(57)【要約】【課題】紙幣等の有価媒体が画像内の様々な位置、様々な向きに写っている場合であっても、該有価媒体を検出することを課題とする。【解決手段】撮像装置７０によって撮像された入力画像を画像処理して、貨幣処理装置１の装置上面に紙幣が存在する場合には、その紙幣の種別を判定する検出処理を行う。具体的には、紙幣が貨幣処理装置１の上面に載置される位置、載置された紙幣方向の如何を問わず、迅速かつ効率的に紙幣の存在を判定、或いは存在する有価媒体の種別を判定し、その結果が操作表示部５１上に表示される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象となる有価媒体を含む入力画像と、該入力画像の比較の対象となる複数の有価媒体の参照画像に係る情報とを用いて、有価媒体を検出する有価媒体検出装置であって、
種別が異なる複数の有価媒体の各参照画像の各特徴点における回転不変の参照特徴量を記憶する記憶部と、
前記入力画像に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出する特徴点検出部と、
前記入力画像の各特徴点における回転不変の入力特徴量を生成する特徴量生成部と、
前記特徴量生成部により生成された前記入力特徴量と、前記記憶部に記憶された参照特徴量とに基づいて、前記有価媒体の存在を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする有価媒体検出装置。
【請求項２】
前記判定部は、記憶部に記憶された種別が異なる複数の前記参照特徴量に基づき、前記有価媒体の有無、或いは種別を判定することを特徴とする請求項１に記載の有価媒体検出装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記有価媒体の種別、位置及び枚数を判定することを特徴とする請求項２に記載の有価媒体検出装置。
【請求項４】
前記記憶部に記憶された参照特徴量は、各参照画像に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出し、検出された各特徴点における回転不変の特徴量であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の有価媒体検出装置。
【請求項５】
前記特徴量生成部は、
前記入力画像内の特徴点の位置に関する方向に基づいて濃度勾配特徴に係る情報を特徴量として生成する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の有価媒体検出装置。
【請求項６】
前記特徴量生成部は、
前記入力画像の各画素における濃度勾配方向を算定する濃度勾配方向算定部と、
前記入力画像内の特徴点の位置を中心点とした円の接線方向で濃度勾配方向を正規化する正規化処理部と、
前記正規化処理部にて正規化された濃度勾配方向を用いて、前記特徴点の位置を中心点とした同心円領域ごとのヒストグラムを前記特徴量として生成するヒストグラム生成部と
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の有価媒体検出装置。
【請求項７】
前記判定部は、
前記入力画像の同心円領域ごとのヒストグラムと、各参照画像の同心円領域ごとのヒストグラムとを、それぞれ対応する同心円の領域ごとに総当たりマッチング処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の有価媒体検出装置。
【請求項８】
前記判定部は、
記憶している参照特徴点の位置関係と、前記入力特徴量が前記参照特徴量と一致する前記入力画像の複数の特徴点の位置関係と、を用いて、前記有価媒体の有無、或いは種別を判定することを特徴とする請求項１〜７に記載の有価媒体検出装置。
【請求項９】
前記判定部は、
複数の参照画像のいずれかについて、該参照画像の各特徴点における回転不変の特徴量が、前記入力画像の各特徴点における回転不変の特徴量に対応する場合に、その他の参照画像についての判定処理を行うことなく、前記有価媒体の種別を判定する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の有価媒体検出装置。
【請求項１０】
少なくとも有価媒体の入出金処理を行う有価媒体処理システムの装置上面を撮像する撮像部をさらに備え、
前記撮像部により撮像された有価媒体の画像を前記有価媒体の入力画像とする
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の有価媒体検出装置。
【請求項１１】
検出対象となる有価媒体を含む入力画像と、該入力画像の比較の対象となる複数の有価媒体の参照画像に係る情報とを用いて、有価媒体を検出する有価媒体検出装置を有する有価媒体検出システムであって、
前記検出対象となる有価媒体を撮像して該有価媒体の入力画像を取得する撮像装置を備え、
前記有価媒体検出装置は、
種別が異なる複数の有価媒体の各参照画像の各特徴点における回転不変の参照特徴量を記憶する記憶部と、
前記入力画像に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出する特徴点検出部と、
前記入力画像の各特徴点における回転不変の入力特徴量を生成する特徴量生成部と、
前記特徴量生成部により生成された前記入力特徴量と、前記記憶部に記憶された参照特徴量とに基づいて、前記有価媒体の存在の有無又は存在する有価媒体の種別を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする有価媒体検出システム。
【請求項１２】
検出対象となる有価媒体の入力画像と、該入力画像の比較の対象となる複数の有価媒体の参照画像に係る情報とを用いて、有価媒体を検出する有価媒体検出装置における有価媒体検出方法であって、
種別が異なる複数の有価媒体の各参照画像の各特徴点における回転不変の参照特徴量を記憶部に格納する格納工程と、
前記入力画像に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出する特徴点検出工程と、
