KR101428054B1 - 매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한매체취급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블록신뢰도를 이용하여 매체이미지의 기울기를 보정하여 검출하는 매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한 매체취급시스템에 관한 것이다. 본 발명에는 스캔된 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부가 구비된다. 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 가로위치 추정부가 구비된다. 상기 매체이미지에서 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 제 1탐색부와, 가로 방향으로 탐색하는 제 2탐색부가 구비된다. 신뢰도 판단부는 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록들의 정상/훼손 여부를 판단한다. 기울기 보정부는 정상판단된 블록의 중심픽셀을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하고, 가로길이 산출부는 상기 매체이미지의 가로길이 및 그 평균을 산출한다. 이미지 검출부는 산출된 평균길이를 이용하여 여백이미지가 제거된 상기 매체이미지만을 검출한다. 이에 따라, 본 발명은 매체의 훼손과 무관하게 매체의 블록 신뢰도를 이용하여 매체이미지의 기울기를 정확하게 보정하는 이점이 있다.

매체취급시스템, 기울기보정, 블록 신뢰도, 히스토그램

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 기울기를 보정하여 매체이미지만을 추출하는 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 기울기 보정 및 이미지 검출방법을 단계별로 설명하는 흐름도가 도시되어 있고, 도 2a 내지 도 2f에는 도 1의 기울기 보정 및 이미지 검출방법을 설명하기 위한 예시도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2a 내지 도 2f에서, 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).

이와 같은 종래의 최외곽 경계를 이용한 지폐이미지 검출방법은 도 2e에 도시된 바와 같이, 지폐 외곽이 손상된 경우, 지폐의 최외곽 경계를 부정확하게 설정하여 지폐이미지를 검출한다. 이에 따라, 추출된 지폐이미지에는 여백이미지가 포함되어, 지폐이미지 검출의 정확성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 지폐이미지 검출방법은 도 2f에 도시된 바와 같이, 지폐이미지의 기울기와 유사한 기울기로 훼손된 지폐인 경우, 최외곽 경계를 상기 훼손된 부분으로 추정하여 지폐이미지를 검출하는 문제점도 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 매체의 훼손과 무관하게 매체이미지를 정확하게 검출하는 매체이미지 검출장치 및 방법, 그리고 그를 이용한 매체취급시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부, 상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 가로위치 추정부, 상기 추정된 꼭지점들 사이에 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 세로방향 탐색부, 상기 세로방향 탐색부에 의해서 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록의 신뢰도를 측정하여 상기 블록의 정상/훼손 여부를 판단하는 신뢰도 판단부, 그리고 상기 신뢰도 판단부에서 블록의 신뢰도 판단결과, 정상인 것으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 기울기 보정부를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부, 상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 가로위치 추정부, 상기 추정된 꼭지점들 사이에 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 세로방향 탐색부, 상기 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록의 신뢰도를 측정하여 상기 블록의 정상/훼손 여부를 판단하는 신뢰도 판단부, 정상으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 기울기 보정부, 기울기가 보정된 매체이미지의 세로 방향으로 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 매체이미지의 윤곽선과 만나는 점들을 가로 방향으로 탐색하는 가로 방향 탐색부, 상기 가로방향 탐색부에 의해서 정상으로 판단된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록 들 중에서 상기 신뢰도 판단부에 의해서 정상으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로길이 및 그 평균을 산출하는 가로길이 산출부, 그리고 상기 산출된 평균길이를 이용하여 여백이미지가 제거된 상기 매체이미지만을 검출하는 이미지 검출부를 포함한다.

