JP3349402B2 - 紙葉類の真偽判定方法 - Google Patents

紙葉類の真偽判定方法

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JP3349402B2 JP20587497A JP20587497A JP3349402B2 JP 3349402 B2 JP3349402 B2 JP 3349402B2 JP 20587497 A JP20587497 A JP 20587497A JP 20587497 A JP20587497 A JP 20587497A JP 3349402 B2 JP3349402 B2 JP 3349402B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、紙幣、有価証券
等の紙葉類の真偽判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来においては、イメージセンサによっ
て検査対象紙幣の画像を取込み、その幾何学的形状に基
づいて検査対象紙幣の真偽を判定している。従来の判定
方法では、色情報、インクの物理特性を真偽判定に利用
できないという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、色情報、
インクの物理特性を真偽判定に利用できる紙葉類の真偽
判定方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明による第1の紙
葉類の真偽判定方法は、波長の異なる光を出力する複数
種類の発光源からの出射光に基づいて、検査対象の紙葉
類の所定の領域に対する画像を発光源毎に獲得し、獲得
した各発光源毎の画像それぞれについて、輝度毎の画素
数を表すヒストグラムをそれぞれ作成し、各ヒストグラ
ムからヒストグラム特徴量を抽出し、抽出されたヒスト
グラム特徴量と予め求められた判別用データとに基づい
て、紙葉類の真偽を判定する方法であって、たとえば、
発光源は2種類設けられている。そして、第1の発光源
に基づく画像から求められたヒストグラム特徴量が予め
求められた第1の所定範囲内であることという第1要件
を満たしているか否かという第1判別条件と、第1の発
光源に基づく画像から求められたヒストグラム特徴量か
ら予め求められた推定式に基づいて第2の発光源に基づ
く検出画像に対応するヒストグラム特徴量を推定し、第
2の発光源に基づく検出画像から求められたヒストグラ
ム特徴量とその推定値との差が、予め定められた第2の
所定範囲内であるという第2要件を満たしているか否か
という第2判別条件とに基づいて、紙葉類の真偽が判定
される。
【0005】
【0006】この発明による第2の紙葉類の真偽判定方
法は、波長の異なる光を出力する複数種類の発光素子ア
レーと、ライン状受光部とを備えたイメージセンサを、
紙葉類の搬送経路上に紙葉類の搬送方向と直交する方向
に配置し、各発光素子アレーを時分割的に駆動し、各発
光素子アレーの駆動タイミングに基づいて各発光素子ア
レーからの出射光に基づくライン状受光部の検出画像を
各発光素子アレー毎にそれぞれ抽出し、抽出した各発光
素子アレー毎の検出画像の対応する所要領域の輝度毎の
画素数を表すヒストグラムをそれぞれ作成し、各ヒスト
グラムからヒストグラム特徴量を抽出し、抽出されたヒ
ストグラム特徴量と予め求められた判別用データとに基
づいて、紙葉類の真偽を判定する方法であって、たとえ
ば、発光素子アレーは2種類設けられている。そして、
第1の発光素子アレーに基づく検出画像から求められた
ヒストグラム特徴量が予め求められた第1の所定範囲内
であることという第1要件を満たしているか否かという
第1判別条件と、第1の発光素子アレーに基づく検出画
像から求められたヒストグラム特徴量から予め求められ
た推定式に基づいて第2の発光素子アレーに基づく検出
画像に対応するヒストグラム特徴量を推定し、第2の発
光素子アレーに基づく検出画像から求められたヒストグ
ラム特徴量とその推定値との差が、予め定められた第2
の所定範囲内であるという第2要件を満たしているか否
かという第2判別条件とに基づいて、紙葉類の真偽が判
定される。
【0007】
【0008】ヒストグラム特徴量としては、たとえば、
輝度平均値が用いられる。ヒストグラム特徴量として
は、たとえば、ヒトスグラムの高輝度のものから画素数
を累積していったときに累積値が所定値となる輝度の値
