JP3057981B2

JP3057981B2 - 画像処理装置及びそれを用いた複写機

Info

Publication number: JP3057981B2
Application number: JP5281821A
Authority: JP
Inventors: 徹藤井; 元記四ツ井; 朋彦早川; 真也園田; 芳徳山口; 浩一大前
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: JPH06245064A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙幣、有価証券等の偽
造を防止するために適した画像処理装置（システム）及
びそれを搭載した複写機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のフルカラー複写機等の複写装置の
開発により、複写画像の画質は原画像と肉眼では見分け
が付かないレベルにまで達し、係る忠実な複写物が手軽
に得られるようになった。しかし、それにともない紙
幣、有価証券等の本来複写が社会的に禁止されているも
のの偽造に悪用される危険性が増大すると考える必要が
あり、係る危険性を未然に防止するための偽造防止装置
が種々開発されている。そして、その中の一つとして、
例えば特開平２−２１０４８１号公報に開示された画像
処理装置がある。

【０００３】すなわち、係る処理装置は、原稿全面に対
して４回スキャンすることにより原稿台上に載置された
原画像を読み込むとともに複写処理を行うフルカラーデ
ィジタル複写機に搭載されるもので、原稿台上に紙幣等
が載置されている場合に、１回目のスキャンにより偽造
防止しようとする検出対象の紙幣の透かしをもとに紙幣
が存在するであろうおおまかな位置を検出し、２回目の
スキャン時には、係る紙幣の正確な位置並びに置かれて
いる角度（原稿台上における紙幣の正確な位置座標）を
検出する。そして、３回目のスキャン時には、２回目の
スキャン時に求めた紙幣の正確な位置から紙幣に印刷さ
れた朱印の位置座標を算出し、前記算出した位置座標に
基づいて朱印が存在する領域の画像を抽出するとともに
それが朱印であるか否かを判断するというように複数回
スキャンを行うことにより検出対象物が原稿台上に載置
されていることを検出するようになっている。そして、
紙幣等が原稿台上に載置され複写されようとしているこ
とを検知したなら、４回目のスキャン時に、例えば、画
面全体を黒に表示したり、複写を禁止したりする等の所
定の偽造防止処理を行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の装置では、紙幣等の複写が禁止されている物体
を検知するのに複数回スキャンする必要があり、判定に
長時間を要する。また、カラー複写機等においては、ス
キャンの回数が上記４回方式のものの他に、３回や１回
方式のものもあり、係る方式の複写機には、上記の処理
装置では適用することができない。しかも、少なくとも
検出対象の紙幣等の大きさに相当する非常に大きなメモ
リ容量が必要となる。そして、このことは必然的に検出
可能な紙幣等の種類が少なくなるという問題を生じる。

【０００５】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、１回のスキャンで対
象となる紙幣等を検出することができ、しかも、使用す
るメモリ容量が小さくて済み、リアルタイムで高速な処
理が行え、コスト安となる画像処理装置及びそれを用い
た複写機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る画像処理装置では、ラスタースキ
ャンで与えられた画像情報中に存在する特定パターンら
しき候補パターンを検知する手段と、その検知した候補
パターンを前記画像情報から切り出す手段と、予め設定
しておいた基準パターンと前記切り出したパターンの類
似度を演算する手段とを備えたものを前提とする。そし
て上記前提において、前記候補パターンを検知する手段
が、与えられた画像情報の解像度を低下させる手段と、
その低下した低解像度画像に基づく画像を順次記憶する
複数のラインメモリ（実施例では、「第２ラインメモリ
１７」に対応）と、そのラインメモリに記憶された画像
に基づいて前記基準パターンの解像度を低下させたパタ
ーンとマッチングする手段（実施例では、「検索部１
８」に対応）と、そのマッチングする手段によるマッチ
ング結果を基に次段のパターンを切り出す手段に出力す
るパターンを選択する手段（実施例では、「予備判定部
１９」に対応）とを有することである（請求項１）。

【０００７】そして好ましくは、前記パターンを画像情
報から切り出す手段が、前記検知された候補パターンの
特定位置を検出する機能を備えることである（請求項
２）。また、前記類似度を演算する手段が、前記基準パ
ターンを表す複数のファジィ知識を用いてファジィ推論
を行うようにしてもよい（請求項３）。

【０００８】また好ましくは、前記パターンを検知する
手段と、前記切り出す手段と、前記類似度を演算する手
段が、それぞれ面順次方式で送られて来る各色成分のデ
ータ毎に対して処理するようにし、かつ、前記類似度を
演算する手段により算出された類似度が高いパターンを
認識対象と決定し、認識対象に関する位置情報を記憶部
に格納する手段と、各色成分のデータ毎に抽出された前
記記憶された認識対象の各色成分の画像間での位置情報
に基づいて、前記各認識対象が正しい位置関係にあるか
否かを判断する手段を備えるようにすることである（請
求項４）。

【０００９】また、前記類似度を演算する手段が、１つ
の検出対象の画像データ中の異なる位置に存在する複数
の特定パターンに対応する基準パターンを備え、かつ、
前記切り出す手段により切り出されたパターンに対して
前記複数の基準パターンの類似度を求め、その算出され
た基準パターンの類似度が所定の基準値を越えた数が、
予め設定された所定数以上のときに処理中の画像データ
が前記検出対象の画像データと判定するようにしてもよ
い（請求項５）。

【００１０】さらにまた、前記類似度を演算する手段
が、１つの検出対象の画像データ中の異なる位置に存在
する複数の特定パターンに対応する基準パターンを備
え、かつ、前記切り出す手段により切り出されたパター
ンに対して前記複数の基準パターンの類似度を求めると
ともに、基準値を越える類似度を有するパターンを認識
対象とし、検出された複数の前記認識対象間での位置関
係に基づいて処理中の画像データが前記検出対象の画像
データか否かを判定するように構成することもできる
（請求項６）。

【００１１】前記切り出す手段が、前記ラスタースキャ
ンで与えられる画像情報を前記検知する手段と並列的に
受け取るとともに順次一時記憶する詳細メモリと、前記
検知する手段で検知された候補パターンの存在位置情報
を格納する候補用メモリとを備え、その候補用メモリに
格納された前記存在位置情報と前記詳細メモリに格納さ
れた画像情報に基づいて、前記候補パターンの画像を切
り出すものであり、前記詳細メモリは、特定パターンの
全体を保持可能な複数ライン分の記憶容量のものを用い
る。そして、前記類似度を演算する手段は、前記切り出
された候補パターンに対し、前記検知する手段の処理と
独立して演算処理するようにしてもよい（請求項７）。

【００１２】さらに、本発明に係る複写機では、上記に
示すいずれかの画像処理装置を搭載するとともに、複写
機が有する原稿を読み取る手段から出力される画像デー
タを色信号変換手段と並列に前記画像処理装置に入力さ
せるようにした。そして、前記画像処理装置では、複写
処理中の物体が、紙幣等の予め登録した所定の物体か否
かを判断し、少なくとも前記所定の物体と判断した時に
は前記複写機の所定の処理手段に対し制御信号を送り、
複写を抑制するようにした。

【００１３】

【作用】特定パターン検知手段では、例えばラスタース
キャンで順次与えられた画像情報に対し検出目的の特定
パターン解像度を低下させてぼかした画像を形成し、そ
のぼかした画像に対してパターンマッチングを行う粗検
索により目的の特定パターンらしき候補パターンを検出
する。そして、その該当する候補パターンに関する画像
情報を特定パターン切り出し手段に転送し記憶させ、そ
の記憶させた画像情報に基づいて前記粗検索等の処理と
は独立して所定の領域の画像を切り出し、次段の特定パ
ターンマッチング手段に送り、そこにおいてパターンマ
ッチングを行い、係る検出した候補パターンが特定パタ
ーンか否かを判断する。そして、最終的にこのパターン
マッチングを行うまでに、検知手段でおおよその候補の
絞り込みをしているため、マッチング処理をする数が少
なく、また、切り出し手段にマッチング処理をすべき候
補データを一時格納しているため、検知手段に逐次画像
情報が送られて来ても、検知手段では後段の処理の状況
に関係なく（処理結果を待つこと無く）検知処理が行わ
れ、リアルタイムな高速処理が実行される。しかも、ラ
スタースキャンにより主走査方向に順に画素情報が送ら
れてくるので、使用する各種メモリの容量も特定パター
ンを含むことのできる複数ライン分ですみ、検出対象の
物体全体を記憶するための大容量のメモリが不要とな
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る画像処理装置及びそれを
用いた複写機の好適な実施例を添付図面を参照にして詳
述する。本例では、フルカラー複写機に実装され、係る
フルカラー複写機を用いて紙幣等の複写が禁止されてい
るものを複写しようとした場合に、それを検知して複写
処理を停止するための処理装置を示している。すなわ
ち、図１に示すように、複写機のイメージセンサにより
読み取られた画像情報が、特定パターン検知手段１に入
力される。この画像情報は、ＣＣＤ等のイメージセンサ
によるスキャンが進むにしたがって順次所定の領域分ず
つリアルタイムで送られてくるようになっており、具体
的なデータとしては、フルカラー情報であるレッド
（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）成分それぞれに
ついて、４００ＤＰＩの解像度となっている。

