KR20240017429A - 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기에 관한 것으로, 이송 중인 지폐의 표면에 지정된 각도와 방향으로 광을 조사하는 광원부, 상기 조사된 광이 상기 지폐의 표면으로부터 반사되어 상기 광센서부로 입사하는 광 및/또는 상기 지폐를 투과하여 상기 광센서부로 입사하는 광을 센싱하는 광센서부, 및 상기 광원부를 제어하고 상기 광센서부로부터의 센싱 정보를 처리하여 생성된 이미지에서 테이프가 부착된 경우 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비 차이를 이용하여 상기 지폐 상의 테이프 부착 여부를 판별하는 제어부를 포함한다.

Description

이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기{BANKNOTE SORTER OF IDENTIFYING TAPED NOTE BY IMAGE PROCESSING}

본 발명은 이미지 처리로 테이프권을 판별하는 지폐 정사기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 롤러 변위 검출 방식이나 초음파 이용 방식이 아닌 테이프와 지폐에서 반사되는 광(light) 및/또는 테이트나 지폐를 투과하는 광에 의해 취득된 이미지에서 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비(Contrast) 차이를 크게 하여 테이프가 부착된 지폐를 정확하게 판별할 수 있도록 하는, 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기에 관한 것이다.

통상적으로 지폐 정사기는 지폐의 계수는 물론 지폐가 정당한 것인지, 지폐 유통에 적합한 것인지 혹은 폐기 대상인지를 판별한다. 예컨대 지폐의 정사(fitness)(즉, 새지폐, 유통지폐, 훼손지폐 등으로 분류)를 판별하거나 위조지폐인지 여부를 판별한다.

참고로, 본 발명에 따른 일 실시예에서 설명하는 지폐 정사기는 지폐 권종 인식(예를 들면, \1000, \5000, \10000, $10, $50, $100, 10위안, 100위안 등), 위/변조 지폐 판별뿐만 아니라, 지폐 계수나 지폐 정사(예를 들어 낙서, 오염, 찢어짐 등 훼손의 정도로 유통적합 또는 유통부적합을 식별), 지폐 일련번호 인식 기능을 구비한 각종 지폐 처리 장치를 모두 포함하는 개념으로 사용된다.

다만 본 실시예에서 지폐 정사기는, 단지 은행권 지폐에만 한정하지 않고, 수표, 유가증권, 상품권, 쿠폰, 티켓 등의 다양한 지류형 매체를 처리할 수 있음에 유의한다.

지폐 정사기는 은행, 농협, 우체국과 같은 금융기관, 환전소, 현금수송업체(CIT), 주유소, 유흥업소, 음식점, 호텔, 백화점, 슈퍼마켓, 면세점, 대형유통점, 편의점과 같이 유가증권, 수표 및 현금을 다량으로 취급하는 사업장이나 업소에서 사용된다.

이러한 지폐 정사기는 어느 한 지역이나 국가에 한정되지 않고 전 세계적으로 다양한 지역이나 국가에 수출되어 설치 및 운용되고 있으며, 지폐 정사기를 현지에 설치하여 운용할 경우, 다양한 지폐 유형(예: 어촌 지역의 경우 습도가 높은 상태의 지폐들, 농촌 지역의 경우 흙 등 특정 오염물로 오염된 지폐들, 특정 방향으로 지폐를 접어서 사용하는 경향이 있는 지역에서 나타나는 일부 변형된 지폐들 등)은 물론, 다양한 상태의 지폐(예: 새지폐, 낡은 지폐, 구겨진 지폐, 구멍난 지폐, 찢어진 지폐, 낙서된 지폐, 위변조지폐, 오염된 지폐, 젖은 지폐, 탈색된 지폐, 테이프 부착 지폐 등)를 처리해야 한다.

여기서 위와 같은 다양한 지폐들 중 찢어지거나 훼손되어 테이프로 수선했거나 테이프를 이용해 위변조한 경우 등 테이프가 부착된 지폐를 판별하여 유통되지 않게 해야 한다. 테이프가 부착된 지폐(테이프권)을 판별하는 방식에는 롤러 변위 검출 방식, 초음파 투과 방식, 정전용량 방식, 초음파 반사 방식, 열방사 검출 방식, 형광 이미지 검출 방식, 및 편광 이미지 검출 방식 등이 사용되고 있다.

그러나, 롤러 변위 검출 방식은 현재 가장 많이 사용되고 있는 방식이나 지폐에 접촉하는 검출롤러 면에 지폐에 붙었던 이물질이 달라붙어 두께의 변화 시점에 롤러 변위 검출 신호의 왜곡이 발생하고 롤러 표면의 오염에 취약한 문제점이 있고, 초음파 투과 방식은 지폐 가장자리에 부착된 테이프를 검출하기 어렵고 구겨진 지폐나 내절 및 오염에 의해 신호 왜곡이 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 정전용량 방식은 금속성 위폐 방지 보안 요소가 많이 함유된 지폐에 대해서는 해당 영역에 부착된 테이프를 검출하기 어렵고 구겨진 지폐나 내절 및 오염에 의한 신호 왜곡이 발생할 수 있으며, 초음파 반사 방식은 음속의 온도 의존성을 극복하기 힘들고 센서의 잔여 진동 특성을 극복하기 어려운 문제점이 있으며, 열방사 검출 방식은 지폐에 열을 가한 다음 열이 식는 속도의 차이를 이용하는 방식으로서 가성비를 만족할 수 있는 적당한 센서를 찾기 어려운 문제점이 있고, 형광 이미지 검출 방식은 형광 반응이 없거나 미약한 종류의 테이프를 검출하기 힘들고 실용성이 떨어지는 문제점이 있고, 편광이미지 검출 방식은 표면이 매끄럽지 않은 테이프를 검출하기 어렵고 기구적인 설계가 쉽지 않으며 다른 검출 방식에 대한 보조 수단 정도로만 활용할 수 있어서 활용성이 떨어지는 문제점이 있다.

