JP2023137760A - 紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貼り合わせ券を高精度に検出することが可能な紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法を提供する。【解決手段】紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、前記紙葉類に励起光を照射して前記紙葉類から発生された蛍光を受光することで前記紙葉類の蛍光画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得された前記蛍光画像から当該紙葉類に固有の蛍光レベルを算出し、前記蛍光レベルに基づいて前記蛍光画像において異常領域を抽出し、前記異常領域に基づいて前記紙葉類が貼り合わせ券であるか否かを識別する制御部と、を備える紙葉類識別装置である。【選択図】図２

Description

本開示は、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法に関する。

従来、紙幣（銀行券）、商品券、小切手、有価証券等を処理する処理装置では、紙葉類を切り貼りされた紙葉類や裂け紙葉類、更には落書き等がされた紙葉類といった異常な紙葉類を検出することが求められてきた。

切り貼りされた紙葉類とは、１枚又は２枚以上の紙葉類からテープや糊、接着剤等を用いて紙片を貼り合わせることによって作成された紙葉類である。以下では、切り貼りされた紙葉類を貼り合わせ券と略称する場合がある。

テープや糊、接着剤を用いて貼り合わせられた貼り合わせ券の検出に関しては、特許文献１に、紫外光、例えば３６５ｎｍを中心波長とした紫外光を紙葉類に照射することで、メンディングテープ等の光沢テープが可視光で蛍光発光する旨が開示されている。この特徴を用いて蛍光画像を取得し、貼り合わせ券を識別している。

特開２００８－２５７３９５号公報

しかしながら、紙幣のような紙葉類であれば、紙幣の蛍光発光量は、流通度合に依存して大きくなる傾向がある。具体的には、市場で流通する過程で人の手垢汚れ等が付着し、手垢汚れ部分が蛍光発光し、手垢によって紙幣全体が蛍光発光するがある。また、貼り合わせ券の接合部に付着しているテープや糊、接着剤等の蛍光発光量は、微小なものもある。そのため、テープや糊、接着剤等による貼り合わせ箇所の異常領域を絶対値を用いた閾値で識別することが困難であるという課題がある。

本開示は、上記現状に鑑みてなされたものであり、貼り合わせ券を高精度に検出することが可能な紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類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、（１）本開示の第１の態様に係る紙葉類識別装置は、紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、前記紙葉類に励起光を照射して前記紙葉類から発生された蛍光を受光することで前記紙葉類の蛍光画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得された前記蛍光画像から当該紙葉類に固有の蛍光レベルを算出し、前記蛍光レベルに基づいて前記蛍光画像において異常領域を抽出し、前記異常領域に基づいて前記紙葉類が貼り合わせ券であるか否かを識別する制御部と、を備える。

（２）上記（１）に記載の紙葉類識別装置において、前記制御部は、前記蛍光レベルから前記蛍光画像における異常な輝度値に関する閾値を算出してもよく、前記蛍光画像おいて当該閾値を超える画素領域を前記異常領域として抽出してもよい。

（３）上記（１）又は（２）に記載の紙葉類識別装置において、前記制御部は、前記蛍光画像を、主走査方向と、副走査方向と、前記主走査方向及び前記副走査方向に対して所定の角度をなす斜め方向とのうちの少なくとも１つの方向にスキャンすることによって前記異常領域を抽出してもよい。

（４）上記（３）に記載の紙葉類識別装置において、前記制御部は、前記蛍光画像を、前記主走査方向、前記副走査方向及び前記斜め方向のそれぞれにスキャンすることによって前記異常領域を抽出してもよい。

（５）また、本開示の第２の態様に係る紙葉類処理装置は、上記（１）～（４）のいずれかに記載の紙葉類識別装置を備える。

（６）また、本開示の第３の態様に係る紙葉類識別方法は、紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、前記紙葉類に励起光を照射して前記紙葉類から発生された蛍光を受光することで前記紙葉類の蛍光画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程で取得された前記蛍光画像から当該紙葉類に固有の蛍光レベルを算出する蛍光レベル算出工程と、前記蛍光レベルに基づいて前記蛍光画像において異常領域を抽出する異常領域抽出工程と、前記異常領域に基づいて前記紙葉類が貼り合わせ券であるか否かを識別する識別工程と、を備える。

（７）上記（６）に記載の紙葉類識別装置において、前記異常領域抽出工程は、前記蛍光レベルから前記蛍光画像における異常な輝度値に関する閾値を算出してもよく、前記蛍光画像おいて当該閾値を超える画素領域を前記異常領域として抽出してもよい。

（８）上記（６）又は（７）に記載の紙葉類識別装置において、前記異常領域抽出工程は、前記蛍光画像を、主走査方向と、副走査方向と、前記主走査方向及び前記副走査方向に対して所定の角度をなす斜め方向とのうちの少なくとも１つの方向にスキャンすることによって前記異常領域を抽出してもよい。

（９）上記（８）に記載の紙葉類識別装置において、前記異常領域抽出工程は、前記蛍光画像を、前記主走査方向、前記副走査方向及び前記斜め方向のそれぞれにスキャンすることによって前記異常領域を抽出してもよい。

本開示によれば、貼り合わせ券を高精度に検出することが可能な紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法を提供することができる。

実施形態１に係る紙葉類識別装置の構成の一例を説明する模式図であり、紙幣の搬送路を側方から見た図である。 実施形態１に係る紙葉類識別装置の構成の一例を説明するブロック図である。 実施形態１に係る紙葉類識別装置の構成の一例を説明する模式図であり、斜め方向から見た図である。 実施形態１において、紙幣の蛍光画像を主走査方向へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。 実施形態１において、紙幣の蛍光画像を副走査方向へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。 実施形態１において、紙幣の蛍光画像を斜め方向（＋４５°）へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。 実施形態１において、紙幣の蛍光画像を斜め方向（－４５°）へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。 実施形態１に係る紙葉類識別装置の動作の一例を説明するフローチャートである。 実施形態２に係る紙葉類処理装置の一例の外観を示した斜視模式図である。 実施形態２に係る紙葉類処理装置の構成の一例を説明するブロック図である。 実施形態２に係る紙葉類識別装置の構成の一例を説明するブロック図である。 実施形態２に係る紙葉類識別装置が備える画像取得部の構成の一例を説明する断面模式図である。 実施形態２の画像取得部が備える受光部の構成の一例を説明する斜視模式図である。 実施形態２の画像取得部が備える受光部のカラーレジストの波長特性を示す模式図である。 実施形態２において、判定前処理部による回転補正前の紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。 実施形態２において、判定前処理部による回転補正後の紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。 実施形態２において、蛍光異常判定部による紙幣全体の蛍光異常を判定する処理を説明するための模式図である。 実施形態２において、紙幣全体が蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。 実施形態２において、マスク領域判定部によるマスク領域の蛍光異常を判定する処理を説明するための模式図である。 実施形態２において、マスク領域が蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。 実施形態２において、紙幣の蛍光画像を主走査方向へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。 実施形態２において、紙幣の蛍光画像を副走査方向へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。 実施形態２において、紙幣の蛍光画像を斜め方向（＋４５°）へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。 実施形態２において、紙幣の蛍光画像を斜め方向（－４５°）へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。 実施形態２において、主走査方向へのスキャンによって蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。 実施形態２において、副走査方向へのスキャンによって蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。 実施形態２において、斜め方向（＋４５°）へのスキャンによって蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。 実施形態２において、斜め方向（－４５°）へのスキャンによって蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。 実施形態２に係る紙葉類識別装置の蛍光異常判定処理の一例を説明するフローチャートの前半部分である。 図２９に示すフローチャートの後半部分である。 実施形態３において、接着剤が付着した紙幣に可視光を照射して得られたカラー画像の一例を示す模式図である。 図３１に示した紙幣に特定波長の励起光を照射して得られたカラー画像の模式図である。 実施形態３に係る紙葉類識別装置が備える画像取得用センサユニットの構成の一例を説明する断面模式図である。 実施形態３に係る画像取得用センサユニットが備える基板の構成の一例を説明する平面模式図である。

