- 1 -

중소기업 기술혁신개발사업 최종보고서

지폐의 적외선 투과 영상 분석에 의한 정밀(

위폐 감별 기술 개발)

년 월 일2003 2 28

주 관 기 업 기산전자 주( )

참 여 기 업 없음

위탁연구기관 없음

- 2 -

제 출 문

중소기업청장 귀하

본 보고서를 지폐의 적외선 투과 영상 분석에 의한 정밀 위폐 감별 기술 개발“ ”

에 관한 중소기업기술혁신개발사업 개발기간 과제"( : 2002 .4 . 1~ 2002 .12 .31)

의 최종보고서로 제출합니다.

2003. 2. 28.

주관기업 : 기산전자 주( ) 대표자( ) 장 상 환 인( )

참여기업 : 없 음 대표자( ) 인( )

위탁연구기관 : 없 음 대표자( ) 인( )

과제책임자 : 원 성 국

연 구 원 : 추 연 엽

〃 : 안 호 진

〃 : 배 용 범

- 3 -

요 약 서 초 록( )

과 제 명 지폐의 적외선 투과 영상 분석에 의한 정밀 위폐 감별 기술 개발

주 관 기 업 기 산 전 자 주( ) 과제책임자 원 성 국

개 발 기 간 개월2002 . 4 . 1 ~ 2002 . 12 . 31 (9 )

총개발사업비

천원( )

정부출연금 천원66,000

계 천원89,233기업부담금현금

천원14,000현물

위탁연구기관 현물

참여기업 없음

위탁연구기관 없음

주요기술용어

개(6~10 )

위조지폐 감식장치 자기잉크(Counterfeit Detector), (Magnetic자외선 적외선 적외선 잉크 수광 센서Ink), , , (Infra Radiation Ink),

영상 센서 광전소자(Detect Sensor), (Image Sensor), (PhotoDiode Array), CIS (Contact Image Sensor)

기술개발목표1.

정부지폐 와 위조지폐 를 적외선 파장에 투과하여 얻은 영상 데( ) ( )政府紙幣 僞造紙幣

이터의 특징을 추출하고 비교하여 위조 여부를 정밀하게 감식하는 것을 최종 목표,

로 한다.

기술개발의 목적 및 중요성2.

최근 유통되는 위조지폐는 정부지폐의 잉크와 지질의 특성을 가지고 있고 육안으,

로 식별이 불가능 할 정도로 지능화되고 있다 이러한 위조지폐의 감식을 위해서.

비공개적으로 정부지폐에 위조 방지용 적외선 잉크가 적용되고 있으나 적외선 광,

원과 영상 센서 를 이용하여 감식하는 장비는 국내에서 아직 실용(Image Sensor)

화되지 않은 상태이다 본 기술 개발에서는 국내 최초로 위조 방지용 적외선 잉크.

를 적외선 광원과 영상 센서인 를 이용하여 검출함으로써 위조지폐의 감식을CIS

고속화 정밀화하는 것에 목적이 있다, .

- 4 -

기술개발의 내용 및 범위3.

영상 센서인 와 적외선 광원이 장착 가능한 연속 투입 방식의 동력전달 구조의CIS

장비를 개발하고 적외선 광원과 로 구성된 적외선 투과형 감식부를 통과 한, CIS

후 영상을 검출하여 미리 저장된 위조 방지용 적외선 잉크의 데이터와 비교하여,

컬러 복사한 위조지폐의 오감식률 컬러 프린트한 위조지폐의 오감식률0.01%,

이하로 낮출 수 있도록 한다0.01% .

기술개발 결과4.

연속 투입 방식으로 매 초 의 속도로 컬러 복사한 위조지폐의 오감식률- 12[ / ] (誤

컬러 프런트한 위조지폐의 오감식률 이하로 구) 0.01%, ( ) 0.01%藍識率 誤籃識率

현 확인.

적외선을 이용한 위조지폐 감식장치 실용 신안 등록- ( ).

현재 판매 되고 있는 자사의 지폐 자동 분류 정사기 모델에 적용 및 양산- .

기대효과5.

