(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置であって、
前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得部と、
所定のルールに基づいて前記画像取得部により取得された複数の画像を切り合わせることで、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成部と、
予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像を記憶する記憶部と、
前記合成画像生成部により生成された入力紙幣合成画像を前記記憶部に記憶された登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理部と
を備えたことを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項２】
前記識別処理部は、前記合成画像生成部により生成された入力紙幣合成画像を前記記憶部に記憶された登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種、真偽及び正損を識別することを特徴とする請求項１に記載の紙幣識別装置。
【請求項３】
前記合成画像生成部は、所定のルールに基づいて金種及び真偽に関する特徴部分をなす各画像の部分領域を切り合わせることで、前記入力紙幣合成画像を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の紙幣識別装置。
【請求項４】
前記識別処理部は、前記入力紙幣合成画像の部分画像と前記登録紙幣合成画像との距離に基づいて、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別することを特徴とする請求項１に記載の紙幣識別装置。
【請求項５】
入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置であって、
前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された複数の画像を形成する各画素の画素値を量子化した値を入力紙幣合成画像又は登録紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列の所定のビットに割り当てて、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成部と、
予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像を記憶する記憶部と、
前記合成画像生成部により生成された入力紙幣合成画像を前記記憶部に記憶された登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理部と
を備えたことを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項６】
前記識別処理部は、前記入力紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列のうちの所定のビットから形成される部分画像と前記登録紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列のうちの所定のビットから形成される部分画像との距離に基づいて、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別することを特徴とする請求項５に記載の紙幣識別装置。
【請求項７】
入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置の紙幣識別方法であって、
前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程により取得された複数の画像を所定のルールに基づいて切り合わせることで、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成工程と、
前記合成画像生成工程により生成された入力紙幣合成画像を、記憶部に記憶された予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理工程と
を含んだことを特徴とする紙幣識別方法。
【請求項８】
入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置の紙幣識別方法であって、
前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程により取得された複数の画像を形成する各画素の画素値を量子化した値を入力紙幣合成画像又は登録紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列の所定のビットに割り当てて、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成工程と、
前記合成画像生成工程により生成された入力紙幣合成画像を、記憶部に記憶された予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理工程と
を含んだことを特徴とする紙幣識別方法。
【請求項９】
入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置上で実行される紙幣識別プログラムであって、
前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得手順と、
所定のルールに基づいて前記画像取得手順により取得された複数の画像を切り合わせることで、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成手順と、
前記合成画像生成手順により生成された入力紙幣合成画像を予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする紙幣識別プログラム。
【請求項１０】
入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置上で実行される紙幣識別プログラムであって、
前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得手順と、
前記画像取得手順により取得された複数の画像を形成する各画素の画素値を量子化した値を入力紙幣合成画像又は登録紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列の所定のビットに割り当てて、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成手順と、
前記合成画像生成手順により生成された入力紙幣合成画像を、記憶部に記憶された予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする紙幣識別プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紙幣を識別する場合に、効率的かつ高速にその金種、真偽及び正損を識別することができる紙幣識別装置、紙幣識別方法及び紙幣識別プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、市場を流通する紙幣には複数の金種が存在し、金種ごとにその特徴部分が異なるため、まず紙幣の金種を識別した後、該紙幣の特徴部分を用いて真偽を識別するのが一般的である。
【０００３】
