KR20130014920A - 휴대 단말기를 이용하는 위폐 감별법 - Google Patents

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Abstract

휴대 단말기를 이용한 위폐 감별법이 개시된다. 본 발명에 따른 위폐 감별법은 지폐에 대한 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 입력받는 단계, 기저장된 권종 데이터베이스를 독출하여, 가시광선 촬영 화상과 비교하여 지폐의 권종을 판단하는 단계, 가시광선 촬영 화상을 권종 데이터베이스에 대응시키도록 하는 보정 정보를 획득하는 단계, 보정 정보를 이용하여 적외선 촬영 화상을 보정하여 보정 화상을 형성하는 단계 및 보정 화상을 이진화하며, 이진화된 보정 화상을 기저장된 진폐 데이터베이스와 비교하여 위폐 가능성을 판단하는 단계를 포함한다.

Description

휴대 단말기를 이용하는 위폐 감별법 { METHOD FOR DIFFERENTIATION FORGERY BY PORTABLE TERMINAL DEVICE }
본 발명은 위폐 감별법 및 위폐를 감별하는 휴대 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선을 이용하여 위폐를 감별하는 방법 및 위폐를 감별하는 휴대 단말기에 관한 것이다.
근자에 들어, 위조지폐(이하 위폐)의 감별 방법 및 장치에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 종래에는 대부분 육안 판별로 지폐의 위조 여부를 판단해야 하므로 지폐의 위변조 방지 요소에 대한 사전지식 없이는 지폐의 위조 여부를 판단하는 데 어려움이 있었다.
종래의 위폐 감별 방법 또는 감별 장치는, 자외선이나 마그네틱 성분 또는 적외선 등을 이용하여 위폐 가능성을 판단할 수 있었다. 다만, 상기와 같이 자외선이나 마그네틱 성분 또는 적외선을 장착한 장치를 구현하는 경우에 있어, 비용이 증가한다는 문제점이 존재한다.
또한, 일반적인 지폐 계수기에서 적외선을 이용하여 위폐를 감별하는 방법을 사용하는 경우에는, 계수기에 부착된 지폐를 받아들이는 기계 장치를 통해, 고정된 위치에서 동일한 조명을 통해 지폐 영상을 획득할 수 있으므로 취득된 지폐 영상에 대한 조명 변화 및 기하학적인 왜곡을 배제할 수 있다.
한편, 최근에는 모바일 적외선 카메라를 이용하여 위폐를 감별하는 장치 또는 방법에 대한 연구도 진행 중에 있지만, 모바일 적외선 카메라는 사용자의 촬영 동작 또는 주변 환경에 크게 영향을 받는 문제점이 존재한다. 예를 들어, 모바일 적외선 카메라를 통하여 지폐의 촬영 화상을 획득하는 경우에 있어서, 사용자의 손떨림이나, 렌즈 특성 및 촬영 위치에 따른 주변의 조명 환경에 의하여 획득되는 촬영 화상의 지폐 영상 정보가 열악하게 될 가능성이 존재한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 가시광선 및 적외선을 동시에 이용하여 사용자의 촬영 동작 또는 주변 환경으로부터의 영향을 억제할 수 있는 위폐 감별법 및 위폐를 감별하는 휴대 단말기를 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 위폐 감별법은 지폐에 대한 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 입력받는 단계, 기저장된 권종 데이터베이스를 독출하여, 상기 가시광선 촬영 화상과 비교하여 상기 지폐의 권종을 판단하는 단계, 상기 가시광선 촬영 화상을 상기 권종 데이터베이스에 대응시키도록 하는 보정 정보를 획득하는 단계, 상기 보정 정보를 이용하여 상기 적외선 촬영 화상을 보정하여 보정 화상을 형성하는 단계 및 상기 보정 화상을 이진화하며, 이진화된 보정 화상을 기저장된 진폐 데이터베이스와 비교하여 위폐 가능성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 휴대 단말기는 지폐에 대한 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 입력받는 촬영부, 상기 지폐에 대한 권종 데이터베이스를 저장하는 저장부 및 상기 권종 데이터베이스를 독출하여 상기 가시광선 촬영 화상과 비교하여 상기 지폐의 권종을 판단하며, 상기 가시광선 촬영 화상을 상기 권종 데이터베이스에 대응시키도록 하는 보정 정보를 획득하며, 상기 보정 정보를 이용하여 상기 적외선 촬영 화상을 보정하여 보정 화상을 형성하며, 상기 보정 화상을 이진화하며, 이진화된 보정 화상을 기저장된 진폐 데이터베이스와 비교하여 위폐 가능성을 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따라서, 사용자의 촬영 동작 또는 주변 환경으로부터의 영향을 억제할 수 있는 위폐 감별법 및 위폐를 감별하는 휴대 단말기가 제공된다. 또한 본 발명에 따른 위폐 감별법 및 위폐를 감별하는 휴대 단말기는, 가시광선 촬영 화상을 우선적으로 이용하여 지폐의 권종을 판단하여 보정함으로써, 촬영된 지폐 화상을 보정하는데 요구되는 알고리즘 및 소요되는 시간을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 창출된다.