전 세계적으로 휴대용이나 낱장 투입 방식의 정밀 위조화폐 감별기를 생산하고 있

는 업체는 많으나 고속의 정밀 위조지폐 감식기를 생산하는 업체는 알려져 있지,

않다 본 기술 혁신 개발을 통해 국내 최초의 적외선 투과 방식의 기술을 적용하여.

고속의 위조화폐 감식기가 상용화 된다면 기존 수입에 의존하던 고가의 위조화폐,

감별기를 국내의 자체 기술로서 수입 대체의 효과를 볼 수 있을 것이다.

- 5 -

목 차

제 장 서론1

목표 및 필요성1.1 .

개발 내용 및 범위1.2

1.2.1 Hardware

1.2.3 Software

제 장 위조 지폐 감식 기술2

종래의 위조지폐 감식 기술2.1

적외선 흡수 반사 잉크의 검출2.2 ,

제 장 고속 위조지폐 감식기 구현3

위조지폐 감식을 위한 하드웨어 구성3.1

의 구조 및 구동3.2 Contact Image Sensor Logic

위조 지폐 감식 알고리즘3.3 (S/W)

연속 투입 방식의 기계 구조3.4

제 장 실험 결과 및 고찰4

제 장 결론5

별첨

- 6 -

제 장 서론1

목표 및 필요성1.1

최근 복사기와 프린트 등의 인쇄 기술이 발달함에 따라서 위조지폐의 제조 또한,

정밀화 되고 있다 정밀한 위조지폐 감식을 위해서 현재 판매되고 있는 감식기.

는 위조 여부를 판별하기 위해 다양한 종류의 센서 및 방법(Counterfeit Detecter)

들을 사용하고 있다 일반적으로 위조지폐 감식을 하기 위해서 마그네틱 센서.

에 의한 자기 잉크 의 유무 판별 자외선(Magnetic Sensor) (Magnetic Ink) ( ) , (UV有無

반사광에 의한 종이의 표백정도 컬러 센서 에 의한 잉Reflect Light) , (Color Sensor)

크 판독을 등의 방법을 사용하고 있다 하지만 근래에 발견된 위조지폐는 정부지폐.

와 거의 동일한 특징을 가지고 있으므로 새로운 센서를 응용하여 위조 여부를 구,

별하는 방식이 요구된다.

현재 정밀한 위조지폐 감식을 위해 새롭게 적용되는 광센서들 중에서 최근 적외선

파장 대역의 광센서를 이용하여 개발되고 있다 적외선 발광부와 수광부 사이에 지.

폐를 통과 시켜서 적외선에 대한 지폐의 반응 정보로부터 지폐의 지질이나 잉크 정

보를 알수가 있다 그리고 적외선 파장 대역에서의 정부지폐와 컬러 복사기나 컬러.

프린터기에 의한 위조지폐의 반응은 어떠한 파장대역 보다 상이하게 다른 특징이

나타난다 또한 최근 신규로 발행된 지폐에 적외선에 반응을 갖는 잉크가 적용되고. ,

있으며 이를 판독하면 지금보다 우수한 감식이 가능하다 적외선 잉크를 사용한 지, .

폐는 시각적으로는 나타나지 않지만 적외선 광원을 통한 투과 반응으로 부터 잉크,

정보를 얻을 수 있기 때문에 적외선 패턴 의 추출이나 밝기 정보의 획득이(Pattern)

가능하다 이와 같이 다양한 장점을 가지고 있는 적외선 투과 방법을 보다 정밀하.

고 정확도를 높이기 위해 적외선을 지폐 전면에 고르게 비출 수 있는 광원과 적외,

선 수광 센서를 영상 센서로 사용하여 차원의 영상 데이터로 추출함으로써 위조2 ,

지폐 감식을 고속화 정밀화가 가능하도록 구현 하고자 한다, .

- 7 -

개발 내용 및 범위1.2

1.2.1 Hardware

본 연구 개발에서는 영상 처리 및 인식기 전체의 동작을 처리하는 메인 보드(Main

와 지폐의 이송 속도를 제어하는 모터 제어부 스위치 감지 및 지폐Board) , On/Off

의 유무 판별 과 지폐 걸림을 검출하는 센서의 입력처리를 위한 부분등을 개발I/O

한다 그리고 각 부분별로 담당하는 기능을 구체적으로 나열하면 다음과 같다. .