以下、図面を参照して、本開示に係る紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法の実施形態を詳細に説明する。本開示の対象となる紙葉類としては、紙幣、小切手、商品券、手形、帳票、有価証券、カード状媒体等の様々な紙葉類が適用可能であるが、以下においては、紙幣を対象とする装置を例として、本開示を説明する。

また、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して適宜用い、その繰り返しの説明は適宜省略する。また、構造を説明する図面には、互いに直交するＸＹＺ座標系を適宜示している。

（実施形態１）
図１を用いて、本実施形態に係る紙葉類識別装置の構成について説明する。図１は、実施形態１に係る紙葉類識別装置の構成の一例を説明する模式図であり、紙幣の搬送路を側方から見た図である。図２は、実施形態１に係る紙葉類識別装置の構成の一例を説明するブロック図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る紙葉類識別装置１は、紙葉類としての紙幣ＢＮを識別する、特に貼り合わせ券を検出可能な装置であって、画像取得部１０及び制御部２０を備えている。

なお、紙葉類識別装置１は、その他、半導体メモリ（ＲＡＭやＲＯＭ）、ハードディスク等の記憶装置から構成される記憶部を備えていてもよい。

画像取得部１０は、紙幣ＢＮに励起光（例えば紫外光）を照射して紙幣ＢＮから発生された蛍光を受光することで紙幣ＢＮの蛍光画像（蛍光による画像データ）を取得する。

なお、紙幣ＢＮから発生される蛍光の波長帯域は、特に限定されず、例えば、可視領域や赤外領域であってもよい。

また、画像取得部１０は、紙幣ＢＮから発生される蛍光を複数の波長帯域において受光してもよい。具体的には、画像取得部１０は、紙幣ＢＮから発生される蛍光を、赤色の波長帯域（概ね６００ｎｍ～７００ｎｍ）、緑色の波長帯域（概ね５００ｎｍ～６００ｎｍ）、及び青色の波長帯域（概ね４００ｎｍ～５００ｎｍ）の少なくとも１つの波長帯域において受光してもよい。この場合、紙幣ＢＮの蛍光画像として、赤色によるＲ画像、緑色によるＧ画像及び青色によるＢ画像の少なくとも１種が取得される。また、画像取得部１０は、紙幣ＢＮから発生される蛍光を上記３色の波長帯域においてそれぞれ受光してもよい。この場合、紙幣ＢＮの蛍光画像として、赤色によるＲ画像、緑色によるＧ画像及び青色によるＢ画像の３種が取得される。

図１に示すように、画像取得部１０は、紙幣ＢＮに光を照射する光源１１と、紙幣ＢＮから発生された蛍光を受光する受光部１３と、を有していてもよい。識別対象となる紙幣ＢＮは、ＸＹ平面内をＸ方向に搬送されてもよい。

光源１１は、紙幣ＢＮに対して受光部１３と同じ側に設けられている。例えば、光源１１は、紙幣ＢＮの一方の主面（以下、Ａ面）に励起光を照射し、受光部１３は、紙幣ＢＮのＡ面から発生された蛍光を受光する。

なお、紙幣ＢＮの他方の主面（以下、Ｂ面）側にも同様に光源１１及び受光部１３を設け、紙幣ＢＮのＢ面から発生された蛍光を受光してもよい。これにより、画像取得部１０は、紙幣ＢＮのＡ面及びＢ面それぞれの蛍光画像を取得してもよい。

光源１１が照射する光は、ピーク波長とその近傍の波長を含む波長帯域の光であってもよい。光源１１から照射される励起光の種類（波長）は、特に限定されず、紫外光等が挙げられる。

受光部１３は、光源１１が励起光を照射する間、紙幣ＢＮから発生された蛍光を受光してもよい。このとき、受光部１３は、少なくとも、紙幣ＢＮから発生された蛍光の波長帯域に感度をもつセンサとして機能し得る。受光部１３は、受光した光の光量に応じた電気信号を画像データとして出力する。より詳細には、受光部１３は、受光素子を備えてもよく、受光素子は、光を受光して入射光量に応じた電気信号に変換し、画像データとして出力してもよい。

受光部１３は、紙幣ＢＮから発生された蛍光を複数の波長帯域毎に受光し、複数の波長帯域毎に画像データを出力してもよい。具体的には、上述のように、Ｒ画像データ、Ｇ画像データ及びＢ画像データの少なくとも１種を出力してもよい。

図３は、実施形態１に係る紙葉類識別装置の構成の一例を説明する模式図であり、斜め方向から見た図である。

なお、図３では、紙幣ＢＮがその短手方向に搬送される場合が図示されているが、紙幣ＢＮは、その長手方向に搬送されてもよい。

図３に示すように、画像取得部１０は、Ｙ方向に延在する光学ラインセンサを構成していてもよい。この場合、Ｙ方向は、光学ラインセンサの主走査方向に対応し、Ｘ方向は、光学ラインセンサの副走査方向に対応する。

光源１１は、紙幣ＢＮのＹ方向の長さよりも長く、Ｙ方向に延びる直線状に励起光を紙幣ＢＮのＹ方向全体に照射してもよい。この場合、光源１１は、透明な直線的な棒状の導光体と、導光体の両端面の少なくとも一方に対向する発光素子（例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ））と、を備えていてもよく、導光体を介して紙幣ＢＮに励起光を照射してもよい。

受光部１３は、紙幣ＢＮのＹ方向の長さよりも長く、紙幣ＢＮのＹ方向全体で発生された蛍光を受光してもよい。また、受光部１３は、Ｙ方向に一列に配列された複数の受光素子（受光画素）を備えていてもよく、リニアイメージセンサを構成していてもよい。すなわち、受光部１３は、入射光量に応じた電気信号を、複数の受光素子（Ｙ方向の位置）に対応する複数のチャンネル（列）にて出力してもよい。チャンネル（列）は、Ｙ方向に順に受光素子に割り当てられた番号である。このとき、受光部１３は、画像データとして、各チャンネルで同時に受光した光に係るデータであるラインデータを出力してもよい。紙幣ＢＮをＸ方向（副走査方向）に搬送しながら、この光源１１による励起光の照射と受光部１３による蛍光の受光とを繰り返すことによって、紙幣ＢＮ全体の蛍光画像データを出力する。

このように、画像取得部１０は、所定のサイクルの撮像を１周期として、これを連続して繰り返し実行することにより、紙幣ＢＮ全体の画像を取得してもよい。

画像取得部１０によって取得される蛍光画像は、Ｙ方向（主走査方向）及びＸ方向（副走査方向）にマトリクス状に配列された複数の画素から構成されており、各画素のアドレスは、Ｙ方向の位置に対応する受光部１３のチャンネル（列）と、Ｘ方向の位置に対応するライン（行）によって特定される。なお、ライン（行）は、受光部１３が順次出力するラインデータに順に割り当てられた番号である。

図２に示したように、制御部２０は、判定前処理部２１及び判定部２２を有している。

制御部２０は、紙葉類識別装置１の各部を制御するコントローラであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア（例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））等を備えるコンピュータシステムとして構成される。制御部２０は、そのＣＰＵにおいて、所定のソフトウエアプログラムを実行することによって、各種の処理を実現する。

判定前処理部２１は、画像取得部１０で取得された紙幣ＢＮの蛍光画像から当該紙幣ＢＮに固有の、すなわち特有の蛍光レベルを算出する。ここで、蛍光レベルは、紙幣ＢＮの蛍光画像の平均蛍光レベルである。より詳しくは、紙幣ＢＮの蛍光画像のうち、輝度値が所定の閾値を超える異常な値を示す異常画素と、必要に応じてマスク領域と、を除いた領域の平均輝度値である。以下、この領域を蛍光レベル算出領域と言う場合がある。なお、平均輝度値は、当該領域に含まれる全画素の輝度値の総和をその画素数で除算することによって算出される。