상기 윤곽선 검출부는, 소벨 마스크 기법을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 윤곽선 검출부는, 상기 매체이미지의 수직성분만을 검출하는 'Gy'를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 가로위치 추정부는, 상기 소벨 마스크가 수행된 매체이미지의 히스토그램을 작성하는 히스토그램 작성부와, 상기 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변화하는 지점에서 가로방향으로 탐색하여 상기 최상위/최하위 꼭지점의 가로위치를 추정하는 꼭지점 추정부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 신뢰도 판단부는, 상기 검출된 점들을 중심 픽셀로 한 블록의 픽셀들 중에서 매체영역에 해당하는 픽셀의 개수를 산출하는 픽셀 산출부; 상기 산출된 매체영역 픽셀의 개수를 미리 설정된 블록 신뢰도 범위와 비교하는 비교부; 그리고 상기 비교부의 비교결과, 상기 블록 신뢰도 범위 이내인 블록을 정상블록으로 판단하는 판단부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 신뢰도 판단부는, 상기 블록 신뢰도 범위 이외인 블록을 훼손블록으로 판단하여 상기 매체이미지의 훼손영역을 추정하는 것이 바람직하다.

상기 기울기 보정부는, 수학식 1 및 2를 이용한 역방향 매핑방법에 기초하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 것이 바람직하다.

‥‥수학식 1

‥‥수학식 2

상기 기울기 보정부는, 상기 정상블록의 중심 픽셀들을 지나는 직선의 방정식을 이용하거나, 최소자승법을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 것이 바람직하다.

상기 이미지 검출부는, 상기 산출된 가로길이의 평균을 상기 매체이미지의 가로길이로 결정하여 상기 매체이미지만을 검출하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 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 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 단계, 상기 추정된 꼭지점들 사이에 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 단계, 세로 방향 탐색에 의해서 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록의 신뢰도를 측정함으로써, 상기 블록의 정상/훼손 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 블록의 신뢰도 판단 결과, 정상인 것으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 단계, 상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 단계, 상기 추정된 꼭지점들 사이에 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 단계, 상기 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록의 신뢰도를 측정하는 단계, 상기 측정된 신뢰도에 기초하여 상기 블록의 정상/훼손 여부를 판단하는 단계, 정상으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 단계, 기울기가 보정된 상기 매체이미지의 세로 방향으로 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 매체이미지의 윤곽선과 만나는 점들을 가로 방향으로 탐색하는 단계, 상기 가로 방향으로 탐색하는 단계에서 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록 들 중에서 정상으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로길이 및 그 평균을 산출하는 단계, 그리고 상기 산출된 가로길이 평균을 이용하여 여백이미지가 제거된 상기 매체이미지만을 검출하는 검출단계를 포함한다.

상기 윤곽선 검출단계는, 소벨 마스크 기법을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 윤곽선 검출단계는, 상기 매체이미지의 수직성분만을 검출하는 'Gy'를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 가로위치 추정단계는, 상기 소벨 마스크를 수행한 이미지의 히스토그램을 만드는 단계, 상기 매체이미지의 밝기변화에 따른 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변화하는 지점을 검출하는 단계, 그리고 상기 검출된 지점으로부터 가로방향으로 탐색하여 상기 윤곽선과 만나는 점을 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점으로 추정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 블록 신뢰도 측정단계는, 상기 탐색된 점들을 중심 픽셀로 한 블록의 매체영역 픽셀 개수를 산출하는 단계와, 상기 산출된 픽셀 개수를 미리 저장된 블록 신뢰도 범위와 비교하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 블록 신뢰도 판단은, 상기 탐색된 점들을 중심 픽셀로 한 n*n 블록의 매체영역 픽셀 개수가 상기 블록 신뢰도 범위 이내인 경우에 정상블록으로 판단하는 것이 바람직하다.

상기 정상/훼손 여부 판단단계는, 상기 훼손블록으로 판단된 점들을 이용하여 상기 매체이미지의 훼손영역을 추정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 기울기 보정단계는, 수학식 1 및 2를 이용한 역방향 매핑방법에 기초하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 것이 바람직하다.

