JP2004234147A - 紙葉類判別装置及び紙葉類の仮想枠生成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の紙葉類判別装置は、紙葉類2を搬送する搬送装置と、この搬送装置によって搬送される前記紙葉類2を透過光によって検知する光学式検知装置20と、この光学式検知装置20の出力信号を演算処理する画像処理手段30とを備え、この画像処理手段の演算結果に基づいて、前記紙葉類2の仮想枠を生成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、搬送される紙葉類の透過画像信号を検出し、紙葉類の仮想枠を生成する紙葉類判別装置及び紙葉類の仮想枠生成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、紙葉類などの搬送媒体による紙葉類判別装置では、透過画像読取装置によって読み取られた画像の開始点を基準に、最大検知幅を設定し、紙葉類の検知エリアの設定を行うことはよく知られている。
【0003】
また、搬送される紙葉類の輪郭を検出する手段として、紙葉類が短手搬送で搬送されるものでは、紙葉類の長手方向の輪郭の主用部の各点の座標から連続する輪郭ベクトルを算出し、これにより、紙葉類の折れ、破れなどの検出と、読み取りエリアのトリミングを行っている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−305921号公報(第1−5頁、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では、読み取り手段であるCCDからのデータを画像データ格納部に全て保存した後にその画像データを読み出して、上述した隣接する各点の座標値を求め、その座標値から全ての輪郭ベクトルを算出するため、演算処理に多くの時間を必要とする。このため、紙葉類の搬送速度が速い場合には、演算処理が間に合わず、紙葉類の折れ、破れなどの検知や、読取りエリアのトリミングが正常に実行できない問題がある。
【0006】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、紙葉類のデータに変化がある場合に主走査間端差変化テーブルを生成することによりデータ数を少なくし、高速処理に対応するとともに、得られたデータから仮想枠を生成することにより、折れや破れがある場合にも検出エリアのトリミングに誤差を生じない紙葉類判別装置及び紙葉類の仮想枠生成方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の紙葉類判別装置の発明は、紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される前記紙葉類を走査し、その透過光によって検知する光学式検知手段と、少なくとも、前記光学式検知手段からの出力信号を得て各走査毎に端情報を求め、隣接する主走査間の前記端情報から前記紙葉類の最右端、最左端、最大ライン幅、及び主走査間端差変化情報を求め、前記主走査間端差変化情報から先端辺と終端辺を求め、これらの情報から前記紙葉類の仮想枠を生成する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
また、請求項6記載の紙葉類の仮想枠生成方法の発明は、搬送装置によって搬送される紙葉類を走査し、その透過光によって検知する光学式検知手段及び前記光学式検知手段からの出力信号を得て画像処理を行う画像処理手段とを有する紙葉類判別装置の紙葉類の仮想枠生成方法において、前記画像処理手段によって、各走査毎に破れ部を含む左右端の情報から端情報を求め、前記端情報から前記紙葉類の最右端、最左端、及び最大ライン幅を求め、隣接する主走査間の前記端情報から主走査間端差変化情報を求め、前記主走査間端差変化情報から先端辺と終端辺を求め、これらの求めた情報から前記紙葉類の仮想枠を生成することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
図1は、本発明の実施の形態に係る、紙葉類判別装置1の構成を概略的に示すものである。紙葉類の被検出媒体2は、搬送ローラ3に挟持されて、図示矢印A方向に搬送され光学式検知装置9に供給される。