【００１５】そして、この特定パターン検知手段１に
て、入力された画像データを圧縮して形成したぼかした
画像に対して、所定の大きさのマスク等を用い、パター
ンマッチングによりそのエリア内に検出対象の特定パタ
ーン（マークや模様等）らしい候補パターンがあるか否
かをチェックするとともに、係る候補が検出されたな
ら、そのおおよその基準位置（円であれば中心点，矩形
状であればコーナーの頂点の位置等）を特定し、そのデ
ータを次段の特定パターン切り出し手段２に送るように
なっている。

【００１６】そして、この特定パターン切り出し手段２
では、粗検索により検出された候補パターンを含む上記
圧縮する前の画像データに基づいて、より正確なある特
定位置たる基準位置の検出を行うとともに、後工程にお
けるパターンマッチングを行うための比較パターンを作
成するようにしている。そして、この特定パターン切り
出し手段２には、所定の記憶部を有し、候補パターンを
一時的にストック可能としている。さらに、この特定パ
ターン切り出し手段２においても、圧縮前の精密な画像
に基づいて特定パターンらしいか否かの予備判断を行う
ようになっている。そして、特定パターンらしいと判断
されたなら、上記した基準位置に基づいてその周囲の所
定部位の比較パターンを切り出し、特定パターンマッチ
ング手段３に送るようになっいてる。

【００１７】そして、特定パターンマッチング手段３で
は、ファジィパターンマッチングにより比較パターンの
基準パターン（特定パターン）に対する適合度を求め、
比較パターンが特定パターンであるか否かを判断し、少
なくとも特定パターンの時には所定の制御信号を出力す
るようになっている。

【００１８】すなわち、本例では、通常の複写機の読み
取りデータに対し、前記基準パターンをぼかして作成さ
れたパターンに基づいてパターンマッチングを行うこと
により逐次比較的ラフな粗検索を行い特定パターンらし
い候補パターンを抽出し、係る候補パターンが検出され
たなら、その候補パターンに関する情報を記憶部に格納
し、格納したデータに対して順次所定の処理をした後フ
ァジィ推論によるパターンマッチングを行い、特定パタ
ーンか否かの判定処理を行う。しかも、パターンマッチ
ング手段３における比較的原画像に近い精密な画像を用
いてパターンマッチングを行う前に、粗検索により処理
対象の絞り込み（ぼかした画像データに基づいて行うた
め、高速かつ正確に判断できる）を行っているため、高
速化が達成される。そして、各処理を行っている間も、
他の手段、例えば画像の読取りや、粗検索等の処理は行
われているため、判定処理等を行っている間に他の処理
を一時停止する必要がなく、リアルタイムでかつ高速に
行うことができる。

【００１９】次に、上記した各手段の具体的な構成につ
いて説明する。まず、特定パターン検知手段１は、図２
に示すようなブロック構成となっている。すなわち、画
像情報を平均化処理部１０に送り、ここにおいて係る画
像情報における小さな画素の所定の複数個分を１まとめ
にするとともに、それらの濃度を平均化してやや大きな
画素からなるぼかした濃淡画像データを作成する。

【００２０】この平均化処理部１０は、例えば図３に示
すブロック図から構成される。すなわち、シフトクロッ
クにより同期してデータを順送り出力する４段に接続さ
れたラッチ１１ａ〜１１ｄの各出力を第１の加算器１２
ａに入力する。そして、画像データを構成する各ライン
の各画素が１画素ずつ順に１段目のラッチ１１ａに入力
される。なお、それら各画素は濃度（階調）を現わす多
値データであるため、各ラッチ１１ａ〜１１ｄはその多
値データに対応した所定のビット数から構成されてい
る。

【００２１】第１の加算器１２ａでは、入力される過去
４画素分（主走査方向の４画素分）すなわち、４つのラ
ッチ１１ａ〜１１ｄに格納されている各画素の濃度を示
す値を加算処理し、それを第２の加算器１２ｂの一方の
入力端子に入力するようになっている。また、第２の加
算器１２ｂの他方の入力端子には、第１のラインメモリ
１３に記憶された過去の１〜３ライン分の所定画素の濃
度の総和がアンド回路１４を介して入力されるようにな
っている。そして、この第２の加算器１２ｂにて加算処
理された結果が、上記第１のラインメモリ１３並びに除
算器１５に与えられるようになっている。

【００２２】さらに、第２の加算器１２ｂの出力の第１
のラインメモリ１３への書き込みは、図外の制御信号に
基づいて、４画素に１回の割合で行われる。すなわち、
処理中のラインの１番目から４番目の画素が第１の加算
器１２ａに同時に入力されて加算処理されて得られた結
果に基づいて第２の加算器１２ｂでさらに加算処理され
た時に第１のラインメモリ１３の１番目に書き込みが行
われ、５番目から８番目の画素が加算された時の処理結
果が第１のラインメモリ１３の２番目へ書き込まれる。
以下、それを繰り返し行う。このようにして、第１のラ
インメモリ１３には、１ライン目の主走査方向４画素毎
の加算結果が順に格納される。

【００２３】そして、２ライン目の処理では、上記と同
様に４つのラッチ１１ａ〜１１ｄと第１の加算器１２ａ
により４画素毎の加算結果が求められるが、これととも
に第１のラインメモリ１３に格納された所定の加算結果
が読み出され、第２の加算器１２ｂにて１，２ラインの
対応する４画素分の加算結果同士が加算される。これに
より、上下に隣接する計８画素分の濃度が加算され、そ
の加算結果が、再び第１のラインメモリ１３に格納され
る。

【００２４】同様に、３ライン目（４ライン目）の処理
では、その前のラインまでの加算処理により求められ
て、第１のラインメモリ１３に格納されている１〜２ラ
イン（１〜３ライン）分の所定の画素の濃度の総和との
加算処理が行われる。そして、４ライン目の処理では、
第２の加算器１２ｂの加算結果（４×４の１６画素分の
濃度の総和）が次段の除算器１５に与えられ、そこにお
いて１６で除算することにより平均が求められる。な
お、アンド回路１４に入力される制御信号は、４ライン
に１度「０」となり、第１のラインメモリ１３からの読
み出しを禁止して加算値をリセットするようになってい
る。

【００２５】なお、ラッチの段数を増減することによ
り、平均化する画素数も増減することができ、段数を増
すことにより解像度が低下した画像となる。また、ラッ
チの段数と、アンド素子１４に入力する制御信号（０）
の入力するタイミングを適宜変更することにより、Ｎ×
Ｍの画素に対する平均を求めることも可能となる。そし
て、いずれの条件にするかは、マッチングをとる（検出
する）画像により適宜設定する。

【００２６】そして、この１６画素分の平均を新たな画
素単位として構成される濃淡画像データを次段の２値化
処理部１６に送り、所定の閾値で２値化データに変換
し、その変換された２値画像は第２の複数のラインメモ
リ１７に一旦格納される。この作成画像は、元の画像デ
ータに比べてぼやけた画像となり、細かな模様はなくな
っておおざっぱな形状が現れる。そして、２値化すると
きの閾値を適宜設定することにより、例えば紙幣のコー
ナーやマーク等の特定パターンの内側（紙幣側）がすべ
て黒となるとともに、背景側はすべて白となるようにす
ることができ、しかも、たとえ読み取って入力された原
画像に印刷ずれ等があり、予め記憶設定されている特定
パターンとわずかな相違があったとしても、画像をぼか
した結果係る相違が解消（消滅）されてしまう。これに
より簡単かつ高速に検出が可能となる。

【００２７】さらに上記２値化処理部１６の出力を検索
部１８に送り、解像度を低下させたぼかした画像（２値
化データ）中に存在する所定の形状のパターンを検索す
るようになっている。すなわち、Ｎ×Ｎのマスク等の所
定の大きさからなる領域内に存在する所定のパターンを
検索するもので、具体的には以下のようになる。

【００２８】すなわち、この検索部１８は、図２に示す
ように、フリップフロップ群１８ａと、そのフリップフ
ロップ群１８ａの出力を受け、所定のパターン（候補デ
ータ）の位置を特定するためのヒット点座標を求める座
標出力回路１８ｂと、パターンの存在方向等を特定する
デコード回路１８ｃと、それら検出された所定のパター
ン（候補データ）に関するデータを格納する第３のライ
ンメモリ１８ｄとから構成されている。

【００２９】そして、具体的にはフリップフロップ群１
８ａは、図４に示すようになっている。すなわち、本例
では主走査３画素×副走査３画素のエリアを処理対象と
するもので、９個（３×３）のフリップフロップＦＦか
ら構成されている。そして、第２のラインメモリ１７に
格納された画像データから、副走査方向に並んだ３画素
ＷＩ０，ＷＩ１，ＷＩ２がシフトクロックＳＣＬＫによ
り同期して１段目のフリップフロップＦ00，Ｆ10，Ｆ20
に入力される。そして、ＷＩ０，ＷＩ１，ＷＩ２には、
シフトクロックによりタイミングがとられて順次新しい
画素データが入力されると共に、次段のフリップフロッ
プに転送される。また、各フリップフロップの出力端子
Ｑから、入力された２値画像の画素データＱ00，Ｑ01，
Ｑ02，Ｑ10，Ｑ11，Ｑ12，Ｑ20，Ｑ21，Ｑ22が出力され
る。なお、黒画素の時にフリップフロップの出力が１に
なるように設定されている。

