JP2011113375A - 紙葉類鑑別装置及び紙葉類鑑別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】紙葉類鑑別装置において、テンプレートを記憶するために必要な記憶部の容量を抑制することのできる技術を提供する。
【解決手段】紙葉類の鑑別を行う紙葉類鑑別装置１の基準データ記憶部５は、紙幣の鑑別に利用するときに基準とするテンプレート３０を記憶する。イメージセンサ３は、投入された紙幣の画像データ２０を取得する。変換部４は、テンプレート３０または取得した画像データ２０のうち一方のデータを対象として、そのデータに対して予め定められた読み出し方向とは異なる方向から読み取って、変換データを生成する。判定部６は、変換データを利用して、投入された紙幣の鑑別を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、投入された紙葉類をテンプレートと比較して紙葉類の鑑別を行う技術に関する。

従来の金融機関向けの紙葉類（紙幣）処理装置では、装置の記憶部に鑑別すべき金種の基準データがテンプレートとして記憶されている。紙葉類処理装置は、紙葉類が投入されるごとに、紙葉類を光学的に読み取って階調値等の画像データを取得し、取得した画像データから、投入された紙葉類の模様や濃淡を検出し、テンプレートと検出結果との間でパターンマッチングを行うことにより、投入された紙葉類の種類（金種）や真贋を判断している。

従来においては、図６に示すように、紙葉類がどの向きで投入されても正しく種類や真贋が判断できるように、ある種類の紙葉類につき４方向、すなわち、表裏及び天地方向ごとのテンプレートを搭載するのが一般的である。ある紙葉類の表裏・天地方向それぞれについてテンプレートを用意しておくことにより、紙葉類処理装置は、どの方向で紙葉類が投入された場合であっても、４とおりのテンプレートのうち紙葉類の向きが一致するテンプレートを利用して、紙葉類の金種や真贋の判定を行うことが可能となる。

図６に示す例では、投入された紙葉類は、表面倒立方向であり、Ｂ方向のテンプレートと向きが一致するため、Ｂ方向のテンプレートを用いて、紙葉類の金種や真贋の判定を行う。なお、図６においては、人物の描かれている面を表面、反対側の面を裏面とし、画像データ及びテンプレートのうち、表面には、実線で人物を描き、裏面には、反対側の面（表面）の人物が描かれている位置に、破線で人物を描いている。

紙幣等を鑑別する公知の技術としては、例えば、貨幣の表面画像がデータベースの参考画像に符合しない場合には、表面画像を回転させて参考画像と比較することにより、貨幣の真偽を識別する技術が提供されている（例えば、特許文献１、２、３及び４）。

特開２００４−７８４７８号公報 特開平１１−２５０２６０号公報 特開平１１−１６１８２７号公報 特開平６−７６１４２号公報

紙葉類処理装置が取扱い対象とする紙葉類の種類が増えた場合、これに伴って、テンプレートを記憶させておくために必要なメモリ等の記憶部の容量も増大することとなる。上記の従来における紙葉類の鑑別方法によれば、ある金種につき４とおりのテンプレートを必要とするため、メモリ上の大きな制約となっていた。

本発明は、紙葉類処理（鑑別）装置において、テンプレートを記憶するために必要な記憶部の容量を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る紙葉類鑑別装置は、前記紙葉類の鑑別に利用するときに基準とするテンプレートを記憶する記憶部と、投入された前記紙葉類の画像データを取得する取得部と、前記テンプレートまたは前記取得した画像データのうち一方のデータを対象として、該データに対して予め定められた読み出し方向とは異なる方向から読み取って、変換データを生成する変換部と、前記変換データを利用して、前記投入された紙葉類の鑑別を行う判定部とを備える構成とする。

