KR20010051290A

KR20010051290A - 지엽류 식별 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010051290A
Application number: KR1020000063504A
Authority: KR
Inventors: 스가타마사노리
Original assignee: 아카이 가즈유키; 가부시키가이샤 닛폰 콘락스
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2001-06-25
Also published as: JP2001126107A; KR100407460B1; US6798900B1

Abstract

종잇장 식별방법 및 장치는 지폐의 특성을 의미하는 정보를 통계적으로 처리하여 이 것을 소수의 특성으로 압축하여, 이 특성을 이용하여 지폐의 진위여부를 판별한다. 종잇장 식별방법은, (a) 종잇장의 소정의 영역에서, 상기 종잇장에 인쇄된 패턴을 의미하는 다수의 물리적 특성에 대해 확인될 다수의 패턴 신호를 검출하는 검출 단계; (b) 상기 확인될 다수의 패턴의 서로 다른 내용을 결정하는 처리단계를 포함하고, 상기 단계를 진짜 종잇장 및 확인할 종잇장에 대해 독립적으로 수행하여, 상기 진짜 종잇장에 대해 수행된 검출 단계 및 처리단계에 근거하여 참조 데이터를 생성하고, 상기 참조 데이터와 확인될 종잇장으로부터 검출된 데이터를 비교하여 확인될 종잇장의 진위여부를 결정한다. 종잇장 식별장치는 종잇장의 소정의 영역에서 상기 종잇장에 인쇄된 패턴을 의미하는 다수의 물리적 특성에 대해 확인될 다수의 패턴 신호를 생성하는 신호 생성 유닛(D, LS, PD, IV, AD 및 M); 상기 확인될 다수의 패턴의 서로 다른 내용을 결정하는 처리유닛(J1); 상기 신호 생성 유닛에 의해 진짜 종잇장으로부터 참조 데이터로 추출된 확인될 패턴 신호를 저장하는 참조 데이터 저장 유닛(R); 상기 참조 데이터 저장 유닛으로부터의 상기 참조 데이터와, 상기 확인될 종잇장으로부터 추출된 확인될 상기 패턴 신호에 근거된 변동 내용을 비교하고, 그 사이의 차이점을 계산하는 계산 유닛(J1); 및 상기 계산 유닛에 의해 계산된 상기 차이점이 허용 범위 내에 있는 가를 판단하는 판단유닛(J2)을 포함한다.

Description

종잇장 식별 방법 및 장치 {PAPER SHEET IDENTIFICATION METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 광학적 특성을 사용하여 지폐와 같은 종잇장을 식별하여 종잇장의 진위여부를 판별하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광학적 특성과 같은 물리적 특성을 이용하여 종잇장을 식별하여 종잇장에 인쇄된 패턴을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종잇장의 예로서 전형적인 것이 지폐이고, 그 진위판별은 널리 시행되는 것이다. 예를 들면, 지폐가 이송 통로를 따라 이송되는 동안에 지폐의 소정의 영역 위에 광이 조사된다. 투과광 및 반사광이 검출되고, 지폐에 인쇄된 패턴의 농도와 관련한 신호가 추출된다. 추출된 신호는 참조신호와 비교되고 지폐의 진위여부가 결정된다.

광학적 검출방법은 기본적으로 단일 파장을 이용하여, 교묘하게 위조된 것을 쉽게 식별해 낼 수 없다. 농도 정보는 단일 파장으로 읽혀지고, 검출기와 광원의 레벨의 변동, 지폐의 인쇄 및 마감질에서의 불일치, 오염된 지폐를 허용하는 방법을 사용하여 검출된다. 그 결과, 이 방법은 매우 정교하게 위조된 지폐를 진짜인 것으로 판별한다.

이러한 문제는 적어도 2종류 이상의 파장, 즉, 적광(red light) 및 적외광(infrared light), 및 이들의 조합을 이용하여 정확도를 증가시키는 광을 사용하여 독립적인 농도 정보를 추출함으로써 해결된다.

그러나, 2개 이상의 광이 사용되면, 데이터 양이 증가되고, 고속 처리를 불가능하게 한다. 또한, 개별 테이터의 진위판별 기준값은 진짜 화폐에서의 어느 정도의 변화를 수용하기 위하여 넓혀져야 한다. 이 것은 진위판별을 매우 정확하게 하기 어렵게 만든다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도출되었다. 본 발명의 목적은 지폐의 특성을 의미하는 정보를 통계적으로 처리하고, 이 정보를 진위여부를 결정하는 데 사용되는 소수의 특성들로 압축하여 종잇장의 진위를 판별하는 진위판별 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 구성을 도시하는 블록 다이어그램.