前記入力画像の各特徴点における回転不変の入力特徴量を生成する特徴量生成工程と、
前記特徴量生成工程により生成された前記入力特徴量と、前記記憶部に記憶された参照特徴量とに基づいて、前記有価媒体の存在の有無又は存在する有価媒体の種別を判定する判定工程と
を含んだことを特徴とする有価媒体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣等の有価媒体が画像内の様々な位置、様々な向きに写っている場合であっても、該有価媒体の有無や種別または種別毎の枚数である該有価媒体の存在を検出することができる有価媒体検出装置、有価媒体検出システム及び有価媒体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、銀行等の金融機関には、いわゆる出納機と呼ばれる貨幣処理システムが設けられることが多い。かかる出納機は、バラ紙幣処理装置、束紙幣処理装置、バラ硬貨処理装置、包装硬貨処理装置、有価媒体処理装置、操作表示部及びプリンタ等からなり、硬貨、紙幣、小切手、手形等（以下、「有価媒体」と総称する）の入出金処理及び有価媒体に係る種々の処理を実行する。例えば、特許文献１には、小切手、手形等の有価証券を収納できる有価媒体処理装置を含む貨幣処理システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７１５２３号公報
【特許文献２】特開平８−２１２４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の貨幣処理システムに対して、操作員が、多量の紙幣等の入出金を行う場合や、例えば、束紙幣の出金とバラ紙幣の入金という複数の入出金を行う場合には、操作員が一旦装置上に紙幣等を載置する可能性がある。このような場合に、操作員による紙幣等の取り忘れが生ずると、合計金額が合わなくなる等の問題が生ずる。
【０００５】
特に、かかる紙幣等は、装置上の様々な場所に様々な向きに載置されてしまうため、撮像装置によって撮像された画像内の様々な場所に様々な向きの紙幣が写る可能性がある。ここで、特許文献２を用いて、紙幣の傾きを求め、この傾きを補正した後に基準データと照合する場合には、紙幣が置かれる位置と向きが不明であるために、該紙幣を検出できない可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、紙幣等の有価媒体が画像内の様々な位置、様々な向きに写っている場合であっても、該有価媒体の有無や種別または種別毎の枚数である該有価媒体の存在を検出することができる有価媒体検出装置、有価媒体検出システム及び有価媒体検出方法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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、検出対象となる有価媒体を含む入力画像と、該入力画像の比較の対象となる複数の有価媒体の参照画像に係る情報とを用いて、有価媒体を検出する有価媒体検出装置であって、種別が異なる複数の有価媒体の各参照画像の各特徴点における回転不変の参照特徴量を記憶する記憶部と、前記入力画像に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出する特徴点検出部と、前記入力画像の各特徴点における回転不変の入力特徴量を生成する特徴量生成部と、前記特徴量生成部により生成された前記入力特徴量と、前記記憶部に記憶された参照特徴量とに基づいて、前記有価媒体の存在を判定する判定部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記の発明において、前記判定部は、記憶部に記憶された種別が異なる複数の前記参照特徴量に基づき、前記有価媒体の有無、或いは種別を判定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の発明において、前記判定部は、前記有価媒体の種別、位置及び枚数を判定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の発明において、前記記憶部に記憶された参照特徴量は、各参照画像に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出し、検出された各特徴点における回転不変の特徴量であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記の発明において、前記特徴量生成部は、前記入力画像内の特徴点の位置に関する方向に基づいて濃度勾配特徴に係る情報を前記特徴量として生成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の発明において、前記特徴量生成部は、前記入力画像の各画素における濃度勾配方向を算定する濃度勾配方向算定部と、前記入力画像内の特徴点の位置を中心点とした円の接線方向で濃度勾配方向を正規化する正規化処理部と、前記正規化処理部にて正規化された濃度勾配方向を用いて、前記特徴点の位置を中心点とした同心円領域ごとのヒストグラムを前記特徴量として生成するヒストグラム生成部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記の発明において、前記判定部は、前記入力画像の同心円領域ごとのヒストグラムと、各参照画像の同心円領域ごとのヒストグラムとを、それぞれ対応する同心円の領域ごとに総当たりマッチング処理を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記判定部は、記憶している参照特徴点の位置関係と、前記入力特徴量が前記参照特徴量と一致する前記入力画像の複数の特徴点の位置関係と、を用いて、前記有価媒体の有無、或いは種別を判定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、前記判定部は、複数の参照画像のいずれかについて、該参照画像の各特徴点における回転不変の特徴量が、前記入力画像の各特徴点における回転不変の特徴量に対応