【００３０】そして、主走査方向の終端まで画素データ
の入力が完了すると、副走査方向に１ラインずらして先
頭から入力を行う。つまり、パターン検知の対象となる
３×３画素のエリア（マスク）が原稿上を移動すること
と等価になる。

【００３１】また、上記各出力Ｑ00，Ｑ01，Ｑ02，Ｑ1
0，Ｑ11，Ｑ12，Ｑ20，Ｑ21，Ｑ22は、デコード回路１
８ｃに入力するようにしている。このデコード回路１８
ｃは、図５に示すようになっており、フリップフロップ
群１８ａから出力される３×３画素のパターンが、ＨＩ
ＴＯ０〜ＨＩＴＯ７までの８個のパターンのいずれかの
場合には、その対応するＡＮＤ素子の出力がHighにな
る。すなわち、デコード回路１８ｃの出力ＨＩＴ０がHi
ghならば、フリップフロップＦＦ11を中心に左上方向に
図柄があることがわかり、また、デコード回路１８ｃの
出力ＨＩＴ４がHighならば、フリップフロップＦＦ11を
中心に上方向に図柄があることがわかる。なお、本例で
は、コーナーを検出するものであるので、上記８つ以外
のパターンでは、中央の画素は辺の中間であったり或い
は図柄の内部／外部である場合等で、本例における検出
対象外となる。

【００３２】さらに、座標出力回路１８ｂは、第２の複
数のラインメモリ１７のアドレスに接続され、フリップ
フロップ群１８ａに入力すべき画像のアドレスを出力す
ると共に、フリップフロップ群１８ａの中央フリップフ
ロップＦＦ11から出力される画素の座標（ＸＹ）を第３
のラインメモリ１８ｄに出力するようになっている。そ
して、第３のラインメモリ１８ｄには、デコード回路１
８ｃの出力とその時の中心座標ＸＹが格納されるように
なる。そしてこの第３のラインメモリ１８ｄには、数ラ
イン分の特定パター検知結果が記憶されている。なお、
本例では、３×３画素を用いて図柄のコーナー部分を検
索するようにしたため９個のフリップフロップを用意す
るとともに図示するようなデコード回路の条件とした
が、検知したい図柄の形状や部分に応じて使用するフリ
ップフロップの個数や、デコード回路での条件を適宜設
定する必要があり、円などを検出することも可能とな
る。

【００３３】また、上記した実施例では、ハードウエア
により所定のパターンを検索するようにしたが、以下に
示すようにソフトウエアにより処理するようにしても良
い。そして、上記した実施例のようにコーナーを検索す
る場合と、円（マーク）を検索する場合のそれぞれにつ
いて説明する。

【００３４】＊コーナー検索図６に示すように、５×５のマスクを用い、中央部が処
理対象の画素となるようにする。そして前提としてまず
内周及び外周の各画素に対し、便宜上左斜め上の画素を
０番地とし、以下時計方向に順に１ずつインクリメント
した値に番号付けをする。これにより、内周を構成する
画素には０〜７のいずれかの番地ｉが付与され、外周を
構成する各画素には０〜１５のいずれかの番地ｉが付与
される。そして、各処理において番地の値が上記の範囲
（内周：０〜７，外周：０〜１５）を越えた場合には、
８または１６を加算或いは減算することにより対応する
番地を求めるようになる。すなわち、外周においてｉ＝
１６となったなら、対応する番地は０であり、また、ｉ
＝−１となったなら対応する番号は１５となる。

【００３５】さらに、各コーナーの延びる方向を示す値
として、左上方向の頂点を角０とし、残りの３つの頂点
は時計方向に角１〜角３まで付与し、さらに、マスクの
４つの辺の中点には、上辺を角４として以下時計方向に
角５〜角７までを付与している。かかる番号付け等され
たマスクを用い、以下に示す処理ステップに従い係るマ
スク内の画像データを検索して所定の特定パターンの有
無を検索する。

【００３６】（１）まず、与えられた解像度の低いぼか
した画像データに対して上記マスクを走査していき、中
心に黒画素（本例では、特定パターン（対象物）の存在
する部位が黒になるように設定されているため「黒画
素」としたが、逆パターンの場合には、白黒反転して中
心が白画素（以下同じ））になったなら、次の始点検出
ステップに移る。

【００３７】（２）始点検出処理そのマスクの外周の画素中の黒画素の始点（白画素から
黒画素になった点）を見付ける。すなわち、ｉ＝０にリ
セットするとともに、順次１ずつインクリメントしｉ番
目の画素が黒画素で（ｉ−１）番目の画素が白画素にな
っている点を検出する。そして、ｉ≧１６になっても始
点が見付からない時には、候補パターンではないと判断
し、粗検索を終了する。一方、始点が見付かったなら、
次の終点検索ステップに移る。一例を示すと、図示の例
では、ｉをインクリメントしていきｉ＝６になったなら
黒画素（図中ハッチングで示す）になり、その一つ前の
（ｉ−１＝）５番目の画素は白画素であるため、係るｉ
＝６が黒画素の始点となる。

【００３８】（３）終点検出処理そのマスクの外周の画素中の黒画素の終点（黒画素から
白画素になった点）を見付ける。但し、本例では、直角
のコーナーを検出することを目的としているため、検出
すべき特定パターンであれば、始点に対する終点の位置
は予測できるため、その周辺に黒画素から白画素になる
点があるか否かを判断するようにしている。すなわち、
係る所定位置に黒から白に変わる画素がない場合には、
先の処理で検出した始点は、特定パターン（コーナー）
のエッジではないと判断できる。

【００３９】具体的には、以下の〜のいずれかの条
件に合致するか否かにより判断され、該当する場合には
次の角度検出処理ステップに移る。なお、いずれの条件
（〜）も満たさない場合には、上記したごとく検出
した始点が誤りであったとしてｉに２を加えた後上記
（２）の始点の検出処理ステップに戻り他に該当する始
点がないかの検出処理を再度行う。なお、コーナーの角
度が直角でないときには、その角度に応じて以下に示す
ｉに加算する数値は適宜変更設定する。ｉが３，７，１１，１５のいずれかであって、しかも
ｉ＋６が黒画素で、かつｉ＋７が白画素の場合には、ｉ
＋６が終点となる。ｉ＋５が黒画素で、かつｉ＋６が白画素の場合には、
ｉ＋５が終点となる。ｉ＋４が黒画素で、かつｉ＋５が白画素の場合には、
ｉ＋４が終点となる。

【００４０】（４）角度検出候補パターンの存在方向が、上記した角０〜角７のうち
どこを向いているかを求めるもので、外周の始点から終
点を黒画素で塗り潰し、（終点＋１）から（始点−１）
を白画素で塗り潰す。そして、黒画素内に上記角０〜角
７のうち１つ（係る場合には、角０〜角３のいずれかに
なる）が存在する場合には、その角の方向に向いている
としその角番号が求める向きとなる。一方、その黒画素
内に複数を包含している場合には、大きい角番号（角４
〜角７のいずれかになる）が求める向きとなる。そし
て、実際には以下の演算処理を行うことにより決定す
る。

【００４１】Ｋ１＝（始点＋３）／４Ｋ２＝（終点）／４この時Ｋ１，Ｋ２はいずれも小数点以下を切り捨てると
ともに、Ｋ１が４以上となったなら、Ｋ１＝Ｋ１−４と
する。そして、Ｋ１とＫ２を比較して、両者が等しいな
らばＫ１の数値が求める向きの番号となる（角０〜角３
のいずれかになる）。一方、両者が異なる場合には、Ｋ
１に４を加算して得られる数値が求める向きの番号とな
る（角４〜角７のいずれかになる）。

【００４２】そして、上記のようにして上記の処理によ
り所定のコーナーらしき候補パターンが検出されたな
ら、そのコーナーの基準位置であるヒット点（コーナー
の頂点で、マスクの中心位置）の座標並びにその角の方
向を次段の予備判定部１９に送る。なお、本コーナー検
索部１７における処理フローは、図７に示すようになっ
ている。なおまた、本例において検出するコーナーと
は、必ずしも紙幣等の検出対象物の外周コーナーに限る
ことなく、その内部に形成される模様その他におけるコ
ーナー等種々の態様がある。

【００４３】＊マーク検索所定のエリア内に所定径からなる円形パターンを検出す
ることにより粗検索を行うようになっている。具体的に
は、図８に示すような所定の直径からなる基本リング
（図中「＋」が中心である」）を用い、その基本リング
とのマッチングを取り、一致度が高い時には候補パター
ンがあると判断するようにする。