【0011】
光学式検知装置9は、透過画像光源装置10と、透過画像読取装置20とで構成される。透過画像光源装置10は、搬送される被検出媒体2と直行する方向を照明する蛍光灯などの光源11と、インバータ(図示せず)などの蛍光灯点灯装置で構成され、防塵ケース12に収納されている。
【0012】
透過画像読取装置20は、透過画像光源装置10と相対向して配置され、複数のチップを一列に配列したCCDなどで構成された受光センサ21と、この受光センサ21に光源11からの直進する光以外の外光が入らないようにするスリット23と、受光センサ21の信号を増幅する増幅回路などを搭載した基板22とで構成され、防塵ケース24に収納されている。
【0013】
透過画像読取装置20の出力信号(受光センサ21の増幅回路出力)は、画像処理手段30に供給され、認識及び判別される。
【0014】
画像処理手段30は、透過画像読取装置20の出力信号を2値化するための2値化処理回路31と、この2値化されたデータの隣接する主走査の端情報差に変化がある場合に主走査間端差変化データを検出する左右端検出処理回路32と、この左右端検出処理回路32で検出された主走査間端差変化データをテーブルとして記憶する記憶装置33と、この記憶装置33に記憶された主走査間端差変化テーブルのデータを演算し、仮想枠を生成する中央演算処理装置34及びデータバス35で構成される。
【0015】
次に、光学式検知装置9の被検出媒体2を検出する部分の構成を、図2を用いて説明する。図2は、光学式検知装置9の被検出媒体2を検出する部分の構成を説明する図で、被検出媒体2が光源11と受光センサ21の間を図示矢印A方向に搬送されている状態を示す。
【0016】
光源11の照明長L2は、搬送される被検出媒体2の搬送路に対して直行する方向の長さL1(媒体の長手長さ)に対して、十分大きい値が好ましい。その理由は、被検出媒体2が図示矢印A方向に搬送されるとき、被検出媒体2のスキューや、搬送方向と直行する方向に左右位置ずれした状態(搬送ずれ)で搬送された場合であっても、所定値以内の搬送ずれであれば、検出することができるからである。
【0017】
また、光源11の両端は光源の明るさが低下するため、検出する範囲の概略均一な明るさを確保する上でも光源11の照明長L2は搬送される被検出媒体2の搬送路に対して直行する方向の長さL1(媒体の長手長さ)に対して、十分大きい値が好ましい。
【0018】
さらに、受光センサ21の受光面は、光源11の鉛直方向の光束13を受光センサ21の受光面の法線と概略一致するように配置される。ここで、受光センサ21の主走査方向を図示矢印Xで示している。なお、図2では、図1に示したスリット23を省略してある。
【0019】
次に、画像処理手段30の動作を説明する。
【0020】
図3は、画像処理手段30の2値化処理回路31の動作を示すタイミングチャートである。図3(A)は欠け及び破れのある被検出媒体2が図示矢印A方向に搬送されたときの主走査のライン番号がn−5である主走査Ln−5の走査位置を示す。
【0021】
図3(B)は、主走査Ln−5における透過画像読取装置20の出力である透過画像読取出力信号25と、2値化処理回路31で2値化するための閾値31aを示す。
【0022】
図3(C)は、透過画像読取出力信号25が2値化処理回路31の2値化閾値31aと比較されて得られた透過画像の2値化出力信号31bを示す。この場合、2値化閾値を超える部分は”0”で、2値化閾値以下の部分を”1”として得られた2値化出力信号31bを示している。この2値化出力信号31bは、透過画像として記憶装置33に保存される。
【0023】
図3(D)は、2値化出力信号31bの立ち上がり点及び立ち下がり点のスキャンアドレス(スキャンADRS)を示す。例えば、破れを含む長さSel3は、スキャンADRSで30カウント値(=130−100)になり、例えば1スキャンADRSが1mmに相当すれば30mmであることを示す。
【0024】
次に、左右端検出処理回路の説明を行う。
【0025】
図4は、左右端検出処理回路32の動作を説明する透過画像図である。
【0026】