する場合に、その他の参照画像についての判定処理を行うことなく、前記有価媒体の種別を判定することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記の発明において、少なくとも有価媒体の入出金処理を行う有価媒体処理システムの装置上面を撮像する撮像部をさらに備え、前記撮像部により撮像された有価媒体の画像を前記検出対象となる有価媒体の入力画像とすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、検出対象となる有価媒体を含む入力画像と、該入力画像の比較の対象となる複数の有価媒体の参照画像に係る情報とを用いて、有価媒体を検出する有価媒体検出システムであって、前記検出対象となる有価媒体を撮像して該有価媒体の入力画像を取得する撮像装置を備え、前記有価媒体検出装置は、種別が異なる複数の有価媒体の各参照画像の各特徴点における回転不変の参照特徴量を記憶する記憶部と、前記入力画像に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出する特徴点検出部と、前記入力画像の各特徴点における回転不変の入力特徴量を生成する特徴量生成部と、前記特徴量生成部により生成された前記入力特徴量と、前記記憶部に記憶された参照特徴量とに基づいて、前記有価媒体の存在の有無又は存在する有価媒体の種別を判定する判定部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、検出対象となる有価媒体の入力画像と、該入力画像の比較の対象となる複数の有価媒体の参照画像に係る情報とを用いて、有価媒体を検出する有価媒体検出装置における有価媒体検出方法であって、種別が異なる複数の有価媒体の各参照画像の各特徴点における回転不変の参照特徴量を記憶部に格納する格納工程と、前記入力画像に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出する特徴点検出工程と、前記入力画像の各特徴点における回転不変の入力特徴量を生成する特徴量生成工程と、前記特徴量生成工程により生成された前記入力特徴量と、前記記憶部に記憶された参照特徴量とに基づいて、前記有価媒体の存在の有無又は存在する有価媒体の種別を判定する判定工程とを含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、紙幣等の有価媒体が画像内の様々な位置、様々な向きに写っている場合であっても、該有価媒体の有無や種別または種別毎の枚数である該有価媒体の存在を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施例１に係る貨幣処理装置の外観構成を示す図である。
【図２】図２は、入力画像の一例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示した貨幣処理装置の内部構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、図３に示した紙幣検出装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、図３に示した紙幣検出装置の処理の概要を説明するための説明図である。
【図６】図６は、図４に示した正規化処理部の処理の概要を説明するための説明図である。
【図７】図７は、操作表示部の表示の一例を示す図である。
【図８】図８は、図４に示した紙幣検出装置における参照特徴量の登録時の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図４に示した紙幣検出装置における検出処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施例２の概念を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、実施例２に係る参照画像の特徴点テーブル及び組合せテーブルを説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、実施例２に係る紙幣検出装置における検出処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施例２に係る入力画像の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例２に係る参照画像との対応付けの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例２に係る角度検証処理の説明図（その１）である。
【図１６】図１６は、実施例２に係る角度検証処理の説明図（その２）である。
【図１７】図１７は、実施例２に係る角度検証処理の説明図（その３）である。
【図１８】図１８は、実施例２に係る角度検証処理の説明図（その４）である。
【図１９】図１９は、実施例２に係る角度検証処理の説明図（その５）である。
【図２０】図２０は、実施例２の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本実施例１に係る有価媒体検出装置、有価媒体検出システム及び有価媒体検出方法の実施例を説明する。本実施例１では、いわゆる出納機と呼ばれる貨幣処理装置の装置上に置かれた有価媒体である紙幣を検出する場合を示すこととする。ここで紙幣の検出とは、入力画像中に紙幣が存在することを検出することであり、具体的には、入力画像中の紙幣の有無または紙幣の種別である金種を判定することによって紙幣を検出することをいう。また、本実施例１では、参照画像及び入力画像が白黒濃淡画像である場合を示すこととする。
【００２２】
＜貨幣処理装置１の外観構成＞
まず、本実施例１に係る貨幣処理装置１の外観構成について説明する。図１は、本実施例１に係る貨幣処理装置１の外観構成を示す図である。同図に示す貨幣処理装置１は、いわゆる出納機と呼ばれる装置であり、所定枚数の紙幣を結束した束紙幣を処理する束紙幣処理部１０と、バラ紙幣を処理するバラ紙幣処理部２０と、所定枚数の硬貨を包装した包装硬貨を処理する包装硬貨処理部３０と、バラ硬貨を処理するバラ硬貨処理部４０とを有する。
