(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類媒体の鑑別用画像を取得する紙葉類媒体の画像取得方法において、
スキャンラインごとに波長の異なる複数の光源を切り替えながら紙葉類媒体をスキャンし、
スキャンラインごとに読み取ったデータを光源の切り替えに同期して振り分けることで複数の分離画像を生成し、
前記分離画像を論理的に合成して一つの論理合成画像を生成し、
前記論理合成画像に対して斜行角度を検出し、
前記論理合成画像に対して媒体領域座標を獲得し、
前記論理合成画像に対して斜行補正原点算出をし、
算出した前記斜行補正原点を中心とし各分離画像の媒体領域に対して斜行補正を行う、
ことを特徴とする紙葉類媒体の画像取得方法。
【請求項２】
紙葉類媒体の鑑別用画像を取得する紙葉類媒体の画像取得装置において、
発光波長の異なる複数の光源の組み合わせが直線状に配列された発光手段と、前記発光手段によって照明された前記紙葉類媒体を順次スキャンして読み取る受光手段と、
前記紙葉類媒体をスキャンするたびに前記発光手段の光源を切り替え制御する光源切り替え手段と、
前記受光手段から出力された画素信号をディジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、
前記光源切り替え手段に同期して前記アナログ・ディジタル変換手段からの出力を前記光源の種類ごとの画像データに振り分ける画像分離手段と、
前記画像分離手段で分離された画像データを記憶する分離画像データ記憶手段と、
複数の前記分離画像データを一つの画像に論理合成した論理合成画像データを記憶する論理合成画像データ記憶手段と、
前記論理画像データの生成、前記論理合成画像データから斜行角度、媒体領域座標、および斜行補正原点を算出して各分離画像データの斜行補正を行う斜行補正プログラムを格納したプログラム記憶手段と、
前記斜行補正プログラムを実行する演算手段と、
を備えていることを特徴とする紙葉類媒体の画像取得装置。
【請求項３】
前記発光手段は、少なくとも可視光領域の光源を有していることを特徴とする請求項２記載の紙葉類媒体の画像取得装置。
【請求項４】
前記受光手段は、前記紙葉類媒体の透過光を検出するようにしたことを特徴とする請求項２記載の紙葉類媒体の画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙葉類媒体の画像取得方法および装置に関し、特に紙幣などの紙葉類鑑別装置において、各種色を使って印刷された紙葉類媒体の紋様の特徴を含んだ画像の鑑別のために取得するようにした、紙葉類媒体の画像取得方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙幣などの鑑別は、紙幣に印刷された模様の特徴を抽出してその特徴を真性の紙幣が持つ特徴と比較することによって行う。そのためには、紙幣を画像センサによって撮像し、得られた画像データを画像処理することになるが、紙幣はいろいろな色を使って印刷することで特徴を表している。画像センサは、搬送されてきた紙幣に光を照射し、その反射光または透過光を検出することによって紙幣の画像を検出する。紙幣を照射する光源には、一般に発光ダイオードが使用され、それによって照明された紙幣の画像をたとえばＣＣＤ（charge coupled device ）ラインセンサによって検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光源には、印刷に使用されていない色の光を発光する素子が使われるが、印刷するインクの色が多様化してくると、そのような発光素子では紋様の特徴を画像として得ることができない場合が生じてくる。たとえば、光源として緑色の発光ダイオードを使用した場合には、緑色の紋様は検出できない。また、一部の国においては、媒体の一部が透明になっている紙幣もあり、複数色のインクが使われていることも加えて、必ずしも単一の光源を使って紙幣の特徴を表す画像をもれなく検出することはできなくなりつつある、という問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、多色刷りおよび透明な部分を含んでいる紙幣のような紙葉類に対してもその特徴的な紋様を確実に検出することができる紙葉類媒体の画像取得方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、紙葉類媒体の鑑別用画像を取得する紙葉類媒体の画像取得方法において、スキャンラインごとに波長の異なる複数の光源を切り替えながら紙葉類媒体をスキャンし、スキャンラインごとに読み取ったデータを光源の切り替えに同期して振り分けることで複数の分離画像を生成し、前記分離画像を論理的に合成して一つの論理合成画像を生成し、前記論理合成画像に対して斜行角度を検出し、前記論理合成画像に対して媒体領域座標を獲得し、前記論理合成画像に対して斜行補正原点算出をし、算出した前記斜行補正原点を中心とし各分離画像の媒体領域に対して斜行補正を行う、ことを特徴とする紙葉類媒体の画像取得方法が提供される。