는 에서 입력되는 영상신호를 디지털 신호로 저장한 후 입력된 영Main Board CIS ,

상 데이터를 가지고 위조 여부를 판별하는 기능을 갖는다 그리고 지폐가 걸리거나.

외부 스위치에 의한 시작 과 정지 등의 기능에 따른 시퀀스 동작과 투입구 모터의,

속도와 표시부의 제어를 담당한다 메인보드의 는 고속의 처리를 요하기LCD . CPU

때문에 이상의 처리가 가능한 를 사용한다 고속의 데이터1600MIPS, 200Mhz DSP .

메모리 접근이 가능하도록 방식이 가능하도록DMA(Direct Memory Access) Dual

을 방식을 채택한다 또한 비디오 메모리 및 아날로그 데이터저장 및 버Port Ram .

퍼링을 위해서 이상의 를 사용하며 외부 기기와의 통신을 위한 시l000Gate FPGA ,

리얼 드라이버를 내장한다.

- 8 -

모터 제어부의 경우 지폐가 일정하게 투입 및 이송이 되도록 투입용 모터의AC, DC

속도를 제어한다 현재 모터의 속도는 홀센서를 사용하여 피드백 받고 모터 제어용. ,

에서 제어를 하여 정속도 운전을 한다 주 구동용 모터인 모터는 메인보드CPU PI . AC

로부터 지령을 받아 릴레이 접점 개폐를 통해 시킨다 그리고 모터는 메On/Off . DC

인보드로부터 속도 지령 및 운전 정지등의 지령의 받고 단펄스폭 변조 방식의,

으로 구동한다PWM .

부는 시작 정지 스위치 및 각 기구물 위치별 적외선 수광 센서로부터 양을 비I/O ,

교기를 통해 거쳐 디지털화한 후 를 통해서 입력받아 지폐의 투입 시작Input Port

과 걸림 여부 와 위치를 판단한 후 포트 통신을 사용하여 메인보드에 출력한다.

1.2.2 Software

소프트웨어는 각 개발 단계별로 작성되며 메인보드에서 사용할 시퀀스 프로그램과,

디버깅용 소프트웨어 에서의 시뮬레이션 및 디버깅이 가능한 소프트웨어로 나, PC

누어개발한다 이 프로그램들의 기능은 다음과 같다. .

최초 하드웨어 개발시 사용 프로그램- .

에서 출력되는 영상 신호를 변환한 값이 올바르게 입력되는지를 컴퓨터 모니CIS AD

터에서 확인하는 디버깅용 프로그램이다 와 의 시리얼 포트. Main Board PC

를 사용하여 비동기 통신 방식으로 통신한다 의 프로그램의 경우(RS-232) . PC

에서 출력되는 데이터를 모니터 화면에 표시하는 기능을 가지도록 프로Main Board

그램을 코딩한다.

- 9 -

영상 데이터 저장 프로그램- .

하드웨어가 안정화된 후에 메인보드에서 출력되는 각 지폐의 종류에 따른 영상 데

이터를 의 디스크에 저장하여 상에서 특징을 분석하고 시뮬레이션이 가PC HDD PC

능하도록 프로그램을 코딩한다.

시뮬레이션 프로그램- .

저장된 각 지폐의 영상 데이터를 권종별로 특징점을 분석한 후 적용 가능한

알고리즘을 에서 시뮬레이션 한다PC .

메인 보드용 감식용 프로그램- .

시뮬레이션으로 검증된 알고리즘을 메인보드에 맞게 재작성 한 후 하여 시Porting

뮬레이션과의 일치 여부 및 감식율을 확인한다.

양산용 디버깅 프로그램- .

특정 패턴 및 밝기를 가진 시험용 지폐를 통해 이나 조정을 쉽게 할 수Gain Bright

있도록 프로그램을 코딩한다.

시퀀스 프로그램- .

부에서 입력받은 데이터들을 종합하여 각 모터 제어부 및 표시부 동작을 제어I/O ,

하는 프로그램 코딩한다.