【００２３】
束紙幣処理部１０は、結束紙幣出金口１１から結束紙幣を出金する。バラ紙幣処理部２０は、バラ紙幣出金口２２からバラ紙幣を出金処理し、バラ紙幣入金口２１からバラ紙幣を受け付けて入金処理を行う。包装硬貨処理部３０は、包装硬貨出金口３１から包装硬貨を出金処理する。バラ硬貨処理部４０では、バラ硬貨出金口４１からバラ硬貨を出金処理し、バラ硬貨入金口４２からバラ硬貨を受け付けて入金処理する。
【００２４】
また、貨幣処理装置１は、包装硬貨処理部３０及びバラ硬貨処理部４０の上部に、貨幣処理結果等の情報を印字したレシートを発行するためのプリンタ５０と、各種の情報を表示するととともに、貨幣処理に関する操作を受け付けるタッチパネル式の液晶表示装置からなる操作表示部５１と、認証処理時にＩＤカードから認証用データを読み取るためのＩＤカードリーダ５２と、現金以外の有価証券類を投入するための現金外ボックス５３とを備えている。
【００２５】
また、貨幣処理装置１の上部には、棚が設けられている。棚の内部は上下２段、左右２列に区切られており、棚内に４つの収納部が形成されている。各収納部は、現金を運んできたトレイ、他の処理で利用する現金、貨幣処理装置１で利用する書類や備品等を収納するために利用される。
【００２６】
また、貨幣処理装置１には、装置上面に置かれた紙幣の画像を撮像するための撮像装置７０が設けられている。ここでは、装置上面に紙幣Ａ１及びＡ２が置かれた状況を図示している。このように、装置上面に紙幣Ａ１及びＡ２が置かれた場合には、この撮像装置７０によって紙幣Ａ１及びＡ２を撮像する。紙幣の置き忘れを防止するためである。
【００２７】
図２は、撮像装置７０によって貨幣処理装置１の装置上面に置かれた紙幣の画像の一例を示す図である。同図に示すように、ここでは紙幣Ａ１及びＡ２を含む入力画像が図示されている。なお、ここでは説明の便宜上、紙幣そのものと紙幣の画像に同一の符号を付している。
【００２８】
なお、図１及び図２では、貨幣処理装置１の装置の垂直上方から装置上面に置かれた紙幣の画像を撮像する様にしている。これは、撮像した紙幣画像の回転変換を容易にする為である。斜め方向から撮像する場合は、入力画像を射影変換して装置上面の垂直上方から撮像した画像に変換すればよい。この場合の射影変換用パラメータは予め基準となる用紙を撮像すること等により求めておくことができる。
【００２９】
そして、後述する紙幣検出装置６０では、画像内の紙幣Ａ１について特徴点Ａ１１，Ａ１２及びＡ１３を検出するとともに、画像内の紙幣Ａ２について特徴点Ａ２１，Ａ２２及びＡ２３を検出し、これらの特徴点を用いて各紙幣の種別を判定する処理を行う。なお、この紙幣検出装置６０は、紙幣が貨幣処理装置１の上面の載置される位置、載置された紙幣方向の如何を問わず、迅速かつ効率的に紙幣の種別を判定する。なお、この結果が操作表示部５１上に表示される。このため、操作員による紙幣の置き忘れを防止することができる。
【００３０】
＜貨幣処理装置１の内部構成＞
次に、図１に示した貨幣処理装置１の内部構成について説明する。図３は、図１に示した貨幣処理装置１の内部構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、貨幣処理装置１は、すでに説明した通り、束紙幣処理部１０と、バラ紙幣処理部２０と、包装硬貨処理部３０と、バラ硬貨処理部４０と、プリンタ５０と、操作表示部５１と、ＩＤカードリーダ５２と、撮像装置７０とを有する。
【００３１】
また、貨幣処理装置１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）５６と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）５５と、ハードディスク装置又は不揮発性メモリ等の記憶部５４と、ホストコンピュータ等の外部装置との間で通信を行う通信部５７と、各構成部を制御する制御部８０とを有する。
【００３２】
制御部８０は、貨幣処理装置１全体を制御する制御部であり、束紙幣処理部１０、バラ紙幣処理部２０、包装硬貨処理部３０、バラ硬貨処理部４０、本実施例１に係る紙幣検出装置６０及び撮像装置７０等を制御する。具体的には、この制御部８０は、ＲＯＭ５６及び記憶部５４内のプログラムをロードして実行し、ＲＡＭ５５をワークエリアとして使用する。なお、記憶部５４には、貨幣処理装置１の設定情報、貨幣処理装置１を構成する各装置における貨幣の処理状況や在高に関する情報等が記憶される。なお、ここでは説明の便宜上、紙幣検出装置６０を独立した装置として設ける場合を示したが、制御部８０において紙幣検出装置６０の機能に対応するアプリケーションを実行することも可能である。
【００３３】
＜紙幣検出装置６０の構成＞
次に、図３に示した紙幣検出装置６０の構成について説明する。図４は、図３に示した紙幣検出装置６０の構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように、紙幣検出装置６０は、通信インターフェース部６１、記憶部６２及び制御部６３を有する。
【００３４】
通信インターフェース部６１は、撮像装置７０からの画像の受信及び操作表示部５１への検出結果の送信を行うためのインターフェース部である。実際には、制御部８０の制御の下に、撮像装置７０からの画像の受信及び操作表示部５１への検出結果の送信を行う。
【００３５】
記憶部６２は、ハードディスク装置又は不揮発性メモリ等の記憶デバイスであり、複数の参照画像の各特徴点における特徴量（以下、「参照特徴量」という）Ｂ４を記憶する。なお、参照画像は、紙幣の金種ごとに設けられる。
【００３６】
制御部６３は、ＣＰＵ又はＭＰＵからなり、紙幣検出装置６０の全体制御を行う。この制御部６３は、特徴点検出部６４、濃度勾配方向算定部６５、特徴量生成部６６、判定処理部６７及び判定結果出力部６８を有する。
【００３７】
特徴点検出部６４は、参照画像又は入力画像の特徴点を検出する処理部である。本実施例１では、「ハリス（Ｈａｒｒｉｓ）のコーナー検出」と呼ばれる周知技術を用いて特徴点を検出する。この技術の代わりに、モラベック（Ｍｏｒａｖｅｃ）のコーナー検出器など他のコーナー検出技術を用いてもよい。また、特徴点はコーナーに限定されず、画像の回転角度に依存せずに検出できる特徴ならばよい。
