JP2020160908A - 紙幣識別装置、紙幣処理装置及び紙幣識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減可能な紙幣識別装置、紙幣処理装置及び紙幣識別方法を提供する。【解決手段】紙幣を識別する紙幣識別装置であって、取得した赤外反射画像と、赤外反射画像用基準データとを比較して、前記赤外反射画像内に前記赤外反射画像用基準データに対して許容範囲外となる異常領域が存在するか否かを判定する一次判定部と、前記異常領域が存在する場合に、取得した赤外透過画像の前記異常領域に対応する領域である判定対象領域と、赤外透過画像用基準データとを比較して、前記判定対象領域が前記赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であるか否かを判定する二次判定部と、前記二次判定部によって前記判定対象領域が許容範囲内であると判定された場合に、前記赤外反射画像の前記異常領域を少なくとも除く領域に対して真偽判定処理を行う主判定部と、を備える紙幣識別装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、紙幣識別装置、紙幣処理装置及び紙幣識別方法に関する。より詳しくは、搬送される紙幣の真偽を判定するのに好適な紙幣識別装置及び紙幣識別方法と、そのような紙幣識別装置を備える紙幣処理装置とに関する。

現在、紙幣識別装置を備える紙幣処理装置では、紙幣の搬送過程において、紙幣の金種の識別や、真偽判定、正損判定、記番号認識等が行われている。例えば、光学ラインセンサで読み取った紙幣の画像を解析することにより、紙幣の金種の識別、紙幣の真偽判定、紙幣の正損判定、紙幣に記載された記番号の文字認識等が行われている。

例えば、特許文献１には、紙幣等の紙葉類に照射した光の反射光又は透過光を受光センサで受光して、この受光センサの出力信号により紙葉類の汚損の有無を判別する紙葉類汚損判別装置が開示されている。この装置は、紙葉類の汚損を検出する走査線上において検出領域を任意に設定し、検出領域における受光センサの出力信号を２値化した２値化信号を基準タイミング毎に加算演算するとともに、検出領域における受光センサの出力信号を基準タイミング毎に加算演算し、これら２つの加算演算結果に基づいて、汚損が無い場合と、部分的な汚損が有る場合と、全体的な汚損が有る場合とを判別している。

また、特許文献２には、紙幣で反射した反射光又は紙幣を透過した透過光を受光する受光部から出力される電気信号の出力パターンを予め記憶した標準出力パターンと比較して紙幣を識別する紙幣識別方法が複数開示されている。例えば、受光部からの電気信号の出力が所定値よりも大きい領域を、紙幣を識別するための比較対象から除外する方法が開示されている。また、受光部からの電気信号の出力に応じて標準出力パターンを補正する方法が開示されている。

特公平６−９０７５０号公報 特開２００６−２０２０７５号公報

偽造防止のため、紙幣の印刷には赤外線非吸収インクが使用されることがある。赤外線非吸収インクによる印刷箇所は、可視光を吸収し、赤外光を吸収しないため、このインクにより印刷された図柄は、可視光光源下では目視で視認可能であるが、赤外光源下では光学ラインセンサによっても撮像できず、図柄が消えた状態で紙幣が撮像される。また、赤外線非吸収インクによる印刷箇所では、紙幣に赤外光を照射して該紙幣で反射した光に基づく光学ラインセンサの出力（以下、反射赤外出力とも言う。）が相対的に大きく、紙幣に赤外光を照射して該紙幣を透過した光に基づく光学ラインセンサの出力（以下、透過赤外出力とも言う。）が相対的に小さくなる。それに対して、赤外線非吸収インクを用いずに赤外線吸収インクで印刷された偽造箇所では、赤外光が吸収されるため、反射赤外出力も透過赤外出力も小さいものとなる。

したがって、真券から事前に学習して準備した基準テンプレートに対して反射赤外出力の低い箇所は、偽造の疑いがあると判定することができる。そのような判定方法としては、具体的には以下の方法が挙げられる。すなわち、まず、判定対象の紙幣の全印刷領域で反射赤外出力（赤外反射画像）を採取する。続いて、採取した反射赤外出力を、基準テンプレートと比較し、閾値許容外となる画素を偽造画素とし、それらの数をカウントする。そして、偽造画素の合計数を別途設定された閾値と比較することにより真偽判定を行う。

しかしながら、上記判定方法では、反射赤外出力のみを使用し、閾値許容外となる画素数のみに基づいて真偽判定を行うため、目視では汚れが分かり難いが反射赤外出力及び透過赤外出力に影響を及ぼす油染みのある媒体を偽造券と誤判定することがあった。

また、紙幣が汚れていると、その箇所で赤外光が吸収されるため、反射赤外出力が小さいものとなる。しかしながら、上記判定方法では、反射赤外出力のみを使用し、閾値許容外となる画素数のみに基づいて真偽判定を行うため、局所的な汚れが複数箇所で見られる媒体も、それらの面積の合計が大きい場合、偽造券と誤判定することがあった。