【０００６】
このような紙葉類媒体の画像取得方法によれば、スキャンラインごとに光源を切り替えて紙葉類媒体をスキャンすることにより、一つの紙葉類媒体の領域から複数の画像を同時に得ることができ、スキャンラインごとに組み替え直すことによって複数の画像が得られる。これらの画像は、画素単位のずれはあるもののほとんど同じ領域をスキャンしたものである。同じ領域の画像であるため、これらの画像を重ね合わせて一つにすることができ、これにより、媒体が存在する領域が不鮮明であった画像も明確になるので、この論理合成画像を用いて、すべての画像に共通な斜行角度の検出、斜行補正原点の算出を行う。この共通の斜行補正原点を用いて、各分離画像の斜行補正を行うことになる。
【０００７】
また、本発明では、紙葉類媒体の鑑別用画像を取得する紙葉類媒体の画像取得装置において、発光波長の異なる複数の光源の組み合わせが直線状に配列された発光手段と、前記発光手段によって照明された前記紙葉類媒体を順次スキャンして読み取る受光手段と、前記紙葉類媒体をスキャンするたびに前記発光手段の光源を切り替え制御する光源切り替え手段と、前記受光手段から出力された画素信号をディジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、前記光源切り替え手段に同期して前記アナログ・ディジタル変換手段からの出力を前記光源の種類ごとの画像データに振り分ける画像分離手段と、前記画像分離手段で分離された画像データを記憶する分離画像データ記憶手段と、複数の前記分離画像データを一つの画像に論理合成した論理合成画像データを記憶する論理合成画像データ記憶手段と、前記論理画像データの生成、前記論理合成画像データから斜行角度、媒体領域座標、および斜行補正原点を算出して各分離画像データの斜行補正を行う斜行補正プログラムを格納したプログラム記憶手段と、前記斜行補正プログラムを実行する演算手段と、を備えていることを特徴とする紙葉類媒体の画像取得装置が提供される。
【０００８】
この紙葉類媒体の画像取得装置によれば、複数の光源を一体化した発光手段を使い、これを光源切り替え手段が紙葉類媒体のスキャンごとに切り替えて発光させるようにする。受光手段は紙葉類媒体を複数回スキャンしたと同じ画像を同時に得ることになり、その画像はアナログ・ディジタル変換手段で変換された後、画像分離手段により個々の画像データに分離され一旦分離画像データ記憶手段に記憶される。次に、斜行補正プログラムにより、分離画像データを重ねて一つの論理画像データにする。これは、複数の画像を同時に取得しているので、それらは共通の座標値を持っていることによって可能になっている。これ以降は、斜行補正プログラムにより、論理合成画像データから、すべての画像に共通な斜行角度の検出、斜行補正原点の算出を行い、この共通の斜行補正原点を用いて、各分離画像データの斜行補正を行うことにより、紙葉類媒体の鑑別用画像を得ることができる。これにより、発光手段として、光源の種類が増えただけであり、画像検出部の受光手段などの他の構成は単色光源の場合と同じであり、設置スペースも同じである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、紙幣鑑別装置に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は紙幣鑑別装置における画像取得装置の一構成例を示す概要図である。この図１において、この画像取得装置は、発光タイミング制御部１と、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ２と、セルフォックレンズ３と、ＣＣＤイメージラインセンサ４と、Ａ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換部５と、画像分離部６と、中央処理装置（ＣＰＵ）７と、メインメモリ８と、ワークメモリ９と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１０と、バス１１とから構成されている。
【００１１】