도 2는 도 1의 실시예의 동작 내용을 도시하는 흐름도.

도 3은 종잇장의 일단으로부터 타단으로 3개의 투과광(적, 녹 및 청)의 강도 측정을 보여주는 특성 다이어그램.

도 4는 도 3의 측정으로부터 얻어진 적색 및 녹색의 분포율을 도시하는 특성 다이어그램.

도 5는 도 4의 적색 및 녹색의 비율 분포를 여과하는 방법과 특성점을 갖는 영역을 설정하는 방법을 보여주는 다이어그램.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 종잇장 식별방법에 있어서, (a) 종잇장의 소정의 영역에서, 상기 종잇장에 인쇄된 패턴을 의미하는 다수의 물리적 특성에 대해 확인될 다수의 패턴 신호를 검출하는 검출 단계; (b) 상기 확인될 다수의 패턴의 서로 다른 내용을 결정하는 처리단계를 포함하고, 상기 단계를 진짜 종잇장 및 확인할 종잇장에 대해 독립적으로 수행하여, 상기 진짜 종잇장에 대해 수행된 검출 단계 및 처리단계에 근거하여 참조 데이터를 생성하고, 상기 참조 데이터와 확인될 종잇장으로부터 검출된 데이터를 비교하여 확인될 종잇장의 진위여부를 결정하는 종잇장 식별방법과; 및

종잇장 식별장치에 있어서,

종잇장의 소정의 영역에서 상기 종잇장에 인쇄된 패턴을 의미하는 다수의 물리적 특성에 대해 확인될 다수의 패턴 신호를 생성하는 신호 생성 유닛; 상기 확인될 다수의 패턴의 서로 다른 내용을 결정하는 처리유닛; 상기 신호 생성 유닛에 의해 진짜 종잇장으로부터 참조 데이터로 추출된 확인될 패턴 신호를 저장하는 참조 데이터 저장 유닛; 상기 참조 데이터 저장 유닛으로부터의 상기 참조 데이터와, 상기 확인될 종잇장으로부터 추출된 확인될 상기 패턴 신호에 근거된 변동 내용을 비교하고, 그 사이의 차이점을 계산하는 계산 유닛; 및 상기 계산 유닛에 의해 계산된 상기 차이점이 허용 범위 내에 있는 가를 판단하는 판단유닛을 포함하는 종잇장 식별장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 구성을 도시하고 있다. 종잇장(X)은 이송 통로를 따라 이송된다. 2색 발광다이오드(LD)가 구동기(D)로부터의 전류에 의해 구동되어 2색의 광을 방출한다. 종잇장(X)이 이송 통로 상의 소정의 위치에 도달하면, 2색 발광다이오드(LD)는 2색의 광을 시간분할적(itme-sharing sequence)방법으로 방출한다.

광검출기(PD)는 종잇장(X)의 소정의 영역을 투과한 광 성분을 검출한다. 전류-접압 변환기(IV)는 광검출기(PD)에 의해 변환된 전류를 전압으로 변환하고, 아날로그 디지털 변환기(AD)는 그 결과물을 메모리(M)에 저장되는 디지털 데이터로 변환한다. 광검출기(PD)로부터 메모리(M)로 데이터를 수집하는 부분은 2색 발광다이오드(LD)가 광 검출 및 데이터 저장 사이에서 광을 방출할 때마다 시간분할적 방법으로 전환되어진다.

CPU는 이러한 방법으로 얻어진 데이터를 처리한다. 먼저, CPU는 후속 판별 공정(J2)에 대한 사전 처리과정으로서 참조 데이터(R)를 이용하여 메모리(M)로부터의 데이터에 확인 목표 영역의 데이터를 선택하여 통계적 처리를 수행한다.

도 2는 도 1에 도시된 구성에 의해 수행되는 데이터 수집 및 데이터 처리 동작을 도시하는 흐름도이다.

장치가 동작을 시작하면, 목표 종잇장에 조사된 광의 각각의 파장에서의 투과광의 강도를 의미하는 데이터는 광검출기(PD)로부터 메모리(M)까지의 구성에 의해 단계(S1)에서 준비상태가 된다. 데이터는 이러한 방법으로 수집된다.

CPU는 단계(S2)에서 메모리(M)로부터 데이터를 읽어 2개의 투과광 사이의 강도비를 계산하는데 사용한다. 투과광의 강도비는 색도비(색상(hue)+명도(brightness))로 표현된다. 도 1의 실시예의 경우, 어떤 파장에서의 광의 강도 및 그와 다른 파장에서의 광의 강도 사이의 차는 비율로써 표현되고, 따라서, 지폐의 색조(coloring)를 의미한다.