또한, 휴대 단말기의 휴대가 용이함에 따라서, 사용자는 공간 및 시간의 제약 없이 용이하게 위폐를 감별할 수 있을 것이다. 또한 휴대 단말기 특성에 따라 위폐 및 진폐 데이터베이스를 수시로 업데이트 받을 수 있어, 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 국가별 권종 데이터 베이스를 추가로 업데이트 받아, 원하는 국가 권종의 위폐 감별을 수행할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위폐 감별법의 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따라서 한국은행에서 발행된 만원권 지폐에 대한 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특징 매칭 과정을 도시하는 개념도이다.
도 4a는 보정 이전의 가시광선 촬영 화상이며, 도 4b는 도 4a의 가시광선 촬영 화상에 대응하는 권종 데이터베이스이다.
도 5a는 촬영된 적외선 촬영 화상이며, 도 5b는, 도 4a 및 도 4b에 의한 관계에서 얻어진 호모그래피 매트릭스를 도 5a의 적외선 촬영 화상에 적용한 보정 화상이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 크기값의 히스토그램이다.
도 7a 내지 7f는, 각국의 지폐들에 대한 보정 화상 및 대응하는 이진화된 보정 화상이다.
도 8a 내지 8d는 본 발명의 실시 예에 따른 영역맵의 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터부의 개념도이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위폐 감별법의 흐름도이다. 도 1에 의한 위폐 감별법은 바람직하게는 휴대 단말기에 의하여 수행될 수 있다. 특히 본 실시 예에 따른 휴대 단말기는 바람직하게는 카메라와 같은 수광 수단 및 적외선 조사 수단을 포함할 수 있다. 여기에서 휴대 단말기는, 사용자가 파지하여 기지국 또는 다른 휴대 단말기와 통신을 송/수신할 수 있는 장치로, 예를 들어 휴대폰 또는 스마트폰 등이 존재한다. 한편, 도 1의 위폐 감별법은 휴대 단말기에만 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기는 적외선 촬영 화상 및 가시광선 촬영 화상을 입력받을 수 있다(S110). 도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따라서 한국은행에서 발행된 만원권 지폐에 대한 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 나타낸다.
휴대 단말기는 사용자의 조작에 따라서, 위폐 감별 모드를 실행할 수 있으며, 위폐 감별 모드에 진입하면 휴대 단말기는 지폐를 향하여 적외선을 조사할 수 있다.
여기에서 적외선은 약 760nm 내지 50000nm의 파장 대역의 전자기파이며, 휴대 단말기는 바람직하게는 830nm 파장의 GaAs 반도체레이저, 1300nm 또는 1060nm 파장의 Nd-YAG 또는 Ndglass레이저, 2800nm 파장의 HF레이저, 5000nm의 파장의 CO레이저, 10600nm 파장의 CO2레이저, 16000nm 파장의 SF6레이저 또는 수십 내지 수백 m 단위의 원적외선 레이저를 포함할 수 있으며, 상기의 다양한 파장에 대응하는 적외선을 지폐에 조사할 수 있다.
휴대 단말기는 지폐로부터 반사된 적외선 촬영 화상 및 자연광에 의하여 반사된 가시광선 촬영 화상을 카메라와 같은 수광 수단을 이용하여 입력받을 수 있다. 여기에서 수광 수단은 가시광선 및 상기의 적외선 파장 대역의 전자기파를 수광할 수 있다.
휴대 단말기는 바람직하게는 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 순차적으로, 실질적으로 동시에 입력받을 수 있다. 휴대 단말기는 내부에 가시광선 컷 필터 및 적외선 컷 필터를 구비할 수 있으며, 사용자로부터 촬영 지시를 입력받으면, 가시광선 컷 필터 및 적외선 컷 필터가 각각 순차적으로 소정의 시간 간격을 두고 수광 수단으로 입사되는 빛을 제한할 수 있다. 여기에서 소정의 시간 간격은 바람직하게는 극단적으로 짧은 시간일 수 있으며, 이에 따라 실질적으로 동시에 가시광선 및 적외선 촬영 화상을 입력받을 수 있다. 가시광선 및 적외선 컷 필터는 고속 모터에 연결될 수 있으며, 이에 따라 짧은 시간 간격을 두고 수광 수단으로 입사되는 빛을 제한할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 짧은 시간 간격을 두고 촬영된 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상의 형태가 실질적으로 동일한 것을 알 수 있다.
가시광선 및 적외선 촬영 화상을 입력받으면(S110), 휴대 단말기는 우선적으로 가시광선 촬영 화상을 이용하여 촬영 화상들에 대한 보정을 수행할 수 있다.
휴대 단말기는 내부에 포함된 지폐에 관한 권종 데이터베이스를 가시광선 촬영 화상과 비교하여, 촬영된 지폐의 권종을 판단할 수 있다(S120). 휴대 단말기는 우선 가시광선 촬영 화상으로부터 지폐 특징을 추출하며, 추출된 지폐 특징을 권종 데이터베이스의 지폐 특징과 비교하여 지폐의 권종을 판단할 수 있다.
여기에서 지폐 특징은 가시광선 촬영 화상에 존재하는 권종 데이터베이스와 매칭시킬 수 있는 특징일 수 있으며, 또는 특징점이라 명명될 수도 있다. 지폐 특징은, 가시광선 촬영 화상에 포함되는 코너점, 에지(edge), 블랍(blob) 중 적어도 하나일 수 있다.
여기에서 에지는 화소 값의 차이가 존재하는 지역의 경계가 되는 선을 구성하는 점으로 이루어질 수 있다. 즉 에지는 촬영 화상의 1차 편도함수(partial derivative)의 수치가 0이 아닌 점들의 집합으로 구성될 수 있다. 에지는 가시광선 촬영 화상에 대한 편도함수를 구하여, 구해진 편도함수 값을 이용하여 얻어질 수 있다.
