KR20110005078U - 자동으로 다국가 권종을 식별하는 지폐계수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다국가 권종을 설정 변경 없이 자동으로 인식할 수 있는 지폐계수방법에 관한 것으로, 특히 개별 국가권종 인식장치를 이용하여 다국가 권종들이 섞여 있을 경우, 한 번의 투입으로도 국가 모드 변경 없이 투입된 다국가 권종들을 동시에 자동으로 식별하고 계수할 수 있다.
따라서 다국가 권종들이 섞여 있을 경우, 이를 따로 분류하거나 모드를 변경시켜 계수해야 하는 불편함을 해소하고 시간을 절약할 수 있으며, 신뢰성 높은 국가권종 인식장치에 통합판단장치를 추가하여 인식 결과에 대한 신뢰성을 확보하고, 여러 국가의 지폐들을 동시에 처리할 수 있는 기능을 제공한다.

Description

자동으로 다국가 권종을 식별하는 지폐계수방법{BILL COUNTING METHOD FOR DISCRIMINATING MULTI-CURRENCY AUTOMATICALLY}

본 발명은 설정 변경 없이 자동으로 다국가 권종을 동시에 인식할 수 있는 지폐계수방법에 관한 것으로, 특히 개별 국가권종 인식장치를 이용하여 여러 국가의 지폐들이 섞여 있을 경우, 한 번의 투입으로도 국가 모드 변경 없이 투입된 다국가 권종들을 동시에 식별하고 계수하는 지폐계수방법에 관한 것이다.

기존 계수장치에서 지폐 권종을 식별하는 방법은 권종별로 지폐를 스캔하여 도형과 문자를 포함한 지폐 이미지를 받아 권종의 특징을 나타내는 부분의 이미지를 추출하고, 특징을 나타내는 부분의 이미지 픽셀 값을 수치화하여 데이터 값을 생성하고 저장한 뒤, 투입된 지폐가 저장된 소정의 범위에 들어오는지 판단하여 지폐의 권종을 판단한다.

또한 다국가 권종을 계수하기 위해서는 위와 같은 방법으로, 식별할 모든 국가의 권종을 스캔하여 추출한 정보를 가지고, 계수장치 내의 기억장치에 저장된 권종정보와 대조하여 국가 권종을 판단한다.

그러나 기존의 계수장치로 다국가 권종 계수 시, 식별할 국가 권종이 변경되면 해당하는 국가모드를 변경해야 한다. 따라서, 기존 계수장치의 경우, 국가별로 수많은 권종이 존재하고, 그에 따른 방대한 정보가 저장되어 있기 때문에 투입된 지폐와 기억장치에 저장된 모든 국가 권종 정보들과 순차적으로 대조하여 유사도를 판단하는 일은 국가 수에 비례하는 시간이 소요되며, 또한 간단한 처리 방법에 의하는 경우에는 식별할 지폐의 종류가 많아질수록 급격하게 신뢰성이 저하되는 문제가 발생한다.

위와 같은 문제점으로 인해, 다국가 권종들이 섞여있는 경우에는 계수가 불가능하여 이를 수작업으로 국가별로 분류하고, 계수장치의 국가 모드 변경 버튼을 누른 후 선택된 국가의 지폐만 계수되도록 하고 있다. 상기 과정들은 투입된 지폐와 저장된 지폐 정보들의 유사도를 대조할 때, 대조할 범위를 줄이기 위한 것이다.

