(57)【要約】【課題】紙幣の汚損度合いの判定に係る信頼性を向上させるとともに、多種多様な紙幣を判定対象にすることを課題とする。【解決手段】紙幣に赤色光、緑色光、紫色光及び赤外光を照射し、紙幣によって反射した反射光を受光し、照射した光の波長ごとの画像を取得し、取得した画像に基づいて紙幣の発行国、金種及び紙幣方向を識別する。さらに、可視光の照射によって受光した受光データの画素値の、赤外光の照射によって受光した受光データの画素値に対する比率を画素値とする比率の画像を生成する。さらに、紙幣の発行国、金種及び紙幣方向の情報と、照射した可視光の波長に応じた係数と、生成した比率の画像とを用いて照射した光の波長ごとの中間評価値を算出する。このようにして算出した中間評価値と、当該中間評価値の平均値、分散共分散行列に基づいて、判定対象の紙幣の中間評価値のマハラノビス距離を算出して、当該マハラノビス距離を用いて汚損度合いの判定を行う。【選択図】図１
2015141442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される紙幣の汚損の度合いの判定である損券判定を行い、判定結果に応じて振り分け処理を行う紙幣処理装置であって、
前記紙幣を受け付ける紙幣受付手段と、
前記紙幣受付手段によって受け付けた紙幣を搬送して、複数の出力部のいずれか１つへ搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって紙幣を搬送する途中において、前記紙幣に複数の波長の光を照射して、前記紙幣によって反射した反射光及び前記紙幣を透過した透過光のうち少なくともいずれかの光を受光した受光データによって、照射した光の波長別の画像を取得する画像取得手段と、
前記紙幣受付手段によって受け付けた紙幣の種類及び前記搬送手段による搬送方向に対する前記紙幣の方向である紙幣方向を識別する識別手段と、
前記画像取得手段で取得した画像に対して、前記識別手段による識別結果と、照射した光の波長とに応じた重み付けを適用して汚損の程度の判定である損券判定を行う損券判定手段と
を備えたことを特徴とする紙幣処理装置。
【請求項２】
前記画像取得手段は、緑色及び赤色の少なくとも１つ以上の色に対する波長の可視光と、紫色及び青色のいずれか１つの色に対する波長の可視光とを、前記紙幣に照射して照射した光の波長別の画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の紙幣処理装置。
【請求項３】
前記画像取得手段は、前記紙幣に対して複数の可視光を照射することによって受光した受光データの画素値の、前記紙幣に対して赤外光を照射することによって受光した受光データの画素値に対する比率を画素値とする画像を、照射した可視光の波長別の画像とすることを特徴とする請求項１に記載の紙幣処理装置。
【請求項４】
前記損券判定手段は、前記識別手段によって識別した紙幣の種類及び紙幣方向ごとに、前記損券判定に使用する画像の種類と、前記損券判定に使用する画像の種類ごとの判定に使用する画像上の領域と、当該領域に対応する画像から評価値を算出するための評価値算出パラメータとを有し、前記画像取得手段で取得した画像に重み付けを適用した重み付け適用画像と前記評価値算出パラメータとを用いて算出した前記評価値に基づいて汚損の程度の判定を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の紙幣処理装置。
【請求項５】
前記紙幣の種類及び紙幣方向ごとに、前記紙幣の基材の色、基材の材質、地模様、色調を含む光学的な特性に応じて重み付けの値を決定する重み付け決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の紙幣処理装置。
【請求項６】
前記損券判定手段は、前記識別手段によって識別した紙幣の種類及び紙幣方向ごとに、前記評価値算出パラメータに基づいて算出した評価値に対する評価の基準となる閾値を有し、前記重み付け適用画像と前記評価値算出パラメータとに基づいて前記紙幣の評価値を算出し、当該評価値と前記閾値との比較をすることによって汚損度合いの判定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の紙幣処理装置。
【請求項７】
前記損券判定手段は、前記紙幣の汚損度合いの判定に使用する画像の種類ごとに、判定に使用する画像の種類ごとの中間評価値を算出するための中間評価値算出パラメータと、それぞれの中間評価値に対する平均及び分散共分散行列とを前記評価値算出パラメータに含み、照射した光の波長別の重み付け適用画像からそれぞれに対応する前記中間評価値を算出し、前記中間評価値と、前記評価値算出パラメータに含まれる中間評価値に対する平均及び分散共分散行列とから前記中間評価値のマハラノビス距離を算出し、当該マハラノビス距離に基づいて前記紙幣の損券判定を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の紙幣処理装置。
【請求項８】
前記重み付け決定手段は、前記紙幣の種類及び紙幣方向ごとに複数の波長の光を照射して取得した波長ごとの画像に基づいて、前記画像取得手段によって取得した画像の画素値を同等レベルに補正することのできる乗数を算出して重み付けの値とすることを特徴とする請求項５、６又は７に記載の紙幣処理装置。
【請求項９】
搬送される紙幣の汚損の度合いの判定である損券判定を行い、判定結果に応じて振り分け処理を行う紙幣処理方法であって、
前記紙幣を受け付ける紙幣受付ステップと、
前記紙幣受付ステップによって受け付けた紙幣を搬送する搬送ステップと、
前記搬送ステップによって搬送された紙幣に複数の波長の光を照射して、前記紙幣によって反射した反射光及び前記紙幣を透過した透過光のうち少なくともいずれかの光を受光した受光データによって、照射した光の波長別の画像を取得する画像取得ステップと、
前記紙幣受付ステップによって受け付けた紙幣の種類及び前記搬送ステップによる搬送方向に対する前記紙幣の方向である紙幣方向を識別する識別ステップと、
前記画像取得ステップで取得した画像に対して、前記識別ステップによる識別結果と、照射した光の波長とに応じた重み付けを適用して汚損の程度の判定である損券判定を行う損券判定ステップと、
前記損券判定ステップによる損券判定結果に応じて、複数の出力部のいずれか１つへ搬送する判定後搬送ステップと
を含んだことを特徴とする紙幣処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の国において発行されている多種多様の紙幣を対象として、紙幣の汚損の度合いを判定する紙幣処理装置及び紙幣処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙葉類に可視光を照射して、紙葉類からの反射光を受光することによって取得した紙葉類の画像データを用いて紙葉類の汚損度を判別する技術が知られている。例えば、特許文献１には、可視光を紙葉類に照射し、紙葉類からの反射光を受光することによって紙葉類の画像を取得して、予め選定したコントラストが低くて明るい汚損度検出領域に対して、同一種類の基準紙葉類の汚損度検出領域の画素値から予め算出した基準紙葉類に対する基準値と、汚損判定対象の紙葉類の画素値から算出した判定対象紙葉類に対する評価値とを比較することによって汚損度の判別を行う技術が開示されている。この特許文献１に係る技術を紙幣処理装置に適用すると、紙幣の汚損度の判別を行うことができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７７２５２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、上記特許文献１に係る技術を適用した紙幣処理装置による紙幣の汚損度合いの判定においては、人の目による汚損度合いの判断と不整合となることが少なくないという問題がある。また、上記特許文献１を適用した紙幣処理装置によって同一の紙幣の汚損度合いを複数回判定させた場合に、異なる判定結果となってしまうことも少なくないという問題もある。また、上記特許文献１を適用した１台の紙幣処理装置において複数の国で発行された多種多様な紙幣を判定対象にすることは難しい。
【０００５】
