(57)【要約】【課題】より正確に帯の有無を検知することができる紙葉類状態判定装置を提供することである。【解決手段】実施形態の紙葉類状態判定装置において、撮像手段は、厚さ方向に積層されて帯によって束ねられた紙葉類を、前記紙葉類の厚さ方向に交差する方向から前記帯を含めて撮像する。対象領域設定手段は、前記撮像手段により撮像された撮像画像において、前記帯によって束ねられた紙葉類の束の境界線を求め、前記求めた境界線の間に対象領域を設定する。射影手段は、前記対象領域設定手段により設定された対象領域における画素情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める。判定手段は、前記射影手段により射影された前記画素情報の合計が、射影線上において基準以上に変化する位置に基づいて、前記帯の有無を前記対象領域ごとに判定する。【選択図】図１３
2017054345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に積層されて帯によって束ねられた紙葉類を、前記紙葉類の厚さ方向に交差する方向から前記帯を含めて撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮像画像において、前記帯によって束ねられた紙葉類の束の境界線を求め、前記求めた境界線の間に対象領域を設定する対象領域設定手段と、
前記対象領域設定手段により設定された対象領域における画素情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める射影手段と、
前記射影手段により射影された前記画素情報の合計が、射影線上において基準以上に変化する位置に基づいて、前記帯の有無を前記対象領域ごとに判定する判定手段と、
を備える紙葉類状態判定装置。
【請求項２】
前記射影手段は、前記対象領域における各画素の輝度情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求め、
前記判定手段は、前記射影手段により射影された前記輝度情報の合計が、射影線上において変化する位置に基づいて、前記帯の有無を判定する、
請求項１記載の紙葉類状態判定装置。
【請求項３】
前記射影手段は、前記対象領域における各画素の前記紙葉類の厚さ方向における輝度変化を示す情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求め、
前記判定手段は、前記射影手段により射影された前記輝度変化を示す情報の合計が、射影線上において変化する位置に基づいて、前記帯の有無を判定する、
請求項１記載の紙葉類状態判定装置。
【請求項４】
前記射影手段は、前記対象領域において前記厚さ方向に隣接する画素の間の輝度情報の差分に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求め、
前記判定手段は、前記射影手段により射影された前記輝度情報の差分の合計が、射影線上で変化する位置に基づいて、前記帯の有無を判定する、
請求項３記載の紙葉類状態判定装置。
【請求項５】
前記射影手段は、前記対象領域において前記厚さ方向に隣接する画素の間の輝度情報の差分が所定値以上であるか否かを示す情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求め、
前記判定手段は、前記射影手段により射影された情報の合計が、射影線上において変化する位置に基づいて、前記帯の有無を判定する、
請求項３記載の紙葉類状態判定装置。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記対象領域における各画素の第１の画素情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める第１の射影手段と、
前記対象領域における各画素の、前記紙葉類の厚さ方向における画素変化を示す第２の画素情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める第２の射影手段と、
前記第１の射影手段により求められた射影された前記第１の画素情報の合計の射影線上での変化と、前記第２の射影手段により求められた射影された前記第２の画素情報の合計の射影線上での変化とを統合した値に基づいて、前記帯の有無を判定する統合判定手段とを備える、
請求項１記載の紙葉類状態判定装置。
【請求項７】
前記判定手段は、
前記対象領域における各画素の第１の画素情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める第１の射影手段と、
前記対象領域における各画素の、前記紙葉類の厚さ方向における画素変化を示す第２の画素情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める第２の射影手段と、
前記第１の射影手段により求められた射影された前記第１の画素情報の合計と、前記第２の射影手段により求められた射影された前記第２の画素情報の合計とを統合し、統合した値の射影線上での変化に基づいて、前記帯の有無を判定する統合判定手段とを備える、
請求項１記載の紙葉類状態判定装置。
【請求項８】
前記撮像手段により撮像された撮像画像を、前記紙葉類の長手方向に向かって射影すると共に、射影された前記画素情報の合計を射影線上で求めた一次元ベクトル情報に基づいて、前記撮像画像に生じた影を検出し、検出した影の部分を影以外の部分で補完する影補正手段を更に備える、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の紙葉類状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、紙葉類状態判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の紙幣を扱う銀行などにおいて、紙幣に対して計数などの判別処理を自動的に行なう紙幣処理装置が利用されている。このような紙幣処理装置は、例えば、大量の紙幣の供給を受け付け、供給された紙幣それぞれの汚れや破損度合いに応じて再度市場に流通させるか否かを判定する判定処理を行なう。そして、紙葉類処理装置は、判定処理において再度市場に流通させると決定した紙幣を所定枚数（例えば、１００枚）ごとに小帯により結束して１００枚束としてまとめる処理や、所定数の（例えば、１０個の）１００枚束を大帯で結束して１０００枚束とする処理、１０００枚束をビニールなどによって包装する包装処理などの工程を行って紙幣を排出する。