‥‥‥수학식 1

‥‥‥수학식 2

본 발명은 상기 검출된 매체이미지를 이용하여 상기 매체의 수납, 출납 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 매체이미지의 히스토그램을 이용하여 여백이미지와 매체이미지를 판별하고, 블록 신뢰도에 기초하여 산출된 기울기만큼 보정하여 매체이미지를 검출하므로, 매체이미지를 정확하게 추출하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 매체의 훼손에 무관하게 정확한 매체이미지를 검출할 수 있다.

또한, 본 발명은 매체의 훼손부위를 추정할 수도 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 지폐인식장치의 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 통하여 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, Y축 방향으로의 히스토그램을 작성하기 위하여 상기 스캔된 이미지의 수직성분만을 검색하는 'Gy' 만을 사용한다. 표 1은 상기 스캔된 이미지의 수직성분을 검색하는 소벨 마스크의 'Gy' 테이블이다.

상기 'Gy'를 이용한 소벨 마스크 동작을 수행한 이미지는 밝기에 따라 '0 내지 255' 사이의 값을 가진다. 이에, 상기 윤곽선 검출부(15)는 최고값인 '255'의 절반인 '128' 이하인 값들을 모두 '0', 즉 검은색으로 처리하고, '128' 이상인 값들만을 표시된 영상을 만든다. 이와 같이 작성된 영상에는 상기 지폐이미지의 윤곽선이 검출된다.

상기 이미지센서(14)에 의해 스캔된 지폐이미지는 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 지폐이미지의 꼭지점 가로위치를 추정하는 가로위치 추정부(16)가 구비된다. 상기 가로위치 추정부(16)는 상기 윤곽선 검출부에서 작성된 영상에 Y축 방향으로 히스토그램을 작성하는 히스토그램 작성부(17)를 포함한다. 상기 히스토그램은 지폐이미지의 흐름이 많을수록 값이 커진다. 이에, 상기 가로위치 추정부(16)에는 상기 히스토그램 값들의 변화에 따라 상기 지폐이미지의 윤곽선과 만나는 점, 즉 지폐이미지의 최상위 및 최하위 꼭지점의 가로위치를 추정하는 꼭지점 추정부(18)가 구비된다.

상기 추정된 꼭지점들의 가로위치 사이의 점들로부터 세로 방향으로 상기 윤곽선을 탐색하는 제 1탐색부(19)가 구비된다. 상기 제 1탐색부(19)는 추정된 최상위 및 최하위 꼭지점의 가로위치를 이용하여 중심점을 검출한다. 그리고, 상기 중심점과 소정 간격의 점들을 둘 이상 설정하여, 설정된 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로방향으로 탐색한다.

상기 탐색된 점들의 블록 신뢰도를 측정하는 신뢰도 판단부(20)가 구비된다.

상기 신뢰도 판단부(20)는 상기 제 1탐색부(19)로부터 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 n*n 마스크를 씌워 블록 내에 있는 지폐영역 픽셀의 개수를 산출하는 픽셀 산출부(21)를 포함한다. 상기 'n'은 블록의 중심이 중간에 위치하도록 홀수를 사용하며, 본 실시 예에서는 '5'를 이용하는 것으로 설명한다.

상기 신뢰도 판단부(20)에는 후술되는 메모리(29)에 미리 저장된 블록 신뢰도 범위와 상기 산출된 지폐영역 픽셀의 개수를 비교하는 비교부(22)가 구비된다. 상기 블록 신뢰도 범위는 임의로 정해질 수 있으며, 상기 'n'이 '5'인 경우, 상기 블록 신뢰도 범위는 상기 중심 픽셀이 포함된 행의 픽셀 수(5개)를 더하여, 총 픽셀 수인 '25'의 중간보다 큰 '15 내지 20'을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 신뢰도 판단부(20)에는 상기 비교부(22)의 비교 결과에 따라, 상기 블록들 중심 픽셀의 신뢰도를 판단하는 판단부(23)가 구비된다. 상기 판단부(23)는 상기 지폐영역 픽셀 개수가 상기 블록 신뢰도 범위 이내인 경우, 상기 탐색된 점을 중심 픽셀로 하는 블록들을 정상블록으로 판단한다.