ここで、まず紙幣の金種を識別した後に該紙幣の真偽を識別することとすると、最終的な真偽識別までに処理遅延が生ずる。このため、特許文献１には、金種判別とその後の真偽識別を複数のサブ基板上で並行に行うことで処理速度の高速化を図る技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、紙幣の金種及び真偽を識別する回路と該紙幣の正損を識別する回路とを設けて、紙幣の金種及び真偽の識別と正損の識別とを並列に行う技術が開示されている。さらに、特許文献３には、紙幣の金種識別と真偽識別とを並行処理することで、識別する紙幣の特徴量が多い場合においても、紙幣の種類や真偽・正損を効率良く識別できるようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５８７３２号公報
【特許文献２】特開昭５９−１６０２８４号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／０３６７４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のものは、あくまでも紙幣の金種を判別した後にその紙幣の真偽判別を行うため、処理速度の高速化には限界がある。加えて、この特許文献１によれば、金種の特定が真偽識別の前提となっているため、これらを異なるサブ基板で処理することが難しい。また、上記特許文献２のものも、紙幣の金種及び真偽の識別と正損の識別とを並列に行うことができるが、やはり金種の特定が真偽識別の前提となっている。
【０００７】
一方、上記特許文献３によれば、紙幣の金種識別と真偽識別を並行処理することが可能となるが、並列処理された金種の結果と真偽の結果を用いて最終的な真偽を識別することになるため、一度の処理で金種と真偽を識別する場合と較べて処理の高速化には限界がある。
【０００８】
実際問題として、紙幣の金種、真偽及び正損を識別する場合には、反射光を利用したＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像、透過光を利用したＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像、赤外線を利用した画像、蛍光を利用したＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像、磁気画像、超音波画像並びに厚みの分布画像等の様々な画像が利用されるため、これらの多様な画像のそれぞれを用いて金種と真偽を識別することとすると当然ながら処理時間が長くなるため、その処理遅延が問題となる。
【０００９】
これらのことから、紙幣を識別する場合に、いかに効率的かつ高速にその金種及び真偽を識別するかが重要な課題となっている。かかる課題は、紙幣の金種と真偽を識別する場合だけではなく、紙幣の正損を含めて識別する場合にも同様に生ずる課題である。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、紙幣を識別する場合に、効率的かつ高速にその金種、真偽及び正損を識別することができる紙幣識別装置、紙幣識別方法及び紙幣識別プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置であって、前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得部と、所定のルールに基づいて前記画像取得部により取得された複数の画像を切り合わせることで、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成部と、予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像を記憶する記憶部と、前記合成画像生成部により生成された入力紙幣合成画像を前記記憶部に記憶された登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の発明において、前記識別処理部は、前記合成画像生成部により生成された入力紙幣合成画像を前記記憶部に記憶された登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種、真偽及び正損を識別することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記合成画像生成部は、所定のルールに基づいて金種及び真偽に関する特徴部分をなす各画像の部分領域を切り合わせることで、前記入力紙幣合成画像を生成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記の発明において、前記識別処理部は、前記入力紙幣合成画像の部分画像と前記登録紙幣合成画像との距離に基づいて、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置であって、前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された複数の画像を形成する各画素の画素値を量子化した値を入力紙幣合成画像又は登録紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列の所定のビットに割り当てて、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成部と、予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像を記憶する記憶部と、前記合成画像生成部により生成された入力紙幣合成画像を前記記憶部に記憶された登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記の発明において、前記識別処理部は、前記入力紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列のうちの所定のビットから形成される部分画像と前記登録紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列のうちの所定のビットから形成される部分画像との距離に基づいて、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置の紙幣識別方法であって、前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程により取得された複数の画像を所定のルールに基づいて切り合わせることで、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成工程と、前記合成画像生成工程により生成された入力紙幣合成画像を、記憶部に記憶された予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理工程とを含んだことを特徴とする。
