KR101460686B1 - 홀로그램 처리기능을 가지는 스캔 장치 및 스캔 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 스캔 장치는, 일면에 홀로그램이 포함된 피촬영물이 놓여지는 스캔창을 가지며, 내부공간을 가지는 하우징; 상기 내부공간에 설치되고, 상기 스캔창을 향해 서로 다른 방향에서 광을 조사하며, 하나 이상의 광원을 구비하는 복수의 조명부; 상기 내부공간에 설치되며, 상기 스캔창을 통해 상기 피촬영물을 촬영하며, 상기 조명부에 각각 대응하여 생성된 복수의 이미지를 전송하는 촬영부; 그리고 상기 촬영부로부터 전송받은 상기 이미지를 구성하는 화소들의 RGB값을 산출하는 RGB값 산출부와, 상기 복수의 이미지 중에서 서로 동일 위치에 해당하는 화소의 RGB값을 비교하는 검출부를 구비하는 제어부;를 포함한다.

Description

홀로그램 처리기능을 가지는 스캔 장치 및 스캔 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCANNING IMAGE HAVING HOLOGRAM PROCESSING FUNCTION}
본 발명은 스캔 장치 및 스캔 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 서로 다른 방향에서 광이 조사된 상태에서 촬영된 각각의 이미지들의 동일위치의 RGB값을 비교하여 홀로그램을 추출하거나 원본 이미지를 복원할 수 있는 홀로그램 처리기능을 가지는 스캔 장치 및 스캔 방법에 관한 것이다.
일반적으로 홀로그램은 영상이 3차원이고 실물과 똑같이 입체적으로 보이는 사진으로, 홀로그래피의 원리를 이용하여 만들어진다. 홀로그램은 특정 방향에서 빛을 조사하면 보이지 않던 문양 또는 색상이 나타나는 보안 비표이다.
이러한 홀로그램은 위조 방지를 위하여 주민등록증, 운전면허증, 여권 등의 신분증에 주로 사용된다.
대한민국공개특허공보 제10-2012-0045033호(2012.05.08.)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 피촬영물에 포함된 홀로그램을 추출하고 원본 이미지를 복원할 수 있는 홀로그램 처리기능을 가지는 스캔 장치 및 스캔 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 스캔 장치는, 일면에 홀로그램이 포함된 피촬영물이 놓여지는 스캔창을 가지며, 내부공간을 가지는 하우징; 상기 내부공간에 설치되고, 상기 스캔창을 향해 서로 다른 방향에서 광을 조사하며, 하나 이상의 광원을 구비하는 복수의 조명부; 상기 내부공간에 설치되며, 상기 스캔창을 통해 상기 피촬영물을 촬영하며, 상기 조명부에 각각 대응하여 생성된 복수의 이미지를 전송하는 촬영부; 그리고 상기 촬영부로부터 전송받은 상기 이미지를 구성하는 화소들의 RGB값을 산출하는 RGB값 산출부와, 상기 복수의 이미지 중에서 서로 동일 위치에 해당하는 화소의 RGB값을 비교하는 검출부를 구비하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 촬영부로부터 전송받은 상기 이미지를 저역 필터링하는 평활부;를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 조명부에서 조사되는 광의 방향과 스캔창의 하부면이 이루는 각도는 각각 서로 다를 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 조명부 및 상기 촬영부에 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 조명부 중에서 어느 하나의 조명부만 온(On)한 상태에서 상기 촬영부가 촬영하도록 상기 조명부 및 상기 촬영부를 구동할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 스캔 방법은, 홀로그램이 포함된 피촬영물의 일면을 향해 복수의 조명부가 서로 다른 방향으로 광을 조사하는 광조사단계; 촬영부가 상기 피촬영물의 일면을 촬영하여 복수의 이미지를 생성하는 생성단계; 상기 이미지를 구성하는 화소들의 RGB값을 산출하는 산출단계; 그리고 상기 복수의 이미지의 동일위치에 있는 화소들의 RGB 값을 비교하는 비교단계;를 포함한다.
상기 스캔 방법은, 상기 생성단계에 이어, 상기 이미지를 저역 필터링하는 평활단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 조명부의 개수는 2개이며, 상기 비교단계는 상기 RGB값이 서로 다른 화소를 연결하여 상기 홀로그램의 형상을 검출하는 단계일 수 있다.
상기 조명부의 개수는 2개이며, 상기 비교단계는 상기 복수의 이미지 중에서 상기 화소의 RGB값이 기설정된 값 미만인 이미지를 선택하는 단계일 수 있다.
상기 조명부의 개수는 3개 이상이며, 상기 비교단계는 상기 복수의 이미지 중에서 나머지 이미지들과 화소의 RGB값이 하나 이상 다른 하나의 이미지를 검출하고, 상기 하나의 이미지 중에서 상기 나머지 이미지들과 RGB값이 다른 화소들을 연결하여 상기 홀로그램을 검출하는 단계일 수 있다.
상기 조명부의 개수는 3개 이상이며, 상기 산출단계는 상기 복수의 이미지의 동일 위치에 해당하는 화소의 RGB값의 평균인 평균RGB값을 산출하며, 상기 비교단계는 상기 복수의 이미지 중에서 상기 화소의 RGB값과 상기 평균RGB값의 차이가 가장 큰 하나의 이미지를 검출하고, 상기 하나의 이미지를 제외한 나머지 이미지들의 화소의 RGB값의 평균값을 이용함으로써 홀로그램이 포함되지 않은 원본 이미지를 복원하는 단계일 수 있다.