また、判定前処理部２１は、算出した蛍光レベルから紙幣ＢＮの蛍光画像における異常な輝度値に関する閾値を算出してもよい。以下、この閾値を固有閾値と言う場合がある。より具体的には、判定前処理部２１は、例えば、蛍光レベルの所定の割合（例えば２０％）を当該蛍光レベルに加算して固有閾値を算出してもよいし、紙幣ＢＮの蛍光画像全体における輝度値の標準偏差の定数倍（例えば３．８）を蛍光レベルに加算して固有閾値を算出してもよい。

更に、判定前処理部２１は、上述のように紙幣ＢＮの蛍光画像にマスク領域を設定してもよい。例えば、識別対象の紙幣の種類毎に、マスク領域の有無や範囲が対応付けられた判定テーブル（テンプレート情報）を予め準備しておき、判定前処理部２１は、この判定テーブルに基づいて紙幣ＢＮの蛍光画像にマスク領域を設定してもよい。また、判定前処理部２１は、マスク領域の異常判定用閾値として、蛍光レベルに個々のマスク領域特有の閾値を加算してマスク領域用固有閾値を算出してもよい。

なお、画像取得部１０によって紙幣ＢＮの蛍光画像として複数の波長帯域の光による複数の画像（例えばＲＧＢ画像）が取得される場合は、判定前処理部２１及び判定部２２による各処理は、複数の画像全てにそれぞれに対して実行されてもよいし、複数の画像のうちの所定の画像のみに対して実行されてもよい。後者の場合は、例えば、判定テーブルにおいて、識別対象の紙幣の種類毎に、判定前処理部２１及び判定部２２による各処理を実行するか否かを定義しておき、判定前処理部２１及び判定部２２が判定テーブルに基づいて処理対象となる画像を選択してもよい。

図２に示したように、判定部２２は、異常領域抽出部２３及び切貼券判定部２４を有している。

異常領域抽出部２３は、判定前処理部２１により算出された蛍光レベルに基づいて紙幣ＢＮの蛍光画像において異常領域を抽出する。

このとき、異常領域抽出部２３は、紙幣ＢＮの蛍光画像おいて固有閾値を超える画素領域を異常領域として抽出してもよい。これにより、識別対象の紙幣の蛍光画像においてより適切に異常領域を抽出することが可能である。

図４は、実施形態１において、紙幣の蛍光画像を主走査方向へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。図５は、実施形態１において、紙幣の蛍光画像を副走査方向へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。図６は、実施形態１において、紙幣の蛍光画像を斜め方向（＋４５°）へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。図７は、実施形態１において、紙幣の蛍光画像を斜め方向（－４５°）へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。

異常領域抽出部２３は、紙幣の蛍光画像を、主走査方向、副走査方向及び斜め方向（主走査方向及び副走査方向に対して所定の角度をなす方向）のうちの少なくとも１つの方向にスキャンすることによって異常領域を抽出してもよいし、紙幣の蛍光画像を、主走査方向、副走査方向及び斜め方向のそれぞれにスキャンすることによって異常領域を抽出してもよい。これにより、識別対象の紙幣の蛍光画像において更に適切に異常領域を抽出することが可能である。

より具体的には、図４～図７に示すように、異常領域抽出部２３は、所定の判定領域（部分領域）４０を、主走査方向、副走査方向及び斜め方向のうちの少なくとも１つの方向に、所定数の画素ずつ（例えば１画素ずつ）シフトさせながら、各位置での判定領域４０ごとに異常領域を抽出してもよい。判定領域４０の形状は適宜設定可能であるが、例えば、矩形であってもよい。その場合、矩形の長手方向の長さは、紙幣ＢＮの蛍光画像ＩＭＧの両端を少なくとも包含する大きさであってもよく、矩形の短手方向の幅は、紙幣ＢＮの蛍光画像ＩＭＧの短手方向の長さ（札幅）よりも短い所定の長さ（例えば１０ｍｍ程度）であってもよい。なお、斜め方向に所定数の画素ずつ判定領域４０をシフトする場合は、主走査方向Ｙ及び副走査方向Ｘにそれぞれ所定数の画素ずつ（例えば１画素ずつ）判定領域４０をシフトしてもよい。

斜め方向が主走査方向及び副走査方向に対してなす所定の角度は、適宜設定可能であり、例えば、図６及び図７に示すように、４５°であってもよい。また、斜め方向は、主走査方向及び副走査方向に対して、正の角度をなす方向（例えば＋４５°、図６参照）と、負の角度をなす方向（例えば－４５°、図７参照）とを含む２つの斜め方向であってもよく、異常領域抽出部２３は、それぞれの斜め方向にスキャンしてもよい。

切貼券判定部２４は、異常領域抽出部２３により抽出された異常領域に基づいて紙幣ＢＮが貼り合わせ券であるか否かを識別（判定）する。

切貼券判定部２４は、抽出された異常領域に基づいて評価値を算出し、算出した評価値を所定の閾値と比較することによって紙幣ＢＮが貼り合わせ券であるか否かを判定してもよい。すなわち、切貼券判定部２４は、算出した評価値が上記閾値を超える場合、紙幣ＢＮを貼り合わせ券と判定し、算出した評価値が上記閾値を超えない場合、紙幣ＢＮを貼り合わせ券ではないと判定してもよい。評価値としては、例えば、蛍光レベル算出領域全体や所定の判定領域（部分領域）に占める異常領域の画素の割合（異常画素率）、異常領域の各画素の輝度値と固有閾値との差分の平均値（差分総和値の平均値）等が挙げられる。これらの値を組み合わせた値、例えば互いに乗算した値を評価値としてもよい。

また、切貼券判定部２４は、所定の判定領域（部分領域）毎に紙幣ＢＮが貼り合わせ券であるか否かを判定してもよい。そして、少なくとも１つの判定領域の判定結果が貼り合わせ券であれば、紙幣ＢＮは貼り合わせ券であると判定してもよい。

次に、図８を用いて、本実施形態に係る紙葉類識別装置１の動作について説明する。図８は、実施形態１に係る紙葉類識別装置の動作の一例を説明するフローチャートである。

図８に示すように、まず、画像取得部１０が、紙幣ＢＮに励起光を照射して紙幣ＢＮから発生された蛍光を受光することで紙幣ＢＮの蛍光画像を取得する（ステップＳ１１）。

次に、判定前処理部２１が、画像取得部１０で取得された蛍光画像から当該紙幣ＢＮに固有の蛍光レベルを算出する（ステップＳ１２）。

次に、異常領域抽出部２３が、判定前処理部２１により算出された蛍光レベルに基づいて蛍光画像において異常領域を抽出する（ステップＳ１３）。

その後、切貼券判定部２４が、異常領域抽出部２３により抽出された異常領域に基づいて紙幣ＢＮが貼り合わせ券であるか否かを識別し（ステップＳ１４）、紙葉類識別装置１の動作が終了する。

本実施形態によれば、紙幣ＢＮに固有の蛍光レベル（個々の紙幣ＢＮの蛍光レベル）に基づいて当該紙幣ＢＮの蛍光画像において異常領域を抽出し、抽出された異常領域に基づいて紙幣ＢＮが貼り合わせ券であるか否かを識別することから、紙幣の蛍光レベルが媒体によってばらついた場合であっても、まさに識別を行う対象となっている紙幣の蛍光画像において適切に異常領域を抽出することが可能であり、その結果、適切に抽出された当該蛍光異常領域に基づいて貼り合わせ券か否かを高精度に判定することができる。

（実施形態２）
図９及び図１０を用いて、本実施形態に係る紙葉類処理装置の構成について説明する。図９は、実施形態２に係る紙葉類処理装置の一例の外観を示した斜視模式図である。図１０は、実施形態２に係る紙葉類処理装置の構成の一例を説明するブロック図である。