これに対して、上記特許文献１に記載の紙葉類汚損判別装置は、紙葉類の汚損の有無を判別するものであり、汚れのある媒体を偽造券と誤判定する課題と、その解決手段については何ら開示していない。

また、上記特許文献２に記載の紙幣識別方法では、反射光又は透過光による電気信号の出力の値に基づいて紙幣を識別するための比較対象の制限を行うため、偽造箇所を比較対象から除外する可能性が高い。また、紙幣に部分的な汚れが複数箇所ある場合に偽造券と誤判定する可能性がある。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減可能な紙幣識別装置、紙幣処理装置及び紙幣識別方法を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、紙幣を識別する紙幣識別装置であって、紙幣の赤外反射画像及び赤外透過画像を取得する画像取得部と、真正な紙幣に基づく赤外反射画像用基準データ及び赤外透過画像用基準データを記憶する記憶部と、前記画像取得部で取得された前記赤外反射画像及び前記赤外透過画像の一方である第１赤外画像と、前記第１赤外画像に対応する前記赤外反射画像用基準データ及び前記赤外透過画像用基準データの一方である第１基準データとを比較して、前記第１赤外画像内に前記第１基準データに対して許容範囲外となる異常領域が存在するか否かを判定する一次判定部と、前記第１赤外画像内に前記異常領域が存在する場合に、前記画像取得部で取得された前記赤外反射画像及び前記赤外透過画像の他方である第２赤外画像の前記異常領域に対応する領域である判定対象領域と、前記第２赤外画像に対応する前記赤外反射画像用基準データ及び前記赤外透過画像用基準データの他方である第２基準データとを比較して、前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内であるか否かを判定する二次判定部と、前記二次判定部によって前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内であると判定された場合に、前記第１赤外画像の前記異常領域を少なくとも除く領域に対して真偽判定処理を行う主判定部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記記憶部は、前記異常領域の大きさの基準値を更に記憶し、前記主判定部は、前記第１赤外画像内に前記異常領域が存在し、かつ前記二次判定部によって前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内でないと判定された場合に、前記異常領域の大きさと、前記記憶部に記憶された前記基準値とを比較し、前記異常領域の大きさが前記基準値より小さければ前記第１赤外画像の前記異常領域を少なくとも除く領域に対して真偽判定処理を行うことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記第１赤外画像は、前記赤外反射画像であり、前記一次判定部は、前記赤外反射画像と前記赤外反射画像用基準データとを比較し、前記第２赤外画像は、前記赤外透過画像であり、前記二次判定部は、前記赤外透過画像の判定対象領域と前記赤外透過画像用基準データとを比較することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記赤外反射画像用基準データは、前記赤外反射画像の各画素の画素値の基準値を含み、前記赤外透過画像用基準データは、前記赤外透過画像の各画素の画素値の基準値を含み、前記一次判定部は、前記赤外反射画像内において前記赤外反射画像用基準データに含まれる対応する基準値より画素値が小さい画素から構成される領域を前記異常領域と判定し、前記二次判定部は、前記判定対象領域の各画素の画素値が前記赤外透過画像用基準データに含まれる対応する基準値より大きい場合に前記判定対象領域を前記赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であると判定することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記第１赤外画像は、前記赤外透過画像であり、前記一次判定部は、前記赤外透過画像と前記赤外透過画像用基準データとを比較し、前記第２赤外画像は、前記赤外反射画像であり、前記二次判定部は、前記赤外反射画像の判定対象領域と前記赤外反射画像用基準データとを比較することを特徴とする。

また、本発明は、前記紙幣識別装置を備えることを特徴とする紙幣処理装置である。

また、本発明は、紙幣を識別する紙幣識別方法であって、紙幣の赤外反射画像及び赤外透過画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップで取得された前記赤外反射画像及び前記赤外透過画像の一方である第１赤外画像を、真正な紙幣に基づく赤外反射画像用基準データ及び赤外透過画像用基準データのうちの前記第１赤外画像に対応する方の第１基準データとを比較して、前記第１赤外画像内に前記第１基準データに対して許容範囲外となる異常領域が存在するか否かを判定する一次判定ステップと、前記第１赤外画像内に前記異常領域が存在する場合に、前記画像取得ステップで取得された前記赤外反射画像及び前記赤外透過画像の他方である第２赤外画像の前記異常領域に対応する領域である判定対象領域を、前記赤外反射画像用基準データ及び前記赤外透過画像用基準データのうちの前記第２赤外画像に対応する方の第２基準データとを比較して、前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内であるか否かを判定する二次判定ステップと、前記二次判定ステップによって前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内であると判定された場合に、前記第１赤外画像の前記異常領域を少なくとも除く領域に対して真偽判定処理を行う主判定ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の紙幣識別装置、紙幣処理装置及び紙幣識別方法によれば、汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減することができる。