- 10 -

제 장 위조 지폐 감식 기술2

종래의 위조지폐 감식 기술2.1

기존의 위조지폐 감식장치는 지폐의 위조여부를 감식하기 위해 자기잉크를 검출하

거나 자외선이나 적외선 광에 대한 지폐의 흡수 반사정보를 이용하는 바 보다 정, ,

밀한 위조지폐 감식을 위해 적외선 파장 대역을 많이 사용하고 있다 구체적으로는. ,

적외선 발광부와 적외선 수광부 사이에 지폐를 통과시켜서 적외선에 대한 지폐의

흡수량 및 반사량의 정보를 수집하여 시각적으로 나타나지 않는 지폐의 지질이나

잉크 정보 등을 알아낼 수 있다.

일반적으로 적외선 파장 대역에서의 정부지폐와 컬러 복사기나 컬러 프린터기에,

의한 위조지폐의 반응은 어떠한 파장대역보다 현저하게 다른 특징이 나타난다 지.

폐의 위조를 방지하기 위해 적외선 잉크를 사용한 지폐는 시각적으로는 확인할 수

없지만 적외선 광원을 통한 투과 반사반응으로서 적외선 잉크가 사용된 부분의 적, ,

외선에 대한 흡수 반사량을 통해 잉크 정보를 얻을 수 있기 때문에 적외선 반응, ,

패턴 의 추출이나 밝기 정보의 획득이 가능하다 현재 일반적으로 널리 이(Pattern) .

용되고 있는 지폐의 적외선 감식방법은 그림 에서 나타낸 것과 같이 다수 개1-(a)

의 적외선 광원과 발광 광원의 개수에 맞추어서 그림 의 적외선 수광 센서를1-(b)

의 간격으로 배치하고 지폐를 광원과 센서 사이를 통과 시켜 투과율의10~15[mm]

데이터를 이용하고 있다 또는 그림 와 같이 계수 센서로 사용되는 적외선 센서를. 2

통과 할 때의 투과율을 이용하여 지폐의 위조 여부를 감식하도록 되어있다.

- 11 -

그림 적외선 수광 센서 적외선 광원1 (a) , (b) .

그림 카운터 센서를 이용한 적외선 감식2

세계의 각 국가에서 사용되고 있는 지폐에 적용되는 적외선 잉크의 인쇄위치나 도

안이 다르기 때문에 적외선 감식부를 통과할 때 위치 및 각도가 일정해야만 정밀,

한 감식이 가능하게 된다 그리고 고속의 연속 투입방식의 지폐 계수기나 금융 기.

기의 경우 지폐가 투입된 후 지폐의 방향 각도 위치 등이 일정하지 않은 경우가, , ,

많아 전술한 방법을 적용함에 있어 한계가 따른다는 문제가 있다 또한 지폐의 투. ,

입방향과 위치가 일정하지 않은 상태에서 기존 방식의 차원 센서를 사용할 경우1 ,

지폐가 감식부를 통과할 때의 각도 위치 면의 방향 등의 계산을 하는데 필요한 데,

이터의 수가 적으므로 지폐가 통과할 때 검출되는 값이 지폐의 어느 위치에 해당,

하는 값인지를 알 수 없고 한 개의 수광부 센서가 검출하는 범위가 정, 5~15[mm]

도로 넓기 때문에 국부적으로 특수 잉크가 사용된 지폐를 감식하는데 한계를 가지.

고 있다.

- 12 -

적외선 흡수 반사 잉크의 검출2.2 ,

본 개발에서 사용된 적외선 감식부 는 그림 과 같이 적외선 발광부 와 적외선(a) , 3 (b)

수광부 로 구성 하였고 지폐 양면에 대한 적외선 잉크의 검출이 가능한 적외선(c) ,

투과 방식을 이용하였다 적외선 발광부 는 파장 대역이 인 근적외선 대. (b) 940[nm]

역의 광원을 사용하고 이 적외선 투과용 광원의 초점은 그림 에 나타낸 바와 같, 3

이 영상 센서의 수광면에 일치하도록 배치하고 있다 적외선 투과용 광원 은 지. (b)

폐가 통과 하는 바닥면 아래에 부착되고 적외선 광원으로부터의 광을 균일하고 강

하게 하기 위해 원기둥 형태의 렌즈 를 사용한다 또한 적외선에 대한 지폐의 특(d) . ,

성을 차원의 데이터가 아닌 차원의 영상으로 얻기 위해 수광센서로서 복수의 광1 2 ,

전소자 로 구성된 를 사용한다(Photo Diode Array) CIS(c) .