상기 조명부의 개수는 3개 이상이며, 상기 비교단계는 상기 복수의 이미지 중에서 상기 화소의 RGB값이 모두 동일한 이미지들을 검출하고, 검출된 상기 이미지들의 화소의 RGB값의 평균값을 이용함으로써 홀로그램이 포함되지 않은 원본 이미지를 복원하는 단계일 수 있다.
도 1은 일반적인 스캔 장치의 배치구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 스캔 장치의 변형된 배치구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 스캔 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5은 도 4에 도시한 반사부재와 촬영부의 배치위치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시한 스캔 장치의 측면도이다.
도 7은 도 4에 도시한 스캔 장치의 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 광원 배치에 따른 효과를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 장치의 제어블록도이다.
도 10의 (a), (b), (c), (d)는 도 7의 광원이 각각 온(On)된 상태에서 촬영된 이미지를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 방법의 흐름을 나타낸 순서도다.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 이하, 본 발명의 실시예들은 첨부된 도 1 내지 도 11을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 이하 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해하기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시한다.
따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
도 1은 일반적인 스캔 장치의 배치구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 스캔 장치(100a)의 상판(3') 상에는 스캔 대상물이 놓여지는 스캔창(2')을 가지며, 스캔창(2')의 하부에는 스캔 대상물을 촬상하는 카메라(45')가 위치한다. 카메라(45')는 스캔 대상물을 촬상하기 위해서는 카메라(45')와 스캔 대상물 사이의 광학적 총 길이(전장)가 필요하다. 이와 같은 스캔 장치(100a)는 스캔 대상물과 카메라(45')가 서로 일직선상에 위치하는 구조를 가짐으로써 비교적 높은 높이(h1)를 가지게 된다.
도 2는 도 1에 도시한 스캔 장치 변형된 배치구조를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 스캔 장치(100b)는 반사부재(20')와 스캔용 카메라(45')를 포함하며, 예를 들어 반사부재(20')는 광학 거울일 수 있다. 스캔용 카메라(45')는 반사부재(20')의 전방에 배치되며, 반사부재(20')는 하단부가 상단부보다 전방에 위치(스캔용 카메라(45')과 근접)하도록 경사배치된다.
반사부재(20')는 스캔창(2')의 하부에 설치되어 스캔 대상물로부터 반사된 광을 반사하며, 스캔용 카메라(45')는 반사부재(20')를 통해 스캔 대상물을 촬영가능하다. 스캔용 카메라(45')의 광축(48')과 반사부재(20')의 표면이 이루는 내각의 각도는 약 45도일 수 있다. 여기서, 광축(48')은 스캔용 카메라(45')의 중심을 지나고, 스캔용 카메라(45')의 길이와 나란한 중심축을 의미한다.
즉, 도 2에 도시한 스캔 장치(100b)는 반사부재(20')를 이용하여 스캔용 카메라(45')의 배치를 변경함으로써 도 1을 통해 설명한 스캔 장치(100a)의 높이(h2)를 낮출 수 있다. 이하에서는, 도 2에 도시한 스캔 장치(100b)의 배치구조를 변형하여 더욱 소형화함으로써 사용자의 휴대성 및 편의성을 향상시킬 수 있는 스캔 장치(100)에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캔 장치를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 스캔 장치는 내부공간(11)을 가지는 메인하우징(10)을 포함한다. 메인하우징(10)은 상판 및 하판(3, 8), 그리고 상판과 하판(3, 8)을 연결하는 측판(5)을 구비할 수 있으며, 상판(3)에는 스캔 대상물이 놓여지는 스캔창(2)을 가진다. 스캔 장치(100)의 내부공간(11)에는 스캔창(2)을 향해 광을 조사하는 조명부(60)를 포함한다. 또한, 스캔 장치(100)는 스캔창(2)의 하부에 배치되는 반사부재(20), 그리고 반사부재(20)를 통해 스캔창(2)의 상부에 놓여진 스캔 대상물을 촬영가능한 촬영부(40)를 포함한다.
도 4는 도 3에 도시한 스캔 장치의 구조를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5는 도 4에 도시한 반사부재와 촬영부의 배치위치를 나타내는 도면이며, 도 6은 도 4에 도시한 스캔 장치의 측면도이다. 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상판(3)에는 내부공간(11)과 연통되는 상부개구(1)가 형성되며, 스캔창(2)은 상부개구(1)의 상부에 놓여져 외부로부터 내부공간(11)을 격리할 수 있다. 스캔창(2)은 상판(3)으로부터 함몰된 안착홈(4)에 삽입되어 지지될 수 있으며, 안착홈(4)과 스캔창(2) 사이에는 광원(65)로부터 조사된 광을 차단하는 광차단필름(7)(또는 광흡수재)가 구비될 수 있다.
메인하우징(10)의 내부공간(11)에는 반사부재(20) 및 촬영부(40)가 설치되며, 촬영부(40)는 제어기판(42)과 스캔용 카메라(45)를 구비한다. 반사부재(20)는 제어기판(42)을 향해 하향경사지게 배치되며, 스캔용 카메라(45)는 반사부재(20)를 향해 하향경사지게 배치되어 반사부재(20) 및 스캔용 카메라(45)는 서로 대향(對向)된다.
반사부재(20)는 광학 거울일 수 있으며, 스캔용 카메라(45)는 반사부재(20)의 전방에 배치된다. 반사부재(20)는 하단부가 상단부보다 전방에 위치(스캔용 카메라(45)과 근접)하도록 경사배치된다. 반사부재(20)는 스캔창(2)의 하부에 설치되어 스캔 대상물로부터 반사된 광을 반사하며, 스캔용 카메라(45)는 반사부재(20)를 통해 스캔 대상물을 촬영가능하다. 스캔용 카메라(45)의 광축(48)은 스캔창(2)의 중심을 지나는 수직선과 반사부재(20)의 교차점을 향하도록 배치된다.