実施形態１に係る紙幣識別装置及び紙幣識別方法の概要の概要を説明するための図である。 実施形態１に係る紙幣処理装置の外観を示した斜視模式図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置の構成を説明するブロック図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置が備える画像取得部の構成を説明する断面模式図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置が備える画像取得部によって取得された赤外反射画像の一例を示す模式図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置が備える画像取得部によって取得された赤外透過画像の一例を示す模式図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置が備える二次判定部によって赤外反射画像において異常領域の大きさを算出する方法の一例を説明するための図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置及び紙幣識別方法における紙幣識別処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る紙幣識別装置、紙幣処理装置及び紙幣識別方法の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。

なお、本明細書において、反射画像とは、紙幣に光を照射して当該紙幣で反射された光の強度分布に基づく画像を意味し、紙幣に照射した光が赤外光である反射画像は赤外反射画像とも言う。また、透過画像とは、紙幣に光を照射して当該紙幣を透過させた光の強度分布に基づく画像を意味し、紙幣に照射した光が赤外光である透過画像は赤外透過画像とも言う。

＜紙幣識別装置及び紙幣識別方法の概要＞
まず、図１を用いて、本実施形態に係る紙幣識別装置及び紙幣識別方法の概要について説明する。本実施形態の主な特徴は、下記Ｉ、ＩＩに示す通りである。

Ｉ．反射赤外出力と透過赤外出力（赤外反射画像と赤外透過画像）の両方を確認することによって、油染みによる汚れと偽造箇所を分離する（図１の各画像の中央と右側参照）。

ＩＩ．閾値許容外の画素周辺の状況に応じて、局所的な汚れと偽造箇所を分離する（図１の各画像の中央と左側参照）。

これらの特徴によれば、汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減することができる。以下、それぞれの特徴についてより詳細に説明する。

（Ｉ）紙幣に油が染み込むと紙幣の繊維の凹凸が減少し、透過光量が増加する、すなわち反射光量が減少する。したがって、油染みによる汚れ箇所では、反射赤外出力が相対的に小さく、透過赤外出力が相対的に大きくなる。上述のように、基準テンプレートに対して反射赤外出力の低い箇所は、偽造の疑いがあるため、反射赤外出力のみからでは、油染みによる汚れ箇所を偽造箇所と誤判定する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、その個所の透過赤外出力も確認し、その個所の透過赤外出力が大きい場合は偽造箇所ではなく油染みによる汚れ箇所と判定する。これにより、油染みによる汚れと判定された箇所を偽造画素から除外できるため、汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減することができる。

（ＩＩ）経験的に偽造の特徴は、まとまった箇所に現れることが多い。このため、偽造の疑いのある個所（＝反射赤外出力及び／又は透過赤外出力が許容外）の周辺にも偽造の疑いのある個所がある場合に偽造箇所、そうでなければ局所的な汚れと判定する。これにより、局所的な汚れを偽造箇所と判定する誤判定を低減することができる。

＜紙幣処理装置の構成＞
図２を用いて、本実施形態に係る紙幣処理装置の構成について説明する。本実施形態に係る紙幣処理装置は、例えば、図２に示す構成を有するものであってもよい。図２に示す紙幣処理装置３００は、テーブル上に設置して利用する小型の紙幣処理装置であり、紙幣の識別処理を行う紙幣識別装置（図２では図示せず）と、処理対象の複数の紙幣が積層状体で載置されるホッパ３０１と、ホッパ３０１から筐体３１０内に繰り出された紙幣が偽造券、真偽不確定券等のリジェクト紙幣であった場合に該リジェクト紙幣が排出される２つのリジェクト部３０２と、オペレータからの指示を入力するための操作部３０３と、筐体３１０内で金種、真偽及び正損が識別された紙幣を分類して集積するための４つの集積部３０６ａ〜３０６ｄと、紙幣の識別計数結果や各集積部３０６ａ〜３０６ｄの集積状況等の情報を表示するための表示部３０５とを備える。紙幣識別装置による正損判定の結果に基づき、４つの集積部３０６ａ〜３０６ｄのうち、集積部３０６ａ〜３０６ｃには、正券が収納され、集積部３０６ｄには汚損券が収納される。なお、集積部３０６ａ〜３０６ｄへの紙幣の振り分け方法は任意に設定可能である。

＜紙幣識別装置の構成＞
図３を用いて、本実施形態に係る紙幣識別装置の構成について説明する。図３に示すように、本実施形態に係る紙幣識別装置１は、制御部１０、検出部２０及び記憶部３０を備えている。

制御部１０は、記憶部３０に記憶された各種の処理を実現するためのプログラムと、当該プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェアと、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の論理デバイス等によって構成されている。制御部１０は、記憶部３０に記憶されたプログラムに従って、紙幣識別装置１の各部から出力された信号と、制御部１０からの制御信号とに基づいて、紙幣識別装置１の各部を制御する。また、制御部１０は、記憶部３０に記憶されたプログラムにより、識別部１１、真偽判定部１２及び正損判定部１３の機能を有している。