本発明に係る紙葉類鑑別装置によれば、テンプレートを記憶するために必要な記憶部の容量を抑制することが可能となる。

第１の実施形態に係る紙葉類鑑別装置のシステム構成図である。 第１の実施形態に係る紙葉類鑑別装置による紙幣の鑑別方法を説明する図である。 第２の実施形態に係る紙葉類鑑別装置のシステム構成図である。 第２の実施形態に係る紙葉類鑑別装置による紙幣の鑑別方法を説明する図である。 第３の実施形態に係る紙葉類鑑別装置による紙幣の鑑別方法を説明する図である。 従来技術に係る紙葉類鑑別装置による紙幣の鑑別方法を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置のシステム構成図である。図１に示す紙葉類鑑別装置１は、例えばＡＴＭ（Automated Teller Machine、現金自動預払機）等の紙葉類処理装置に組み込んで使用され、ＡＴＭ等に投入された紙葉類すなわち紙幣の金種や真贋の判断を行う。

図１に示すとおり、紙葉類処理装置１は、投入部２、イメージセンサ３、変換部４、基準データ記憶部５及び判定部６を有する。
投入部２はＡＴＭに投入された紙幣を受け付ける。イメージセンサ３は、投入部２に投入された紙幣の画像データの読み取りを行う。本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１では、イメージセンサ３として、透過型フォトセンサを用いたラインセンサを使用する。

変換部４は、イメージセンサ３において読み取った画像データの変換を行う。変換部４における画像データの変換方法については、図２を参照して詳しく説明する。
基準データ記憶部５には、金種や真贋を判定するときに基準となる画像データを記憶させておく。金種や真贋を判定するときに基準とする画像データを、以下「テンプレート」とする。本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１では、テンプレートは、各金種につき１方向の画像データを用意している。

判定部６は、イメージセンサ３から入力される画像データ及び変換部４から入力される変換データと、基準データ記憶部５に記憶されているテンプレートとでパターンマッチングを行って、投入された紙幣の金種や真贋を判定する。

上記のとおり、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１の基準データ記憶部５は、ある金種につき１方向のテンプレートを記憶している。紙幣が投入されると、変換部４は、投入された紙幣についてイメージセンサ３において取得した画像データの変換を行う。判定部６は、イメージセンサ３により取得した画像データ及び変換部４において変換を行うことにより得られた画像データ（以下変換データとする）をある方向についてのテンプレートと比較することにより、投入された紙幣について、金種や真贋の判定を行う。

以下、図２を参照して、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１において、イメージセンサ３が取得した画像データを変換して変換データを得ることにより、１方向についてのテンプレートを用いて鑑別を行う方法について、具体的に説明する。

図２は、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１による紙幣の鑑別方法を説明する図である。図２においては、人物の描かれている面を表面、反対側の面を裏面とし、画像データ及びテンプレートのうち、表面には、実線で人物を描き、裏面には、反対側の面（表面）の人物が描かれている位置に、破線で人物を描いている。他の図面についても同様の方法で表面・裏面を表している。

図２に示す例では、紙葉類鑑別装置１は、表面正立方向のテンプレート３０を保有する。これに対し、紙葉類鑑別装置１に投入された紙幣の向き、すなわち紙幣を読み取って得られた画像データ２０の向きは、表面倒立方向であり、互いに異なっている。

なお、以下の説明においては、紙葉類の方向すなわち表裏・天地方向を区別するために、人物の肖像画が描かれている面を表面、肖像画の描かれていない面を裏面とし、人物の正立像が描かれている場合には、その方向を「表面正立方向」とする。同様に、人物の倒立像が描かれている場合は、その方向を「表面倒立方向」とし、人物の肖像画が描かれていない面であって、反対の面には人物の正立像が描かれている場合の方向を「裏面正立方向」、反対の面に人物の倒立像が描かれている場合の方向を「裏面倒立方向」とする。

図１の説明において述べたとおり、本実施形態においては、透過型フォトセンサをイメージセンサ３として用いている。透過型フォトセンサを用いて取得した画像（透過画像）では、紙幣の表面及び裏面の模様が重なって一体となっている。したがって、本実施形態においては、紙幣が表面あるいは裏面のいずれの向きで投入された場合であっても、画像データ２０を読み出す順序を変更すれば、４方向についての画像データを得られることを利用している。