【００４４】ところで、ハードウエアで構成された検索
部１８の第３のラインメモリ１８ｄには、次の処理ステ
ップである特定パターン切り出し手段２に送り処理する
必要のないデータが多数含まれているので、その第３の
ラインメモリ１８ｄに格納されたデータを予備判定部１
９に送り特定パターン切り出し手段２での処理の可否を
判定（ヒット点のふるい落とし）するようになってい
る。

【００４５】すなわち、本例では、ぼかしたデータに基
づいて粗検索しているため、確実かつ高速に所望の特定
パターンを有する画像データを候補パターンとして検出
することができるが、逆に不要なデータも多数検出して
しまうおそれがある。そこで、周囲の条件から特定パタ
ーンでないと判断できるものは、ここにおいてふるい落
として出力をせず、以後の詳細な判定を行わないように
している。すなわち、正式ヒット点のみを次段の特定パ
ターン切り出し手段２の候補用メモリ２１に出力するよ
うになっている。

【００４６】そして、この判定処理は、基本的にはまず
第３のメモリ１８ｄに格納されたデータの中で、出力が
Highになっているもの（ヒット点）を抽出すると共に、
そのヒット点の周囲に位置する他のヒット点との相対的
位置関係等から、有効なヒット点を検出し、それに関す
る位置情報ＸＹと、方向情報ＨＩＴ０〜７が候補用メモ
リ２１に格納される。

【００４７】一例を示すと、図柄の種類（形状・大きさ
等）によっては、検出したヒット点の周囲あるいはその
周囲の所定領域中に他のヒット点がある場合には正式な
ヒット点とみなさないようにしたり、或いは、一定の領
域内に複数のヒット点が存在する場合には、周囲のみを
残したり（図９（Ａ））、逆に中央のみを残したり（図
９（Ｂ））等、検出するパターンに応じて適宜決定され
る。

【００４８】なお、上記した本例では、画像情報を所定
の複数画素を平均化してぼかした画像を作成するに際
し、１回の処理にて所定の解像度に変換したが、複数回
に分けて徐々に変換処理を行うようにしてもよい。

【００４９】図１０は、特定パターン切り出し手段２の
ブロック構成を示している。本手段２は図示するよう
に、特定パターン検知手段１から２値化する前のＲＧＢ
データ（濃淡画像）が連続して第１の詳細メモリ２０に
格納される。この第１の詳細メモリ２０は、少なくとも
イメージセンサで現在読み取って得られた画素（ライ
ン）から所定距離（検出する特定パターンの大きさと同
じかそれ以上）分後方までの画像データを記憶保持でき
るだけの容量を有し、その記憶容量が一杯になったら、
古い（最後方）データを削除し最新のデータに書き替え
るようにしている。

【００５０】また、上述したごとく候補用メモリ２１に
は、特定パターン検知手段１の予備判定部１９から出力
される正式ヒット点の座標値及び方向が書き込まれるた
め、その格納された座標値がＣＰＵ３０により読み出さ
れる。そして、このＣＰＵ３０は、特定パターン切り出
し手段２に対して各種の制御信号を送りその動作を制御
するようになっており、その制御信号の一つとして、第
１の詳細メモリ２０に対し、候補用メモリ２１から読み
出した座標値に基づいて、その正式ヒット点に関するパ
ターンを含む画像データを出力させる制御命令を発する
ようにしている。

【００５１】そして、この座標が制御用ＣＰＵ３０によ
り読み出され、それに基づいて第１の詳細メモリ２０内
に格納された対応する画像データを２値化部２２に送
る。ここでＲＧＢ画像データは２値化されるのである
が、この２値化するためのしきい値は、上記特定パター
ン検知手段１の２値化処理部１６におけるしきい値と必
ずしも同じにする必要はない。すなわち、検知手段１の
場合には、特定パターンらしき候補パターンの有無を検
出するのを主目的としているため、基本的にはパターン
の内部は全体的にべたになるように調整されるが、本切
り出し手段２では、より正確なヒット点（特定位置）を
抽出したり、後段のパターン認識を行うために各特定パ
ターンの特徴を現わす詳細なモザイク模様が現われるよ
うに設定するためである。

【００５２】この様にして形成された２値化データが第
２の詳細メモリ２４に一時的に格納保持され、順次次段
の位置検出部（ＣＰＵ）２５に与えられ、ここにおい
て、特定パターンマッチング手段３にてマッチング処理
する際の基準点を求める。すなわち、接続されたプログ
ラムＲＯＭ２５ａに格納されたデータに基づいて、特定
パターン中のある特定位置、すなわちコーナーの場合に
は、その正確な頂点の位置を求め、マークの場合には正
確な中心位置を求めるようになっている。

【００５３】すなわち、この位置検出部２５も、基本的
には上記した予備判定部１９と同様に、特定パターンが
コーナーの場合とマークの場合にそれぞれに応じた処理
を行うようになっており、パターン中のある特定位置、
すなわちコーナーの場合には、その正確な頂点の位置を
求め、マークの場合には正確な中心位置を求めるように
なっている。さらに、この位置検出部２５においても、
正確な位置抽出の際に特定パターンでないと判断された
なら、出力を停止するようにしている。そして具体的に
は、以下のようになっている。

【００５４】＊コーナーの場合粗検索で大体（ラフ）のコーナーの頂点（ヒット点）並
びにコーナーの向きがわかっているため、図１１，図１
２に示すようにそのヒット点Ｈの周囲でコーナーの内部
側所定位置に仮想原点Ｏを決定する。そして、その仮想
原点Ｏを通り水平方向に延びるＸ軸と、仮想原点Ｏを通
りそのＸ軸と垂直方向に延びるＹ軸とを設定する（ＳＴ
１，２）。

【００５５】次いで、パターンの特定位置検出に必要な
定数を設定し（ＳＴ３）、Ｘ軸に沿って所定のステップ
幅で移動していき（図中矢印で示す）、その移動の都
度、Ｙ軸と平行で正（上）方向及び負（下）方向に走査
していき、画素の白黒を判断する。そして、白黒の境目
（黒から白に反転した時で、以下「エッジ」と称する）
を見付け（ＳＴ４〜ＳＴ５）、係る検出したエッジ（図
中ハッチング部位）をできるだけ通るような直線をひ
く。すなわち、例えば最小二乗法により検出された複数
のエッジを直線近似することにより行える（ＳＴ６〜
７）。係る処理を行うことにより、Ｙ軸を挟んで両側に
位置するエッジを結ぶ２本の直線Ｌ１，Ｌ２が求められ
るので、その直線の交点を求め、その交点を頂点Ｐとす
る（ＳＴ８，９）。

【００５６】さらに、上記抽出した１本の直線（辺）の
傾き、或いは２本の直線のなす角を２等分する直線の傾
きから、正確なコーナーの傾きを算出する（ＳＴ１
０）。そして、その頂点の座標並びに傾きを制御用ＣＰ
Ｕ３０に送るようになっている。

【００５７】なお、上記の頂点の抽出の際に２つの辺が
検索できなかったり、また、検出できたとしてもそのエ
ッジの数が少なかったり、さらには、エッジの数は十分
検索でき、直線近似により２つの辺が求められても、２
辺のなす角の角度が所定角度から大きくずれている場合
には、そのパターンは求めるコーナー（特定パターン）
ではないと判断し、出力しないようになっている。

【００５８】＊マークの場合図１３，図１４に示すように、粗検索によるヒット点を
仮の中心点Ｏとし、その中心点Ｏから上下左右方向に延
びる軸Ｌ３〜Ｌ６を設定する（ＳＴ１１）。そして、パ
ターンの特定位置検出に必要な定数を設定する（ＳＴ１
２）。次に、半径は予めわかっているため、マークの円
周（エッジ）のおおよその存在位置が求められるのでそ
の手前に半径と直交する方向に線Ｌ′を引き、そこから
ある幅ａ，奥行ｂのウインドウ（領域）を設定する（Ｓ
Ｔ１２〜１４）。

【００５９】そしてサーチ方向（径方向）と直交する方
向で黒画素のヒストグラムを取る。ヒストグラムのある
高さＨthでしきい値切りした時にその高さＨthより上の
レベルが続くところまでがマークで、なくなったところ
が空白領域となる。そこで、その境界がエッジとなる。
また、単にしきい値処理で判断するのではなく、ヒスト
グラムの高さの変化及び連続状態を元にパターン部分と
そうでない部分の境界を抽出しても良い（ＳＴ１５，１
６）。

【００６０】次いで、係るエッジの検索を径方向左右両
側で行うとともに、その抽出された両エッジの中心位置
Ｐを求める。同様に上下方向のエッジを取るとともに、
その上下方向中心位置を求める。そして、それら両中心
から円の中心位置を求める（ＳＴ１７，１８）。

【００６１】なお一方のエッジしか抽出できなかった場
合には、目標画像の半径がわかっているため、それに基
づいて検出されたエッジから半径分だけ戻った値をその
方向の中心とする。そしてこの様にして中心位置と径が
わかったなら、その情報を次段の制御用ＣＰＵ３０に出
力する（ＳＴ１９）なお、上記の仮の中点位置を複数回
変えて中心位置の検出を行っても、その中心が得られな
い場合（直径が大きく異なる，径方向両側のエッジとも
検出できない等）には、処理中の画像データには、検出
目的の特定パターンがないと判断し、出力しないように
なる。