また、本発明は、入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置の紙幣識別方法であって、前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程により取得された複数の画像を形成する各画素の画素値を量子化した値を入力紙幣合成画像又は登録紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列の所定のビットに割り当てて、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成工程と、前記合成画像生成工程により生成された入力紙幣合成画像を、記憶部に記憶された予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理工程とを含んだことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置上で実行される紙幣識別プログラムであって、前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得手順と、所定のルールに基づいて前記画像取得手順により取得された複数の画像を切り合わせることで、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成手順と、前記合成画像生成手順により生成された入力紙幣合成画像を予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明は、入力紙幣に関する情報を該入力紙幣の比較の対象となる登録紙幣に関する情報と比較して前記入力紙幣の識別を行う紙幣識別装置上で実行される紙幣識別プログラムであって、前記入力紙幣に関する性質の異なる複数の画像を取得する画像取得手順と、前記画像取得手順により取得された複数の画像を形成する各画素の画素値を量子化した値を入力紙幣合成画像又は登録紙幣合成画像を形成する各画素の画素値をなすビット列の所定のビットに割り当てて、入力紙幣合成画像を生成する合成画像生成手順と、前記合成画像生成手順により生成された入力紙幣合成画像を、記憶部に記憶された予め作成された基準画像である登録紙幣合成画像と比較して、前記入力紙幣の金種及び真偽を識別する識別処理手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、紙幣を識別する場合に、合成画像を用いて効率的かつ高速にその金種、真偽及び正損を識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施例にかかる紙幣識別装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、多波長光源を有する透過／反射型ラインセンサの構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、他のイメージラインセンサである両面反射／片面透過型のラインセンサの構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、紙幣の入力画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の本実施例１にかかる紙幣識別処理の概念図である。
【図６】図６は、本発明の本実施例１にかかる紙幣識別処理で使用する合成画像の生成手順を示すためのフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の本実施例１にかかる紙幣識別処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の本実施例２にかかる紙幣識別処理の概念図である。
【図９】図９は、本発明の本実施例２にかかる紙幣識別処理で使用する合成画像の生成手順を示すためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の本実施例２にかかる紙幣識別処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の本実施例３にかかる紙幣識別処理の概念図である。
【図１２】図１２は、本発明の本実施例３にかかる紙幣識別処理で使用する合成画像の生成手順を示すためのフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の本実施例３にかかる紙幣識別処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る紙幣識別装置、紙幣識別方法及び紙幣識別プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本実施例１に係る紙幣識別装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施例１に係る紙幣識別装置１は、図１に示すように、ラインセンサ１１と、磁気センサ２１と、厚みセンサ２２と、ＵＶセンサ２３と、識別部３０と、記憶部４０とを有する。
【００２５】
ラインセンサ１１は、紙幣の画像を取得する手段であって、イメージラインセンサからなり、たとえば図示しない紙幣搬送路上の所定の位置に、紙幣の搬送方向に直行して多数の検出器を配列したもので、ＬＥＤアレイ、フォトダイオードアレイなどからなるイメージラインセンサで構成される。
【００２６】
このような光学式のイメージラインセンサからなるラインセンサ１１では、紙幣が搬送されるのに伴い紙幣上を面状に走査し、紙幣上の各位置での反射光や透過光などの物理量の分布を検出する。なお、本実施例では、透過型と反射型の両方のセンサ部を有する光学イメージラインセンサを用いる場合を例として説明する。なお、このような光学式のイメージラインセンサ以外にも磁気式のイメージラインセンサも使用可能である。
【００２７】
ここで、イメージラインセンサの構成について説明する。図２は、多波長光源を有する透過／反射型のイメージラインセンサ１００の構成例を示している。イメージラインセンサ１００は長形状の対向した発光部１１０及び受発光部１２０によりなっており、被識別媒体としての紙幣は、発光部１１０及び受発光部１２０の間の紙幣通路を搬送されるようになっている。
【００２８】
発光部１１０は、ライン状の透過用２波長ＬＥＤアレイ１１１とロッドレンズ１１２とで一体的に構成され、通過する紙幣に光を均一に照射するようになっている。また、受発光部１２０は、ライン状の反射用２波長ＬＥＤアレイ１２１と、受光用のフォトダイオードアレイ１２３と、フォトダイオードアレイ１２３の受光角を制限し、指向性を高めて分解能を向上させるセルフォック（登録商標）レンズアレイ（ＳＬＡ）１２２と、フォトダイオードアレイ１２３の各素子の蓄積時間が制御可能なマルチプレクサ回路１２４とで一体的に構成されている。
【００２９】
透過用２波長ＬＥＤアレイ１１１及び反射用２波長ＬＥＤアレイ１２１は電流制御の駆動回路で制御され、フォトダイオードアレイ１２３の感知出力はマルチプレクサ回路１２４で発光波長に応じた適宜の蓄積時間で制御されて出力される。ＬＥＤアレイは、赤外光を発光するＬＥＤ素子と他の可視光(たとえば緑色)とを組み合わせたり、目的や識別するものに合わせて赤色、緑色、青色の組み合わせでも良い。また、発光素子としてＬＥＤを用いているが、他の素子でも可能である。さらに、例として透過２波長、反射２波長としたが透過、反射に関係なく、自由に複数波長を処理することが可能である。そして、検出された紙幣上の各位置での反射光や透過光など物理量の分布データ（ラインセンサ情報）は、ラインセンサ１１のＡ／Ｄ変換機能により所定の大きさの電気信号に変換されて記憶部４０に一時的に記憶される。
【００３０】
また、上記においては、片面反射／透過型のラインセンサについて説明したが、ラインセンサの別の例として、両面反射／片面透過型のラインセンサについて説明する。図３は、他のイメージラインセンサである両面反射／片面透過型のラインセンサの構成の一例を模式的に示す図である。図３に示すように、このイメージラインセンサ２００は、紙幣の金種、真偽、正損などを識別するために投入された紙幣３００の一方の面の画像を可視光線で読取る第１のラインセンサ２１０と、投入された紙幣３００の他方の面の画像を可視光線で読取る第２のラインセンサ２２０とを備える。
【００３１】
第１のラインセンサ２１０は、紙幣３００の一方の面に所定の波長の光(たとえば赤外光などの非可視光と緑色などの可視光）を照射する反射用光源２１１と、反射用光源２１１から出射され、紙幣３００で反射された光を集光するレンズ２１２と、レンズ２１２によって集光された光を電気信号に変換する受光部２１３と、受光部２１３で変換された電気信号を所定の大きさの信号に変換するＡ／Ｄ変換部２１４と、受光部２１３で読取り中に後述する第２のラインセンサ２２０の反射用光源２２２からの光を遮断する遮蔽部２１５とを備える。