本実施形態に係る紙葉類処理装置は、例えば、図９に示す構成を有するものであってもよい。図９に示す紙葉類処理装置３００は、紙幣の識別処理を行う紙葉類識別装置（図１０参照）を内蔵し、処理対象の複数の紙幣が積層状態で載置されるホッパ３０１と、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３０４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とを備えている。

また、図１０に示されるように、紙葉類処理装置３００は、搬送部３１０、本体記憶部３３０及び本体制御部３２０を更に備えている。

搬送部３１０は、紙幣を搬送するための搬送ローラ、当該搬送ローラを駆動する駆動機構（駆動源及び駆動力伝達機構）等を備えて構成される。

本体記憶部３３０は、半導体メモリ（ＲＡＭやＲＯＭ）、ハードディスク等の記憶装置から構成されており、紙葉類処理装置３００を制御するための各種のプログラムや情報（データ）を記憶している。

本体制御部３２０は、紙葉類処理装置３００の各部を制御するコントローラであり、ＣＰＵ、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア（例えばＦＰＧＡ）等を備えるコンピュータシステムとして構成される。本体制御部３２０は、そのＣＰＵにおいて、本体記憶部３３０（本体記憶部３３０とは別に設けられた記憶部でもよい）に記憶されている所定のソフトウエアプログラムを実行することによって、各種の処理を実現する。

図１１は、実施形態２に係る紙葉類識別装置の構成の一例を説明するブロック図である。

図１１に示すように、本実施形態に係る紙葉類識別装置２００は、検出部２１０、制御部２２０及び記憶部２３０を備えている。

検出部２１０は、搬送される紙幣の各種特性を検出するものであり、紙幣の搬送路に沿って、上述の画像取得部１０に加え、磁気検出部２１１及び厚み検出部２１２を備えていてもよい。画像取得部１０は、上述のように紙幣の蛍光画像（蛍光による画像データ）を取得して出力する。

記憶部２３０は、半導体メモリ（ＲＡＭやＲＯＭ）、ハードディスク等の記憶装置から構成されており、紙葉類識別装置２００を制御するための各種のプログラムや情報（データ）を記憶している。

制御部２２０は、紙葉類識別装置２００の各部を制御するコントローラであり、ＣＰＵ、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア（例えばＦＰＧＡ）等を備えるコンピュータシステムとして構成される。制御部２２０は、そのＣＰＵにおいて、記憶部２３０に記憶されている所定のソフトウエアプログラムを実行することによって、各種の処理を実現する。

また、制御部２２０は、検出部２１０から取得した紙幣に係る各種信号を利用して識別処理を行う。制御部２２０は、紙幣の金種及び真偽を識別する。更に、制御部２２０は、紙幣の正損を判定する。より詳細には、制御部２２０は、紙幣の汚れ、折れ、破れ等を検出するとともに、紙幣の厚みから紙幣に貼り付けられたテープ等を検出することにより、紙幣を、市場で再利用できる正券及び市場流通に適さない損券のいずれとして処理するかを判定する。

このとき、制御部２２０は、金種、真偽、正損等を識別するために画像取得部１０が取得した紙幣の画像（画像データ）を用いる。また、制御部２２０は、紙幣の真偽及び正損に関する判定処理として、後述する蛍光異常判定処理をおこなう。

次に、図１２を用いて、画像取得部１０の構成について説明する。図１２は、実施形態２に係る紙葉類識別装置が備える画像取得部の構成の一例を説明する断面模式図である。

図１２に示すように、画像取得部１０は、互いに対向配置されたセンサユニット１１０及び１２０を備えている。センサユニット１１０及び１２０は、各々、本実施形態に係る紙葉類処理装置の搬送路に対向するコンタクトイメージセンサから構成されており、Ｚ方向において離間したセンサユニット１１０及び１２０の間には、紙幣ＢＮがＸＹ平面内をＸ方向に搬送される隙間が形成されており、この隙間は本実施形態に係る紙葉類処理装置の搬送路の一部を構成する。センサユニット１１０及び１２０は、それぞれ、搬送路の上側（＋Ｚ方向）及び下側（－Ｚ方向）に位置している。Ｙ方向がセンサユニット１１０、１２０の主走査方向に対応し、Ｘ方向がセンサユニット１１０、１２０の副走査方向に対応している。

図１２に示すように、各センサユニット１１０、１２０は、２つの反射及び励起用の光源１１１ｂ、集光レンズ１１２、受光部１１３及び基板１１４を備えている。また、各センサユニット１１０、１２０は、これらの構成が収納されるケースと、ケースの搬送路側の開口に嵌め込まれたカバーガラスと、を備えている。

反射及び励起用の光源１１１ｂは、例えば、主走査方向に延在する導光体と、導光体の少なくとも一方の端面に対向し、複数波長の光をそれぞれ照射する複数種の発光素子とを備えている。センサユニット１１０の光源１１１ｂと、センサユニット１２０の光源１１１ｂとは、それぞれ、紙幣ＢＮのＡ面とＢ面とに、励起光を含む複数波長の光を順次照射する。光源１１１ｂは、複数波長の光として、例えばピーク波長が互いに異なる光を照射する。具体的には、光源１１１ｂは、赤外光（ＩＲ、ピーク波長が互いに異なる複数種の赤外光でもよい）と、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）を含む白色光（Ｗ）と、励起光としての紫外光（ＵＶ）とを順次照射する。

集光レンズ１１２は、例えば、主走査方向に複数のロッドレンズが配列されたロッドレンズアレイから構成され、光源１１１ｂから出射され、紙幣ＢＮのＡ面又はＢ面で反射された光や紙幣ＢＮのＡ面又はＢ面からから発生された蛍光を集光する。

受光部１１３は、例えば、主走査方向に複数の受光素子（受光画素）が配列されたリニアイメージセンサを備えており、各受光素子は、光源１１１ｂが照射する複数波長の光の波長帯域と、紙幣ＢＮから発生された蛍光の波長帯域とに感度をもつ。

各受光素子には、例えば、少なくとも可視領域から波長１１００ｎｍの赤外領域まで感度をもつ光検出器、例えばシリコン（Ｓｉ）フォトダイオードを用いることができる。各受光素子は、基板１１４上に実装されており、集光レンズ１１２によって集光された光を受光して、入射光量に応じた電気信号に変換して基板１１４に出力する。各受光素子は、光源１１１ｂによる各波長の光の照射タイミングに合わせて当該波長の光や蛍光を受光する。

基板１１４は、例えば、受光素子を駆動するための駆動回路と、受光素子からの信号を処理して出力するための信号処理回路とを含んでいる。基板１１４は、受光部１１３（各受光素子）の出力信号を増幅処理した後、デジタルデータにＡ／Ｄ変換した上で画像データとして出力する。

センサユニット１２０は、１つの透過用の光源１１１ａを更に備えている。

光源１１１ａは、センサユニット１１０の集光レンズ１１２の光軸上に配置されており、光源１１１ａから出射された光の一部は、紙幣ＢＮを透過し、センサユニット１１０の集光レンズ１１２に集光されて受光部１１３で検出される。光源１１１ａは、紙幣ＢＮのＢ面に、波長帯域が互いに異なる光を順次、又は同時に照射する。光源１１１ａは、複数波長の光として、例えばピーク波長が互いに異なる光を照射する。具体的には、光源１１１ａは、赤外光（ＩＲ）及び緑色光（Ｇ）を照射する。

なお、「複数波長の光」とは、波長帯域が互いに異なる光であり、互いにピーク波長が異なっていてもよい。複数波長の光は、例えば、可視光については色が互いに異なる光であってもよく、赤外光及び紫外光については、波長帯域の一部のみが互いに重なる光又は波長帯域が互いに重ならない光であってもよい。

