Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems (한국지능시스템학회논문지)

Korean Institute of Intelligent Systems (한국지능시스템학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Automatic Extraction of UV patterns for Paper Money Inspection

지폐검사를 위한 UV 패턴의 자동추출

  • 이건호 (충북대학교 대학원 제어로봇공학과) ;
  • 박태형 (충북대학교 컴퓨터정보통신연구소)
  • Received : 2011.01.14
  • Accepted : 2011.05.30
  • Published : 2011.06.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Most recently issued paper money includes security patterns that can be only identified by ultra violet (UV) illuminations. We propose an automatic extraction method of UV patterns for paper money inspection systems. The image acquired by camera and UV illumination is transformed to input data through preprocessing. And then, the Gaussian mixture model (GMM) and split-and-merge expectation maximization (SMEM) algorithm are applied to segment the image represented by input data. In order to extract the UV pattern from the segmented image, we develop a criterion using the area of covariance vector and the weight value. The experimental results on various paper money are presented to verify the usefulness of the proposed method.

최근에 발행되는 대부분의 지폐는 UV(ultra violet)조명에 반응하는 UV패턴을 포함한다. 본 논문은 지폐검사를 위하여 지폐 내부에 존재하는 UV패턴을 자동으로 추출하는 방법을 제안한다. UV조명을 이용하여 촬영한 영상을 전 처리 과정을 통하여 입력데이터로 변환시킨 후, 가우시안 혼합 모형과 split-and merge EM(SMEM)알고리즘을 적용하여 영상을 몇 개의 영역으로 분리시킨다. 영역 분리된 영상 중 원하는 패턴을 추출하기 위하여, 공분산 벡터의 넓이와 가중치를 이용하는 방법을 새로이 제안한다. 다양한 지폐에 대한 실험을 통하여 제안방법의 유용성을 보인다.

Keywords

References

  1. 정규태, 김명돈, 정영태, 김해식, 김민호 홍성일, 박재운, 변건식, "광센서를 이용한 위조지폐감별 회로의 설계에 관한 연구", 대한전자공학회 학술발표회 논문집, 제3권 2호, pp.209-213, 1994.
  2. 권혁중, 박태형, "다중패턴 홀로그램을 위한 자동광학검사 시스템 ", 제어로봇시스템학회 논문지, 제15권, 5월호, pp.547-553 , 2009. https://doi.org/10.5302/J.ICROS.2009.15.5.548
  3. 서혜영, 권혁중, 이구열, 박태형,"위폐 판별을 위한 홀로그램 광학 검사 시스템 개발", CICS 정보 및 제어 학술대회 논문집, 제1권, pp. 163-164, 2007.
  4. 채승훈, 서영태, 반성범, "UV 정보를 이용한 지폐 진위판별에 대한 연구", 한국정보기술학회 학술대회논문집, 제1권, pp. 753-756, 2009.
  5. Y. Zhang, M. Brady, and S. Smith, "Segmentation of brain MR images through a hidden Markov random field model and the expectation-maximization algorithm", IEEE Trans Med Imaging, vol. 20, pp. 45-57, 2001. https://doi.org/10.1109/42.906424
  6. M.-H. Yang and N. Ahuja, "Gaussian Mixture Model for Human Skin Color and Its Application in Image and Video Databases", Proc. SPIE: Storage and Retrieval for Image and Video Databases VII, vol. 3656, pp. 458-466, 1999.
  7. S. K. Kim, D. W. Kim, and H. J. Kim, "A recognition of vehicle license plate using a genetic algorithm based segmentation", Proc. ICIP: Nature, vol. 2, pp. 661-664, 1996.
  8. Y. J. Choo, B. S. Kang, "Extraction of Sizes and Velocities of Spray Droplets by Optical Imaging Method", Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 18, no. 7, pp. 1236-1245, 2004.
  9. C. Carson, S. Belongie, H. Greenspan, J. Malik, "Image segmentation using expectation-maximization and its application to image querying", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 24, no. 8, pp. 1026-1038, Aug, 2002. https://doi.org/10.1109/TPAMI.2002.1023800
  10. 서석태, 이인근, 정혜천, 권순학, "가우시안형 유한 혼합 분포에 기반한 다중 임계값 결정법", 한국지능시스템학회 논문지, 제17권, 6호, pp.725-730, 2007. https://doi.org/10.5391/JKIIS.2007.17.6.725
  11. N. Ueda, R. Nakano, Z. Ghahramani, and G.E. Hinton, "SMEM Algoritm for Mixture Models", Neural Computation, vol. 12, no. 9, pp. 2109-2128, 2000. https://doi.org/10.1162/089976600300015088
  12. A. Dempster, N. Laird, and D. Rubin, "Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm", Journal of the Royal Statistical Society, vol. 39, no. 1, pp. 1-38, Dec 1977.
  13. Ueda, N. and Nakano, R., "Deterministic Annealing EM Algorithm", Neural Network, vol. 11, pp. 271-282, 1998. https://doi.org/10.1016/S0893-6080(97)00133-0
  14. Belongie, S., Carson, C., Greenspan, H. and Malik, J., "Color-and Texture-Based Image Segmentation Using EM and Its Application to Content-Based Image Retrieval", Proc. the 6th Int. Conf. on Computer Vision, vol. 1, pp. 675-682, 1998.
  15. R. De Maesschalck, D. Jouan-Rimbaud and D.L. Massart, "The Mahalanobis distance", Chemometr. Intell. Lab. Syst. 50, pp. 1-18, 2000. https://doi.org/10.1016/S0169-7439(99)00047-7
  16. Lim, Jae S., Two-Dimensional Signal and Image Processing, Englewood Cliffs, NJ, Prentice Hall, pp. 469-476, 1990.
  17. O. Demikaya, M. H. Asyali and P. K. Sahoo, Image processing with MATLAB : Applications in medical and biology, CRC Press, pp. 267-272, 2009.
  18. Z Zhang, C Chen, J Sun, "EM algorithms for Gaussian mixtures with split-and-merge operation", Pattern Recognition, vol. 36, pp. 1973-1983, 2003. https://doi.org/10.1016/S0031-3203(03)00059-1

Cited by

  1. Development of Machine Vision System based on PLC vol.20, pp.7, 2014, https://doi.org/10.5302/J.ICROS.2014.13.1969