【００３８】
濃度勾配方向算定部６５は、参照画像又は入力画像の各画素について、濃度勾配方向を算定する処理部である。この濃度勾配方向とは、例えば白画素から黒画素に移行する方向を意味する。実際には、参照画像及び入力画像は、白黒濃淡画像であるため、画素の濃淡値が変位する方向が濃度勾配方向となる。具体的には、各画素において、Ｘ方向の微分値とＹ方向の微分値とをそれぞれＸ成分とＹ成分とするベクトルである濃度勾配を算出し、濃度勾配の方向を濃度勾配方向、濃度勾配の大きさを濃度勾配強度とする。各方向の微分値はＳｏｂｅｌオペレータやＲｏｂｅｒｔｓオペレータ等の各種の微分オペレータを用いたテンプレートマッチングにより求めることができる。このようにして参照画像又は入力画像の各画素における濃度勾配方向及び濃度勾配強度を算定することができる。例えば、図５に示す参照画像Ｂ１に対して濃度勾配方向を算定すると、同図に示す濃度勾配方向画像Ｂ２が得られる。
【００３９】
この濃度勾配方向画像Ｂ２は、各画素の地点における濃度勾配方向をその画素の濃淡で表したものである。また、濃度勾配方向の濃度変化の大きさである濃度勾配強度が所定の強さより小さい場合は白（画素値：２５５）で表している。具体的には、濃度勾配方向画像Ｂ２の各画素値は、参照画像Ｂ１の対応する画素においてのＸ軸方向と濃度勾配方向とが反時計回り方向になす角０°〜３６０°を画素値０〜２４０に対応させたものであり、濃度勾配強度が所定の強さより小さい場合は画素値を２５５としたものである。
【００４０】
特徴量生成部６６は、参照画像又は入力画像の各特徴点における回転不変の特徴量を生成する処理部であり、具体的には、参照画像又は入力画像の各画素の濃度勾配方向を、特徴点検出部６４で検出された特徴点の位置に基づいて正規化し、正規化された濃度勾配方向を用いて、特徴点の位置を中心点とした同心円領域ごとのヒストグラムを特徴量として生成する処理を行う。
【００４１】
この特徴量生成部６６は、正規化処理部６６ａ及びヒストグラム生成部６６ｂを有する。この正規化処理部６６ａは、画像内の特徴点の位置を中心点として処理する画素を通る円の接線方向で、その画素における濃度勾配方向を正規化処理する処理部である。具体的には、図６に示すように、画像内の点Ｐにおける（ｘ１，ｙ１）座標系における濃度勾配ｚの方向とｘ１軸とのなす角度がθ１である場合に、円の接線方向をｘ２、円の法線方向をｙ２とした（ｘ２，ｙ２）座標系における濃度勾配ｚの方向とｘ２軸とのなす角度θ２に角度補正（変換）する正規化処理を行うことになる。この正規化処理を行い、正規化処理後の濃度勾配方向を濃度勾配方向画像Ｂ２と同様に画素値に変換することで、図５に示す参照画像Ｂ１に対応する正規化画像Ｂ３、入力画像Ａ１に対応する正規化画像Ａ３が得られる。
【００４２】
なお、濃度勾配方向の正規化に用いる方向は、上記の接線方向に限らず、処理する画素と特徴点の位置に基づく方向ならよい。例えば、上記の接線方向や法線方向のように、処理する画素と特徴点を結ぶ線の方向を基に定めた方向である。更には、濃度勾配方向算定部６５が、濃度勾配方向を算定する画素と特徴点を結ぶ線の方向に基づいて、濃度勾配方向を算定すれば、正規化処理は不要である。
【００４３】
ヒストグラム生成部６６ｂは、正規化処理部６６ａにて正規化された濃度勾配方向を用いて、特徴点の位置を中心点とした同心円領域ごとのヒストグラムを特徴量として生成する処理部である。具体的には、図５に示した参照画像Ｂ１の正規化画像Ｂ３の各画素の濃度勾配方向を、領域１〜４からなる同心円ごとにヒストグラム化し、これを参照特徴量Ｂ４とする。同様に、図５に示した入力画像Ａ１の正規化画像Ａ３の各画素の濃度勾配方向を、領域１〜４からなる同心円ごとにヒストグラム化し、これを入力画像の特徴量（以下、「入力特徴量」という）Ａ４とする。なお、参照特徴量Ｂ４及び入力特徴量Ａ４の横軸は、例えば１０度刻みに０度〜３５０度までの濃度勾配方向を示し、縦軸は、濃度勾配方向ごとの頻度を示している。
【００４４】
なお、かかる円の半径は任意に定めることができ、実験等により適正な値を定めることが望ましい。また、円の個数が１つでも良いが、半径が異なる複数の円を用いることが望ましい。なお、円の個数が多ければ多いほど処理に時間を要するため、４個程度の円を用いることが適切である。
【００４５】
判定処理部６７（判定部）は、入力特徴量Ａ４を複数の参照特徴量Ｂ４と総当たりマッチングを行って、入力画像のある特徴点における入力特徴量Ａ４と、参照画像のある特徴点における参照特徴量Ｂ４とが類似する場合に両画像の特徴点を対応付け、ある参照画像の特徴点に所定の閾値（個数）以上対応付けられる場合に、入力画像Ａ１から紙幣の有無を判定し、紙幣有りの場合には、更に入力画像Ａ１の紙幣の金種が該参照画像の金種であると判定する処理部である。判定部である判定処理部６７が入力画像Ａ１中に紙幣有りと判定、或いは、入力画像Ａ１中の紙幣の金種を判定することにより、入力画像Ａ１中の紙幣の存在が検出される。
【００４６】
具体的には、かかる総当たりマッチングには、例えば相関係数などを用いることができ、参照特徴量Ｂ４の領域１と入力特徴量Ａ４の領域１の相関係数を算定し、参照特徴量Ｂ４の領域２と入力特徴量Ａ４の領域２の相関係数を算定し、参照特徴量Ｂ４の領域３と入力特徴量Ａ４の領域３の相関係数を算定し、参照特徴量Ｂ４の領域４と入力特徴量Ａ４の領域４の相関係数を算定し、領域１〜４の相関係数の和が所定の閾値以上である場合に、この入力画像Ａ１の特徴点を参照画像Ｂ１の特徴点に対応付けることになる。
【００４７】
判定結果出力部６８は、判定処理部６７により判定された結果（入力画像Ａ１からの紙幣の有無及びその金種）及び検出時刻などを、貨幣処理装置１の制御部８０を介して操作表示部５１に対して出力する処理部である。なお、操作表示部５１は、図７に示す画面Ｇを表示制御する。この画面Ｇにおいては、検出時間（１１：５５〜（１０分経過））、ＩＤ番号（７０５２）、金種（１０００円札）を含む表示領域Ｇ１と、検出時間（１１：４５〜（２０分経過））、ＩＤ番号（７０５０）、金種（１０００円札）を含む表示領域Ｇ２とが含まれる。この経過時間は、操作表示部５１において更新する。
