x'=sx, y'=sy가 되며, 2차원 이미지상의 포인트 좌표 (x', y')와 3차원 이미지상의 포인트 좌표 (x, y)의 관계에서 2차원 이미지상의 포인트 좌표 (x', y')는 3차원 이미지상의 포인트 좌표 (x, y)를 x, y축으로 s만큼 확대 또는 축소시킨 좌표이다. 따라서 s는 스케일, 즉 확대 또는 축소되는 비를 의미한다.
세 번째 매트릭스만 있다고 가정하고 행렬식을 풀어쓰면,
x'=xcosθ-ysinθ, y'=xsinθ+ycosθ가 되며, 2차원 이미지상의 포인트 좌표 (x', y')와 3차원 이미지상의 포인트 좌표 (x, y)의 관계에서 2차원 이미지상의 포인트 좌표 (x', y')는 3차원 이미지상의 포인트 좌표(x, y)를 θ만큼 회전시킨 좌표이다. 따라서 θ는 회전각도를 의미한다.
2차원 이미지상의 포인트 좌표 (x', y')와 3차원 이미지상의 포인트 좌표 (x, y)의 관계에서 평행이동, 확대 또는 축소, 회전을 모두 포함시켜 연산하는 식이 수학식 1이며, 수학식 1에서 x₀, y₀는 평행 이동 변위값을 의미하고, s는 스케일 즉 확대 또는 축소되는 비를 의미하고, θ는 회전각도를 의미한다.
포인트가 4개인 경우, 각 포인트에 대한 2차원 이미지상의 좌표와 3차원 이미지상의 좌표를 수학식 1에 대입하면, 8개의 방정식이 얻어지며, 미지수는 4개이므로 이를 연산하여 (x₀, y₀, s, θ)를 계산할 수 있다. 예를 들어 초기

값을 4개의 기준점에 대한 평균 각도로 하면 행렬의 선형방정식의 과결정 시스템(overdetermined system)이 된다. 최소자승법(least square solution)에 의해 최적의 변형 파라메타(s, x₀, y₀)를 계산 후 다시 마쿼드 비선형 해석을 통해 최적의 변형 변수(θ, s, x₀, y₀)를 계산한다.

다음으로 2차원 이미지에서 인주영역과 3차원 이미지에서 날인 압력 영향부를 분리하는 과정이다(S400, S500). 도 4a는 도 2의 2차원 이미지에서 인주영역만을 분리한 영상을 나타낸 도면으로, 본 발명에서는 이미지에서 영역분리를 위해 인주 색상이 적색(또는 붉은색)이라는 점을 착안하여 인주영역 부분을 적색성분으로, 문자영역을 녹색성분으로 하여 분리한다. 먼저 적색 계열의 인주영역 부분을 분리하는데, 이때 임계값(threshold value)의 설정은 전역적 히스토그램의 통계적인 방법을 이용한 Otsu의 알고리즘(클래스간 분산을 이용한 방법)을 이용한다. 상기 Otsu 알고리즘은 어떤 수치에서 임계점을 잡기 애매할 때 두 개의 히스토그램에서 중간 값을 잡아주어 임계점을 비교적 정확하게 설정하도록 하기 위한 것으로, 이는 공지의 기술임으로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이후 다시 인주영역 부분을 제외한 히스토그램에서 다시 한번 임계치를 주어 배경과 글자를 분리한다. 이를 상세히 설명하면, 도 4b의 첫 번째 이미지로 보면 입력영상에서 인영 적색부분(인주영역)은 배경영역과 글자영역과 비교 했을 때 강도차가 크다. 이때 밝기값 히스토그램에서 기준점(분포도가 크게 차이나는 지점)을 설정하여 기준점 이상의 값을 인주영역으로 한다. 인주영역의 부분은 적색임으로 픽셀(pixel)의 적색 강도값은 크고 녹색값은 작다. 배경영역의 픽셀은 흰색임으로 적색 강도와 녹색 강도로 볼 때 어느 값에 가까운 값에 해당한다. 따라서 배경영역의 픽셀 부분은 적색, 녹색 강도값으로 볼 때 0에 가까운 값이다. 그러므로 적색과 녹색의 강도차가 어느 값 이상인 값의 픽셀 부분만 남기고 나머지는 적색(인주영역)으로 처리하여 인영영역만 분리한다. 이와 같은 방법으로 글자영역도 분리시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예로 적색성분과 녹색성분간의 강도차를 이용하여 분리하였지만, 적색 인주뿐만 아니라 다양한 인주(예를 들면, 스탬프)의 색상에 따라 색상성분을 달리 적용하여 상기 과정을 통해 분리할 수 있음은 물론이다. 본 발명에서는 적색성분과 녹색성분간의 차이를 이용하여 다양한 종이와 인주에 대해서 안정적으로 인영부분만을 분리할 수 있는 이점이 있다.