즉, 제어기판(42)은 상단부가 하단부보다 반사부재(20)에 근접하여 경사배치되며, 스캔용 카메라(45)는 제어기판(42)과 대체로 수직 설치되어 제어기판(42)과 등각 배치된다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 반사부재(20)는 스캔창(2)과 평행기준으로 스캔용 카메라(45)를 향해 35도 내지 40도(θ1)의 기울기를 가지며, 바람직하게는 38.25도일 수 있다. 제어기판(42)은 상단부가 하단부보다 반사부재(20)에 근접하도록 연직방향에 대해 10 내지 20도(θ2) 이하의 기울기를 가질 수 있으며, 바람직하게는 13.5도일 수 있다. 따라서, 스캔용 카메라(45)의 광축(48)과 반사부재(20)의 표면이 이루는 내각의 각도는 50도 내지 55도(θ3), 바람직하게는 51.75도를 가짐으로써 스캔 장치의 높이(h3)를 더욱 낮춰 사용자의 휴대성 및 편의성을 향상시킬 수 있다.
반사부재(20)는 광학 거울일 수 있으며, 반사부재(20)의 하면에는 가이드판(25)이 연결되어 반사부재(20)를 용이하게 지지할 수 있다. 가이드판(25)은 후술하는 수직판(55)에 연결되어 하판(8)의 상면과 용이하게 고정될 수 있다. 가이드판(25)은 반사부재(20)를 견고히 지지하기 위한 두께(예를 들어, 6mm 이상)를 가짐으로써 광학적 비틀림을 제거할 수 있으며, 전도성 재질인 Al(알루미늄)일 수 있다.
촬영부(40)는 스캔용 카메라(45) 및 제어기판(42)을 구비할 수 있으며, 작업자가 스캔 대상물을 스캔창(2) 위에 근접 또는 접촉시킬 경우, 스캔용 카메라(45)는 스캔 대상물을 반사부재(20)를 통해 촬상 가능하다. 반사부재(20)와 촬영부(40)는 서로 대향 배치되며, 스캔용 카메라(45)는 광을 전기적 신호로 변화시켜주는 이미지 센서(도시안함)가 구비된다. 스캔용 카메라(45)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지센서를 구비할 수 있으며, 또는 이들과 결합되는 광학계(렌즈)를 더 포함할 수 있다. 스캔용 카메라(45)는 통상적으로 스캔 장치에 사용되는 것이면 그 종류를 한정하지 않는다.
또한, 스캔용 카메라(45)는 제어기판(42)에 연결되어 고정가능하며, 제어기판(42)은 스캔용 카메라(45)가 반사부재(20)를 통해 스캔 대상물의 이미지를 인식하면 이를 영상 데이터로 변환하고, 바코드 등의 정보인 경우 이를 디코딩할 수 있다. 또한, 이미지 파일, 영상 데이터 및 디코딩된 데이터를 저장하는 등의 통상적인 스캔 장치의 기능을 수행한다. 한편, 제어기판(42)은 스캔용 카메라(45)를 통해 획득한 데이터를 스캔용 카메라(45)에 연결된 자체 표시장치(도시안함)를 통해서 디스플레이 하거나 외부와 연결된 컴퓨터 장치로 전송하여 디스플레이할 수 있으며, 초소용 스캔 장치(100) 자체에 구비된 저장매체(도시안함), 예를 들어 메모리에 저장할 수 있다.
촬영부(40)의 후방('반사부재(20) 방향')에는 마운팅 플레이트(50)가 설치되며, 마운팅플레이트(50)는 제어기판(42)과 이격된 상태에서 스캔용 카메라(45)를 고정한다. 마운팅플레이트(50)는 고정판(52)과 수직판(55)을 구비할 수 있으며, 고정판(52)은 스캔용 카메라(45)의 렌즈부(46)가 관통하도록 관통홀(53)이 형성될 수 있다. 고정판(52)의 후방에는 고정판(52)과 연결되는 수직판(55)이 배치되며, 수직판(55)은 스캔용 카메라(45)의 양측에 각각 반사부재(20)를 향해 돌출되는 형상을 가질 수 있다.
수직판(55)은 하판(8)과 고정가능하며, 고정판(52)과 연결된 촬영부(40) 또한 수직판(55)에 지지된 상태에서 하판(8)에 고정될 수 있다. 수직판(55)은 스캔용 카메라(45)의 광축(48)과 나란하게 배치됨으로써 측방으로부터 반사된 광이 스캔용 카메라(45)도 투광되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수직판(55)은 제어기판(42)과 가이드판(25) 사이에 배치되며, 수직판의 전단부와 후단부에는 각각 제어기판(42)과 가이드판(25)이 고정될 수 있다.
고정판(52)은 제어기판(42)과 나란하게 배치될 수 있다. 고정판(52)은 스캔용 카메라(45)를 견고히 고정하며, 고정판(52)은 제어기판(42)보다 큰 단면적을 가짐으로써 광원(65)에 의한 빛을 차단하는 역할을 할 수 있다. 또한, 고정판(52)은 광원(65)에 의한 열을 차단할 수도 있다. 한편, 고정판(52)과 수직판(55)은 일체형으로 구비될 수 있다.