상기 신뢰도 판단부(23)는 후술되는 제 2탐색부(25)로부터 탐색된 점들의 블록 신뢰도도 판단한다.

상기 제 1탐색부(19)로부터 탐색된 점들 중에서 정상블록으로 판단된 점들을 이용하여 상기 지폐이미지의 기울기를 보정하는 기울기 보정부(24)가 구비된다. 상기 기울기 보정부(24)는 수학식 1 및 2를 이용하여 새로운 이미지좌표에 표시될 데이터를 원본데이터와 역방향 매칭시켜 새로운 이미지를 표시하는 역방향 매칭 방법을 이용하여 상기 산출된 기울기를 보정한다.

상기 수학식 1 및 2에서 xorg/yorg는 원본 이미지의 x/y좌표이고, xnew/ynew는 새로운 이미지의 x/y좌표이며, xcen/ycen은 이미지를 회전시킬 회전중심의 x/y좌표이다. 상기 이미지를 회전시킬 회전중심(xcen/ycen)은 상기 중심점 또는 설정된 점들 중에서 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 역방향 매칭방법은 새로운 이미지의 좌표를 기준으로 원본 영상에서 데이터를 가져오기 때문에 새로운 이미지에 빈 좌표, 즉 픽셀이 발생하지 않는다. 또한, 원본 영상에서 중복된 데이터를 가져올 수도 있지만, 새로운 이미지 를 만들어 다시 영상을 보정할 필요가 없다.

상기 기울기가 보정된 지폐이미지의 세로 방향으로 일정 간격으로 둘 이상의 점들을 설정하고, 설정된 점들로부터 가로 방향으로 상기 윤곽선과 만나는 픽셀들을 탐색하는 제 2탐색부(25)가 구비된다. 상기 신뢰도 판단부(20)는 상기 제 2탐색부(25)에 의하여 탐색된 점들의 정상/훼손 여부를 판단한다.

상기 제 2탐색부(25)로부터 탐색된 점들 중에서 상기 판단부(23)에 의하여 정상블록으로 판단된 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 지폐이미지의 가로길이 및 그 평균을 산출하는 가로길이 산출부(26)가 구비된다.

그리고, 산출된 가로길이 평균에 해당하는 가로길이의 지폐이미지만을 검출하여, 상기 스캔된 이미지에서 여백이미지와 지폐이미지를 완전히 분리하는 이미지 검출부(27)가 구비된다.

이와 함께, 상기 지폐이미지를 검출하도록 상기 지폐인식장치 전체를 제어하는 제어부(28)가 구비된다. 상기 제어부(28)는 상기 지폐인식장치를 포함하는 금융자동화기기의 중앙제어유닛(Central Processing Unit)인 것이 바람직하다.

상기 메모리(29)는 상기 금융자동화기기의 각종 동작을 위한 프로그램 및 데이터, 그리고 상기 블록 신뢰도 범위를 저장한다.

다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지폐인식장치의 지폐이미지 검출방법 및 이미지 검출방법을 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지폐인식장치의 지폐이미지 검출방법 및 이미지 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(28)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 6a에는 윤곽선이 검출된 지폐이미지가 예시되어 있다. 도 6a를 참조하여 상세하게 설명하면, 윤곽선 검출부(15)는 상기 표 1에 도시된 'Gy'를 사용하여 상기 스캔된 이미지의 수직성분만을 검색한다. 상기 'Gy'를 이용한 소벨 마스크를 수행한 이미지는 밝기에 따라 '0 내지 255' 사이의 값을 가진다. 이에, 상기 윤곽선 검출부(15)는 최고값인 '255'의 절반인 '128' 이하인 값들을 모두 '0', 즉 검은색으로 처리하고, '128' 이상인 값들만이 표시된 영상을 만든다. 이와 같이 작성된 영상을 통하여, 상기 지폐이미지의 윤곽선이 검출된다.