이와 같이 기존의 테이프권(taped note)(즉, 지폐의 일부 영역에 테이프가 부착된 지폐)을 판별하는 방식들은 이미 다양한 문제점이 있으며 이를 개선하여 테이프권을 고속으로 정확하게 판별할 수 있도록 하는 방법이 계속 요구되어 왔다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0812254호(2008.03.04. 등록, 지폐 판별 장치)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 기존의 롤러 변위 검출 방식이나 초음파 이용 방식이 아닌 테이프나 지폐에서 반사되는 광 및/또는 테이프나 지폐를 투과하는 광에 의해 취득된 이미지에서 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비(Contrast) 차이를 커지게 하여 테이프가 부착된 지폐를 고속으로 정확하게 판별할 수 있도록 하는 지폐 정사기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기는, 이송 중인 지폐의 표면에 지정된 각도와 방향으로 광을 조사하는 광원부; 상기 조사된 광이 상기 지폐의 표면으로부터 반사되어 상기 광센서부로 입사하는 광 및/또는 상기 지폐를 투과하여 상기 광센서부로 입사하는 광을 센싱하는 광센서부; 및 상기 광원부를 제어하고 상기 광센서부로부터의 센싱 정보를 처리하여 생성된 이미지에서 테이프가 부착된 경우 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비 차이를 이용하여 상기 지폐 상의 테이프 부착 여부를 판별하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 기존의 롤러 변위 검출 방식이나 초음파 이용 방식이 아닌 테이프나 지폐에서 반사되는 광 및/또는 테이프나 지폐를 투과하는 광에 의해 취득된 이미지에서 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비 차이를 커지게 하여 지폐에 부착된 테이프를 식별함으로써 테이프가 부착된 지폐를 고속으로 정확하게 판별할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면으로는, 테이프가 부착된 지폐를 판별하기 위한 기구적인 구성을 간편하게 하여 설계와 제작비용을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 도 1에 있어서 다른 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 광센서부를 제2 광입사각으로 수광하도록 설정하는 이유와 그 설정 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 취득한 테이프권 이미지를 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 테이프권을 식별하는 기본 개념을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 테이프권을 식별하는 기본 원리를 개념적으로 설명한 예시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 테이프권을 식별하는 기본 구성을 예시한 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 취득 지폐 이미지들을 이용해 테이프권을 식별하는 방법들을 설명하기 위해 예시한 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 지폐면과 테이프면에 대한 이미지를 취득하는 방식들에 대해 개략적으로 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 지폐면과 테이프면에 대한 반사 이미지를 취득하기 위한 광센서부와 광원부의 배치 구성예들을 개락적으로 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 지폐면과 테이프면에 대한 반사 및/또는 투과 이미지를 취득하기 위한 광센서부와 광원부의 배치 구성예들을 개락적으로 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지폐 정사기와 그 제어 방법의 실시예들에 대해 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기, 형태, 구조, 구성요소간 연결관계 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 또는 간략히 도시되어 있을 수 있고 개념적으로 설명되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 그리고 명세서 전체에서, 구성요소들에 대한 "~부", "~수단", "~장치" 등의 표현은 본 발명을 제한하는 의도로 사용되지 않으며 소정의 기능을 수행하거나 동작을 처리하는 단위를 의미하고 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 하거나 구비한다고 하는 등의 표현은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소의 존재를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한 각 실시예에 기재된 내용은 다른 실시예에도 적용될 수 있음에 유의한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 개략적인 구성을 예시하고 있고, 도 2는 도 1에 있어서 다른 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 개략적인 구성을 예시하고 있고, 도 3은 광센서부를 제2 광입사각으로 수광하도록 설정하는 이유와 그 설정 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 취득한 테이프권 이미지를 예시하고 있고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지폐 정사기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 테이프권을 식별하는 기본 개념을 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 테이프권을 식별하는 기본 원리를 개념적으로 설명한 예시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 테이프권을 식별하는 기본 구성을 예시하고 있고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 취득 지폐 이미지들을 이용해 테이프권을 식별하는 방법들을 설명하기 위해 예시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 지폐면과 테이프면에 대한 이미지를 취득하는 방식들에 대해 개략적으로 도시하고 있고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 지폐면과 테이프면에 대한 반사 이미지를 취득하기 위한 광센서부와 광원부의 배치 구성예들을 개락적으로 도시시하고 있으며, 도 13은 본 발명의 실시예에 따라 지폐면과 테이프면에 대한 반사 및/또는 투과 이미지를 취득하기 위한 광센서부와 광원부의 배치 구성예들을 개락적으로 도시하고 있다.

이하 본 발명의 실시예들에서 지폐 면 및/또는 지폐에 부착된 테이프 면에 대하여 예각으로(또는 수직으로) 조사(또는 투사)된 광의 반사, 확산, 굴절, 투과 등의 광학적 특성으로 인해 테이프나 지폐에서 반사되는 광 및/또는 테이프나 지폐를 투과하는 광에 의해 취득되는 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역간의 대조비(contrast) 차이를 커지게 하여 지폐에 테이프가 부착되어 있는지 여부를 이미지 처리를 이용해 고속으로 정확하게 식별하기 위한 구성과 원리 및 개념을 중심으로 설명한다.

먼저, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 지폐 정사기에서 테이프가 부착된 지폐(테이프권)를 식별하는 기본적인 원리 및 개념을 설명한다. 지폐 정사기에서 지폐의 반사 및/또는 투과 이미지는 광원부(122)로부터 지폐 또는 테이프의 표면에 대해 기울어진 각도 또는 방향으로 광이 조사되어 지폐 또는 테이프의 표면으로부터 반사 및/또는 지폐 또는 테이프를 투과하는 빛(광선)을 소정의 각도에서 수광하여 센싱하고 이로부터 얻은 센싱 정보를 처리하여 생성된다.

본 발명은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 생성된 지폐 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간의 광 반사, 굴절, 확산, 투과 등의 광학적 특성 차이에 따라 생성된 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이(갭)가 이미지 인식 처리 과정에서 테이프의 특징을 추줄할 수 있는 정도의 일정 수준보다 커지면, 지폐 정사기에서 얻어진 지폐 반사 및/또는 투과 이미지에서 테이프 영역의 식별력이 우수하다. 물론, 지폐의 상태나 조건에 따라 상기와 같은 대조비 차이가 작더라도 이미지 후처리를 통해 테이프 영역을 식별하는 것도 가능하다. 상기와 같이 대조비 차이가 큰 경우, 도 1 내지 도 3, 도 6 내지 도 8, 도 11 내지 도 13의 실시예들에서처럼 취득 지폐 이미지에서 지폐 영역은 테이프 영역보다 어둡거나 덜 밝은 것으로 검출되고, 테이프 영역은 지폐 영역보다 더 밝은 것으로 검출된다(예: 도 11(e) 좌측 참조). 하지만, 상기 실시예들의 구성예와는 다르게 광원부(121, 122)의 광 조사각과 광센서부(141, 142)의 수광각을 변경하는 경우엔, 취득한 지폐 이미지에서 지폐 영역은 테이프 영역보다 밝게 검출되고, 테이프 영역은 지폐 영역보다 더 어둡게 검출되게 할 수도 있다(예: 도 11(e) 우측 참조). 이 역시 지폐 영역과 테이프 영역간의 대조비 차이를 크게 한 것에 기인한 것이다. 즉, 본 발명은 본 명세서에서 기술한 여러 실시예에서 취득한 지폐 이미지에서 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비 차이를커지도록(예컨대, 가능한 한 크게) 하는 것이 특별한 경우가 아닌 한 유리하다고 할 수 있다.

도 7을 참조하면, 일 예로 지폐 영역에서보다 테이프 영역이 더 밝게 감지되도록 대조비 차이를 크게 한 기본적인 원리의 예가 도시되어 있다. 다수의(예를 들어 수십~수백 개의) LED가 일렬로 배열된 라인 어레이형 광원 또는 손전등과 같은 단일 광원이 물체를 조명 또는 조사하고 수광 센서가 이를 센싱한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광을 수광(또는 반사 후 수광)할 때, 수광측에는 가장 밝은 영역과 하나 이상의 그 보다 덜 밝은 영역이 존재하게 된다. 가장 밝은 영역은 수광된 광의 중심선 영역(즉, 광의 중심선 영역)이며, 덜 밝은 영역은 수광된 광의 중심선 주변 영역(즉, 수광된 광의 중심선과 약간 어긋나거나 비정렬된 영역)이다.

본 발명자들은 소정의 테스트들을 수행한 결과, 수광 센서를 가장 밝은 영역의 위치에 배치하여 가장 밝은 광을 수광한다고 해도 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비 차이가 더 커지게 되지 않는 경우가 있다는 것을 발견했다. 오히려, 본 발명자들은 덜 밝은 광을 수광하도록 수광 센서를 덜 밝은 영역의 위치에 배치할 때, 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비 차이가 더 커지며, 지폐 영역보다 테이프 영역(더 밝게 검출됨)을 식별하는 것이 더 용이하다는 것을 발견했다. 여기서, 제1 광입사각은 가장 밝은 광선이 수신되는 가장 밝은 영역(즉, 광의 중심선)에서 수광하도록 수광 센서를 위치시키는 것 또는 수광 센서의 배치 각을 설정하는 것을 의미하고, 제2 광입사각은 덜 밝은 광(광의 중심선과 약간 어긋나거나 비정렬된 광)이 수신되는 덜 밝은 영역에서 수광하도록 하는 수광 센서를 위치시키거나 수광 센서의 배치 각을 설정하는 것을 의미한다.