한편, 코너점은 촬영화상의 극값(extremum)이 되는 점들의 집합으로 구성될 수 있으며, 촬영 화상의 1차 편도함수 값이 0이면서 동시에 2차 편도함수 값이 0이 아닌 점일 수 있다. 또한, 촬영 화상에 대하여 미분이 불가능한 점도 극값으로 간주되어 코너점으로 결정될 수도 있다. 코너점은 해리스 코너 검출(Harris corner detection)에 따라 도입되는 헤시안 행렬(Hessian Matrix)의 고유값으로 얻어질 수 있다. 전체 헤시안 행렬은 연속함수의 2차 편도함수로 구성될 수 있다.
블랍(blob)은 주변보다 화소 값이 크거나 작은 지역을 지칭한다. 블랍은 가시광선 촬영 화상에서의 각각의 차원(x차원, y차원)에 대한 2차 편도함수의 라플라시안(Laplacain) 또는 라플라스 연산자(Laplace operator)를 이용하여 얻어질 수 있다.
상술한 지폐 특징들은 SIFT(scale invariant feature transfrom) 기법 또는 SURF(Speeded Up Robust Feature) 기법을 통하여 얻어질 수 있다. SIFT 알고리즘은 가우시안 스케일 공간상에서 특징점을 찾는 방법으로, 스케일 변화에 영향이 적은 특징점을 추출할 수 있는 장점이 있다. SURF 기법은 특징점을 추출하기 위해, 사각형의 필터 (Filter)를 이용하여 영상을 회선하는 작업을 반복하며, 필터 내부에 해당하는 화소 값의 합을 구하는 것으로 구현될 수 있다. 한편, SIFT 기법 또는 SURF 기법과 관련한 더욱 상세한 설명은 본원 발명의 사상의 특징에 대한 논지를 흐릴 수 있기 때문에 여기에서는 생략하도록 한다.
휴대 단말기는 상술한 과정을 통하여 얻어진 지폐 특징을, 기저장된 권종 데이터베이스의 지폐 특징과 비교하여 촬영된 지폐의 권종을 판단할 수 있다.
예를 들어, 휴대 단말기가 가시광선 촬영 화상의 코너점, 에지, 블랍 중 적어도 하나, 또는 코너점, 에지, 블랍 중 적어도 하나로 기술되는 기술자(descriptor)를 지폐 특징으로 이용하는 경우, 권종 데이터베이스에서도 가시광선 촬영 화상에서 이용한 지폐 특징과 동일한 지폐 특징을 이용하여 매칭을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특징 매칭 과정을 도시하는 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2a의 가시광선 촬영 화상 및 권종 데이터베이스는 각각 지폐 특징(301 내지 320)을 포함한다.
휴대 단말기는 가시광선 촬영 화상의 지폐 특징(301 내지 310)을 권종 데이터베이스 중 만원권 데이터베이스의 지폐 특징(311 내지 320)과 매칭할 수 있으며, 상기의 매칭이 기설정된 비율 이상인 경우 가시광선 촬영 화상을 해당 권종으로 판단할 수 있다.
휴대 단말기는 지폐의 권종을 판단한 이후, 지폐가 권종 데이터베이스와 실질적으로 동일하게 형성되도록하는 보정 정보를 획득할 수 있다(S130). 여기에서 보정 정보는 가시광선 촬영 화상의 형상이 권정 데이터베이스의 형상과 실질적으로 동일하게 매칭(matching)하도록 하는 정보에 관한 것일 수 있다.
도 4a는 보정 이전의 가시광선 촬영 화상이며, 도 4b는 도 4a의 가시광선 촬영 화상에 대응하는 권종 데이터베이스이다.
휴대 단말기는 가시광선 촬영 화상에 포함되는 지폐 특징 및 이에 대응하는 권종 데이터베이스의 지폐 특징 간의 위치 관계에 기초하여, 가시광선 촬영 화상에 대한 보정 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대 단말기는 호모그래피(homography) 연산 결과에 기초하여 가시광선 촬영 화상을 권종 데이터베이스에 대응시키도록 보정 정보를 획득할 수 있다. 여기에서 호모그래피는 두 개의 이미지들에 관한 선형 투사 전환(linear projective transformation)의 일종이다. 휴대 단말기는 얻어진 지폐 특징들의 좌표(또는 픽셀 정보)를 권종 데이터베이스의 지폐 특징들의 좌표(또는 픽셀 정보)와 함께 공액 쌍(conjugate pair)을 형성하며, 형성된 공액 쌍간의 관계에 대한 호모그래피 매트릭스를 얻을 수 있다. 수학식 1은 호모그래피 매트릭스 및 공액 쌍 사이의 관계를 나타내는 수학식이다.
Figure pat00001
여기에서, (x,y)는 가시광선 촬영 화상의 지폐 특징, 또는 특징점의 좌표 또는 픽셀 정보이며, (x',y')는 권종 데이터베이스의 지폐 특징, 또는 특징점의 좌표 또는 픽셀 정보이다. 수학식 1의 호모그래피 매트릭스는 결국 수학식 2와 같은 결과를 의미한다.