스캔용 카메라(45)의 양측으로 각각 조명부(60)가 설치되며, 조명부(60)는 스캔창(2)을 향해 기설정된 각도로 상향경사진 기판(62) 및 기판(62)에 지지되어 스캔창(2)을 향해 광을 조사하는 광원(65)을 포함한다. 광원(65)은 LED일 수 있으며, 램프와 같은 광원으로 대체될 수 있다. 광원(65)는 기판(62)의 양단부에 각각 배치되어 스캔창(2)의 코너(corner)를 향해 각각 광을 조사할 수 있다. 광원(65)은 스캔창(2)의 형상에 대응되어 복수로 구비될 수 있으며, 예를 들어, 사각형상의 스캔창(2)일 경우, 스캔창(2)의 모서리의 개수와 동일한 광원(65)의 개수를 가짐으로써 각각의 모서리를 향해 광을 조사할 수 있다.
한편, 각각의 광원(65)으로부터 조사된 광이 스캔창(2) 이외의 다른 영역으로 투광되거나, 반사될 경우, 스캔용 카메라(45)에 조사되는 것을 방지하기 위해 스캔 장치(100)는 지지부재(30)와 상부 및 하부차단판(85, 70)을 포함한다. 지지부재(30)는 촬영부(40)(또는 반사부재(20))의 양측에 각각 설치된 기판(62)의 하부에 배치되어 기판(62) 및 광원(65)을 지지하며, 반사부재(20)를 향해 상향경사진 경사판(32)과 각각의 경사판(32)을 연결하는 연결판(35)을 구비할 수 있다. 또한, 지지부재(30)는 수직판(55)의 후방 상부에 놓여진 상태에서 후술하는 보조하우징(80)과 결합되어 하판(8)과 연결될 수 있다.
연결판(35)은 스캔창(2)과 대응되는 평판일 수 있으며, 내면에 하부개구(37)가 형성된다. 연결판(35)에 형성된 하부개구(37)는 상부개구(1)와 대응되는 사각형상일 수 있으며, 연결판(35)은 반사부재(20)와 스캔창(2) 사이에 위치하며, 하부개구(37)를 통해 반사부재(20)에 입사하는 광의 형상을 제한할 수 있다. 상부개구(1)와 하부개구(37)는 서로 같은 중심을 가지며, 하부개구(37)의 단면적은 상부개구(1)보다 작은 단면적을 갖는다.
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 하부개구(37)와 작업자가 필요로 하는 부분 영역인 관심영역(ROI, Region Of Interest)은 스캔용 카메라(45)의 시야각(θ4)을 고려하여 형성될 수 있다. 따라서, 반사부재(20)는 하부개구(37)를 통해 관심영역(ROI)의 상부에 놓여진 스캔 대상물을 스캔용 카메라(45)에 반사함으로써 스캔용 카메라(45)는 스캔 대상물의 선명한 이미지를 촬영할 수 있다. 참고로, 관심영역(ROI)은 스캔창(2) 내의 작업자가 필요로 하는 부분 영역을 의미하며, 관심영역(ROI)의 형성범위는 후술하기로 한다.
하부차단판(70)은 경사판(32) 상에 각각 설치되며, 광원(65)의 전방에 배치된다. 하부차단판(70)은 광원(65)의 전방에 기설정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있으며, 상부를 향해 돌출되어 광이 하부를 향해 조사되는 것을 차단한다. 하부차단판(70) 및 홀더(65)는 각각 경사판의 상부에 지지되어 설치됨으로써 서로 나란하게 배치되며, 하부차단판(70) 및 기판(62)는 경사판(32)과 대체로 수직배치될 수 있다.
보조하우징(80)의 전방판(87) 상에는 각각의 수직판(55)과 삽입되는 삽입홈(82)이 형성되어 수직판(55)과 체결될 수 있다. 스캔용 카메라(45)가 내부공간(11)과 연통되어 열분산이 용이하도록 보조하우징(80)은 수직판(55)의 전단으로부터 이격 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 전방판(87)의 중앙부에는 관통홀(84)이 형성되며, 스캔용 카메라(45)는 관통홀(84)을 통해 반사부재(20)로부터 스캔대상물을 촬상할 수 있다.
지지부재(30)의 전방 및 후방에는 각각 돌출돌기(38)가 형성될 수 있으며, 보조하우징(80)의 전방판(87) 및 후방판(88) 또한 돌출돌기(38)와 대응되는 위치에 형성된 체결홈(84)을 통해 지지부재(30)는 보조하우징(80)과 체결될 수 있다. 따라서, 지지부재(30)는 하판(8)의 상면으로부터 이격된 상태에서 보조하우징(80)을 통해 하판(8)과 연결될 수 있다. 전방판(87) 및 후방판(88)은 하판(8)과 대체로 수직배치되며, 연결판(35) 및 경사판(32)의 상단보다 높게 배치된다. 보조하우징(80)의 양측면에는 각각 상부차단판(85)이 구비되며, 상부차단판(85)은 전방판 및 후방판과 서로 연결될 수 있다. 상부차단판(85)은 광원(65)으로부터 조사된 광이 상부를 향해 조사되는 것을 방지한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 관심영역(ROI, Region Of Interest) 즉, 작업자가 필요한 부분 영역에만 영상 처리를 할 경우, 하부차단판(70) 및 상부차단판(85)에 의해 형성된 조사구(90)를 통해 광이 관심영역(ROI)에만 직접광을 조사할 수 있으며, 연결판(35)을 통해 관심영역(ROI) 이외의 영역에서 반사된 광이 스캔용 카메라(45)에 조사되는 것을 방지함으로써 스캔 대상물의 영상 훼손을 최소화할 수 있다.