제 14단계(S14)에서 히스토그램 작성부(17)는, 윤곽선 검출부(15)에서 작성 된 지폐이미지에 Y축 방향으로 히스토그램을 작성한다. 도 6b에는 상기 지폐이미지로부터 작성된 히스토그램이 도시되어 있다. 상기 히스토그램은 지폐이미지의 흐름이 많을수록, 즉 지폐이미지의 윤곽선이 많을수록 값이 커진다.

제 16단계(S16)에서 꼭지점 추정부(18)는, 상기 히스토그램 값들의 변화에 따라 상기 지폐이미지의 최상위 꼭지점(A)과 최하위 꼭지점(B)의 가로위치를 추정한다. 도 6c에는 지폐이미지의 최상위/최하위 꼭지점의 가로위치를 추정하는 예시도가 도시되어 있다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 꼭지점 추정부(18)는 히스토그램의 값이 '0'에서부터 어느 하나의 값으로 변화한 Y축 상의 '2'지점과 '3'지점 사이와, '6'지점과 '7'지점 사이에서 가로방향으로 탐색을 수행한다. 그리고, 꼭지점 추정부(18)는 상기 윤곽선과 만나는 점들을 검출하여 최상위 꼭지점(A)과 최하위 꼭지점(B)으로 결정하고, 그 가로위치를 추정한다.

제 18단계(S18)에서 제 1탐색부(19)는, 추정된 최상위 및 최하위 꼭지점(A, B)의 가로위치를 이용하여 중심점(E)과, 소정 간격의 둘 이상의 점들, 예컨대 4개의 점들(C, D, F, G)로부터 세로방향으로 탐색하여 상기 윤곽선과 만나는 점들(C', D', E', F', G')을 검출한다. 그리고, 상기 기울기 보정부(24)는 검출된 점들을 중심 픽셀로 하여 n*n 마스크를 씌워 블록 내에 있는 지폐영역에 해당하는 픽셀 개수를 산출한다.

상세하게 설명하면, 상기 'n'은 블록의 중심이 중간에 위치하도록 홀수를 사용하며, 본 실시 예에서는 '5'를 이용하는 것으로 설명한다. 이는, 상기 'n'값이 작아질수록 기울기 보정동작을 신속하게 처리할 수 있는 이점이 있으나, 정확성이 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 상기 지폐이미지를 구성하는 픽셀들은 '0'에서 '255' 사이의 값을 가지며, 이는 주변 픽셀들로부터 순차적으로 밝게 또는 어둡게 변화된다.

표 2는 n*n 마스크를 수행한 블록 테이블이고, 표 3은 표 2의 중심 픽셀에서 주변 픽셀을 뺀 절대값 테이블이다.

표 3에 도시된 바와 같이, 신뢰도 판단부(20)의 픽셀 산출부(21)는 상기 중심 픽셀로부터 미리 설정된 범위 이내의 픽셀들을 지폐영역 픽셀로 구분하고, 나머지는 여백영역 픽셀로 구분하여, 상기 지폐영역 픽셀의 개수를 산출한다.

도 7a에는 n*n 마스크 동작이 수행된 정상지폐가 예시되어 있다. 7a에 도시된 바와 같이, 상기 지폐가 훼손되지 않은 정상지폐인 경우, 여백영역 픽셀은 검은색으로 표시되고, 지폐영역 픽셀은 흰색으로 표시되며, 여백영역 및 지폐영역 픽셀의 개수는 유사하다. 표 4에는 정상지폐의 지폐영역 픽셀과 신뢰도 여부가 판단된 테이블이 예시되어 있다.