Figure pat00002
휴대 단말기는, 상술한 방식으로 호모그래피 매트릭스를 획득함으로써 가시광선 촬영 화상을 어느 정도로 확대, 축소, 회전, 어핀(affine), 퍼스펙티브(perspective)해야 권종 데이터베이스와 동일할 수 있을지에 대한 보정 정보를 획득할 수 있다.
휴대 단말기는 획득된 보정 정보에 기초하여, 적외선 촬영 화상을 보정하여 보정 화상을 형성할 수 있다(S140).
예를 들어, 휴대 단말기는 가시광선 촬영 화상으로부터 얻은 호모그래피 매트릭스를 적외선 촬영 화상에 적용하여 적외선 촬영 화상에 대한 보정 화상을 형성할 수 있다. 가시광선 촬영 화상으로부터 얻은 호모그래피 매트릭스가 적용됨에 따라서, 적외선 촬영 화상은 바람직하게는 권종 데이터베이스와 동일한 크기 및 배열 상태를 가질 수 있다.
도 5a는 촬영된 적외선 촬영 화상이며, 도 5b는, 도 4a 및 도 4b에 의한 관계에서 얻어진 호모그래피 매트릭스를 도 5a의 적외선 촬영 화상에 적용한 보정 화상이다. 도 4b의 권종 데이터베이스 및 도 5b의 보정 화상은 바람직하게는 동일한 크기 및/또는 배열 형태를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 가시광선 촬영 화상으로부터 얻어진 보정 정보를 이용하여 적외선 촬영 화상을 보정함으로써, 사용자의 촬영 동작, 예를 들어 손떨림과 같은 영향에 의하여 왜곡된 촬영 화상이 간단한 알고리즘을 통하여 보정될 수 있다.
휴대 단말기는 형성된 보정 화상을 이진화하며, 이진화된 보정 화상을 기저장된 진폐 데이터베이스와 비교하여 위폐 가능성을 판단할 수 있다. 더욱 상세하게는 이진화된 보정 화상과 진폐 데이터베이스를 오버랩(overlap)하여 위폐 가능성을 판단할 수 있다(S150). 더욱 상세하게는, 휴대 단말기는 상기의 오버랩의 결과로, 두 화상의 일치 정도가 기설정된 값 이상이면 지폐를 진폐로 판단할 수 있으며, 기설정된 값 미만이면 지폐를 위폐로 판단할 수 있다.
한편, 진폐 데이터베이스는 수시로 업데이트될 수 있다.
이하에서는 휴대 단말기의 보정 화상의 이진화 과정에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대 단말기는 입력받은 적외선 촬영 화상으로부터 특징값을 추출하기 위한 일례로 소벨 에지 검출 방법(Soble edge detection)에 의하여 적외선 촬영 화상 각각의 픽셀 화상에 대한 크기값을 검출할 수 있다. 휴대 단말기는 검출된 크기값에 기초하여 적외선 촬영 화상의 특징값의 일례로 에지를 검출할 수 있다.
여기에서 에지는 적외선 촬영 화상에서 일정한 형상 또는 영역의 경계일 수 있으며, 휴대 단말기는 에지를 검출하기 위하여 픽셀 밝기의 불연속점을 찾을 수 있다.
휴대 단말기는 에지 검출을 위하여, 적외선 촬영 화상의 기울기(gradient)를 구할 수 있다. 에지는 적외선 촬영 화상의 밝기 값이 급격하게 변하는 부분에 존재하므로, 이에 따라 기울기가 큰 영역을 에지로 결정할 수 있다.
소벨 연산자는 적외선 촬영 화상의 기울기 중 1차 기울기에 관한 것일 수 있다. 수학식 3은 2차원 화상에서의 임의의 픽셀 (x,y)에서의 2차원 기울기를 나타내는 식일 수 있다.
Figure pat00003
임의의 픽셀 (x,y)에서의 기울기 벡터는 I의 최대 변화율 방향을 나타낼 수 있다. 에지 검출에서 중요한 값은 벡터의 절댓값이며, 수학식 4로 표현될 수 있다.
Figure pat00004
수학식 3 및 4에 기초하여 미분은 수학식 5와 같은 디지털 형태로 구현될 수 있다.
Figure pat00005
수학식 5에서의 (m,n)는 화상 내의 수직 및 수평방향의 위치를 표현할 수 있으며, 수학식 6로 표현될 수도 있다.
Figure pat00006
소벨 에지 검출 방법은 기울기 연산자의 일종을 이용하여 영상의 차이와 평활화 표과를 함께 제공할 수 있어, 잡음을 완화시킬 수 있으며, 이에 따라 외부 환경, 예를 들어 조명에 의한 잡음을 억제할 수 있다. 소벨 에지 검출 방법에서 이용되는 각각의 마스크는 수학식 7 및 8로 표현될 수도 있다.
Figure pat00007
Figure pat00008
상술한 과정에 따라서, 휴대 단말기는 적외선 촬영 화상 중 일정한 영역 또는 형상의 윤곽을 나타내는 에지를 표현하는 크기값을 얻을 수 있다.
한편, 휴대 단말기는 더욱 효율적으로 주변 환경의 영향을 억제하기 위하여 크기값 히스토그램에서 분산을 최대로하는 임계값 방법을 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 크기값의 히스토그램이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 크기값의 히스토그램은 쌍봉형으로 구성될 수 있으며, 이때의 계곡점을 임계값으로 정할 수 있다. 즉, 히스토그램을 두 개의 클래스로 나누며, 나누는 크기값을 임계값으로 정할 수 있다. 여기에서 히스토그램 전체의 분산은 클래스 내 분산과 클래스 간 분산의 합으로 표현될 수 있다. 이때, 클래스 내 분산은 수학식 9과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00009
수학식 9에서 w1 및 w2는 가중치일 수 있으며, 수학식 9는 클래스 내 분산이, 클래스 1의 분산과 가중치1의 곱과 클래스 2의 분산과 가중치2의 곱의 합으로 표현될 수 있음을 의미한다.
