(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別すべき紙幣を一定間隔のポイントで走査するセンサ部より得た紙幣の光学的、磁気的な画像データと、予め設定された複数種類の紙幣の基準画像データとを比較して紙幣の識別を行なう紙幣識別装置において、前記センサ部から出力されデジタル化された比較照合用画像データを格納する比較画像メモリと、識別すべき紙幣の基準となる最大／最小許容範囲値及び平均値からなる前記基準画像データを複数種類格納している基準画像メモリと、補正された前記基準画像データを格納する変換基準画像メモリと、前記比較画像メモリに記憶された前記画像データＰｉ−１を順次読出し、前記比較画像メモリに記憶されている前記基準画像データの平均値Ｎａｖｅｉ−１との差値Ｄｉ−１を求め、次のポイントの許容範囲Ｎｍａｘｉ〜ＮｍｉｎｉをＮｍａｘｉ＋Ｄｉ−１〜Ｎｍｉｎｉ＋Ｄｉ−１に補正すると共に、前記変換基準画像メモリに格納する基準画像データ補正手段と、前記比較画像メモリに格納されている画像データを読出し、前記変換基準画像メモリに格納されている前記基準画像データ補正手段によって補正された基準許容範囲内にあるか否かの照合判定をする照合判定演算手段とを具備したことを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項２】
前記照合判定演算手段が、演算により、前記基準画像データに対する前記比較画像メモリに格納されている比較照合用画像データの値が前記変換基準画像メモリに格納されている許容値を逸脱している画素数を計数して格納する許容範囲超過回数カウンタを具備し、前記照合判定演算手段による演算の結果、前記許容範囲を外れた比較照合用画像データの補正された基準画像許容範囲からのズレ量が所定のズレ許容値より小さい場合には、前記許容範囲超過回数カウンタを加算計数し、該当補正基準画像に基いた照合判定演算の終了時に前記計数値が所定回数以下であれば、該当基準画像データと前記比較画像メモリに記憶されている画像データとが一致したと判断するようにした請求項１に記載の紙幣識別装置。
【請求項３】
前記照合判定演算手段による照合判定演算の途中であって、前記ズレ量が所定の許容値を越えるか或いは前記許容範囲超過回数カウンタの計数値が所定回数を越えた場合には、該当基準画像データと前記比較画像メモリに記憶されている画像データとが不一致と判断し、該当する補正基準画像についての照合演算を中止すると共に、他の補正基準画像に係る前記照合判定演算を実施し、何れか他の補正基準画像に基いた照合判定演算の結果、一致が得られた基準画像が１種と判定された場合には該当基準画像の金種及び方向を当該比較画像データのそれとするようにした請求項２に記載の紙幣識別装置。
【請求項４】
前記照合判定演算手段が、演算により、前記基準画像に対する比較画像メモリに格納されている比較照合用画像データの値が前記補正許容値を逸脱している画素数を計数して格納する許容範囲超過回数カウンタを備え、前記照合判定演算を全ての補正画像データに基いて行なった後、各基準画像別の前記許容範囲超過回数カウンタの計数値が予め定められた所定値以下であると共に、次に低い値より予め定められた値以上に低い値である場合にのみ、該当比較照合用画像データが当該最低値を示す基準画像データの媒体を示す信号を出力するようにした請求項１に記載の紙幣識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、紙幣の光学的或いは磁気的な画像を読取ってその金種、方向及び真偽等の識別をする紙幣識別装置に関し、特に高い紙幣認識率を有し、極端な特徴量の違いがあれば判定を異常とする紙幣識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現金入出金装置等においては、入金された紙幣をその金種や真偽等を判別して金庫に収納するために、紙幣識別装置が設けられている。また、現金入出金装置から紙幣を出金する場合にも、予め紙幣の金種や真偽を確認するために紙幣識別装置が設けられている。この種の紙幣識別装置には、搬送される被識別紙幣に対向させて、紙幣の印刷パターンの反射光又は透過光の光量及び又は磁気量を検査するセンサ部が設けられている。
【０００３】
即ち、従来の紙幣識別装置を示す特開平５−１４３８２９号の紙幣判別装置においては、図１２に示すように被判別紙幣１が矢印２方向に搬送された場合、これに対向して配置されたセンサ部が矢印３の方向に紙幣面を走査し、被判別紙幣１の特定領域４の印刷パターンを読取る。例えば、反射光を検出する場合、被判別紙幣１の印刷パターンに応じて、センサ部からは光量の変化する電気信号が得られ、この信号は金属やその搬送方向によって決定される特定領域４に対応した特徴的な値となる。