도 7b 내지 도 7d에는 n*n 마스크 동작이 수행된 훼손된 지폐가 예시되어 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 훼손된 지폐인 경우, 상기 블록은 도 7c에 도시된 바와 같이, 지폐영역 픽셀의 개수보다 여백영역 픽셀의 개수가 현저하게 많거나, 또는 도 7d에 도시된 바와 같이, 지폐영역 픽셀의 개수가 여백영역 픽셀의 개수보다 현저하게 많다. 이에 따라, 본 발명은 지폐의 훼손 영역을 추정할 수도 있다.

표 5에는 훼손된 지폐의 지폐영역 픽셀과 신뢰성 판단 테이블이 예시되어 있다.

비교부(22)는 상기 산출된 지폐영역 픽셀의 개수와 상기 블록 신뢰도 범위를 비교한다. 상기 블록 신뢰도 범위는 임의로 정해질 수 있으며, 상기 'n'이 '5'인 경우, 상기 블록 신뢰도 범위는 상기 중심 픽셀이 포함된 행의 픽셀 수(5개)를 더하여, 총 픽셀 수인 '25'의 중간보다 큰 '15 내지 20'을 사용하는 것이 바람직하다.

제 20단계(S20)에서 판단부(23)는 비교부(22)의 비교 결과, 상기 산출된 지폐영역 픽셀의 개수가 상기 블록 신뢰도 범위(15 내지 25) 이내인 경우, 상기 블록을 신뢰된 블록, 즉 훼손되지 않은 정상블록으로 판단한다.

제 22단계(S22)에서 기울기 보정부(24)는, 상기 정상블록으로 판단된 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 기울기를 보정한다. 상기 픽셀들을 이용하여 기울기를 보정하는 방법은 상기 픽셀들을 지나는 직선의 방정식을 이용하거나, 최소 자승법을 이용하는 방법 등 여러 가지가 있을 수 있다. 본 실시 예에서는 역방향 매칭 방법을 이용하는 것으로 설명한다.

상세하게 설명하면, 기울기 보정부(24)는 상기 기울기가 보정될 새로운 지폐이미지의 좌표를 기준으로 상기 스캔된 지폐이미지의 데이터를 추출하는 역방향 매칭 방법을 사용한다. 도 8에는 상기 역방향 매칭 방법을 설명하기 위한 설명도가 도시되어 있다. 기울기 보정부(24)는 상기 수학식 1 및 2를 이용하여 새로운 이미지좌표에 표시될 데이터를 원본데이터와 역방향으로 매칭시켜 새로운 이미지를 표시하여 상기 산출된 기울기를 보정한다. 상기 역방향 매칭방법은 새로운 이미지의 좌표를 기준으로 원본 영상에서 데이터를 가져오기 때문에 새로운 이미지에 빈 좌표, 즉 빠진 픽셀이 발생하지 않는다. 또한, 원본 영상에서 중복된 데이터를 가져올 수도 있지만, 새로운 이미지를 만들어 다시 영상을 보정할 필요가 없다.

제 24단계(S24)에서 제 2탐색부(25)는 상기 보정된 지폐이미지의 일측면에 소정 간격으로 둘 이상의 점들, 예컨대 6개의 점들로부터 가로방향으로 상기 지폐이미지의 윤곽선과 만나는 점들을 탐색한다. 그리고, 신뢰도 판단부(20)는 상기 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록들의 지폐영역 픽셀 개수를 상기 블록 신뢰도 범위와 비교하여 정상/훼손 여부를 판단한다.

제 26단계(S26)에서 가로길이 산출부(26)는 정상블록으로 판단된 블록의 중심 픽셀 좌표를 이용하여 가로길이와 그 평균을 산출하고, 제 28단계(S28)에서 이미지 검출부(27)는 상기 산출된 가로길이 평균을 이용하여 상기 여백이미지가 제외된 지폐이미지만을 검출한다.