左右端検出処理回路32は、1主走査中の媒体開始点となる右端と、1主走査中の媒体終点となる左端を検出し、透過画像読取装置20の原点座標からの画素数を端情報として検出し、1主走査終了毎に中央演算処理装置34に割り込みを行う。
【0027】
なお、上記原点とは、図4の主走査方向であるX座標及び副走査方向であるY座標の交点座標のことである。
【0028】
中央演算処理装置34は、1主走査毎の割り込み処理を用いて、左右端検出処理回路32で検出した端情報の数値(座標値)を記憶装置33の指定領域に記憶する。また、このときに、媒体の副走査先端部分を検出した場合には、媒体副走査先端位置情報として記憶し、媒体の副走査終了部分を検出した場合には、媒体副走査終端部位置情報として記憶する。
【0029】
なお、副走査とは、前述したように図4(A)の図示矢印Y方向の走査を示し、被検出媒体2が図示矢印A方向に搬送されることにより、受光センサ21によってスキャンされる位置がY方向に移動することによって得られる走査をいう。
【0030】
図4(A)は、欠け及び破れがある被検出媒体2が搬送ローラ3により搬送され、主走査方向が図示矢印X方向である解像度m(本/mm)の受光センサ21の出力信号を受けた2値化処理回路31による2値化出力信号を連続に示した図である。主走査Lnは主走査のライン番号がnであることを示す。
【0031】
Xr1は、X軸、L1(主走査ライン番号=1である第1主走査)の右端を示す原点からの画素数で、媒体開始点(主走査L1右端と称する)を示す。また、Xl1は、X軸、L1(主走査ライン番号=1である第1主走査)の左端を示す原点からの画素数で、同様に媒体開始点(主走査L1左端と称する)を示す。
【0032】
ここで、透過画像読取装置20で読み取った被検出媒体2の透過画像から、2値化処理回路31にて2値化出力信号が得られ、その2値化出力信号を基に左右端検出処理回路32にて各主走査毎(主走査L1〜主走査Ln)の端情報が検出される。そして、その主走査L1右端Xr1〜主走査Ln右端Xrn及び主走査L1左端Xl1〜主走査Ln左端Xlnの端情報が中央演算処理装置34によって求められ、記憶装置33に記憶される。
【0033】
また、破れ(欠け)がある場合でも、例えば、第n−5主走査右端Xrn−5、第n−5主走査左端Xln−5のように主走査の端情報が記録される。
【0034】
次に、上記左右端検出処理回路32で検出されたデータから仮想枠を検出するまでの中央演算処理装置34の処理を図5に示すフローチャートに従って説明する。
【0035】
まず第1のステップを説明する。このステップは、大枠検出処理ルーチンである(ステップS1)。大枠検出とは、被検出媒体2の透過画像から外側の形状を検出することである。そのために、中央演算処理装置34は、記憶装置33に記憶した各主走査毎の端情報を読み出し、この端情報から、図4(A)に示す最も右側にある点XR(最右端)、最も左側にある点XL(最左端)、及び主走査幅の最も大きなWmax(媒体ライン幅)を検出し、この検出した結果を記憶装置33に記憶する。
【0036】
次に、第2のステップを説明する。このステップは、主走査間端差変化テーブルの生成処理ルーチンである(ステップS2)。主走査間端差変化テーブルとは、隣接する主走査間の端情報から求めた主走査間端差データから、その変化が有る部分を検出し生成したテーブルである。
【0037】
図6は、その主走査間端差変化テーブルの一例であり、第1主走査から見た右辺、左辺と、第n主走査から見た右辺、左辺に相当する部分に個々に対し隣接する主走査端情報(右端、左端)の主走査間端差を算出し、主走査間で、主走査間端差の変化を比較し、変化がある場合に主走査間端差変化テーブルに記録する。以下に、この主走査間端差変化テーブルの作成手順について説明する。
【0038】
図4(B)は、図4(A)の透過画像における主走査間端差変化の記録点を示す。図4(B)において、主走査間右端差Dtrnを求めると
Dtrn=Xrn−Xrn−1であるから (1)
St1=Xr1−Xl1=2画素とする (2)
Dtr1=Xr2−Xr1=13画素とする (3)
Dtr2=Xr3−Xr2=15画素とする (4)
Dtr3=Xr4−Xr3=15画素とする (5)
Dtr4=Xr5−Xr4=15画素とする (6)
Dtr5=Xr6−Xr5=15画素とする (7)