このように、人の目による汚損度合いの判断との不整合や、複数回の汚損度合いの判定で異なる判定を行ってしまうことは、操作者に紙幣処理装置に対する不信感を抱かせる原因となってしまう。また、海外市場展開を意識した紙幣処理装置であれば、複数の国で発行されている多種多様な紙幣を汚損判定の対象にすることができる必要がある。海外市場展開を行うことができて、操作者にとって信頼性の高い紙幣処理装置にするためには、人の目による汚損度合いの判断と整合を取ること、同一紙葉類に対する複数回の汚損度合いの判定をした場合に結果のばらつく頻度を低減すること、及び多種多様な紙幣を判定対象にすることが重要な課題となっている。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためのものであって、紙幣の汚損度合いの判定に係る信頼性を向上させるとともに、多種多様な紙幣を判定対象にすることができる紙幣処理装置及び紙幣処理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】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、搬送される紙幣の汚損の度合いの判定である損券判定を行い、判定結果に応じて振り分け処理を行う紙幣処理装置であって、前記紙幣を受け付ける紙幣受付手段と、前記紙幣受付手段によって受け付けた紙幣を搬送して、複数の出力部のいずれか１つへ搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって紙幣を搬送する途中において、前記紙幣に複数の波長の光を照射して、前記紙幣によって反射した反射光及び前記紙幣を透過した透過光のうち少なくともいずれかの光を受光した受光データによって、照射した光の波長別の画像を取得する画像取得手段と、前記紙幣受付手段によって受け付けた紙幣の種類及び前記搬送手段による搬送方向に対する前記紙幣の方向である紙幣方向を識別する識別手段と、前記画像取得手段で取得した画像に対して、前記識別手段による識別結果と、照射した光の波長とに応じた重み付けを適用して汚損の程度の判定である損券判定を行う損券判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記発明において、前記画像取得手段は、緑色及び赤色の少なくとも１つ以上の色に対する波長の可視光と、紫色及び青色のいずれか１つの色に対する波長の可視光とを、前記紙幣に照射して照射した光の波長別の画像を取得することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記発明において、前記画像取得手段は、前記紙幣に対して複数の可視光を照射することによって受光した受光データの画素値の、前記紙幣に対して赤外光を照射することによって受光した受光データの画素値に対する比率を画素値とする画像を、照射した可視光の波長別の画像とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記発明において、前記損券判定手段は、前記識別手段によって識別した紙幣の種類及び紙幣方向ごとに、前記損券判定に使用する画像の種類と、前記損券判定に使用する画像の種類ごとの判定に使用する画像上の領域と、当該領域に対応する画像から評価値を算出するための評価値算出パラメータとを有し、前記画像取得手段で取得した画像に重み付けを適用した重み付け適用画像と前記評価値算出パラメータとを用いて算出した前記評価値に基づいて汚損の程度の判定を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、前記紙幣の種類及び紙幣方向ごとに、前記紙幣の基材の色、基材の材質、地模様、色調を含む光学的な特性に応じて重み付けの値を決定する重み付け決定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記発明において、前記損券判定手段は、前記識別手段によって識別した紙幣の種類及び紙幣方向ごとに、前記評価値算出パラメータに基づいて算出した評価値に対する評価の基準となる閾値を有し、前記重み付け適用画像と前記評価値算出パラメータとに基づいて前記紙幣の評価値を算出し、当該評価値と前記閾値との比較をすることによって汚損度合いの判定を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、前記損券判定手段は、前記紙幣の汚損度合いの判定に使用する画像の種類ごとに、判定に使用する画像の種類ごとの中間評価値を算出するための中間評価値算出パラメータと、それぞれの中間評価値に対する平均及び分散共分散行列とを前記評価値算出パラメータに含み、照射した光の波長別の重み付け適用画像からそれぞれに対応する前記中間評価値を算出し、前記中間評価値と、前記評価値算出パラメータに含まれる中間評価値に対する平均及び分散共分散行列とから前記中間評価値のマハラノビス距離を算出し、当該マハラノビス距離に基づいて前記紙幣の損券判定を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記発明において、前記重み付け決定手段は、前記紙幣の種類及び紙幣方向ごとに複数の波長の光を照射して取得した波長ごとの画像に基づいて、前記画像取得手段によって取得した画像の画素値を同等レベルに補正することのできる乗数を算出して重み付けの値とすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、搬送される紙幣の汚損の度合いの判定である損券判定を行い、判定結果に応じて振り分け処理を行う紙幣処理方法であって、前記紙幣を受け付ける紙幣受付ステップと、前記紙幣受付ステップによって受け付けた紙幣を搬送する搬送ステップと、前記搬送ステップによって搬送された紙幣に複数の波長の光を照射して、前記紙幣によって反射した反射光及び前記紙幣を透過した透過光のうち少なくともいずれかの光を受光した受光データによって、照射した光の波長別の画像を取得する画像取得ステップと、前記紙幣受付ステップによって受け付けた紙幣の種類及び前記搬送ステップによる搬送方向に対する前記紙幣の方向である紙幣方向を識別する識別ステップと、前記画像取得ステップで取得した画像に対して、前記識別ステップによる識別結果と、照射した光の波長とに応じた重み付けを適用して汚損の程度の判定である損券判定を行う損券判定ステップと、前記損券判定ステップによる損券判定結果に応じて、複数の出力部のいずれか１つへ搬送する判定後搬送ステップとを含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、紙幣を受け付け、受け付けた紙幣を搬送して、複数の出力部のいずれか１つへ搬送し、紙幣を搬送する途中において、紙幣に複数の波長の光を照射して、紙幣によって反射した反射光及び紙幣を透過した透過光のうち少なくともいずれかの光を受光した受光データによって、照射した光の波長別の画像を取得し、受け付けた紙幣の種類及び搬送方向に対する紙幣の方向である紙幣方向を識別し、取得した画像に対して、紙幣の種類及び紙幣方向の識別結果と、照射した光の波長とに応じた重み付けを適用して汚損の程度の判定である損券判定を行うように構成したので、紙幣の汚損度合いの判定に係る信頼性を向上させるとともに、多種多様な紙幣を判定対象にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施例に係る紙幣処理装置による紙幣の汚損度合いの判定処理の概要を説明するための説明図である。
【図２】図２は、本実施例に係る紙幣処理装置の外観構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示した紙幣処理装置の内部の概略的な物理構成を示す内部物理構成図である。
【図４】図４は、図２に示した紙幣処理装置のクリアウィンドウを有する紙幣の搬送処理を説明するための説明図である。
【図５】図５は、図３に示した紙幣処理装置のラインセンサの詳細な構成を示す詳細構成図である。
【図６】図６は、図２に示した紙幣処理装置の本実施例に係る内部構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、図２に示した紙幣処理装置の本実施例に係るデータ構成について説明するための説明図（その１）である。
【図８】図８は、図２に示した紙幣処理装置の本実施例に係るデータ構成について説明するための説明図（その２）である。
【図９】図９は、図８に示した紙幣種類別基準データの係数の決定方式を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、図８に示した紙幣種類別基準データの判定エリアの定義方式を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、図８に示した紙幣種類別基準データの設定値に応じた、中間評価値の算出方法を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、図２に示した紙幣処理装置における本実施例に係る紙幣の汚損度合いの判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る紙幣処理装置及び紙幣処理方法の好適な実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
まず、本実施例に係る紙幣処理装置１０による紙幣の汚損度合いの判定処理の概要を、図１を用いて説明する。
【００２０】
まず、紙幣処理装置１０に投入された紙幣に対して赤色光を照射時の画像と、緑色光を照射時の画像と、紫色光を照射時の画像と、赤外光を照射時の画像とを取得する。次に、取得した画像から、投入された紙幣の発行国、紙幣の金種及び投入された紙幣の方向を判別する。紙幣処理装置１０は、紙幣の発行国、紙幣の金種及び投入された紙幣の方向ごとに、汚損判定に使用する画像の種類と、画像の種類ごとの汚損判定に使用する判定エリアと、画像の種類ごとの汚損判定に使用する中間評価値を算出するための係数を有している。これらの情報に基づいて、金種・方向判別処理で判別した紙幣の発行国、紙幣の金種及び投入された紙幣の方向によって、投入された紙幣に対応する汚損判定に使用する画像の種類と、画像の種類ごとの汚損判定に使用する判定エリアと、画像の種類ごとの汚損判定に使用する中間評価値を算出するための係数を特定する。