【０００４】
図１３に、このような信号を処理する装置のブロック図を示して説明する。図の装置は、センサ部１０とその出力を受入れるアナログ／ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１１、バッファメモリ１２、比較回路１３、演算処理回路１４、判別回路１５、サンプルタイミングパルス発生器１６、アドレスカウンタ１７及び標準パターンメモリ１８から構成されている。センサ部１０の出力は、被判別紙幣が搬送されるに従って強弱の変化する連続的なアナログ信号である。これをサンプルタイミングパルス発生器１６の出力するタイミングにより、アナログ／ディジタル変換回路１１において順次ディジタル信号に変換しつつ、１枚の被判別紙幣について多数のディジタル階調データ（被判別信号）が、バッファメモリ１２に格納される。標準パターンメモリ１８には、被判別信号のバッファメモリ１２への格納が終了したとき、その被判別データ信号と比較すべき標準パターン信号が格納されている。
【０００５】
図１４に、かかる紙幣判別装置を用いた紙幣判別方式の説明図を示す。このグラフは、縦軸に信号レベル、横軸にサンプリング点を示したものである。実線は標準パターン信号で、上方にある信号が上限値１９Ａ、下方にある信号が下限値１９Ｂを示している。これが、例えば万円券のある特定の方向についての標準パターン信号であるとすると、被判別紙幣の万円券について同方向の読取りを行なった場合、図の破線に示す被判別データ信号５が得られる。
【０００６】
図１３のアドレスカウンタ１７は、バッファメモリ１２に格納された被判別データ信号と、標準パターンメモリ１８に格納された標準パターン信号とを順次呼出し、比較回路１３に向けて出力させる。比較回路１３においては、被判別データ信号が標準パターン信号の上限値と下限値との間にあるか否かを比較し、その比較結果を演算処理回路１４に向けて出力する。演算処理回路１４においては、多数のサンプリング点について行なわれた比較結果を基に一定の演算を行ない、被判別紙幣１の金種や搬送方向、真偽等を判別するためのデータを判別回路１５に向けて出力する。判別回路１５は、その判別結果を図示しない外部回路に向けて出力する。
【０００７】
ところで、上記のような標準パターンメモリ１８に格納すべき標準パターン信号は、通常次のようにして生成される。先ず、図１３に示すセンサ部１０により複数の真券紙幣の特定領域４（図１２参照）を読取り、その印刷パターンに対応する信号を収集する。そして、各サンプリング点毎に読取られた信号の最大値と最小値を求める。これを図１４に示す要領でプロットしていけば、標準パターン信号の上限値１９Ａと下限値１９Ｂを特定することができる。
【０００８】
尚、図１４のグラフを見て分かるように、紙幣の印刷パターンの内容により、サンプリング点毎に上限値と下限値が様々に変化している。このバラツキは同一金種、同一搬送方向の紙幣で、かつ同一領域を複数回搬送させて走査しても起きる。これには、搬送時の紙幣が投光器に近い通路側を通過するか遠い側を通過するかによってや、個々の紙幣の製造ロット毎の印刷の濃淡が異なることや、印刷のズレ等によっても生じ、また、センサに関して、投光器の発光量の若干の違いや、アナログ回路の増幅度及びバイアス電圧の差等の機差が原因している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した被識別紙幣をサンプルしたデータが、標準のサンプリングデータである標準パターンが示す上下値を逸脱した場合には、該当紙幣ではないと判定が下されるので、より高い紙幣認識率を要求される場合には、この標準パターンの示す上下値を広めることが必然的に考えられる。しかしながら、これに相反して、他の金種や方向の紙幣と間違える誤認識率が高くなってしまうといった危険を生じる懸念があった。
【００１０】
図１５はサンプリング点Ｐ１〜Ｐ８とセンサ出力信号の関係を示しており、○印の実線が平均値を示し、破線で囲まれた斜線部が平均値に基く通常データ範囲を示しており、上側と下側の一点鎖線は所定の認識率を得るための基準画像の許容最大値を示している。そして、上下端の一点鎖線間の領域（±４σ）が基準画像の許容領域の場合に、平均値ｘからの距離σ値を大きくすれば自己認識率は高くなるが、類似異画像の判別が難しくなり、逆にσ値を小さくすれば許容値が小さくなり、類似判別精度は高くなるが自己認識率が低下してしまうので、両者を共に得ることは無理である。