따라서 다국가 권종 계수 시 사용자는 지폐를 국가별로 일일이 분류하고, 국가권종이 바뀔때 마다 변경 모드를 선택하여 실행해야 하는 번거로움이 있고, 잦은 국가권종 변경이 있을 경우, 매번 변경하는 시간으로 인해 많은 계수시간이 소요되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 다국가 권종을 국가별로 분류하지 않고서도 자동으로 투입된 지폐들을 동시에 식별할 수 있는 지폐계수장치의 인식, 처리방법을 제공하는 것이다. 또한 방대한 지폐 정보를 동시에 인식, 처리하면서 저하될 수 있는 인식결과의 신뢰성을 높이는 분석방법 및 처리방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 자동으로 다국가 권종을 식별하는 지폐계수방법은, 다국가 권종을 모드 변경 없이 동시에 인식하기 위하여, 처리할 n개의 국가권들을 미리 결정하여 국가권종 인식에 필요한 정보를 국가권종 인식장치 1부터 n까지 저장하는 단계;와 스태커에 다국가 지폐권종을 투입하는 단계; 지폐이송장치에 이송된 지폐를 영상 취득장치를 통하여 영상을 취득하는 단계; 취득한 영상을 1이상의 해상도로 변환하는 단계; 변환된 영상을 특징추출장치로 보내 지폐의 영상을 n차원의 벡터로 구성하는 단계; 지폐의 벡터값을 개별 국가권종 인식장치 1부터 n까지 전달하는 단계; 전송된 지폐의 벡터값과 미리 저장된 지폐의 벡터값을 비교하는 단계; 가장 유사한 권종에 대한 판단 결과 및 정보를 통합판단장치로 전달하는 단계; 및 통합판단장치에서 개별 국가권종 인식장치로부터 받은 각각의 결과를 종합하여 입력된 지폐의 권종을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 특징추출장치는 영상취득장치에서 취득한 지폐의 다중 해상도에서 권종의 특징을 나타내는 부분의 명도값 또는 이를 변형시킨 평균값과 분산값을 추출하여 n차원의 벡터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 개별 국가권종 인식장치는 개별 설정된 국가의 모든 권종에 대한 처리 및 인식 정보를 갖고, 전송된 벡터값과 기억장치에 저장된 벡터값을 비교하여 투입된 지폐와 가장 유사한 권종을 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 여러 국가 권종이 섞인 지폐를 계수할 때 사용자가 수작업을 통해 일일이 국가별로 분류하거나, 모드 설정을 변경할 필요가 없어 작동이 용이하고 편리하다.

또한 한 대의 장치에 대하여 2이상의 사용자가 서로 다른 국가권종을 계수하는 것이 가능하므로 방법의 효율성이 높다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 지폐계수장치의 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 지폐계수장치의 인식동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 지폐계수장치의 작동이해를 돕기 위한 블록도 이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 지폐계수장치의 주요 동작을 도시한 흐름도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 지폐계수장치의 지폐의 특징공간을 3차원으로 도시한 좌표계이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다국가 권종을 자동으로 인식하는 지폐계수방법을 설명하고, 또한 그 과정들을 달성하기 위한 지폐 계수장치의 내부 구성 장치를 제시한다.

다만, 다국가 권종이라는 용어는 다수 국가의 여러 권종들을 총칭하는 말로써, 업계에서 통상적으로 사용하고 있으며, 이를 간략하게 나타내거나 대체할 용어가 없어 간결한 설명을 위해 사용한다.

모드 변경 없이 계수장치에서 다국가 권종을 동시 인식하기 위하여 본 발명은 처리할 n개의 국가권들을 미리 결정하여(S1) 국가권종 인식에 필요한 정보를 국가권종 인식장치 1부터 n까지 저장하는 단계(S2); 스태커(20)에 다국가 권종을 투입하는 단계(S3); 영상 취득장치를 통하여 지폐이송장치에 의해 이송된 지폐의 영상을 취득하는 단계(S4); 취득한 영상을 1이상의 해상도로 변환하는 단계(S5); 변환된 영상을 특징추출장치로 보내 지폐의 영상을 n차원의 벡터로 구성하는 단계(S6); 지폐의 벡터값을 개별 국가권종 인식장치 1부터 n까지 전달하는 단계(S7); 전송된 지폐의 벡터값과 기억장치에 미리 저장된 지폐의 벡터값을 비교하는 단계(S8); 각 개별 국가권종 인식장치가 가장 유사한 권종에 대한 판단 결과 및 정보를 통합판단장치로 전달하는 단계(S9); 및 통합판단장치는 각 개별 국가권종 인식장치로부터 받은 각각의 결과를 종합하여 입력된 지폐의 권종을 판단하는 단계(S10);를 포함한다.