【００２１】
次に、画像取得処理で取得した画像と、金種・方向判別処理で特定した汚損判定に使用する画像の種類と、画像の種類ごとの汚損判定に使用する判定エリアと、画像の種類ごとの汚損判定に使用する中間評価値を算出するための係数とを用いて、赤色光照射時画像に対する中間評価値と、緑色光照射時画像に対する中間評価値と、紫色光照射時画像に対する中間評価値とを算出する。
【００２２】
赤色光照射時画像に対する中間評価値の算出方法を説明する。赤色光照射時画像に対する判定エリアの画素の画素値を、赤外光照射時の画像の同じ位置の画素の画素値に対する割合を、判定エリアに含まれる全ての画素に対して算出することによって、判定エリアに対応する赤色光照射時画像のＩＲ比画像を作成する。赤色光照射時画像に対する中間評価値は、赤色光照射時画像のＩＲ比画像に含まれる全ての画素の画素値の合計に赤色光照射時画像に対する係数を乗ずることによって算出することができる。同様にして、緑色光照射時画像に対する中間評価値及び紫色光照射時画像に対する中間評価値も算出する。
【００２３】
赤外光照射時の画像は紙幣の汚損の度合いの影響が少ないことから、ＩＲ比画像を使用することによって、紙幣と光源とセンサの位置関係によって発生しうる画素値のバラツキの影響を軽減することができる。また、画像ごとに決められた係数は、判定対象の紙幣の光学的な特性に応じて可視光の種類によって発生する画素値のレベル差を補正するためのものである。つまり、ＩＲ比画像を使用することによって、同一紙幣の汚損度の判定において、紙幣と光源とセンサの位置関係によって発生していた判定のバラツキが低減されることに効果がある。また、画像ごとに決められた係数は、判定対象の紙幣の光学的な特性に応じて可視光の種類によって発生する画素値のレベル差を補正することによって、人の目による判断との整合を取ることに効果がある。
【００２４】
紙幣処理装置１０は、事前に紙幣の種類及び方向ごとに十分な枚数の紙幣による赤色光照射時画像に対する中間評価値、緑色光照射時画像に対する中間評価値及び紫色光照射時画像に対する中間評価値を算出して、それらのデータから算出したそれぞれの中間評価値の平均値や分散共分散行列を保持している。これらのそれぞれの中間評価値の平均値及び分散共分散行列と、判定対象の紙幣に対する中間評価値とから、最終評価値である判定対象の紙幣に対する中間評価値のマハラノビス距離を算出する。紙幣処理装置１０は、紙幣の種類及び方向ごとにあらかじめ決められた判定閾値と比較することによって、判定対象の紙幣の汚損の度合いを判定する。
【００２５】
このように、紙幣に赤色光、緑色光、紫色光及び赤外光を照射し、紙幣によって反射した反射光を受光し、照射した光の波長ごとの画像を取得し、取得した画像に基づいて紙幣の発行国、金種及び紙幣方向を識別する。さらに、可視光の照射によって受光した受光データの画素値の、赤外光の照射によって受光した受光データの画素値に対する比率を画素値とする比率の画像を生成する。さらに、紙幣の発行国、金種及び紙幣方向の情報と、照射した可視光の波長に応じた係数と、生成した比率の画像とを用いて照射した光の波長ごとの中間評価値を算出する。このようにして算出した中間評価値と、当該中間評価値の平均値、分散共分散行列に基づいて、判定対象の紙幣の中間評価値のマハラノビス距離を算出して、当該マハラノビス距離を用いて汚損度合いの判定を行うようにしたので、紙幣の汚損度合いの判定に係る信頼性を向上させるとともに、多種多様な紙幣を判定対象にすることができる。
【００２６】
次に、本実施例に係る紙幣処理装置１０の外観構成を説明する。図２は、本実施例に係る紙幣処理装置１０の外観構成を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、紙幣処理装置１０は装置内部の機構を筐体１２で覆っている。また、紙幣処理装置１０の前面には、計数を行う複数の紙幣を積層状態で載置することのできる載置部１４と、紙幣処理装置１０の処理状況の表示や紙幣に係る処理の指示操作を行うことのできる操作表示部６２と、真正な紙幣ではない若しくは損券であると判定された紙幣が搬送されるリジェク卜部４０と、真正な紙幣であると判定された紙幣が搬送される集積部３０とが配置される。
【００２８】
図２の載置部１４の底部に見えるローラ端は、載置部１４に載置した紙幣を筐体１２の内部に１枚ずつ繰り出すためのキッカローラ１６ａである。操作表示部６２は、紙幣処理装置１０の処理状況の表示を行うＬＣＤ等からなる表示部６２ａと、紙幣に係る処理の指示操作を行うことのできる操作キー６２ｂとを有している。
【００２９】
リジェク卜部４０の前面には左右一対の紙幣整列部材４２が設けられており、それぞれの紙幣整列部材４２は図２に示す位置から操作者が手動で筐体１２の前方に(すなわち、図２における左方手前に)倒すことができるようになっている。このため、リジェク卜部４０に搬送された紙幣は紙幣整列部材４２により整列された状態でリジェク卜部４０に集積され、紙幣整列部材４２を筐体１２の前方に倒すことにより、操作者はリジェク卜部４０から紙幣を取り出すことができる。
【００３０】
集積部３０の前面には、集積部３０の開口を閉止するためのシャッター３４が設けられており、このシャッター３４により集積部３０の前面の開口が選択的に閉止されるようになっている。
【００３１】
次に、図２に示した紙幣処理装置１０の内部の概略的な物理構成を説明する。図３は、紙幣処理装置１０の内部の概略的な物理構成を示す内部物理構成図である。
【００３２】
紙幣処理装置１０は、載置部１４に載置された複数の紙幣のうち最下層にある紙幣を筐体１２の内部に１枚ずつ繰り出すための繰出部１６と、筐体１２の内部に設けられ、繰出部１６により筐体１２の内部に繰り出された紙幣を１枚ずつ搬送する搬送通路１８とを備えている。また、搬送通路１８には、繰出部１６により筐体１２の内部に繰り出された紙幣の識別および計数を行うための識別計数部２０が設けられている。
【００３３】
繰出部１６は、載置部１４に積層状態で載置された複数の紙幣のうち最下層にある紙幣の表面に当接するキッカローラ１６ａと、紙幣の繰出方向においてキッカローラ１６ａの下流側に配置され当該キッカローラ１６ａにより蹴り出された紙幣について筐体１２の内部への繰り出しを行うフィードローラ１６ｂとを有している。また、フィードローラ１６ｂに対向して逆転ローラ１６ｃが設けられており、フィードローラ１６ｂと逆転ローラ１６ｃとの間にゲー卜部１６ｄが形成されている。キッカローラ１６ａにより蹴り出された紙幣はゲー卜部１６ｄを通過して１枚ずつ筐体１２内の搬送通路１８に繰り出されるようになっている。また、筐体１２の内部には、繰出部１６の駆動を行う繰出部駆動機構１７(図６参照)が設けられている。この繰出部駆動機構１７は、キッカローラ１６ａやフィードローラ１６ｂを回転させる繰出モータと、キッカローラ１６ａやフィードローラ１６ｂの回転速度を検出する回転速度センサと、回転速度センサにより検出された回転速度に基づいて繰出モータの回転速度を制御する速度制御手段とを有している。
【００３４】
また、図３に示すように、載置部１４には紙幣有無センサ１５が設けられている。この紙幣有無センサ１５は、載置部１４における紙幣の有無を検出するようになっている。具体的には、紙幣有無センサ１５は発光部と受光部が一体構成された反射型の光センサであり、載置部１４に紙幣が存在する場合には、発光部から発せられた光が紙幣に反射して受光部に光が届き、紙幣が存在しない場合には反射することなく光が受光部に届かない。このことにより紙幣有無センサ１５は載置部１４に紙幣が存在するか否かを検出する。
【００３５】
搬送通路１８は、紙幣を搬送する通路を示すもので、ローラと図示しない紙幣ガイド、及びローラとローラの間に紙幣が挟まれた状態で搬送されるようになっている。また、筐体１２の内部には、搬送通路１８の紙幣搬送に係る搬送部の駆動を行う搬送部駆動機構１９(図６参照)が設けられている。この搬送部駆動機構１９は、駆動ローラを回転させる搬送モータと、搬送モータの速度を制御する速度制御手段とを有している。ここで、繰出部駆動機構１７および搬送部駆動機構１９がそれぞれ設けられていることにより、繰出部１６および搬送通路１８の紙幣搬送に係る搬送部は異なる駆動系により駆動される。
【００３６】
また、搬送通路１８には、繰出部１６により筐体１２の内部に繰り出された紙幣の識別および計数を行うための識別計数部２０が設けられている。図３に示すように、識別計数部２０は、ラインセンサ２１、厚み検出センサ２０ｂおよび磁気センサ２０ｃを有している。ラインセンサ２１は、紙幣の搬送路を挟むように設けられており、光を発する光源および入ってきた光の強度を測定する受光センサを有している。ラインセンサ２１では、発光部から複数種類の波長の光を紙幣に照射して、紙幣によって反射された光の強度と紙幣を透過した光の強度とを測定することができるようになっている。詳細な構造は後述する。厚み検出センサ２０ｂは、この厚み検出センサ２０ｂを通過する紙幣の厚みを検出するようになっており、検出された紙幣の厚みに基づいて、紙幣に札折れ部分があるか、２枚以上の紙幣の重送が行われたか、あるいは紙幣のある部分にテーフ等が貼られているか等を検出することができるようになっている。磁気センサ２０ｃは、この磁気センサ２０ｃを通過する紙幣のインク等に含まれる磁気成分を検出するようになっており、このことにより磁気センサ２０ｃにおいて紙幣の磁性に関する検出値が算出されるようになっている。識別計数部２０は、ラインセンサ２１、厚み検出センサ２０ｂおよび磁気センサ２０ｃによるそれぞれの検出結果に基づいて、紙幣の真偽、正損、金種等の識別や、紙幣の搬送異常が発生しているか否か等の識別を行うとともに、紙幣の計数を行うようになっている。