이제, 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지폐 정사기는, 구동 수단(예: 모터, 롤러 등)에 의해 지폐 정사기에서 이송되는 지폐의 표면 상에 소정의 지정된 각 "a"(예: 예각)로 비스듬히 투사(조사)되는 광(예를 들어 빔)을 생성하는 광원부(122)와, 상기 지정된 각 "a"로 지폐 및/또는 테이프의 표면으로 조사되고 상기 지폐 및/또는 테이프의 표면으로부터 반사되어 상기 지정된 각 "a"보다 큰 각 "a+b" 또는 상기 지정된 각 "a"보다 작은 각 "a-b"로 입사하는 광을 검출하도록 배치된 광센서부(142), 및 상기 광원부(122)를 제어하고 상기 광센서부(142)로부터의 센싱 정보를 처리하여 지폐 상의 테이프 부착 여부를 판별하는 제어부(150)를 포함한다. 이러한 광센서부(142)의 배치는 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비 차이를 커지게 하는 일 예이다.

여기서, 광은 "a"도의 각도로 지폐에 조사되고, 지폐로부터 반사되어 제2 광입사각인 "a+b" 또는 "a-b"도의 각도로 광센서부(142)에 입사된다. 광센서부(142)는 제2 광입사각으로 입사한 광을 덜 밝은 영역에서 덜 밝은 광을 수광하는 위치에 배치된다. 즉, 제2 광입사각은 광의 중심선과 정렬된 각도가 아니라 광의 중심선에서 벗어난 비정렬된 광의 각도일 수 있다. "a"도의 각도에서 조사되고 반사되는 광은 가장 밝은 광을 수신하는 가장 밝은 영역(즉, 입사광의 중심선에 정렬된 각도)에서의 제1 광입사각이다. 제1 광입사각은 정렬된 각도이다.

여기서, 각도 "a"는 15° 내지 50° 범위의 값을 갖는 것이 바람직하고, 각도 "a"가 30° 내지 40° 범위의 값을 갖는 것이 가장 바람직하다. 테이프 영역 검출 효과는 각도 "a"가 상대적으로 작을 때 더 양호하다. 다만, 각도 "a"가 너무 작으면, 광원부(122) 및 광센서부(142)를 지폐 정사기(예를 들면, 지폐 정사기 내의 테이프 검출 모듈(미도시)(즉, 본 발명의 실시예들에 따라 구현된 모듈)) 내에서 배치시키는 것이 기구적으로 어려워질 수 있다. 또는 도 8의 경우 광원부(122)가 도면에서 볼 때 더 좌측으로 이동 배치될 수 있으며, 이로 인해 적어도 테이프 검출 모듈의 치수가 보다 더 커지게 되어 상기 모듈의 부피가 증가되게 되고 이는 지폐 정사기의 소형화 또는 단순화에 효율적이지 않을 수 있다(대형 지폐 정사기에서는 상관없을 수 있음). 각도 "b"는 각도 "a"의 값에 따라 결정될 수도 있고, 또는 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 가장 밝은 영역에서보다 더 큰 덜 밝은 영역에서 덜 밝은 광을 검출하도록 미리 정해진 각도로 설정될 수도 있다.

그리고 각도 "a"가 너무 커지면(예를 들어 50도 초과), 지폐 영역과 테이프 영역이 모두 밝게 검출되기 때문에 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이를 쉽게 구현하기가 어려워질 수 있다. 또, 이러한 큰 각도에서는, 덜 밝은 영역이 상대적으로 좁아지기 때문에 각도 "b" 역시 작아져, 광센서부(142)를 제2 광입사각에서 광을 검출하는 위치에 정확하게 배치하기가 어려워진다. 제2 광입사각 "a ± b"에서, "a+b"가 "a-b"보다 바람직할 수 있는데, 이는 제2 광입사각이 "a"보다 작을 경우 테이프 검출 하드웨어 및/또는 모듈의 크기를 줄이거나 최소화하는 것이 어려워질 수 있기 때문이다(도 3의 (b)에 도시된 '이동' 예와 관련해서는 아래의 설명을 참조).

다만, 제2 광입사각 "a-b"는 제2 광입사각 "a+b"와 동일한 효과를 가지며 테이프 검출 모듈(미도시)의 치수나 테이프 검출 하드웨어의 공간 배치에 제약이 보다 적은 경우(예: 대형 현금 처리 장치에서처럼 또는 지폐 정사기 내로 지폐를 이송시킬 때 가장 작은 크기의 지폐의 양 끝을 잡아줘야 하는 이송롤러들 간의 최소 거리의 제약이 없이 지폐를 이송하는 지폐 정사기에서처럼), 제2 광입사각 "a-b"가 유리할 수 있다. 두 개의 광센서부를 포함하는 일부 실시예에서, 하나의 광센서부는 제2 광입사각 "a+b"을 가질 수 있고, 다른 광센서부는 제2 광입사각 "a-b"을 가질 수 있다. 일반적으로, "b"는 1 내지 15°(예를 들어, 3 내지 10°) 범위의 임의의 값일 수 있다. 하지만, 본 발명이 위에서 예시한 "a"와 "b"가 위와 같은 범위로 한정되는 것은 아님에 유의한다.

또한, 위의 예를 일부 변형한 대안적인 실시예를 간략히 설명하자면, 테이프 영역을 지폐 영역보다 더 어둡게 센싱하도록 하여 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이를 커지게 할 수도 있다. 일 예를 들면. 광원부(121, 122)에서 지폐에 대해 예각 "a"로 조사하고 지폐에서 반사된 광을 제2 광입사각인 "a+b" 각도로 광센서부(141, 142)가 수광할 때, 각 "b"의 값을 더 큰 값으로 하면, 즉 "a+b"가 직각이 되는 각도에서 광센서부(141, 142)가 수광하도록 배치되는 경우에, 상술한 바와 같이 테이프 면에서는 전반사가 일어나므로 광센서부(141, 142)에서 센싱되는 반사광이 적고 지폐 면에서는 난반사가 일어나므로 광센서부(141, 142)에서 센싱되는 반사광이 많게 되어, 취득한 지폐 이미지에서 도 11(e)의 우측에서처럼 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 어둡게 센싱되어 지폐 영역과 테이프 영역 간에 역시 대조비 차이가 크게 되므로, 제어부(150)에 의해 테이프 영역의 특징이 추출되어 지폐 상의 테이프를 보다 용이하게 판별할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 특징은 상술한 실시예들에서처럼 지폐와 테이프 간의 광학성 특성 차이에 따라 취득 이미지에서의 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 커지도록 하는 구성이라면 광원부(121, 122)와 광센서부(141, 142)의 배치 구조를 다양하게 변형이나 수정할 수 있고 이를 통해서 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 밝게 검출되게 하거나 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 어둡게 검출되게 하여 지폐 영역과 테이프 영역 간에 생기는 대조비 차이를 이용해 테이프 영역을 식별할 수 있게 한 것이다(예컨대, 도 11 내지 도 13 참조).

본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 주로 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 밝게 검출되게 하는 구성을 위주로 설명하겠으나, 설명의 과정에서 필요 시엔 테이프 영역이 지폐 영역보다 어둡게 검출되게 하는 구성이나 방식도 설명할 것이다. 그리고, 지폐의 종류나 상태 또는 광원부(121, 122)나 광센서부(141, 142)의 구성 변형 등에 의해 정렬각에서도 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차가 커지게 센싱할 수도 있음은 물론, 지폐(또는 테이프)에 대해 광 반사, 투과 및/또는 반사 투과의 광 특성 차이를 이용해 취득 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이를 이용할 수도 있다. 또한 편의상 중복되는 구성요소들은 도면에서 생략한 경우도 있으나 실제로는 구비되어 있음은 당연하다.