더욱 정확한 에지를 검출하기 위하여서는, 더욱 정확한 임계값을 구할 수 있어야 하며, 이에 따라 양 클래스의 분산이 작아야 한다. 즉, 클래스 내 분산의 최솟값을 구하면 정확한 임계값을 구할 수 있으며, 클래스 간 분산을 수학식 10과 같이 표현하여 임계값을 찾을 수 있다.
Figure pat00010
수학식 10에서의 μ1 및 μ2는 각 클래스의 평균값일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기는 전체 분산값을 최대로 하는 임계값을 구하여, 임계값 이상의 픽셀에 대하여 "1"의 값을 부여하며, 임계값 이하의 픽셀에 대하여 "0"의 값을 부여하여, 표시 픽셀 및 비표시 픽셀을 포함하는 이진 화상을 형성할 수 있다.
상술한 과정을 거쳐서, 휴대 단말기는 적외선 촬영 화상 중 일정한 영역 또는 형상의 윤곽을 나타내는 이진 화상을 형성할 수 있다.
도 7a 내지 7f는, 각국의 지폐들에 대한 보정 화상 및 대응하는 이진화된 보정 화상이다.
도 7a 및 7b는 각각 한국 10000원권에 대한 보정 화상 및 이진화된 보정 화상이다. 이진화된 보정 화상은 화상의 우측 상부에 직사각형 형태(701) 및 우측 하부에 "10000"의 형태가 표시됨을 확인할 수 있다.
도 7c 및 7d는 각각 일본국 5000엔에 대한 보정 화상 및 이진화된 보정 화상이다. 이진화된 보정 화상은 화상의 좌측에 "5000" 형태(703) 및 소정의 한자 문양(704)와 원 문양(705)과, 우측의 인물 형태(706) 및 좌우로 연장된 문양(708) 및 소정의 한자 문양(707)이 표시됨을 확인할 수 있다.
도 7e 및 7f는 각각 500유로에 대한 보정 화상 및 이진화된 보정 화상이다. 이진화된 보정 화상은 화상의 우측에 소정의 문양들(709,710)이 표시됨을 확인할 수 있다.
휴대 단말기는 도 7b, 7d, 7e와 같이 이진화된 보정 화상을 진폐 데이터베이스와 비교하여 위폐 여부를 판단할 수 있다.
한편, 휴대 단말기는 상술한 과정 이외에도, 이진화된 보정 화상에 대하여 Chamfer distance를 추출하기 위한 에지맵(edge map)을 응용하는 영역맵(region map)을 형성할 수도 있다. 이하에서는 도 8a 내지 8d와 관련하여 영역맵에 관한 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
휴대 단말기는 기저장된 진폐 데이터베이스를 독출하여, 진폐 데이터베이스와 이진화된 보정 화상의 특정 영역을 비교할 수 있다. 여기에서 특정 영역이란, 예를 들어 "10000"의 일부분일 수 있다. 이와 같은 특정 영역은 도 8a에 도시되어 있다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 특정 영역은 진폐 및 위폐 데이터베이스 양자에 모두 포함된 부분, 예를 들면 우측 하단의 "10000"의 일부분으로 지정될 수 있다. 특정 영역은, 예를 들어 300 x 900 픽셀의, 제 280 내지 제 286 x 제 894 내지 제 900 픽셀로 지정될 수 있다. 특정 영역은 도 8a에 도시된 바와 같이, 표시 픽셀 및 비표시 픽셀을 포함할 수 있다.
이에 따라, 이진화된 보정 화상의 모든 부분과 진폐 데이터베이스의 모든 부분을 비교하지 않더라도, 진폐 데이터베이스의 특정 영역과 이진화된 보정 화상의 특정 영역을 비교함으로써 보정 화상을 형성할 수 있다.
도 8b는 진폐 데이터베이스의 특정 영역과 이진화된 보정 화상의 특정 영역을 비교하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8b의 식별부호 301로 표시되는 픽셀 그룹은, 진폐 데이터베이스의 특정 영역의 픽셀 그룹이며, 7 x 7의 픽셀 크기를 가질 수 있다. 진폐 데이터베이스의 특정 영역의 픽셀 그룹(801)은 도시된 바와 같이 표시 픽셀 및 비표시 픽셀들을 포함할 수 있다. 한편 식별부호 802로 표시되는 픽셀 그룹은, 이진화된 보정 화상의 특정 영역의 픽셀 그룹이며, 7 x 7의 픽셀 크기를 가질 수 있다. 이진화된 보정 화상의 특정 영역의 픽셀 그룹(802) 또한 도시된 바와 같이 표시 픽셀 및 비표시 픽셀들을 포함할 수 있다.
휴대 단말기는 진폐 데이터베이스의 특정 영역의 픽셀 그룹(801) 및 이진화된 보정 화상의 특정 영역의 픽셀 그룹(802)를 비교하여 차이 정도를 결정할 수 있다. 진폐 데이터베이스의 특정 영역의 픽셀 그룹(801)은 식별부호 803으로 표시된 바와 같은 각각의 픽셀마다 지정된, 표시 픽셀로부터의 거리를 나타내는 거리 값을 포함할 수 있다.