【００３７】
図３に示すように、識別計数部２０よりも下流側の箇所において搬送通路１８は２つの搬送路に分岐しており、一方の搬送路の下流側端部には集積部３０が接続されており、他方の搬送路の下流側端部にはリジェク卜部４０が接続されている。識別計数部２０により識別および計数が行われた紙幣は、集積部３０またはリジェク卜部４０に選択的に送られるようになっている。集積部３０の前面(図３における左側の面)には開口が設けられており、操作者はこの開口を介して集積部３０に集積された紙幣を取り出すことができるようになっている。また、リジェク卜部４０の前面にも開口が設けられており、操作者はこの開口を介してリジェク卜部４０に集積された紙幣を取り出すことができるようになっている。
【００３８】
図３に示すように、搬送通路１８における２つの搬送路に分岐する箇所には、分岐部材と図示しない駆動部とを有する分岐部２２が設けられており、この分岐部２２により、当該分岐部２２の上流側から送られた紙幣が、分岐した２つの搬送路のうちいずれか一方の搬送路に選択的に送られるようになっている。
【００３９】
集積部３０において、図３の集積部３０における右側の位置には羽根車式集積機構３２が設けられている。羽根車式集積機構３２の羽根車３２ａは、紙幣処理装置１０の動作中、駆動部により常に図３における矢印の方向に回転させられるようになっており、この羽根車３２ａには、搬送通路１８から紙幣が１枚ずつ送られるようになっている。そして、羽根車３２ａは、搬送通路１８から送られた紙幣を２枚の羽根３２ｂの間に受け止めてこの羽根３２ｂ間に受け止められた紙幣を集積部３０に送るようになっている。このようにして、集積部３０には羽根車３２ａから紙幣が１枚ずつ送られ、この集積部３０において複数の紙幣が整列された状態で集積される。
【００４０】
図３に示すように、紙幣処理装置１０には、集積部３０の前面に設けられた開口を閉止するためのシャッター３４が設けられている。筐体１２の内部には、シャッター３４の駆動を行うシャッター駆動機構３５(図６参照)が設けられている。シャッター３４は、シャッター駆動機構３５により、集積部３０の下方に退避して当該集積部３０の開口を開く開口位置(図３における点線位置)と、集積部３０の前面の開口を閉止する閉止位置(図３における実線位置)との間を移動させられるようになっている。すなわち、シャッター３４が図３の点線に示すような開口位置にあるときには、操作者は集積部３０に集積された紙幣にアクセスすることができるようになる。一方、シャッター３４が図３の実線に示すような閉止位置にあるときには、集積部３０の前面の開口はシャッター３４により閉止され、操作者は集積部３０に集積された紙幣にアクセスすることができない。
【００４１】
また、集積部３０には透過光を用いた紙幣有無センサ３６が設けられている。この紙幣有無センサ３６は、集積部３０における紙幣の有無を検出するようになっている。
【００４２】
一方、リジェク卜部４０には、このリジェク卜部４０の前面の開口を閉止するシャッターは設けられていない。紙幣整列部材４２を筐体１２の前方に倒すことにより、操作者はリジェク卜部４０から紙幣を取り出すことができるようになる。また、リジェク卜部４０には紙幣有無センサ４４が設けられている。この紙幣有無センサ４４は、リジェク卜部４０における紙幣の有無を検出するようになっている。具体的には、紙幣有無センサ４４は発光部と受光部とを有しており、リジェク卜部４０に紙幣が集積されていない場合には発光部から発せられた光が受光部により受けられるようになっている。一方、リジェク卜部４０に紙幣が存在する場合には、発光部から発せられた光がこの紙幣により遮られて受光部に光が届かないようになる。このことにより紙幣有無センサ４４は、リジェク卜部４０に紙幣が集積されていることを検出する。
【００４３】
また、図３に示すように、搬送通路１８には複数の通過センサ５０、５２、５４、５６が設けられている。具体的には、繰出部１６と搬送通路１８との間の位置には第１の通過センサ５０が設けられており、この第１の通過センサ５０は、繰出部１６により繰り出された紙幣を検出するようになっている。なお、第１の通過センサ５０は、繰り出された直後の搬送通路１８における紙幣の状態を検出するようになっている。
【００４４】
また、搬送通路１８における識別計数部２０の上流側および下流型の位置にはそれぞれ第２の通過センサ５２、第３の通過センサ５４が設けられている。第２の通過センサ５２は、識別計数部２０に送られる前の紙幣を検出するようになっており、第３の通過センサ５４は、識別計数部２０により識別および計数が行われた後の紙幣を検出するようになっている。また、搬送通路１８における分岐部２２の上流側の位置には第４の通過センサ５６が設けられており、この第４の通過センサ５６は、分岐部２２により分岐させられる前の紙幣を検出するようになっている。
【００４５】
これらの通過センサ５０、５２、５４、５６は、それぞれ、搬送通路１８において搬送される紙幣を挟むよう設置された発光部と受光部とを有している。そして、各通過センサ５０、５２、５４、５６において、これらの発光部と受光部との間に紙幣が存在しない場合には発光部から発せられた光が受光部により受けられる。一方、各通過センサ５０、５２、５４、５６を紙幣が通過する際には発光部から発せられた光がこの紙幣により遮られて受光部に光が届かないようになり、このことにより各通過センサ５０、５２、５４、５６は紙幣を検出することができる。
【００４６】
また、筐体１２の内部には、紙幣処理装置１０の各構成要素を制御するための制御部６０が設けられている。制御部６０の構成の詳細について図６で説明する。また、操作表示部６２は、紙幣処理装置１０の処理状況の表示や紙幣に係る処理の指示操作を受け付けることができる入出力部である。
【００４７】
次に、図２に示した紙幣処理装置１０のクリアウィンドウを有する紙幣の搬送処理を図４を用いて説明する。図４（ａ）は、クリアウィンドウを有する紙幣の短手方向が搬送方向であるＸ軸方向と一致していて、紙幣が斜行していない場合の例である。また、図４（ｂ）は、クリアウィンドウを有する紙幣の短手方向が搬送方向であるＸ軸方向に対してθで示す角度傾いている、紙幣が斜行している場合の例である。
【００４８】
紙幣処理装置１０は、透光するクリアウィンドウがない紙幣の場合には、通過センサ５０、５２、５４、５６は、紙幣の存在を光が遮光されることによって検知し、一旦遮光された後で再び透光した場合には紙幣が通過したことを検知する。しかしながら図４に示すような光を通すクリアウィンドウを有する紙幣の場合には、一旦通過センサ５０、５２、５４、５６が遮光を検知して次に透光を検知したとしても、通過センサの位置にクリアウィンドウが到来している場合には紙幣が通過したと判定することはできない。
【００４９】
図４（ａ）に示した紙幣は、クリアウィンドウを有する紙幣の例であり、当該紙幣が図４（ａ）に示したように斜行なくＸ軸の正方向に搬送された場合には、通過センサ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ上を通ることとなる。紙幣上のクリアウィンドウは通過センサ５０ａ上を通ることから、図４（ａ）のセンサ信号は図に示した通り一旦遮光状態となるが、クリアウィンドウが通過センサ５０ａ上を通過している時は透光状態となり、クリアウィンドウが通過すると再度遮光状態となって、紙幣全体が通過した時点でまた透光状態となる。その他の通過センサ５０ｂ、５０ｃの走査線上にはクリウィンドウはないので、一旦遮光状態になって紙幣全体が通過することによって透光状態になる。
【００５０】
このように所定の位置にクリアウィンドウが存在する紙幣を取り扱う場合には、クリアウィンドウを誤って紙幣の通過と判定しないためにクリアウィンドウの搬送方向の幅（Ｗ１）に対応する時間以内の透光の検知は紙幣の通過とは判定しないようなフィルタ処理を行うことによってクリアウィンドウによる紙幣通過の誤検知を回避することができる。ただし、図４（ａ）の場合には、クリアウィンドウはそれを検知する通過センサ５０ａにしか影響しないので、通過センサ５０ｂ、５０ｃの透光状態の検知に対してのフィルタ処理は行わない。紙幣処理装置１０は、当該紙幣処理装置１０で処理対象となる紙幣のクリアウィンドウの位置と大きさに応じて通過センサ５０、５２、５４、５６ごとのフィルタ処理で透光を無視する時間間隔の情報を保有することによって、当該フィルタ処理を行う。
【００５１】
図４（ａ）では搬送される紙幣が斜行していないことを前提としたが、図４（ｂ）では搬送される紙幣が斜行した場合の例である。図４（ｂ）に示すようにクリアウィンドウの位置、形状によっては搬送される紙幣が斜行することによって通過センサ５０、５２、５４、５６のクリアウィンドウ上の走査線の長さが図４（ａ）とは異なってしまう。図４の例では、図４（ａ）に示したクリアウィンドウ上の通過センサ５０ａの走査線の長さ（Ｗ１）よりも、図４（ｂ）に示したクリアウィンドウ上の通過センサ５０ａの走査線の長さ（Ｗ２）の方が長いことから、図４（ｂ）のケースでは、Ｗ１に対応する時間のフィルタリング処理ではクリアウィンドウを紙幣間の間隙と誤検知してしまうことになる。