検出部２０は、画像取得部２１、磁気検出部２２及びＵＶ検出部２３を備えている。画像取得部２１は、紙幣の画像を取得する。磁気検出部２２は、磁気を測定する磁気センサ（図示せず）を備え、磁気センサにより紙幣に印刷されている磁気インクやセキュリティスレッド等の磁気を検出する。磁気センサは、複数の磁気検出素子をライン状に配列した磁気ラインセンサである。ＵＶ検出部２３は、紫外線照射部（図示せず）及び受光部（図示せず）を備え、紫外線照射部により紫外線を紙幣に照射したときに発生する蛍光や、紙幣を透過する紫外線を受光部により検出する。

記憶部３０は、半導体メモリやハードディスク等の不揮発性の記憶装置から構成されており、紙幣識別装置１を制御するための各種プログラムと各種データとを記憶している。また、記憶部３０は、赤外反射画像用基準データと、赤外透過画像用基準データと、異常領域の大きさの基準値（以下、サイズ基準値とも言う。）とを記憶している。

赤外反射画像用基準データ及び赤外透過画像用基準データは、真偽判定部１２による真偽判定処理における判定基準として利用される基準テンプレートであり、それぞれ、真正な紙幣（真券）の赤外反射画像及び赤外透過画像の各画素の画素値（出力値）に基づいて予め機械学習により識別対象となる紙幣の金種ごとに準備されたパラメータ群である。したがって、赤外反射画像用基準データ及び赤外透過画像用基準データは、それぞれ、真偽判定対象の紙幣の赤外反射画像及び赤外透過画像の各画素の画素値の基準値を示すものである。

サイズ基準値は、真偽判定部１２による真偽処理において異常領域の大きさの判定基準として利用される閾値である。

識別部１１は、画像取得部２１により取得された紙幣の画像の特徴パターンと、紙幣の金種ごとの特徴パターンである金種識別用テンプレートとを比較して、紙幣の金種を判定する。

真偽判定部１２は、赤外光を照射して得られた紙幣の画像に基づいて紙幣の真偽を判定するが、その詳細は後述する。また、真偽判定部１２は、磁気検出部２２及びＵＶ検出部２３の検出信号をそれぞれ真偽識別用の基準データと照合して、紙幣の真偽を判定する。このように、真偽判定部１２は、紙幣について複数種の真偽判定処理を行い、全ての判定結果が真のときに紙幣が真券であると判定し、いずれか一つの判定結果を偽のときに紙幣が偽造券であると判定する。

＜画像取得部の構成＞
図４を用いて、画像取得部２１の構成について説明する。図４に示すように、画像取得部２１は、互いに対向配置された光学ラインセンサ１１０及び１２０を備えている。光学ラインセンサ１１０及び１２０の間には、紙幣ＢＮが搬送される隙間が形成されており、この隙間は紙幣処理装置の搬送路３１１の一部を構成する。光学ラインセンサ１１０及び１２０は、それぞれ、搬送路３１１の上側及び下側に位置している。

光学ラインセンサ１１０は、反射用光源１１１、集光レンズ１１２及び受光部１１３を備えている。反射用光源１１１は、紙幣ＢＮの上面に、所定波長の光（赤外光等の非可視光と、赤・緑・青等の単色光や白色光等の可視光）を照射する。集光レンズ１１２は、反射用光源２１１から出射され、紙幣ＢＮで反射された光を集光する。受光部１１３は、紙幣ＢＮの搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の受光素子（図示せず）を備え、集光レンズ１１２によって集光された光を電気信号に変換する。光学ラインセンサ１１０は、受光部１１３で変換された電気信号をデジタル信号に変換して出力する。

光学ラインセンサ１２０は、反射用光源１２１、集光レンズ１２２、受光部１２３及び透過用光源１２４を備えている。反射用光源１２１及び透過用光源１２４は、各々、紙幣ＢＮの下面に、所定波長の光（赤外光等の非可視光と、赤・緑・青等の単色光や白色光等の可視光）を照射する。集光レンズ１２２は、反射用光源１２１から出射され、紙幣ＢＮで反射された光を集光する。受光部１２３は、紙幣ＢＮの搬送方向に対して直交する方向にライン状に配列された複数の受光素子（図示せず）を備え、集光レンズ１２２によって集光された光を電気信号に変換する。光学ラインセンサ１２０は、受光部１２３で変換された電気信号をデジタル信号に変換して出力する。

透過用光源１２４は、光学ラインセンサ１１０の集光レンズ１１２の光軸上に配置されており、透過用光源１２４から出射された光の一部は、紙幣ＢＮを透過し、光学ラインセンサ１１０の集光レンズ１１２に集光されて受光部１１３で検出される。