예를 들어, 픽셀 그룹(803)의 표시 픽셀에 지정된 거리 값은 0이다. 또한 표시 픽셀에 직접적으로 인접한 픽셀에는 3의 거리 값이 지정될 수 있다. 또한 표시 픽셀에 직접적으로 인접한 픽셀에 대한 인접 픽셀에는 4 또는 6의 거리 값이 지정될 수 있다. 즉, 표시 픽셀로부터의 거리가 증가함에 따라서 거리 값이 증가할 수 있도록, 각각의 픽셀에 거리 값이 지정될 수 있다.
휴대 단말기는 이진 화상의 특정 영역 픽셀 그룹(802)의 표시 픽셀에 대응하는, 진폐 데이터베이스의 거리 값을 합산할 수 있다. 예를 들어, 이진화된 보정 화상의 특정 영역 픽셀 그룹(802)의 (1,3)의 픽셀은 거리 값 4를 가지며, (2,3)의 픽셀은 거리 값 3을 가진다. 이에 따라, 이진화된 보정 화상의 특정 영역 픽셀 그룹(802)의 전체 표시 픽셀의 거리 값의 합계는 도시된 바와 같이 26으로 결정될 수 있다. 휴대 단말기는 상기의 거리 값의 합계, 예를 들어 26을 이진 화상과 함께 저장할 수 있다.
이후, 휴대 단말기는 이진 화상을 전체적으로 일정한 배율로 확대하거나 축소할 수 있다. 도 8c는 휴대 단말기가 이진화된 보정 화상을 전체적으로 일정한 배율로 확대한 이후의 특정 영역의 픽셀 그룹을 나타낸다.
도 8c의 식별부호 804에 표시된 바와 같이, 일정한 배율로 확대한 이후의 특정 영역의 픽셀 그룹은 표시 픽셀 및 비표시 픽셀을 포함한다. 휴대 단말기는, 도 8b의 방법과 동일하게, 확대된 이진화된 보정 화상의 특정 영역의 픽셀 그룹(804)의 표시 픽셀에 대응하는 거리 값의 합계를 산출할 수 있으며, 도시된 바와 같이 37로 결정될 수 있다.
휴대 단말기는 확대 비율과 거리 값의 합계를 동시에 저장할 수 있다.
휴대 단말기는 상기의 일정한 배율의 배수만큼, 이진화된 보정 화상을 더 확대하여 상술한 과정을 반복할 수 있다. 또한 휴대 단말기는 일정한 배율의 배수만큼 복수 회 이진 화상을 축소하여 상술한 과정을 반복할 수 있다.
휴대 단말기는 저장된 거리 값의 합계를 비교하여, 거리 값이 최소인 경우에 대응하는 이진화된 보정 화상을 보정 화상으로 결정할 수 있다.
한편, 휴대 단말기는 이진화된 보정 화상을 확대 또는 축소 뿐만 아니라, 상하좌우로 평행이동 시켜 보정 화상을 결정할 수도 있다.
도 8d는 휴대 단말기가 이진화된 보정 화상을 우측으로 1 픽셀만큼 평행이동시킨 이후의 특정 영역의 픽셀 그룹(805)이다. 픽셀 그룹(805)는 표시 픽셀 및 비표시 픽셀을 포함한다.
휴대 단말기는, 도 8b의 방법과 동일하게, 확대된 이진화된 보정 화상의 특정 영역의 픽셀 그룹(805)의 표시 픽셀에 대응하는 거리 값의 합계를 산출할 수 있으며, 도시된 바와 같이 19로 결정될 수 있다.
휴대 단말기는 이동거리와 거리 값의 합계를 동시에 저장할 수 있다.
휴대 단말기는 상기의 일정한 거리의 배수만큼, 이진화된 보정 화상을 더 이동하여 상술한 과정을 반복할 수 있다. 또한 휴대 단말기는 일정한 거리의 배수만큼 복수 회 이진 화상을 상하 또는 좌우로 이동하여 상술한 과정을 반복할 수 있다.
휴대 단말기는 저장된 거리 값의 합계를 비교하여, 거리 값이 최소인 경우에 대응하는 이진화된 보정 화상을 비교 대상 보정 화상으로 결정할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 휴대 단말기는 기설정된 각도만큼 이진화된 보정 화상을 회전시킬 수 있으며, 상술한 바와 같이 특정 영역 픽셀 그룹의 표시 픽셀에 대응하는 거리 값의 합계를 산출하여 저장할 수 있다. 또한 휴대 단말기는 기설정된 각도의 배수만큼 이진화된 보정 화상을 복수 회 회전시킬 수 있으며, 각각의 각도에 대응하는 특정 영역 픽셀 그룹의 표시 픽셀에 대응하는 거리 값의 합계를 산출하여 저장할 수 있다.
휴대 단말기는 저장된 거리 값의 합계를 비교하여, 거리 값이 최소인 경우에 대응하는 이진화된 보정 화상을 비교 대상 보정 화상으로 결정할 수 있다.
한편, 상술한 바는 휴대 단말기가 이진 화상을 독립적으로 회전, 이동, 확대 또는 축소하는 바와 같이 설명되었지만, 휴대 단말기는 이진 화상에 대하여 회전, 이동, 확대 또는 축소의 조합을 수행하여, 특정 영역의 표시 픽셀에 대응하는 거리 값의 합계가 최소가 되는 보정 화상을 결정할 수 있다.