그림 적외선 감식부 구성3

- 13 -

그림 는 적외선 잉크가 사용된 지폐의 일례를 나타낸 도면이고 그림 는 그림4 , 5 4

에 도시된 지폐의 적외선 반응 영상을 나타낸 것이다 그림 에 있어서 와 의. 4 , ㉮ ㉯

영역에 적외선을 반사시키는 잉크를 사용했다고 가정한다 이 지폐를 적외선 광원.

에 의해 투과 영상을 취득하면 그림 에 나타낸 바와 같이 부분이 나타나지, 3 ,㉮ ㉯

않는 현상이 생긴다 다만 위조지폐인 경우는 적외선 잉크가 사용된 영역. , , ,㉮ ㉯

부분이 나타난다 따라서 위조지폐를 쉽게 감식할 수 있다 그런데 지폐가 적외. , . ,

선 감식부를 통과할 때 그림 에 나타낸 바와 같이3 θ만큼 틀어져 있고 좌우로 치

우쳐 있다면 일차원 센서에 의해 영역의 부분을 검출하는데 한계가 있다 그, , .㉮ ㉯

림 에 있어서는 적외선 반사 영상으로 적외선 잉크가 사용된 부분을 검출하기 위5 ,

해 다음과 같은 방법을 사용하였다 즉 우선 임계치 조정을 통해. , (Threshold value)

지폐와 바탕을 분리하고 무게중심법에 의해 지폐의 중심점을 구하며 이중심점에서, ,

개의 평면으로 나누었을 때 각 평면에서 거리가 가장 먼 점을 꼭지점 로 한4 ABCD

다 그리고 각 꼭지점으로부터 선분 의 직선의 방정식을 구하고 적외선 잉. , AB, CD ,

크가 사용된 영역에 해당하는 축으로 만큼 축으로 만큼 선분X E, G , Y F, H AB, CD

의 방정식을 좌표 이동시킨 후 해당하는 영역에서 저장된 밝기 데이터나 패턴과,

검출된 영역의 데이터의 비교를 통해 지폐의 위조여부를 감식한다.

- 14 -

그림 적외선 반사 잉크가 적용된 인쇄물4

그림 적외선 투과에 의한 영상5

- 15 -

제 장 고속 위조지폐 감식기 구현3

위조지폐 감식을 위한 하드웨어 구성3.1

그림 세분화된 전체 블록다이어그램6

- 16 -

그림 은 적외선 투과 영상 처리를 위한 전체 블록 다이어그램을 나타낸다 그림6 . 6

에서 메인보드 는 의 아날로그 데이터를(Main Board) CIS(Contact Image Sensor)

디지털로 변환시키는 부분과 의 영상 출력에 필요한 클럭 및 동기 신호를 만들, CIS

어 주는 부분 비디오 메모리에 저장하기 위한 어드레스 생성부 저장된 데이터를, ,

처리해주는 최종 결과를 에 표시하는 부분을 포함하고 있다 그림 에서CPU, LCD . 6

모터 제어부 는 와 모터 제어기로 나누어진다 모터 제어(Motor Control) AC DC . AC

부는 주 동력원으로서 메인보드의 지령을 받아 릴레이에 의해서 된다On/Off . DC

모터부는 투입 간격을 조절하는 부분으로서 피드백을 홀센서로부터 받아 정속도 운

전이 되도록 제어하는 부분이다 그림 에서 부는 지폐의 유무 또는 지폐 걸림. 6 I/O

과 지폐 위치 판별을 위한 센서들의 출력을 입력받는 부분이다.

의 구조 및 구동3. 2 Contact Image Sensor Logic

그림 구성7 CIS

- 17 -

그림 내부 구조8 CIS

는 그림 과 같이 광원 렌즈CIS (contact Image Sensor) 7 LED , (Rod-Lens), Photo

로 구성되며 되는 종이 인쇄물의 색에 따라 의 광원은Sensor , Scan LED Red,

등으로 나누어져 있으며 피사체까지의 초점거리는Yellow Green, White 0-1.

이다 광원 앞에 읽고자하는 피사체가 놓이면 에 의해35mm . LED ROD LENS Photo

센서로 상이 맺히고 인쇄된 부분의 밝기 차이에 의해 센서에 전하가 충전된다 그, .