光学ラインセンサ１１０及び１２０がそれぞれ、搬送方向に搬送されている紙幣ＢＮに対して一定の時間間隔で撮像（受光素子の露光）を繰り返し行い、信号を出力することによって、画像取得部２１は、紙幣ＢＮ全体の画像を取得する（画像取得ステップ）。具体的には、画像取得部２１は、光学ラインセンサ１１０の出力信号に基づいて紙幣ＢＮの上面の反射画像と紙幣ＢＮの透過画像とを取得し、光学ラインセンサ１２０の出力信号に基づいて紙幣ＢＮの下面の反射画像を取得する。また、画像取得部２１は、紙幣ＢＮの反射画像として、紙幣ＢＮの上面の赤外反射画像と、紙幣ＢＮの下面の赤外反射画像とを取得する。更に、画像取得部２１は、紙幣ＢＮの透過画像として、紙幣ＢＮの赤外透過画像を取得する。

＜真偽判定部の構成＞
図５及び６を用いて、真偽判定部１２の構成（機能）について説明する。図３に示したように、真偽判定部１２は、一次判定部１２ａ、二次判定部１２ｂ及び主判定部１２ｃを有している。

図５に示すように、一次判定部１２ａは、第１赤外画像としての紙幣（全印刷領域）の赤外反射画像２１０と第１基準データとしての赤外反射画像用基準データ（識別部１１によって識別された金種に対応する赤外反射画像用基準データ）とを比較して、赤外反射画像２１０内に赤外反射画像用基準データに対して許容範囲外となる領域である異常領域２１１が存在するか否かを判定する一次判定処理を行う（一次判定ステップ）。これにより、油染みによる汚れ箇所、局所的な汚れ箇所、及び／又は偽造箇所を異常領域２１１として検出することができる。

より具体的には、一次判定部１２ａは、赤外反射画像２１０の各画素の画素値を、赤外反射画像用基準データに含まれる対応する基準値と比較して、基準値より小さい画素値を有する画素があれば、それらの画素からなる領域を異常領域２１１として特定する。

図６に示すように、二次判定部１２ｂは、赤外反射画像２１０内に１以上の異常領域２１１が存在する場合に、第２赤外画像としての紙幣（全印刷領域）の赤外透過画像２２０において１以上の異常領域２１１にそれぞれ対応する１以上の判定対象領域２２１の各々と、第２基準データとしての赤外透過画像用基準データ（識別部１１によって識別された金種に対応する赤外透過画像用基準データ）とを比較して、各判定対象領域２２１が赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であるか否かを判定する二次判定処理を行う（二次判定ステップ）。これにより、異常領域２１１及び判定対象領域２２１が油染みによる汚れ箇所であるか否かを判定することができる。

より具体的には、二次判定部１２ｂは、赤外透過画像２２０において１以上の異常領域２１１にそれぞれ対応する（すなわち、１以上の第１異常領域２１１とそれぞれ同一箇所の）１以上の領域を判定対象領域２２１として特定する。そして、二次判定部１２ｂは、各判定対象領域２２１の各画素の画素値を、赤外透過画像用基準データに含まれる対応する基準値と比較して、各画素の画素値が基準値より大きければ当該判定対象領域２２１は赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であると判定し、各画素の画素値が基準値以下であれば当該判定対象領域２２１は赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内でないと判定する。

二次判定部１２ｂによって少なくとも一つの判定対象領域２２１が赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であると判定された場合、主判定部１２ｃは、許容範囲内であると判定された１以上の判定対象領域２２１にそれぞれ対応する１以上の異常領域２１１を少なくとも除く赤外反射画像２１０に対して真偽判定処理を行う（主判定ステップ）。これにより、異常領域２１１が油染みによる汚れ箇所である場合に、その個所を除く領域に対して真偽判定を行うことができるため、油染みによる汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減することができる。

より詳細には、少なくとも一つの判定対象領域２２１が赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であると二次判定部１２ｂによって判定された場合、主判定部１２ｃは、赤外反射画像２１０において、許容範囲内であると判定された１以上の判定対象領域２２１にそれぞれ対応する（すなわち、１以上の判定対象領域２２１とそれぞれ同一箇所の）１以上の異常領域２１１を少なくとも除く領域を真偽判定処理の対象となる真偽判定領域とする。そして、主判定部１２ｃは、真偽判定領域に対して、一般的な方により真偽判定処理を行う。例えば、図５及び６に示した例では、赤外反射画像２１０の右側の異常領域２１１は、対応する赤外透過画像２２０の右側の判定対象領域２２１の各画素の画素値が対応する基準値より大きいため、真偽判定領域から除外される。

また、二次判定部１２ｂによって少なくとも一つの判定対象領域２２１が赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内でないと判定された場合は、主判定部１２ｃは、以下の処理を行う。すなわち、主判定部１２ｃは、許容範囲内でないと判定された１以上の判定対象領域２２１にそれぞれ対応する１以上の異常領域２１１の各々の大きさと、記憶部３０に記憶されたサイズ基準値とを比較し、大きさがサイズ基準値より小さければ、その異常領域２１１を少なくとも除く赤外反射画像２１０に対して真偽判定処理を行う（第二の主判定ステップ）。これにより、異常領域２１１がサイズの小さな部分的な汚れ箇所である場合に、その個所を除く領域に対して真偽判定を行うことができるため、局所的な汚れによる汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減することができる。