한편, 휴대 단말기는 상기의 특정 영역의 표시 픽셀에 대응하는 거리 값의 합계의 최솟값이 기설정된 임계값 이상인 경우에는 지폐를 위폐로 판단할 수 있다. 이 때, 위폐 가능성을 판단하는 값을 산출하기 위해 임계값과 상기 최소값의 차를 산출하여 임계값과의 차이가 클수록 위폐 가능성을 높게 추정한다. 즉, 일단 임계값 이상일 경우, 위폐라 판단되므로, 일례로, 위폐 가능성 = 50+(상기 최소값-임계값)*가중치로 표현할 수 있다.
상술한 바에 따라, 휴대 단말기는 사용자의 촬영 동작, 예를 들어 손떨림과 같은 영향을 최소화할 수 있어, 위폐를 보다 정확하게 감별할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 측면에 의한 위폐를 감별하는 휴대 단말기에 대하여 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 블록도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기(900)는 필터부(910), 촬영부(920), 저장부(930), 제어부(940) 및 출력부(950)를 포함한다.
필터부(910)는 가시광선 컷 필터 및 적외선 컷 필터를 포함할 수 있다. 필터부는 제어부(940)의 제어를 받아 지폐에 대한 촬영 지시 입력 시, 가시광선 컷 필터 및 적외선 컷 필터가 순차적으로 촬영부(920)로 입력되는 빛을 제한할 수 있다.
촬영부(920)는 지폐에 대한 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 촬영할 수 있다. 촬영부(920)는 휴대 단말기용 카메라 모듈일 수 있으며, CMOS 또는 CCD 모듈로 구현될 수 있다.
저장부(930)는, 지폐 권종 데이터베이스, 진폐 데이터베이스와 위폐 데이터베이스를 저장할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 이진화된 보정 화상의 보정 과정 중 이진 화상의 특정 영역의 거리 값의 합계 등을 저장할 수도 있다. 저장부(930)는 또한 휴대 단말기 전반을 제어할 수 있는 알고리즘, 프로그램, 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 저장부(930)는 RAM, ROM, EEPROM 등의 형태로 구현될 수 있다.
제어부(940)는 권종 데이터베이스를 독출하여 가시광선 촬영 화상과 비교하여 지폐의 권종을 판단하며, 가시광선 촬영 화상을 권종 데이터베이스에 대응시키도록 하는 보정 정보를 획득하며, 보정 정보를 이용하여 적외선 촬영 화상을 보정하여 보정 화상을 형성하며, 보정 화상을 이진화하며, 이진화된 보정 화상을 진폐 데이터베이스와 비교하여 위폐 가능성을 판단할 수 있다. 한편 상술한 과정은 도 1과 관련하여 상세하게 설명하였기 때문에 여기에서 더욱 상세한 설명은 생략하도록 한다.
또한 제어부(940)는 가시광선 촬영 화상으로부터 지폐 특징을 추출하며, 추출된 지폐 특징을 권종 데이터베이스의 지폐 특징과 비교하여 지폐의 권종을 판단할 수 있다. 여기에서 지폐 특징은, 지폐에 포함되는 코너점, 에지(edge), 블랍(blob) 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 제어부(940)는 소벨 에지 검출 방법(sobel edge detection method)에 의하여 크기값(magnitude)을 추출하여 이진화된 보정 화상을 형성할 수도 있으며, 소벨 에지 검출 방법에 의하여 결정된 크기값의 히스토그램에서 분산 값을 최대로 하도록 특징값을 정하여, 상기 특징값을 이용하여 상기 이진화된 보정 화상을 형성할 수 있다.
제어부(940)는 호모그래피(homography) 연산 결과에 기초하여 가시광선 촬영 화상을 권종 데이터베이스에 대응시키도록 보정 정보를 획득할 수 있으며, 이 경우의 호모그래피 연산 결과는, 가시광선 촬영 화상 확대, 축소, 회전, 어핀(affine), 퍼스펙티브(perspective) 중 적어도 하나를 수행하기 위한 호모그래피 매트릭스(homography matrix)일 수 있다. 호모그래피 연산과 관련하여서도 상세하게 상술하였으므로, 여기에서의 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
제어부(940)는 소정의 입력에 대하여, 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 적용하여 결과를 출력할 수 있는 연산 작동이 구현가능한 매체로, 마이크로 프로세서, 미니컴퓨터 등으로 구현될 수 있다.
출력부(950)는 위폐 가능성을 출력하여 사용자가 식별 가능하게 할 수 있다. 출력부(950)는 바람직하게는 액정표시장치로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 휴대 단말기(900)는 적외선 조사 수단(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(940)는 사용자가 위폐 감별을 위한 촬영 시, 소정의 적외선을 조사하도록 적외선 조사 수단(미도시)를 제어할 수 있다.