제1 및 제3 광원(65A, 65C)의 광축(68A, 65C)은 관심영역의 코너 중 어느 하나의 코너를 향하도록 하나 이상배치될 수 있으며, 바람직하게는 관심영역의 코너 중 가장 근접한 코너를 향하도록 배치되어 제1 및 제3 광축(68A, 68C)의 거리를 최소화하여 조도를 높임으로써 비네트 현상을 방지할 수 있다. 제1 및 제3 광원(65A, 65C)의 광축(68A, 68C)과 비네트 현상에 대한 자세한 설명은 도 7을 통해 후술하기로 한다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 스캔창(2)은 상판(3)으로부터 함몰된 안착홈(4)에 삽입되어 지지될 수 있으며, 안착홈(4)과 스캔창(2) 사이에는 광원(65)로부터 조사된 광을 차단하는 광차단필름(7)(또는 광흡수재)가 구비될 수 있다. 사용자는 광차단필름(7)을 이용하여 스캔창(2)의 중앙부에 광원(65)으로부터 광이 조사되는 영역이 관심영역이 된다. 즉, 광차단필름(7)은 스캔창(2) 전체영역으로부터 관심영역(ROI)의 범위를 한정할 수 있다. 한편, 광차단필름(7)은 안착홈(4)으로부터 탈부착 가능하다.
도 7은 도 4에 도시한 스캔 장치의 평면도이며, 도 8은 도 7에 도시한 광원 배치에 따른 효과를 나타내는 도면이다. 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 스캔 장치(100)에 구비된 광원(65)은 스캔창(2)의 코너를 향해 광을 조사가능하도록 배치된다. 예를 들어, 기판(62)의 양측에 각각 배치된 제1 및 제2 광원(65A, 65B) 중 제1 광원(65A)을 ON할 경우, 관심영역은 도 8의 A와 같은 조도(illumination, 照度)를 가진다. 한편, 도시하지는 않았으나, 스캔 장치(100)는 각각의 광원(65)에서 조사되는 광을 확산시켜 주기 위한 광학산부재(도시안함)가 구비될 수 있으며, 하나의 광원(65)으로부터 조사되는 광에 대한 전방을 향해 약 120도 이하의 확산각을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 광원(65A)의 광축(68A)은 분할된 가상의 사각형 중심을 기준으로 최근접한 코너를 향함으로써 도 8의 A의 조도를 가진다. 제1 광원(65A)은 관심영역의 일측에 배치되며, 광원(65)의 중앙을 가로지르는 가상의 중신선(l1) 및 가상의 중심선(l1)과 수직한 가상의 수직선(l2)을 기준으로 관심영역을 같은 면적으로 사 분할했을 경우, 관심영역과 대응되는 분할된 가상의 사각형을 형성한다. 이때 제1 광원(65A)의 광축(68A)은 가상의 사각형 중심(OA)을 기준으로 관심영역의 코너를 향하도록 배치된다. 여기서, 제1 광원(65A)의 광축(68A)은 제1 광원(65A)으로부터 일정한 확산각을 가지고 조사되는 광의 중심에 위치하여 광의 출력이 가장 큰 부분을 의미하며, 특히 제1 광원(65A)이 LED의 경우,제1 광원(65A)의 광축(68A)과 광축(68A) 이외의 부분은 출력에 큰 차이가 있을 수 있다.
마찬가지로, 제2 광원 내지 제4 광원(65B, 65C, 65D)의 광축(68B, 68C, 68D)은 분할된 가상의 사각형 중심(OB, OC, OD)을 기준으로 관심영역의 코너를 향함으로써 제2 광원 내지 제4 광원(65B, 65C, 65D)을 ON할 경우, 관심영역(ROI)은 각각 도 8의 B 내지 D와 같은 조도를 가진다. 따라서, 제 1 내지 제4 광원(65A, 65B, 65C, 65D)은 상부 및 하부차단판(85, 70)에 의해 관심영역(ROI)의 코너를 향해 용이하게 조사가능하며, 관심영역(ROI) 이외의 영역에 조사된 광은 연결판(35)에 의해 스캔용 카메라(45)로 조사되는 것을 방지한다. 또한, 제1 내지 제4광원(65A, 65B, 65C, 65D)은 제어기(도시안함)와 연결되어 각각 제어할 수 있다.
즉, 스캔 장치(100)는 직접조명을 이용함으로써 적은 수의 광원(65)을 통해 스캔 대상물의 이미지를 획득할 수 있으며, 관심영역의 코너에 각각 대응하는 광원(65)배치를 통해 스캔용 카메라(100)가 촬영하는 관심영역(ROI)의 코너가 어두워지는 비네트(vignette) 현상을 방지할 수 있다. 또한, 기존의 스캔창(2)과 스캔용 카메라(45)가 서로 일직선상에 배치되어 스캔용 카메라(45)를 통해 스캔 대상물을 촬영하는 구조의 스캔 장치는 사용자로 하여금 휴대성과 사용성의 불편함을 초래하는 문제점이 있었으나, 본 발명은 반사부재(20)의 중심을 기준으로 스캔창(2)과 스캔용 카메라(45)의 중심의 배치각을 90도 미만으로 배치함으로써 스캔 장치 전체높이를 최소화하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 장치의 제어블록도이며, 도 10의 (a), (b), (c), (d)는 도 7의 광원이 각각 온(On)된 상태에서 촬영된 이미지를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 스캔 장치는 촬영된 이미지로부터 홀로그램을 추출하거나 홀로그램을 제거하기 위한 것으로, 피촬영물(200), 메인하우징(10), 조명부(60), 촬영부(40), 제어부(300)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 피촬영물(200)은 주민등록증, 운전면허증, 여권 등과 같은 신분증이나 지폐, 카드 등을 포함할 수 있으며, 이러한 피촬영물(200)의 일면에는 본인 인증을 수행하기 위해서 홀로그램(210)이 형성 또는 부착된다. 홀로그램(210)은 피촬영물(200)에 조사되는 광의 방향에 따라서 보이거나 안보일 수 있다. 즉, 특정방향에서 광이 조사되면 보이지 않던 홀로그램(210)이 나타나게 된다.