도 5는 3차원 이미지로부터 획득한 날인 압력 영향부를 나타낸 도면이다. 3차원 이미지에서 인주영역 분리는 깊이를 표현하는 밝기값(Gray level)에 대해 2차원 이미지 분리와 같이 동일한 방법으로 Otsu 알고리즘을 이용하여 분리한다. 하지만, 3차원 이미지의 경우 눌린 흔적이나 날인 종이 표면의 미세한 굴곡 등이 영상의 노이즈로 나타날 수 있기 때문에 날인 압력 검출에 장애를 줄 수 있다. 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 2차원 이미지에서 분리된 인주영역을 모폴리지 기법 중 확장(Dilation)을 적용하여 이를 3차원 이미지의 인주영역을 분리를 위한 마스크 이미지로 사용한다. 도 6은 3차원 이미지에서 인주영역을 분리하기 위해 적용되는 마스크 제조를 위해 2차원 이미지의 확장 예를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 일예로 " I "형 인주영역에서 점선으로 표시된 부분까지 확장 적용하여 3차원 이미지에서 마스크 영역에 포함되는 날인 압력 영향부를 분리한다.

2차원 이미지의 확장 적용을 통해 준비된 마스크를 이용하여 3차원 이미지의 마스크 영역에 포함되는 날인 압력 영향부를 분리한 상태를 도 8에서 나타내고 있다. 이렇게 준비된 마스크 이미지를 이용하여 3차원 이미지에서 마스크 영역에 포함되는 날인 압력 영향부를 도 8에 나타내고 있다. 3차원 이미지의 마스크 영역에 포함되는 날인 압력 영향부 분리에서는 마스크 이미지 영역을 뺀 나머지 영역에 대해서는 모두 제외시켜 3차원 이미지에서 마스크 영역에 포함되는 날인 압력 영향부를 분리하게 된다. 다시 말해 3차원 이미지의 마스크 영역에 포함되는 날인 압력 영향부는 마스크에 포함된 날인 압력 영향부에 해당한다.

도 9는 본 발명에 따른 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법의 순서도이다. 앞서 언급한 바와 같이 위조 판단 대상이 되는 날인 인영에 대해 우선 2차원 이미지와 3차원 이미지를 각각 획득하고(S100, S200), 각각의 이미지를 정합시킨(S300) 후 2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 날인 압력 영향부를 분리한다(S400, S500). 그리고 마지막으로 분리된 인주영역과 날인 압력 영향부의 일치 여부를 비교하여 특성값을 연산함으로써 전사 위조 여부를 검출한다(S600).

본 발명에서는 두 이미지(2차원 인주영역, 3차원 날인 압력 영향부)의 일치여부를 확인하기 위해 인주영역을 겹친 후 날인 압력 영향부 부분이 얼마나 검출되었는지 즉, 2차원 인주영역에서 얼마만큼의 날인 압력 영향부가 검출되었는지를 확인함으로써 위조 여부를 판단한다. 전사 위조 여부 검증을 위해서 사용되는 집합은 아래와 같다.

상기 특성값을 비교하여 전사 위조 여부를 검출하는 단계(S600)는, 2차원 이미지와 3차원 이미지의 상이한 정도를 나타내는 에러율(ε)을 산출하는 단계와, 인주가 묻어 있는 충진율(PR 또는 ρ, packing rate)을 산출하는 단계 및 상기 에러율(ε)에 충진율(PR)을 반영한 에러율(ε₁)을 검출하는 단계로 구성된다.

에러율(ε)은 인주영역과 날인 압력 영향부의 상이한 정도를 나타낸 것으로, 2차원 이미지의 유효면적인 n(A)에 대한 벗어나는 3차원 이미지의 면적인 n(B_out)의 비로 아래 수학식 3과 같이 표현할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 "A"자 인영에 있어 2차원 이미지의 인주 영역의 유효면적은 n(A)에 해당하고, 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 유효면적은 n(B)에 해당되며, 2차원 이미지의 인주 영역에서 벗어난 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 면적은 n(Bout)로 나타내고 있다.

또한, 인주영역의 외곽선이 그리는 면적에 대하여 내부가 얼마나 충분히 차 있는가를 충진율(PR, packing rate)로 정의하며, 수학식 4와 같이 표현된다.

상기 식에서도, n(A)는 2차원 이미지의 인주영역의 유효면적이며, n(B)는 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 유효면적이며, n(Bout)은 2차원 이미지에서 벗어난 3차원 이미지의 면적에 해당된다.