【００１１】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、紙幣の印刷による特徴量は狭い範囲では極端なバラツキを生じることがない特性を利用して、より高い紙幣認識率を持ちつつ高い類似異画像判別能力を持つ紙幣識別装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、識別すべき紙幣を一定間隔のポイントで走査するセンサ部より得た紙幣の光学的、磁気的な画像データと、予め設定された複数種類の紙幣の基準画像データとを比較して紙幣の識別を行なう紙幣識別装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記センサ部から出力されデジタル化された比較照合用画像データを格納する比較画像メモリと、識別すべき紙幣の基準となる最大／最小許容範囲値及び平均値からなる前記基準画像データを複数種類格納している基準画像メモリと、補正された前記基準画像データを格納する変換基準画像メモリと、前記比較画像メモリに記憶された前記画像データＰｉ−１を順次読出し、前記比較画像メモリに記憶されている前記基準画像データの平均値Ｎａｖｅｉ−１との差値Ｄｉ−１を求め、次のポイントの許容範囲Ｎｍａｘｉ〜ＮｍｉｎｉをＮｍａｘｉ＋Ｄｉ−１〜Ｎｍｉｎｉ＋Ｄｉ−１に補正すると共に前記変換基準画像メモリに格納する基準画像データ補正手段と、前記比較画像メモリに格納されている画像データを読出し、前記変換基準画像メモリに格納されている前記基準画像データ補正手段によって補正された基準許容範囲内にあるか否かの照合判定をする照合判定演算手段とを設けることによって達成される。
【００１３】
又、本発明の上記目的は、前記照合判定演算手段が、演算により、前記基準画像データに対する前記比較画像メモリに格納されている比較照合用画像データの値が前記変換基準画像メモリに格納されている許容値を逸脱している画素数を計数して格納する許容範囲超過回数カウンタを具備し、前記照合判定演算手段による演算の結果、前記許容範囲を外れた比較照合用画像データの補正された基準画像許容範囲からのズレ量が所定のズレ許容値より小さい場合には、前記許容範囲超過回数カウンタを加算計数し、該当補正基準画像に基いた照合判定演算の終了時に前記計数値が所定回数以下であれば、該当基準画像データと前記比較画像メモリに記憶されている画像データとが一致したと判断するようにすることによって達成される。前記照合判定演算手段による照合判定演算の途中であって、前記ズレ量が所定の許容値を越えるか或いは前記許容範囲超過回数カウンタの計数値が所定回数を越えた場合には、該当基準画像データと前記比較画像メモリに記憶されている画像とが不一致と判断し、該当する補正基準画像についての照合演算を中止すると共に、他の補正基準画像に係る前記照合判定演算を実施し、何れか他の補正基準画像に基いた照合判定演算の結果、一致が得られた基準画像が１種と判定された場合には該当基準画像の金種及び方向を当該比較画像データのそれとするようにしても達成される。更に、前記照合判定演算手段が、演算により、前記基準画像に対する比較画像メモリに格納されている比較照合用画像データの値が前記補正許容値を逸脱している画素数を計数して格納する許容範囲超過回数カウンタを備え、前記照合判定演算を全ての補正画像データに基いて行なった後、各基準画像別の前記許容範囲超過回数カウンタの計数値が予め定められた所定値以下であると共に、次に低い値より予め定められた値以上に低い値である場合にのみ、該当比較照合用画像データが当該最低値を示す基準画像データの媒体を示す信号を出力することによっても達成される。
【００１４】
【作用】
本発明は、順次入力される紙幣画像の各画素値及び近傍の画素値と、予め記憶された紙幣の金種及び方向別の基準画像とで照合判断しつつ識別するようになっており、単純な場合の例として１０画素目の値は、１つ前の９画素目の値から、この９画素目の値と各紙幣別基準画像の９ポイント目の値とで紙幣別に算出された１０画素目の基準画像の画素値を加減算値で補正した値を得て適否判定するものである。又、本発明は、標準画像に十分なバラツキを与えて設定した識別すべき紙幣の基準画像と、入力される紙幣画像との一致照合のための演算技術であって、順次入力される所定ポイントの別途紙幣別に記憶された基準画像の対応画像値との一致照合演算を、当該画素の前後で予め定められた周辺ポイントでの上記入力画素値と基準画素値との対比で別途補正値を設定する。これと共に、この補正値で当該ポイントの基準値を補正した基準画像値と入力画素値とで一致照合することを特徴としており、十分なバラツキを許容しつつ高い精度で異常画像の紙幣を排除することができる。
【００１５】