또한 상기 각 단계들을 제어하기 위하여 본 발명에 이용되는 계수장치는 기존의 지폐계수장치에 구비되어 있는, 지폐를 투입하기 위한 지폐투입장치(110), 지폐를 수송하기 위한 지폐이송장치(120), 지폐를 스캔하여 영상을 취득하는 영상취득장치(130), 아날로그 신호를 디지털로 바꿔주는 AD컨버터(140), 미리 측정된 지폐의 정보를 저장하는 기억장치(170), 및 스태커(190)로 구성되어 있으며, 이 외에도 스캔된 이미지를 여러 해상도로 변환하여 지폐의 특징을 추출하는 특징추출장치(150), 국가별 지폐의 처리 및 인식 정보를 갖는 각 국가권종 인식장치(160~163), 및 권종의 최종 인식 여부를 판단하는 통합판단장치(180)를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 5을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동으로 다국가 권종을 식별하는 지폐계수장치의 개략적인 단면도로써 지폐를 투입하는 투입구(20)와 계수된 지폐가 적재되는 두 개의 스태커(30,40) 및 계수할 지폐의 국가를 설정하기 위한 조작버튼(10)을 포함한다. 또한, 본 발명에 이용되는 지폐계수장치는 위의 2개의 스태커로 구성된 계수장치에 한하지 않으며, 2 이상의 스태커로 구성된 계수장치도 이용가능하다.

도 2는 본 발명에 이용되는 자동으로 다국가 권종을 식별하는 지폐계수장치의 내부 장치구성을 나타낸 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 이용되는 지폐 계수장치는 기존의 계수장치에 구비되어 있는, 지폐투입장치(110), 지폐이송장치(120), 영상취득장치(130), AD컨버터(140), 기억장치(170) 및 스태커(190)로 구성되어 있으며, 이외에도 스캔된 이미지를 여러 해상도로 변환하여 지폐의 특징을 추출하는 특징추출장치(150), 각 국가별 지폐의 처리 및 인식 정보를 갖는 개별 국가권종 인식장치(161~163) 및 권종의 최종 인식 여부를 판단하는 통합판단장치(180)를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 개별 국가권종 인식장치(161~163)는 계수하고자 하는 국가의 수만큼 구비되고, 해당하는 국가에 관한 모든 지폐 정보데이터를 개별적으로 저장하고 있고, 단순한 기계 장치만으로 한정되는 것은 아니며 독립된 처리 단위로서의 의미로 이해될 수 있다.

또한 본 발명에서는 영상취득장치(130)로써 CIS를 사용하고 있지만 지폐를 스캔하여 영상을 취득할 수 있는 것이라면 어떠한 장치라도 가능하다.

도 3은 본 발명에 이용되는 자동으로 다국가 권종을 식별하는 지폐계수장치의 개념도를 나타낸 블록도이다.

지폐를 투입구(110)에 투입하면(S1) 지폐이송장치(120)에 의해 낱장씩 영상취득장치(130)로 이송된다. 영상취득장치(130)로 이송된 지폐는 다양한 특징을 추출하기 위해 다중 해상도의 영상을 취득하고, 상기 영상의 전체 또는 일부를 특징추출장치(150)로 보낸다. 특징추출장치(150)로 보내진 영상에서 명도값 자체 또는 이를 변형시킨 평균값과 분산값 등을 추출하여 n차원의 벡터로 구성한다(S3). 상기 벡터값은 국가권종 인식장치(160)로 보내지고, 개별 국가권종 인식장치(161~163)들은 각 해당 국가 권종의 벡터값을 저장하고 있다. 개별 국가권종 인식장치(161~163)에 저장된 벡터값과 투입된 지폐의 벡터값과의 유사도를 측정하여 가장 유사한 값을 찾아 권종을 식별한다(S4). 또한 인식된 권종 및 유사도 정보를 통합 판단장치(180)에서 종합적으로 고려하여 최종적으로 국가 권종을 판단한다(S5).

좀더 상세하게, 도 4에서 보는 바와 같이, 디스플레이창의 설정메뉴에서 조작버튼(10)을 이용하여 계수하고자 하는 국가 권종을 입력하고(S1), 각 국가 권종 인식에 필요한 데이터를 개별 국가권종 인식장치(161~163)로 전송한다(S2). 위의 장치 세팅 과정이 끝나면 여러 국가 권종이 혼합된 지폐를 투입구(20)에 투입시킨다(S3). 투입된 지폐는 지폐이송장치(120)에 의해 영상취득장치(130)로 옮겨지고, 영상취득장치(130)에 의해 스캔과정을 거쳐 영상을 취득한다(S4).