【０００３】
紙葉類処理装置において、結束段階における紙幣をカメラなどで撮像し、撮像された画像を解析して小帯の数などを計数する技術が開示されている。しかしながら、従来の技術では、小帯の有無を正確に検知することができず、小帯の数を正確に計数することができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５５９９１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４２７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、より正確に帯の有無を検知することができる紙葉類状態判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の紙葉類状態判定装置は、撮像手段と、対象領域設定手段と、射影手段と、判定手段とを持つ。撮像手段は、厚さ方向に積層されて帯によって束ねられた紙葉類を、前記紙葉類の厚さ方向に交差する方向から前記帯を含めて撮像する。対象領域設定手段は、前記撮像手段により撮像された撮像画像において、前記帯によって束ねられた紙葉類の束の境界線を求め、前記求めた境界線の間に対象領域を設定する。射影手段は、前記対象領域設定手段により設定された対象領域における画素情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める。判定手段は、前記射影手段により射影された前記画素情報の合計が、射影線上において基準以上に変化する位置に基づいて、前記帯の有無を前記対象領域ごとに判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の紙葉類処理装置１０および紙葉類包装システム１１の構成を模式的に示す図。
【図２】実施形態の紙葉類処理装置１０の一部を正面から見た図。
【図３】ロボットアーム４１の構成図。
【図４】投入部３４を中心とした紙葉類包装システム１１の構成図。
【図５】検知部３５を中心とした紙葉類包装システム１１の構成図。
【図６】退避部３８を中心とした紙葉類包装システム１１の構成図。
【図７】実施形態の紙葉類処理装置１０および紙葉類包装システム１１により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図８】第１の実施形態に係る紙葉類状態判定装置１００の構成を示すブロック図。
【図９】撮像部１１０が撮像して生成する撮像画像ＩＭの例を示す図。
【図１０】撮像画像に対して生成するヒストグラムの例を示す図。
【図１１】対象領域を設定する処理について説明するための図。
【図１２】撮像部によって撮像された撮像画像における複数の対象領域ＡＲを示す図。
【図１３】射影部１４２および変化点抽出部１４３による処理の内容を説明するための図。
【図１４】小帯２５ａが付されていない場合について説明するための図。
【図１５】第１の実施形態の紙葉類状態判定装置１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図１６】第２の実施形態に係る紙葉類状態判定装置１００Ａの構成を示すブロック図。
【図１７】画素変化導出部１６０による処理を説明するための図。
【図１８】第２実施形態の射影部１４２および変化点抽出部１４３による処理の内容を説明するための図。
【図１９】第３の実施形態に係る紙葉類状態判定装置１００Ｂの構成を示すブロック図。
【図２０】変形例に係る紙葉類状態判定装置１００Ｃの構成を示すブロック図。
【図２１】影補正部１４４の処理を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の紙葉類状態判定装置を、図面を参照して説明する。まず、本実施形態の紙葉類状態判定装置１００を含む、紙葉類処理装置１０および紙葉類包装システム１１の全体構成について説明する。なお、必要に応じてＸＹＺ座標系を用いて説明を行う。
【０００９】
（第１の実施形態）
［紙葉類処理装置および紙葉類包装システム］
図１は、実施形態の紙葉類処理装置１０および紙葉類包装システム１１の構成を模式的に示す図である。また、図２は、実施形態の紙葉類処理装置１０の一部を正面から見た図である。紙葉類処理装置１０は、複数の銀行の各支店などから送られた紙幣を処理対象の紙葉類として、紙幣の計数、施封などの処理を行なう。これに限らず、紙葉類処理装置１０は、郵便物、あるいは各種カードまたはチケットなど、帯で束ねられるものであれば任意の紙葉類を処理対象としてもよい。紙葉類包装システム１１は、紙葉類処理装置１０によって施封された紙幣の結束および包装を行なう。
【００１０】
紙葉類処理装置１０は、例えば、供給部２０と、取込部２１と、処理部２３と、裁断部２４と、所定数（例えば４個）の集積・施封部２５と、１００枚束排出部２６とを備える。取込部２１は、供給部２０に集積された複数枚の紙幣から順次１ずつの紙幣を一定時間間隔で取り込む。処理部２３は、取込部２１により取り込まれた紙幣に対して真偽判定および正損判定などの処理を行なうとともに、種類ごとなどの分類で紙幣を計数する。
【００１１】
裁断部２４は、損券などの裁断対象の紙幣を裁断する。集積・施封部２５は、再使用可能な正券などの施封対象の紙幣を分類ごとに集積するとともに、所定枚数（例えば、１００枚など）ごとに小帯（特許請求の範囲における帯）２５ａで施封することによって、１００枚束２５Ａを作成する。１００枚束排出部２６は、集積・施封部２５に対応して設けられ、施封された１００枚束２５Ａを分類ごとに排出する。