より詳細には、少なくとも一つの判定対象領域２２１が赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内でないと二次判定部１２ｂによって判定された場合、主判定部１２ｃは、許容範囲内でないと判定された１以上の判定対象領域２２１にそれぞれ対応する（すなわち、１以上の判定対象領域２２１とそれぞれ同一箇所の）１以上の異常領域２１１を特定し、各々の大きさを算出する。また、主判定部１２ｃは、算出した各異常領域２１１の大きさと、記憶部３０に記憶されたサイズ基準値とを比較し、大きさがサイズ基準値より小さければ、赤外反射画像２１０からその異常領域（大きさがサイズ基準値未満の異常領域）２１１を除外した領域を真偽判定領域とする。そして、主判定部１２ｃは、真偽判定領域に対して、一般的な方により真偽判定処理を行う。例えば、図５及び６に示した例では、赤外透過画像２２０の中央と左側の各判定対象領域２２１は、各画素の画素値が対応する基準値以下であるが、赤外反射画像２１０において、対応する左側の各異常領域２１１の大きさはサイズ基準値より小さいため、これらの異常領域２１１は真偽判定領域から除外される。他方、赤外反射画像２１０において、対応する中央の異常領域２１１の大きさはサイズ基準値以上であるため、この異常領域２１１は真偽判定領域から除外されない。

二次判定部１２ｂによる各異常領域２１１の大きさを算出する方法としては、例えば、赤外反射画像２１０を二値化した後、フィルタ処理又はラベル処理を行い、各異常領域２１１を構成する画素の個数を算出する方法が挙げられる。

フィルタ処理を用いる場合は、例えば、まず、赤外反射画像２１０を二値化し、二値化した紙幣領域を白黒反転する。これにより、図７の上段に示すように、赤外反射出力が低い、偽造の疑いがある箇所は、白画素となる。次に、所定のフィルタ処理を行う。そして、各画素の画素値を所定の閾値と比較して閾値を超える画素を偽造画素とし、その個数をカウントする。ここで閾値を例えば３と設定すると、図７の左の場合では、中央の４画素は閾値の許容範囲内となり、偽造画素は検出されない。他方、図７の右の場合では、中央の４画素は閾値の許容範囲外となり、偽造画素として検出される。

＜紙幣識別処理＞
図８を用いて、紙幣識別装置１による処理について説明する。この処理は、紙幣識別装置１に搬入される紙幣について、１枚ずつ繰り返し行われる。

紙幣が紙幣識別装置１に搬入されると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、識別部１１は、上述のように、画像取得部２１により取得された紙幣の上面と下面の画像と、金種識別用テンプレートとに基づいて、紙幣の金種を識別する（Ｓ１２）。

次に、一次判定部１２ａは、上述のように、紙幣の赤外反射画像（第１赤外画像）２１０と、ステップＳ１２で識別された金種に対応する赤外反射画像用基準データ（第１基準データ）とを比較して、赤外反射画像２１０内に赤外反射画像用基準データに対して許容範囲外となる異常領域２１１が存在するか否かを判定する一次判定処理を行う（Ｓ１３）。

次に、赤外反射画像２１０内に１以上の異常領域２１１が存在する場合に、二次判定部１２ｂは、上述のように、紙幣の赤外透過画像（第２赤外画像）２２０の１以上の異常領域２１１にそれぞれ対応する１以上の判定対象領域２２１と、ステップＳ１２で識別された金種に対応する赤外透過画像用基準データ（第２基準データ）とを比較して、各判定対象領域２２１が赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であるか否かを判定する二次判定処理を行う（Ｓ１４）。

ステップＳ１４において、少なくとも一つの判定対象領域２２１が赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であると判定された場合、主判定部１２ｃは、上述のように、許容範囲内であると判定された１以上の判定対象領域２２１にそれぞれ対応する１以上の異常領域２１１を、赤外反射画像２１０の真偽判定領域から除外する（Ｓ１５）。

ステップＳ１４において、少なくとも一つの判定対象領域２２１が赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内でないと判定された場合は、許容範囲内でないと判定された１以上の判定対象領域２２１にそれぞれ対応する１以上の異常領域２１１の各々の大きさと、サイズ基準値とを比較し、大きさがサイズ基準値より小さければ、その異常領域２１１を赤外反射画像２１０の真偽判定領域から更に除外する（Ｓ１５）。