請求項１の発明は、比較画像メモリに格納された被識別紙幣の該当ポイントの１個前の比較照合用画像データが、基準画像メモリに格納されている複数金種、方向別の該当ポイントの平均値よりどれ位偏差があるかを求め、この偏差分を該当ポイントの許容最大値及び許容最小値に加算したものを該当ポイントの補正画像許容範囲とすることにより、各紙幣毎の光の反射率又は透過率が微妙な違いに起因したり、或いは搬送状態に起因する認識率の低下を防ぐことができる。又、請求項２の発明は、被識別紙幣の画像値が請求項１で補正したにも拘らずなおも所定のズレ量値以内であるが許容範囲外になる状態、例えばピンホール、小部分の汚れ等があった場合には、所定の個数までは許容して無視するようにしている。請求項３の発明は、照合演算時に複数種の補正済み基準画像と一致しているかを探索するが、画像データの全てを探索照合せず、途中で所定のズレ量を逸脱した、或いは、許容範囲逸脱回数が所定個数を越えて不一致と認めた画像のこれ以後の探索照合をスキップするようにする。これにより比較照合処理時間の短縮を図ることができる。更に、請求項４の発明は、許容範囲超過回数カウンタの計数値により類似画像を持つ被識別紙幣を識別する際、両者の一致照合をとった結果双方が一部の許容範囲超過ポイントを有したものであるときは、両者の許容範囲超過回数カウンタの計数値を比較し、その差を確認することにより両者の間の誤認識が発生することを防止する。
【００１６】
【実施例】
図１は本発明の一実施例を示す紙幣識別装置の構成を示すブロック図である。この図１において、センサ部１０は搬送される紙幣１の一次元の光学イメージを読取るイメージセンサ１０１を有しており、紙幣１は短手方向に搬送され、センサ部１０を紙幣１が通過する際に搬送距離に応じて発生するメカクロック１１のパルスＰＳに応じて一定間隔のポイント毎にイメージセンサ１０１を走査し、取込んだ１画素毎のアナログ出力信号ＳＳを増幅器１２で増幅してＡ／Ｄ変換器１３に入力し、このＡ／Ｄ変換器１３でデジタル値ＤＳに変換する。紙幣１、イメージセンサ１０１とアナログ出力信号ＳＳとの関係は、例えば図２のようになる。変換されたデジタル値ＤＳは画像フレームメモリ１４に書込まれる。
【００１７】
画像処理手段２０では、メカクロック１１からのパルスＰＳにより一定間隔毎（例えば１．２５ｍｍ毎）に紙幣１の１ラインを走査し、例えば札長１５０ｍｍの千円紙幣の場合には１２０ポイントでのライン走査を行ない、紙幣幅分（搬送方向に対し横方向）のデジタル値を合計して各ポイントでのデータを得る。また、磁気信号の処理に当たっても同様であって、図に示すように紙幣１のライン状のデータを扱うので、光学データと同様に処理することができる。
【００１８】
図３はセンサ部１０の詳細構造図であり、紙幣１の搬送路の搬入口の左右両側にそれぞれ対に配されている発光ダイオード１０２及び受光ダイオード（又はトランジスタ）１０３を有し、各１対の発光ダイオード１０２及び受光ダイオード１０３はそれぞれ透過型位置センサを構成して読取開始信号を出力する。また、センサ部１０は光源として発光ダイオードアレイ１０４を有し、この照射光は紙幣１で反射されてセルホックレンズアレイ１０５で受けた入射光はイメージセンサ１０１で受光される。イメージセンサ１０１の出力側には図１に示すように増幅器１２等が接続され、センサ部１０の下方には、紙幣１を搬送するための搬送ローラ１１０が配置されている。この搬送ローラ１１０は、発光ダイオードアレイ１０４からの照射光の反射率を最小に抑えるため、その周面が黒色系に形成されている。
【００１９】
画像フレームメモリ１４には紙幣１枚分のデータが記憶され、その後画像処理手段２０にてフロック化等の処理個数を減らすための前処理が行われ、比較画像メモリ３０にはその画像データＭＧ１が格納記憶される。基準画像メモリ５０には各種紙幣についてのデータが表裏、搬送方向毎に記憶されており、基準画像メモリ５０からの基準画像データＲＤは基準画像データ補正手段４０に入力され、基準画像データ補正手段４０で補正された画像データＭＧ３は変換基準画像メモリ６０に入力される。変換基準画像メモリ６０も紙幣の表裏、搬送方向毎にデータを格納するようになっており、変換基準画像メモリ６０からの画像データＭＧ４は照合判定演算手段７０に入力され、比較画像メモリ３０からの画像データＭＧ５と照合判定演算され、その結果ＲＳが出力されるようになっている。
【００２０】
図４は図１で示す構成の他の一例である。即ち、図１では、センサ部１０からの画像データを一旦フレームメモリ１４に取込んでからバッチ的な画像処理を始めるのに対して、図４では１ラインの画像データが取込まれ画像処理手段２０にて前処理が行われる都度、同期信号ＣＳを基準画像データ補正手段４０に発し、同時に比較画像メモリ３０に書込まれたデータにより基準画像メモリ５０の基準データの補正を行なう。これにより処理速度を早くすると共に、画像フレームメモリ１４等の回路規模を合理化することができる。
【００２１】
次に、本発明に係る紙幣識別装置の基本的動作を説明する。