림 은 내부를 상세하게 표현한 것으로서 각 블록에 해당하는 기능은 다음과8 CIS ,

같다.

디지털 신호의 버퍼1) Buffer: .

영상 신호의 증폭기2) Video Amplifier: .

각 센서의 값을 순차적으로 출력3) Shift Register: .

검출 센서4) Photo Sensor: .

- 18 -

그림 의9 CIS Module Timing Diagram

그림 는 의 초기 구동을 위한 으로서 는9 CIS Timing Diagram CIS SP Start Clock

는 은 이다 그Pulse, CIS CP Sampling Clock Pulse, Video Out Image Signal Out .

림 에서 가 인 상태에서 가 에서 로 변하고 가9 CIS SP Low , CIS CP Low High ,CIS SP

에서 로 변환 된 후 다시 가 에서 변한 뒤 일정주기 후Low High , CIS CP High Low ,

에 에서 변하고 가 나 일 경우 구동 준비가 완료된다Low High CIS SP High Low CIS .

전체 구동용 은 그림 과 같이 메모리 와 구동을CIS Logic Block Diagram 10 , AD CIS

위한 과 와 메모리 를 위한CIS Control Logic Address Counter, CPU Interface

및 영상 저장용 메모리로 구성되어 있다 으로MUX . CIS Control Logic Start

가 필요하고 출력되는 영상 신호의 변환Colock Pulse, Sampling Clock Pulse , AD

및 저장을 위해서는 용 및 신호AD Clock MEMORY Write, Read , Address

가 필요하다Counter .

- 19 -

그림 내부10 FPGA Logic Blockdiagram

- 20 -

그림 구동용11 CIS Timing Chart

그림 구동을 위한 세부적인12 CIS Timing Block Diagram

- 21 -

그림 과 에서 도에 표시된 신호의 기능 은 다음과 같다11 12 Timing .

지폐 투입 신호1) Insert Signal:

전체 로직의 활성화 신호2) Entire Enable: .

저장되는 수평 의 개수3) Line Counter: Line .

영상에서 한 화소의 개수4) Pixel Counter: .

에서 영상이 출력되는 구간5) Latched Sink: CIS .

개의 메모리 중 비디오 출력이 저장되는 메모리 결정 신6) MUX Bank Switch: 2 ,

호.

프레임의 영상이 끝났을 때 로 전달하는 신호7) Interrupt: 1 CPU .

변환기에서 영상신호에서 최저 값의 신호8) CKCL: AD Sampling Enable .

변환기에서 영상신호의 최고 값의 신호9) CKSH: AD Sampling Enable .

메모리에 저장되는 의 출력 신호10) ADDRESS CLK: ADDRESS .

지폐가 투입되면 이 의 한 주기 동안 에서 로 바Insert Signal Main Clock Low High

뀌어 지고 구동 순서에 따라 와 가 출력된다 가 구동 준비, CIS CIS SP CIS CP . CIS

가 되면 저장되는 메모리에 따라 가 결정된 이후 의 클럭의MUX CIS CP Negative

에서 가 씩 증가하고 은 와 반전되게 출력Edge Address Counter 1 AD Clock CIS CP

된다 변환이 끝난 후에 신호가 에서 로 활성화 되어 비. AD Memory Write High Low

디오 신호를 저장하게 된다 이 동작이 반복되다가 한라인이 끝나는 픽셀. , Counter

의 값이 되면 의 값을 증가 시키고 초기와 같은 동작을 반복하게 된Line Counter 1

다 이후 의 값이 얻고자 하는 수직 의 개수가 끝나면 의 인. Line Counter Line CPU

터럽트 신호를 통해 영상 저장이 끝난 정보를 전달하게 된다.

- 22 -

그림 사의 을 사용하여 설계한 의 회로도13 Xilinx Foundation Tool CIS Logic

그림 은 사의 을 이용하여 설계한 도면이다13 Xilinx Tool .