메인하우징(10)은 상판(3), 하판(8), 상판(3)과 하판(8)을 연결하며 상판(3) 및 하판(8)과 함께 내부공간을 형성하는 측판(5)을 포함한다.
상판(3)은 촬영대상물인 피촬영물(200)이 놓여지는 스캔창(2)을 가진다. 스캔창(2)은 촬영부(40)에 의해서 피촬영물(200)이 촬영될 수 있도록 유리 등과 같은 투명재질인 것이 바람직하다.
조명부(60)는 메인하우징(10)의 내부공간에 설치되며, 스캔창(2)을 향해서 광을 조사한다. 조명부(60)는 서로 배타적으로 광을 조사할 수 있으며, 하나 이상의 광원(65)을 구비할 수 있다. 조명부(60)에서 조사되는 광과 스캔창(2)이 이루는 각도는 서로 다른 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 도 10에서와 같이, 조명부(40b)가 광을 조사하였을 때 촬영되는 이미지에서만 홀로그램(210)이 나타나도록 할 수 있다.
촬영부(40)는 메인하우징(10)의 내부공간에 고정 설치되며, 스캔창(2)의 하부에 배치될 수 있다. 촬영부(40)는 스캔창(2)을 통해서 스캔창(2)의 상부면에 놓여지는 피촬영물(200)의 일면을 촬영하여 생성된 이미지를 제어부(300)에 전송한다. 이때, 촬영부(40)는, 도 5에서와 같이, 광원(65A)만 온(On)된 상태에서 촬영된 이미지(도 5(a)), 광원(65B)만 온(On)된 상태에서 촬영된 이미지(도 5(b)), 광원(65C)만 온(On)된 상태에서 촬영된 이미지(도 5(c)), 광웡(65D)만 온(On)된 상태에서 촬영된 이미지(도 5(d))를 각각 제어부(300)에 전송할 수 있다.
제어부(300)는 촬영부(40)로부터 전송받은 이미지를 분석하여 상기 이미지로부터 홀로그램(210)을 추출하거나 원본 이미지를 복원하며, 평활부(310), RGB값 산출부(320), 저장부(330), 검출부(340) 및 제거부(350)를 포함할 수 있다. 제어부(300)는 이렇게 추출된 홀로그램 이미지나 복원된 원본 이미지를 표시부(500)에 전송할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 조명부(60) 및 촬영부(40)에 전기적으로 연결되며, 조명부(60) 중에서 배타적으로 하나의 조명부만 온(On)된 상태에서 촬영부(40)가 스캔창(2)을 촬영하도록 조명부(60) 및 촬영부(40)를 제어할 수 있다.
평활부(310)는 촬영부(40)로부터 전송받은 이미지를 저역 필터링한다. 즉, 저역필터를 통해서 이미지의 명도가 기설정된 값 미만인 부분은 밝게 보상해주고, 이미지의 명도가 기설정된 값 이상인 부분은 그대로 유지한다.
RGB값 산출부(320)는 촬영부(40)로부터 전송받은 이미지(600)를 구성하는 화소들(610)의 RGB값을 산출한다. RGB값(R값, G값, B값)이란 색 정보를 수치화한 컬러 모델의 하나로서, 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 에 의해 색이 표현된다. 예를 들면, RGB(0,0,0)부터 RGB(255, 255, 255)까지 다양한 색상의 표현이 가능하다.
또한, RGB값 산출부(320)는 촬영부(40)로 부터 전송받은 복수의 이미지(600)의 동일 위치에 해당하는 화소들(610)의 RGB값의 평균값을 산출할 수 있다. 이렇게 산출된 평균값은 후술할 제거부(350)가 이미지에서 홀로그램을 제거하는데 사용될 수 있다.
저장부(330)는 RGB값 산출부(320)가 산출한 RGB값이 각각의 이미지별로 저장될 수 있다.
검출부(340)는 촬영부(40)로부터 전송받은 복수의 이미지(600) 중에서 서로 동일 위치에 해당하는 화소(Pixel)(610)의 RGB값을 비교하여 이미지에서 홀로그램을 검출할 수 있다.
검출부(340)가 광원(65A, 65B) 2개만을 이용하여 홀로그램을 검출하면, 검출부(340)는 촬영부(40)로부터 두 개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b))를 전송받게 되며, 이 두 개의 이미지(600)의 화소(610)의 RGB값이 다른 부분을 연결하게 되면 도 5(b)의 홀로그램(210) 형상을 추출할 수 있게 된다.
검출부(340)가 광원(65A, 65B, 65C, 65D) 4개를 이용하여 홀로그램을 검출하면, 검출부(340)는 촬영부(40)로부터 4개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b), 5(c), 5(d))를 전송받는다. 이때, 검출부(340)는 4개의 이미지(600) 중에서 나머지 이미지들(600)과 화소(610)의 RGB값이 하나 이상 다른 하나의 이미지(600)(즉, 도 5(b))를 검출한다. 이 검출된 이미지(600) 중에서 나머지 이미지들(600)과 RGB값이 다른 화소들(610)을 연결하게 되면 홀로그램을 검출할 수 있게 된다. 여기서는 광원 4개를 이용하는 것에 대해서만 설명하였지만, 상술한 방법은 광원 3개 이상인 경우에 모두 적용 가능하다.