【００３２】
第２のラインセンサ２２０も同様に、紙幣３００の他方の面から所定の波長の光を照射する透過用光源２２１と、紙幣３００の他方の面に所定の波長の光を照射する反射用光源２２２と、反射用光源２２２から出射され、紙幣３００で反射された光を集光するレンズ２２３と、レンズ２２３によって集光された光を電気信号に変換する受光部２２４と、受光部２２４で変換された電気信号を所定の大きさの信号に変換するＡ／Ｄ変換部２２５と、受光部２２４で読み取り中に第１のラインセンサ２１０の反射用光源２１１からの光を遮断する遮蔽部２２６とを備える。なお、第２のラインセンサ２２０の透過用光源２２１から出射された光の一部は、第１のラインセンサ２１０のレンズ２１２を介して受光部２１３で検出されるようにするため、透過用光源２２１は、第１のラインセンサ２１０のレンズ２１２の光軸上に配置される。
【００３３】
第１と第２のラインセンサ２１０、２２０の反射用光源２１１、２２２として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用することが好ましい。種々の国または地域の紙幣の読取りに対応するためには、可視光線の任意の波長の光を発光することが可能な赤色、緑色、青色のＬＥＤを備えていることが好ましい。なお、本実施例１においては、上述したラインセンサの他にも、両面反射／両面透過型のラインセンサを適用することも可能である。
【００３４】
図１の説明に戻り、磁気センサ２１は、紙幣の磁気を測定するセンサであり、該磁気センサ２１により紙幣に印刷されているインク等の磁気のセンシングを行い、その結果を磁気センサ情報として生成する。なお、磁気センサは１つに限らず、複数個であってもよく、さらに複数の磁気センサが一体となったアレイ状のものでもよい。
【００３５】
厚みセンサ２２は、紙幣の厚みを測定するセンサであり、該厚みセンサ２２により紙幣の厚みのセンシングを行い、その結果を厚みセンサ情報として生成する。なお、厚みセンサ２２としては、透過型の光センサやメカ式のセンサなどを用いることができる。ＵＶセンサ２３は、紙幣に紫外線を照射して反射する可視光量や透過する紫外線量のセンシングを行い、その結果をＵＶセンサ情報として生成するセンサである。
【００３６】
識別部３０は、紙幣の金種及び真偽を識別する処理部であり、合成画像生成部３１と、金種・真偽識別部３２とを有する。合成画像生成部３１は、ラインセンサ１１や磁気センサ２１及びＵＶセンサ２３で読み取った入力画像を所定の方法で合成して合成画像を生成する。具体的な画像合成方法は後述する。
【００３７】
金種・真偽識別部３２は、合成画像生成部３１で生成した各種の入力画像から合成した入力合成画像と、あらかじめ記憶部４０に登録された登録合成画像４１とを比較することによって、入力合成画像に対する金種及び真偽の識別を行なう処理部である。登録合成画像４１は、入力画像と同一の方式で生成した判定候補となる紙幣の合成画像である。
【００３８】
記憶部４０は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等の記憶デバイスであり、登録合成画像４１を記憶する。登録合成画像４１は、判定の対象となる紙幣ごとに、紙幣の真券の合成画像情報と紙幣の種類表裏、画像読み込み方向とを対応付けたデータである。登録合成画像４１は入力画像と同一の方法で生成され、あらかじめ記憶部４０に判定対象となる紙幣の種類分登録しておくことを前提とする。
【００３９】
図４は、紙幣の入力画像を説明するための説明図である。図４に示した紙幣の入力画像は、図１に示したラインセンサ１１、磁気センサ２１及びＵＶセンサ２３を使用して取得することのできる画像の具体例である。
【００４０】
図４（ａ）に示す反射Ｒ成分画像は、反射用の光源からの光を紙幣に照射しその反射光をイメージラインセンサで読み取った反射画像のＲＧＢ成分中のＲ成分である。図４（ｂ）に示す赤外１画像は、第１の赤外光用の光源からの光を紙幣に照射しその反射光をイメージラインセンサで読み取った反射画像である。
【００４１】
図４（ｃ）に示す赤外２画像は、第１の赤外光用の光源とは波長の異なる第２の赤外光用の光源からの光を紙幣に照射しその反射光をイメージラインセンサで読み取った反射画像である。
【００４２】
図４（ｄ）に示す透過Ｒ成分画像は、透過光用の光源からの光を紙幣に照射しその透過光をイメージラインセンサで読み取った透過画像のＲＧＢ成分中のＲ成分である。図４（ｅ）に示す蛍光Ｒ成分画像は、紫外光を紙幣に照射しその反射光をイメージラインセンサで読み取った反射画像のＲＧＢ成分中のＲ成分である。図４（ｆ）に示す磁気画像は、紙幣を磁気センサで読み取った画像である。本発明では紙幣を識別するための情報として多種の画像データを使用するが、その画像の種類を図４の範囲に限定するものではない。
【００４３】
図５は、本発明の本実施例１にかかる紙幣識別処理の概念図である。本実施例１にかかる紙幣識別処理では、紙幣識別装置の各種センサにより読み取った画像を縮小したうえで結合して入力合成画像を生成する。図５では、説明の便宜上、各種センサにより読み取った画像のうち、反射Ｒ成分画像、赤外１画像、透過Ｂ成分画像及び反射Ｇ成分画像を結合する場合を示している。この４つの画像それぞれを同じ倍率で縮小して、反射Ｒ成分画像から画像Ａ１を生成し、赤外１画像から画像Ａ２を生成し、透過Ｂ成分画像から画像Ａ３を生成し、反射Ｇ成分画像から画像Ａ４を生成する。
【００４４】
縮小によって生成された画像Ａ１〜４を結合することによって、入力合成画像を合成する。この合成は画像Ａ１〜４のそれぞれの画像には何も加工はせずに画像イメージの結合だけを実施したものである。
【００４５】
登録合成画像には判別対象となるすべての紙幣に対する合成画像が含まれている。それぞれの登録合成画像は前述した入力合成画像の合成と同じ手順であらかじめ生成されたものであり、同一の紙幣に対しても紙幣の表面に対する合成画像と裏面に対する合成画像とがそれぞれ登録されている。また同一紙幣の一方の面に対する合成画像についても、イメージのスキャン方向ごとの合成画像が登録されている。登録合成画像の情報は登録合成画像のイメージ情報に関連付けられる形式で紙幣の種類、表裏情報、スキャン方向等の情報を併せて保有している。
【００４６】
４つの入力画像から合成した入力合成画像とあらかじめ登録しておいた登録合成画像から、画素ごとの差異で構成される差分画像を生成する。登録画像がｍ個あるのであれば、ｍ個の差分画像を生成し、そのｍ個の差分画像から算出した画像間の差異のなかで最も小さい登録合成画像で紙幣の種類を判別し、その差異が特定のしきい値よりも小さい場合には真券であると判断する。具体的な差分画像の生成方法や差分画像を基にした金種及び真偽の識別方法については後述する。
【００４７】
図５に示す本発明の本実施例１の処理概念の説明では、便宜上反射Ｒ成分画像、赤外１画像、透過Ｂ成分画像及び反射Ｇ成分画像の４つの画像を使用して紙幣識別を行う場合について説明したが、本発明では画像の種類や画像の枚数を限定するものではない。実際には画像の種類には光学イメージデータ、磁気イメージデータ、紫外照射蛍光イメージデータ、紫外照射燐光イメージデータ、アンチストーク、赤外照射赤外蛍光イメージデータ、メタル検知イメージデータ、超音波での減衰率イメージデータ、スペクトルイメージデータ、偏光反射イメージデータ、光学可変イメージデータなどを使って、識別対象の紙幣の特徴をとらえるために有効なイメージデータを使用して紙幣識別処理を実施する。
【００４８】