【００６２】このように本例では、ウインドウ部分のみ
検索するため、高速処理が可能となる。そして、特定パ
ターンにおける内部の模様等の形状やマーク中の存在位
置に特徴があれば、上記の求めた四方のヒストグラムの
現われ方により、おおよその回転角度もわかるので、必
要に応じて回転角度等をＣＰＵ３０に送るようにしても
よい。

【００６３】次に、特定パターンマッチング手段３につ
いて説明する。図１０に示すように、検出部２５から特
定パターンらしきコーナーの頂点並びに傾きや、マーク
の中心位置の座標データが制御用ＣＰＵ３０に与えられ
る。すると、そのＣＰＵ３０では、プログラムＲＯＭ３
０ａに格納されたデータに基づいて第２の詳細メモリ２
４に格納された画像データのうち、読み出すべき画像デ
ータを特定するとともに、その画像データ中のパターン
マッチングに必要な領域を求め、その制御用ＣＰＵ３０
からの制御信号に基づいて、係る領域内の画像データが
第２の詳細メモリ２４から推論部３１に送られ、そこに
おいて、メモリ３２に格納されたルールやメンバシップ
関数等のファジィ知識に基づいて、推論処理をし、与え
られた画像データが、予め設定された特定パターンとの
類似度が判断される（図１５参照。

【００６４】具体的には、図１６に一例を示すように、
切り出されたぼかす前の画像データのうち、各特徴量空
間（図示の例では４つの領域）内にそれぞれ存在する画
素数をカウントすることにより特徴量抽出を行う。これ
により、第１の特徴空間Ｒ１では画素数は２４、第２の
徴量空間Ｒ２では画素数は２６、第３の特徴空間Ｒ３で
は画素数は３０、第４の特徴空間Ｒ４では画素数は２９
となる。

【００６５】そして、予め作成されたルール，メンバシ
ップ関数（図１７に示す）にしたがって、抽出した特徴
量を入力としたファジィ推論をし、基準パターンとの適
合度（類似度）を決定し出力する。なお、図示の例で
は、適合度は０．６となり、判定基準の０．５以上であ
るので基準パターンと同一と判断される。

【００６６】なお、特徴量空間の区分けとしては、本例
では格子状に分けたが、同心円状，矩形状など任意の形
状とすることができる。また抽出する特徴量としても、
上記した画素数に限ることなく、画素の連続／不連続数
や方向などとしても良い。

【００６７】さらに本例では、上記のファジィ知識を作
成するに際し、１つの特定パターンから複数種の知識を
作成し、それら複数種の知識を用いて推論処理をするよ
うにしている。すなわち、例えば印刷ずれその他の原因
から、必ずしも読み込んだ画像データが特定パターンと
同一とは限らず、所定量位置ずれしていることがある。
また、マークの場合には、回転角度が不明なことが多
い。そこで、予め特定パターンが位置ずれをした時や、
複数の回転角度の時を想定し、位置ずれ対応の知識を作
成し、格納しておく。

【００６８】具体的には、コーナーの場合には、図１８
（Ａ）に示すように、検出しようとする特定（基準）パ
ターンを中央に位置合わせした画像（実線で示す）に基
づいて、それを所定の解像度で読み込んで得られるマッ
プデータ（対象となる特定パターンを複写機で読み込ん
だ時に、特定パターン切り出し手段２の２値化部２４か
ら出力される画像データに相当）を作成し、同様に、水
平移動させ、左上，右上，左下，右下方向に位置をずら
した画像（図では左上にずらした例を破線で示す）に基
づいてそれぞれマップデータを作成する。そして、それ
ぞれについてファジィ知識を作成する。これにより１つ
のパターン（コーナー）から位置をずらした複数種のフ
ァジィ知識が作成される。

【００６９】また、マークの場合には、同図（Ｂ）に示
すように、検出しようとする特定（基準）パターンに対
し、回転角度が０度（上下等が正常な状態）の画像に基
づいてそれを所定の解像度で読み込んで得られるマップ
データ（対象となる特定パターンを複写機で読み込んだ
時に、特定パターン切り出し手段２の２値化部２４から
出力される画像データに相当）を作成する。同様に、回
転角度を４５度刻みで回転させた画像に基づいて極座標
変換後のマップデータを作成する。そして、それぞれに
ついてファジィ知識を作成する。これにより１つのパタ
ーン（マーク）から回転角度をずらした複数種のファジ
ィ知識が作成される。

【００７０】そして、上記のようにして得られた複数の
ファジィ知識をグループ化して知識群を作成し、各知識
群を用いて推論して得られた結果のうち最大適合度をそ
のパターンの認識結果とする。これにより、マークの場
合では回転方向をまたコーナーの場合に配置ずれを考慮
することなく切り出し、それについて推論処理ができ
る。

【００７１】なお、このようにグループ化することな
く、位置ずれの画像をすべて統計処理をして、ファジィ
知識を作成するようにしてもよい（この場合には、最終
的な知識は１まとめになっているが、これも１つの基準
パターンに対し回転方向並びに水平方向の位置ずれを考
慮して知識を作成しているため、係る場合も本発明でい
う複数の知識を有することになる）。そして、両者を比
較した場合、前者（知識群を使用）の場合にはより認識
率が高くなり、一方、後者の場合にはより処理速度が向
上するという効果を有するため、適宜選択実施する。

【００７２】なお、位置ずれの量が１画素分（或いはそ
の正数倍）である時には、基準となるパターン或いは判
定しようとするパターンの一方を所定方向にずらしなが
ら推論を繰り返し行うアドレッシング処理により、実際
に複数種の知識をメモリに格納しておかなくても複数種
の知識を有していると同等の作用・効果を得、位置ずれ
があっても正確に判定できる。すなわち、本発明でいう
ところの１つの特定パターンから複数種の知識を有する
とは、実際に知識としてメモリに格納保持するのはもち
ろん上記したごとく仮想的に持たせる者の両者を含む広
い概念である。

【００７３】そして、上記したように、複数種の知識に
基づいて推論した結果得られた適合度がＣＰＵ３０を介
してＰＰＣ（複写機）に出力される。そして、複写機側
では、その適合度がある閾値を越えたら紙幣等の複写禁
止物と判断して偽造防止の所定の処理（複写禁止，全体
に黒画面で出力等）をするようになっている。なお、係
る紙幣等の複写禁止物（特定パターン）であるか否かの
判断もＣＰＵ３０側で行い、その判定結果（停止信号
等）を出力するようにしてもよい。

【００７４】図１９，図２０は、実際に複写機に上記装
置を組み込んだ例を示している。図示するように、原稿
台５０上に載置された原稿５１にランプ５２から出射さ
れた光の反射光を光学系５３を介してイメージセンサで
あるＣＣＤ５４にて原稿の画像を読み取る。なお、ラン
プ５２並びに光学系５３を構成する平面鏡等は所定速度
で移動してスキャンしていき、原稿５１の所定部位をＣ
ＣＤ５４にて逐次読み取り、信号処理部５５に画像デー
タ（Ｒ・Ｇ・Ｂ）を送るようになっている。

【００７５】この信号処理部５５は、図２０に示すよう
に、通常の色処理回路５６と、上記した本発明に係る画
像処理装置５７が実装され、上記画像データが、色処理
回路５６と画像処理装置５７に並列に送られるようにな
っている。そして、色処理回路５６では、マゼンタ
（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）並びにブラック
（Ｂｋ）の各成分に分解し、印刷手段５８に出力する。
そして、実際には４回スキャンし、１回のスキャンにと
もない上記４つの成分（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ）のうち一つ
の成分を印刷手段５８の入力側に配置されたレーザドラ
イバ５９に出力し、レーザ光を感光ドラム６０の所定位
置に照射するようになっている。そして、４回のスキャ
ン終了後、コピー紙に対して複写処理を行い複写物６１
を出力するようになっている。なお、具体的な複写処理
をする機構については従来のものと同様であるため、そ
の説明は省略する。

【００７６】一方、画像処理装置５７では、上記色処理
回路５６における信号処理を行っている間にそれと平行
して上記した処理を行い読み取り最中の画像データ中の
パターンの特定（基準）パターンに対する類似度を求
め、その読み取り処理中の原稿５１が、紙幣等の複写禁
止物の場合には、上記レーザドライバ５９の出力を停止
する制御信号を発したり、或いは、色処理回路５６に対
し制御信号を送り、例えば複写画面全面を黒画像にする
等種々の複写禁止処理を行うようになる。

【００７７】なお、本例では、１回のスキャンによりリ
アルタイムで判定処理が行えるため、搭載した複写機が
１回スキャン方式のものでも対応することができる。ま
た複数回スキャン方式のものに対しても対応できるのは
いうまでもなく、かかる方式のものに対しては、例えば
図２に示すようにＣＰＵ３０から特定パターン検知手段
１に対して制御信号を送るようにし、各スキャン時に異
なる特定パターンの検知を行えるようにしてもよい。