【００５２】
紙幣処理装置１０は、紙幣の搬送速度と通過センサ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの遮光される時間差とから算出される図に示すＬ１又はＬ２と、センサ間の距離Ｌ３又はＬ４とから斜行角度θを算出する。さらに、算出した斜行角度θと、クリアウィンドウの幅（Ｗ１）とから、図４（ｂ）に示したクリアウィンドウ上の通過センサ５０ａの走査線の長さ（Ｗ２）を算出することができる。図４（ｂ）のように斜行が検知された場合には、このようにして算出されたＷ２に対応する時間でフィルタリング処理を行うことによって、紙幣が斜行している場合においてもクリアウィンドウを紙幣通過と誤検知してしまうことを回避することが可能となる。ただし、同じ斜行角度θで搬送される場合においても、搬送路上Ｙ軸方向に対するバリエーションがあることから、搬送路上Ｙ軸方向に対するバリエーションの範囲内で最大となるケースにおいてＷ２を算出するものとする。ここで、説明のために、通過センサ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃを用いて説明をしたが、事前に搬送されてくる紙幣のクリアウィンドウの位置及び大きさを制御部が知っておく必要がある。このためには、事前に搬送される金種と方向が指定されているか、画像認識方式の紙幣識別ユニットよりも下流の通過センサでこの処理が行われることが一般的である。
【００５３】
次に、図３に示した紙幣処理装置１０のラインセンサ２１の詳細な構成を説明する。図５は、紙幣処理装置１０のラインセンサ２１の詳細な構成を示す詳細構成図である。
【００５４】
本実施例に係る紙幣処理装置１０は、紙幣を搬送する搬送路を有する。ここで、紙幣の搬送方向をＹ軸負方向とし、紙幣の面に垂直な軸をＸ軸とし、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸に直交するものとする。また、紙幣は略垂直に搬送されるものとし、Ｘ軸正側を上方、Ｘ軸負側を下方という。さらに、説明の便宜上、紙幣のＸ軸正側の面を表面といい、紙幣のＸ軸負側の面を裏面という。
【００５５】
紙幣処理装置１０のラインセンサ２１は、第１受発光ユニット２１ａ、発光ユニット２１ｂ及び第２受発光ユニット２１ｃを有する。図５には、第１受発光ユニット２１ａ、発光ユニット２１ｂ及び第２受発光ユニット２１ｃをＺ軸方向から見た断面模式図を示している。図５に示すように、第１受発光ユニット２１ａと発光ユニット２１ｂは、搬送路を挟んだ位置に設置されている。また、第２受発光ユニット２１ｃは、第１受発光ユニット２１ａと搬送路を挟んで反対側に設置され、第１受発光ユニット２１ａ及び発光ユニット２１ｂに対して紙幣搬送される方向に隣接する位置に設置されている。
【００５６】
第１受発光ユニット２１ａは、その筐体の下面（紙幣に対向する面）にはガラス又は樹脂から成る透明部材２１ｉが嵌め込まれている。この第１受発光ユニット２１ａは、紙幣の表面に光を照射する第１光源２１ｄを有する。また、第１受発光ユニット２１ａは、第１集光レンズ２１ｆ及び第１基板２１ｈを有する。第１基板２１ｈには、第１受光センサ２１ｇが設けられている。この第１受光センサ２１ｇは、Ｚ軸方向に複数配列されてイメージラインセンサを形成する。
【００５７】
第１集光レンズ２１ｆは、第１光源２１ｄから照射された光が紙幣の表面により反射した反射光を集光して、第１受光センサ２１ｇに受光させるよう配置される。このため第１受光センサ２１ｇの出力を用い、紙幣の表面反射画像データを生成することができる。
【００５８】
さらに、第１受発光ユニット２１ａは、紙幣の表面に反射光を照射する第２光源２１ｅを有する。第２光源２１ｅから照射された光は、紙幣の表面により反射され、第１集光レンズ２１ｆにより集光され、第１受光センサ２１ｇに受光される。この第２光源２１ｅは、紙幣の表面反射画像データを生成する際に第１光源２１ｄの光量を補うために用いられるものである。
【００５９】
発光ユニット２１ｂは、搬送路を挟んで第１受発光ユニット２１ａと対向する位置に設置され、その筐体の上面（紙幣に対向する面）にはガラス又は樹脂から成る透明部材２１ｋが嵌め込まれている。発光ユニット２１ｂは、紙幣の裏面に光を照射する第３光源２１ｊを有する。第３光源２１ｊから紙幣の裏面に対して光を照射すると、紙幣を透過した透過光は、第１集光レンズ２１ｆによって集光され、第１受光センサ２１ｇに受光させることができる。このようにして第３光源２１ｊを発光させた場合の第１受光センサ２１ｇの出力を用い、紙幣の裏面から光を照射した透過画像データを生成することができる。
【００６０】
第２受発光ユニット２１ｃは、搬送路に対して第１受発光ユニット２１ａと反対側に設けられており、その筐体の上面（紙幣に対向する面）にはガラス又は樹脂から成る透明部材２１ｓが嵌め込まれている。この第２受発光ユニット２１ｃは、紙幣の裏面に光を照射する第４光源２１ｍ及び第５光源２１ｎを有する。また、第２受発光ユニット２１ｃは、第２集光レンズ２１ｐ及び第２基板２１ｒを有する。第２基板２１ｒには、第２受光センサ２１ｑが設けられている。この第２受光センサ２１ｑは、Ｚ軸方向に複数配列されてイメージラインセンサを形成する。
【００６１】
第２集光レンズ２１ｐは、第４光源２１ｍ及び第５光源２１ｎから照射された光が紙幣の裏面により反射した反射光を集光して、第２受光センサ２１ｑに受光させるよう配置される。このため第２受光センサ２１ｑの出力を用い、紙幣の裏面反射画像データを生成することができる。
【００６２】
第１光源２１ｄ、第２光源２１ｅ、第３光源２１ｊ、第４光源２１ｍ及び第５光源２１ｎのそれぞれは、赤色光、緑色光、紫色光及び赤外光を切り替えて発光することが可能である。また、第１集光レンズ２１ｆ及び第２集光レンズ２１ｐは、セルフォック（登録商標）レンズを使用してもよい。
【００６３】
次に、図２に示した紙幣処理装置１０の本実施例に係る内部構成を説明する。図６は、紙幣処理装置１０の本実施例に係る内部構成を示すブロック図である。
【００６４】
図６に示すように、紙幣処理装置１０は、繰出部１６の駆動を行う繰出部駆動機構１７、搬送通路１８の紙幣搬送に係る搬送部の駆動を行う搬送部駆動機構１９、識別計数部２０、分岐部２２、羽根車式集積機構３２、シャッター３４の駆動を行うシャッター駆動機構３５、紙幣有無センサ１５、３６、４４、通過センサ５０、５２、５４、５６、操作表示部６２、記憶部６４及び制御部６０を有する。
【００６５】
制御部６０には、繰出部１６の駆動を行う繰出部駆動機構１７、搬送通路１８の紙幣搬送に係る搬送部の駆動を行う搬送部駆動機構１９，識別計数部２０、分岐部２２、羽根車式集積機構３２、シャッター３４の駆動を行うシャッター駆動機構３５、紙幣有無センサ１５、３６、４４、通過センサ５０、５２、５４、５６、操作表示部６２及び記憶部６４が接続されている。
【００６６】
識別計数部２０は、ラインセンサ２１、厚み検出センサ２０ｂ、磁気センサ２０ｃを有しており、制御部６０からの指示に従ってこれらのセンサを用いて紙幣の各種画像データ、厚み検知結果、磁気データなどを取得して、制御部６０に通知する。
【００６７】
制御部６０は、繰出部駆動機構１７、搬送部駆動機構１９、分岐部２２、羽根車式集積機構３２、シャッター駆動機構３５及び操作表示部６２に指示することによってこれらの構成要素の制御を行っている。繰出部駆動機構１７には、キッカローラ１６ａやフィードローラ１６ｂの回転速度の目標値に係る指示が制御部６０から送られ、繰出部駆動機構１７は、キッカローラ１６ａやフィードローラ１６ｂの実際の回転速度が目標値に一致するよう、繰出モータの制御を行っている。搬送部駆動機構１９には、搬送通路１８を搬送される紙幣の速度の目標値に係る指示が制御部６０から送られ、搬送部駆動機構１９は、この速度の目標値に基づいて搬送モータの制御を行っている。
【００６８】
紙幣有無センサ１５、３６、４４は、紙幣有無の状態を検知して制御部６０に通知する。通過センサ５０、５２、５４、５６は、紙幣の通過状況を検知して制御部６０に通知する。
【００６９】
記憶部６４は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等からなる記憶デバイスである。記憶部６４は、画像データ６４ａ、紙幣種類別基準データ６４ｂ及び評価値データ６４ｃを有する。
【００７０】
画像データ６４ａは、１枚の紙幣に対して４種類の波長の光に対応する４種類の表面反射画像データと、４種類の波長の光に対応する４種類の透過画像データと、４種類の波長の光に対応する４種類の裏面反射画像データとの、合計１２種類の画像のデータである。
【００７１】
紙幣種類別基準データ６４ｂは、紙幣の種類及び紙幣がセットされた方向ごとに、汚損度合いの判定に係る情報を有している。汚損度合いの判定に係る情報としては、汚損度合いの評価値を算出するために必要な情報と、汚損度合いを判定するための閾値とを有している。詳細な構造は後述する。
【００７２】