【００１２】
紙葉類包装システム１１は、例えば、１００枚束集積部３１と、１００枚束結束部３２と、接続コンベア３３と、投入部３４と、検知部３５と、縮退排出部３６と、包装部３７と、退避部３８と、情報付与部３９とを備える。
【００１３】
１００枚束集積部３１は、紙葉類処理装置１０の１００枚束排出部２６により排出された１００枚束２５Ａを第１所定数（例えば、１個から１０個）ずつ集積して搬送経路３０の下流側に送り出す。１００枚束結束部３２は、第２所定数（例えば、１０個）の１００枚束２５Ａを大帯３２ａで結束することによって、１０００枚束３２Ａを作製する。接続コンベア３３は、１０００枚束３２Ａを搬送する。投入部３４は、操作者の手操作によって投入された１０００枚束３２Ａを接続コンベア３３に送り出す。検知部３５は、１０００枚束３２Ａが第２所定数の１００枚束２５Ａを有するか否か、および、各１００枚束２５Ａに小帯２５ａが付けられているか否かを検知する。
【００１４】
縮退排出部３６は、検知部３５から排出された１０００枚束３２Ａを外部に排出する。包装部３７は、検知部３５から排出された１０００枚束３２Ａを包装することによって包装済１０００枚束３７Ａを作製する。退避部３８は、包装済１０００枚束３７Ａを外部に排出する。情報付与部３９は、包装済１０００枚束３７Ａの表面上に識別情報３９Ａを付与する。
【００１５】
紙葉類処理装置１０または紙葉類包装システム１１は、１００枚束集積部３１から複数の１００枚束排出部２６までの間を往復移動可能なロボットアーム４１を備える。図３は、ロボットアーム４１の構成図である。ロボットアーム４１は、往復移動の駆動源としてモータ（不図示）などを備える駆動機構４１ａと、厚さ方向に積層された複数の１００枚束２５Ａを積層方向の両側から挟み込んで保持可能なハンド部４１ｂとを備える。さらに、ロボットアーム４１は、複数の１００枚束２５Ａが集積された集積１００枚束３１Ａ（図１）における複数の１００枚束２５Ａの集積状態を変更可能な機構（不図示）を備えてもよい。この機構は、集積１００枚束３１Ａの配置を変更可能であり、集積状態が異なる複数の１００枚束２５Ａを混在させて集積１００枚束３１Ａを作製可能である。例えば、この機構は、１００枚束２５Ａの表裏を反転させることが可能であり、所定積層数ごとに１００枚束２５Ａの小帯２５ａの結束位置が異なるようにして集積１００枚束３１Ａを作製可能である。
【００１６】
図１に示すように、１００枚束結束部３２は、１００枚束集積部３１から供給された少なくとも１つの集積１００枚束３１Ａから１００枚束２５Ａの分類ごとに第２所定数の１００枚束２５Ａを連続して自動的に大帯３２ａで結束する。そして、結束した第２所定数の１００枚束２５Ａを１０００枚束３２Ａとして接続コンベア３３に送り出す。
【００１７】
１００枚束結束部３２は、帯掛部４２と、排出シュータ４３とを備える。帯掛部４２は、厚さ方向に積層された第２所定数の１００枚束２５Ａを、大帯３２ａを用いて結束する。排出シュータ４３は、第２所定数の１００枚束２５Ａが大帯３２ａによって結束された１０００枚束３２Ａを接続コンベア３３に排出する。
【００１８】
接続コンベア３３は、１００枚束結束部３２と検知部３５との間を接続するように設けられ、１００枚束結束部３２の排出シュータ４３から排出された１０００枚束３２Ａを連続して自動的に検知部３５に搬送する。なお、接続コンベア３３は、例えば、１００枚束集積部３１および１００枚束結束部３２に対して搬送経路３０が直交するように配置され、紙葉類処理装置１０の１００枚束排出部２６から１００枚束集積部３１および１００枚束結束部３２に向かう１００枚束２５Ａの搬送方向３０ａに対して直交する搬送方向３０ｂを有している。
【００１９】
接続コンベア３３は、１００枚束結束部３２または投入部３４から供給された１０００枚束３２Ａを連続して自動的に検知部３５に搬送する。
【００２０】
図４は、投入部３４を中心とした紙葉類包装システム１１の構成図である。投入部３４は、搬送経路３０における検知部３５の上流側において、接続コンベア３３の鉛直方向上方に配置されている。投入部３４は、操作者の手操作によって投入される１０００枚束３２Ａの投入口３４ａと、投入口３４ａに投入された１０００枚束３２Ａを取り込んで接続コンベア３３に送り出す取込機構３４ｂと、取込機構３４ｂの作動開始を指示する作動スイッチ３４ｃとを備える。投入部３４は、操作者によって作動スイッチ３４ｃが操作され、取込機構３４ｂの作動が開始された後に、投入口３４ａに投入された１０００枚束３２Ａを取込機構３４ｂによって接続コンベア３３に送り出す。
【００２１】
検知部３５は、接続コンベア３３によって搬送経路３０の上流側から供給された１０００枚束３２Ａが第２所定数の１００枚束２５Ａを有するか否か、および、それぞれの１００枚束２５Ａに小帯が付されているか否かを光学画像処理によって検知する。
【００２２】
図５は、検知部３５を中心とした紙葉類包装システム１１の構成図である。検知部３５は、１０００枚束３２Ａ内で積層された第２所定数の１００枚束２５Ａの各々の小帯２５ａを識別可能に撮像するカメラ（撮像手段）３５ａと、１０００枚束３２Ａを照明する照明部３５ｂと、カメラ３５ａから出力される画像データに所定の画像処理を行ない、１０００枚束３２Ａが第２所定数の１００枚束２５Ａを有するか否か、および、それぞれの１００枚束２５Ａに小帯が付されているか否かを判定する画像処理部３５ｃとを備える。カメラ３５ａは、例えば、接続コンベア３３等によって搬送されている状態の１０００枚束３２Ａ、あるいは搬送過程の任意の場所で静止した状態の１０００枚束３２Ａを撮像する。カメラ３５ａは、ラインセンサであってもよい。この場合、ラインセンサは、接続コンベア３３等によって搬送されている状態の１０００枚束３２Ａを時系列で撮像し、時系列のライン画像を空間方向に並べることで、二次元の撮像画像を生成する。
【００２３】