Dtr6=Xr7−Xr6=15画素とする (8)
Dtr7=Xr8−Xr7=4画素とする (9)
Dtr8=Xr9−Xr8=1画素とする (10)
上記演算結果から、主走査間右端差Dtrnの変化の大きい箇所は、下式に示すようにXr1及びXr7を挟んで発生している。
【0039】
Xr1の両サイドでは:Dtr1》St1 (11)
端差:Dtr1−Dtr0=13−2=11 (12)
Xr7の両サイドでは:Dtr6》Dtr7 (13)
端差:Dtr6−Dtr7=15−4=11 (14)
同様に主走査間左端差Delnを求めると、
Deln=Xln−Xln−1であるから (15)
Se1=Xrn−Xln=2画素とする (16)
Del1=Xln−Xln−1=17画素とする (17)
Del2=Xln−1−Xln−2=15画素とする (18)
Del3=Xln−2−Xln−3=15画素とする (19)
Del4=Xln−3−Xln−4=0とする (20)
Del5=Xln−4−Xln−5=30画素とする (21)
Del6=Xln−5−Xln−6=15画素とする (22)
Del7=Xln−6−Xln−7=15画素とする (23)
Del8=Xln−7−Xln−8=1とする (24)
なお、Del8は図示していない。
【0040】
上記演算結果から、主走査間左端差Delnの変化の大きい箇所は、下式に示すようにXln、Xln−3、Xln−5、Xln−7を挟んで発生している。
【0041】
Xln の両サイドでは:Del1》Sel (25)
端差:Del1−Sel1=17−2=15 (26)
Xln−3の両サイドでは:Del4《Del3 (27)
端差:Del4−Del3=15−0=15 (28)
Xln−4の両サイドでは:Del5》De14 (29)
端差:Del5−Del4=30−0=30 (30)
Xln−5の両サイドでは:Del5》Del6 (31)
端差:Del5−Del6=30−15=15 (32)
Xln−7の両サイドでは:Del7》Del8 (33)
端差:Del7−Del8=15−0=15 (34)
これらの変化点を中央演算処理装置34によって検出して、主走査間端差変化の大きい点、例えば端差9以上をプロットすると図6に示すテーブルを作成することができる。
【0042】
即ち、先端右辺の主走査間端差変化の大きい点は、主走査間右端差Dtrnの検出閾値を端差が9以上と設定すると(11)式よりXr1(端差=11)、及び(13)式よりXr7(端差=11)が検出され、主走査間端差変化テーブルの端差変化1及び端差変化2にその座標と端差が記憶される。
【0043】
さらに、終端左辺の主走査間端差変化の大きい点は、主走査間左端差Delnの検出閾値を端差が9以上と設定すると(25)式よりXln(端差=15)、(27)式よりXln−3(端差=15)、(29)式よりXln−4(端差=30)、(31)式よりXln−5(端差=15)、及び(33)式よりXln−7(端差=15)が検出され、主走査間端差変化テーブルの端差変化1〜5にその座標と端差が記憶される。
【0044】
また、先端左辺の端差変化点はXl1で終端右辺の端差変化点はXrnが検出され、それぞれ端差変化1にその座標と端差が記憶される。
【0045】
ここで、図4(A)の先端右端のように被検出媒体2が破れている場合にはDtr8、Dtr9(図示なし)は小さい値となる。また、設定値を超える搬送スキューが発生した場合には、Dtrn及びDelnが小さい値となり、端差も小さい値となる。このように、主走査間端差が設定値(例えば3)以下の場合には上述したように紙葉類の形状異常が発生していることが考えられるため、本発明の検出外媒体とし、誤判別するのを防止するため主走査間端差変化テーブルへの記憶を行わない。
【0046】
次に、第3のステップを説明する。このステップは、候補辺テーブルの生成処理ルーチンである(ステップS3)。候補辺テーブルとは、隣接する主走査間の端情報から求めた主走査間端差データから、中央演算処理装置34が仮想枠を構成するための辺を検出し生成したテーブルで、図7にその一例を示す。
【0047】