ＬＥＤアレイ２は、緑色発光ダイオードと赤色発光ダイオードと赤外発光ダイオードとを一体に構成した複合光源のダイオードアレイであり、ＣＣＤイメージセンサ４は紙幣１２を透過光してきた光を検出する構成になっている。発光タイミング制御部１は、紙幣搬送部より紙幣１２がこの画像取得装置に搬送されてきたことを表す信号が入力されると、ＬＥＤアレイ２の３種類の発光ダイオードを順次切り替えて発光させ、搬送されてきた紙幣１２を異なる光源で繰り返し照明する。これにより、ＣＣＤイメージラインセンサ４は、紙幣１２を毎回異なった色でスキャンすることになり、緑色発光ダイオードによって得られた画像と赤色発光ダイオードによって得られた画像と赤外発光ダイオードによって得られた画像とが、紙幣の一回のパスで得ることができる。
【００１２】
各スキャンごとに得られた画素データは、Ａ／Ｄ変換部５に入力され、ここでディジタル画素値に変換される。その画素値は画像分離部６にてスキャンラインごとにどの光源のときのデータかを識別するコードを付加してワークメモリ９に送り込む。ワークメモリ９では、その光源識別コードにもとづいて振り分けることにより、緑色の画像（Ｇ）１３、赤色の画像（Ｇ）１４、赤外の画像（ＩＲ）１５の三つの画像が得られることになる。これらの画像１３，１４，１５はもともと一つの画像を分離して得られたものであるため、それぞれに共通の座標を持っていることになる。
【００１３】
紙幣１２は、搬送路の途中に配置されたＬＥＤアレイ２およびＣＣＤイメージラインセンサ４を横切るように搬送されてくる。その搬送幅は、紙幣の中で最も幅の大きい金種の紙幣幅に合わせてあるため、必ず幅に余裕があり、紙幣を搬送方向に対して若干傾いた斜行状態で搬送されてしまう。紙幣鑑別の際には、取得画像が斜行状態のままでは誤鑑別の可能性が高くなるので、個々に得られた画像１３，１４，１５を斜行補正してやらなければならない。この斜行補正は、画像を斜行量分回転させることによって行われる。そのためには斜行補正原点を求めて三つの画像１３，１４，１５を同じように回転させなければならない。斜行原点を求めるには、紙幣の輪郭を抽出する必要があるが、特に、赤外の画像１５については、輪郭を明確に得ることができない。しかし、各画像１３，１４，１５は共通の原点座標を有しているので、それらの画像を重ね合わせることによって、互いに不明瞭な輪郭が補完される。
【００１４】
そこで、紙幣一枚分のスキャンが終了すると、ＣＰＵ７はＲＯＭ１０に格納された画像合成プログラム１７をメインメモリ８上で実行させることにより、ワークメモリ９に生成された三つの画像１３，１４，１５を論理和演算して、一つの画像１６を生成する。続いて、その画像１６に対して、斜行角度検出プログラム１８が斜行角度を検出し、紙幣領域座標獲得プログラム１９が紙幣四隅の座標を求め、斜行補正原点算出プログラム２０が回転処理を行うための斜行補正原点を求める。この斜行補正原点をもとにして、斜行補正プログラム２１が各画像１３，１４，１５をそれぞれ座標変換により回転して斜行補正を行う。このようにして斜行補正された三つの画像１３，１４，１５は、紙幣の方向、金種同定、および真贋判定を行う装置に出力されて利用される。
【００１５】
図２はＬＥＤアレイの概略構造を示す図である。ＬＥＤアレイ２は、一つの基板３０の上に、緑色発光ダイオード３１と赤色発光ダイオード３２と赤外発光ダイオード３３との組を一方向に並べることによって構成されている。好ましくは、紙幣１２を照射したときの光量のムラをなくすために、緑色発光ダイオード３１と赤色発光ダイオード３２と赤外発光ダイオード３３との並びを２列または３列以上にし、隣り合う列では発光色が異なるよう千鳥状配置にするとともに、この基板３０およびその上に搭載された発光ダイオードを収容するハウジングの内壁を反射率の高いものにし、光放射面には光拡散性の高い部材を配置した構造のものにするとよい。
【００１６】
図３は読み取り画像の分離を説明する図であって、（Ａ）は紙幣のスキャンの様子を示し、（Ｂ）は分離画像を示している。紙幣１２が搬送方向に沿って移動してくると、ＣＣＤラインセンサ４は、紙幣１２の搬送方向と直角な方向にスキャンする。スキャンラインごとにＬＥＤアレイ２の発光色が切り替えられるので、ＣＣＤラインセンサ４は紙幣１２を含む読み取り領域４０を緑、赤、赤外の順にスキャンすることになる。これにより、ＣＣＤラインセンサ４は、Ｇ１，Ｒ１，ＩＲ１、続いて、Ｇ２，Ｒ２，ＩＲ２、・・という具合に読み取っていく。ＬＥＤアレイ２の発光色の切り替えタイミングに同期して、緑のスキャンラインだけのデータを抽出して組み立てることにより画像１３が生成され、赤のスキャンラインだけのデータを抽出して組み立てることにより画像１４が生成され、赤外のスキャンラインだけのデータを抽出して組み立てることにより画像１５が生成される。