【００２２】
本発明では図５に示すように、測定ポイントＰｎの１つ前のポイントＰｎ−１の入力画像値とこのポイントＰｎ−１に対応する基準画像値Ｎａｖｅｎ−１との差値（±ｘ）を、当該ポイントＰｎの判定画像値に対応する基準画像値に加減補正して変換基準画像値を求める。そして、当該ポイントＰｎの入力画像値とで一致照合演算（変換基準画像値域に許容されるか否かを判定）する。即ち、図５はその原理を示す図であり、同図（Ａ）は挿入紙幣の入力画像値とポイントとの関係を示し、同図（Ｂ）は挿入紙幣に対応する紙幣の予め格納されている基準画像値とポイントとの関係を示している。基準画像値のポイントＰｎでの値Ｎａｖｅが“５”であり、１つ前のポイントＰｎ−１での基準画像値Ｎａｖｅｎ−１が“３”であり、ポイントＰｎでの許容範囲ＡＲ（Ｎｍｉｎｎ−Ｎｍａｘｎ）が“３−７”である。これに対し、ポイントＰｎ−１での入力画像値が“５”となっているため、対応するポイントＰｎ−１の基準画像値Ｎａｖｅｎ−１“３”よりも“２”だけ大きくなっており、ポイントＰｎでの許容範囲（Ｎｍｉｎｎ−Ｎｍａｘｎ）を“５−９”に補正する。そして、後に行う照合判定演算時には、挿入紙幣のポイントＰｎでの画像値がＮＲｍｉｎｎ−ＮＲｍａｘｎ“５−９”の許容範囲に入ればＯＫと判定するようにする。以下、同様に他のポイントＰｎ＋１，…についても同様に１つ前のポイントＰｎ，…との差を求めて、基準画像値の許容範囲を補正する。この場合の照合判定演算は、補正値が得られた時点でリアルタイムに行うことも、紙幣１枚分のデータの処理を終えた後に行ってもよい。
【００２３】
紙幣の一部が汚れている場合を考えると、例えば基準画像値より補正後の変換基準画像値が下がっていなければ、暗い部分は容易に検出できる利点をもつが、全体が汚れている場合には、補正値が多数のポイントにおいて下がるので一部分が暗くなっていても補正後の許容が下がっているので検出が難しくなる。このため、紙幣の前端部である第１番目の画像ポイントにおいて、その画像値が許容範囲内にあるかどうかの判定を絶対値を用いて行なう。ポイント値を効率良くとる方法として、画像処理手段２０の処理ではあるが、イメージセンサ１０１による１ライン毎の走査間隔を短くして画像処理手段２０にて数ライン分を加算することや、センサ素子の実効面積を大きくして走査間隔を長くとることにより、比較するポイント数を少なくし処理時間の短縮をすることができる。また、画像処理手段２０にて前後ラインのデータも加えた移動平均値をとり、ノイズの影響をなくすことも可能である。
図６及び図７は本発明の第１の動作例を示すフローチャートであり、請求項１に対応して基準画像の補正に１ポイント前のデータを使用する例である。即ち、図１に示すように紙幣１が搬送されてセンサ部１０のイメージセンサ１０１で光学的に画像が読取られると、そのアナログ信号ＳＳが増幅器１２で増幅されて後にＡ／Ｄ変換器１３でデジタル値ＤＳに変換され、そのデジタル値ＤＳは画像フレームメモリ１４に順次格納される。画像フレームメモリ１４に格納された紙幣１枚分の画像データは画像処理手段２０で処理される（尚、紙幣１枚分の画像データを格納する画像フレームメモリ１４を具備しない図４の場合は、デジタル値ＤＳは紙幣１枚分の画像データの取り込み終了を持つことなく随時部分画像の取り込みを行う度に直接画像処理手段２０で処理され、更に、後段の基準画像データの補正及び照合演算も逐次行う）が、先ず前の紙幣のデータを消去するために変換基準画像メモリ６０をクリアし（ステップＳ１）、変換基準画像メモリ６０の画像データを示すカウンタｊを“１”にセットし（ステップＳ２）、更に該当紙幣で照合するポイントＰｎを特定するカウンタｉを“１”にセットする（ステップＳ３）。そして、基準画像メモリ５０から１番目（ｊ＝１、日本国紙幣の場合には３金種の４方向の１２種類が用意されているので、ｊは１〜１２を示す。）の基準画像データＲＤ（Ｎｍａｘ１，Ｎｍｉｎ１，Ｎａｖｅ１）を読出し（ステップＳ４）、比較画像メモリ３０から１番目（ｊ＝１）のデータＰ１を読出し（ステップＳ５）、各データを基準画像データ補正手段４０へ入力する。ここでは、ｉ＝１のデータであるので補正が出来ないこともあるが、基準画像データＲＤ（Ｎｍａｘ１、Ｎｍｉｎ１）の範囲内に無ければ該当基準画像データの補正を打ち切るようにする（ステプＳ１０）。許容範囲外の場合にはｊ＝が最終番号であって、全ての基準画像データに対して補正が完了したか否かを判断し（ステップＳ１１）、最終の場合には補正終了となり、最終でない場合はｊ＝ｊ＋１と更新して（ステップＳ１２）、上記ステップＳ３にジャンプし、次の基準画像データに対しての補正を開始する。又、上記ステップＳ１０で比較画像値が許容範囲内の場合には、ｉ（＝１）番目の許容範囲を示すデータＮｍａｘ１及びＮｍｉｎ１をｊ番目の変換基準画像メモリ６０に格納する（ステップＳ１３）。