【００７８】すなわち、上記の例では１回のスキャンで
複数の特定パターンの検出が行えるため、１回目のスキ
ャン終了後２回目のスキャンに移動する前に、ＣＰＵ３
０から検知手段１に対し各処理部のパラメータ（２値化
の閾値等）の変更命令を送り、書き替えることによりさ
らに異なる複数の特定パターンの検出が可能となる。し
たがって、かかる構成にすることにより非常の多数種の
特定パターン、すなわち、紙幣等の複写禁止対象物の偽
造防止に対応できる。そして、紙幣全体ではなくその一
部の特定パターン部位を検出し、パターンマッチングを
行うため、各種の記憶容量も少なくて済み、たとえ上記
のように多種類の偽造防止に対応するようにしても全体
としてはさほど大きなメモリ容量は不要となる。

【００７９】図２１は本発明に係る画像処理装置の第２
実施例を示している。上記した実施例では、線順次で各
画素毎ずつ順次送られて来るＲＧＢデータに対して特徴
を抽出して所定の処理を行うようにしたが、本実施例で
は、プリンタに対応して読取画像についてのＲだけのデ
ータ，Ｇだけのデータ，Ｂだけのデータが順次送られて
くる面順次方式のものに適したものである。

【００８０】そして、その概要について説明すると、図
１に示すように特定パターン検出手段にて粗検索を行
い、次いで特定パターン切り出し手段２で詳細検索を行
って抽出された候補データ（特定パターン）に対してだ
け次段の特定パターンマッチング手段３にて判定処理を
行うなうという基本構成は同じであるが、Ｒだけのデー
タ，Ｇだけのデータ，Ｂだけのデータそれぞれについて
パターンマッチングするための基準パターンを用意し、
面順次で来るＲＧＢ信号を各信号毎に行う粗検索，詳細
検索を経て特徴量を抽出して候補を検出し、各回の特徴
量の位置や適合度等を総合判断して、処理中の画像が検
出対象と同一か否かを判定するようにしている点で異な
る。

【００８１】そして、具体的には、図示するように、ハ
ードウエアの構成としては図１０に示す第１実施例のも
のに比し、各信号毎に行った推論結果を一時保存する推
論結果保存メモリ６５を制御用ＣＰＵ３０′に接続して
いる。そして、特定パターン検知手段１′，特定パター
ン切り出し手段２′の各部の機能は、処理対象が面順次
方式で与えられるＲ（ＧまたはＢ）データの各画素とな
ること以外は、上記した第１実施例の各部と同様であ
る。

【００８２】そして、制御用ＣＰＵ３０′では、特定パ
ターン切り出し手段２′から送られてきた候補データを
ファジィ推論部３５′に送り、対応する信号に関する基
準パターン（ルールメモリ３６′，ＭＦメモリ３７′に
格納されている）に基づいてファジィ推論を行い、候補
データの適合度を求めさせる。

【００８３】さらに制御用ＣＰＵ３０′は、推論結果に
基づいて各候補データを認識対象（特定パターンを含む
画像であるか否かの判断に有効なパターン）とすべきか
否かの判断を行い、認識対象とすると判断した場合に
は、その候補データの適合度とその位置（位置検出部２
５′で求めた基準点の位置座標）を推論結果保存メモリ
６５に格納するようにしている。なお、上記判断処理と
しては、本例では求めた適合度に対してしきい値処理を
し、予め設定したしきい値（例えば７０％）以上の適合
度の候補データを抽出するようにした。

【００８４】そして具体例を示すと、図２２に示すよう
にＲ，Ｇ，Ｂの各画像データがそれぞれ（Ａ）〜（Ｃ）
に示すようになっているとし、特定パターン切り出し手
段２′により、〜までの特定パターンらしきパター
ンが切り出されて制御用ＣＰＵ３０′に送られたとす
る。そして、ファジィ推論部３５′により推論した結
果、のある特定パターン（基準パターン）に対する適
合度は８５％で、以下〜まではそれぞれ５０％，７
５％，８０％であったとする。

【００８５】すると推論結果保存メモリ６５には、７０
％以上の適合度を有する，，の３つの認識対象に
ついてのデータが格納され、その格納されたデータ構造
の一例を示すと、図２３に示すように、適合度と存在位
置（基準位置の座標）等が対にして格納され、また、図
示していないがどの特定パターンらしいかの情報等も併
せて格納される。そして、各信号のデータ中に複数の認
識対象が存在する場合には、同図中括弧以下のようにそ
れらすべての認識対象に関するデータが格納される。

【００８６】さらに制御用ＣＰＵ３０′では、Ｒ／Ｇ／
Ｂ３回の推論処理が終了したか否かを判断し、３つのデ
ータについての処理終了後、推論結果保存メモリ６５に
格納された認識対象についてのデータを総合的に判断
し、現在処理中の画像が特定パターンを含むものである
か否かの最終判断を行い、所定の制御信号を図外の複写
機などへ出力するようになっている。

【００８７】そして具体的には、図２４，２５に示すよ
うに、推論結果保存メモリ６５から任意の信号、例えば
Ｒデータに関する推論結果（認識対象の位置座標等）を
読出し（ＳＴ２１）、プログラムＲＯＭ３０′ａに格納
された特定パターンと検出対象の画像（例えばお札の種
類など）の関係のテーブルを参照し、現在処理中の画像
に存在する認識対象（パターン）がどの種類の画像に属
するものらしいかを決定し、その決定された画像であれ
ば存在するであろう、「Ｒデータ中の認識対象の位置座
標とＧデータ中の他の認識対象の位置座標」，「Ｒデー
タ中の認識対象の位置座標とＢデータ中の他の認識対象
の位置座標」の関係を定義したルールを読み出す（ＳＴ
２２）。

【００８８】このルールとしては、例えば図２６に示す
ような特定パターンがあるとした場合に、「ある特定パ
ターン（お札）ではＲデータ中にという図柄がある場
合に、Ｇデータ中にはの図柄の基準点（特定位置）か
ら距離Ｄだけ離れた他の位置に基準点を有するという
図柄がある。」，「ある特定パターン（お札）ではＧデ
ータ中にという図柄がある場合に、Ｂデータ中には
の図柄の基準点（特定位置）から距離Ｄ′だけ離れた他
の位置に基準点を有するという図柄がある。」等であ
り、さらに本例では、印刷ずれなどを考慮して、両者間
の距離に一定の幅（Ｄに対してはＤ1 〜Ｄ2 ，Ｄ′に対
してはＤ3 〜Ｄ4 ）を持たせている。

【００８９】次いで、推論結果保存メモリ６５に格納さ
れたＲ，Ｇ，Ｂ各データでの認識対象の基準点を読み出
し、前記ステップで読み出したルールに基づいて現在処
理中の画像データが特定パターンか否かの判定を行う。
すなわち、任意の２個のデータの基準位置から、両者間
の距離を求め、それが上記一定の幅内に入っているか否
かを判断する（ＳＴ２３）。

【００９０】そして、ルールが上記の２つであるとする
と、上記判定処理（ステップ２３）の具体的な処理フロ
ーは図２５に示すように、まずＲデータとＧデータで抽
出された認識対象の基準点「（ｘri，ｙri），（ｘgj，
ｙgj）但しｉ＝０，１，…，ｊ＝０，１，…」を読み出
し、それに基づいてすべての組み合わせについて距離を
求め、それが下記式を満たすか否かにより特定パターン
か否かの判断を行う（ＳＴ２３ａ〜ＳＴ２３ｄ）。

【００９１】

【数１】そして、上記条件を満たすものがあったならば、Ｂデー
タで抽出された認識対象の基準点「（ｘbk，ｙbk）但し
ｋ＝０，１，…」を読み出し、そのデータとすでに読み
出したＧデータについて基準点に基づいてすべての組み
合わせについて距離を求め、それが下記式を満たすか否
かにより特定パターンか否かの判断を行う（ＳＴ２３ｅ
〜ＳＴ２３ｇ）。

【００９２】

【数２】そして、上記式も満たしたなら判定図柄（特定パター
ン）があると判定し、所定の出力をするようになる（Ｓ
Ｔ２３ｆ，ＳＴ２４）。なお、上記した判定を行う際
に、距離Ｄ，Ｄ′をファジィ数で定義することにより、
ファジィ推論により行っても良い。

【００９３】すなわち、本実施例では、Ｒ，Ｇ，Ｂが面
順次方式で読み取られる場合であっても、各画像データ
毎に所定のデータ（認識対象）の抽出が行われ、しか
も、推論結果保存メモリ６５に記憶させる情報は、認識
対象の基準点座標等のコードデータで済むので、使用メ
モリ容量も少なくてすむ。そして、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像
データの読取り中にパターンマッチングによる推論処理
を行う（すべての画像データの読取りを待つ必要がな
い）ので、最終的に特定パターンか否かの判断が高速に
行える。また、本例ではカラーデータとしてＲＧＢデー
タを用いた例について示したが、ＣＭＹ他種々のデータ
について適用できるのはもちろんである。