상기 2차원 이미지과 3차원 이미지 간의 유사정도를 나타내는 에러율(ε)은 충진율(PR)을 반영함으로써 아래 수학식 5와 같이 표현된다.

상기 식에서 ε₁은 충진율(PR)을 반영한 에러율이다.

따라서, 에러율(ε)이 작을수록 원본과 동일성이 큰 인영이 되며, 에러율(ε)이 클수록 원본과의 동일성이 낮은 인영에 해당한다. 연산된 충진율(PR)이 0에 가깝게 되면 원본인영과 동일성이 낮은 인영이며, 1에 가깝게 되면 원본인영과 동일성이 큰 인영인 것이다.

도 11은 원본인영과 전사 인영을 통해 분리된 3차원 이미지를 나타낸 예시도이다. 상술한 바와 같이 기술적 구성을 통해 본 발명에서는 인영의 전사여부를 판단하기 위한 성능 평가에 있어 약간의 쿠션이 있는 곳(몇장의 백상지) 위에 날인한 것(a ; Original)과, 아무 쿠션이 없는 딱딱한 곳에 날인한 것(b ; Hard)과, 날인 흔적을 없애려고 인장으로 날인된 부분을 문지른 것(c ; Rubout)과, 위조 전사된 (d ; Transfer) 및 전사 후 민무늬 인장으로 날인한 것(e ; Faked transfer)을 실험하였다. 5종류를 각각 10번 날인하여 시료를 만들었다. 최초로 만든 후 일반 사무실 환경에서 2개월 간 놓아 둔 후 3차원으로 측정하고 3차원 이미지를 획득하고 시료를 관찰한 결과 쿠션이 있는 곳에서 날인 된 것의 날인 압력이 가장 잘 검출되었고, 딱딱한 곳에서 날인한 것은 외각선 부분 등에서 날인이 잘 되지 않는 현상이 발견되었다. 도장으로 압력을 주어 문지른 것은 날인 압력이 잘 안 나올 것으로 예측하였으나, 문지르지 않을 때 보다는 날인 압력이 약해졌지만, 잘 검출되는 것이 관찰됐다. 전사한 것은 모두 날인 압력 영향부가 보이지 않는 것으로 확인됐다.

도 12는 원본인영들과 전사 위조 인영들에 대한 충진율(ρ)과 에러율(ε)을 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이 충진율(ρ)과 에러율(ε)의 산점도를 나타낸 것으로, 전사된 인영 d와, e가 완벽하게 분리됨을 알 수 있다. 세로축을 에러율(ε) 축으로 하고, 가로축을 충진율(ρ) 축으로 한 그래프이다. 3개의 원본 인장 충진율은 약 0.7 ~ 1.0의 범위로 분포하고 있었으며, 에러율(ε)은 60%보다 작았고, 충진율(ρ)이 낮을수록 에러율(ε)도 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 충진율(ρ)이 0이고 에러율(ε)이 0%인 지점에서, 충진율(ρ)이 1이고 에러율(ε)이 0%보다 큰 지점으로 직선을 연장하는 경우 전사 위조 인영인지 여부를 판단할 수 있는 기준선이 마련되는 것으로 확인하였다. 보다 상세하게는 충진율(ρ)이 0이고 에러율(ε)이 0%인 지점에서 충진율이 1이고 에러율(ε)이 60%인 지점으로 직선을 연장하여 기준선으로 하는 경우, 상기 기준선보다 위에 위치하는지 상기 기준선보다 아래에 위치하는지에 의하여 위조인영인지 여부를 판단하는 객관적 근거를 제시할 수 있음을 알 수 있다.

도 13은 원본인영들과 전사 위조 인영들에 대한 시험결과를 나타낸 그래프이다. 충진율에 대한 에러율의 분포 곡선상에서 전사 위조 인영과 원본인영이 분리됨을 알 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터의 소프트웨어를 이용하여 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 전사 위조 인영 검출에 있어 2차원 이미지와 3차원 이미지를 비교하여 날인 압력의 얼마만큼 검출되는지 확인하여 위조 인영 여부를 판독함으로써 전사 위조 여부를 용이하게 검출할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

위조 판독 대상이 되는 인영 이미지에 대해 2차원 이미지를 획득하는 단계;
상기 위조 판독 대상이 되는 인영 이미지에 대해 3차원 이미지를 획득하는 단계;
상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 단계;
상기 2차원 이미지에서 인주영역을 분리하는 단계;
상기 3차원 이미지에서 날인 압력 영향부를 분리하는 단계;
2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 날인 압력 영향부로부터 특성값을 연산하여 진위여부를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 1항에 있어서, 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 단계는,
x, y축으로 이동, 회전 변위, 동일배율로 확대하여 정합시키는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 2항에 있어서, 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 단계는,
수학식