そして、主判定部１２ｃは、上述のように、ステップＳ１５で特定された真偽判定領域に対して真偽判定処理を行うことによって、紙幣の真偽を判定する（Ｓ１６）。

ステップＳ１３〜Ｓ１６の真偽判定に係る処理は、紙幣の上面及び下面についてそれぞれ行う。すなわち、紙幣の上面の赤外反射画像２１０と紙幣の赤外透過画像２２０とに基づく上述の真偽判定処理と、紙幣の下面の赤外反射画像２１０と紙幣の赤外透過画像２２０とに基づく上述の真偽判定処理とをそれぞれ行う。

また、真偽判定部１２は、磁気検出部２２とＵＶ検出部２３の検出信号をそれぞれ真偽識別用の基準データと照合して、紙幣の真偽を判定する（Ｓ１７）。

ステップＳ１６及びＳ１７における真偽判定結果が何れも真である場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、真偽判定部１２は、紙幣が真券であると判定し（Ｓ１９）、ステップＳ１６及びＳ１７における真偽判定結果の少なくとも１つが偽である場合（Ｓ１８：ＮＯ）、真偽判定部１２は、紙幣が偽造券であると判定する（Ｓ２０）。

紙幣が真券であると判定された場合、正損判定部１３は、紙幣の正損を判定する（Ｓ２１）。

そして、制御部１０は、真偽及び正損の判定が終了した紙幣を紙幣識別装置１から搬出し（Ｓ２２）、紙幣識別装置１による処理が終了する。

以上説明したように、本実施形態では、一次判定部１２ａが、紙幣の赤外反射画像２１０に基づいて偽造の疑いのある箇所を異常領域２１１として検出し、二次判定部１２ｂが、赤外透過画像２２０に基づいて異常領域２１１に対応する判定対象領域２２１が油染みによる汚れ箇所であるか否かを判定し、判定対象領域２２１が油染みによる汚れ箇所であると判定された場合に、主判定部１２ｃが、赤外反射画像２１０において異常領域２１１を少なくとも除く真偽判定領域に対して真偽判定処理を行うことから、油染みによる汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減することができる。

また、本実施形態では、二次判定部１２ｂによって判定対象領域２２１が偽造箇所であると判定された場合であっても、主判定部１２ｃが、その判定対象領域２２１に対応する異常領域２１１の大きさに基づいて、その異常領域２１１が局所的な汚れ箇所であるか否かを判定する。そして、その異常領域２１１が局所的な汚れ箇所であれば、主判定部１２ｃが、その異常領域２１１についても真偽判定領域から除外して真偽判定処理を行うことから、局所的な汚れによる汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減することができる。

なお、上記実施形態では、赤外反射画像２１０、赤外透過画像２２０の順に判定を行う場合、すなわち、第１赤外画像が赤外反射画像２１０であり、一次判定部１２ａが赤外反射画像２１０と赤外反射画像用基準データとを比較し、第２赤外画像が赤外透過画像２２０であり、二次判定部１２ｂが赤外透過画像２２０の判定対象領域２２１と赤外透過画像用基準データとを比較する場合について説明したが、赤外透過画像２２０、赤外反射画像２１０の順に判定を行ってもよい。すなわち、第１赤外画像が赤外透過画像２２０であり、一次判定部１２ａが赤外透過画像２２０と赤外透過画像用基準データとを比較し、第２赤外画像が赤外反射画像２１０であり、二次判定部１２ｂが赤外反射画像２１０の判定対象領域と赤外反射画像用基準データとを比較してもよい。この場合は、赤外反射画像２１０、赤外透過画像２２０の順に判定を行う場合と基本的に処理の順序が前後するだけであり、例えば、下記（１）〜（３）の順に処理を行うことが可能である。
（１）赤外透過画像２２０と赤外透過画像用基準データとを比較して、赤外透過画像２２０内に赤外透過画像用基準データに対して許容範囲外となる異常領域が存在するか否かを判定する一次判定を行う。
（２）赤外透過画像２２０内に異常領域が存在する場合に、赤外反射画像２１０の異常領域に対応する領域である判定対象領域と、赤外反射画像用基準データとを比較して、判定対象領域が赤外反射画像用基準データに対して許容範囲内であるか否かを判定する二次判定を行う。
（３）二次判定によって判定対象領域が赤外反射画像用基準データに対して許容範囲内であると判定された場合に、赤外透過画像２２０の異常領域を少なくとも除く領域に対して真偽判定処理を行う。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。

以上のように、本発明は、紙幣識別装置及び紙幣識別方法において汚損券を偽造券と判定する誤判定を低減するのに有用な技術である。

１：紙幣識別装置
１０：制御部
１１：識別部
１２：真偽判定部
１２ａ：一次判定部
１２ｂ：二次判定部
１２ｃ：主判定部
１３：正損判定部
２０：検出部
２１：画像取得部
２２：磁気検出部
２３：ＵＶ検出部
３０：記憶部
１１０、１２０：光学ラインセンサ
１１１、１２１：反射用光源
１１２、１２２：集光レンズ
１１３、１２３：受光部
１２４：透過用光源
２１０：赤外反射画像
２１１：異常領域
２２０：赤外透過画像
２２１：判定対象領域
３００：紙幣処理装置
３０１：ホッパ
３０２：リジェクト部
３０３：操作部
３０５：表示部
３０６ａ〜３０６ｄ：集積部
３１０：筐体
３１１：搬送路
ＢＮ：紙幣