【００４８】
＜参照特徴量の登録時の処理手順＞
次に、図４に示した紙幣検出装置６０における参照特徴量Ｂ４の登録時の処理手順について説明する。図８は、図４に示した紙幣検出装置６０における参照特徴量Ｂ４の登録時の処理手順を示すフローチャートである。
【００４９】
図８に示すように、紙幣検出装置６０が、撮像装置７０により撮像された参照画像Ｂ１を取得したならば（ステップＳ１０１）、特徴点検出部６４が参照画像Ｂ１から特徴点を検出する（ステップＳ１０２）。例えば、ハリスのコーナー検出技術を用いて特徴点を検出することになる。
【００５０】
その後、濃度勾配方向算定部６５が、参照画像Ｂ１の各画素についての濃度勾配方向を算定する（ステップＳ１０３）。例えば、微分オペレータによるマスクパターン処理によって、各画素の濃度勾配方向が算定される。
【００５１】
その後、正規化処理部６６ａが、参照画像Ｂ１内の特徴点の位置を中心点とし各画素を通る円の接線方向で各画素の濃度勾配方向を正規化処理し（ステップＳ１０４）、ヒストグラム生成部６６ｂが、正規化処理部６６ａにて正規化された濃度勾配方向を用いて、特徴点の位置を中心点とした同心円領域ごとのヒストグラムを参照特徴量Ｂ４として生成する（ステップＳ１０５）。このようにして生成された特徴点の参照特徴量Ｂ４を参照画像Ｂ１の紙幣の金種に対応付けて記憶部６２に記憶する（ステップＳ１０６）。
【００５２】
上記の一連の処理を未処理の参照画像が存在する間繰り返し（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、全ての金種に関する参照特徴量Ｂ４が記憶されたならば（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理を終了する。なお、ここでは参照特徴量Ｂ４を生成して記憶する場合を示したが、別の装置で生成された参照特徴量Ｂ４を記憶部６２に記憶することとして、登録処理を省略することもできる。
【００５３】
＜紙幣検出処理手順＞
次に、図４に示した紙幣検出装置６０における紙幣検出処理手順について説明する。図９は、図４に示した紙幣検出装置６０における紙幣検出処理手順を示すフローチャートである。ここでは、すでに参照特徴量Ｂ４が記憶部６２に記憶されているものとする。
【００５４】
図９に示すように、紙幣検出装置６０が、撮像装置７０により撮像された入力画像Ａ１を取得したならば（ステップＳ２０１）、特徴点検出部６４が入力画像Ａ１から特徴点を検出する（ステップＳ２０２）。例えば、ハリスのコーナー検出技術を用いて特徴点を検出することになる。
【００５５】
その後、濃度勾配方向算定部６５が、入力画像Ａ１の各画素についての濃度勾配方向を算定する（ステップＳ２０３）。例えば、微分オペレータによるマスクパターン処理によって、各画素の濃度勾配方向が算定される。
【００５６】
その後、正規化処理部６６ａが、入力画像Ａ１内の特徴点の位置を中心点とし各画素を通る円の接線方向で各画素の濃度勾配方向を正規化処理し（ステップＳ２０４）、ヒストグラム生成部６６ｂが、正規化処理部６６ａにて正規化された濃度勾配方向を用いて、特徴点の位置を中心点とした同心円領域ごとのヒストグラムを入力特徴量Ａ４として生成する（ステップＳ２０５）。
【００５７】
そして、特徴点の入力特徴量Ａ４と参照特徴量Ｂ４の領域ごとの相関係数の和と、記憶部６２に記憶された参照特徴量Ｂ４と比較して、所定の閾値以上であれば、この特徴点を参照画像Ｂ４の特徴点と対応付ける（ステップＳ２０６）。かかる処理を未処理の参照画像の特徴量がなくなるまで繰り返す（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）。なお、入力画像の１つの特徴点が、複数の参照画像の特徴点と対応付けられる場合もある。
【００５８】
そして、全ての参照画像の特徴点の処理を終えたならば（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、同じ参照画像の特徴点に対応付けられた入力画像の特徴点の数が所定の閾値以上であるか否か検証する個数検証処理を行い（ステップＳ２０８）、参照画像に対応する紙幣の座標／金種を操作表示部５１に出力する（ステップＳ２０９）。
【００５９】
上述してきたように、本実施例１によれば、入力画像Ａ１に係る回転方向に不変な複数の特徴点を検出し、入力画像Ａ１の各特徴点における回転不変の特徴量を生成し、生成された入力画像Ａ１の各特徴点における回転不変の特徴量と、各参照画像Ｂ１の各特徴点における回転不変の特徴量とに基づいて、入力画像Ａ１内の紙幣の金種を判定するよう構成したので、紙幣がどの向きに載置されていたとしても、効率良く紙幣の存在を検出し、紙幣の金種を判定することができ、その結果として、紙幣の置き忘れを防止することができる。また、本実施例１によれば、複数の紙幣が貨幣処理装置１の上面に置かれている場合でも、それぞれの紙幣の金種を検出することができる。
【実施例２】
【００６０】
ところで、上記の実施例１によれば、同じ参照画像の特徴点に対応付けられた入力画像の特徴点の数が所定の閾値以上であるか否かによって紙幣の有無や金種を判定して検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特徴点間の相互関係を用いて紙幣の有無や金種あるいは金種毎の枚数を検出することもできる。ここで紙幣の検出とは、入力画像中に紙幣が存在することを検出することであり、具体的には、入力画像中の紙幣の有無や紙幣の種別である金種または紙幣の金種毎の枚数を検出することをいう。
【００６１】
上記の実施例１では、上記の閾値が厳しい場合は、１つの特徴点が閾値を満たせば、紙幣の有無や金種を判定できるが、過剰に厳しい閾値とすると、特徴点が一つも閾値を満たさず、該当の紙幣の有無や金種を判定できない場合があるからである。このため実施例２では、閾値を低く設定した場合でも有価媒体である紙幣の有無や紙幣の種別である金種、或いは、金種毎の枚数を検出できる有価媒体検出装置、有価媒体検出システム及び有価媒体検出方法の実施例を説明する。具体的には、複数の特徴点を検出して、その相互関係を用いて、紙幣の有無や金種、金種毎の枚数を検出する。