さらに、検知部３５は、図４に示すように、第２所定数の１００枚束２５Ａを有することが検知された検知後の１０００枚束３２Ａを搬送経路３０の下流側に送り出す送出し機構３５ｄを備える。送り出し機構３５ｄは、１０００枚束３２Ａに対して包装部３７以降の処理が不要とされる縮退自動運転モードにおいては、検知後の１０００枚束３２を縮退排出部３６に送り出す。一方、１０００枚束３２Ａに対して包装部３７以降の処理が必要とされる自動運転モードにおいては、検知後の１０００枚束３２Ａを縮退排出部３６をスキップして包装部３７に送り出す。なお、送出し機構３４ｄは、図１に示すように、接続コンベア３３の搬送方向３０ｂに対して、包装部３７に向かう搬送経路３０の搬送方向３０ｃが直交するように構成されている。
【００２４】
縮退排出部３６は、包装部３７以降の処理が不要とされる縮退自動運転モードにおいて、検知部３５から供給された１０００枚束３２Ａを搬送経路３０の外部に排出する。図４に示すように、縮退排出部３６は、例えば検知部３５から包装部３７に向かう搬送経路３０から鉛直方向下方に下降傾斜したスロープ３６ａと、スロープ３６ａに接続された排出口３６ｂと、を備える。この縮退排出部３６によれば、縮退自動運転モードにおいて検知部３５からスロープ３６ａに供給された１０００枚束３２Ａは、スロープ３６ａを滑り降りて排出口３６ｂから外部に排出される。
【００２５】
包装部３７は、自動運転モードにおいて検知部３５から縮退排出部３６をスキップして供給された１０００枚束３２Ａを、例えば透明な熱収縮性フィルムなどによってシュリンク包装することによって包装１００枚束３７Ａを作製する。そして、作製した包装１００枚束３７Ａを搬送経路３０の下流側に送り出す。
【００２６】
包装部３７は、例えば、シュリンク包装部３７ａと、シュリンクトンネル３７ｂと、を備える。シュリンク包装部３７ａは、例えば筒状のシュリンクフィルムＦ内に１０００枚束３２Ａを収容して、シュリンクフィルムＦを袋とじ状態に封止する。シュリンクトンネル３７ｂは、１０００枚束３２Ａを収容したシュリンクフィルムＦを加熱することによって、シュリンクフィルムＦを熱収縮させる。
【００２７】
退避部３８は、搬送経路３０における包装部３７と情報付与部３９との間に配置され、情報付与部３９の異常時などにおいて、包装部３７から排出された包装１００枚束３７Ａを搬送経路３０の外部に退避させる。図６は、退避部３８を中心とした紙葉類包装システム１１の構成図である。退避部３８は、包装部３７と、情報付与部３９に接続されたコンベア３９ａとの間で、図６に示すように、搬送経路３０から鉛直方向下方に下降傾斜することによって退避集積部３８ａに接続可能な退避機構３８ｂを備える。この退避部３８によれば、情報付与部３９の正常時には、退避機構３８ｂは、下降傾斜せずに、包装部３７と情報付与部３９に接続されたコンベア３９ａとの間を接続するように機能し、包装部３７から排出された包装１００枚束３７Ａを搬送経路３０に沿って情報付与部３９に供給する。一方、情報付与部３９の異常時には、退避機構３８ｂは、下降傾斜して退避集積部３８ａに接続され、包装部３７から排出された包装１００枚束３７Ａを退避集積部３８ａに滑り降ろすように供給する。
【００２８】
図１に示すように、情報付与部３９は、紙葉類処理装置１０から受信した１００枚束２５Ａの情報に基づく包装１００枚束３７Ａの識別情報３９Ａを、連続して自動的に塗布または印刷などによって包装１００枚束３７Ａの表面上に付与する。
【００２９】
この識別情報３９Ａは、例えば、包装１００枚束３７Ａを構成する紙幣の種類、正券および損券などの種別、紙幣の表裏の区別、紙幣の枚数、および紙葉類処理装置１０の何れの１００枚束排出部２６に排出されたかなどの情報である。
【００３０】
図７は、実施形態の紙葉類処理装置１０および紙葉類包装システム１１により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、供給部２０が、複数の紙幣の供給を受け付ける（ステップＳ１００）。そして、処理部２３が、供給された紙幣それぞれの汚れや破損度合いに応じて再度市場に流通させるか否かを判定する（ステップＳ２００）。集積・施封部２５が、処理部２３による正損判定処理において正券であると判定された紙幣を所定枚数ごとに小帯２５ａによって施封する。また、１００枚束結束部３２が、所定数の１００枚束２５Ａを大帯３２ａで結束することによって１０００枚束３２Ａを作製する（ステップＳ３００）。検知部３５は、１０００枚束３２Ａが有する１００枚束２５Ａの数を計数する紙幣計数処理を行ない、１０００枚束３２Ａが第２所定数の１００枚束２５Ａを有するか否かを検知する（ステップＳ４００）。紙葉類包装システム１１の包装部３７は、検知部３５から排出された１０００枚束３２Ａを包装することによって包装１００枚束３７Ａを作製し、退避部３８が、包装１００枚束３７Ａを外部に排出する（ステップＳ５００）。
【００３１】
［紙葉類状態判定装置］
次に、上述した各種処理を行なう紙葉類状態判定装置１００について詳細に説明する。前述したように紙葉類状態判定装置１００は、例えば紙葉類包装システム１１の一部を構成する。
【００３２】
図８は、第１の実施形態に係る紙葉類状態判定装置１００の構成を示すブロック図である。紙葉類状態判定装置１００は、例えば、撮像部（撮像手段）１１０と、制御部１２０と、記憶部１８０とを備える。
撮像部１１０は、上述した検知部３５が備えるカメラ３５ａに対応する。撮像部１１０は、紙幣処理装置１０の搬送経路において搬送されている複数の１００枚束を撮像し、撮像画像を生成する。図５に示したように、カメラ３５ａである撮像部１１０は、紙幣の厚さ方向に交差する方向、すなわち積層された紙幣の端縁と紙幣を施封する帯とが露出する方向から、複数の１００枚束の全体を撮像する。これにより、撮像部１１０は、紙幣の端縁の部分（端部）および紙幣間に形成される影の部分（影部）を含む紙幣の部分と帯の部分とを含む撮像画像を生成する。ここでは、複数の１００枚束は、例えば、積層された紙幣の厚さ方向が設置面に対して平行になるように設置され、撮像部１１０は、設置面に対して直交する複数の１００枚束の上方の方向から、複数の１００枚束を撮像する。