各光源１１１ｂは、ピーク波長がそれぞれ７５０ｎｍ以上である赤外光（ＩＲ）を発光するＬＥＤ素子と、ピーク波長が６００ｎｍ以上、７５０ｎｍ未満である赤色光（Ｒ）を発光するＬＥＤ素子と、ピーク波長が５００ｎｍ以上、６００ｎｍ未満である緑色光（Ｇ）を発光するＬＥＤ素子と、ピーク波長が４００ｎｍ以上、５００ｎｍ未満である青色光（Ｂ）を発光するＬＥＤ素子と、励起光の波長帯域にピーク波長を有するＬＥＤ素子と、を備えていてもよい。

光源１１１ａは、５００ｎｍ以上、６００ｎｍ未満にピーク波長を有する緑色光を発光するＬＥＤ素子と、７５０ｎｍ以上にピーク波長を有する赤外光を発光するＬＥＤ素子とを備えていてもよい。

図１３は、実施形態２の画像取得部が備える受光部の構成の一例を説明する斜視模式図である。

図１３に示すように、各受光部１１３は、主走査方向に一列に配列された複数の画素１３１ＧＰを備え、各画素１３１ＧＰは、第１の受光素子（撮像素子）１３１Ｂを１つ、第２の受光素子（撮像素子）１３１Ｇを１つ、及び第３の受光素子（撮像素子）１３１Ｒを１つ備えており、第１の受光素子１３１Ｂ、第２の受光素子１３１Ｇ及び第３の受光素子１３１Ｒは、この順番で主走査方向に一列に配置されている。

第１の受光素子１３１Ｂは、光検出器１３１０と、赤外光及び青色光を透過し、かつ赤色光及び緑色光を吸収する青色のカラーレジスト（カラーフィルタ）１３１１Ｂと、を備える青色の受光素子である。第２の受光素子１３１Ｇは、光検出器１３１０と、赤外光及緑色光を透過し、かつ赤色光及び青色光を吸収する緑色のカラーレジスト（カラーフィルタ）１３１１Ｇと、を備える緑色の受光素子である。第３の受光素子１３１Ｒは、光検出器１３１０と、赤外光及び赤色光を透過し、かつ緑色光及び青色光を吸収する赤色のカラーレジスト（カラーフィルタ）１３１１Ｒと、を備える赤色の受光素子である。

ここで、受光素子（撮像素子）とは、所定の波長帯域の光の強度を検出（電気信号に変換）する素子を意味し、フォトダイオード等の光検出器と、光検出器の受光面上に設けられ、検出すべき所定の波長帯域（例えば青色と赤外の波長帯域）を除く波長帯域（例えば緑色と赤色等）の光の透過を抑えるカラーレジストとを含んで構成されてもよい。

図１４は、実施形態２の画像取得部が備える受光部のカラーレジストの波長特性を示す模式図である。

図１４に示すように、青色のカラーレジスト（カラーフィルタ）１３１１Ｂは主に青色光及び赤外光を透過し（破線参照）、緑色のカラーレジスト（カラーフィルタ）１３１１Ｇは主に緑色光及び赤外光を透過し（一点鎖線参照）、赤色のカラーレジスト（カラーフィルタ）１３１１Ｒは主に赤色光及び赤外光を透過する（二点鎖線参照）。したがって、第１の受光素子１３１Ｂ、第２の受光素子１３１Ｇ及び第３の受光素子１３１Ｒは、それぞれ、青色光（概ね波長４００ｎｍ～５００ｎｍ）、緑色光（概ね波長５００ｎｍ～６００ｎｍ）及び赤色光（概ね波長６００ｎｍ～７００ｎｍ）を選択的に受光可能であり、第１の受光素子１３１Ｂ、第２の受光素子１３１Ｇ及び第３の受光素子１３１Ｒはいずれも赤外光（概ね波長８００ｎｍ～１０００ｎｍ）を受光可能である。

ただし、各色のカラーレジストは、通常、対応する色以外の色の光もある程度は透過し得るため、第１の受光素子１３１Ｂ、第２の受光素子１３１Ｇ及び第３の受光素子１３１Ｒは、対応する色以外の色の光もある程度は受光してもよい。

各センサユニット１１０、１２０が、搬送方向に搬送されている紙幣ＢＮに対して撮像を繰り返し行い、画像データを出力することによって、画像取得部１０は、紙幣ＢＮの両面全体の画像（２次元画像）を取得する。具体的には、画像取得部１０は、センサユニット１１０の出力信号に基づいて紙幣ＢＮの透過画像、Ａ面の反射画像及び蛍光画像を取得し、センサユニット１２０の出力信号に基づいて紙幣ＢＮのＢ面の反射画像及び蛍光画像を取得する。このとき、反射画像として、可視光の照射に応じたカラー画像、すなわちＲＧＢ画像が取得される。また、蛍光画像としても、励起光の照射に応じて紙幣ＢＮで発光した蛍光のカラー画像、すなわちＲＧＢ画像が取得される。

次に、図１１を再び参照しながら、制御部２２０について更に説明する。

制御部２２０は、判定前処理部２２１及び判定部２２２を有している。

なお、制御部２２０による以下の処理は、予め記憶部２３０に保存された判定テーブルに基づき、蛍光によるＲＧＢ画像のうちの必要な画像について実行される。ここで、判定テーブルでは、識別対象の紙幣の種類毎に、以下の各処理について、実行するか否かが定義されている。

判定前処理部２２１は、（１）画像解像度変換、（２）回転補正、（３）マスク領域設定、（４）蛍光レベル算出、（５）固有閾値算出、及び（６）マスク領域用固有閾値算出を行う。

図１５は、実施形態２において、判定前処理部による回転補正前の紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。図１６は、実施形態２において、判定前処理部による回転補正後の紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。

（１）画像解像度変換では、判定前処理部２２１は、画像取得部１０で取得された紙幣ＢＮの蛍光画像の解像度を下げる。具体的には、例えば、２００×１００ｄｐｉ又は２００×３３ｄｐｉの元画像を３３×３３ｄｐｉ又は１６．５×１６．５ｄｐｉの画像に変換する。このとき、６画素×３画素又は６画素から１画素、１２画素×６画素又は１２画素×２画素から１画素への変換時に、蛍光異常特徴を残すために変換前領域内の最大値を変換後の画素値にしてもよい。

（２）回転補正では、図１５及び図１６に示すように、判定前処理部２２１は、紙幣ＢＮの蛍光画像ＩＭＧの傾きを補正する。

（３）マスク領域設定では、図１６に示すように、判定前処理部２２１は、判定テーブルに基づいて紙幣ＢＮの蛍光画像ＩＭＧにマスク領域２４１を設定する。このため、判定テーブルには、識別対象の紙幣の種類毎に、マスク領域の有無（マスク領域の設定が必要な場合はマスク領域の範囲）が指定されている。マスク領域は、紙幣において蛍光反応を示す部分である蛍光反応部、例えばスレッドを包含する領域に設定される。

（４）蛍光レベル算出では、判定前処理部２２１は、画像取得部１０で取得された紙幣ＢＮの蛍光画像から当該紙幣ＢＮに固有の蛍光レベル、すなわち紙幣ＢＮの蛍光画像の平均蛍光レベルを算出する。より詳しくは、実施形態１と同様に、紙幣ＢＮの蛍光画像のうちの蛍光レベル算出領域、すなわち異常画素及びマスク領域２４１を除く領域の平均輝度値を算出する。

（５）固有閾値算出では、判定前処理部２２１は、実施形態１と同様に、蛍光レベルから固有閾値を算出する。

（６）マスク領域用固有閾値算出では、判定前処理部２２１は、実施形態１と同様に、蛍光レベルからマスク領域用固有閾値を算出する。

図１１に示したように、判定部２２２は、蛍光異常判定部２２５、マスク領域判定部２２６、異常領域抽出部２２３及び切貼券判定部２２４を有している。

図１７は、実施形態２において、蛍光異常判定部による紙幣全体の蛍光異常を判定する処理を説明するための模式図である。

蛍光異常判定部２２５は、図１７に示すように、判定前処理部２２１により算出された蛍光レベル（異常画素（図示せず）及びマスク領域２４１を除く蛍光レベル算出領域２４２の平均輝度値）を所定の閾値と比較することによって、紙幣ＢＮ全体が蛍光異常であるか否かを判定する。すなわち、蛍光異常判定部２２５は、蛍光レベルが上記閾値を超える場合、紙幣ＢＮ全体の蛍光特徴が異常であると判定し、蛍光レベルが上記閾値を超えない場合、紙幣ＢＮ全体の蛍光特徴は正常であると判定する。