【００６２】
＜実施例２の概念＞
図１０は、本実施例２の概念を説明するための説明図である。図１０に示すように、入力画像Ａ１の紙幣の３つの特徴点Ａ１２，Ａ１１，Ａ１３が特定されると、この３つの特徴点のなす角度θが求まる。ここでは、この角度θが３５．２°であるとする。同様に、参照画像Ｂ１に含まれる紙幣の３つの特徴点Ｂ１２，Ｂ１１，Ｂ１３が特定され、この３つの特徴点のなす角度θが３５．２°であるとすると、両紙幣は対応するものであると決定され、金種を判定することができる。
【００６３】
＜参照画像の特徴点テーブル１０１及び組合せテーブル１０２＞
まず、記憶部６２に記憶した参照画像の特徴点テーブル１０１及び組合せテーブル１０２について説明する。図１１は、本実施例２に係る参照画像の特徴点テーブル１０１及び組合せテーブル１０２を説明するための説明図である。以下では、金種と表裏の組合せをそれぞれ別のカテゴリとして扱い、例えば１０００円札の表面は１０００円（表）と表す。なお、ここでは説明の便宜上、図１１（ａ）に示すように、１０００円（表）の４つの特徴点ａ〜ｄのみを示しているが、実際には１０００円札の表面、裏面それぞれについて２０個程度の特徴点が設定される。
【００６４】
以上を整理すると図１１（ｂ）の特徴点テーブル１０１に示すようになり、金種ごとに回転不変の特徴点を有する。各特徴点の特徴量は、実施例１と同様に、特徴点の位置を中心点とした同心円領域ごとの濃度勾配方向のヒストグラムであり、領域及び角度別の頻度を要素とするベクトルである。記憶部６２は、このようにして参照画像の特徴点の参照特徴量を記憶している。
【００６５】
また、図１１（ｃ）に示すように、組合せテーブル１０２には、特徴点のなす角度が登録されている。例えば、１０００円（表）の特徴点ａ，ｂ，ｃのなす角度が「α１」であり、特徴点ａ，ｂ，ｄのなす角度が「α２」であり、特徴点ａ，ｃ，ｄのなす角度が「α３」であり、特徴点ｂ，ｃ，ｄのなす角度が「α４」である状況を示している。記憶部６２は、このようにして参照画像の特徴点の位置関係である特徴点のなす角度を記憶している。なお、以下では、特徴点ａ，ｂ，ｃの組合せを（ａ，ｂ，ｃ）と表記する。
【００６６】
なお、５０００円（表）及び１００００円（表）の特徴点がなす角度も同様に登録されている。実際には、各金種とも裏面の特徴点と特徴点がなす角度も同様に登録されており、表面と同様に検出が可能であるが、説明の便宜上、以下では表面のみで説明する。
【００６７】
＜紙幣検出処理手順＞
次に、本実施例２に係る紙幣検出装置６０による紙幣検出処理手順について説明する。図１２は、本実施例２に係る紙幣検出装置６０による紙幣検出処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、紙幣検出装置６０が、撮像装置７０から入力画像を取得する（ステップＳ３０１）。ここでは、図１３に示す入力画像を取得することとする。この入力画像には、２枚の１０００円（表）と１枚の５０００円（表）が含まれている。ここで、特徴点検出部６４が入力画像から回転不変の特徴点を検出する（ステップＳ３０２）。例えば、ハリスのコーナー検出技術を用いて特徴点を検出する。図１４（ａ）は、入力画像から検出された特徴点を示している。左上隅を原点として各特徴点に一連の番号が付与される。
【００６８】
その後、濃度勾配方向算定部６５が、入力画像の各画素についての濃度勾配方向を算定し（ステップＳ３０３）、正規化処理部６６ａが、入力画像内の特徴点の位置を中心点とした円の接線方向で正規化処理し（ステップＳ３０４）、ヒストグラム生成部６６ｂが、正規化処理部６６ａにて正規化された濃度勾配方向を用いて、特徴点の位置を中心点とした同心円領域ごとのヒストグラムを入力特徴量Ａ４として生成する（ステップＳ３０５）。このようにして、特徴点ごとに回転不変の特徴量が抽出される。
【００６９】
そして、判定部である判定処理部６７が、参照画像の特徴点テーブル１０１と比較して、入力画像の特徴点の特徴量が類似する場合には入力画像の特徴点を参照画像の特徴点に対応付ける（ステップＳ３０６〜Ｓ３０７）。図１４（ｂ）は、入力画像の各特徴点が参照画像の特徴点に対応付けられた状況を示しており、特徴点Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６は、それぞれ参照画像の特徴点ｈ，ａ，ａ，ｃ，ｂ，ｃに対応付けられている状況を示している。
【００７０】
このようにして、特徴点の対応付けを終えたならば（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、カテゴリ毎に角度検証処理を行う（ステップＳ３０８）。具体的には、判定処理部６７は、１０００円（表）のカテゴリの場合は、（ａ，ｂ，ｃ）の組合せに着目し、（ａ，ｂ，ｃ）の全ての組合せについてなす角の角度を算定し、位置関係であるなす角の角度の条件を満たす組合せを抽出する。図１５は参照画像の特徴点ａに対応付けられた特徴点Ｎｏ.３について（ａ，ｂ，ｃ）の組合せを示したものである。このようにして、特徴点ａに対応付けられた全ての特徴点毎に（ａ，ｂ，ｃ）の組合せを求めてなす角度を算定する。なお、（ａ，ｂ，ｃ）のなす角は、線分ａｂと線分ｂｃのなす角を意味する。
【００７１】
そして、判定処理部６７は、条件を満たす（ａ，ｂ，ｃ）の組合せを抽出すると、図１６に示すように、特徴点にグループＮｏと１０００円（表）カテゴリを付与する。ここでは、２つのグループが検出された状況を示している。引き続き、１０００円（表）カテゴリの特徴点の組合せ（ａ、ｂ、ｄ）（ａ、ｃ、ｄ）（ｂ、ｃ、ｄ）の組合せについてなす角の角度を算定し、なす角の角度の条件を満たす組合せを抽出する。なお、抽出した組合せを構成する特徴点がグループＮｏを有する場合には、そのグループＮｏとカテゴリとを付与し、組合せを構成する特徴点がグループＮｏを有さない場合には、新たなグループＮｏとカテゴリとを付与する。具体的には、なす角度の条件を満たす（ａ、ｃ、ｄ）を抽出し、その特徴点ａ、ｃがグループＮｏ．１を有するとき、その特徴点ｄにはグループＮｏ．１とを１０００円（表）カテゴリ付与する。