【００１７】
このようにして生成された画像１３，１４，１５は、紙幣１２の斜行方向が検出され、最終的にその斜行した紙幣領域の各画像の補正が行われるが、その処理について説明する。
【００１８】
まず、各画像１３，１４，１５のそれぞれ対応する座標位置の画素値を論理和演算することによって、一つの画像１６に合成される。この合成された画像１６をもとに斜行角度の検出を行う。
【００１９】
斜行角度の検出は、スキャンラインごとに画素値を調べ、その画素値からその画素は紙幣を透過せずに直接受光した画素値の非常に大きな透光画素か、あるいは紙幣を透過して受光した画素値の小さな非透光画素かを判断し、そこから非透光画素の並びを見つけて、スキャンラインが横切っている紙幣の領域と判断し、これを短手長とする。これを合成した画像１６の全体について求め、その分布を調べる。
【００２０】
その短手長の分布から最頻の短手長を探索することで、紙幣の両側の長手辺を横切っているスキャンラインが分かり、各スキャンラインで最初に出現する短手長の座標をスキャンの順に結ぶことによって斜行角度を代表する線が求められ、これから斜行角度が求められる。
【００２１】
次に、斜行補正の対象を定めるために、紙幣領域の算出を行い、紙幣の四隅の座標（すなわち、紙幣の最外郭）を求める。これは、短手長が１画素以上のスキャンラインを探索して、一番小さな番号のスキャンラインの短手長の座標位置を紙幣上側短手辺の一方の端点、一番大きな番号のスキャンラインの短手長の座標位置を紙幣下側短手辺の一方の端点、最頻短手長のスキャンラインの中で一番小さな番号のスキャンラインの短手長が終了または開始する位置の座標を紙幣上側短手辺の他方の端点、最頻短手長のスキャンラインの中で一番大きな番号のスキャンラインの短手長が開始または終了する位置の座標を紙幣上側短手辺の他方の端点として求める。
【００２２】
紙幣上側短手辺の一方の端点を含むスキャンラインと斜行角度を代表する線との交点を求め、これを斜行補正原点とする。これにより、紙幣領域の外側に斜行補正原点が設定されるため、紙幣領域を回転させる座標変換を行う際に、部分的にデータが欠落することなく、確実に紙幣領域が含まれる領域を斜行補正することが可能になる。
【００２３】
これにより、斜行角度および斜行補正原点が求まったので、最後に、合成前の各画像１３，１４，１５に対して、それぞれ座標変換（アフィン変換）を行う。斜行補正された各画像１３，１４，１５は、たとえば相互の色差を取ることによって、紙幣鑑別に利用される。
【００２４】
以上の実施の形態では、光源として、緑、赤、赤外の３種類を用いたが、緑と赤の２色、あるいはこれ以外の可視光色、さらには紫外領域の光源を組み合わせて使用することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、複数の光源を用いた複合センサにより一つの読み取り領域から複数の画像を同時に読み取り、その複数の画像を重ね合わせて一つの合成画像にし、その合成画像の最外郭（エッジ）を用いて媒体の斜行角度を検出するようにした。これにより、ある光源センサで媒体画像データのエッジが鮮明に得られなくても他の光源センサで得られた画像が重ねられるので、エッジが明確になり、角度検出の精度を高めることができる。
【００２６】
また、斜行角度の検出後、合成画像の同一原点を使って、合成前のそれぞれの画像の斜行補正を行うようにしたので、それぞれの画像のずれがなく、各画像の原点の精度を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙幣鑑別装置における画像取得装置の一構成例を示す概要図である。
【図２】ＬＥＤアレイの概略構造を示す図である。
【図３】読み取り画像の分離を説明する図であって、（Ａ）は紙幣のスキャンの様子を示し、（Ｂ）は分離画像を示している。
【符号の説明】
１  発光タイミング制御部
２  ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ
３  セルフォックレンズ
４  ＣＣＤイメージラインセンサ
５  Ａ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換部
６  画像分離部
７  中央処理装置（ＣＰＵ）
８  メインメモリ
９  ワークメモリ
１０  読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）
１１  バス
１２  紙幣
【図１】
0003674289.tif 000002
【図２】
0003674289.tif 000003
【図３】
0003674289.tif 000004