図２に示す例では、例えば画像データ２０を（１）方向から、すなわち図２においては画像の右から左方向に、上のラインから順次読み出してゆく。そして、読み出した画素を左上から配置し直してゆくことにより、裏面倒立方向の変換データ２１を得る。

例えば、紙幣の表面に描かれた人物の肖像は、画像データ２０では、倒立方向で図中左側に位置している。透過型フォトセンサを用いて取得した画像データ２０のデータを再配置することで、例えば変換データ２１においては、紙幣に描かれた人物の肖像は、倒立方向で図中の右側にあることとなる。変換データ２１は、表面倒立方向の画像データ２０に対して、紙幣の投入方向を反転させた場合のデータに相当する。

同様に、画像データ２０を（２）方向及び（３）方向から読み出して再配置を行うことにより、それぞれ裏面正立方向の変換データ２２及び表面正立方向の変換データ２３を得る。変換データ２２は、画像データ２０について、１８０度の回転及び紙幣投入方向に関して反転をさせたデータに相当し、変換データ２３は、画像データ２０について、１８０度の回転をさせたデータに相当する。

図２に示す例では、４方向それぞれについてのデータ（画像データ２０及び変換データ２１〜２３）のうち、（３）方向から読み出して得られた変換データ２３の向きは、表面正立方向であり、変換データ２３は、テンプレート３０と合致する。

このように、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１では、変換部４において、画像データ２０のデータの再配置を行って、擬似的に他の方向についての変換データを得る。画像データ２０及び変換データ２１〜２３のいずれかは、テンプレート３０と合致する。これにより、紙葉類鑑別装置１に記憶するテンプレート３０の向きは１方向のみであっても、判定部６は、投入された紙幣の向きによらずにパターンマッチングを行うことができ、紙幣の種類や真贋の判定が可能となる。

なお、上記においては、変換データ２１〜２３をメモリ等の記憶手段に再配置してからテンプレート３０との比較を行っているが、これには限定されない。例えば、画像データ２０を所定の順で（図２に示す例では、それぞれ（１）、（２）及び（３）方向の順で）読み出しつつ、テンプレート３０の対応する箇所と比較を行っていく構成としてもよい。パターンマッチングに要する時間を短縮化させることができる。

＜第２の実施形態＞
上記の実施形態に係る紙葉類鑑別装置１は、投入された紙幣から得られた画像データ２０について読み出す方向を変えることにより、４方向についてのデータを取得し、テンプレート３０との比較を行っている。これに対し、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置は、保有しているある方向についてのテンプレート３０について読み出す方向を変えて４方向についてのデータを得て、投入された紙幣から得られた画像データとの比較を行う点で異なる。

以下に、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置において紙幣の鑑別を行う方法について、具体的に説明する。
図３は、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置のシステム構成図である。図３に示す紙葉類鑑別装置１１のうち、図１に示す上記の実施形態と同様の構成については、図１と同様の符号を付し、詳細な説明は割愛し、上記の実施形態と異なる点を中心に説明する。

上記の実施形態に係る紙葉類鑑別装置１では、図１に示すとおり、変換部４は、イメージセンサ３において取得した画像データ２０の変換データを得る。これに対して、図３に示す本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１１の変換部１４は、基準データ記憶部５に記憶しているテンプレート３０の変換データを得る。擬似テンプレートデータ３１〜３３は、それぞれ、テンプレート３０を反転させたデータ、反転及び１８０度回転をさせたデータ及び１８０度回転させたデータに相当する。

判定部６は、基準データ記憶部５から読み出したテンプレート３０及びテンプレート３０を変換したデータ３１〜３３をイメージセンサ３において取得した画像データ２０と比較することにより、紙幣の金種や真贋の判定を行う。