예를 들면, 도 9a 와 도 9b에는 이미지 검출방법을 설명하기 위한 예시도가 도시되어 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 제 2탐색부(25)는 상기 지폐이미지의 세로 방향으로 일정 간격의 점들(H, I, J, K, L, M)을 설정하고, 설정된 점들(H, I, J, K, L, M)로부터 가로 방향으로 상기 윤곽선과 만나는 픽셀(H', H", I', I", J', J", K', K", L', L", M', M")을 탐색한다. 그러면, 신뢰도 판단부(20)는 상기 탐색된 점들의 블록 신뢰도를 판단한다.

표 6은 탐색된 점들의 신뢰 여부가 판단된 테이블이다.

가로길이 산출부(26)는 표 6에 도시된 블록 신뢰 여부에 따라 신뢰된 블록, 즉 정상블록들의 중심 픽셀인 점들(H, I, J, L)의 좌표를 이용하여 상기 지폐이미지의 가로길이, 즉 '45', '44', '47', '46'을 산출하고, 산출된 가로길이들의 평균, 즉 '45.5'를 산출한다. 그리고, 상기 이미지 검출부(27)는 산출된 가로길이 평균에 해당하는 가로길이의 지폐이미지만을 검출하여, 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 스캔된 이미지에서 여백이미지와 지폐이미지를 완전히 분리한다.

이와 같이 지폐이미지를 검출한 후 제어부(30)는 상기 지폐의 권종판별, 인입방향 추정, 그리고 상기 지폐의 수납 또는 출납 등의 금융거래를 수행하도록 제어한다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 지폐이미지의 히스토그램과 블록 신뢰도를 이용하여 훼손 여부를 판단하고, 정상영역의 픽셀들만을 이용하여 기울기를 보정하여 지폐이미지만을 정확하게 추출한다.

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.

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 2f는 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 검출장치의 기울기 보정 및이미지 검출방법을 설명하는 흐름도.

도 5a 내지 도 5c는 매체이미지 검출장치에서 인식된 매체이미지의 예시도.

도 6a 내지 도 6c는 매체이미지 검출방법을 설명하기 위한 예시도.

도 7a 내지 도 7d는 매체이미지 검출방법을 설명하기 위한 예시도.

도 8은 역방향 매칭 방법을 설명하기 위한 예시도.

도 9a 내지 도9b는 이미지 검출방법을 설명하기 위한 예시도.

《도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명》

11 : 지폐투입구 12 : 이송모듈

13 : LED 14 : 이미지센서

15 : 윤곽선 검출부 16 : 가로위치 추정부

17 : 히스토그램 작성부 18 : 꼭지점 추정부

19 : 제 1탐색부 20 : 신뢰도 판단부

21 : 픽셀 산출부 22 : 비교부

23 : 판단부 24 : 기울기 보정부

25 : 제 2탐색부 26 : 가로길이 산출부

27 : 이미지 검출부 28 : 제어부

29 : 메모리

Claims (22)

1. 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부,

   상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 가로위치 추정부,

   상기 추정된 꼭지점들 사이에 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 세로방향 탐색부,

   상기 세로방향 탐색부에 의해서 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록의 신뢰도를 측정하여 상기 블록의 정상/훼손 여부를 판단하는 신뢰도 판단부, 그리고

   상기 신뢰도 판단부에서 블록의 신뢰도 판단결과, 정상인 것으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 기울기 보정부를 포함하는 매체이미지 검출장치.
2. 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 윤곽선 검출부,

   상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 가로위치 추정부,

   상기 추정된 꼭지점들 사이에 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 세로방향 탐색부,

   상기 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록의 신뢰도를 측정하여 상기 블록의 정상/훼손 여부를 판단하는 신뢰도 판단부,

   정상으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 기울기 보정부,

   기울기가 보정된 매체이미지의 세로 방향으로 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 매체이미지의 윤곽선과 만나는 점들을 가로 방향으로 탐색하는 가로 방향 탐색부,