【００９４】図２７，図２８は本発明に係る画像処理装
置の第３実施例の要部を示している。本例は、図１に示
す基本構成のうち、特定パターンマッチング手段３（特
に、制御用ＣＰＵ３０における判定方式）の改良であ
る。すなわち、従来一般に用いられていたパターンマッ
チング処理は、ある種類の画像を検出するには、最も良
く特徴を表している１つの特定パターンを基準パターン
とし、その特定パターンらしき画像が含まれているか否
かを判断するようにしたが、本例では１つの画像情報を
判断するに際し位置の異なる複数の基準パターンを予め
用意し、各基準パターンの類似度をＯＲ条件或いはＡＮ
Ｄ条件等を用いて総合的に判定するようにしている。

【００９５】具体的には、図１０に示す制御用ＣＰＵ３
０における処理フローが、図２７に示すようになってい
る。すなわち、検出したい画像を特定するための特徴量
データとして、図２８（Ａ）に示すように２つの特定パ
ターンＡ0 ，Ｂ0 を有しているとすると、予め同図
（Ｂ），（Ｃ）に示すような基準パターンＡ0 ，Ｂ0 と
して記憶させておく。

【００９６】そして、特定パターン切り出し手段２によ
り切り出された特定パターンらしき各候補パターンを取
得し、各候補パターンを特定パターンマッチング手段３
にて各基準パターンと比較し、その類似度を求める。そ
して、いずれか一方の基準パターンに対する類似度が所
定の基準値を越えていれば、特定パターンを含む画像と
認定し、所定の制御信号を出力したり、或いはそのとき
の類似度を出力したりするようにする（図２７参照）。
なお、この例では、類似度の判定基準は、各基準パター
ンＡ0 ，Ｂ0 に対応してＴｈ（Ａ0 ），Ｔｈ（Ｂ0 ）と
異ならせたが、同じにしてももちろんよい。

【００９７】すなわち、例えば画像処理中の画像が図２
９に示すように判定対象となるパターンＢ′の一部に細
工したり、印刷ムラなどの影響から、基準パターンＢ0
との類似度が低くなる場合がある。係る場合に、１つの
基準パターンＢのみで判定を行っていると、本来検出し
なければならない画像でありなからその類似度が低く検
出できないおそれがあるが、本例では、もう一方の基準
パターンＡ0 に対する類似度が高いパターンＡ′部分が
あるので、確実に検出することができる。

【００９８】なお、本実施例では、いずれか１つの基準
パターンに対する類似度が高い場合に特定パターンを含
む画像と判断するようにしたが、本発明ではこれに限る
ことなく、例えば基準パターンを３個以上用意した場合
には、複数（基準パターン総数よりも小さい値）の基準
パターンの類似度が所定の基準値以上の場合に特定パタ
ーンを含む所定の検出対象の画像と判断するようにして
も良い。

【００９９】さらには、例えば類似度の適否を判定する
基準値として少なくとも高低２つを設け、複数の基準パ
ターンのすべて或いは大部分の類似度が上記低い基準値
を越え、かつ、少なくとも一つのパターンの類似度が上
記高い基準値を越えた場合に、検出対象の画像であると
判断するようにしても良い。

【０１００】一方、上記した第３実施例では、ある基準
パターンに対して所定の基準値を越える類似度を有する
パターンの有無を判断することにより、検出したい特定
パターンを含む画像か否かを判断するようにしたが、他
の実施例として、複数の基準パターンに対する類似度に
加えて、その存在位置関係も併せて判断するようにして
も良い。

【０１０１】すなわち、検出したい画像データが図３０
のようになっているとすると（基準パターンＡ，Ｂは、
図２８（Ｂ），（Ｃ）に示すものと同じ）、上記した実
施例のものでは、図３１に示すパターンＣ，Ｄ並びに図
３２に示すパターンＥ，Ｆが共に対応する基準パターン
Ａ，Ｂに対して高い類似度を有することになり、特定パ
ターンを含む検出対象の画像と認定されて、複写処理等
が禁止されてしまうが、実際には図３１，図３２に示す
ような画像データの場合には、検出対象の画像と異なる
ものであり、複写機に用いられた場合には、その複写を
許容すべきものである。

【０１０２】したがって、複数の基準パターンに基づい
て判定処理をする場合には、所定の基準値以上の類似度
を有するパターンが検出されたなら、各検出されたパタ
ーンの方向や、両パターン間の距離を求め、それが基準
パターンに基づくものと同等の範囲内にあるか否かによ
り最終的な判断を行う。

【０１０３】具体的には、予め検出する画像データ中に
存在する基準パターンの形状に加え、両者間の距離（Ａ
−Ｂの絶対値）と、平行な基準線Ｚからの角度θA ，θ
B （方向を示す）を求め、それを記憶しておく。

【０１０４】そして、方向を加味した判定を行う場合に
は、図３３に示すようにまず、特定パターン切り出し手
段２により切り出されたパターンに対し、各基準パター
ンＡ，Ｂとの類似度を求め、それぞれが基準値ＴｈA0，
ＴｈB0より大きいか否かを判断する（ＳＴ３０〜ＳＴ３
２）。

【０１０５】そして、両基準パターンに対する類似度が
共に所定値より大きい時には、切り出されたパターン
Ｃ，Ｄの角度θC ，θD を求めると共に、その角度差を
求める（ＳＴ３３〜ＳＴ３５）。そして、その角度差が
基準パターンにおける角度差とほぼ等しいか否かを判断
し、等しい場合には、検出対象画像と判定し、所定の信
号を出力する（ＳＴ３６〜ＳＴ３８）。

【０１０６】これにより、図３１に示す画像の場合に
は、角度差が異なるため、検出対象画像と誤認定される
ことがなくなる。

【０１０７】一方、距離を加味した判定を行う場合に
は、図３４に示すようにまず、特定パターン切り出し手
段２により切り出されたパターンに対し、各基準パター
ンＡ，Ｂとの類似度を求め、それぞれが基準値ＴｈA0，
ＴｈB0より大きいか否かを判断する（ＳＴ４０〜ＳＴ４
２）。

【０１０８】そして、両基準パターンに対する類似度が
共に所定値より大きい時には、切り出されたパターン
Ｅ，Ｆ間の距離（Ｅ−Ｆの絶対値）を求める（ＳＴ４３
〜ＳＴ４５）。そして、その離反距離が基準パターンに
おける離反距離とほぼ等しいか否かを判断し、等しい場
合には、検出対象画像と判定し、所定の信号を出力する
（ＳＴ４６〜ＳＴ４８）。

【０１０９】これにより、図３２に示す画像の場合に、
角度差が異なるため、検出対象画像と誤認定されること
がなくなる。

【０１１０】そして、上記した基準パターンに対する類
似度に加えて、位置関係に関する情報（方向，離反距離
等）に基づいて判定処理をする場合に、加味するデータ
をいずれにするかは任意であり、方法または離反距離の
いずれか一方でも良く、両者を併せて用いても良く、さ
らに他の判断基準を加えて判定処理を行っても良い。そ
して、係る判定処理は、図１０で示す制御用ＣＰＵ３０
にて行われる。

【０１１１】なお、上記した実施例では複写機に適用す
るものについて説明したが、本発明はこれに限ることは
なく、例えばカラープリンター，ＦＡＸ，通信伝送装置
その他種々の装置に適用できるのはもちろんである。

【０１１２】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る画像処理装
置及びそれを用いた複写機では、複写（印刷）禁止物等
の全体（外形状）の大きさに関係なく、その物体の一部
に有する特定パターンに着目し、その特定パターンを有
するか否かにより検出を行うため、使用するメモリ容量
が少なくて済み、コスト安となる。しかも、１回のスキ
ャンによって特定パターンの検知からその類似度判定ま
でリアルタイムで行えるため、１回スキャン方式の複写
機等においても見落としなく高い認識率が得られる。

【０１１３】しかも、検知する際に、与えられた画像を
ぼかし、そのぼかした画像（パターン）に対してパター
ンマッチングを行うようにした場合には、高速にかつ確
実に特定パターンを有する画像データを抽出することが
できる。そして、上記のようにぼかしたパターンについ
て検知した後、抽出したパターン間の位置関係等から実
際に出力するパターンを選択するようにした場合（請求
項１）には、ぼかした画像に基づいてパターマッチング
をした結果、不要な（特定パターンでない）データを拾
いすぎたとしても、係る不要データに対してその後の切
り出し並びに類似度判定処理を行うことを抑制でき、メ
モリ容量の削減並びに処理速度の高速化を図ることがで
きる。

【０１１４】さらに切り出し手段において、検知された
パターンのコーナーの頂点や円の中心等のある特定位置
を検出する機能を設けた場合（請求項２）には、正確な
位置を予め特定できるため、次段の類似度判定処理を行
うに際し基準となるパターンとの位置合わせがほぼ正確
に行え、また、特定位置を検出できなければ、その処理
中の画像は特定パターンではないと判断できやはり類似
度の算出が不要となり、結果として、さらなる高速処理
が可能となる。

【０１１５】さらにまた、類似度を演算する手段が、予
め設定しておいた前記基準パターンの一つに基づいて作
成された複数のファジィ知識を用いてファジィ推論を行
うようにした場合（請求項３）には、処理速度を低下さ
せることなく画像の位置ずれに対する誤判定を効果的に
抑制することができる。