이제, 도 1에 도시된 본 발명에 따르는 지폐 정사기의 실시예들에 대해 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 지폐 정사기는, 광원부(121, 122), 글라스(131, 132), 광센서부(141, 142) 및 제어부(150)를 포함한다. 광원부(121, 122)는 지폐 정사기에 투입된 지폐가 구동수단(예 : 모터, 롤러 등)에 의해 이송될 때 이송되는 지폐의 상부면과 하부면(또는 제1면과 제2면, 또는 앞면과 뒷면 등으로도 칭할 수 있음)에 지정된 각도 "a"로 경사지게 투사할 광(빛)을 생성한다. 글라스(131, 132)는 각 광원부(121, 122)에서 조사(투사)되는 광을 굴절시켜 지폐의 상부와 하부 면에 조사(투사)되게 하면서 지폐가 걸림없이 이송되게 한다. 광센서부(141, 142)는 글라스(131, 132)를 투과하여 지정된 각도 "a"로 지폐의 상부와 하부 면에 각각 조사(투사)되고 지폐의 상하부면으로부터 지정된 각도 "a+b" 또는 "a-b"로(각 "a"에 대응하는 제1 광입사각과는 다른 제2 광입사각으로) 각각 반사된 광을 검출한다. 제어부(150)는 광원부(121, 122)를 제어하고 광센서부(141, 142)를 통해 검출된 센싱 정보를 처리하여 지폐상의 테이프 부착 여부를 판별한다.

한편, 광센서부(141, 142)의 전면에는 로드 렌즈(Rod Lenses)가 포함될 수 있고, 로드 렌즈는 광센서부(141, 142)와 일체형으로(예: 하나의 유닛으로) 구비될 수도 있다.

또한 글라스(131, 132)는 지정된 두께(예 : 1.1mm, 1.8mm 등)로 형성되며, 광센서부(141, 142)에 입사되는 광의 입사각(또는 지폐로부터의 반사각)을 조정하기 위하여 글라스(131, 132)의 두께는 변경될 수 있다(도 3의 (b) ① "글라스 교체" 참조). 글라스(131, 132)는 유리(예를 들어, 도핑 또는 언도핑 규산염 또는 알루미늄 규산염 등)로 형성될 수 있고, 투광성이 우수한 재질이면 어떤 것이든 채용될 수 있으며, 본 발명의 실시 환경에 최적화되게 함유 물질이나 조성비 등을 고려하여 형성될 수 있다.

광센서부(141, 142)는 제1 광입사각 "a"(즉, 광의 중심선이 가장 밝은 영역을 형성하는 각, 이하, 정렬각이라고 함)보다는 제2 광입사각 "a+b" 및/또는 "a-b"(즉, 지폐/테이프 광 반사각의 중심선에서 "b"만큼 벗어나 덜 밝은 영역을 형성하는 각, 이하, 비정렬각이라고 함)에서 빛을 수신하도록 배치된다. 상술한 바와 같이, 제1 광입사각 "a"에서 광을 수광하기 위해 배치된 광센서부(141', 142')의 위치는 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 상대적으로 작을 수 있기 때문이다.

예컨대, 지폐(또는 테이프)에 반사된 후 글라스(131, 132)를 투과하여 광센서부(141, 142)에 입사되는 광의 입사각을 제2 광입사각 "a+b" 및/또는 "a-b"로 설정(형성)하는 방법은, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 글라스(131, 132)를 지정된 특정 두께의 글라스로 교체(설치)하거나(도 3의 (b) ① 글라스 교체 참조), 광원부(121, 122)의 위치를 옮기거나(예컨대, 광원부(121, 122)와 글라스(131, 132) 간의 거리를 늘리거나 줄여서), 지정된 각 "a+b" 및/또는 "a-b"를 변화시키도록(광센서부(141, 142)와 글라스(131, 132)의 거리를 조정함으로써) 광센서부(141, 142)의 위치를 이동(도 3의 (b) ②이동 참조)시키는 방법을 적용할 수 있다.

상술한 실시예들에서, 지폐(또는 테이프)로부터 반사된 후, 글라스(131, 132)에 의해 통과 또는 굴절된 후 광센서부(141, 142)에 입사하는 광의 입사각을 제2 광입사각 "a+b" 및/또는 "a-b"(또는 비정렬각)으로 설정(형성)하는 이유는, 광센서부(141, 142)가 제2 광입사각 "a+b"(또는 비정렬각)로 설정(형성)된 상태에서 테이프권 지폐를 센싱할 경우, 지폐(또는 테이프)에서 반사되는 광의 대조비 특성으로 인해 지폐에 부착된 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 밝게(예 : 지폐 영역은 어둡고, 테이프 영역은 밝게) 센싱되는 효과가 있기 때문이다.

또한 광센서부(141, 142)는 CIS(Contacted Image Sensor)를 각각 포함한다. 예를 들면, 광원부(121, 122)는 초당 수십 내지 수백회의 광 펄스를 방출하는 복수의(예를 들면 수십 내지 수백개의) LED들의 라인 어레이를 포함하며, 광센서부(141, 142)는 이러한 광 펄스를 초당 수십 내지 수백회 주사 및 감지하여 적어도 수십 dpi 이상의 해상도를 갖는 지폐 이미지를 생성한다. 제어부(150)는 상기 생성된 지폐 이미지를 처리하여 상대적으로 밝은 영역(예를 들어, 도 6 참조)(또는 상대적으로 어두운 영역(도 11(e) 참조))을 식별함으로써 테이프 영역을 식별한다. 물론, 본 예에서는 광원부(121, 122)와 광센서부(141, 142)의 구성에 따라 제어부(150)는 상기 생성된 지폐 이미지를 처리하여 상대적으로 더 어두운(덜 밝은) 영역을 식별함으로써 테이프 영역을 판별하게 할 수있다(즉, 테이프 영역이 지폐 영역보다 어둡게 검출하는 예).

또한, 광원부(121, 122)는 소정의 PCB 기판 상에 복수의 조명소자(예 : LEDs)가 미리 지정된 간격으로 길이 방향으로 형성될 수 있으며, 광원부(121, 122)의 조명소자(예 : LEDs)는 판별 성능을 고려하여, 가시광과 자외선과 적외선 파장대의 범위에서 적어도 하나 이상의 파장대의 광(예 : RED, GREEN, BLUE, YELLOW, WHITE, GRAY, UV, IR 등)을 출력하여 조사하도록 형성될 수 있다. 복수 개의 파장대의 광원을 채용하는 경우에는 동시 또는 교차(순차) 조사되게 제어부(150)가 제어할 수 있다.

한편 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 광원부(121, 122)에서 생성된 광의 조사(투사) 각도를 원하는 각도로 조정하기 위한 조사각 변경 부재(미도시)가 광원부(121, 122)의 전면이나 앞쪽에 추가로 형성될 수도 있다.

도 2는 도 1에 있어서 본 발명의 다른 실시예에 따른 지폐 정사기의 개략적인 구성을 보인 예시도로서, 도 1에는 지폐 투입 방향을 기준으로 전방에 광원부(121, 122)가 형성되고 후방에 광센서부(141, 142)가 형성되어 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이, 지폐 투입 방향을 기준으로 전방에 광센서부(141, 142)가 형성되고 후방에 광원부(121, 122)가 형성될 수도 있으며, 다른 예들로서 도 12 및 도 13에서와 같이 형성될 수도 있다.

즉, 본 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 광원부(121, 122)나 광센서부(141, 142)의 전후 상하 위치에 관계없이, 광원부(121, 122)에서 조사(투사)된 광에 대응하여 광센서부(141, 142)가 지폐나 테이프로부터 반사된 광을 제2 광입사각 "a+b" 및/또는 "a-b"(또는 비정렬각 또는 입사광이 광의 중심선에서 각 "b"만큼 비껴서 입사되는 각)으로 수광하도록 설정(배치)되어야 하는 것에 특징이 있는 것이다. 다시 말해, 도 1 및 도 2는 광원부(121, 122)와 광센서부(141, 142)의 다양한 형태와 동작에 대한 이해를 돕기 위하여 예시된 것일 뿐이며, 지폐 정사기의 디자인이나 모델에 따라 설계 의도나 실시 환경에 따라 그 형태나 구성이 다양하게 변경될 수 있음에 유의한다.