また本実施例１では、４つの画像を同じ倍率で縮小する場合について説明したが、画像合成に使用する元の入力画像の種類によって画像の縮小率を異ならせてもよい。具体的には、紙幣を識別するにあたって重要度の高い画像に関しては縮小率を小さくして合成する。このように縮小率を異ならせることで画像の重要度を識別の判断基準に含めることができる。
【００４９】
図６は、本発明の本実施例１にかかる紙幣識別処理で使用する合成画像の生成手順を示すためのフローチャートである。まず、図１のラインセンサ１１、磁気センサ２１及びＵＶセンサ２３により紙幣の識別に関わる複数の画像を取得する（ステップＳ１０１）。次にそれぞれの画像を所定の倍率で縮小する（ステップＳ１０２）。さらにステップＳ１０２で得られた画像を所定の切り合わせルールに基づいて合成して合成画像を生成する（ステップＳ１０３）。
【００５０】
図６に示した合成画像の生成手順は、図５の入力合成画像の生成と図５の複数存在する登録合成画像生成に同様に適用される。本実施例１ではステップＳ１０１で取得する画像の種類や画像数は特定しない。またステップＳ１０２の画像の縮小については、上述したように画像の種類に応じて縮小倍率を変更することも可能であり、縮小倍率の変更によって画像の種類ごとに、紙幣識別における重み付けを行なうことができる。
【００５１】
図７は、本発明の本実施例１にかかる紙幣識別処理手順を説明するためのフローチャートである。合成画像生成部３１は、ラインセンサ１１、磁気センサ２１、厚みセンサ２２及びＵＶセンサ２３により取得される複数の画像から、図６で示した手順に従って入力合成画像を生成する（ステップＳ２０１）。入力合成画像をＦと表し、横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＦ（ｉ，ｊ）と表すものとする。
【００５２】
次に入力合成画像Ｆと記憶部４０に登録されている複数の登録合成画像とのそれぞれの差分の算定手順を説明する。まずｍに１を設定し（ステップＳ２０２）、以降ｍが登録合成画像数になるまで次に説明するステップＳ２０３からステップＳ２０８を繰り返すことによって、すべての登録合成画像と入力合成画像との差分を算定し、算定したすべての差分値を一時的に記憶部４０に記録する。
【００５３】
次にステップＳ２０３からステップＳ２０８の処理を説明する。ｍ番目の登録合成画像をＧｍと表し、登録合成画像Ｇｍの横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＧｍ（ｉ，ｊ）と表すものとする。金種・真偽識別部３２は記憶部４０に登録されているｍ番目の登録合成画像Ｇｍを読みだす（ステップＳ２０３）。次にＧｍとステップＳ２０１で生成した入力合成画像Ｆの差分画像Ｄｍを生成する。差分画像Ｄｍの横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＤｍ（ｉ，ｊ）と表すものとし、Ｇｍ（ｉ，ｊ）はＧｍ（ｉ，ｊ）−Ｆ（ｉ，ｊ）の絶対値とし、すべての画素Ｄｍ（ｉ，ｊ）の値を算出することにより、差分画像Ｄｍを生成する（ステップ２０４）。
【００５４】
次に金種・真偽識別部３２は、差分画像Ｄｍより画像間距離Ｌｍを算出する。画像間距離Ｌｍは差分画像Ｄｍの各画素値の合計値と定義し、画像間距離ＬｍをＬｍ＝ΣＤｍ（ｉ，ｊ）により算定する（ステップＳ２０５）。また入力合成画像Ｆや登録合成画像Ｄｍの中で紙幣の真偽判定に使用する特定の領域の差分を領域間距離Ｌ'ｍとして、領域間距離Ｌ'ｍをその差分画像Ｄｍの中の特定領域に対する画素値の合計と定義し、画像間距離Ｌ'ｍをＬ'ｍ＝ΣＤｍ（ｉ，ｊ）で算定する（ステップＳ２０６）。算定された画像間距離Ｌｍと領域間距離Ｌ'ｍはｍとセットで一時的に記憶部４０に記憶される。
【００５５】
次にｍを１加算して（ステップＳ２０７）、ｍの値と登録されている合成画像数とを比較する（ステップＳ２０８）。ｍが登録合成画像数を超えていない場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）には、１カウントアップされたｍに対してステップＳ２０３からステップ２０７の処理を繰り返す。ｍが登録合成画像数を超えている（ステップＳ２０８；Ｎｏ）場合には、記憶部４０に記憶されているそれぞれの登録合成画像に対する画像間距離Ｌｍの最小値をみつけ、入力合成画像Ｆに含まれる紙幣の金種はその最小の画像間距離Ｌｍに対する登録合成画像Ｇｍの金種であると判定する（ステップＳ２０９）。
【００５６】
次に金種・真偽識別部３２は、ステップＳ２０９で最小であると判定した画像間距離Ｌｍの同じｍに対する領域間距離Ｌ'ｍと真偽判定のしきい値との比較を実施する（ステップＳ２１０）。領域間距離Ｌ'ｍがしきい値以下である場合（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）には、入力合成画像Ｆの基となった紙幣は真券であると判定し（ステップＳ２１１）、領域間距離Ｌ'ｍがしきい値より大きい場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）には、入力合成画像Ｆの基となった紙幣は偽券であると判定する（ステップＳ２１２）。
【００５７】
上述してきたように、本実施例１では、紙幣識別の判定に関わる各種センサにより取得した画像の入力合成画像と予め登録した紙幣の登録合成画像との差分画像の生成を一度の処理で行い、差分画像を基に金種及び真偽を識別するよう構成したため、効率的かつ高速に紙幣の金種及び真偽を識別することができる。
【００５８】
なお、上記実施例１では、正損券の判定手順については例示していないが、図７のステップＳ２０６で真偽判定用の領域間距離を算定したのと同様に、正損判定用に有効な領域を定めて正損の判定用の別の領域間距離を算定しておき、同様にしきい値との関係によって正損券の判定を含めることも可能である。
【実施例２】
【００５９】
ところで、上記実施例１では、紙幣の金種、真偽及び正損の判定の為の画像として、各種センサにより取得される複数種類の画像を縮小し、縮小した複数種類の画像を結合して合成画像とする点が特徴であった。実施例１において画像を縮小したのは、全ての画像を各種センサで取得した元の画像のままでつなぎ合わせると、合成画像が大きくなりすぎてしまうことによって処理に時間がかかりすぎてしまうためである。しかし画像を縮小することによって紙幣識別においてポイントとなる領域の画像についても縮小されてしまうことになり紙幣識別の精度の低下も懸念される。本実施例２は合成画像の比較によって紙幣の金種、真偽及び正損の判定を行うという点においては同じであるが、実施例１で懸念される紙幣識別の精度を確保することを考慮した合成画像の生成ルールに違いがある。
【００６０】
図８は、本発明の本実施例２にかかる紙幣識別処理の概念図である。紙幣識別装置は、実施例１と同様に複数種類の画像を取得した後、取得した複数種類の画像のそれぞれから特定の領域を切り出して結合することで合成画像を生成する。
【００６１】
図８は、反射Ｒ成分画像、赤外１画像、赤外２画像、透過Ｒ成分画像、蛍光Ｒ成分画像及び磁気画像を読み取り、それぞれの画像の特定の領域を切りだして結合した場合を示している。
【００６２】
具体的には、反射Ｒ成分画像からその画像の中の一部の画像である領域Ｃ１の画像を切り出す。この切り出した領域Ｃ１の画像については縮小や諧調を落とすような画像の変更処理は実施しない。同様に赤外１画像からは領域Ｃ２の画像を切り出し、赤外２画像からは領域Ｃ３の画像を切り出し、透過Ｒ成分画像からは領域Ｃ４及び領域Ｃ５の画像を切り出し、蛍光Ｒ成分画像からは領域Ｃ６の画像を切り出し、磁気画像からは領域Ｃ７の画像を切り出す。
【００６３】
この切り出した反射Ｒ成分画像の領域Ｃ１と、赤外１画像の領域Ｃ２と、赤外２画像の領域Ｃ３と、透過Ｒ成分画像の領域Ｃ４及び領域Ｃ５と、蛍光Ｒ成分画像の領域Ｃ６と、磁気画像の領域Ｃ７とを所定のルールに従って切り貼りをして入力合成画像を生成する。