次に、Ｄｉ＝ＰｉーＮａｖｅｉ（１回目はｉ＝１から始まる）の演算をし（ステップＳ１４）、ｉ＝ｉ＋１の更新（ステップＳ１５）を行なって後に基準画像ｊのｉ番目のデータを基準画像メモリ５０から読出し（ステップＳ１６）、補正後の新しい許容範囲の上限をＮＲｍａｘｉ＝Ｎｍａｘｉ＋Ｄｉ−１（ここで、Ｄｉ−１はステップＳ１４のＤｉと同じ）で演算すると共に（ステップＳ１７）、補正後の新しい許容範囲の下限をＮＲｍｉｎｉ＝Ｎｍｉｎｉ＋Ｄｉ−１で演算する（ステップＳ１８）。そして、補正後の許容範囲の下限が負になる場合には“０”を設定する必要があるため、先ずＮＲｍｉｎｉが負であるか否かを判定し（ステップＳ２０）、負の場合にはＮＲｍｉｎｉを“０”にする（ステップＳ２１）。その後、又はＮＲｍｉｎｉが正の場合にはｉ＝最終であるか否かを判断し（ステップＳ２２）、最終でない場合には比較画像のｉ番目のデータＰｉを比較画像メモリ３０から読取り（ステップＳ２３）、上記ステップＳ１４にリターンする。又、上記ステップＳ２２でｉ＝最終の場合には、更にｊ＝最終か否かを判断し（ステップＳ２４）、最終の場合には終了となり、最終でない場合はｊ＝ｊ＋１で次の紙幣の基準画像に更新（ステップＳ２５）して上記ステップＳ３にリターンする。図６、図７の補正処理の後、変換基準画像メモリ６０に格納された補正基準画像データと比較画像メモリ３０に格納された該当紙幣の画像データとを照合判定演算手段７０にて照合を行う。
【００２４】
図８及び図９は本発明の第２の動作例を示しており、請求項２及び３に対応している。各入力画素値が変換後の基準画像値と照合を行う際に、許容範囲を所定範囲内で外れた場合に、その逸脱回数が規定回数以下であれば一致画像とみなし、許容範囲を所定範囲以上に外れたり、又は所定範囲内で外れるがその回数が規定回数を越えている基準画像は照合対象から外すようにしている。即ち、照合判定演算手段７０により、基準画像データに対する比較画像メモリ３０に格納されている比較画像データの値が許容値を逸脱している画素数の計数値を格納する許容範囲超過回数カウンタ８０を設け、照合判定演算手段７０による演算の結果、許容範囲を外れた比較画像データの補正された基準画像許容範囲からのズレ量が所定のズレ許容値より小さい場合には、許容範囲超過回数カウンタを加算計数し、また、所定のズレ許容値を越えた場合には許容範囲超過回数カウンタ８０の値を最大値にセットし、所定のズレ許容値を越えた場合には許容範囲超過回数カウンタ８０の最大値にセットし、該当補正基準画像に基いた照合判定演算の終了時に前記計数値が所定回数以下であれば、該当基準画像データと比較画像メモリに記憶されている画像データとが一致したと判断するようにしている。
【００２５】
先ず、変換基準画像メモリ６０の変換基準画像はｊ個であり、カウンタｊ＝１をセットし（ステップＳ３０）、比較画像メモリ３０及び変換基準画像メモリ６０のデータの格納アドレスをカウンタｉ＝０としてセットし（ステップＳ３１）、許容範囲超過回数カウンタＮＧＣＮＴをクリアしてＮＧＣＮＴ［ｊ］＝０とする（ステップＳ３２）。そして、該当紙幣のｉ番地の読出を比較画像メモリ３０から行ない（ステップＳ３３）、変換基準画像メモリ６０から（ｊ−ｉ）番地の画像データ（補正されたデータＮＲｍａｘｉ，ＮＲｍｉｎｉ）を読出し（ステップＳ３４）、（Ｐｉ−ＮＲｍａｘｉ）が所定の許容値Ｋ１より大きいか、又はＮＲｍｉｎｉ−Ｐｉが所定の許容値Ｋ１より大きいか否かを判断し（ステップＳ３５）、“ＹＥＳ”であれば許容範囲超過回数カウンタＮＧＣＮＴ［ｊ］＝２５５（カウンタの最大値）をセットして（ステップＳ３６）、後述のステップＳ４４へスキップする。又、上記ステップＳ３５で“ＮＯ”の場合は、更に（Ｐｉ−ＮＲｍａｘｉ）が正、又は（ＮＲｍｉｎｉ−Ｐｉ）が正であるか否かを判断し（ステップＳ３７）、“ＮＯ”の場合は直接、“ＹＥＳ”の場合は許容範囲超過回数カウンタ８０をＮＧＣＮＴ［ｊ］＝ＮＧＣＮＴ［ｊ］＋１に更新して（ステップＳ３８）、ｉ＝最終かの判断を行なう（ステップＳ４０）。ｉ＝最終でない場合はｉ＝ｉ＋１の更新を行なって（ステップＳ４１）、上記ステップＳ３３にジャンプし、ｉ＝最終の場合はｊ＝最終かどうかを判断し（ステップＳ４２）、最終でなければｊを＋１し（ステップＳ４３）、上記ステップＳ３１にジャンプする。そして、ステップＳ４２でｊ＝最終であれば、ｊ＝１〜最終の間で許容範囲超過回数カウンタＮＧＣＮＴ［ｊ］が１以下であるか否かを判断し（ステップＳ４５）、“ＹＥＳ”の場合はｊ番目の基準画像データが示す金種、方向を該当紙幣のものと特定して終了となり（ステップＳ４７）、“ＮＯ”の場合は該当金種無しとして終了する（ステップＳ４８）。
【００２６】