評価値データ６４ｃは、紙幣の汚損度合いを判定する過程で出力される情報であり、紙幣の種類及び方向の判別結果や、画像データ６４ａと紙幣種類別基準データ６４ｂとによって算出した紙幣の汚損度合いを示す評価値や、評価値と紙幣種類別基準データ６４ｂの閾値との比較による判定結果などを含むデータである。
【００７３】
制御部６０は、紙幣処理装置１０の全体を制御する制御部であり、画像データ取得部６０ａ、金種・方向判別部６０ｂ、中間評価値算出部６０ｃ、最終評価値算出部６０ｄ及び汚損判定部６０ｅを有する。実際には、この機能部に対応するプログラムを図示しないＲＯＭや不揮発性メモリに記憶しておき、このプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）にロードして実行することにより、対応するプロセスを実行させることになる。
【００７４】
画像データ取得部６０ａは、ラインセンサ２１を制御することによって搬送通路１８を通って搬送される紙幣の１２種類の画像を取得して画像データ６４ａに記憶する。１２種類の画像のうち４種類の表面反射画像データは第１受発光ユニット２１ａによって取得したラインデータを蓄積して生成する。また、４種類の透過画像データは、発光ユニット２１ｂと第１受発光ユニット２１ａを用いて取得したラインデータを蓄積して生成する。また、４種類の裏面反射画像データは第２受発光ユニット２１ｃによって取得したラインデータを蓄積して生成する。この１２種類の画像の取得処理を詳しく説明する。
【００７５】
画像データ取得部６０ａは、紙幣の搬送方向に対する位置ごとに、第１光源２１ｄ及び第２光源２１ｅによって４種類の波長の光を順番に紙幣の表面に照射し、第１受光センサ２１ｇの出力を受け付けて、受け付けた４種類の波長の光に対応する４種類の表面反射ラインデータを画像データ６４ａに蓄積する。紙幣の搬送方向に対する全ての位置に対する表面反射ラインデータを画像データ６４ａに蓄積することによって、画像データ６４ａの中に４種類の波長の光に対応する４種類の表面反射画像データを生成する。
【００７６】
また、画像データ取得部６０ａは、紙幣の搬送方向に対する位置ごとに、第３光源２１ｊによって４種類の波長の光を順番に紙幣の裏面に照射し、第１受光センサ２１ｇの出力を受け付けて、受け付けた４種類の波長の光に対応する４種類の透過ラインデータを画像データ６４ａに蓄積する。紙幣の搬送方向に対する全ての位置に対する透過ラインデータを画像データ６４ａに蓄積することによって、画像データ６４ａの中に４種類の波長の光に対応する４種類の透過画像データを生成する。
【００７７】
また、画像データ取得部６０ａは、紙幣の搬送方向に対する位置ごとに、第４光源２１ｍ及び第５光源２１ｎによって４種類の波長の光を順番に紙幣の裏面に照射し、第２受光センサ２１ｑの出力を受け付けて、受け付けた４種類の波長の光に対応する４種類の裏面反射ラインデータを画像データ６４ａに蓄積する。紙幣の搬送方向に対する全ての位置に対する裏面反射ラインデータを画像データ６４ａに蓄積することによって、画像データ６４ａの中に４種類の波長の光に対応する４種類の裏面反射画像データを生成する。
【００７８】
金種・方向判別部６０ｂは、画像データ６４ａを入力として、紙幣の種類及び紙幣の方向を判別する処理部である。
【００７９】
中間評価値算出部６０ｃは、画像データ６４ａと紙幣種類別基準データ６４ｂとに基づいて、紙幣の汚損度合いを示す最終の評価値の算出に必要な中間評価値を算出する処理部である。中間評価値算出部６０ｃは、紙幣種類別基準データ６４ｂに基づいて、画像データ６４ａに含まれる１２種類の画像のうち１つまたは複数を使用して、１つまたは複数の中間評価値を算出する。
【００８０】
最終評価値算出部６０ｄは、中間評価値算出部６０ｃによって算出された１つまたは複数の中間評価値と、紙幣種類別基準データ６４ｂとに基づいて、紙幣の汚損度合いを示す最終評価値を算出する処理部である。
【００８１】
汚損判定部６０ｅは、最終評価値算出部６０ｄによって算出された最終評価値と、紙幣種類別基準データ６４ｂに含まれる判定閾値との比較によって、損券で有るか否かの判定を行う処理部である。
【００８２】
次に、図２に示した紙幣処理装置１０の本実施例に係るデータ構成について説明する。図７及び図８は、紙幣処理装置１０の本実施例に係るデータ構成について説明するための説明図である。
【００８３】
図７に示すように、画像データ６４ａは、画像番号と、画像取得センサ区分と、光源種類と、画像番号、画像取得センサ区分及び光源種類に対応する取得画像データとを有する。画像取得センサ区分は第１受光センサ２１ｇで取得した画像なのか、第２受光センサ２１ｑで取得した画像なのかを示す情報であって、「表」は第１受光センサ２１ｇで取得した画像で有ることを示し、「裏」は第２受光センサ２１ｑで取得した画像であることを示している。また、光源種類は画像取得時に点灯した光源の種類であって、表面側を照射する赤色光源を意味する「反射赤色光」と、表面側を照射する緑色光源を意味する「反射緑色光」と、表面側を照射する紫色光源を意味する「反射紫色光」と、表面側を照射する赤外光源を意味する「反射赤外光」と、裏面側を照射する赤色光源を意味する「透過赤色光」と、裏面側を照射する緑色光源を意味する「透過緑色光」と、裏面側を照射する紫色光源を意味する「透過紫色光」と、裏面側を照射する赤外光源を意味する「透過赤外光」と、裏面側を照射する赤色光源を意味する「反射赤色光」と、裏面側を照射する緑色光源を意味する「反射緑色光」と、裏面側を照射する紫色光源を意味する「反射紫色光」と、裏面側を照射する赤外光源を意味する「反射赤外光」とがある。
【００８４】
図７に示すように、画像番号が「１」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「表」で光源種類が「反射赤色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「２」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「表」で光源種類が「反射緑色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「３」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「表」で光源種類が「反射紫色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「４」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「表」で光源種類が「反射赤外光」に対応する画像のデータである。画像番号が「５」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「表」で光源種類が「透過赤色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「６」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「表」で光源種類が「透過緑色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「７」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「表」で光源種類が「透過紫色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「８」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「表」で光源種類が「透過赤外光」に対応する画像のデータである。画像番号が「９」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「裏」で光源種類が「反射赤色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「１０」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「裏」で光源種類が「反射緑色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「１１」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「裏」で光源種類が「反射紫色光」に対応する画像のデータである。画像番号が「１２」に対応する取得画像データは、画像取得センサ区分が「裏」で光源種類が「反射赤外光」に対応する画像のデータである。
【００８５】
図７に示すように、評価値データ６４ｃは、紙幣判別結果、汚損判定結果、最終評価値、中間評価値の数及び中間評価値の数分の中間評価値を有する。紙幣判別結果には、金種・方向判別部６０ｂが、画像データ６４ａに基づいて判別した紙幣の発行国名、金種及び搬送された紙幣の方向の情報を有する。また汚損判定結果は、最終評価値と紙幣種類別基準データ６４ｂに含まれる閾値との比較による判定結果であり、「損券」なのか「損券ではない」のかの情報である。
【００８６】
図７の評価値データ６４ｃの例は、紙幣処理装置１０に投入された紙幣が「日本」で発行された「万円券」であって、紙幣がセットされた方向が「Ａ」の方向で、汚損判定結果は「損券ではない」と判定され、最終評価値が「Ｙ」で、中間評価値数が「６」個で、それぞれの中間評価値が「３１．５」、「２８．７」、「２５．５」、「１４．７」、「１１．２」、「１４．０」であることを示している。