도 3은 상기 실시예에서 반사된 광을 제2 광입사각으로 수광하도록 광센서부를 설정(배치)하는 이유와 그 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 광원부(122)에서 글라스(132) 위를 수평으로 이송되는 지폐에 대하여 지정된 각도 "a"(또는 지정된 조사각)(예각)로 경사지게 광을 조사할 경우, 조사된 광은 글라스(132)를 투과하면서 굴절되어 지폐 또는 테이프에 조사된 후, 다시 지폐 또는 테이프에서 반사된 광이 글라스(132)를 투과하면서 굴절되어 광센서부(142)에 지정된 각도 "a"(제1 광입사각)으로 입사된다.

이 때 광센서부(142)가 지폐 또는 테이프에서 반사된 광을 광센서부(142) 정면의 중심으로 입사되게 설정(배치)되는 경우에는, 광센서부(142)는 제1 광입사각("a")으로 입사하는 광을 수광하도록 설정(배치)된 것을 의미하며, 이와 같이 광센서부(142)가 제1 광입사각 "a"(또는 정렬각)으로 광을 수광하도록 설정된 경우에는 지폐에 부착된 테이프 면의 영역이 지폐 영역보다 더 밝은 이미지로 취득되는 효과를 경우에 따라서는 기대하기 어려울 수 있다.

따라서 본 실시예에서는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 예컨대, 글라스를 지정된 특정 두께의 글라스로 교체하는 방식(도 3의 (b), ① 글라스 교체 참조), 광원부와 글라스 간의 거리를 늘리거나 줄임으로써 광원부의 위치를 옮기거나 이동시키는 방식, 글라스로부터의 거리를 조정함으로써 광센서부의 위치를 소정의 각도 "a+b" 또는 "a-b"가 형성되게 옮기거나 이동시키는 방식(도 3의 (b), ② 참조) 중 어느 한 가지 방식으로, 지폐로부터 지정된 각 "b"로 반사된 후에 제2 광입사각 "a+b" 또는 "a-b"(또는 비정렬각, 즉 광중심선(즉, 제1 광입사각 "a")에서 벗어나거나 비껴서 입사되는 각)으로 입사하는 광을 수광하도록 광센서부(142)를 설정(배치)함으로써, 지폐에 부착된 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 밝게 센싱되게 할 수 있다(또는 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 어둡게 센싱되게 할 수도 있다).

상기와 같은 본 발명에 따른 효과를 얻을 수 있는 이유(또는 원리)는, 지폐와 테이프의 광의 반사 특성이 다름에 따라 지폐 영역과 테이프 영역 간에 대조비 차이가 발생하기 때문이다. 예컨대 테이프권에 광(빛)을 조사할 경우, 지폐 표면에서는 난반사가 발생하고(도 11(a) 참조), 테이프 면에서는 전반사가 발생하기 때문이다(도 11(b) 참조). 즉, 지폐가 면섬유로 만들어져 있고 테이프가 부착되지 않은 지폐의 표면은 문양 등이 오목/평판 인쇄되어 있어 표면이 고르지 않고 울퉁불퉁하므로 지폐 표면에 측면에서 경사지게 투사되는 광은 난반사가 일어나게 되고, 테이프의 종류나 재질에 따라 일부 차이가 있을 수 있으나 테이프가 부착된 영역, 즉 테이프 표면은 지폐 표면보다 더 고르고 매끄러우므로 테이프 표면에서는 전반사가 일어난다(경사진 각도로 조사된 경우에 적어도 지폐 표면보다는 훨씬 더 큰 반사 특성을 가짐).

이 때 광원부(121, 122)는 지폐에 대해 각 "a"로 광을 조사하도록 글라스(131, 132)로부터 지정된 거리(예 : 5 ~ 9mm 또는 그 이상(지폐 정사기의 사양에 따라 커질 수 있음)만큼 이격된 위치에 배치됨으로써 대조비 차이에 의한 본 실시예의 효과(즉, 지폐에 부착된 테이프 면이 지폐 영역보다 더 밝게(또는 더 어둡게) 센싱되는 효과)를 더욱 기대할 수 있게 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 취득한 테이프권 이미지를 보인 예시도로서, 도 4의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 효과를 실험한 결과, 광의 파장대에 관계없이 모든 실험 광원들에 대해서 취득한 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간에 거의 동일한 정도의 대조비 차이를 얻을 수 있었으며, 또한 전반사가 발생하는 유광 테이프와 난반사가 일어나는 무광 테이프도 지폐 영역과 테이프 영역 간에 다른 대조비의 차이가 있는 이미지를 얻을 수 있었고, 또한 실험에 따르면 형광 테이프가 부착된 지폐의 경우 UV광을 상기 형광 테이프권에 조사할 경우 더욱 뚜렷한 대조비 차이를 갖는 이미지를 얻을 수 있었다.

이상으로 본 실시예에서 광센서부(142)를 제2 광입사각 "a+b" 또는 "a-b"(또는 비정렬각)으로 입사하는 광을 수광하도록 설정(배치)함으로써 제1 광입사각 "a"(정렬각)으로 수광하도록 하는 것에 비해 지폐에 부착된 테이프 면이 지폐 영역보다 더 밝게 센싱되는 효과에 대해서 설명하였다.

이하에서는, 상술한 대조비 차이에 의한 효과(즉, 지폐에 부착된 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 밝게 센싱되는 효과)를 바탕으로 지폐상의 테이프 영역을 판별하는 방법에 대해서 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지폐 정사기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 지폐가 투입되면(S101), 제어부(150)는 입사 조명(예 : 광원부의 유형에 따라 지폐 면에 광을 지정된 각도로 경사지게 투사(조사)하는 조명)을 구동한다(S102).

여기서, 측면 입사 조명은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이송되는 지폐의 상부 및/또는 하부 면에 지정된 각도 "a"로 경사지게 투사(조사)할 광(빛)을 각기 생성하는 광원부(121, 122)를 의미하며, 광원부(121, 122)가 제어부(150)에 의해 구동됨에 따라, 각 광원부(121, 122)에서 생성한 광은 지정된 각도 "a"로 글라스(131, 132)를 투과하여 지폐(또는 테이프)에서 반사된 후 다시 글라스(131, 132)를 투과하여 제2 광입사각 "a+b" 및/또는 "a-b"(또는 비정렬각)으로 광센서부(141, 142)에 입사된다.

이에 따라 제어부(150)는 지폐의 상부 및/또는 하부에 지정된 각도나 위치에 형성된 광센서부(141, 142)(즉, 지폐에 반사되어 글라스를 투과한 광이 제2 광입사각 "a+b" 및/또는 "a-b"로 입사되게 설정(배치)된 광센서부)로부터의 데이터를 이용해 지폐 이미지(즉, 지폐 표면 이미지)를 취득(생성)한다(S103).