【００６４】
登録合成画像には判別対象となるすべての紙幣に対する合成画像が含まれている。それぞれの登録合成画像は前述した入力合成画像の合成と同じ手順であらかじめ生成されたものであり、同一の紙幣に対しても紙幣の表面に対する合成画像と裏面に対する合成画像とが登録されている。また同一紙幣の一方の面に対する合成画像についても、イメージのスキャン方向ごとの合成画像が登録されている。登録合成画像の情報は登録合成画像のイメージ情報に関連付けられる形式で紙幣の種類、表裏情報、スキャン方向等の情報を併せて保有している。
【００６５】
本実施例２に係る紙幣識別装置は、６つの入力画像から合成した入力合成画像とあらかじめ登録しておいた登録合成画像から、画素ごとの差異で構成される差分画像を生成する。登録画像がｍ個あるのであれば、ｍ個の差分画像を生成し、そのｍ個の差分画像から算出した画像間の差異のなかで最も小さい登録合成画像で紙幣の種類を判別し、その差異が特定のしきい値よりも小さい場合には真券であると判断する。具体的な差分画像の生成方法や差分画像を基にした金種及び真偽の識別方法については後述する。
【００６６】
図８に示す本発明の本実施例２の処理概念の説明では、便宜上反射Ｒ成分画像、赤外１画像、赤外２画像、透過Ｒ成分画像、蛍光Ｒ成分画像及び磁気画像の６つの画像を使用して紙幣識別を行うことを説明したが、本発明では画像の種類や画像の枚数を限定するものではない。実際には画像の種類には光学イメージデータ、磁気イメージデータ、紫外照射蛍光イメージデータ、紫外照射燐光イメージデータ、アンチストーク、赤外照射赤外蛍光イメージデータ、メタル検知イメージデータ、超音波での減衰率イメージデータ、スペクトルイメージデータ偏光反射イメージデータ及び光学可変イメージデータ等を使って、識別対象の紙幣の特徴をとらえるために有効なイメージデータを使用して紙幣識別処理を実施する。
【００６７】
また本実施例２では、便宜上反射Ｒ成分画像の領域Ｃ１、赤外１画像の領域Ｃ２、赤外２画像の領域Ｃ３、透過Ｒ成分画像の領域Ｃ４及び領域Ｃ５、蛍光Ｒ成分画像の領域Ｃ６並びに磁気画像の領域Ｃ７としているが、判定対象となる紙幣の特徴によってどの種類の画像のどの領域にするかを決定すべきもので、同一の画像から複数個所を切り出しても構わない。実施例１の合成イメージが画像の全体を張り合わせると合成画像が大きくなりすぎてしまうことから、張り合わせるそれぞれの画像を縮小することによって合成画像の大きさを小さく抑えていたのに対して、実施例２ではそれぞれの画像を縮小してしまうことによって特徴があいまいになってしまうことを回避するために、それぞれの画像の中で紙幣判別に有効な部分のみを切り出すことによって、合成画像の大きさを大きくならないように抑制するとともに、紙幣の特徴の出る領域のみからの合成画像を生成することとした。
【００６８】
図９は、本発明の本実施例２にかかる紙幣識別処理で使用する合成画像の生成手順を示すためのフローチャートである。まず、図１のラインセンサ１１、磁気センサ２１及びＵＶセンサ２３により紙幣の識別に関わる複数の画像を取得する（ステップＳ３０１）。次にそれぞれの画像の所定の領域を切り出す（ステップＳ３０２）。さらにステップＳ３０２で得られた画像を所定の切り合わせルールに基づいて合成して合成画像を生成する（ステップＳ３０３）。
【００６９】
図９に示した合成画像の生成手順は、図８の入力合成画像の生成と図８の複数存在する登録合成画像の生成とに同様に適用される。本実施例２はステップＳ３０１で取得する画像の種類や画像数は特定しない。またステップＳ３０３の画像の切り合わせルールについては、切り出した画像の種類に応じて同一画像を複数回を貼り合わせることも可能であり、同一画像を複数回を貼り合わせることによって切り出し画像ごとに、紙幣識別における重み付けを行なうことができる。
【００７０】
図１０は、本発明の本実施例２にかかる紙幣識別処理手順を説明するためのフローチャートである。合成画像生成部３１は、ラインセンサ１１、磁気センサ２１、厚みセンサ２２及びＵＶセンサ２３から取得される複数の画像から、図９で示した手順で入力合成画像を生成する（ステップＳ４０１）。入力合成画像をＦと表し、横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＦ（ｉ，ｊ）と表すものとする。
【００７１】
次に入力合成画像Ｆと記憶部４０に登録されている複数の登録合成画像とのそれぞれの差分の算定手順を説明する。まずｍに１を設定し（ステップＳ４０２）、以降ｍが登録合成画像数になるまで次に説明するステップＳ４０３からステップＳ４０８を繰り返すことによって、すべての登録合成画像と入力合成画像との差分を算定し、その算定したすべての差分値を一時的に記憶部４０に記録する。
【００７２】
次にステップＳ４０３からステップＳ４０８の処理を説明する。ｍ番目の登録合成画像をＧｍと表し、登録合成画像Ｇｍの横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＧｍ（ｉ，ｊ）と表すものとする。金種・真偽識別部３２は記憶部４０に登録されているｍ番目の登録合成画像Ｇｍを読みだす（ステップＳ４０３）。次にＧｍとステップＳ４０１で生成した入力合成画像Ｆの差分画像Ｄｍを生成する。差分画像Ｄｍの横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＤｍ（ｉ，ｊ）と表すものとし、Ｇｍ（ｉ，ｊ）はＧｍ（ｉ，ｊ）−Ｆ（ｉ，ｊ）の絶対値とし、すべての画素Ｄｍ（ｉ，ｊ）の値を算出することにより、差分画像Ｄｍを生成する（ステップ４０４）。
【００７３】
次に金種・真偽識別部３２は差分画像Ｄｍより画像間距離Ｌｍを算出する。画像間距離Ｌｍは差分画像Ｄｍの各画素値の合計値と定義し、画像間距離ＬｍをＬｍ＝ΣＤｍ（ｉ，ｊ）で算定する（ステップＳ４０５）。また入力合成画像Ｆや登録合成画像Ｄｍの中で紙幣の真偽判定に使用する特定の領域の差分を領域間距離Ｌ'ｍとして、領域間距離Ｌ'ｍをその差分画像Ｄｍの中の特定領域に対する画素値の合計と定義し、画像間距離Ｌ'ｍをＬ'ｍ＝ΣＤｍ（ｉ，ｊ）で算定する（ステップＳ４０６）。算定された画像間距離Ｌｍと領域間距離Ｌ'ｍはｍとセットで一時的に記憶部４０に記憶される。
【００７４】
次にｍを１加算して（ステップＳ４０７）、ｍの値と登録されている合成画像数とを比較する（ステップＳ４０８）。ｍが登録合成画像数を超えていない場合（ステップＳ４０８；Ｙｅｓ）には、１カウントアップされたｍに対してステップＳ４０３からステップ４０７の処理を繰り返す。ｍが登録合成画像数を超えている（ステップＳ４０８；Ｎｏ）場合には、記憶部４０に記憶されているそれぞれの登録合成画像に対する画像間距離Ｌｍの最小値をみつけ、入力合成画像Ｆに含まれる紙幣の金種はその最小の画像間距離Ｌｍに対する登録合成画像Ｇｍの金種であると判定する（ステップＳ４０９）。
【００７５】
次に金種・真偽識別部３２は、ステップＳ４０９で最小であると判定した画像間距離Ｌｍの同じｍに対する領域間距離Ｌ'ｍと真偽判定のしきい値との比較を実施し（ステップＳ４１０）、領域間距離Ｌ'ｍがしきい値以下である場合（ステップＳ４１０；Ｙｅｓ）には、入力合成画像Ｆの基となった紙幣は真券であると判定し（ステップＳ４１１）、領域間距離Ｌ'ｍがしきい値より大きい場合（ステップＳ４１０；Ｎｏ）には、入力合成画像Ｆの基となった紙幣は偽券であると判定する（ステップＳ４１２）。
【００７６】
上述してきたように、本実施例２によれば、使用する合成画像の生成方法について、各種センサで取得した画像の中で紙幣判別のポイントとなる部分のみを切り出して結合することによって、合成画像のサイズが大きくなることを抑制しつつ、紙幣判定のポイントとなる画像を縮小等の処理で間引くことなく合成画像に反映するようにしているので、効率的かつ高速に、高い精度で紙幣の金種及び真偽を識別することができる。