図１８は、実施形態２において、紙幣全体が蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。

紙幣ＢＮ全体の蛍光特徴が異常である場合、図１８に示すように、紙幣ＢＮの蛍光画像ＩＭＧ全体の輝度値が大きくなってしまう。

図１９は、実施形態２において、マスク領域判定部によるマスク領域の蛍光異常を判定する処理を説明するための模式図である。

マスク領域判定部２２６は、図１９に示すように、マスク領域２４１の評価値、具体的には平均輝度値をマスク領域用固有閾値と比較することによってマスク領域２４１における蛍光異常の有無を判定する。例えば、マスク領域判定部２２６は、マスク領域２４１の平均輝度値がマスク領域用固有閾値を超える場合、当該マスク領域２４１の蛍光反応部は正常であると判定し、マスク領域２４１の平均輝度値がマスク領域用固有閾値を超えない場合、当該マスク領域２４１の蛍光反応部は異常であると判定する。また、後者の場合、マスク領域判定部２２６は、紙幣ＢＮを偽造券であると判定する。

図２０は、実施形態２において、マスク領域が蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。

マスク領域２４１の蛍光反応部が異常である場合としては、例えば、図２０に示すように、マスク領域２４１で蛍光発光が検出されない場合が挙げられる。

図２１は、実施形態２において、紙幣の蛍光画像を主走査方向へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。図２２は、実施形態２において、紙幣の蛍光画像を副走査方向へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。図２３は、実施形態２において、紙幣の蛍光画像を斜め方向（＋４５°）へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。図２４は、実施形態２において、紙幣の蛍光画像を斜め方向（－４５°）へスキャンすることによって異常領域を抽出する処理を説明するための模式図である。

異常領域抽出部２２３は、蛍光レベルから算出された固有閾値に基づいて紙幣ＢＮの蛍光画像において異常領域を抽出する。このとき、異常領域抽出部２２３は、紙幣ＢＮの蛍光画像おいて固有閾値を超える画素領域を異常領域として抽出する。

より詳細には、図２１～図２４に示すように、異常領域抽出部２２３は、矩形の判定領域２４０を、主走査方向、副走査方向及び斜め方向（＋４５°及び－４５°）のそれぞれの方向に、所定数の画素ずつ（例えば１画素ずつ）シフトさせながら、各位置での判定領域２４０ごとに異常領域２４３を抽出する。判定領域２４０の長手方向の長さは、紙幣ＢＮの蛍光画像ＩＭＧの両端を少なくとも包含する大きさであり、判定領域２４０の短手方向の幅は、例えば１０画素（１０ｍｍ程度）である。なお、斜め方向に所定数の画素ずつ判定領域２４０をシフトする場合は、主走査方向Ｙ及び副走査方向Ｘにそれぞれ所定数の画素ずつ（例えば１画素ずつ）判定領域２４０をシフトする。

切貼券判定部２２４は、各位置での判定領域２４０ごとに、異常領域抽出部２２３により抽出された異常領域２４３に基づいて評価値を算出し、算出した評価値を所定の閾値と比較することによって当該判定領域２４０の蛍光特徴が正常であるか否かを判定する。すなわち、切貼券判定部２２４は、算出した評価値が上記閾値を超える場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定し、算出した評価値が上記閾値を超えない場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴は正常であると判定する。

ここで、切貼券判定部２２４は、評価値として、（１）異常画素率Ａ、（２）差分総和値の平均値Ｂ、及び（３）異常画素率Ａと差分総和値の平均値Ｂの積Ｃを用いる。

（１）異常画素率Ａは、判定領域２４０に占める異常領域２４３の画素の割合である。

（２）差分総和値の平均値Ｂは、異常領域２４３の各画素の輝度値と固有閾値との差分の平均値である。

（３）積Ｃは、異常領域２４３の各画素の輝度値と固有閾値との差分の判定領域２４０における平均値である。

また、切貼券判定部２２４は、上記（１）～（３）の評価値ごとに、所定の閾値（評価値ごとに予め準備されたもの）と比較することによって判定領域２４０の蛍光特徴が正常であるか否かを判定する。すなわち、切貼券判定部２２４は、算出した異常画素率Ａが所定の閾値を超える場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定し、算出した異常画素率Ａがこの閾値を超えない場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴は正常であると判定する。また、切貼券判定部２２４は、算出した平均値Ｂが所定の閾値を超える場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定し、算出した平均値Ｂがこの閾値を超えない場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴は正常であると判定する。更に、切貼券判定部２２４は、算出した積Ｃが所定の閾値を超える場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定し、算出した積Ｃがこの閾値を超えない場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴は正常であると判定する。

そして、切貼券判定部２２４によって、判定領域２４０の少なくとも１つにおいて、上記（１）～（３）の少なくとも１つの評価値に基づいて、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定された場合、判定部２２２は、紙幣ＢＮが貼り合わせ券であると判定する。他方、切貼券判定部２２４によって、判定領域２４０の全てにおいて、上記（１）～（３）のいずれの評価値に基づいても、当該判定領域２４０の蛍光特徴が正常であると判定された場合、判定部２２２は、紙幣ＢＮが貼り合わせ券でないと判定する。

なお、切貼券判定部２２４は、上述のように上記（１）～（３）の評価値のそれぞれに基づいて当該判定領域２４０の蛍光特徴が正常か異常かを判定（ＯＲ判定）するのではなく、上記（１）～（３）の全ての評価値が対応する閾値を超える場合のみ、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定（ＡＮＤ判定）してもよい。

図２５は、実施形態２において、主走査方向へのスキャンによって蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。

主走査方向へのスキャンによって、例えば、図２５に示すように、紙幣の短手方向に延びる接合部ＡＡに付着した接着剤等の蛍光発光を検出することができる。

図２６は、実施形態２において、副走査方向へのスキャンによって蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。

副走査方向へのスキャンによって、例えば、図２６に示すように、紙幣の長手方向に延びる接合部ＡＡに付着した接着剤等の蛍光発光を検出することができる。

図２７は、実施形態２において、斜め方向（＋４５°）へのスキャンによって蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。

斜め方向（＋４５°）へのスキャンによって、例えば、図２７に示すように、紙幣の斜め方向（＋４５°）に延びる接合部ＡＡに付着した接着剤等の蛍光発光を検出することができる。

図２８は、実施形態２において、斜め方向（－４５°）へのスキャンによって蛍光異常であると判定された紙幣の蛍光画像の一例を示す模式図である。

斜め方向（－４５°）へのスキャンによって、例えば、図２８に示すように、紙幣の斜め方向（－４５°）に延びる接合部ＡＡに付着したテープ等の蛍光発光を検出することができる。

次に、図２９及び図３０を用いて、本実施形態に係る紙葉類識別装置２００の蛍光異常判定に係る動作について説明する。図２９は、実施形態２に係る紙葉類識別装置の蛍光異常判定処理の一例を説明するフローチャートの前半部分である。図３０は、図２９に示すフローチャートの後半部分である。

図２９に示すように、まず、画像取得部１０が、紙幣ＢＮに励起光を照射して紙幣ＢＮから発生された蛍光を受光することで紙幣ＢＮの両面の蛍光画像（ＲＧＢ画像）を取得する（ステップＳ２１）。

次に、判定前処理部２２１が、（１）画像解像度変換、（２）回転補正、（３）マスク領域設定、（４）蛍光レベル算出、（５）固有閾値算出、及び（６）マスク領域用固有閾値算出をこの順に行う（ステップＳ２２）。