Claims (7)

1. 紙幣を識別する紙幣識別装置であって、
   紙幣の赤外反射画像及び赤外透過画像を取得する画像取得部と、
   真正な紙幣に基づく赤外反射画像用基準データ及び赤外透過画像用基準データを記憶する記憶部と、
   前記画像取得部で取得された前記赤外反射画像及び前記赤外透過画像の一方である第１赤外画像と、前記第１赤外画像に対応する前記赤外反射画像用基準データ及び前記赤外透過画像用基準データの一方である第１基準データとを比較して、前記第１赤外画像内に前記第１基準データに対して許容範囲外となる異常領域が存在するか否かを判定する一次判定部と、
   前記第１赤外画像内に前記異常領域が存在する場合に、前記画像取得部で取得された前記赤外反射画像及び前記赤外透過画像の他方である第２赤外画像の前記異常領域に対応する領域である判定対象領域と、前記第２赤外画像に対応する前記赤外反射画像用基準データ及び前記赤外透過画像用基準データの他方である第２基準データとを比較して、前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内であるか否かを判定する二次判定部と、
   前記二次判定部によって前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内であると判定された場合に、前記第１赤外画像の前記異常領域を少なくとも除く領域に対して真偽判定処理を行う主判定部と、
   を備えることを特徴とする紙幣識別装置。
2. 前記記憶部は、前記異常領域の大きさの基準値を更に記憶し、
   前記主判定部は、前記第１赤外画像内に前記異常領域が存在し、かつ前記二次判定部によって前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内でないと判定された場合に、前記異常領域の大きさと、前記記憶部に記憶された前記基準値とを比較し、前記異常領域の大きさが前記基準値より小さければ前記第１赤外画像の前記異常領域を少なくとも除く領域に対して真偽判定処理を行うことを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
3. 前記第１赤外画像は、前記赤外反射画像であり、
   前記一次判定部は、前記赤外反射画像と前記赤外反射画像用基準データとを比較し、
   前記第２赤外画像は、前記赤外透過画像であり、
   前記二次判定部は、前記赤外透過画像の判定対象領域と前記赤外透過画像用基準データとを比較することを特徴とする請求項１又は２記載の紙幣識別装置。
4. 前記赤外反射画像用基準データは、前記赤外反射画像の各画素の画素値の基準値を含み、
   前記赤外透過画像用基準データは、前記赤外透過画像の各画素の画素値の基準値を含み、
   前記一次判定部は、前記赤外反射画像内において前記赤外反射画像用基準データに含まれる対応する基準値より画素値が小さい画素から構成される領域を前記異常領域と判定し、
   前記二次判定部は、前記判定対象領域の各画素の画素値が前記赤外透過画像用基準データに含まれる対応する基準値より大きい場合に前記判定対象領域を前記赤外透過画像用基準データに対して許容範囲内であると判定することを特徴とする請求項３記載の紙幣識別装置。
5. 前記第１赤外画像は、前記赤外透過画像であり、
   前記一次判定部は、前記赤外透過画像と前記赤外透過画像用基準データとを比較し、
   前記第２赤外画像は、前記赤外反射画像であり、
   前記二次判定部は、前記赤外反射画像の判定対象領域と前記赤外反射画像用基準データとを比較することを特徴とする請求項１又は２記載の紙幣識別装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の紙幣識別装置を備えることを特徴とする紙幣処理装置。
7. 紙幣を識別する紙幣識別方法であって、
   紙幣の赤外反射画像及び赤外透過画像を取得する画像取得ステップと、
   前記画像取得ステップで取得された前記赤外反射画像及び前記赤外透過画像の一方である第１赤外画像を、真正な紙幣に基づく赤外反射画像用基準データ及び赤外透過画像用基準データのうちの前記第１赤外画像に対応する方の第１基準データとを比較して、前記第１赤外画像内に前記第１基準データに対して許容範囲外となる異常領域が存在するか否かを判定する一次判定ステップと、
   前記第１赤外画像内に前記異常領域が存在する場合に、前記画像取得ステップで取得された前記赤外反射画像及び前記赤外透過画像の他方である第２赤外画像の前記異常領域に対応する領域である判定対象領域を、前記赤外反射画像用基準データ及び前記赤外透過画像用基準データのうちの前記第２赤外画像に対応する方の第２基準データとを比較して、前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内であるか否かを判定する二次判定ステップと、
   前記二次判定ステップによって前記判定対象領域が前記第２基準データに対して許容範囲内であると判定された場合に、前記第１赤外画像の前記異常領域を少なくとも除く領域に対して真偽判定処理を行う主判定ステップと、
   を備えることを特徴とする紙幣識別方法。
   
   

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