【００７７】
なお、上記実施例２でも、正損券の判定手順については例示していないが、図１０のステップＳ４０６で真偽判定用の領域間距離を算定したのと同様に、正損判定用に有効な領域を定めて正損の判定用の別の領域間距離を算定しておき、同様にしきい値との関係によって正損券の判定を含めることも可能である。
【実施例３】
【００７８】
ところで、上記実施例１及び２では、紙幣の金種、真偽及び正損の判定の為の画像として、各種センサで取得される複数種類の画像を縮小した画像や部分的な切り出しを行った画像を貼り合わせることで合成画像のサイズが大きくなることを抑制してきた。実施例３では合成画像の生成方式に関して違いがあり、各種センサで取得される多諧調のイメージの諧調を落として合成画像を生成するという方式としている。実施例３では元の画像の諧調を落とした画像で合成画像を生成することで合成画像のサイズが大きくなることを抑制する。
【００７９】
図１１は、本発明の本実施例３にかかる紙幣識別処理の概念図である。紙幣識別装置は、実施例１及び２と同様に複数種類の画像を取得した後、取得した複数種類の画像のそれぞれを二値化して合成する。
【００８０】
図１１は、反射Ｒ成分画像、反射Ｇ成分画像、反射Ｂ成分画像、赤外１画像、赤外２画像、透過Ｒ成分画像、蛍光Ｒ成分画像及び磁気画像を読み取って合成画像を生成した場合を示している。
【００８１】
本実施例３にかかる紙幣識別装置は、読み取った反射Ｒ成分画像を二値化して画像Ｂ１を生成し、反射Ｇ成分画像を二値化して画像Ｂ２を生成し、反射Ｂ成分画像を二値化して画像Ｂ３を生成し、赤外１画像を二値化して画像Ｂ４を生成し、赤外２画像を二値化して画像Ｂ５を生成し、透過Ｒ成分画像を二値化して画像Ｂ６を生成し、蛍光Ｒ成分画像を二値化して画像Ｂ７を生成し、磁気画像を二値化して画像Ｂ８を生成する。このように二値化するとそれぞれの画像の一つの画素は「１」又は「０」の１ビットで表せる情報となる。
【００８２】
二値化で得られたｋ番目（ｋ＝１〜８）の画像の横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＦｋ（ｉ，ｊ）と表し、入力合成画像をＦと表し、その合成画像Ｆの横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＦ（ｉ，ｊ）と表したとすると、合成に使用する元の画像が８つであればＦ（ｉ，ｊ）は１バイト＝８ビットで表現することができる。二値化した８つの画像のそれぞれの画素Ｆｋ（ｉ，ｊ）をＦ（ｉ，ｊ）のｂｉｔｋに入れることによって合成画像のすべての画素値を算出し、すなわちこれにより入力合成画像Ｆを生成する。
【００８３】
登録合成画像には判別対象となるすべての紙幣に対する合成画像が含まれている。それぞれの登録合成画像は前述した入力合成画像の合成と同じ手順であらかじめ生成されたものであり、同一の紙幣に対しても紙幣の表面に対する合成画像と裏面に対する合成画像とが登録されている。また同一紙幣の一方の面に対する合成画像についても、イメージのスキャン方向ごとの合成画像が登録されている。登録合成画像の情報は登録合成画像のイメージ情報に関連付けられる形式で紙幣の種類、表裏情報、スキャン方向等の情報を併せて保有している。
【００８４】
本実施例３にかかる紙幣識別装置は、８つの入力画像から合成した入力合成画像とあらかじめ登録しておいた登録合成画像から、画素ごとの差異で構成される差分画像を生成する。入力合成画像と登録合成画像の各画素値は「０」又は「１」であるので、差分画像の各画素値は対応する入力合成画像の画素値と登録合成画像の画素値との排他的論理和となる。
【００８５】
登録画像がｍ個あるのであれば、ｍ個の差分画像を生成し、そのｍ個の差分画像から算出した画像間の差異のなかで最も小さい登録合成画像で紙幣の種類を判別し、その差異が特定のしきい値よりも小さい場合には真券であると判断する。具体的な差分画像の生成方法や差分画像を基にした金種及び真偽の識別方法については後述する。
【００８６】
図１１に示す本発明の本実施例３の処理概念の説明では、便宜上反射Ｒ成分画像、反射Ｇ成分画像、反射Ｂ成分画像、赤外１画像、赤外２画像、透過Ｒ成分画像、蛍光Ｒ成分画像及び磁気画像の８つの画像を使用して紙幣識別を行うことを説明したが、本発明では画像の種類や画像の枚数を限定するものではない。実際には画像の種類には光学イメージデータ、磁気イメージデータ、紫外照射蛍光イメージデータ、紫外照射燐光イメージデータ、アンチストーク、赤外照射赤外蛍光イメージデータ、メタル検知イメージデータ、超音波での減衰率イメージデータ、スペクトルイメージデータ偏光反射イメージデータ及び光学可変イメージデータ等を使って、識別対象の紙幣の特徴をとらえるために有効なイメージデータを使用して紙幣識別処理を実施する。
【００８７】
また本実施例３では、８つの画像を全て二値化する場合について説明するが、画像合成に使用する元の入力画像の種類によって、紙幣識別するにあたって重要な画像に関しては４諧調や８諧調等として他の画像より情報量の大きい状態で合成することも可能である。こうすることによって画像の重要度を識別の判断基準に含めることができる。
【００８８】
図１２は、本発明の本実施例３にかかる紙幣識別処理で使用する合成画像の生成手順を示すためのフローチャートである。まず、図１のラインセンサ１１、磁気センサ２１及びＵＶセンサ２３により紙幣の識別に関わる複数の画像を取得する（ステップＳ５０１）。すべての取得した合成対象の画像を二値化し（ステップＳ５０２）、二値化したすべての画像を記憶部４０に一時的に記憶する（ステップＳ５０３）。ｋに初期値として１を設定し（ステップＳ５０４）、ステップＳ５０５からステップＳ５０８の処理をすべての二値化された画像に対して実施する。
【００８９】
まず記憶部４０に一時記憶されたｋ番目の二値画像を読み出す（ステップＳ５０５）。二値化で得られたｋ番目の画像の横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＦｋ（ｉ，ｊ）と表し、合成画像をＦと表し、その合成画像Ｆの横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値をＦ（ｉ，ｊ）と表すとする。ｋ番目の画像Ｆｋのすべての画素値を、合成画像Ｆのすべての画素値のｋ番目のビットにコピーする（ステップＳ５０６）。これによりｋ番目の二値画像の横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値は、合成画像Ｆの横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素値のｋ番目のビットに反映される。
【００９０】
次にｋに１を加算して（ステップＳ５０７）、ｋが二値化画像の数を超えたかどうかを判断する（ステップＳ５０８）。ｋが二値化画像の数を超えていない場合、つまり未処理の二値化画像がある場合（ステップＳ５０８；Ｙｅｓ）には、ステップＳ５０５に戻って未処理の二値化画像に関する処理を繰り返す。ｋが二値化画像の数を超えている場合、つまり未処理の二値化画像が残っていない場合（ステップＳ５０８；Ｎｏ）には合成画像Ｆの生成を終了する。
【００９１】
図１２に示した生成手順は、図１１の入力合成画像の生成と図１１の複数存在する登録合成画像生成に同様に適用される。本実施例３ではステップＳ５０１で取得する画像の種類や画像数を限定するものではない。合成の元となる画像数が多くなれば合成画像の画素値を表現するビット数を多くすればよく、本実施例３では合成画像の画素値のビット数を制限しない。
【００９２】