図４は、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１１による紙幣の鑑別方法を説明する図である。図４では、テンプレート３０の向きは、表面正立方向であり、投入された紙幣（から取得した画像データ２０）の向きは、裏面倒立方向である例を示す。

本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１１も、上記の実施形態に係る紙葉類鑑別装置１と同様に、透過型フォトセンサをイメージセンサ３として用いている。基準データ記憶部５においては、基準となる画像データを透過型フォトセンサにより取得したデータをテンプレート２０として記憶している。

上記の実施形態に係る紙葉類鑑別装置１と同様に、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置１１では、透過型フォトセンサを用いて取得した画像では、紙幣の表面及び裏面の模様が重なって一体となっていることを利用している。変換部１４において、テンプレート３０を読み出す方向を変えてデータを配置し直すことにより、保有しているテンプレート３０の向きは１方向のみであっても、他の方向についての擬似テンプレートデータを得る。これにより、判定部６は、パターンマッチングを行って紙幣の金種や真贋の判定を行うことが可能となる。

なお、上記においては、テンプレート３０を変換して生成した擬似テンプレートデータ３１〜３３をメモリ等の記憶手段に再配置してから画像データ２０との比較を行っているが、これには限定されない。例えば、テンプレート３０を所定の順で（図４に示す例では、それぞれ（１）、（２）及び（３）方向の順で）読み出しつつ、画像データ２０の対応する箇所と比較を行っていく構成としてもよい。パターンマッチングに要する時間を短縮化させることができる。

また、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置では、基準データ記憶部５に記憶しているテンプレート３０について読み出す方向を変える方法を採用している。このことを利用して、紙葉類鑑別装置が紙幣の鑑別処理を実行していない期間等のすき間時間を使って、例えば、紙幣が紙葉類鑑別装置に投入されるまでの期間に、予め擬似テンプレートデータ３１〜３３を生成しておくこと等も可能である。

更には、実施例では、イメージセンサ３としてラインセンサを用いており、テンプレートは、使用波長域の波長ごとに用意されている。例えば、ある金種についてのテンプレートは、赤外領域、可視光領域及び紫外領域のそれぞれについてのテンプレートが、基準データ記憶部５に記憶されている。紙葉類鑑別装置が鑑別処理を実行していないすき間時間等に、ある波長及び他の波長についてのテンプレートを組み合わせた（加算した）テンプレートや、波長間の差分を取ったテンプレート等を生成しておき、紙幣の鑑別に利用することも可能である。

紙葉類鑑別装置において、紙幣の鑑別に利用する各種のテンプレートが生成可能となることで、予めこれらのテンプレート（例えば加算したテンプレート）を基準データ記憶部５に記憶させておくことが不要となり、紙葉類鑑別装置の構成を簡素化することができるとともに、テンプレートを記憶するために必要な容量を抑制することが可能となる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態に係る紙葉類鑑別装置は、上記第２の実施形態に係る紙葉類鑑別装置１１と同様に、テンプレートの変換データを生成して、変換データを利用してパターンマッチングを行って、紙幣の鑑別を行う。

ただし、上記の第２の実施形態に係る紙葉類鑑別装置は、イメージセンサ３として透過型フォトセンサを用いたラインセンサを使用している。これに対し、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置は、イメージセンサとして、反射型フォトセンサを用いたラインセンサを使用している点で異なる。

以下に、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置において紙幣の鑑別を行う方法について、具体的に説明する。
なお、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置の構成は、図３と同様であるが、上記のとおり、イメージセンサ３として反射型フォトセンサを用いたラインセンサを使用する点で、上記の第２の実施形態に係る紙葉類鑑別装置１１と異なる。また、基準データ記憶部５には、表面及び裏面それぞれについてのテンプレート４０、５０を記憶する。