【００３３】
図９は、撮像部１１０が撮像して生成する撮像画像ＩＭの例を示す図である。撮像画像ＩＭには、紙幣の端縁ＢＥおよびその隙間の部分、小帯２５ａ、大帯３２ａ、１０００枚束を挟み込んで保持するガイド棒ＧＢ、および背景が撮像されている。ここでは、撮像部１１０は、各１００枚束の設置面に対して直交する方向（Ｚ方向）から１００枚束を撮像する例を示しているが、紙幣の端縁と帯とを撮像できる方向であれば、１００枚束に対して傾きがある方向から撮像してもよい。
【００３４】
図８に戻り、制御部１２０は、例えば、計数部１３０と、小帯有無判定部１４０とを備える。これらの機能部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラムを実行することで実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアによって実現されてもよい。
【００３５】
記憶部１８０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリなどの記録媒体またはこれらの組合せにより構成され、紙葉類状態判定装置１００が情報処理を行なうための各種プログラムや情報処理を行なう際に参照する各種情報、情報処理の結果などを記憶する。
【００３６】
［計数部］
計数部１３０は、撮像部１１０が撮像した撮像画像に基づいて、撮像画像に含まれる１００枚束の数を計数する。まず、計数部１３０は、撮像部１１０によって生成された撮像画像の画像全体に対し、図５および図９に示すＸ方向（紙幣の厚さ方向）とＹ方向（紙幣の長手方向）のエッジ強調処理を行なう。エッジ強調処理は、撮像画像に含まれる物体の輪郭部の濃度勾配を急峻にし、明るさが鋭敏に変化している箇所を強調する処理である。具体的には、例えば二次微分によるラプラシアンフィルタや、元画像を平滑化した平滑化画像を元画像から差し引き、差し引いた画像を元画像に重畳させるアンシャープマスキング処理による鮮鋭化フィルタなどを用いて実行することができる。エッジ強調処理により、紙幣が積層されている部分における端縁の部分と影の部分とがＹ方向の筋として強調されて現れる。一方、帯の部分は均一な白画像に近い画像となるため、小さな凹凸は目立つようになるものの、Ｘ方向やＹ方向の一方向的な傾向は示さない。すなわち、例えば紙幣の状態が良い場合や比較的新しいものである場合には、紙幣間の影が少ない場合もあると考えられるが、このようなエッジ強調処理により、紙幣間の少ない影を強調してＹ方向の筋を強調し、帯の部分を浮かび上がらせることができる。これにより、後続する処理において紙幣の部分と帯の部分とが判別しやすくなる。
【００３７】
次に、計数部１３０は、帯部分が強調された撮像画像について、Ｘ方向のエッジ抽出処理を行なう。このエッジ抽出処理により、帯の端部（他の帯との境界線）に筋が現れる。このように、計数部１３０は、帯の部分が強調された撮像画像を、撮像画像に対してＸ方向に向かってエッジ抽出する。
【００３８】
次に、計数部１３０は、撮像画像における帯の数を計数するため、Ｘ方向のエッジ抽出処理を行った撮像画像をＹ方向に向かって射影して、射影線上で合計を求めたヒストグラム（一次元ベクトルデータ）を生成する。さらに、１００枚束間以外の白部分をノイズとして除去するため、射影された一次元データの移動平均を求める。図１０は、撮像画像に対して生成するヒストグラムの例を示す図である。符号ｆ１の領域に、ヒストグラム生成部１３５が生成したヒストグラムが示されている。
【００３９】
そして、計数部１３０は、ヒストグラムにおける山の数から１減算した数を、撮像画像に含まれる１００枚束の数として計数する。例えば、図１０に示したヒストグラムの例では、目視では１１個の山が確認できるため、１００枚束の数を１０個と計数する。以上説明した処理によって、計数部１３０は、複数の１００枚束が含まれる紙幣群の全体を撮像した撮像画像に基づいて、１００枚束の数を計数することができる。
【００４０】
［小帯有無判定部］
以下、小帯有無判定部１４０について説明する。小帯有無判定部１４０は、例えば、対象領域設定部（対象領域設定手段）１４１と、射影部（射影手段）１４２と、変化点抽出部（判定手段）１４３とを備える。
【００４１】
対象領域設定部１４１は、撮像部１１０によって撮像された撮像画像（計数部１３０等によって処理された各段階の画像であってもよい）において、射影部１４２が処理対象とする複数の対象領域を設定する。図１１は、対象領域を設定する処理について説明するための図である。例えば、対象領域設定部１４１は、計数部１３０の処理の中で得られるヒストグラムのピークの位置に対応する複数の境界線Ｌ１を設定する。
【００４２】
また、対象領域設定部１４１は、撮像画像ＩＭの全体について、各画素の画素値を、Ｙ方向に延在する仮想直線（射影線）ＰＲに向けて（Ｘ方向に向けて）射影する。射影線ＰＲ上の各点には、Ｘ方向に並び、Ｙ座標が等しい複数の画素からの画素値が射影されるため、射影線ＰＲ上の各点においては、Ｘ方向に並び、Ｙ座標が等しい複数の画素の画素値の合計が割り付けられる。
【００４３】
ここで、画素値ｐｘとは、例えば輝度値である。図１１において、横軸がΣ（ｐｘ）で表されているグラフは、射影線ＰＲ上に射影された画素値を、射影線ＰＲ上で合計した値の推移を示す。このグラフにおいて、Σ（ｐｘ）は、Ｙ軸上の各ポイントにおける画素ＰＸの画素値ｐｘの合計値Σ（ｐｘ）である。
【００４４】
また、対象領域設定部１４１は、合計値Σ（ｐｘ）をＹ方向に微分することで、合計値Σ（ｐｘ）の変化程度を示す指標値｜ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｜を算出する。図１１において、横軸が｜ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｜で表されているグラフは、この指標値の変化の一例を示している。図示するように、この指標値｜ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｜は、背景と紙幣の端縁ＢＥとの境界線にピークＰ１、紙幣の端縁ＢＥと小帯２５ａとの境界線にピークＰ２、小帯２５ａと大帯３２ａとの境界線にピークＰ３という順でピークを付ける。