제거부(350)는 홀로그램이 포함되지 않은 원본 이미지를 복원할 수 있다. 제거부(350)가 광원(65A, 65B) 2개만을 이용하여 원본 이미지를 복원하면, 제거부(350)는 촬영부(40)로부터 두 개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b))를 전송받게 되며, 이 두 개의 이미지(600) 중에서 화소(610)의 RGB값이 기설정된 값 미만인 이미지를 선택함으로써 홀로그램이 포함되지 않은 원본 이미지(600)(도 5(a))를 얻을 수 있게 된다.
제거부(350)가 광원(65A, 65B, 65C, 65D) 4개를 이용하여 원본 이미지를 복원하면, 제거부(350)는 촬영부(40)로부터 4개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b), 5(c), 5(d))를 전송받는다. 이때, 제거부(350)는 상기 4개의 이미지(600) 중에서 동일 위치에 있는 화소(610)의 RGB값과 이 화소들(610)의 평균 RGB값과의 차이가 가장 큰 하나의 이미지(600)(도 5(a))를 검출하고, 이렇게 검출된 이미지(600)를 제외한 나머지 이미지들(600)의 화소의 RGB값의 평균값을 이용함으로써 원본 이미지를 복원할 수 있게 된다.
한편, 제거부(350)는 상기 4개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b), 5(c), 5(d)) 중에서 동일위치의 화소(610)의 RGB값이 모두 동일한 이미지들(600)(도 5(a), 5(c), 5(d))을 검출하고, 이렇게 검출된 이미지들(600)의 화소(610)의 RGB값의 평균값을 이용함으로써 원본 이미지를 복원할 수도 있다.
이때, 제거부(350)가 조명부 4개를 이용하는 것에 대해서만 설명하였지만, 상술한 방법은 조명부 3개 이상인 경우에 모두 적용 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 스캔 장치는 제어부(300)로부터 전송받은 홀로그램 또는 원본 이미지를 표시하기 위한 표시부(500)를 더 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 방법의 흐름을 나타낸 순서도다. 도 11을 참조하여, 본 실시예에 따른 스캔 방법을 설명한다.
먼저, 조명부(60)가 스캔창(2)에 광을 서로 배타적으로 조사하는 단계가 수행된다(S10).
다음으로, 촬영부(40)가 조명부(60) 각각에 대응되는 복수의 이미지(600)를 생성 및 전송하는 단계가 수행된다(S20).
다음으로, 평활부(310)가 촬영부(40)로부터 전송받은 이미지(600)를 저역 필터링하는 단계가 수행된다(S30).
다음으로, RGB값 산출부(320)가 촬영부(40)로부터 전송받은 이미지(600)를 구성하는 화소들(610)의 RGB값을 산출하는 단계가 수행된다(S40).
다음으로, 검출부(340)가 복수의 이미지(600) 중에서 서로 동일 위치에 해당하는 화소(610)의 RGB값을 비교하는 단계가 수행된다(S50).
단계 (S50)에서, 검출부(340)가 광원(65A, 65B) 2개만을 이용하여 홀로그램을 검출하면, 검출부(340)는 촬영부(40)로부터 두 개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b))를 전송받게 되며, 이 두 개의 이미지(600)의 화소(610)의 RGB값이 다른 부분을 연결하게 되면 도 5(b)의 홀로그램(210) 형상을 추출할 수 있게 된다.
단계 (S50)에서, 검출부(340)가 광원(65A, 65B, 65C, 65D) 4개를 이용하여 홀로그램을 검출하면, 검출부(340)는 촬영부(40)로부터 4개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b), 5(c), 5(d))를 전송받는다. 이때, 검출부(340)는 4개의 이미지(600) 중에서 나머지 이미지들(600)과 화소(610)의 RGB값이 하나 이상 다른 하나의 이미지(600)(즉, 도 5(b))를 검출한다. 이 검출된 이미지(600) 중에서 나머지 이미지들(600)과 RGB값이 다른 화소들(610)을 연결하게 되면 홀로그램을 검출할 수 있게 된다.
다음으로, 제거부(350)가 홀로그램(210)이 포함되지 않은 원본 이미지를 복원하는 단계가 수행된다(S60)
단계 (S60)에서, 제거부(350)가 광원(65A, 65B) 2개만을 이용하여 원본 이미지를 복원하면, 제거부(350)는 촬영부(40)로부터 두 개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b))를 전송받게 되며, 이 두 개의 이미지(600) 중에서 화소(610)의 RGB값이 기설정된 값 미만인 이미지(600)를 선택함으로써 홀로그램이 포함되지 않은 원본 이미지(도 5(a))를 얻을 수 있게 된다.
단계 (S60)에서, 제거부(350)가 광원(65A, 65B, 65C, 65D) 4개를 이용하여 원본 이미지를 복원하면, 제거부(350)는 촬영부(40)로부터 4개의 이미지(600)(도 5(a), 5(b), 5(c), 5(d))를 전송받는다. 이때, 제거부(350)는 상기 4개의 이미지(600) 중에서 동일 위치에 있는 화소(610)의 RGB값과 이 화소들(610)의 평균 RGB값과의 차이가 가장 큰 하나의 이미지(600)(도 5(a))를 검출하고, 이렇게 검출된 이미지(600)를 제외한 나머지 이미지들(600)의 화소(610)의 RGB값의 평균값을 이용함으로써 원본 이미지를 복원할 수 있게 된다.