一方、本発明の第３の実施例では、上記変換基準画像と当該入力画像（各ポイント値）との一致照合演算で許容範囲を外れた該当ポイントのレベル値が予め定めた許容値Ｋより小さい場合、これら許容範囲超過の回数を計数しておき、１種類分の照合演算終了後にこの計数値が予め定められた値以下であれば両画像は一致していると判定する。そして、許容範囲を外れた該当ポイントのレベル値が予め定めた許容値Ｋ１より大きい場合には、該当するｊ番目の基準画像の一致照合演算を中止する。本実施例では一致照合における許容範囲外れ許容値をＫ１とし、許容範囲超過回数は２回以上で当該基準画像に該当しないとする。又、一致照合演算で変換基準画像の許容範囲内の入力画像の存在が判明した場合、当該紙幣の基準画像でのその後の一致照合演算を中断して紙幣を特定するための基準画像データの全域（他の変換基準画像）の一致照合演算を行ない、紙幣全域で画像一致が得られた基準画像が一紙幣（金種と搬送方向が特定できた紙幣）に限定された場合にのみ、入力画像が当該基準画像の紙幣の金種、方向であるとして結果ＲＳを出力する。この場合、許容範囲超過回数が１回以下のものが複数変換基準画像で得られた場合には、該許容範囲超過回数が最も少ないものと、次に少ないものとの差が所定値以下である場合に、該最小許容範囲超過回数を有する変換基準画像の示す紙幣であると特定する。
【００２７】
図１０及び図１１は上記動作を示すフローチャートであり、照合判定演算手段７０の演算により、比較画像メモリ３０に格納されている基準画像に対する比較画像データの値が補正許容値を逸脱している画素数の計数値を格納する許容範囲超過回数カウンタ８０を設け、前記照合判定演算を全ての補正画像データに基いて行なった後、各基準画像別の許容範囲超過回数カウンタ８０の計数値が予め定められた所定値以下であると共に、次に低い値より予め定められた値以上に低い値である場合にのみ、該当比較画像データが当該最低値を示す基準画像データの紙幣を示す信号を出力するようになっている。
【００２８】
先ず、どの基準画像についての照合をしているかを示すカウンタｊにｊ＝１をセットし（ステップＳ５０）、許容範囲超過回数カウンタ８０をＮＧＣＮＴ［ｊ］＝０にクリアし（ステップＳ５１）、更に照合する画素を示すカウンタであるｉにｉ＝１をセットする（ステップＳ５２）。そして、比較画像メモリ３０からｉ番地の比較画像データを読出し（ステップＳ５３）、変換基準画像メモリ６０から（ｊ−ｉ）番地の変換基準画像データを読出し（ステップＳ５４）、次に、（Ｐｉ−ＮＲｍａｘｉ）が所定値Ｋ１より大きいか否か、又は（ＮＲｍｉｎｉ−Ｐｉ）が所定値Ｋ１より大きいか否かを判断し（ステップＳ５５）、“ＹＥＳ”であれば許容範囲超過回数カウンタ８０で、ＮＧＣＮＴ［ｊ］＝２５５（該当カウンタの最大のカウント値）にセットし（ステップＳ５６）、ステップＳ６５にジャンプする。又、上記ステップＳ５５で“ＮＯ”の場合は画像値Ｐｉが最大値ＮＲｍａｘｉ以下であるか否かを判断し（ステップＳ６０）、“ＹＥＳ”の場合は更に画像値Ｐｉが最小値ＮＲｍｉｎｉ以上であるか否かを判断し（ステップＳ６２）、上記ステップＳ６０及びＳ６２で“ＮＯ”の場合はいずれも許容範囲超過回数カウンタ８０をＮＧＣＮＴ［ｊ］＝ＮＧＣＮＴ［ｊ］＋１で更新する（ステップＳ６１）。そして、ｉ＝最終であるか否かを判断し（ステップＳ６３）、“ＮＯ”の場合はｉ＝ｉ＋１の更新を行なって（ステップＳ６４）、上記ステップＳ５３にジャンプし、“ＹＥＳ”の場合は更にｊ＝最終か否かを判断し（ステップＳ６５）、“ＮＯ”の場合にはｊ＝ｊ＋１の更新を行なって（ステップＳ６６）、上記ステップＳ５２にジャンプする。上記ステップＳ６５で“ＹＥＳ”の場合は許容範囲超過回数カウンタＮＧＣＮＴ［ｊ］の中で最小値を検索すると共に（ステップＳ７０）、更に準最小値を検索し（ステップＳ７１）、最小値が所定値Ａ以下であるか否かを判断し（ステップＳ７２）、“ＹＥＳ”の場合には（準最小値−最小値）が所定値Ｂ以下であるか否かを判断し（ステップＳ７３）、“ＹＥＳ”の場合には最小値を示すｊ番目の金種、方向を該当紙幣のものと特定して終了する（ステップＳ７４）。又、上記ステップＳ７２及びＳ７３で“ＮＯ”の場合は、いずれも該当金種、方向なしとして終了する（ステップＳ７５）。
【００２９】
上記一致照合演算を全基準画像の全域（全ての変換基準画像メモリに格納してあるｊ種類の補正後の基準画像データ）で実行して、各基準画像別の許容範囲超過回数計数値の最小値（ＭＩＮ値）が予め定められた所定値Ａ以下であると共に、次に小さい値（準ＭＩＮ値）より予め定められた値Ｂ以上に低い値である（ＭＩＮ値と準ＭＩＮ値との間に特定の間隔がある）場合にのみ、入力画像が当該最低値基準画像の紙幣であるとして出力する。この目的は、汚れ及び又は破れ等による部分不良に対応する為であり、この許容範囲超過計数値の大小を当該紙幣の正損判定にも利用する。例として、被識別紙幣が万円、Ａ方向の紙幣であったとすると、次の表１のようになる。