- 23 -

위조 지폐 감식 알고리즘3.3

그림 유로의 위변조 방지 요소14 500

- 24 -

현재 유럽에서 통용되고 있는 유로는 그림 과 같고 위변조 방지 요소로서500 16 ,

바코드 음화 은선 적외선 반사잉크 적외선 흡수잉크 등의 특징을 가지(a), (b), (c), (d)

고 있다 유로화의 바코드 은화는 지폐의 정면기준에서 가로축 길이를 으로. 100%

하면 사이에 위치하고 있다 바코드 부분에서 투과가 약한 검은 부분이22%-40% .

의 가지로 구성되어 있고 투과가 강한 흰 부분은 로 동일하게 되2.5,5mm 2 , 2.5mm

어있다 전체 바코드 은화의 길이는 가지로서 유로는 이고 나머지 유로. 2 5,10 15mm

는 이다 이 바코드 은화는 위변조 방지 및20mm . MRF(Machine Readable

요소로서 바코드 은화의 패턴이 각 권종 별로 다르게 구성 되어있다 이Feature) .

요소를 적외선 투과에 의한 영상 센서로 검출하기 위해서는 의 폭을 검출할2.5mm

수 있는 해상도가 필요하다 에서는 가 약 픽셀이므로 의 바코드. 25DPl 1mm 1 2.5mm

는 개의 픽셀로 검출되어 진다 따라서 지폐가 오염되거나 훼손되는 등의 왜란2-3 .

에 의해 영향을 받으면 검출이 어려워진다 그러므로 이면 가 픽셀. 50DPl 2.5mm 5-6

로 출력되므로 최소한의 신호처리가 가능하고 권종 인식 및 지폐의 진위 여부의,

감식이 가능해 진다 은선의 사용목적이 에 의한 복사 방지 및. Micro Printing

검출 요소로 적용되었지만 적외선 투과시 은선의 존재 유무를 검출할 수Magnetic ,

있다 유로화에서 가장 광범위하게 특징을 가지고 있는 적외선 반사 흡수 잉크는. ,

지폐의 정면 기준으로 오른쪽에 약 정도 차지하고 있다 그리고 가로축 길이를20% .

로 봤을 때 부분은 적외선 반사 잉크로 인쇄 되었고 는 적100% 50-60% , 68%-99%

외선 흡수 잉크로 인쇄되었다 그림 는 위조지폐 감식을 위한 프로그램의. 15 Flow

를 나타낸 것으로서 유로화 권종에서 바코드 음화의 존재 여부 은선의 존Chart , 7 ,

재 여부 적외선 잉크가 사용된 부분의 차이값등의 세가지 요소를 사용하여 위조지,

폐 검출을 한다.

- 25 -

그림 위조지폐 감식15 Flow Chart

- 26 -

연속 투입 방식의 기계 구조3.4

그림 적외선 투과 감식부가 삽입된 지폐 자동 정사 분류기 도면16 .

- 27 -

본 연구에서 실험한 기구는 지폐가 투입된 후 권종 인식 및 센서나 및 적, MG UV

외선 투과 방식에 의한 위조 여부를 식별하는 판별부를 통과하여 사용자가 원하는

포켓까지 전달할 수 있는 동력 구조를 가지는 지폐 자동 분류 기계이다 와 적. CIS

외선 광원을 이용한 지폐 자동 분류기는 그림 과 같고 지폐가 투입되는 투입구16 ,

와 이 투입구로 투입된 지폐를 낱장씩 이송하여 지폐의 위조 여부를 감식하는(a) ,

적외선 감식부 이 감식부를 통과한 지폐를 전환기에 의하여 지폐의 종류별로(b),

지폐 적재함 으로 배출하여 계수하는 분류부 및 동력모터 의 회전력을 각 회(d) (c) (e)

전부위에 전달하는 벨트와 롤러로 구성되어 있다 이상과 같이 구성된 지폐 자동.

분류기의 투입구 에 지폐가 투입되면 투입구 의 롤러에 의해 낱장씩 분리된(a) , (a)

후 인식모듈 로 이송된다 그리고 센서 두께 검출 롤러를 순차적으로 통과, (b) . , MG ,

한 후 지폐의 이송경로를 따라 유입되고 감식부로부터 지폐에 대한 정보를 검출하, ,

여 배출시킬 지폐 적재함이 결정되면 전환기를 동작시켜 해당 적재함으로 배출하도

록 되어 있다 이러한 동작에 있어서 투입 시 지폐의 좌우 치우침 및 지폐의 훼손.