(식에서, x₀, y₀는 평행 이동 변위를, s는 스케일을, θ는 회전각도를 의미함)통해 정합시키는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정합단계는,
상기 2차원 이미지에 포인트를 설정하고, 상기 포인트를 기준으로 x, y축으로 이동, 회전 변위, 동일배율로 확대하여 정합하는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 1항에 있어서, 상기 3차원 이미지의 날인 압력 영향부는,
상기 2차원 이미지에서 인주영역을 확장하고, 확장된 2차원 이미지를 마스크 이미지로 하여 상기 3차원 이미지에 적용함으로써 획득된 2차원 마스크 이미지에 포함된 날인 압력 영향부인 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 5항에 있어서, 상기 3차원 이미지는,
모폴리지 기법의 확장을 통해 인주영역을 확장시키는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 1항에 있어서, 상기 진위여부 검출단계는,
2차원 이미지의 인주영역에 대해 3차원 이미지의 2차원 마스크 이미지에 포함된 날인 압력 영향부가 얼마만큼 검출되었는지를 검출하는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 7항에 있어서, 상기 진위여부를 검출하는 단계는,
2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 상이한 정도를 나타내는 에러율을 산출하는 단계;
인주영역에 대해 내부에 차 있는 정도의 충진율(packing rate)을 산출하는 단계; 및
상기 에러율에 충진율을 반영하여 에러율을 검출하는 단계로 구성되어 특성값을 구해 위조여부를 판독하는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 8항에 있어서, 상기 에러율은,
2차원 이미지의 인주영역의 유효면적 n(A)에 대한 벗어난 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 유효면적을 n(B_out)로 할 때,
수학식
(식에서 ε은 에러율을 나타냄)을 통해 검출하는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 8항에 있어서, 상기 충진율은,
수학식
(식에서 n(A)는 2차원 이미지의 인주영역의 유효면적이며, n(B)는 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 유효면적이며, n(Bout)은 2차원 이미지에서 벗어난 3차원 이미지의 면적을 의미하며, PR은 충진율을 나타냄)을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
제 8항에 있어서, 상기 에러율을 검출하는 단계는,
상기 에러율에 충진율을 반영하며, 이는 수학식
(식에서 ε₁은 충진율을 반영한 에러율을 나타냄)에 해당하는 것을 특징으로 하는 날인 압력 영향부 검출을 통한 위조인영 검출방법.
위조 판독 대상이 되는 인영에 대해 2차원 이미지와 3차원 이미지를 저장한 후 x, y축 이동, 회전 변위, 확대 변환하여 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 기능;
2차원 이미지에 대해 인주영역만을 분리하는 기능;
상기 2차원 이미지의 인주영역을 확장 적용하여 마스크 이미지를 생성하고, 상기 마스크 이미지를 이용하여 3차원 이미지에서 마스크 이미지에 포함된 날인 압력 영향부를 분리하는 기능,
상기 2차원 인주영역과 3차원 이미지의 마스크 이미지에 포함된 날인 압력 영향부을 비교하고 특성값을 산출하여 위조 여부를 판독하는 기능;을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
제 12항에 있어서, 상기 위조 여부를 검출하는 기능은,
2차원 이미지의 인주영역과 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 상이한 정도를 나타내는 에러율을 산출하는 기능;
인주영역에 대해 내부에 차 있는 정도의 충진율(packing rate)을 산출하는 기능; 및
상기 에러율에 충진율을 반영하여 에러율을 검출하는 기능;으로 구성되어 특성값을 구해 위조여부를 판독하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
제 13항에 있어서, 상기 에러율은,
2차원 이미지의 인주영역의 유효면적 n(A)에 대한 벗어난 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 유효면적을 n(B_out)로 할 때,
수학식
을 통해 검출하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
제 13항에 있어서, 상기 충진율은,
수학식
(식에서 n(A)는 2차원 이미지의 인주영역의 유효면적이며, n(B)는 3차원 이미지의 날인 압력 영향부의 유효면적이며, n(Bout)은 2차원 이미지에서 벗어난 3차원 이미지의 면적을 의미하며, PR은 충진율을 나타냄)을 통해 산출하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
제 13항에 있어서, 상기 에러율을 검출하는 기능은,
상기 에러율에 충진율을 반영하며, 이는 수학식
(식에서 ε₁은 충진율을 반영한 에러율을 나타냄)에 해당하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
제 12항에 있어서, 상기 2차원 이미지와 3차원 이미지를 정합시키는 기능은,
수학식
(식에서, x₀, y₀는 평행 이동 변위를, s는 스케일을, θ는 회전각도를 의미)를 통해 정합시키는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.