색도는 지폐의 각 영역마다 서로 다르고, 작은 색깔 변화를 갖는 영역과, 큰 색깔 변화를 갖는 영역으로 나누어진다. 따라서, 영역이 적절하게 설정되면, 참조물로서 색도를 이용하여 지폐의 진위를 판별하는 데 적절한 특성을 얻을 수 있다. 각 유형의 지폐의 규정된 특성이 사용될 수 있도록 영역은 미리 설정되어진다.

단계(S3)에서, 각 영역은 설정된 영역에 근거하여 통계적으로 처리된다. 통계적 처리는 예를 들면, 낮은 색도 변화를 갖는 지폐 영역에 대해 평균값을 결정하고, 큰 색도 변화를 갖는 영역에 대해 최대값 및 최소값을 결정하는 것을 포함한다. 이러한 계산은 수집된 데이터로부터 특성량을 계산한다.

이러한 데이터 처리에서 계산된 특성은 단계(S4)에서 소정의 참조 데이터와 비교되고, 그 차이가 결정된다. 그 후, 이 차이가 허용오차값보다 작은 가를 단계(S5)에서 결정한다. 그 차이가 허용값보다 작으면, 지폐는 진짜인 것으로 판별되고, 처리는 단계(S6)로 옮아가서 지폐가 접수된다. 한편, 그 차이가 허용값을 넘으면, 지폐는 위조된 것으로 판별되고 처리는 단계(S7)로 가서 지폐는 거절된다.

도 3은 미국 달러화 지폐에 3가지 색깔(적, 청 및 녹)의 광이 조사되었을 때, 투과광의 변화를 측정함으로써 얻어진 각각의 색깔에 대한 데이터를 도시하고 있다. 수평축은 기준값 1과 321(+) 사이에서 지폐의 길이에 따른 위치를 수치적으로 표시하고 있고, 수직축은 0과 250 사이의 투과광의 강도 레벨을 수치적으로 표시하고 있다. 코드가 각각의 측정 곡선에 덧붙여지는데, R은 적색, G는 녹색, B는 청색을 의미한다. 도 3의 곡선의 복잡한 선은 분명하게 이해하기는 좀 어렵지만, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 전체 레벨은 위치 241 근처를 제외하고는 이 순서대로 감소하고 있다.

도 4는 도 3의 적색(R) 및 녹색(G) 사이에서 투과광(R/G)의 강도비 변화를 도시하고 있다. 도 3에서와 같이, 도 4는 위치 241 근처에서의 큰 변화를 보여주고 있지만, 다른 위치에서 그 비율은 미소 변동을 별도로 하면, 일정하게 남아 있다. 위치 241에서의 레벨은 약 0.5 이지만, 다른 위치에서의 레벨은 1.0에 가깝다. 이 것은 지폐 상의 위치 241 근처에 패턴의 특성부가 있음을 의미한다. 따라서, 지폐는 위치 241 근처의 R/G 값 변화가 정확한가 아닌가를 결정함으로써 진위판별될 수 있다.

R/G 값은 위치 1 근처에서 최대값에 도달하고, 위치 323에서 그 최소값에 도달한다. 이 값은 무시되어야 하는데, 그 것은 최대값 및 최소값은 지폐의 단부에 인쇄된 패턴과 아무런 관계가 없기 때문이다.

도 3은 R/G 비율을 사용하지만, 적색이 가장 두드러지게 변하는 색깔이기 때문에, 그 결과는 R/B 비율이 사용될 때와 크게 다르지 않다. 비교해 볼 때, 적색이 배제되고 녹색과 청색 사이의 비율이 사용되면, 특성점을 정확하게 검출하는 것이 어렵게 된다.

도 5는 도 4에 도시된 R/G 값의 여과된 값과 7개의 영역을 도시하는데, 여기에서 미소 변동은 제거되었고, 영역은 R/G 값 변화에 근거하여 설정되었다. 영역(5)는 도 3 및 도 4에서의 위치(241)로 도시된 특성 패턴을 포함하고 있다. 영역(1, 7)은 단부영역이기 때문에 확인에서 제외된다.

영역(2, 3, 4, 6)은 약 1.0에 가까운 평균 R/G 값을 가지고 있고, 특성 패턴을 갖지 않는다. 이러한 평균값은 A, B 및 C 로 표시되고, 이러한 값들과 영역(5)에서의 최소값 사이의 차는 극한값 차(D1, D2)로 표시되고, D1 및 D2는 0.5 내지 0.6 사이의 값으로서, 영역(5)의 특성 본질을 분명하게 나타내고 있다.