없이 투입부에서 분류부 적재함까지 전달되도록 설계하였다.

- 28 -

제 장 실험 결과 및 고찰4

실험에 사용한 광원은 이츠웰사의 의 의 적외선 광원 개와 는940[nm] 5 36 CIS𝜑

사의 을 이용하여 의 투과 영상을 얻었고 위조 방지용 적외선 잉크PIC PI227 50DPI ,

가 전 권종에 적용된 유로화를 사용하여 실험하였5, 10, 20, 50, 100, 200, 500

다.

초당 매의 처리가 가능한 지폐의 속도는 이고 이 속도로 적외선 감12 1.5[m/see] ,

식부를 통과 할 때의 투과된 영상은 그림 과 같다17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 .

표 실험사양1

그림 유로의 적외선 투과 영상17 5

- 29 -

그림 유로의 적외선 투과 영상18 10

그림 유로의 적외선 투과 영상19 20

- 30 -

그림 유로의 적외선 투과 영상20 50

그림 유로의 적외선 투과 영상21 100

- 31 -

그림 유로의 적외선 투과 영상22 200

그림 유로의 적외선 투과 영상 및 특징23 500 .

- 32 -

그림 에서 까지의 유로화의 적외선 투과 특징을 보면 전 권종에 적용된 적외17 23

선 반사잉크 와 흡수잉크 가 적용된 영역이 가장 큰 특징을 나타나는 것을 볼(c) (d)

수 있다 그리고 바코드 음화 의 투과 특징 또한 각 권종 마다 다르게 나타나고. (a)

은선 및 자개잉크 또한 적외선을 흡수하는 특징을 갖는 것을 볼 수 있다 그리(b) .

고 각 유로화의 바코드 음화 및 은선 적외선잉크가 적용된 영역을 지폐 정면을 기

준으로 하면 다음과 같이 분포한다.

바코드 음화가 차지하는 영역1) : 22%-40%

은선이 차지하는 영역2) : 45%-50%

적외선 잉크를 포함한 영역3) : 68%-99%

유로화 권종에서 바코드 음화의 존재 여부 은선의 유무 적외선 잉크가 사용된7 , ,

부분의 차이 값등의 세가지 위조 방지용 요소들을 검출하여 위조지폐를 검출한 결

과는 다음 표 와 같다2 .

표 실험 결과2

- 33 -

제 장 결 론5

적외선 광원과 영상센서를 이용하여 지폐의 위조 여부를 식별한 결과 다음과 같은

결론을 얻을 수 있었다.

첫째 적외선 투과에 의해 얻어진 영상에서 지폐의 기준점들을 찾고 다시 반응이,

나타나는 위치를 검출하는 방식이므로 지폐 투입 후 방향 각도 위치 등이 일정하, ,

지 않더라도 위조여부를 정확하게 감식할 수 있었다.

둘째 수광 센서를 영상 센서로 사용함으로써 차원의 영상 데이터가 출력되므로, 2

다양한 권종에 적용이 가능함을 확인하였고 투과 방식을 통해 지폐 양면에 대한,

적외선 흡수 반사 정보를 얻을 수 있었다, .

셋째 해상도가 인 영상을 얻을 수 있으므로 적외선 반사나 흡수 요소가 적, 50DPI ,

용된 영역이 작은 지폐에도 적용이 가능하였다.

넷째 컬러 복사한 위조지폐와 컬러 프린트한 위조지폐의 오감식률을 이하로, 0.01%

낮출 수 있었다.

다섯째 국가별 지폐 특성에 맞는 제품을 생산하지 않고 고정된 형태의 광폭 센서, ,

를 사용함으로써 표준화된 제품을 생산할 수 있기 때문에 생산성 향상 및 품질 향

상 효과를 얻을 수 있다.

- 34 -

별첨

적외선 감식부가 적용된 자사 제품(K-500)

- 35 -

적외선 감식부가 장비에 장착된 사진

적외선 감식부가 장착된 측면 사진

- 36 -

개발 완료된 메인 보드

- 37 -

메인 보드 회로도

- 38 -

회로도FPGA

- 39 -

회로도ADC

- 40 -

회로도POWER