図５は、本実施形態に係る紙葉類鑑別装置による紙幣の鑑別方法を説明する図である。図５では、投入された紙幣から取得した画像データ２０は、裏面倒立方向であるとする。
上記のとおり、本実施形態に係る紙葉類判別装置では、反射型フォトセンサをイメージセンサ３に用いている。このため、イメージセンサ３は、投入された紙幣の向きに応じて、表面あるいは裏面のうちいずれかについての画像データ２０を得る。画像データ２０とパターンマッチングを行うテンプレートについても、表面及び裏面それぞれについてのテンプレート４０、５０を基準データ記憶部５に記憶させている。

紙葉類鑑別装置に紙幣が投入されると、表面及び裏面それぞれについてのテンプレート４０、５０を読み出す方向を変えてデータを配置し直すことにより、変換データ４１、５１（擬似テンプレートデータ）を生成する。変換データ４１は、テンプレート４０を１８０度回転させたデータに相当し、変換データ５１は、テンプレート５０を１８０度回転させたデータに相当する。

本実施形態において使用するイメージセンサは反射型フォトセンサであるため、透過型のフォトセンサとは異なり、表面と裏面を透過した画像をテンプレートとして使用できない。反射型フォトセンサではセンサの裏面の画像を取得できないためである。そのため、基準テンプレートは表面と裏面の少なくとも２種類が必要となる。

このように、４方向についてのテンプレートデータを擬似的に生成して、表面正立方向及び裏面正立方向についてのテンプレート４０、４１と、表面倒立方向及び裏面倒立方向についての変換データ４１、５１とを用いて、画像データ２０とのパターンマッチングを行う。これにより、保有しているテンプレート４０、５０は２方向についてのみであっても、投入された紙幣の向きによらずに、紙幣の金種や真贋の判定が可能となる。

上記においては、テンプレート４０、５０を変換して生成した変換データ４１、５１をメモリ等の記憶手段に再配置してから画像データ２０との比較を行っているが、これには限定されない。例えば、例えば、テンプレート４０または５０を所定の順で（図５に示す例では、それぞれ、（１）方向及び（２）方向の順で）読み出しつつ、画像データ２０の対応する箇所と比較を行っていく構成としてもよい。パターンマッチングに要する時間を短縮化させることができる。

また、画像データ２０について変換データを生成してテンプレート４０、５０との比較を行うことにより、紙幣の鑑別を行うことも可能である。
図５に示す例では、反射型フォトセンサを用いて取得した画像データ２０の向きは、裏面倒立方向である。画像データ２０の（ａ）方向から読み出していくことにより、裏面正立方向の変換データを得る。画像データ２０の向きは、テンプレート４０、５０の向きとは一致しないが、得られた変換データは、テンプレート５０の向きと一致する。したがって、このような方法でも、同様に紙幣の鑑別を行うことが可能である。

以上説明したように、上記の第１〜第３の実施形態に係る紙葉類鑑別装置によれば、イメージセンサ３において投入された紙幣を読み取ることにより得られた画像データまたはテンプレートを変換して、他の方向についての画像データまたは擬似テンプレートデータを生成する。生成したデータ（変換データ）を利用して、投入した紙幣から取得した画像データとのパターンマッチングを行うことで、保有するテンプレートは１方向についてのみであっても、紙幣の方向によらずに、パターンマッチングを行って紙幣の鑑別を行うことが可能となる。これにより、テンプレートを記憶させておくメモリ等の記憶部の容量を抑制することが可能となる。

上記の紙幣の鑑別方法は、ソフトウェアによって実現されるものであり、ハードウェア構成には手を加える必要がないため、実現が容易であるという利点を有する。
また、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）内蔵の高速メモリを利用して、パターンマッチングを高速で行おうとする場合には、ＣＰＵ内蔵の高速メモリは、処理速度は高速であるが、メモリ容量が比較的小さいため、処理に際してメモリ容量の制約を受けることとなる。従来は、例えば、全ての金種のテンプレートを高速メモリから一度に読み出すことができず、一部の金種のテンプレートを高速メモリに読み込んで処理を実行し、途中で他の金種のテンプレートに切り替えて処理を継続する必要が生じる等の支障が生じており、高速化の妨げとなっていた。上記の実施形態に係る紙葉類鑑別装置によれば、ある金種につき記憶するテンプレートは１方向についてのみで足りるため、このような問題についても改善を図ることが可能となる。