지폐에서 취득한 영상은 일실시예에 따라 100*50 와 50*25와 12*25 픽셀 등의 여러 해상도로 변환시키고(S5), 각 해상도마다 권종을 나타내는 특징이 되는 전체 또는 일부 영역을 특징추출장치(150)로 전송한다.

특징추출장치(150)는 전송받은 각 영상 영역의 명도 값 자체와 이들을 기반해서 계산된 값들을 추출하여 n차원의 벡터값을 형성한다(S6). 이때 사용되는 명도값 이외의 값들로는 평균, 분산, 최대명도값, 최다빈도의 명도값 등이 있다.

상기 벡터값은 모든 개별 국가권종 인식장치(161~163)로 전송한다(S7).

개별 국가권종 인식장치(161~163)는 계수할 국가 수만큼 구비되며, 하나의 장치로만 한정되는 것은 아니며, 독립된 처리 단위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 계수할 국가 수만큼 개별 국가권종 인식장치(161~163)가 필요한 이유는 다음의 예를 살펴봄으로써 명확해진다. 1국가를 처리하는데 10초가 소요되고, 10국가의 10권종을 처리해야 한다고 가정할 때, 단일 인식장치에서는 1국가별로 순차적으로 처리해야 하므로 10국가 10권종을 처리하는 데는 100초가 소요된다. 그러나 개별국가권종 인식장치(161~163)를 설치하면 각 장치별로 설정된 국가 권종만을 동시에 각 1국가씩 처리하게 되어 1국가를 처리하는 시간과 같은 10초가 소요된다.

상기 과정을 위해 각 개별국가권종 인식장치(161~163)는 하나의 국가 권종만을 처리하도록 설정되고, 설정된 국가의 모든 권종에 해당하는 각각의 벡터값을 하나 이상 저장하고 있다.

투입된 지폐의 벡터값과 상기 저장된 벡터값 사이의 유사도를 측정하여 권종 판단을 하는데, 유사도를 측정하는 방법은 간단하게 두 벡터의 거리를 구하거나 미리 계산된 특별한 함수를 이용하여 거리를 측정한다(S8). 하나 이상의 벡터를 갖는 경우에는 이들 중에서 평균값을 갖는 대표값을 사용하거나 모든 벡터를 고려해서 만든 함수를 사용하여 유사도를 구한다.

예를 들어, 특정 권종의 벡터값들과 다른 권종의 벡터값들을 분리시키는 함수를 미리 결정해두면 투입된 지폐의 벡터값이 함수의 위쪽에 있는지 아래 쪽에 있는지 판단할 수 있고, 함수까지의 거리를 계산하면 유사도를 결정할 수 있다.

또한 모든 권종의 벡터값들 중에서 가장 가까운 값을 갖는 벡터의 권종을 한 인식장치의 인식 결과로 사용하고 이때의 거리 값은 유사도와 반비례 관계에 있게 된다. 상기 얻은 권종의 유사도, 인식결과 및 정보는 통합판단장치(180)로 전달된다(S9).

도 5a를 참조하여, 유사도와 관련하여 각 지폐별 벡터값 특징공간을 예로 들어 설명한다. 원화, 달러, 유로를 동시에 인식하는 경우에 1000원이 투입되었을 때, 원화를 담당하는 장치의 결과는 권종은 1000원, 유사도는 80%, 달러 장치에서는 권종은 50$, 유사도는 70%, 유로 장치에서는 권종은 100��, 유사도는 80% 으로 인식결과가 나왔다고 가정하기로 한다. 각 장치별 권종과 유사도의 값들은 조금씩 차이는 보이지만 같은 권종에 대해서는 거의 유사한 3차원 공간상의 점으로 나타난다. 따라서 최종 판단은 투입된 지폐의 개별 국가권종 인식장치(161~163)의 결과와 DB에 저장되어 있는 각 경우의 분포에 대한 유사도를 계산하여 특정 국가의 권종으로 판단하거나 임계값 이하의 유사도를 갖는 경우 리젝하게 된다.