【００４５】
対象領域設定部１４１は、これらを利用して、例えば、ピークＰ２とピークＰ３との間の任意の位置に境界線Ｌ２を設定し、境界線Ｌ２とピークＰ２との距離ＤだけピークＰ２からピークＰ１側に変位した位置に境界線Ｌ３を設定する。そして、対象領域設定部１４１は、境界線Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３で区画される全ての矩形領域を、対象領域ＡＲとして設定する。なお、対象領域設定部１４１は、ヒストグラムのピークをＸ座標とする境界線Ｌ１のみ計数部１３０による画像処理の結果から援用し、境界線Ｌ２と境界線Ｌ３については装置の機械的仕様（大体どのあたりの位置に小帯２５ａが結束されるか）から求めてもよい。
【００４６】
図１２は、撮像部によって撮像された撮像画像における複数の対象領域ＡＲを示す図である。このように対象領域ＡＲを絞り込むことで、処理負荷を軽減することができる。図示するように、対象領域ＡＲは、小帯２５ａが映された領域と、紙幣の端縁ＢＥが映された領域との双方を含む筈であるが、何らかの理由で小帯２５ａが付されていない紙幣群が存在する場合、その紙幣群に対応する領域ＡＲ−Ｘは、紙幣の端縁ＢＥが映された領域で占められることになる。小帯有無判定部１４０は、このような状態の１００枚束を、以下に説明する画像処理によって発見する。
【００４７】
対象領域設定部１４１により対象領域が設定された撮像画像（計数部１３０により処理が行われた各段階の画像でもよい）は、射影部１４２に供給される。図１３は、射影部１４２および変化点抽出部１４３による処理の内容を説明するための図である。射影部１５１は、図１３の右図に示す対象領域ＡＲ内に含まれる各画素の画素値を、Ｙ方向に延在する仮想直線（射影線）ｐｒに向けて（Ｘ方向に向けて）射影する。射影線ｐｒ上の各点には、Ｘ方向に並び、Ｙ座標が等しい複数の画素からの画素値が射影されるため、射影線ｐｒ上の各点においては、Ｙ座標が等しい複数の画素の画素値の合計が割り付けられる。
【００４８】
図１３の中図は、射影線ｐｒ上に射影された画素値を、射影線ｐｒ上で合計した値の推移を示す。図１３の中図において、横軸は、Ｙ軸上の各ポイントにおける画素ＰＸの画素値ｐｘの合計値Σ（ｐｘ）である。Σ（ｐｘ）は、Ｙ軸上に延在する一次元ベクトル情報（第１の一次元ベクトル情報）である。図示するように、対象領域ＡＲ内において、小帯２５ａが撮像された領域は、紙幣の端縁ＢＥが撮像された領域に比して画素値が平均的に高い傾向が表れる。
【００４９】
変化点抽出部１４３は、例えば、合計値Σ（ｐｘ）をＹ方向に微分することで、合計値Σ（ｐｘ）の変化程度を示す指標値｛ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｝を算出する。図１３の左図は、指標値｛ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｝の変化の一例を示す図である。図示するように、指標値｛ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｝は、小帯２５ａが撮像された領域と、紙幣の端縁ＢＥが撮像された領域との境界線付近でピークを付けることになる。変化点抽出部１４３は、例えば、指標値｛ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｝を閾値Ｔｈ１と比較し、閾値Ｔｈ１を超えるＹ軸上のポイント（変化点）が存在する場合に、その対象領域ＡＲに映された１００枚束には小帯２５ａが付されていると判定する。
【００５０】
一方、対象領域ＡＲに撮像された１００枚束に小帯２５ａが付されていない場合、合計値Σ（ｐｘ）には、対象領域ＡＲに撮像された１００枚束に小帯２５ａが付されている場合ほどの変化が表れない。図１４は、小帯２５ａが付されていない場合について説明するための図である。この場合、図１４の左図に示すように、指標値｛ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｝は大きなピークを付けないため、閾値Ｔｈ１を超えるＹ軸上のポイントが存在しないことになる。この結果、変化点抽出部１４３は、その対象領域ＡＲに映された１００枚束には小帯２５ａが付されていないと判定する。
【００５１】
なお、変化点抽出部１４３は、微分に先立って、移動平均を求めるなどの平滑化処理を行ってもよい。他の平滑化処理として、規定範囲内で重み付平均を行い平滑化の強さを調整する平滑化方法、規定周波数外の波形をノイズとみなし除去するローパスフィルタ、ハイパスフィルタを用いる方法、一定回数閾値以上もしくは以下の値が得られたときに規定の値に変化させることで最終的に値を２値に分ける２値化を用いる方法等が採用されてよい。また、変化点抽出部１４３は、１階微分でなく２階以上の微分を行ってもよい。また、小帯有無判定部１４０は、単に合計値Σ（ｐｘ）を閾値と比較することで、小帯２５ａの有無を判定してもよい。この場合、小帯有無判定部１４０は、例えば、Ｙ軸上の各ポイントにおける合計値Σ（ｐｘ）のうち、閾値を超えるものが所定数以上である場合に、その対象領域ＡＲに映された１００枚束には小帯２５ａが付されていると判定する。
【００５２】
このようにして、小帯２５ａが付されていない紙幣が発見されると、その紙幣は、特定の集積箇所に搬送される。これによって、小帯２５ａが付されていない紙幣が搬出されるのを抑制することができる。
【００５３】
図１５は、第１の実施形態の紙葉類状態判定装置１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、一つの１０００枚束３２Ａが撮像部１１０によって撮像される度に実行される。
【００５４】