ＣＰＵを内蔵するメモリ以外であっても、テンプレートを記憶するために必要な容量が抑制されることで、例えば、メモリバンクを切り替える頻度を抑えることができ、同様に、処理の高速化に資する。

１、１１ 紙葉類鑑別装置
２ 投入部
３ イメージセンサ（取得部）
４ 変換部
５ 基準データ記憶部
６ 判定部
２０ 画像データ
２１〜２３ 変換データ
３０ テンプレート
３１〜３３ 擬似テンプレートデータ
４０、５０ テンプレート
４１、５１ 擬似テンプレートデータ

Claims (7)

1. 紙葉類の鑑別を行う紙葉類鑑別装置であって、
   前記紙葉類の鑑別に利用するときに基準とするテンプレートを記憶する記憶部と、
   投入された前記紙葉類の画像データを取得する取得部と、
   前記テンプレートまたは前記取得した画像データのうち一方のデータを対象として、該データに対して予め定められた読み出し方向とは異なる方向から読み取って、変換データを生成する変換部と、
   前記変換データを利用して、前記投入された紙葉類の鑑別を行う判定部と
   を備えることを特徴とする紙葉類鑑別装置。
2. 前記判定部は、前記取得した画像データ及び該画像データから生成された変換データと、前記紙葉類のある方向についての前記テンプレートとのパターンマッチングを行うことにより、前記投入された紙葉類の鑑別を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の紙葉類鑑別装置。
3. 前記画像データは、前記紙葉類をある方向から読み取ることにより得られる透過画像であり、
   前記変換部は、前記画像データの読み取りの方向とは異なる方向から該画像データを読み取ることにより、該画像データを回転させた場合に相当するデータ、前記紙葉類の投入方向を反転させた場合に相当するデータ並びに該画像データを回転させ、前記紙葉類の投入方向を反転させた場合に相当するデータを生成する
   ことを特徴とする請求項２記載の紙葉類鑑別装置。
4. 前記判定部は、前記画像データと、前記テンプレート及び該テンプレートから生成した変換データとしての擬似テンプレートデータとのパターンマッチングを行うことにより、前記投入された紙葉類の鑑別を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の紙葉類鑑別装置。
5. 前記テンプレートは、前記紙葉類をある方向から読み取ることにより得られる透過画像であり、
   前記変換部は、前記テンプレートの読み取りの方向とは異なる方向から該テンプレートを読み取ることにより、該テンプレートを回転させた場合に相当するデータ、該テンプレートの前記紙葉類の投入方向に対応する方向を反転させた場合に相当するデータ並びに該テンプレートを回転させ、前記紙葉類の投入方向に対応する方向を反転させた場合に相当するデータを生成する
   ことを特徴とする請求項４記載の紙葉類鑑別装置。
6. 前記テンプレートは、前記紙葉類の表面及び裏面のそれぞれについてある方向から読み取ることにより得られる画像であり、
   前記変換部は、前記紙葉類の表面及び裏面のテンプレートの読み取りの方向とは異なる方向から該表面及び裏面のテンプレートを読み取ることにより、該表面及び裏面のそれぞれについてのテンプレートを回転させた場合に相当するデータを生成する
   ことを特徴とする請求項４記載の紙葉類鑑別装置。
7. 紙葉類の鑑別を行う紙葉類鑑別方法であって、
   投入された前記紙葉類の画像データを取得し、
   前記紙葉類の鑑別に利用するときに基準とし、予め記憶部に記憶させているテンプレート、または前記取得した画像データのうち一方のデータを対象として、該データに対して予め定められた読み出し方向とは異なる方向から読み取って、変換データを生成し、
   前記変換データを利用して、前記投入された紙葉類の鑑別を行う
   ことを特徴とする紙葉類鑑別方法。

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