【００３０】
【表１】
0003542200.tif 000002
同一金種内では、Ａ方向とＢ方向間（表面の２方向）、Ｃ方向とＤ方向間（裏面の２方向）は方向を間違えていたとしても金種が合っているので差値を規定しない。又、表裏間は例えば２０以上ないとＮＧと規定する。これは、金融機関で使用される紙幣処理機が表裏取り揃え機能を有しているため、必ず表裏の選別ができないといけないからであり、他金種とは５０以上のＮＧＣＮＴ数がないとＮＧとする。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、紙幣識別における自らを自らとして認識する自己認識率は、機差、紙幣バラツキを考慮して広く設定された広域判定基準で高く確保すると共に、この判定基準近傍にあって、類似はするが異なる紙幣を高い信頼性で確実に排除する技術である。認識すべき紙幣の時系列的特徴を利用して金種等の検索や照合演算をするものであり、簡単な構成で短時間に識別演算ができる特徴を持つ。従って本発明によれば自己認識率の向上が図れ、類似しているが異なる紙幣の排除能力が向上し、識別装置自体の簡素化が図れると共に、設計業務の簡素化が図れる。即ち、請求項１記載の発明によれば、紙幣の印刷の状態、汚れ、皺等の媒体関連の状態、搬送の状態により基準データから個別紙幣の画像データが離れることによる認識率の低下を、紙幣の画像の傾向が隣合うポイント間では連続することから、前ポイントの画像の状態より現在の画像ポイントの許容範囲を補正することにより防げる効果がある。請求項２記載の発明によれば、画像データに部分的なピンホール、汚れ、紙幣の疲労（色かすれ、よれよれになっている状態）等、ノイズが信号に畳重している際に、該当箇所数が所定数以下であれば無視することによって正券とみなす。これによって、認識率を向上させることができる。又、請求項３の発明によれば、許容値外れが発生した時点で画像（識別候補）の照合を中止するため、照合判定演算処理の終了を早めることができる。請求項４の発明によれば、請求項２の効果の上に更に、類似画像があった場合にはこれを排除するために、識別結果の第１候補と第２候補との間での相違があることを確認し、誤認識の発生を防ぐ効果がある。更には、同一金種、同表裏面における搬送方向違いと、表裏違い、金種違いとでは、その発生を許容できる確率に違いを形成しても実運用上問題が発生しないので、それぞれに対して許容超過回数計数値と第１候補及び第２候補との距離を個別に規定し、その適正化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック構成図である。
【図２】搬送紙幣とセンサの出力信号との関係を示す図である。
【図３】センサ部の詳細構造図である。
【図４】本発明の他の実施例を示すブロック構成図である。
【図５】本発明の原理を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図７】本発明の第１の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図８】本発明の第２の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図９】本発明の第２の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図１０】本発明の第３の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図１１】本発明の第３の動作例を示すフローチャートの一部である。
【図１２】紙幣データを読取る状態の説明図である。
【図１３】従来の紙幣識別装置例を示すブロック図である。
【図１４】従来の紙幣判別方式を説明する図である。
【図１５】紙幣識別のセンサ出力と測定ポイントの関係を示す図である。
【符号の説明】
１  紙幣
１０  センサ部
１１  メカクロック
１４  画像フレームメモリ
２０  画像処理手段
３０  比較画像メモリ
４０  基準画像データ補正手段
５０  基準画像メモリ
６０  変換基準画像メモリ
７０  照合判定演算手段
【図１】
0003542200.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003542200.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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