【００８７】
図８に示すように、紙幣種類別基準データ６４ｂは、紙幣の発行国名、金種及び紙幣がセットされた方向ごとに、中間評価値算出パラメータと、最終評価値算出パラメータと、判定閾値とを有する。中間評価値算出パラメータは、紙幣の発行国名、金種及び紙幣がセットされた方向ごとに中間評価値の個数分あり、それぞれの中間評価値を算出するのに必要な情報を有している。中間評価値算出パラメータは、中間評価値ごとに、使用画像番号、判定エリア、演算方法、ＩＲ比使用有無及び係数を有する。中間評価値は、複数の判定エリアごとの画素値を合算して係数を乗ずることによって算出する。
【００８８】
使用画像番号は、中間値算出に使用する画像データ６４ａの画像番号である。使用画像番号は１つまたは２つの画像番号を指定することができる。判定エリアは、画像番号で指定された画像のどの領域のデータを使用するのかを示した情報である。使用画像番号に２つの画像番号が指定されている場合の判定エリアは２つの画像に共通の判定エリアが指定されることとなる。演算方法は、使用画像番号に２つの画像番号が指定されている場合に設定され、指定された画像番号の２つの画像の画素値から判定エリアごとの値の算出方法を規定する。この判定エリアは、金種・方向毎に設定され、好適な例としては、白紙部、透かし部等、絵柄模様の無い部分が設定される。
【００８９】
ＩＲ比使用有無は、判定エリアごとの画素値を、使用画像番号によって指定された画像の画素値とするのか、使用画像番号によって指定された画像の画素値の赤外光の照射により取得された画像の同一判定エリアの画素値に対する割合とするのかを規定する。ＩＲ比使用有無が「使用しない」の場合には、判定エリアごとの値を、使用画像番号によって指定された画像の画素値とする。また、ＩＲ比使用有無が「使用」の場合には、判定エリアごとの値を、使用画像番号によって指定された画像の画素値の赤外光の照射により取得された画像の同一判定エリアの画素値に対する比率とする。赤外光の照射により取得される画像は他の可視光の照射によって取得される画像と比較すると汚損の影響が少ないことから、中間評価値の算出の際に画像番号で指定された画像の画素値をそのまま使用するのではなく、赤外光の照射により取得された画像の同一判定エリアの画素値に対する割合を使用することによって、紙幣と光源とセンサとの位置関係の影響による画素値のばらつきが出たとしても、その影響を低減することができる。ただし、紙幣種類別基準データ６４ｂの構造上、ＩＲ比使用有無を指定できるようになっているのは、国によっては紙幣の品質に差異があり、赤外光を照射して取得することのできる画像のばらつきが大きい紙幣についてはＩＲ比を使用するとむしろ判定品質が確保できないケースがあるためである。
【００９０】
最終評価値算出パラメータは、中間評価値算出パラメータの規定に従って算出される中間評価値の平均値と、中間評価値の分散共分散行列とを含む。最終評価値とは、中間評価値算出パラメータの規定に従って算出される中間評価値と、最終評価値算出パラメータに含まれる中間評価値の平均値と、中間評価値の分散共分散行列とに基づいて算出することのできる中間評価値のマハラノビス距離である。
【００９１】
中間評価値及び最終評価値算出パラメータに基づいて算出した最終評価値を用いて、紙幣が損券で有るのか否かを判定する閾値が判定閾値である。最終評価値が判定閾値以上となった場合には損券と判定し、最終評価値が判定閾値未満であった場合には損券ではないと判定する。
【００９２】
図８の紙幣種類別基準データ６４ｂは、「日本」で発行された「万円券」、「五千円券」、「千円券」に対応するデータの例である。「万円券」の方向が「Ａ」の場合については、中間評価値が６つ規定され、それぞれの中間評価値の平均値がそれぞれ「μ１」、「μ２」、「μ３」、「μ４」、「μ５」、「μ６」で、中間評価値の分散共分散行列が「Ｓ」で、判定閾値が「Ｘ」であることを示している。また、１つ目の中間評価値は、画像番号「１」の画像と、画像番号「９」の画像を使用して、判定エリアは「（２，３）、（２，４）、（２，５）・・・」であることを示している。また、前述の通り、使用画像番号が「１」と「９」の複数が指定されていて、演算方法が「ｇ１＋ｇ２」と指定されていて、ＩＲ比使用有無が「使用」となっていることから、判定エリア毎の値は、画像番号「１」の画素値の赤外光の照射により取得された画像（＝画像番号４の画像）の同一判定エリアの画素値に対する比率と、画像番号「９」の画素値の赤外光の照射により取得された画像（＝画像番号１２の画像）の同一判定エリアの画素値に対する比率とを加算した値であることを示している。このようにして算出した判定エリア毎の値を全て合算した値に対して、係数に指定される「ａ」を乗じることによって１つ目の中間評価値を算出することができる。
【００９３】
次に、図８に示した紙幣種類別基準データ６４ｂの係数の決定方式を図９を用いて説明する。図９に示す画像は、同じ紙幣に対して、赤外光を照射した反射光による画像と、赤色光を照射した反射光による画像と、緑色光を照射した反射光による画像と、紫色光を照射した反射光による画像の例である。また、各画像の右隣のグラフは、画像の走査位置と画素値の関係を示したものである。走査位置は、紙幣の画像のなかのコントラストが低く画素値の大きなエリアである判定エリアを通るように設定されている。グラフ上には、判定エリアに対応する領域の画素値の平均値を示す線が引かれており、赤外光を照射した反射光による画像の平均画素値Ｅ（ＩＲ）は１８０、赤色光を照射した反射光による画像の平均画素値Ｅ（Ｒ）は１８０、緑色光を照射した反射光による画像の平均画素値Ｅ（Ｇ）は１４０、紫色光を照射した反射光による画像の平均画素値Ｅ（Ｖ）は１００となっている。
【００９４】
これは、同じ紙幣を使用しても照射する光の種類によって画素値に差異があることを示している。つまり、異なる種類の光を照射して得られた画像の当該判定エリアの画像の画素値を比較する場合には、いずれかの画像のレベルに補正する必要があり、その補正を行うための値が係数である。図９に示すように、赤外光を照射した反射光による画像と同じレベルに補正を行おうとすると、図に示した紙幣の判定エリアに対する係数は、赤色光を照射した反射光による画像の場合は、Ｅ（ＩＲ）÷Ｅ（Ｒ）で算出し１．０である。緑色光を照射した反射光による画像の場合の係数は、Ｅ（ＩＲ）÷Ｅ（Ｇ）で算出しおよそ１．３である。紫色光を照射した反射光による画像の場合の係数は、Ｅ（ＩＲ）÷Ｅ（Ｖ）で算出しおよそ１．８である。このように、紙幣の種類、方向及び判定エリアごとに事前に採取した画像を基に係数を算出して、紙幣種類別基準データ６４ｂに設定する。このように算出した係数で取得した画像を補正したうえで汚損度合いの判定を行うようにすることは、人の目による汚損度合いの判断との整合性の向上に効果がある。
【００９５】
次に、図８に示した紙幣種類別基準データ６４ｂの判定エリアの定義方式を図１０を用いて説明する。図８に示した紙幣種類別基準データ６４ｂの中間評価値算出パラメータの判定エリアの定義は、所定のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅でメッシュ状に紙幣の全体を分割して、メッシュ状に存在するセルを指定することによって行う。
【００９６】
図１０に示す例では、Ｙ軸方向にｍ個、Ｘ軸方向にｎ個の領域に分割され、最も左上のセルを基準セルとして（１，１）と表現し、基準セルからＹ軸の負の方向にａ個分、Ｘ軸の正の方向にｂ個分ずれた位置にあるセルを（１＋ａ，１＋ｂ）と表現する。このように表現すると、図１０に示す判定エリアは（２，３）、（２，４）、（２，５）、（２，６）、（２，７）、（３，３）、（３，４）、（３，５）、（３，６）、（３，７）、（４，３）、（４，４）、（４，５）、（４，６）、（４，７）と定義することができる。また、裏面の画像に対するエリアの定義についても、表面を基準にして行うものとし、表面の（１，１）のエリアの裏面のエリアも（１，１）と同じ表現にて表すものとする。
【００９７】
次に、図８に示した紙幣種類別基準データ６４ｂの設定値に応じた、中間評価値の算出方法を図１１に示した紙幣種類別基準データ６４ｂの中間評価値算出パラメータの設定例を用いて説明する。説明の便宜上、画像番号がｊのｉ番目の判定エリアの画素値をｆｊ（ｉ）と表現するものとする。ｆ１（ｉ）は、図７の画像データ６４ａに示した画像番号が「１」に対応する、表面へ赤色光の照射による反射光を受け付けて生成される取得画像データに含まれるｉ番目の判定エリアの画素値を示す。ｆ３（ｉ）は、図７の画像データ６４ａに示した画像番号が「３」に対応する、表面へ紫色光の照射による反射光を受け付けて生成される取得画像データに含まれるｉ番目の判定エリアの画素値を示す。ｆ４（ｉ）は、図７の画像データ６４ａに示した画像番号が「４」に対応する、表面へ赤外光の照射による反射光を受け付けて生成される取得画像データに含まれるｉ番目の判定エリアの画素値を示す。ｆ７（ｉ）は、図７の画像データ６４ａに示した画像番号が「７」に対応する、裏面へ紫色光の照射による透過光を受け付けて生成される取得画像データに含まれるｉ番目の判定エリアの画素値を示す。ｆ１１（ｉ）は、図７の画像データ６４ａに示した画像番号が「１１」に対応する、裏面へ紫色光の照射による反射光を受け付けて生成される取得画像データに含まれるｉ番目の判定エリアの画素値を示す。ｆ１２（ｉ）は、図７の画像データ６４ａに示した画像番号が「１２」に対応する、裏面へ赤外光の照射による反射光を受け付けて生成される取得画像データに含まれるｉ番目の判定エリアの画素値を示す。