なお、ステップＳ２２以降の処理は、予め記憶部２３０に保存された判定テーブルに基づき、紙幣ＢＮの両面の蛍光画像（ＲＧＢ画像）のうちの必要な画像について実行される。

次に、蛍光異常判定部２２５が、判定前処理部２２１により算出された蛍光レベルを所定の閾値と比較し（ステップＳ２３）、蛍光レベルが上記閾値を超える場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、紙幣ＢＮ全体の蛍光特徴が異常であると判定して、紙葉類識別装置２００の蛍光異常判定処理が終了する。

蛍光レベルが上記閾値を超えない場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、マスク領域判定部２２６が、マスク領域の評価値（平均輝度値）をマスク領域用固有閾値と比較し（ステップＳ２４）、マスク領域の平均輝度値がマスク領域用固有閾値を超える場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、当該マスク領域の蛍光反応部は正常であると判定し、マスク領域の平均輝度値がマスク領域用固有閾値を超えない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、当該マスク領域の蛍光反応部は異常であると判定する。

ここで、ステップＳ２４は、設定された全てのマスク領域について実行される。

ステップＳ２４の判定結果によらず、続いて、異常領域抽出部２２３が、矩形の判定領域２４０を主走査方向に例えば１画素ずつシフトさせながら、各位置での判定領域２４０ごとに異常領域２４３を抽出し、切貼券判定部２２４が、各位置での判定領域２４０ごとに、異常領域抽出部２２３により抽出された異常領域２４３に基づいて上記（１）～（３）の評価値を算出し、算出した評価値ごとに所定の閾値（評価値ごとに予め準備されたもの）と比較する（ステップＳ２５）。そして、切貼券判定部２２４は、少なくとも１つの評価値が対応する閾値を超える場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定し（ステップＳ２５：Ｎｏ）、全ての評価値が対応する閾値を超えない場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴は正常であると判定する（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）。

ステップＳ２５の判定結果によらず、続いて、図３０に示すように、異常領域抽出部２２３が、矩形の判定領域２４０を副走査方向に例えば１画素ずつシフトさせながら、各位置での判定領域２４０ごとに異常領域２４３を抽出し、切貼券判定部２２４が、各位置での判定領域２４０ごとに、異常領域抽出部２２３により抽出された異常領域２４３に基づいて上記（１）～（３）の評価値を算出し、算出した評価値ごとに所定の閾値（評価値ごとに予め準備されたもと）と比較し（ステップＳ２６）、少なくとも１つの評価値が対応する閾値を超える場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定し（ステップＳ２６：Ｎｏ）、全ての評価値が対応する閾値を超えない場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴は正常であると判定する（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）。

ステップＳ２６の判定結果によらず、続いて、異常領域抽出部２２３が、矩形の判定領域２４０を斜め方向（＋４５°）に例えば１画素ずつシフトさせながら、各位置での判定領域２４０ごとに異常領域２４３を抽出し、切貼券判定部２２４が、各位置での判定領域２４０ごとに、異常領域抽出部２２３により抽出された異常領域２４３に基づいて上記（１）～（３）の評価値を算出し、算出した評価値ごとに所定の閾値（評価値ごとに予め準備されたもと）と比較し（ステップＳ２７）、少なくとも１つの評価値が対応する閾値を超える場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定し（ステップＳ２７：Ｎｏ）、全ての評価値が対応する閾値を超えない場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴は正常であると判定する（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）。

ステップＳ２７の判定結果によらず、続いて、異常領域抽出部２２３が、矩形の判定領域２４０を斜め方向（－４５°）に例えば１画素ずつシフトさせながら、各位置での判定領域２４０ごとに異常領域２４３を抽出し、切貼券判定部２２４が、各位置での判定領域２４０ごとに、異常領域抽出部２２３により抽出された異常領域２４３に基づいて上記（１）～（３）の評価値を算出し、算出した評価値ごとに所定の閾値（評価値ごとに予め準備されたもと）と比較し（ステップＳ２８）、少なくとも１つの評価値が対応する閾値を超える場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴が異常であると判定し（ステップＳ２８：Ｎｏ）、全ての評価値が対応する閾値を超えない場合、当該判定領域２４０の蛍光特徴は正常であると判定する（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）。

なお、ステップＳ２５～Ｓ２８の順序は、特に限定されず、適宜変更可能であってもよい。

そして、判定部２２２は、ステップＳ２５～Ｓ２８の少なくとも１つの判定結果において異常であると判定された場合、当該紙幣は蛍光異常券であると判定し、ステップＳ２５～Ｓ２８の全ての判定結果において正常であると判定された場合、当該紙幣は蛍光正常券であると判定する。また、判定部２２２は、ステップＳ２５～Ｓ２８の少なくとも１つの判定結果において異常であると判定された場合、当該紙幣は貼り合わせ券であると判定し、ステップＳ２５～Ｓ２８の全ての判定結果において正常であると判定された場合、当該紙幣は貼り合わせ券でないと判定する。

本実施形態によれば、実施形態１と同様に、適切に抽出された蛍光異常領域に基づいて貼り合わせ券か否かを高精度に判定することができる。

（実施形態３）
まず、本実施形態に係る紙葉類識別装置の概要について説明する。

紙葉類上に付着した透明テープ、メンディングテープ、接着剤等の異物は透明であり、コンタクトイメージセンサ（以下、ＣＩＳと略記する）により取得された画像からは検出できない。すなわち、これまで、こられの異物を同時に検出できるＣＩＳが知られてなかった。

したがって、本実施形態では、これらの異物を１つのセンサで検出するために、化学物質に共通する特徴を利用する。すなわち、透明テープ、メンディングテープ及び接着剤には有機化合物である粘着物質又は接着物質が使用されており、特定の波長の光を照射し励起させると、別の波長に蛍光発光する特徴を持つ。ただし、この励起波長は有機化合物の種類により異なることが判っているが、本発明者らの調査の結果、照射する波長が３００～３５０ｎｍであれば、多くの異物は、波長４００～５００ｎｍにおいて共通して強く蛍光発光し、この条件において多くの異物を検出することができることが分かった。

また、ＣＩＳの光源としては、安価、小型、低電力、低発熱等のメリットから、ＬＥＤが多く用いられている。しかしながら、ＬＥＤの発光波長は半値幅が狭く、１種類のＬＥＤでは３００～３５０ｎｍの波長帯域をカバーしきれない。

そこで、これらの異物を蛍光発光させるために必要な複数波長のＬＥＤを同時点灯し、励起光源フィルタを通して紙葉類に照射する。これにより、これらの異物を同時に蛍光発光させ、受光フィルタを通して受光センサで検出することが可能となる。また、この受光センサを既存の識別用ＣＩＳにハイブリッドすることで紙葉類識別装置に付加機能を追加することができる。更に、受光センサにＲＧＢのカラーフィルタを使用することで、判定において発光色の違いにより異物と蛍光インクとの分離が容易となる。また、手垢も全体的に弱く蛍光することが知られているが、異物と手垢との分離のためのアルゴリズムとして、青色に蛍光する領域の形状及び強度をチェックし、線状又は局所的な分布であれば異物と判定する。

図３１は、実施形態３において、接着剤が付着した紙幣に可視光を照射して得られたカラー画像の一例を示す模式図である。図３２は、図３１に示した紙幣に特定波長の励起光を照射して得られたカラー画像の模式図である。

図３１に示すように接着剤が付着した紙幣に対し、特定波長の複数の光を照射すると、接着剤が青色に蛍光発光するのみならず（図３２の白色領域参照）、透明テープ及びメンディングテープもそれぞれ青色に蛍光発光する。これらの発光をコンタクトイメージセンサで読み取ることで異物の画像を採取し、この画像から異物の有無判定が可能となる。更に得られた画像のうち、青色成分だけを抽出して判定を行うことで、青色に蛍光発光する異物と、赤色、黄色及び／又は緑色に発光する蛍光インクとの分離が容易になる。