도 5a에서는 미리 얻은 분포도에 의해 1000원과 다른 권종을 구분하는 3차원 평면식을 구한다. 예를 들어 100유로와 1000원 사이를 지나는 권종 속에 수직인 평면의 방정식을 미리 계산해 두면 들어온 1000원은 평면 위에 있게 되고 나머지 권종은 모두 아래에 놓이게 된다. 따라서 현재 입력된 지폐가 어디에 속한 권종인지를 결정할 수 있다. 물론 유로와 달러에 대해서도 각각에 맞는 평면의 방정식을 미리 구해 두어야 한다.

다른 예로써, 도5b를 참조하여, 루블, 달러, 유로를 인식하는 경우에 50R이 투입되었고, 루블을 담당하는 장치의 결과에서 지폐 종류는 50R, 유사도는 90%, 달러 장치에서는 50$, 유사도는 80, 유로 장치에서는 50��, 유사도는 50% 등으로 나타났다고 가정하기로 한다. 상기와 마찬가지로 50루블과 100유로 사이를 지나는 권종 속에 수직인 평면의 방정식과 나머지 유로와 달러에 대해서도 각각에 맞는 평면의 방정식을 미리 구하면, 신뢰성 높은 인식 결과를 얻을 수 있다.

따라서 개별 국가권종 인식장치(161~163)에서 유사도 비교로 얻은 국가, 권종, 유사도 특징정보를 기억장치(170)에 저장되어 있는 각 경우의 분포에 대한 유사도를 계산하여(S10) 특정 국가의 권종으로 인식하는지 못하는지를 통합적으로 판단하고(S11), 인식한다면 스태커(40)로 이송하고(S13) 임계값 이하의 유사도를 가지는 경우에는 기각하여 리젝트 스태커(30)로 이송하도록 한다(S12). 또한 스태커(30,40)의 지폐 존재 여부를 확인하여(S14), 존재하면 다시 투입하여 권종인식을 재판단하고(S15), 존재하지 않으면 계수장치는 작동을 종료한다(S16)

그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 유사도 판단 시 특별한 함수를 사용함에 따라 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

10: 조작버튼 20: 투입구
30: 스태커 40: 스태커
110: 지폐투입장치 120: 지폐이송장치
130: 영상취득장치 140: AD컨버터
150: 특징추출장치 160~163: 개별국가권종 인식장치
170: 기억장치 180: 통합판단장치
190: 스태커

Claims (3)

1. 지폐계수방법에 있어서,
   처리할 n개의 국가권들을 미리 결정하여 국가권종 인식에 필요한 정보를 국가권종 인식장치 1부터 n까지 저장하는 단계;
   스태커에 다국가 지폐권종을 투입하는 단계;
   지폐이송장치에 이송된 지폐를 영상취득장치를 통하여 영상을 취득하는 단계;
   취득한 영상을 1이상의 해상도로 변환하는 단계;
   변환된 영상을 특징추출장치로 보내 지폐의 영상을 n차원의 벡터로 구성하는 단계;
   지폐의 벡터값을 개별 국가권종 인식장치 1부터 n까지 전달하는 단계;
   전송된 지폐의 벡터값과 미리 저장된 지폐의 벡터값을 비교하는 단계;
   가장 유사한 권종에 대한 판단 결과 및 정보를 통합판단장치로 전달하는 단계; 및
   통합판단장치에서 개별 국가권종 인식장치로부터 받은 각 각의 결과를 종합하여 입력된 지폐의 권종을 판단하는 단계(S10)를 포함하여 다국가 권종을 모드 변경 없이 동시에 인식하는 것을 특징으로 하는 지폐계수방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 특징추출장치는 상기 영상취득장치에서 취득한 지폐의 다중 해상도에서 권종의 특징을 나타내는 부분의 명도값 또는 이를 변형시킨 평균값과 분산값을 추출하여 n차원의 벡터로 구성하는 것을 특징으로 하는 지폐계수방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 개별 국가권종 인식장치는 개별 설정된 국가의 모든 권종에 대한 처리 및 인식 정보를 갖고, 전송된 벡터값과 기억장치에 저장된 벡터값을 비교하여 투입된 지폐와 가장 유사한 권종을 판단하는 방법을 특징으로 하는 지폐계수방법.

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