상술한 바와 같이, 특성 영역(5)으로부터 추출된 데이터는 적절한 수의 진짜 지폐로부터 미리 추출된 참조 데이터와 비교되고, 지폐의 진위여부가 둘 사이의 차이의 정도에 근거하여 판별된다.

변형예

투과광이 상술한 실시예에서 검출되지만, 진위여부는 종잇장의 표면으로부터 반사된 광을 사용하여 확인될 수도 있다. 이 경우, 특성점은 투과광을 사용할 때와 항상 동일하지 않으며, 설정된 영역은 꼭 일치할 필요없다.

상술한 실시예에서, 2개의 파장을 이용한 광학적 확인만이 2색 LED 및 수광 다이오드를 사용하여 수행되었지만, 하나의 광학 센서 및 하나의 자기 센서를 사용하고 그 검출된 출력을 조합시키는 것도 가능하다. 이 경우에서도 또한, 설정 영역은 도 5 에 도시된 것과 다를 수 있는데, 그 것은 광학적 특성점이 자기 특성점과 꼭 일치할 필요가 없기 때문이다.

상술한 실시예는 지폐를 식별하기 위해 사용되었지만, 본 발명은 금태환 지폐(gold notes), 쿠폰 등에도 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 종잇장의 복수의 물리적 특성을 측정하고, 그 사이의 변화를 결정하고, 그 변화가 참조 데이터의 허용 범위내에 있는 가에 근거하여 종잇장의 진위 여부를 결정한다. 취급되는 데이터의 양은 상기 복수의 물리적 특성이 변하기 쉬운 영역을 선택함으로써 적절하게 제한될 수 있다. 따라서, 종잇장은 비교적 작은 양의 데이터를 취급하여 진위판별되어질 수 있다.

데이터 양이 작기 때문에, 처리과정은 고속으로 수행될 수 있다.

특히, 2개의 파장의 광학적 측정치가 사용되면 정확한 농도 정보를 갖는 패턴을 갖는 정교한 위조물이라 할 지라도 명확하게 진짜 지폐의 측정 데이터와 구별되어질 수 있다.

또한, 광학적 및 자기적 측정법이 함께 사용되면, 광학적 검출법만을 사용하는 것에 비해 보다 명확하게 특성이 검출될 수 있다.

Claims

종잇장 식별방법에 있어서,

(a) 종잇장의 소정의 영역에서, 상기 종잇장에 인쇄된 패턴을 의미하는 다수의 물리적 특성에 대해 확인될 다수의 패턴 신호를 검출하는 검출 단계;

(b) 상기 확인될 다수의 패턴의 서로 다른 내용을 결정하는 처리단계를 포함하고,

상기 단계를 진짜 종잇장 및 확인할 종잇장에 대해 독립적으로 수행하여, 상기 진짜 종잇장에 대해 수행된 검출 단계 및 처리단계에 근거하여 참조 데이터를 생성하고, 상기 참조 데이터와 확인될 종잇장으로부터 검출된 데이터를 비교하여 확인될 종잇장의 진위여부를 결정하는 종잇장 식별방법.
종잇장 식별장치에 있어서,

종잇장의 소정의 영역에서 상기 종잇장에 인쇄된 패턴을 의미하는 다수의 물리적 특성에 대해 확인될 다수의 패턴 신호를 생성하는 신호 생성 유닛;

상기 확인될 다수의 패턴의 서로 다른 내용을 결정하는 처리유닛;

상기 신호 생성 유닛에 의해 진짜 종잇장으로부터 참조 데이터로 추출된 확인될 패턴 신호를 저장하는 참조 데이터 저장 유닛;

상기 참조 데이터 저장 유닛으로부터의 상기 참조 데이터와, 상기 확인될 종잇장으로부터 추출된 확인될 상기 패턴 신호에 근거된 변동 내용을 비교하고, 그 사이의 차이점을 계산하는 계산 유닛; 및

상기 계산 유닛에 의해 계산된 상기 차이점이 허용 범위 내에 있는 가를 판단하는 판단유닛을 포함하는 종잇장 식별장치.
제2항에 있어서, 상기 다수의 물리적 특성에는 다수개의 파장을 갖는 광을 사용하여 상기 종잇장으로부터 추출된 광학적 특성이 포함되는 종잇장 식별장치.
제2항에 있어서, 상기 다수의 물리적 특성에는 광을 사용하여 상기 종잇장으로부터 추출된 적어도 하나 이상의 광학적 특성, 및 자성을 이용하여 상기 종잇장으로부터 추출된 적어도 하나 이상의 자기적 특성이 포함되는 종잇장 식별장치.