ここで、辺の説明を行う。図4(B)の先端を例にすると、図6に示す主走査間端差変化テーブルの先端右辺の変化点である端差変化1(Xr1)とXl1とを結ぶSt1(候補辺1)と、端差変化1(Xr1)と端差変化2(Xr7)とを結ぶSt2(候補辺2)とが辺として検出される。図7は、このようにして検出した候補辺のテーブルを示す。
【0048】
次に、このようにして検出した図7の候補辺テーブルから、角度換算し、平行でかつ先端辺と終端辺の和が最も大きくなる辺を検出する。
【0049】
この場合、先端右辺にあっては、スタート辺である候補辺1のStl及び上記したStr2が候補辺となり、先端左辺ではスタート辺であるSt1が候補辺である。
【0050】
また、終端右辺では、Se1が候補辺となり、終端左辺では、各終端左差変化点を結ぶ辺Se1、Sel2、Sel3、及びSel4が候補辺となる。
【0051】
そして、先端右辺と終端左辺の候補辺の和が最も大きくなる辺を求めるために、(先端右辺の候補辺1)+(終端左辺)の演算と、(先端右辺の候補辺2)+(終端左辺)の演算を行う。下式(35)〜(42)にそれを示す。
【0052】
(先端右辺の候補辺1)+(終端左辺)を求めると以下のようになる。
【0053】
St1+Se1=2+2=4 (35)
St1+Sel2=2+47=49 (36)
St1+Sel3=2+30=32 (37)
St1+Sel4=2+15=17 (38)
同様に、(先端右辺の候補辺2)+(終端左辺)を求めると以下のようになる。
【0054】
Str2+Se1=88+2=90 (39)
Str2+Sel2=88+47=135 (40)
Str2+Sel3=88+30=118 (41)
Str2+Sel4=88+15=103 (42)
上記演算の結果から、先端右辺と終端左辺の候補辺の和が最も大きくなる辺の組み合わせは式(40)が該当し、先端右辺のStr2と、終端左辺のSel2が求められ、これらの辺が先端辺及び終端辺として検出される。
【0055】
次に、第4のステップを説明する。このステップは、平行/有効辺の検出処理ルーチンである(ステップS4)。ここでは第3のステップで検出した、相対する2辺の候補辺が平行な辺であるか否かの判定により、辺としての有効性を検査する。平行を比較するのは、先端右辺と終端左辺及び先端左辺と終端右辺のように対角する辺に対して行う。図4(B)の被検出媒体2では、図7に示すように先端右候補辺Str2と終端左候補辺Sel2が共に角度3の傾斜で平行であり、かつ上述したようにこれらの辺の和が最も大きいと判断される。
【0056】
次に、第5のステップを説明する。このステップは、仮想枠の生成処理ルーチンである(ステップS5)。図8に示す仮想枠を説明する図を参照して説明する。ここでは第4のステップで検出した、平行な辺である図4(B)に示す先端右候補辺Str2と終端左候補辺Sel2に対して、各辺の両端で傾きを算出し直し、先端右候補辺Str2と先端左端Xl1から図8に示す先端部直線Ltを求め、終端左候補辺Sel2と終端左端XLと終端右端Se1とから終端部直線Leを求める。更に、これらの直線Lt、Leに対し垂直でかつ媒体ライン幅Wmaxの右端を通る右辺直線Lr、及び左端を通る左辺直線Llとを求め、上記直線Lt、Leとの交点Ptr、Ptl、Per、Pelを求める。
【0057】
このようにして求めた4交点、右先端交点Ptr、左先端交点Ptl、右終端交点Per、左終端交点Pelが仮想枠の四隅座標となり、図8の仮想枠が求められる。
【0058】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、被検出媒体に欠け、破れなどがあっても、この被検出媒体の四隅座標からなる仮想枠が生成されるため、媒体四隅からの検知位置決めの精度が向上する紙葉類判別装置を実現することができる。
【0059】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、紙葉類のデータに変化がある場合に主走査間端差変化テーブルを生成することによりデータ数を少なくし、高速処理に対応するとともに、得られたデータから仮想枠を生成することにより、折れや破れがある場合にも検出エリアの誤差を生じない紙葉類判別装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る、紙葉類判別装置の構成を概略的に示す。