또한, 제어부(150)가 상기 취득한 지폐 이미지(즉, 지폐 표면 이미지)를 처리할 경우, 상술한 본 실시예에 따른 효과(즉, 지폐에 부착된 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 밝게 센싱되는 효과)에 의해 대조비 차이가 발생한 부분을 검출하고(104)(예 : 테이프 영역을 밝게 검출되고, 지폐 영역은 어둡거나 덜 밝게 검출됨), 지폐에 부착된 테이프 영역을 검출(판별)한다(S105). 제어부(150)가 지폐 이미지에서 대조비 차이를 판별하지 못하는 경우, 그것은 지폐 상에 테이프가 부착되어 있지 않다고 판별한다. 물론 다른 변형 실시예에서 설명한 것처럼 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차가 커지도록 광원부나 광센서부의 구성을 변형시켜 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 어둡게 센싱할 수도 있음에 유의한다. 그리고, 지폐 종류나 상태나 광원부나 광센서부의 구성 등에 따라 정렬각에서도 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차가 커지게 센싱할 수도 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 지폐 정사기에서 테이프권을 식별하는 방법들을 설명하기 위해 취득 지폐 이미지들을 이용해 개략적으로 예시하고 있다. 이제, 도 9 및 도 10을 참조하여, 광원부(121, 122)나 광센서부(141, 142)를 어떻게 구성하거나 배치하든 본 발명에 따라 취득 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간에 대조비 차이를 크게 하여, 즉 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 어둡게 검출되게 하거나 더 밝게 검출되게 하여 지폐 상의 테이프 부착 여부를 제어부(150)에서 판별할 수 있게 처리하는 방식들에 대해 개략적으로 설명하기로 한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에서는 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 어둡든 더 밝든 취득한 지폐 이미지가 테이프의 특징 영역을 갖고 있는지 없는지를 검출함에 있어서 지폐 영역(즉, 테이프가 부착되어 있지 않은 영역)과 테이프 영역(즉, 테이프가 부착된 영역) 간의 대조비 차를 크게 해서 테이프 특징을 형상화하여 테이프 부착 여부를 검출하는 것이다. 즉, 정상권 지폐의 이미지에서 어떤 사각형 영역 안의 밝기를 측정한다고 하는 경우에, 그 영역에 테이프가 붙어 있지 않으면 어떤 특정 밝기 이상을 넘어갈 수는 없으므로, 이러한 점을 특징으로 잡아서 그 밝기 기준 범위 이상으로 초과하면 테이프가 지폐 상에 존재하는 것이고 해당 밝기 기준 범위 이내이면 지폐 영역으로 판별하게 하는 개념이다.

도 9를 참조하면, 정상권 지폐들을 가지고 하나의 템플릿 이미지를 만들고 이를 기반으로 지폐 투입 시 정상권인지 테이프권인지를 판별하는 방법이 예시되어 있다. 즉, 템플릿 이미지를 기반으로 더 어두워지거나 더 밝아지는 영역, 즉 대조비가 달라지는 영역을 테이프 영역으로 판정하는 것이라 할 수 있다. 여기서, 강인한 하나의 템플릿 이미지를 만들기 위해서는 각 국가권별, 권종별로 적어도 수십 내지 수백장의 정상권 지폐 이미지들을 취득하는 것이 중요하다. 정상권 지폐들이 많으면 많을수록 유리하다.

여기서, 상기 취득한 지폐 이미지에서 테이프 영역은 지폐 영역보다 밝게 형성되기도 하고 어둡게도 형성될 수 있다. 그래서 정상권에 따른 테이프 레퍼런스 이미지를 만들 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 정상권 취득 이미지들에서 밝은 픽셀들만 가져와서 이것들을 누적을 해서 만드는 템플릿인 정상권 화이트 모델을 만든다. 그리고, 정상권들의 이미지에서 어두운 픽셀들을 가져와서 그것들을 다 누적을 해서 만드는 템플릿인 정상권 다크 모델을 만든다. 예컨대, 정상권 100장이면, 100장 각각의 동일한 위치에서의 각 픽셀들의 밝기를 가지고 밝은 픽셀들을 가져와서 정상권 화이트 모델을 생성하고, 가장 어두운 픽셀들을 가져와서 정상권 다크 모델을 생성하는 것이다. 또한, 이를 전 세계의 다양한 국가권들에 대해 동일하게 적용하여 각 국가권별, 각 권종별로 각각의 하나의 템플릿 이미지를 만든다. 그리고, 상기 지폐 정사기에 투입되는 지폐들의 이미지 취득 후, 제어부(150)에 의해 투입 지폐의 이미지가 정상권인지 테이프권인지 판별하기 위해 정상권 화이트 모델 또는 정상권 다크 모델과 비교를 수행한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 투입된 지폐의 취득 이미지에서 밝은 영역, 즉 테이프 영역은 바로 밝게 형성되므로, 이를 정상권 화이트 모델에서 차이를 구하여 차분 이미지를 형성하면 테이프 특징이 선명화되어 테이프권을 판별하게 된다. 그리고 반대로, 상기 투입된 지폐의 취득 이미지에서 테이프 영역이 어두운 영역으로 형성되는 경우에는 정상권 다크 모델에서 취득 이미지의 차이를 구하여 차분 이미지를 형성하면, 이 역시 테이프 특징이 선명화되어 테이프권을 판별하게 된다. 이 때, 해당 지폐에 은선이 포함된 경우에는, 광원 종류에 따라 은선 역시 밝게 취득되거나 어둡게 취득되므로, 동시에 취득되는 적외선 투과 이미지를 통해서 찾아서 마킹을 하고 이 마킹 부분을 제외시키면 테이프 특징 선명화 시에 은선에 기인한 오류를 없앨 수 있다.

본 예에서는 화이트 이미지의 테이프 이미지 취득의 예에 대해 설명하였으나, 레드 이미지, 그린 이미지, 블루 이미지, 그레이 이미지, 적외선 이미지 등 채용한 광원에 따라 취득되는 다양한 이미지들 중에서 선택하여 사용가능함은 당연하다. 예컨대, RGB 등을 포함하는 다파장 광원의 경우, 그레이 이미지를 생성하여 위와 같이 템플릿 이미지를 생성할 수 있고, 여기에 적외선 투과 이미지를 이용해 은선 영역 등을 제거하고나서, 정상권 화이트 그레이 이미지 및 취득한 테이프권 이미지와의 차이를 구해서, 즉 소정 크기의 픽셀 영역 단위로 상호 같은 위치별로 비교해가면서 서로간에 차이가 일정 기준보다 현저히 커지는 경우에 이를 테이프 영역으로 판별 처리하는 것이다. 그리고, 다크 모델인 경우에도 마찬가지이다. 테이프가 없는 영역은 정상권 모델(템플릿 이미지)와 판별 대상 지폐 이미지의 위치별 상호간에 대조비 차이가 존재한다고 해도 차이 값이 작을 것이지만, 정상권 모델과 판별 대상 지폐의 테이프 영역과는 대조비 차가 크므로 이를 이용하여 테이프 영역이라고 판별할 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 지폐 정사기에서 판별할 대상 지폐에 대해 취득한 지폐 이미지에 대해 경계 검출 마스크를 적용해서도 지폐 이미지에서 테이프 영역을 판별할 수 있다. 취득 지폐 이미지에서 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 밝게 취득되든지 더 어둡게 취득되든지 또는 라인 단위든 영역 단위든 경계 검출 마스크를 이용 탐색해가면서 밝기 차이가 커지기 시작하는 어떤 특정한 라인이 생기거나 어떤 영역의 면적이 생기게 된다. 마스크가 밝은 테이프 영역(즉, 지폐보다 더 밝은 영역)에 있을 때 그 해당 영역이 테이프 영역인지 아닌지 정확히 결정할 수 없지만, 그 주변 영역과 대조비 차이가 현저히 크다는 것은 결정할 수 있으므로, 이러한 동작들을 반복해 계속 마스크가 탐색해가면서 대조비 차이가 발생하는 부분들을 연결하면 테이프 영역의 경계선이 생성되고, 이 경계선으로 형성되는 영역을 테이프 특징으로 추출하여 테이프 영역을 판별하는 것이다. 즉, 경계 검출 마스크를 이용해 지폐 이미지에서 테이프 경계 라인을 탐색하여 테이프 형상이 생성되었는지 안되었는지를 토대로 테이프 형상 정보를 검출하여 테이프권을 판별하는 것이라 하겠다. 또한, 경계 검출 마스크를 적용해 경계 성분을 검출하는 것도 가능하지만, 특정 범위의 밝기 레벨을 갖는 밝기 영역을 탐색하면서 테이프 형상을 생성하여 테이프를 판별할 수도 있다.