まず、計数部１３０によって計数処理が行われ（ステップＳ６００）、対象領域設定部１４１によって対象領域設定処理が行われる（ステップＳ６０２）。次に、小帯有無判定部１４０は、ステップＳ６０２で設定された対象領域ＡＲから一つの対象領域ＡＲを選択する（ステップＳ６０４）。
【００５５】
射影部１４２は、ステップＳ６０４で選択された対象領域ＡＲについて、上記説明した射影処理を行い（ステップＳ６０６）、変化点抽出部１４３は、変化点抽出処理を行う（ステップＳ６０８）。そして、小帯有無判定部１４０は、ステップＳ６０８で変化点が抽出されたか否かを判定する（ステップＳ６１０）。小帯有無判定部１４０は、ステップＳ６０８で変化点が抽出された場合に、現在選択されている対象領域ＡＲに対応する１００枚束２５Ａには小帯２５ａが付されていると判定し（ステップＳ６１２）、ステップＳ６０８で変化点が抽出されなかった場合に、現在選択されている対象領域ＡＲに対応する１００枚束２５Ａには小帯２５ａが付されていないと判定する（ステップＳ６１４）。
【００５６】
そして、小帯有無判定部１４０は、ステップＳ６０２で設定された全ての対象領域ＡＲを選択したか否かを判定し（ステップＳ６１６）、全ての対象領域ＡＲを選択していない場合には、ステップＳ６０４に戻り、次の対象領域ＡＲを選択する。全ての対象領域ＡＲを選択した場合には、本フローチャートの処理が終了する。
【００５７】
以上説明した第１の実施形態の紙葉類状態判定装置１００によれば、厚さ方向に積層されて小帯によって束ねられた紙幣群を複数搬送する搬送経路において、紙幣の厚さ方向に交差する方向から、紙幣と小帯とを撮像する撮像部１１０と、撮像部１１０により撮像された撮像画像、または撮像画像を処理した画像における画素情報（画素値）を、紙幣の厚さ方向に向かって射影すると共に、射影された画素情報の合計を射影線上で求めることで得られる一次元ベクトル情報に基づいて、小帯の有無を判定する小帯有無判定部１４０とを備えることにより、より正確に帯の有無を検知することができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。図１６は、第２の実施形態に係る紙葉類状態判定装置１００Ａの構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る紙葉類状態判定装置１００Ａは、第１の実施形態と比較すると、制御部１２０において画素変化導出部１６０を備える点で第１の実施形態と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【００５９】
画素変化導出部１６０は、対象領域設定部１４１により設定された対象領域ＡＲ内の各画素について、Ｘ方向の画素変化を導出する。図１７は、画素変化導出部１６０による処理を説明するための図である。画素変化導出部１６０は、例えば、画素ＰＸ（ｘ，ｙ）に対して、Ｘ方向に隣接する画素ＰＸ（ｘ−１，ｙ）と画素ＰＸ（ｘ＋１，ｙ）のうち一方または双方との画素値ｐｘの差分を、Ｘ方向の画素変化ｐｘ＊として導出する。図では、画素ＰＸ（ｘ，ｙ）について右方向に隣接する画素ＰＸ（ｘ＋１，ｙ）との差分を画素変化ｐｘ＊（ｘ，ｙ）とする式を例示している。また、これに限らず、画素変化導出部１６０は、ＳＯＢＥＬフィルタなどの手法によってＸ方向の画素変化を導出してもよい。また、画素変化導出部１６０は、上記の手法に求められる差分ないし微分の結果を閾値と比較し、閾値を超えたか否かで２値化した情報を、Ｘ方向の画素変化として導出してもよい。この場合、後述する射影部１４２による処理結果は、カウント値となる。
【００６０】
射影部１４２および変化点抽出部１４３は、画素変化導出部１６０により画素値が画素変化に変換された差分画像ないし微分画像について、第１実施形態と同様の処理を行う。対象領域ＡＲのうち紙幣の端縁ＢＥが映された領域は、端縁ＢＥと、端縁ＢＥ間の隙間で画素値が異なるため、Ｘ方向の画素変化は、小帯２５ａが撮像された領域よりも低くなる傾向が表れる。図１８は、第２実施形態の射影部１４２および変化点抽出部１４３による処理の内容を説明するための図である。射影部１４２の処理において、射影線ｐｒ上の各点には、Ｙ座標が等しい複数の画素の画素変化（ｐｘ＊）の合計Σ（ｐｘ＊）が割り付けられる。Σ（ｐｘ＊）は、Ｙ軸上に延在する一次元ベクトル情報（第２の一次元ベクトル情報）である。そして、変化点抽出部１４３は、合計値Σ（ｐｘ＊）をＹ方向に微分することで、合計値Σ（ｐｘ＊）の変化程度を示す指標値｛−ΔΣ（ｐｘ＊）／ΔＹ｝を算出する。変化点抽出部１４３は、例えば、指標値｛−ΔΣ（ｐｘ＊）／ΔＹ｝を閾値Ｔｈ２と比較し、閾値Ｔｈ２を超えるＹ軸上のポイント（変化点）が存在する場合に、その対象領域ＡＲに映された１００枚束には小帯２５ａが付されていると判定する。
【００６１】
以上説明した第２の実施形態の紙葉類状態判定装置１００Ａによれば、厚さ方向に積層されて小帯によって束ねられた紙幣群を複数搬送する搬送経路において、紙幣の厚さ方向に交差する方向から、紙幣と小帯とを撮像する撮像部１１０と、撮像部１１０により撮像された撮像画像、または撮像画像を処理した画像における画素変化を、紙幣の厚さ方向に向かって射影すると共に、射影された画素情報の合計を射影線上で求めることで得られる一次元ベクトル情報に基づいて、小帯の有無を判定する小帯有無判定部１４０とを備えることにより、より正確に帯の有無を検知することができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。図１９は、第３の実施形態に係る紙葉類状態判定装置１００Ｂの構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る紙葉類状態判定装置１００Ｂは、制御部１２０において、第１射影部１５１と、画素変化導出部１６０と、第２射影部１６１と、統合変化点抽出部１７０とを備える。
【００６３】