【００９８】
図１１（ａ）は、紙幣種類別基準データ６４ｂの中間評価値算出パラメータの設定例であり、この例では中間評価値が６つあるケースである。第１の中間評価値は使用する画像は１つで、ＩＲ比使用有無は「使用」となっていて、係数が「ａ」であることを示している。当該第１の中間評価値の算出式は図１１（ｂ）に示す通りである。画像番号「１」に対応する赤外光照射による画像の画像番号は４であることから、第１の中間評価値は、全ての判定エリアに対応するｆ１（ｉ）÷ｆ４（ｉ）で算出される値の合計に係数ａを乗ずることによって算出することができる。
【００９９】
第３の中間評価値は使用する画像は２つで、演算方法は「ｇ１＋ｇ２」と指定されていて、ＩＲ比使用有無は「使用」となっていて、係数が「ｃ」であることを示している。当該第３の中間評価値の算出式は図１１（ｃ）に示す通りであり、画像番号「３」に対応する赤外光照射による画像の画像番号は４であり、画像番号「１１」に対応する赤外光照射による画像の画像番号は１２であることから、第３の中間評価値は、全ての判定エリアに対応するｆ３（ｉ）÷ｆ４（ｉ）＋ｆ１１（ｉ）÷ｆ１２（ｉ）で算出される値の合計に係数ｃを乗ずることによって算出することができる。
【０１００】
第６の中間評価値は使用する画像は１つで、ＩＲ比使用有無は「使用しない」となっていて、係数が「ｆ」であることを示している。当該第６の中間評価値の算出式は図１１（ｄ）に示す通りであり、第６の中間評価値は、全ての判定エリアに対応する画素値ｆ７（ｉ）の合計に係数ｆを乗ずることによって算出することができる。
【０１０１】
次に、図２に示した紙幣処理装置１０における本実施例に係る紙幣の汚損度合いの判定処理の処理手順を説明する。図１２は、紙幣処理装置１０における本実施例に係る紙幣の汚損度合いの判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１０２】
まず、ラインセンサ２１に紙幣が搬送されてきたならば、画像データ取得部６０ａは、搬送部駆動機構１９とラインセンサ２１を制御して、１２種類の紙幣の画像を取得して画像データ６４ａに書き込む（ステップＳ１０１）。金種・方向判別部６０ｂは、ステップＳ１０１で取得した画像データ６４ａを用いて、搬送されてきた紙幣の発行国、金種及び紙幣処理装置１０にセットされた方向を判別して、その判別結果を評価値データ６４ｃの紙幣判別結果に記憶する（ステップＳ１０２）。
【０１０３】
次に、中間評価値算出部６０ｃは、ステップＳ１０２の判別結果と紙幣種類別基準データ６４ｂにより、判別した紙幣の金種及び方向に対応する中間評価値算出パラメータを特定して、中間評価値の個数を評価値データ６４ｃに登録する（ステップＳ１０３）。また、ステップＳ１０３で特定した中間評価値算出パラメータに規定されている未算出の中間評価値のうちの１つの中間評価値の算出を行って評価値データ６４ｃに登録する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０３で特定した中間評価値算出パラメータに対して未算出の中間評価値がある場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０４に戻る。
【０１０４】
ステップＳ１０３で特定した中間評価値算出パラメータに規定されている未算出の中間評価値がない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）には、最終評価値算出部６０ｄは、ステップＳ１０４で算出されて評価値データ６４ｃに登録された中間評価値と紙幣種類別基準データ６４ｂの最終評価値算出パラメータとを用いて最終評価値として複数個の中間評価値に対するマハラノビス距離を算出して、評価値データ６４ｃの最終評価値に登録する（ステップＳ１０６）。
【０１０５】
汚損判定部６０ｅは、ステップＳ１０６で算出されて評価値データ６４ｃに登録された最終評価値とステップＳ１０２の判別結果と紙幣種類別基準データ６４ｂにより特定される判定閾値との比較を行い（ステップＳ１０７）、最終評価値が判定閾値以上の場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）には、当該紙幣を損券と判定し評価値データ６４ｃの汚損判定結果に「損券」の登録を行って（ステップＳ１０８）、処理を終了する。また、最終評価値が特定した判定閾値未満の場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）には、当該紙幣を損券ではないと判定し評価値データ６４ｃの汚損判定結果に「損券ではない」の登録を行って（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【０１０６】
上述してきたように、紙幣に赤色光、緑色光、紫色光及び赤外光を照射し、紙幣によって反射した反射光を受光し、照射した光の波長ごとの画像を取得し、取得した画像に基づいて紙幣の発行国、金種及び紙幣方向を識別する。さらに、可視光の照射によって受光した受光データの画素値の、赤外光の照射によって受光した受光データの画素値に対する比率を画素値とする比率の画像を生成する。さらに、紙幣の発行国、金種及び紙幣方向の情報と、照射した可視光の波長に応じた係数と、生成した比率の画像とを用いて照射した光の波長ごとの中間評価値を算出する。このようにして算出した中間評価値と、当該中間評価値の平均値、分散共分散行列に基づいて、判定対象の紙幣の中間評価値のマハラノビス距離を算出して、当該マハラノビス距離を用いて汚損度合いの判定を行うよう構成したので、紙幣の汚損度合いの判定に係る信頼性を向上させるとともに、多種多様な紙幣を判定対象にすることができる。
【０１０７】
なお、上述の本実施例では紙幣に照射する可視光として赤色光、緑色光、紫色光を使用することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、紫色光の代わりに青色光を使用してもよい。また、汚損度合いの判定対象の紙幣の光学的な特性によっては、他の波長の光を使用するものとしてもよい。
【０１０８】
また、上述の本実施例で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上のように、本発明に係る紙幣処理装置及び紙幣処理方法は、紙幣の汚損度合いの判定に係る信頼性を向上させるとともに、多種多様な紙幣を判定対象にすることに適している。
【符号の説明】
【０１１０】
１０    紙幣処理装置
１２    筐体
１４    載置部
１５、３６、４４    紙幣有無センサ
１６    繰出部
１６ａ    キッカローラ
１６ｂ    フィードローラ
１６ｃ    逆転ローラ
１６ｄ    ゲー卜部
１７    繰出部駆動機構
１８    搬送通路
１９    搬送部駆動機構
２０    識別計数部
２０ｂ    厚み検出センサ
２０ｃ    磁気センサ
２１    ラインセンサ
２１ａ    第１受発光ユニット
２１ｂ    発光ユニット
２１ｃ    第２受発光ユニット
２１ｄ    第１光源
２１ｅ    第２光源
２１ｆ    第１集光レンズ
２１ｇ    第１受光センサ
２１ｈ    第１基板
２１ｉ、２１ｋ、２１ｓ    透明部材
２１ｊ    第３光源
２１ｍ    第４光源
２１ｎ    第５光源
２１ｐ    第２集光レンズ
２１ｑ    第２受光センサ
２１ｒ    第２基板
２２    分岐部
３０    集積部
３２    羽根車式集積機構
３２ａ    羽根車
３２ｂ    羽根
３４    シャッター
３５    シャッター駆動機構
４０    リジェク卜部
４２    紙幣整列部材
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５２、５４、５６    通過センサ
６０    制御部
６０ａ    画像データ取得部
６０ｂ    金種・方向判別部
６０ｃ    中間評価値算出部
６０ｄ    最終評価値算出部
６０ｅ    汚損判定部
６２    操作表示部
６２ａ    表示部
６２ｂ    操作キー
６４    記憶部
６４ａ    画像データ
６４ｂ    紙幣種類別基準データ
６４ｃ    評価値データ
【図１】
2015141442.tif 000003
【図２】
2015141442.tif 000004
【図３】
2015141442.tif 000005
【図４】
2015141442.tif 000006
【図５】
2015141442.tif 000007
【図６】
2015141442.tif 000008
【図７】
2015141442.tif 000009
【図８】
2015141442.tif 000010
【図９】
2015141442.tif 000011
【図１０】
2015141442.tif 000012
【図１１】
2015141442.tif 000013
【図１２】
2015141442.tif 000014