한편, 테이프 영역의 검출(판별)은 위에서처럼 다수의 정상 지폐 템플릿(Template)을 기반으로(예컨대 비교를 통해) 또는 경계 검출 마스크를 이용해 이루어질 수 있으나, 지폐에 테이프가 부착된 위치와 모양 및 지폐의 상태 조건을 다양하게 바꿔가며 딥러닝을 수행하여 생성된 딥러닝 모델을 이용하여 테이프 영역을 검출할 경우, 더 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다.

이제 도 11 내지 도 13에 도시된 본 발명의 실시예들에 대해 설명하기로 한다. 제어부(150)와 같은 일부 구성요소들이 도시되어 있지 않으나 설명과 도시의 편의상 생략하였고, 이송중인 지폐를 기준으로 도면에서 보면 지폐 하측이나 상측에만 광원부와 광센서부를 도시하기도 했으나 지폐 상하측 모두에 동일 구조가 존재함은 당연하다.

본 발명의 실시예들에 따르는 지폐 정사기에서, 지폐의 표면과 테이프 표면에서 일어나는 표면 조도 차이에 따른 광 반사 및/또는 투과 특성에 의해 지폐 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 발생하고 이 차이를 지폐와 테이프 간에 분별력 있도록 지폐면과 테이프면에 대한 이미지를 취득할 수 있음은 이제 이해할 것이다.

이를 위한 이미지 취득 구성예들에 대해서 상술한 바 있고, 추가적으로 설명을 더 하자면, 지폐 면에 대해 광을 조사하는 광원부(121, 122)와, 상기 조사된 광에 대해 지폐 또는 테이프에서 반사되거나 투과되는 광을 수광하는 광센서부(141, 142)를 어떻게 배치하느냐에 따라, 도 11의 (e)에서와 같이, 취득하는 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이를 발생시킬 수 있기도 하고 그렇지 못할 수도 있다. 또한, 반사뿐만 아니라 투과되는 광의 특성 차이를 이용하는 경우, 도 11의 (c)와 (d) 및 도 13에서와 같이, 지폐 표면에 테이프가 부착된 경우와 부착되지 않은 경우에 투과되는 광량의 차이가 있으므로, 이러한 차이를 직관적으로 이해하기 쉽게 화살표의 굵기를 각기 다르게 도시한 것임을 유의한다.

도 11의 (e)는 테이프 영역이 지폐 영역 간의 대조비 차이가 있게 취득한 이미지를 예시하고 있는데, 좌측의 이미지처럼 테이프 영역이 지폐 영역보다 더 밝게 취득되어 대조비 차이를 발생시킬 수도 있고, 우측의 이미지처럼 테이프 영역이 지폐 영역보다 어둡게 취득되어 대조비 차이를 발생시킬 수도 있다. 이렇게 대조비 차이가 발생하면, 예컨대 도 9와 도 10에서 설명한 방식들을 이용해 취득한 이미지에서 테이프를 판별할 수 있는 것이다.

도 12의 (a)의 경우, 지폐 또는 테이프에 대해 예각으로 조사하도록 광원부(122)를 배치한 예에서,광센서부(142)는 지폐 또는 테이프에 대해 수직으로 배치한 구성이고, 광센서부(142')는 지폐 또는 테이프에 대해 예각으로 배치한 구성으로서, 전술한 기술원리들을 토대로 할 때 광센서부(142)에 의해 취득되는 이미지는 도 11(e)의 좌측과 같이 배경(즉, 지폐 영역)은 어둡게 취득되고 테이프 영역은 밝게 취득되며, 광센서부(142')에 의해 취득되는 이미지는 도 11(e)의 우측과 같이 지폐 영역(즉, 배경 이미지) 대비 테이프 영역이 어둡게 취득되어, 취득되는 이미지로부터 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 크게 되어 테이프 영역을 판별할 수 있게 하는 광원부와 광센서부의 비교적 용이한 구성예가 된다고 하겠다. 물론, 광센서부(142)나 광센서부(142')를 하나만 구비해도 되고, 둘 다 구비하도록 구성할 수도 있다.

여기서, 도 12의 (a)와 같이 구성하는 경우에, 광센서부(142)에서 취득하는 이미지 정보와 광센서부(142')에서 취득하는 이미지 정보의 차분을 산출하는 방식을 이용하는 경우에는, 취득 이미지에서의 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 더욱 커지게 취득되도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 광센서부(142)와 광센서부(142')는 동시에 수광할 수도 있고 순차 수광할 수도 있다. 이는 지폐 정사기의 사양이나 실시 환경과 의도에 따라 정해질 수 있다. 예컨대, 보다 더 정밀한 이미지를 취득하려면 광센서부(142)와 광센서부(142')가 동시에 수광하도록 구성하는 것이 바람직하다고 하겠다.

또한, 취득 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 더욱 커지게 취득되도록 하는 또다른 구성예는 12의 (b)와 같이 구성하는 경우이다. 즉, 이송 중인 지폐(또는 테이프)에 대해 예각으로 광을 조사하도록 배치한 광원부(122)와, 이송 중인 지폐(또는 테이프)에 대해 수직으로 광을 조사하도록 배치한 광원부(122')의 광 조사에 의해서 광센서부(142)가 취득하는 이미지 정보에서, 광원부(122)로부터의 광 조사에 의해 광센서부(142)가 취득하는 이미지 정보와 광원부(122')로부터의 광 조사에 의해 광센서부(142)가 취득하는 이미지 정보의 차분을 산출하는 방식을 이용하는 경우에는, 취득 이미지로에서의 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 더욱 커지게 되어 테이프 영역의 식별력이 향상될 수 있다. 이 경우, 광센서부(142)는 광원부(122)로부터 지폐에 예각으로 조사되어 반사되는 광과 광원부(122')로부터 지폐에 직각으로 조사되어 반사되는 광을 동시에 수광하여 이미지를 취득할 수도 있고 순차 수광하여 이미지를 취득할 수도 있다. 이는 지폐 정사기의 사양이나 실시 환경과 의도에 따라 정해질 수 있다. 물론, 광원부(122)와 광원부(122') 중 어느 하나만 구비되는 구성도 가능하다.

또한, 취득 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이가 더욱 커지게 취득되도록 하기 위하여 취득 이미지 정보에서 손실되는 이미지 정보를 최소화하도록 도 12의 (c)와 같이 구성할 수도 있다. 즉, 이송 중인 지폐(또는 테이프)에 대해 예각으로 광을 조사하고 상기 지폐(또는 테이프)로부터 반사되어 오는 광을 예각으로 수광하도록 구성하되, 광원부(122)와 광센서부(142')를 어느 한 쪽(예: 도면에서 좌측)에 배치하고, 광원부(122')와 광센서부(142)를 다른 한 쪽(예: 도면에서 우측)에 배치하여, 지폐(또는 테이프)에 대해 광원부(122)에서 조사한 광에 대한 반사광을 광센서부(142)에서 수광하고 광원부(122')에서 조사한 광에 대한 반사광을 광센서부(142')에서 수광하도록 하여, 광센서부(142, 142')에서 취득되는 이미지에서 이미지 정보 손실을 최소화하도록 구성할 수도 있다.

한편, 도 11의 (c)와 (d)에 도시된 바와 같이, 이송 중인 지폐(또는 테이프)에 대해 예각으로 광을 조사하고 이 조사 광이 지폐 또는 테이프와 지폐를 투과하고 이 투과 광에 의해 취득되는 투과 이미지 특성을 이용하거나, 상기 투과 광과 함께 상기 조사 광이 지폐(또는 테이프)에 반사되는 반사광에 의해 취득되는 투과 및 반사 이미지 특성을 이용하여 취득 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간의 대조비 차이를 발생시켜 테이프 영역을 판별할 수 있게 하는 구성도 가능하다. 이와 같이 투과 이미지 특성을 이용하고자 하는 경우에는, 광원으로서는 예컨대 청색광이나 자외선 같은 투과력이 낮은 파장대의 광원을 이용하여 광원부(122, 122')를 구성하는 것이 바람직하다.