   상기 가로방향 탐색부에 의해서 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록 들 중에서 상기 신뢰도 판단부에 의해서 정상으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로길이 및 그 평균을 산출하는 가로길이 산출부, 그리고

   상기 산출된 평균길이를 이용하여 여백이미지가 제거된 상기 매체이미지만을 검출하는 이미지 검출부를 포함하는 매체이미지 검출장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가로위치 추정부는,

   상기 매체이미지의 히스토그램을 작성하는 히스토그램 작성부와,

   상기 히스토그램 값이 '0' 이외의 값으로 변화하는 지점에서 가로방향으로 탐색하여 상기 최상위/최하위 꼭지점의 가로위치를 추정하는 꼭지점 추정부를 포함하는 매체이미지 검출장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 신뢰도 판단부는,

   상기 탐색된 점들을 중심 픽셀로 한 블록의 픽셀들 중에서 매체영역에 해당하는 픽셀의 개수를 산출하는 픽셀 산출부;

   산출된 매체영역 픽셀의 개수를 미리 설정된 블록 신뢰도 범위와 비교하는 비교부; 그리고

   상기 비교부의 비교결과, 상기 블록 신뢰도 범위 이내인 블록을 정상블록으로 판단하는 판단부를 포함하는 매체이미지 검출장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 신뢰도 판단부는,

   상기 블록 신뢰도 범위 이외인 블록을 훼손블록으로 판단하여 상기 매체이미지의 훼손영역을 추정하는 매체이미지 검출장치.
8. 삭제
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기울기 보정부는,

   상기 정상블록의 중심 픽셀들을 지나는 직선의 방정식을 이용하거나, 최소자승법을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
10. 제 2항에 있어서, 상기 이미지 검출부는,

    상기 산출된 가로길이의 평균을 상기 매체이미지의 가로길이로 결정하여 상기 매체이미지만을 검출하는 것을 특징으로 하는 매체이미지 검출장치.
11. 제 1항 또는 제 2항으로 이루어진 매체이미지 검출장치와,

    상기 매체이미지 검출장치로부터 인식된 매체이미지를 이용하여 상기 매체의 수납, 출납을 제어하는 제어부를 포함하는 매체취급시스템.
12. 삭제
13. 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 단계,

    상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 단계,

    상기 추정된 꼭지점들 사이에 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 단계,

    세로 방향 탐색에 의해서 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록의 신뢰도를 측정함으로써, 상기 블록의 정상/훼손 여부를 판단하는 단계, 그리고

    상기 블록의 신뢰도 판단 결과, 정상인 것으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 단계를 포함하는 매체이미지 검출방법.
14. 매체이미지의 윤곽선을 검출하는 단계,

    상기 검출된 윤곽선을 이용하여 상기 매체이미지의 최상위/최하위 꼭지점 가로위치를 추정하는 단계,

    상기 추정된 꼭지점들 사이에 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 윤곽선과 만나는 점들을 세로 방향으로 탐색하는 단계,

    상기 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록의 신뢰도를 측정하는 단계,

    상기 측정된 신뢰도에 기초하여 상기 블록의 정상/훼손 여부를 판단하는 단계,

    정상으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 기울기를 보정하는 단계,

    기울기가 보정된 상기 매체이미지의 세로 방향으로 미리 설정된 개수 및 간격의 점들로부터 상기 매체이미지의 윤곽선과 만나는 점들을 가로 방향으로 탐색하는 단계,

    상기 가로 방향으로 탐색하는 단계에서 탐색된 점들을 중심 픽셀로 하는 블록 들 중에서 정상으로 판단된 정상 블록의 중심 픽셀들을 이용하여 상기 매체이미지의 가로길이 및 그 평균을 산출하는 단계, 그리고

    상기 산출된 가로길이 평균을 이용하여 여백이미지가 제거된 상기 매체이미지만을 검출하는 검출단계를 포함하는 매체이미지 검출방법.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제

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