【０１１６】さらに、パターンを検知する手段，切り出
す手段並びに類似度を演算する手段が、それぞれ面順次
方式で送られて来る各色成分のデータ毎に対して処理す
るようにすると共に、係るデータで検出された認識対象
の位置関係から判定するようにした場合（請求項４）に
は、ＲＧＢやＣＭＹ等の分割表現された各データ毎にマ
ッチング処理をし、類似度の高いパターンの位置関係か
ら判定するので、たとえ面順次方式で画像が読み取られ
るものであっても、すべての色データが読取られるのを
待つ必要がなく、各色データ読取り処理と平行に判定に
必要な各種の処理を行えるので高速判定処理が行え、か
つ使用するメモリ容量も小さくて済む。

【０１１７】また、１つの検出対象の画像データ中の異
なる位置に存在する複数の特定パターンに対応する基準
パターンを備え、それに基づいて判定処理をするように
した場合（請求項５，６）には、印刷ムラや改造等によ
りある１つの基準パターンに相当する部分の類似度が低
くても、他の基準パターンとの比較により確実に所望の
画像を検出することができる。さらに、請求項６の発明
では、複数の基準パターンの位置関係等の情報も加味し
て判定されるので、たとえ基準パターンと同一のパター
ンを含むものであっても配置が違う画像に対しては、検
出対象と誤認識することがなくなる。

【０１１８】そして、係る画像処理装置を複写機に実装
することにより、紙幣，有価証券等の複写禁止物に対
し、確実にその複写物の出力を禁止する（複写自体を行
わない，原稿（複写禁止物）と異なる画像を複写・出力
する等）ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置の好適な一実施例の
全体構成を示す図である。

【図２】特定パターン検知手段の内部構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】その検知手段における平均化処理部の内部構成
を示すブロック図である。

【図４】その検知手段におけるフリップフロップ群の内
部構成を示すブロック図である。

【図５】その検知手段におけるデコード回路の内部構成
を示すブロック図である。

【図６】コーナー検索部で使用するマスクを示す図であ
る。

【図７】コーナー検索部の作用を説明するフローチャー
ト図である。

【図８】マーク検索部で使用する基本リングを示す図で
ある。

【図９】予備判定部の作用を説明する図である。

【図１０】特定パターン切り出し手段及び特定パターン
マッチング手段の内部構成を示すブロック図である。

【図１１】位置検出部におけるコーナー検出の作用を示
す図である。

【図１２】位置検出部におけるコーナー検出の機能を示
すフローチャート図である。

【図１３】位置検出部におけるマーク検出の作用を示す
図である。

【図１４】位置検出部におけるマーク検出の機能を示す
フローチャート図である。

【図１５】特定パターンマッチング手段の機能を示すフ
ローチャート図である。

【図１６】特定パターンマッチング手段の作用を示す図
である。

【図１７】特定パターンマッチング手段におけるルール
メモリ及びＭＦメモリに格納されるルール，メンバシッ
プ関数の一例を示す図である。

【図１８】特定パターンマッチング手段で用いるファジ
ィ知識の自動作成を説明する図である。

【図１９】本発明に係る複写機の一例を示す図である。

【図２０】本発明に係る複写機の一例を示す図である。

【図２１】本発明に係る画像処理装置の第２実施例にお
ける特定パターン切り出し手段及び特定パターンマッチ
ング手段の内部構成を示すブロック図である。

【図２２】本実施例の作用を説明する図である。

【図２３】本実施例の推論結果保存メモリに格納される
データ構造の一例を示す図である。

【図２４】本実施例の制御用ＣＰＵにおける判定処理機
能を示すフローチャート図である。

【図２５】本実施例の制御用ＣＰＵにおける判定処理機
能を示すフローチャート図である。

【図２６】本実施例の作用を説明する図である。

【図２７】本発明に係る画像処理装置の第３実施例の要
部である制御用ＣＰＵにおける判定処理機能を示すフロ
ーチャート図である。

【図２８】本実施例の作用を説明する図である。

【図２９】本実施例の作用を説明する図である。

【図３０】本発明に係る画像処理装置の変形例を説明す
るための図である。

【図３１】本発明に係る画像処理装置の変形例を説明す
るための図である。

【図３２】本発明に係る画像処理装置の変形例を説明す
るための図である。

【図３３】変形例の制御用ＣＰＵにおける判定処理機能
を示すフローチャート図である。

【図３４】他の変形例の制御用ＣＰＵにおける判定処理
機能を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１，１′ 特定パターン検知手段２，２′ 特定パターン切り出し手段３，３′ 特定パターンマッチング手段（類似度を算出
する手段）１９予備判定部（選択する手段）２０第１の詳細メモリ２６第２の詳細メモリ（記憶部）３０，３０′ 制御用ＣＰＵ６５推論結果記憶メモリ（記憶手段）

フロントページの続き (72)発明者園田真也京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (72)発明者山口芳徳京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (72)発明者大前浩一京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (56)参考文献特開平１−289696（ＪＰ，Ａ) 特開平２−210591（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ラスタースキャンで与えられた画像情報
中に存在する特定パターンらしき候補パターンを検知す
る手段と、その検知した候補パターンを前記画像情報か
ら切り出す手段と、予め設定しておいた基準パターンと
前記切り出したパターンの類似度を演算する手段とを備
え、前記候補パターンを検知する手段が、与えられた画像情
報の解像度を低下させる手段と、その低下した低解像度
画像に基づく画像を順次記憶する複数のラインメモリ
と、そのラインメモリに記憶された画像に基づいて前記
基準パターンの解像度を低下させたパターンとマッチン
グする手段と、そのマッチングする手段によるマッチン
グ結果を基に次段のパターンを切り出す手段に出力する
パターンを選択する手段とを有する画像処理装置。
【請求項２】前記パターンを画像情報から切り出す手
段が、前記検知された候補パターンの特定位置を検出す
る機能を備えた請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】前記類似度を演算する手段が、前記基準
パターンを表す複数のファジィ知識を用いてファジィ推
論を行うようにしてなる請求項１または２に記載の画像
処理装置。
【請求項４】前記パターンを検知する手段と、前記切
り出す手段と、前記類似度を演算する手段が、それぞれ
面順次方式で送られて来る各色成分のデータ毎に対して
処理するようにし、かつ、前記類似度を演算する手段により算出された類似
度が高いパターンを認識対象と決定し、認識対象に関す
る位置情報を記憶部に格納する手段と、各色成分のデータ毎に抽出された前記記憶された認識対
象の各色成分の画像間での位置情報に基づいて、前記各
認識対象が正しい位置関係にあるか否かを判断する手段
を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理
装置。
【請求項５】前記類似度を演算する手段が、１つの検
出対象の画像データ中の異なる位置に存在する複数の特
定パターンに対応する基準パターンを備え、かつ、前記切り出す手段により切り出されたパターンに
対して前記複数の基準パターンの類似度を求め、その算
出された基準パターンの類似度が所定の基準値を越えた
数が、予め設定された所定数以上のときに処理中の画像
データが前記検出対象の画像データと判定するようにし
た請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】前記類似度を演算する手段が、１つの検
出対象の画像データ中の異なる位置に存在する複数の特
定パターンに対応する基準パターンを備え、かつ、前記切り出す手段により切り出されたパターンに
対して前記複数の基準パターンの類似度を求めるととも
に、基準値を越える類似度を有するパターンを認識対象
とし、検出された複数の前記認識対象間での位置関係に基づい
て処理中の画像データが前記検出対象の画像データか否
かを判定するようにした請求項１〜４のいずれか１項に
記載の画像処理装置。
【請求項７】前記切り出す手段が、前記ラスタースキ
ャンで与えられる画像情報を前記検知する手段と並列的
に受け取るとともに順次一時記憶する詳細メモリと、前
記検知する手段で検知された候補パターンの存在位置情
報を格納する候補用メモリとを備え、その候補用メモリ
に格納された前記存在位置情報と前記詳細メモリに格納
された画像情報に基づいて、前記候補パターンの画像を
切り出すものであり、前記詳細メモリは、特定パターンの全体を保持可能な複
数ライン分の記憶容量を持ち、前記類似度を演算する手段は、前記切り出された候補パ
ターンに対し、前記検知する手段の処理と独立して演算
処理するようにしたことを特徴とする請求項１〜６のい
ずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】少なくとも原稿を読み取る手段と、その
読み取る手段に接続され、その読み取った画像データを
印刷するための信号に変換する色信号変換手段と、その
色信号変換手段からの出力を受け、所定の印刷処理を行
う印刷手段とを備えた複写機において、前記請求項１〜
７のいずれか１項に示す画像処理装置を搭載するととも
に、前記原稿を読み取る手段から出力される画像データ
を前記色信号変換手段と並列に前記画像処理装置に入力
させ、かつ、前記画像処理装置は、複写処理中の物体
が、紙幣等の予め登録した所定の物体か否かを判断し、
少なくとも前記所定の物体と判断した時には前記複写機
の所定の処理手段に対し制御信号を送り、複写を抑制す
るようにした複写機。