【００７２】
判定処理部６７が全てのカテゴリついて上記の処理を行うと、図１７に示すように、入力画像に含まれる２枚の１０００円（表）と１枚の５０００円（表）に対応する特徴点のグループとカテゴリを得る。図１８と図１９は上記の処理の結果であり、図１８は特徴点毎に得られた座標、参照画像の特徴点との対応関係、グループＮｏ．とカテゴリの表である。図１９は、得られたグループ毎のグループＮｏ．とカテゴリ、金種、表裏、座標である。ここでグループの座標は、グループに含まれるいずれかの特徴点の座標である。
【００７３】
判定処理部６７は、以上の結果から、入力画像中の有価媒体である紙幣の存在を判定する。具体的には、判定処理部６７は、１０００円が２枚と５０００円が１枚有ると判定する。なお、判定処理部６７は、紙幣が有ると判定したり、１０００円と５０００円が有ると判定してもよい。また、判定処理部６７は、記憶部６２に記憶した参照画像の特徴点テーブル１０１及び組合せテーブル１０２に対応する、特徴点のグループが検出されないときは、入力画像中の紙幣の存在について、紙幣が無いと判定する。
【００７４】
判定結果出力部６８は、この結果から、図１９に示すように、紙幣の配置関係が明らかになるため、参照画像に対応する紙幣の座標／金種を操作表示部５１に出力する（ステップＳ３０９）。
【００７５】
なお、上記の角度検証処理を行う場合に、特徴点間の距離を用いて特徴点の組合せを効率良く処理することもできる。例えば、図１５に示した（ａ，ｂ，ｃ）の特徴点に関して、所定の距離よりも遠くにある特徴点を除外して（ａ，ｂ，ｃ）のなす角を求めるとよい。所定の距離は、注目した特徴点と同一の紙幣上に存在しうる距離以上の距離である。
【００７６】
上述してきたように、本実施例２では、角度検証処理を行うこととしたので、閾値を低く設定した場合であっても、特徴点間の角度を用いて紙幣を効率良く検出することができる。
【００７７】
なお、撮像装置７０から紙幣までの距離が特定できる場合には、位置関係である２つの特徴点間の距離を用いて、最終的な金種を特定することができる。具体的には、図２０に示すように、入力画像Ａ１の紙幣の２つの特徴点Ａ１１，Ａ１２が特定されると、この２つの特徴点間の距離が求まる。ここでは、この距離が５２．３ｍｍであるとする。同様に、参照画像Ｂ１に含まれる紙幣の２つの特徴点Ｂ１１，Ｂ１２が特定され、この２つの特徴点の距離が５２．３ｍｍであるとすると、両紙幣は対応するものであると決定され、金種を判定することができる。
【００７８】
なお、上記の実施例１及び２では、紙幣を対象とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、小切手や手形等の各種帳票や硬貨を対象とする場合に適用することができる。
【００７９】
また、上記の実施例１及び２では、単体装置としての紙幣検出装置６０を貨幣処理装置１に組み込む場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、貨幣処理装置１の制御部８０上のアプリケーションとして実現することもできる。
【００８０】
また、上記の実施例１及び２では、紙幣検出装置６０及び撮像装置７０を貨幣処理装置１の構成部位の一部とする場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、紙幣検出装置６０及び撮像装置７０をそれぞれ別装置化したシステムとして構成することもできる。
【００８１】
また、上記の実施例１及び２では、回転不変の特徴量は上述の特徴量に限らず、他の特徴量を用いることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の有価媒体検出装置、有価媒体検出システム及び有価媒体検出方法は、紙幣等の有価媒体が画像内の様々な位置、様々な向きに写っている場合であっても、該有価媒体を検出する場合に適している。
【符号の説明】
【００８３】
１    貨幣処理装置
１０    束紙幣処理部
２０    バラ紙幣処理部
２１    バラ紙幣入金口
２２    バラ紙幣出金口
３０    包装硬貨処理部
３１    包装硬貨出金口
４０    バラ硬貨処理部
４１    バラ硬貨出金口
４２    バラ硬貨入金口
５０    プリンタ
５１    操作表示部
５２    ＩＤカードリーダ
５３    現金外ボックス
５４    記憶部
５５    ＲＡＭ
５６    ＲＯＭ
５７    通信部
６０    紙幣検出装置
６１    通信インターフェース部
６２    記憶部
６３    制御部
６４    特徴点検出部
６５    濃度勾配方向算定部
６６    特徴量生成部
６６ａ    正規化処理部
６６ｂ    ヒストグラム生成部
６７    判定処理部
６８    判定結果出力部
７０    撮像装置
８０    制御部
【図１】
2018045566.tif 000003
【図２】
2018045566.tif 000004
【図３】
2018045566.tif 000005
【図４】
2018045566.tif 000006
【図５】
2018045566.tif 000007
【図６】
2018045566.tif 000008
【図７】
2018045566.tif 000009
【図８】
2018045566.tif 000010
【図９】
2018045566.tif 000011
【図１０】
2018045566.tif 000012
【図１１】
2018045566.tif 000013
【図１２】
2018045566.tif 000014
【図１３】
2018045566.tif 000015
【図１４】
2018045566.tif 000016
【図１５】
2018045566.tif 000017
【図１６】
2018045566.tif 000018
【図１７】
2018045566.tif 000019
【図１８】
2018045566.tif 000020
【図１９】
2018045566.tif 000021
【図２０】
2018045566.tif 000022