【図2】本発明の光学式検知装置の被検出媒体を検出する部分の構成を説明する図。
【図3】本発明の2値化処理回路の動作示すタイミングチャート図。
【図4】本発明の画像処理手段の処理手順を示すフローチャート。
【図5】本発明の左右端検出処理回路の動作を説明する透過画像図。
【図6】本発明の主走査間端差変化テーブルを示す図。
【図7】本発明の候補辺テーブルを示す図。
【図8】本発明の仮想枠を説明する図。
【符号の説明】
A 搬送方向
X 主走査方向
Y 副走査方向
1 紙葉類判別装置
2 紙葉類
3 搬送ローラ
9 光学式検知装置
10 透過画像光源装置
11 光源
12 防塵ケース
13 光束
20 透過画像読取装置
21 受光センサ
22 基板
23 スリット
31 2値化処理回路
35 データバス
Claims (8)
- 紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段によって搬送される前記紙葉類を走査し、その透過光によって検知する光学式検知手段と、
少なくとも、前記光学式検知手段からの出力信号を得て各走査毎に端情報を求め、隣接する主走査間の前記端情報から前記紙葉類の最右端、最左端、最大ライン幅、及び主走査間端差変化情報を求め、前記主走査間端差変化情報から先端辺と終端辺を求め、これらの情報から前記紙葉類の仮想枠を生成する画像処理手段とを
備えたことを特徴とする紙葉類判別装置。 - 前記画像処理手段は、
前記光学式検知手段からの出力信号を得て2値化信号を出力する2値化処理手段と、
前記2値化処理手段からの出力を受け、走査毎に破れ部を含む左右端の情報から端情報を求める左右端検出手段と、
前記2値化処理手段からの2値化信号、及び前記左右端検出手段からの前記端情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した前記端情報から前記最右端、最左端、及び最大ライン幅の各情報、前記主走査間端差変化情報及び前記先端辺と終端辺を求め、前記紙葉類の仮想枠を生成する処理手段とを
有することを特徴とする請求項1記載の紙葉類判別装置。 - 前記主走査間端差変化情報が予め設定した設定値より小さい場合、前記紙葉類の形状が異常と判断して前記記憶手段への記憶を行わないようにしたことを特徴とする請求項2記載の紙葉類判別装置。
- 前記処理手段は、前記走査間端差変化情報から前記先端辺及び終端辺となる候補辺情報を作成し、先端及び終端毎に各候補辺情報の相互の加算値が最も大きい値を示す前記候補辺情報から前記先端辺及び終端辺を求めることを特徴とする請求項2記載の紙葉類判別装置。
- 前記処理手段は、前記先端辺の傾き情報と前記最左端から先端部直線を求め、
前記終端辺の傾き情報と前記最右端から終端部直線を求め、
前記最大ライン幅の左右端を通過する左右辺直線を求めて前記仮想枠を生成することを特徴とする請求項2記載の紙葉類判別装置。 - 搬送手段によって搬送される紙葉類を走査し、その透過光によって検知する光学式検知手段及び前記光学式検知手段からの出力信号を得て画像処理を行う画像処理手段とを有する紙葉類判別装置の紙葉類の仮想枠生成方法において、
前記画像処理手段によって、
各走査毎に破れ部を含む左右端の情報から端情報を求め、
前記端情報から前記紙葉類の最右端、最左端、及び最大ライン幅を求め、
隣接する主走査間の前記端情報から主走査間端差変化情報を求め、
前記主走査間端差変化情報から先端辺と終端辺を求め、
これらの求めた情報から前記紙葉類の仮想枠を生成する
ことを特徴とする紙葉類の仮想枠生成方法。 - 前記走査間端差変化情報から前記先端辺及び終端辺となる候補辺情報を作成し、先端及び終端毎に各候補辺情報の相互の加算値が最も大きい値を示す前記候補辺情報から前記先端辺及び終端辺を求めることを特徴とする請求項6記載の紙葉類の仮想枠生成方法。
- 前記先端辺の傾き情報と前記最左端から先端部直線を求め、
前記終端辺の傾き情報と前記最右端から終端部直線を求め、
前記最大ライン幅の左右端を通過する左右辺直線を求めて前記仮想枠を生成することを特徴とする請求項6記載の紙葉類の仮想枠生成方法。
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