第１射影部１５１は、第１実施形態の射影部１４２と同様の処理を実行する。すなわち、第１射影部１５１は、対象領域設定部１４１により設定された対象領域ＡＲ内に含まれる各画素の画素値を、Ｙ方向に延在する仮想直線（射影線）ｐｒに向けて（Ｘ方向に向けて）射影する。また、画素変化導出部１６０の機能は、第２実施形態と同様である。第２射影部１６１は、画素変化導出部１６０により画素値が画素変化に変換された差分画像ないし微分画像について、各画素の画素変化を、Ｙ方向に延在する仮想直線（射影線）ｐｒに向けて（Ｘ方向に向けて）射影する。
【００６４】
統合変化点抽出部１７０は、第１射影部１５１による射影結果に基づいて指標値｛ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｝を導出すると共に（図１３参照）、第２射影部１６１による射影結果に基づいて指標値｛−ΔΣ（ｐｘ＊）／ΔＹ｝を導出する（図１８参照）。そして、統合変化点抽出部１７０は、これらの指標値の例えば加重和を求めることで、統合指標値ＴＩを導出する。式（１）は、統合指標値ＴＩの算出式である。式中、Ｗは係数であり、例えばゼロから１の間の値をとる。
ＴＩ＝Ｗ×｛ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｝＋（１−Ｗ）×｛−ΔΣ（ｐｘ＊）／ΔＹ｝  …（１）
【００６５】
統合変化点抽出部１７０は、算出した統合指標値ＴＩを閾値Ｔｈ３と比較し、閾値Ｔｈ３を超えるＹ軸上のポイント（変化点）が存在する場合に、その対象領域ＡＲに映された１００枚束には小帯２５ａが付されていると判定する。これによって、画素値のみから小帯２５ａの有無を判定する場合や、画素変化のみから小帯２５ａの有無を判定する場合に比して、処理のロバスト性を向上させることができる。なお、統合変化点抽出部１７０は、指標値｛ΔΣ（ｐｘ）／ΔＹ｝および｛−ΔΣ（ｐｘ＊）／ΔＹ｝を統合するのに代えて、合計値ΔΣ（ｐｘ）およびΔΣ（ｐｘ＊）を統合してからＹ方向に微分して、統合指標値を求めてもよい。
【００６６】
以上説明した第３の実施形態の紙葉類状態判定装置１００Ｂによれば、第１または第２の実施形態と同様の効果を奏するのに加えて、処理のロバスト性を向上させることができる。
【００６７】
（第１から第３の実施形態の変形例）
以下、第１から第３の実施形態の変形例について説明する。図２０は、変形例に係る紙葉類状態判定装置１００Ｃの構成を示すブロック図である。変形例の紙葉類状態判定装置１００Ｃは、影補正部１４４を備える。
【００６８】
図２１は、影補正部１４４の処理を説明するための図である。図示するように、紙葉類状態判定装置が扱う画像では、紙幣のＺ方向の段差等に起因して影ＳＤが生じる場合がある。影補正部１４４は、例えば、対象領域設定部１４１により対象領域ＡＲが設定された画像において、全ての対象領域ＡＲ内の各画素の画素値を、Ｘ方向に延在する仮想直線（射影線）ＰＲ＊に向けて（Ｙ方向に向けて）射影する。そして、影補正部１４４は、射影された画素値を、射影線ＰＲ＊上で合計した値を閾値Ｔｈ４と比較し、閾値Ｔｈ４未満である範囲が影ＳＤの領域であると判定する。影補正部１４４は、影ＳＤの領域であると判定した部分について、影ＳＤの領域でないと判定した部分の画像を張り付ける（画素情報を上書きコピーする）ことで、影ＳＤの補正を行う。
【００６９】
なお、図２０では第１の実施形態に対して影補正部１４４の機能が付加された例を示したが、第２または第３の実施形態に対して影補正部１４４の機能が付加されてもよい。
【００７０】
以上説明した変形例の紙葉類状態判定装置１００Ｃによれば、画像上に影が存在する場合であっても、正確に帯の有無を検知することができる。
【００７１】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、厚さ方向に積層されて帯によって束ねられた紙葉類（１００枚束）を、紙葉類の厚さ方向に交差する方向から帯（小帯２５ａ）を含めて撮像する撮像手段（撮像部１１０）と、撮像手段により撮像された撮像画像において、帯によって束ねられた紙葉類の束の境界線を求め、求めた境界線の間に対象領域を設定する対象領域設定手段（計数部１３０および対象領域設定部１４１）と、対象領域設定手段により設定された対象領域における画素情報に対し、紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める射影手段（射影部１４２、第１射影部１５１、または第２射影部１６１）と、射影手段により射影された画素情報の合計が、射影線上において基準以上に変化する位置に基づいて、帯の有無を前記対象領域ごとに判定する判定手段（変化点抽出部１４３または統合変化点抽出部１７０）とを持つことにより、より正確に帯の有無を検知することができる。
【００７２】
上記実施形態は、以下のように表現することができる。
厚さ方向に積層されて帯によって束ねられた紙葉類群を、前記紙葉類の厚さ方向に交差する方向から前記帯を含めて撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮像画像において、前記帯によって束ねられた紙葉類の束の境界線を求め、前記求めた境界線の間に対象領域を設定する対象領域設定手段と、
前記対象領域設定手段により設定された対象領域における輝度情報に対し、前記紙葉類の厚さ方向に向かって射影を求める射影手段と、
前記対象領域ごとに、前記射影手段により射影された前記輝度情報の合計の射影線上における変化を閾値と比較し、閾値を超える場合に前記帯が存在すると判定する判定手段と、
を備える紙葉類状態判定装置。
【００７３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１００…紙葉類状態判定装置、１１０…撮像部、１２０…制御部、１３０…計数部、１４０…小帯有無判定部、１４１…対象領域設定部、１４２…射影部、１４３…変化点抽出部、１４４…影補正部、１５１…第１射影部、１６０…画素変化導出部、１６１…第２射影部、１７０…統合変化点抽出部、１８０…記憶部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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