또한, 휴대 단말기(900)는 통신 수단(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 권종 데이터베이스 또는 추가 진,위폐 데이터베이스를 수신하여 업데이트할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터부의 개념도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 필터부는 가시광 컷필터(1001) 및 적외선 컷필터(1002)를 포함할 수 있으며, 제어부의 제어를 받아 각각의 필터가 촬영부로 입사되는 빛을 제한할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
900 : 휴대 단말기 910 : 필터부
920 : 촬영부 930 : 저장부
940 : 제어부 950 : 출력부

Claims (21)

  1. 지폐에 대한 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 입력받는 단계;
    기저장된 권종 데이터베이스를 독출하여, 상기 가시광선 촬영 화상과 비교하여 상기 지폐의 권종을 판단하는 단계;
    상기 가시광선 촬영 화상을 상기 권종 데이터베이스에 대응시키도록 하는 보정 정보를 획득하는 단계;
    상기 보정 정보를 이용하여 상기 적외선 촬영 화상을 보정하여 보정 화상을 형성하는 단계; 및
    상기 보정 화상을 이진화하며, 형성된 이진화된 보정 화상을 기저장된 진폐 데이터베이스와 비교하여 위폐 가능성을 판단하는 단계;를 포함하는 위폐 감별법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위폐 가능성을 판단하는 단계는, 상기 이진화된 보정 화상을 상기 진폐 데이터베이스와 오버랩(overlap)하여 위폐 가능성을 판단하는 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 진폐 데이터베이스는 업데이트(update)되는 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 정보를 획득하는 단계는, 상기 가시광선 촬영 화상의 형상이 상기 권종 데이터베이스의 형상에 매칭(matching)되도록 하는 보정 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지폐의 권종을 판단하는 단계는,
    상기 가시광선 촬영 화상으로부터 지폐 특징을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 지폐 특징을 상기 데이터베이스의 지폐 특징과 비교하여 상기 지폐의 권종을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지폐 특징은, 상기 지폐에 포함되는 코너점, 에지(edge), 블랍(blob) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위폐 가능성을 판단하는 단계는,
    소벨 에지 검출 방법(sobel edge detection method)에 의하여 크기값(magnitude)을 추출하여 상기 이진화된 보정 화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 위폐 가능성을 판단하는 단계는,
    상기 소벨 에지 검출 방법에 의하여 결정된 상기 크기값의 히스토그램에서 분산 값을 최대로 하도록 특징값을 정하여, 상기 특징값을 이용하여 상기 이진화된 보정 화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 정보를 획득하는 단계는,
    상기 가시광선 촬영 화상의 지폐 특징 및 상기 권종 데이터베이스의 지폐 특징 사이의 호모그래피(homography) 연산 결과에 기초하여 상기 보정 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 호모그래피 연산 결과는, 상기 가시광선 촬영 화상 확대, 축소, 회전, 어핀(affine), 퍼스펙티브(perspective)하기 위한 호모그래피 매트릭스(homography matrix)인 것을 특징으로 하는 위폐 감별법.
  11. 지폐에 대한 가시광선 촬영 화상 및 적외선 촬영 화상을 입력받는 촬영부;
    상기 지폐에 대한 권종 데이터베이스 및 진폐 데이터베이스를 저장하는 저장부; 및
    상기 권종 데이터베이스를 독출하여 상기 가시광선 촬영 화상과 비교하여 상기 지폐의 권종을 판단하며, 상기 가시광선 촬영 화상을 상기 권종 데이터베이스에 대응시키도록 하는 보정 정보를 획득하며, 상기 보정 정보를 이용하여 상기 적외선 촬영 화상을 보정하여 보정 화상을 형성하며, 상기 보정 화상을 이진화하며, 이진화된 보정 화상을 상기 진폐 데이터베이스와 비교하여 위폐 가능성을 판단하는 제어부;를 포함하는 휴대 단말기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 이진화된 보정 화상을 상기 진폐 데이터베이스와 오버랩(overlap)하여 위폐 가능성을 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    추가 진폐 데이터베이스를 수신하는 통신부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 수신된 추가 진폐 데이터베이스를 업데이트하여 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가시광선 촬영 화상의 형상이 상기 권종 데이터베이스의 형상에 매칭(matching)되도록 하는 보정 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가시광선 촬영 화상으로부터 지폐 특징을 추출하며, 상기 추출된 지폐 특징을 상기 권종 데이터베이스의 지폐 특징과 비교하여 상기 지폐의 권종을 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 지폐 특징은, 상기 지폐에 포함되는 코너점, 에지(edge), 블랍(blob) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는, 소벨 에지 검출 방법(sobel edge detection method)에 의하여 크기값(magnitude)을 추출하여 상기 이진화된 보정 화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 소벨 에지 검출 방법에 의하여 결정된 상기 크기값의 히스토그램에서 분산 값을 최대로 하도록 특징값을 정하여, 상기 특징값을 이용하여 상기 이진화된 보정 화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가시광선 촬영 화상의 지폐 특징 및 상기 권종 데이터베이스의 지폐 특징 사이의 호모그래피(homography) 연산 결과에 기초하여 상기 보정 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 호모그래피 연산 결과는, 상기 가시광선 촬영 화상 확대, 축소, 회전, 어핀(affine), 퍼스펙티브(perspective) 중 적어도 하나를 수행하기 위한 호모그래피 매트릭스(homography matrix)인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
  21. 제 11 항에 있어서,
    가시광선 컷 필터 및 적외선 컷 필터를 포함하는 필터부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 지폐에 대한 촬영 지시를 입력받으면 상기 가시광선 컷 필터 및 적외선 컷 필터가 순차적으로 상기 촬영부로 입력되는 빛을 제한하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.


KR1020110076667A 2011-08-01 2011-08-01 휴대 단말기를 이용하는 위폐 감별법 KR101883425B1 (ko)

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