図１３は、本発明の本実施例３にかかる紙幣識別処理手順を説明するためのフローチャートである。本フローチャートを説明するために入力合成画像や登録合成画像や差分画像の構成データの表し方について次のように定義する。入力合成画像はＦと表し、その横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素の画素値をＦ（ｉ，ｊ）と表し、Ｆ（ｉ，ｊ）の画素値のｋ番目のビットの値をＦｋ（ｉ，ｊ）と表す。またｍ番目の登録合成画像をＧｍと表しその横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素の画素値をＧｍ（ｉ，ｊ）と表し、その画素値のＧｍ（ｉ，ｊ）のｋ番目のビットの値をＧｍｋ（ｉ，ｊ）と表す。また入力画像Ｆとｍ番目の合成画像Ｇｍとの差分画像をＤｍと表し、その横方向にｉ番目で縦方向にｊ番目の画素の画素値をＤｍ（ｉ，ｊ）と表し、その画素値のＤｍ（ｉ，ｊ）のｋ番目のビットの値をＤｍｋ（ｉ，ｊ）と表記するものとする。
【００９３】
合成画像生成部３１はラインセンサ１１、磁気センサ２１、厚みセンサ２２及びＵＶセンサ２３から取得される複数の画像から、図１２で示した手順に従って入力合成画像を生成する（ステップＳ６０１）。
【００９４】
次に入力合成画像Ｆと記憶部４０に登録されている複数の登録合成画像とのそれぞれの差分値の算定手順を説明する。まずｍに１を設定し（ステップＳ６０２）、以降ｍが登録合成画像数になるまで次に説明するステップＳ６０３からステップＳ６１１を繰り返すことによって、すべての登録合成画像と入力合成画像との差分を算定し、その算定したすべての差分値を一時的に記憶部４０に記録する。
【００９５】
まず記憶部４０に記憶されている登録合成画像Ｇｍを読み出す（ステップＳ６０３）。読み込んだ登録合成画像Ｇｍと入力合成画像Ｆの差分画像Ｄｍについては、ビットごとにステップＳ６０５からステップＳ６０９の処理を繰り返すことによってビット別の距離Ｌｍｋを算出する。まず初期処理としてｋに１セットし（ステップＳ６０４）、入力合成画像Ｆとｍ番目の登録合成画像との画像距離Ｌｍを初期化して０を設定する（ステップＳ６０５）。
【００９６】
差分画像の画素Ｄｍのすべての画素のｋビット目の値Ｄｍｋ（ｉ，ｊ）は、Ｇｍｋ（ｉ，ｊ）−Ｆｋ（ｉ，ｊ）の絶対値を入れる（ステップＳ６０６）。すべてのｉとｊに関してΣＤｍｋ（ｉ，ｊ）を計算した値は、入力画像Ｆとｍ番目の登録合成画像Ｇｍの各画素のｋ番目のビットが不一致となっている画素数Ｌｍｋとなる（ステップＳ６０７）。この画素数Ｌｍｋは、Ｌｍに加算される（ステップＳ６０８）。ｋの値に１を加算し（ステップＳ６０９）、ｋの値と処理対象のビット数とを比較する（ステップＳ６１０）。
【００９７】
比較の結果、ｋの値が処理対象のビット数を超えてなければ（ステップＳ６１０；Ｙｅｓ）、ステップＳ６０６に戻り次のビットの処理を繰り返す。ｋの値が処理対象のビット数を超えているならば（ステップＳ６１０；Ｎｏ）、ｍ番目の登録合成画像と入力合成画像Ｆとの画像間距離Ｌｍの算出を終了し、その時点でＬｍに入っている値を一時的に記憶部４０に記憶する。
【００９８】
次にｍに１を加算し（ステップＳ６１１）、ｍと記憶部４０に登録されている登録画像数とを比較し（ステップＳ６１２）、ｍが記憶部４０に登録されている登録画像数以下であるならば（ステップＳ６１２；Ｙｅｓ）、ステップＳ６０３に戻り次の登録合成画像Ｇｍと入力合成画像Ｆとの画像間距離Ｌｍの算出を繰り返す。またｍが記憶部４０に登録されている登録画像数以下であるならば（ステップＳ６１２；Ｎｏ）、すべての登録合成画像と入力合成画像との画像間距離の算定が終了しており、入力合成画像Ｆの金種は記憶部４０に記憶された画像間距離が最小値である登録合成画像の金種であると判定する（ステップＳ６１３）。
【００９９】
入力合成画像Ｆから真偽の判定に関しては、最小となった画像間距離Ｌｍは所定との比較（ステップＳ６１４）で判断する。最小の画像間距離Ｌｍが所定のしきい値以下である場合（ステップＳ６１４；Ｙｅｓ）には入力合成画像Ｆに対する判定対象の紙幣は真券であると判定（ステップＳ６１５）し、最小の画像間距離Ｌｍがしきい値より大きい場合には入力合成画像Ｆに対する紙幣は偽券であると判定する（ステップＳ６１６）。
【０１００】
なお、図１３に示したステップのうち、ステップＳ６０４〜Ｓ６１０に代えて、Ｇｍ（ｉ，ｊ）とＦ（ｉ，ｊ）の排他的論理和（ＸＯＲ）を求めて得られた「１」の数を画像間距離Ｌｍとする処理を用いてもよい。
【０１０１】
上述してきたように、本実施例３によれば、実施例１や実施例２と使用する合成画像の生成方法や合成画像の比較方法について違いはあるものの、紙幣識別の判定に関わる各種センサで取得した画像の入力合成画像と事前に同じ手順で登録した判定の対象となる紙幣の登録合成画像の差分画像の生成を一度の処理で行い、その差分画像データを基にから金種と真偽を識別できるよう構成したため、効率的かつ高速にその金種及び真偽を識別することができる。
【０１０２】
なお、上記実施例３では、実施例１や２のような領域間距離は定義しなかったが、画像間の距離を真偽の判定に有効な入力画像に対する特定のビットでのみで算出した領域画像を定義することも可能で、そのようにして算定された領域間距離とそのしきい値との関係によって真偽の判定をすることも可能である。
【０１０３】
なお、上記実施例３では、正損券の判定手順については例示していないが、真偽判定用の画像間距離のしきい値をもって真偽を判定したのと同様に、正損判定用の閾値の設定をすることによって、そのしきい値との関係によって正損券の判定を含めることも可能である。また画像間の距離を正損の判定に有効な入力画像に対する特定のビットでのみで算出した領域画像を定義することも可能で、そのようにして算定された正損用の領域間距離とそのしきい値との関係によって正損の判定をすることも可能である。
【０１０４】
また、上記実施例１〜３では、紙幣識別装置１が登録合成画像を生成して記憶部に格納制御する構成について説明したが、紙幣識別装置１による登録合成画像の生成は必ずしも必須ではなく、予め記憶した、若しくは外部から取得した登録合成画像を用いるように構成してもよい。かかる構成では、紙幣識別装置１は、入力された紙幣の識別のみをおこなうこととなる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
以上のように、本発明に係る紙幣識別装置、紙幣識別方法及び紙幣識別プログラムは、効率的かつ高速に紙幣の金種、真偽及び正損を識別する場合に適している。
【符号の説明】
【０１０６】
１    紙幣識別装置
１１  ラインセンサ
２１  磁気センサ
２２  厚みセンサ
２３  ＵＶセンサ
３０  識別部
３１  合成画像生成部
３２  金種・真偽識別部
４０  記憶部
４１  登録合成画像
１００、２００  イメージラインセンサ
１１０  発光部
１１１  透過用２波長ＬＥＤアレイ
１１２  ロッドレンズ
１２０  受発光部
１２１  反射用２波長ＬＥＤアレイ
１２２  セルフォック（登録商標）レンズアレイ
１２３  フォトダイオードアレイ
１２４  マルチプレクサ回路
２１０  第１のラインセンサ
２１１、２２２  反射用光源
２１２、２２３  レンズ
２１３、２２４  受光部
２１４、２２５  Ａ／Ｄ変換部
２１５、２２６  遮蔽部
２２０  第２のラインセンサ
２２１  透過用光源
３００  紙幣
【図１】
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【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】
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【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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