지폐(또는 테이프)에 대해 예각으로 광을 조사하고 이 조사 광이 지폐 또는 테이프와 지폐를 투과하고 이 투과 광에 의해 취득되는 투과 이미지 특성을 이용하는 경우에는, 예컨대 지폐 영역은 지폐의 두께가 존재하고 테이프 영역은 지폐와 테이프를 합친 두께가 존재하므로, 지폐 영역과 테이프 영역과의 두께에 따른 투과광량의 차이를 비교할 수 있고 또한 테이프면과 지폐면의 표면 조도 차이에 따른 투과광량의 차이도 비교할 수 있기 때문에 상기 투과 이미지에서의 지폐 영역과 테이프 영역 간에 대조비 차이가 발생하게 되고 이를 이용하여 테이프 영역을 판별할 수 있게 된다.

또 다르게는, 도 11의 (c)와 (d)의 경우에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 지폐(또는 테이프)에 대해 예각으로 광을 조사하도록 광원부(122, 122')를 배치하고, 상기 조사 광에 의해 예각으로 반사되는 광과 예각으로 투과되는 광을 각각 수광하도록 광센서부(142, 142')를 배치하는 구성도 가능하다. 상술한 예에서와 같이 투과 광만을 수광하여 투과 이미지 특성만을 이용하여 지폐 영역과 테이프 영역 간에 대조비 차이를 발생시켜 테이프 영역을 판별할 수도 있으나, 도 13의 예에서와 같이, 광원부(122, 122')와 광센서부(142, 142')를 예각 형태로 배치한 구성을 통해 투과 이미지와 반사 이미지를 취득한 후에 두 이미지 특성을 비교하여 지폐 영역과 테이프 영역 간에 발생되는 대조비 차이를 이용하는 것이다.

도 13을 참조하면, 이송 지폐에 대해 한 쪽(예: 도면에서는 상측)에 광원부(122)와 광센서부(142)를 예각으로 배치하고 다른 한 쪽(예: 도면에서는 하측)에 광원부(122')와 광센서부(142')를 예각으로 서로 대향하도록 배치한 구성이 예시되어 있다. 여기서 광원부(122, 122')와 광센서부(142, 142')는 서로 마주보도록 예각으로 배치되어 있다. 즉, 광원부(122)에서 예각으로 조사된 광에 의해, 지폐(또는 테이프)로부터 반사된 광은 광센서부(142)에 의해 수광되어 반사 이미지가 생성되고 지폐(또는 테이프)를 투과한 광은 광센서부(142')에 의해 수광되어 투과 이미지가 생성된다. 마찬가지로, 광원부(122')에서 예각으로 조사된 광에 의해, 지폐(또는 테이프)로부터 반사된 광은 광센서부(142')에 의해 수광되어 반사 이미지가 생성되고 지폐(또는 테이프)를 투과한 광은 광센서부(142)에 의해 수광되어 투과 이미지가 생성된다. 이 때, 광센서부(142, 142')에서 각기 취득되는 반사 및/또는 투과 이미지 간의 특성 차이에 따라 취득 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간에 대조비 차이가 발생하게 되고 이 대조비 차이를 이용해 테이프 영역을 판별할 수 있게 된다. 보다 구체적으로 설명하면, 지폐 영역은 취득된 반사 이미지의 이미지 정보와 투과 이미지의 이미지 정보의 차분이 매우 작거나 거의 제로값에 근사하게 되고, 테이프 영역은 취득된 반사 이미지의 이미지 정보와 투과 이미지의 이미지 정보의 차분이 훨씬 크게 산출되므로, 이를 이용해 테이프 영역을 판별할 수 있게 되는 것이다.

전술한 바와 같이 본 실시예는 기존에 롤러 변위량을 검출하여 테이프권(즉, 테이프가 부착된 지폐)을 검출하는 방식의 경우에 기구적인 특성 상 모터(예 : 투입 모터, 이송 모터)의 회전 속도를 증가시키는 데 어려움이 있었던 문제점(예 : 고속 이송시 지폐의 손상 발생)을 개선하여, 광을 지폐 면에 지정된 각도로 경사지게 투사하고 지폐 또는 테이프에서 반사되거나 지폐 또는 테이프를 투과하는 광에 의해 취득된 이미지에서 지폐 영역과 테이프 영역 간에 대조비 차이를 커지게 하여 테이프권을 검출할 수 있도록 함으로써, 테이프가 부착된 지폐를 신속 정확하게 판별할 수 있도록 하며, 또한 테이프가 부착된 지폐를 판별하기 위한 기구적인 구성을 간편하게 하여 설계와 제작비용을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상으로 본 발명의 실시예들에 대해 도면에 도시된 예들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

121, 122 : 광원부 131, 132 : 글라스
141, 142 : 광센서부 150 : 제어부

Claims (5)

1. 이송 중인 지폐의 표면에 지정된 각도와 방향으로 광을 조사하는 광원부;
   상기 조사된 광이 상기 지폐의 표면으로부터 반사되어 상기 광센서부로 입사하는 광 및/또는 상기 지폐를 투과하여 상기 광센서부로 입사하는 광을 센싱하는 광센서부; 및
   상기 광원부를 제어하고 상기 광센서부로부터의 센싱 정보를 처리하여 생성된 이미지에서 테이프가 부착된 경우 테이프 영역과 지폐 영역 간의 대조비 차이를 이용하여 상기 지폐 상의 테이프 부착 여부를 판별하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기.
   
2. 제 1항에 있어서.
   상기 광원부는 상기 지폐에 대해 예각으로 광을 조사하도록 배치한 경우에, 상기 광센서부는 상기 조사된 광이 지폐면으로부터 반사되는 광을 예각으로 수광하도록 배치되는 제1 광센서부 및/또는 상기 반사되는 광을 상기 지폐 면에 대해 수직으로수광하도록 배치된 제2 광센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기.
   
3. 제 1항에 있어서.
   상기 광원부는 상기 지폐에 대해 예각으로 광을 조사하도록 배치한 제1 광원부, 및/또는 상기 지폐에 대해 직각으로 광을 조사하도록 배치한 제2 광원부를 포함하고, 상기 광센서부는 상기 광원부에 의해 조사된 광이 상기 지폐면으로부터 반사되는 광을 예각으로 수광하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 지폐에 대해 예각으로 광을 조사하도록 제 1 측에 배치된 제1 광원부와 상기 제1 광원부에 의해 조사되어 상기 지폐로부터 반사되어 오는 광을 예각으로 수광하도록 제 2 측에 배치된 제1 광센서부, 및 상기 지폐에 대해 예각으로 광을 조사하도록 제 2 측에 배치된 제2 광원부와 상기 제2 광원부에 의해 조사되어 상기 지폐로부터 반사되어 오는 광을 예각으로 수광하도록 제 1 측에 배치된 제2 광센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 지폐에 대해 예각으로 광을 조사하도록 제 1 측에 배치된 제1 광원부와, 상기 지폐를 기준으로 상기 제 1 광원부와 대향하는 반대측에 배치되어 상기 지폐 반대면에 대해 예각으로 광을 조사하는 제2 광원부와, 상기 제1 광원부에 의해 조사되어 상기 지폐를 투과한 광을 수광하도록 상기 지폐 반대쪽에 배치된 제1 광센서부와, 상기 제2 광원부에 의해 조사되어 상기 지폐를 투과한 광을 수광하도록 상기 지폐 반대쪽에 배치된 제2 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 처리 기반의 테이프권 판별 지폐 정사기.