한편, 제거부(350)는 상기 4개의 이미지(도 5(a), 5(b), 5(c), 5(d)) 중에서 동일위치의 화소(610)의 RGB값이 모두 동일한 이미지들(600)(도 5(a), 5(c), 5(d))을 검출하고, 이렇게 검출된 이미지들(600)의 화소(610)의 RGB값의 평균값을 이용함으로써 원본 이미지를 복원할 수도 있다.
결과적으로, 본 실시예에 따른 스캔 장치 및 스캔 방법은 서로 다른 방향에서 광을 조사한 상태에서 촬영된 각각의 이미지들의 동일위치에 있는 화소들의 RGB값을 비교함으로써, 홀로그램을 추출할 수 있을 뿐만 아니라 원본 이미지도 복원할 수 있게 된다.
상기와 같이 설명한 스캔 장치(100)는 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
2 : 스캔창 10 : 메인하우징
20 : 반사부재 25 : 가이드판
30 : 지지부재 32 : 경사판
35 : 연결판 37 : 하부개구
40 : 촬영부 42 : 제어기판
45 : 스캔용 카메라 50 : 마운팅 플레이트
52 : 고정판 55 : 수직판
60 : 조명부 62 : 기판
65 : 광원 70 : 하부차단판
80 : 보조하우징 100 : 스캔 장치
300: 제어부 310: 평활부
320: RGB값 산출부 330: 저장부
340: 검출부 350: 제거부
500: 표시부

Claims (11)

  1. 일면에 홀로그램이 포함된 피촬영물이 놓여지는 스캔창을 가지며, 내부공간을 가지는 하우징;
    상기 내부공간에 설치되고, 상기 스캔창을 향해 서로 다른 방향에서 광을 조사하며, 하나 이상의 광원을 구비하는 복수의 조명부;
    상기 내부공간에 설치되며, 상기 스캔창을 통해 상기 피촬영물을 촬영하며, 상기 조명부에 각각 대응하여 생성된 복수의 이미지를 전송하는 촬영부; 및
    상기 촬영부로부터 전송받은 상기 이미지를 구성하는 화소들의 RGB값을 산출하는 RGB값 산출부와, 상기 복수의 이미지 중에서 서로 동일 위치에 해당하는 화소의 RGB값을 비교하는 검출부를 구비하며, 상기 복수의 조명부 및 상기 촬영부에 전기적으로 연결되어 상기 복수의 조명부 중에서 어느 하나의 조명부만 온(On)한 상태에서 상기 촬영부를 구동하는 제어부;를 포함하되,
    상기 검출부는,
    상기 복수의 이미지 중에서 나머지 이미지들과 화소의 RGB값이 하나 이상 다른 하나의 이미지를 검출하고, 검출된 상기 하나의 이미지 중에서 상기 나머지 이미지들과 RGB값이 다른 화소들을 연결하여 상기 홀로그램을 검출하는, 스캔 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 촬영부로부터 전송받은 상기 이미지를 저역 필터링하는 평활부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캔 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 조명부에서 조사되는 광의 방향과 스캔창의 하부면이 이루는 각도는 각각 서로 다른 것을 특징으로 하는 스캔 장치.
  4. 삭제
  5. 홀로그램이 포함된 피촬영물의 일면을 향해 복수의 조명부가 각각 배타적으로 서로 다른 방향으로 광을 조사하는 광조사단계;
    상기 광이 조사될 때마다 촬영부는 상기 피촬영물의 일면을 촬영하며, 상기 조명부에 각각 대응하는 복수의 이미지를 생성하는 생성단계;
    상기 이미지를 구성하는 화소들의 RGB값을 산출하는 산출단계;
    상기 복수의 이미지의 동일위치에 있는 화소들의 RGB 값을 비교하는 비교단계;를 포함하되,
    상기 비교단계는
    상기 복수의 이미지 중에서 나머지 이미지들과 화소의 RGB값이 하나 이상 다른 하나의 이미지를 검출하고, 검출된 상기 하나의 이미지 중에서 상기 나머지 이미지들과 RGB값이 다른 화소들을 연결하여 상기 홀로그램을 검출하는 단계를 포함하는, 스캔 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스캔 방법은
    상기 생성단계에 이어, 상기 이미지를 저역 필터링하는 평활단계;를 더 포함하는 스캔 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 비교단계는
    상기 복수의 이미지 중에서 상기 화소의 RGB값이 기설정된 값 미만인 이미지를 선택함으로써 상기 홀로그램이 포함되지 않은 원본 이미지를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캔 방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 산출단계는 상기 복수의 이미지의 동일 위치에 해당하는 화소의 RGB값의 평균인 평균RGB값을 산출하며,
    상기 비교단계는
    상기 복수의 이미지 중에서 상기 화소의 RGB값과 상기 평균RGB값의 차이가 가장 큰 하나의 이미지를 검출하고, 상기 하나의 이미지를 제외한 나머지 이미지들의 화소의 RGB값의 평균값을 이용함으로써 상기 홀로그램이 포함되지 않은 원본 이미지를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캔 방법.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 비교단계는
    상기 복수의 이미지 중에서 상기 화소의 RGB값이 모두 동일한 이미지들을 검출하고, 검출된 상기 이미지들의 화소의 RGB값의 평균값을 이용함으로써 상기 홀로그램이 포함되지 않은 원본 이미지를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캔 방법.
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