図３３を用いて、本実施形態に係る紙葉類識別装置が備える画像取得用センサユニットの構成について説明する。図３３は、実施形態３に係る紙葉類識別装置が備える画像取得用センサユニットの構成の一例を説明する断面模式図である。

図３３に示すように、本実施形態に係る紙葉類識別装置が備える画像取得用センサユニット４００は、紙葉類処理装置の搬送路に対向するコンタクトイメージセンサから構成されており、Ｙ方向がセンサユニット４００の主走査方向に対応し、Ｘ方向がセンサユニット４００の副走査方向に対応している。

図３３に示すように、センサユニット４００は、実施形態２で説明した各センサユニット１１０、１２０と同様に、２つの反射用光源４１１ｂ、集光レンズ４１２、受光部４１３及び基板４１４と、これらの構成が収納されるケース４１５と、ケース４１５の搬送路側の開口に嵌め込まれたカバーガラス４１６と、を備えている。ただし、本実施形態では、各光源４１１ｂは、励起光を照射せず、センサユニット４００は、異物ＢＢが付着した紙幣ＢＮに励起光を照射する励起用光源４１１ｃを別途備えている。また、センサユニット４００は、光源フィルタ４１７、受光フィルタ４１８及び励起光源導光体４１９を更に備えている。

図３４は、実施形態３に係る画像取得用センサユニットが備える基板の構成の一例を説明する平面模式図である。

図３４に示すように、励起用光源４１１ｃは、基板４１４上に交互に配置された２種類のＬＥＤ４２０ａ及び４２０ｂを有しており、ＬＥＤ４２０ａ及び４２０ｂを同時点灯させる。また、２種類のＬＥＤ４２０ａ及び４２０ｂのピーク波長は、互いに異なるが、いずれも波長３００～３５０ｎｍの範囲にある。これにより、多くの異物を蛍光発光させるのに必要な励起光を得ることができる。

なお、励起用光源４１１ｃに使用する波長の種類は、３つ以上であってもよい。また、励起用光源４１１ｃは、ＬＥＤ以外のブロードに発光する光源でもよい。また、２種類のＬＥＤ４２０ａ及び４２０ｂは、交互配置以外に２列に配置してもよい。また、２種類のＬＥＤ４２０ａ及び４２０ｂは、同時点灯以外に、交番点灯し個別に画像採取してもよい。

光源フィルタ４１７は、励起用光源４１１ｃ上に配置されており、蛍光を検出するために必要な検出波長帯域の光を遮断する光学特性を持つ。

なお、励起用光源４１１ｃから照射される光が検出波長帯域の光を含んでいない、又は検出に影響しない量である場合、光源フィルタ４１７は無くてもよい。

切り貼りの接着痕は細長い線状に分布しているため、当該接着痕を効果的に検出する観点から、受光部４１３の解像度は、例えば１００ｄｐｉ以上である。また、青色に発光する異物を、他の色で発光する蛍光インクと区別して判定するする観点から、受光部４１３は、ＲＧＢのカラーフィルタを備えていてもよい（図１３参照）。

受光フィルタ４１８は、集光レンズ４１２の搬送路側の端面上に配置されており、励起用光源４１１ｃが照射する波長帯域の光を遮断する光学特性を持つ。受光部４１３が、励起用光源４１１ｃから光源フィルタ４１７を通して照射される光に感度が無い、又は検出に影響しない感度である場合、受光フィルタ４１８は無くてもよい。

カバーガラス４１６は、異物の励起波長（励起用光源４１１ｃが照射する励起光の波長帯域）及び異物の蛍光発光の波長帯域を透過する材料から形成されている。

励起光源導光体４１９は、光の照射効率を上げる目的で使用される。励起光源導光体４１９は、励起用光源４１１ｃから集光レンズ４１２の搬送路側の端面に向かってわずかに屈曲した形状をしており、異物の励起波長（励起用光源４１１ｃが照射する励起光の波長帯域）を透過する材料から形成されている。

なお、励起光源導光体４１９を使用せず、励起用光源４１１ｃから紙幣ＢＮに励起光を直接照射してもよい。

また、図３３では、異物の蛍光検出用センサを、ＲＧＢ画像及びＩＲ画像を採取するＣＩＳと一体化した場合について説明したが、ＣＩＳと一体化せず、異物の蛍光検出専用のセンサとしてもよい。

以上、図面を参照しながら実施形態を説明したが、本開示は、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、本開示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、本開示は、貼り合わせ券を高精度に検出するのに有用な技術である。

１、２００：紙葉類識別装置
１０：画像取得部
１１、１１１ａ、１１１ｂ、４１１ｂ：光源
１３、１１３、４１３：受光部
１１０、１２０：センサユニット
２０、２２０：制御部
２１、２２１：判定前処理部
２２、２２２：判定部
２３、２２３：異常領域抽出部
２４、２２４：切貼券判定部
４０、２４０：判定領域
１１２、４１２：集光レンズ
１１４、４１４：基板
１３１Ｂ、１３１Ｇ、１３１Ｒ：受光素子
１３１ＧＰ：画素
２１０：検出部
２１１：磁気検出部
２１２：厚み検出部
２２５：蛍光異常判定部
２２６：マスク領域判定部
２３０：記憶部
２４１：マスク領域
２４２：蛍光レベル算出領域
２４３：異常領域
３００：紙葉類処理装置
３０１：ホッパ
３０２：リジェクト部
３０３：操作部
３０４：筐体
３０５：表示部
３０６ａ～３０６ｄ：集積部
３１０：搬送部
３２０：本体制御部
３３０：本体記憶部
４００：センサユニット
４１１ｃ：励起用光源
４１５：ケース
４１６：カバーガラス
４１７：光源フィルタ
４１８：受光フィルタ
４１９：励起光源導光体
４２０ａ、４２０ｂ：ＬＥＤ
１３１０：光検出器
１３１１Ｂ、１３１１Ｇ、１３１１Ｒ：カラーレジスト
ＢＮ：紙幣
ＩＭＧ：紙幣の蛍光画像
ＡＡ：接合部
ＢＢ：異物

Claims (6)

1. 紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、
   前記紙葉類に励起光を照射して前記紙葉類から発生された蛍光を受光することで前記紙葉類の蛍光画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部で取得された前記蛍光画像から当該紙葉類に固有の蛍光レベルを算出し、前記蛍光レベルに基づいて前記蛍光画像において異常領域を抽出し、前記異常領域に基づいて前記紙葉類が貼り合わせ券であるか否かを識別する制御部と、を備える
   ことを特徴とする紙葉類識別装置。
2. 前記制御部は、前記蛍光レベルから前記蛍光画像における異常な輝度値に関する閾値を算出し、前記蛍光画像おいて当該閾値を超える画素領域を前記異常領域として抽出する
   ことを特徴とする請求項１記載の紙葉類識別装置。
3. 前記制御部は、前記蛍光画像を、主走査方向と、副走査方向と、前記主走査方向及び前記副走査方向に対して所定の角度をなす斜め方向とのうちの少なくとも１つの方向にスキャンすることによって前記異常領域を抽出する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の紙葉類識別装置。
4. 前記制御部は、前記蛍光画像を、前記主走査方向、前記副走査方向及び前記斜め方向のそれぞれにスキャンすることによって前記異常領域を抽出する
   ことを特徴とする請求項３記載の紙葉類識別装置。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の紙葉類識別装置を備えることを特徴とする紙葉類処理装置。
6. 紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、
   前記紙葉類に励起光を照射して前記紙葉類から発生された蛍光を受光することで前記紙葉類の蛍光画像を取得する画像取得工程と、
   前記画像取得工程で取得された前記蛍光画像から当該紙葉類に固有の蛍光レベルを算出する蛍光レベル算出工程と、
   前記蛍光レベルに基づいて前記蛍光画像において異常領域を抽出する異常領域抽出工程と、
   前記異常領域に基づいて前記紙葉類が貼り合わせ券であるか否かを識別する識別工程と、を備える
   ことを特徴とする紙葉類識別方法。

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