が用いられる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。
【0010】〔1〕 紙幣の特徴量を読み取るためのセ
ンサの説明。 図1および図2は、紙幣の特徴量を読み取るためのセン
サを示している。
【0011】紙幣1は、図示しない検査装置に投入さ
れ、矢印Aの方向に搬送される。紙幣1の搬送経路上に
は、紙幣1の搬送方向と直交する方向にのびたCCDイ
メージセンサ10が設けられている。
【0012】このイメージセンサ10は、前後一対のL
EDアレー(発光素子アレー)11、12と、その中間
位置に配置されたロッドレンズアレイ13と、ロッドレ
ンズアレイ13の上側に配置されたライン状受光部14
とを備えている。各LEDアレー(発光素子アレー)1
1、12は、紙葉類1表面上のライン状受光部14の真
下位置に光を照射する。この実施の形態では、一方のL
EDアレー(以下、第1LEDアレーという)11に用
いられているLEDから出力される光の波長と、他方の
LEDアレー(以下、第2LEDアレーという)12に
用いられているLEDから出力される光の波長とは、異
なっている。
【0013】各LEDアレー11、12は、紙幣1が搬
送されている過程において、時分割的に駆動される。つ
まり、各LEDアレー11、12は、交互に駆動され
る。ライン状受光部14からは、現在駆動されているL
EDアレー11、12から出射されかつ紙幣1の表面で
反射されて、ライン状受光部14に入射した光の量に応
じた画像信号が出力される。
【0014】〔2〕予め容易しておくべきデータの説明 実際の紙幣の真偽判定を行なう前に、以下に示すような
判定用データが予め作成される。
【0015】この例では、図3に示すように、紙幣1の
領域が複数に分割され、各分割領域毎に、判定用データ
が作成される。
【0016】まず、本物の紙幣を複数枚用意する。そし
て、各紙幣を検査装置に挿入するとともに、イメージセ
ンサ10を駆動する。上述したように、各LEDアレー
11、12は、紙幣1が搬送されている過程において、
時分割的に駆動される。各LEDアレー11、12の駆
動タイミングに同期して、ライン状受光部14から出力
される画像信号を各LEDアレー11、12からの出射
光毎に分離する。
【0017】第1LEDアレー11の発光に基づいて得
られた画像を第1画像といい、第2LEDアレー12の
発光に基づいて得られた画像を第2画像ということにす
る。所定の分割領域に対する第1画像と第2画像とに基
づいて、当該分割領域に対する判定用データを作成す
る。
【0018】つまり、まず、図4に示すように、所定の
分割領域iに対する第1画像の輝度別の画素数のヒスト
グラムH1と、同分割領域に対する第2画像の輝度別の
画素数のヒストグラムH2とを作成する。
【0019】そして、ヒストグラム特徴量として、各画
像毎に平均輝度と、上方テール値とを算出する。
【0020】分割領域iに対する第1画像の平均輝度を
xi,1とし、分割領域iに対する第2画像の平均輝度をy
i,1とする。これらの値は、次の数式1によって求めら
れる。
【0021】
【数1】
【0022】数1において、k は輝度値で0〜255の
値をとる。hi,kは、輝度値kの画素数を示している。Ai
は、分割領域i の全画素数を表している。
【0023】上方テール値とは、ヒストグラムの高輝度
のものから画素数を累積していったときに累積値が所定
値Sとなる輝度をいう。分割領域iに対する第1画像の
上方テール値をxi,2とし、分割領域iに対する第2画像
の上方テール値をyi,2とする。
【0024】ある分割領域に対して、複数枚の本物の紙
幣に基づいて、平均輝度xi,1、yi,1、上方テール値xi,
2、yi,2を求める。図5に示すように、第1画像の輝度
を横軸にとり、第2画像の輝度を縦軸にとって、算出結
果をプロットする。
【0025】そして、まず、第1画像の平均輝度xi,1の
最小値xi,1min と最大値xi,1max とを求めるとともに、
第1画像の上方テール値xi,2の最小値xi,2min と最大値
xi,2max とを求める。
【0026】また、第1画像の平均輝度xi,1に対する第
2画像の平均輝度yi,1を表す関係式(以下、第2画像の
平均輝度yi,1を求めるための推定式という)を求めると
ともに、第1画像の上方テール値xi,2に対する第2画像
の上方テール値yi,2を表す関係式(以下、第2画像の上
方テール値yi,2を求めるための推定式という)を求め
る。
【0027】数式2は第2画像の平均輝度yi,1の推定式
の形式を、数式3は第2画像の上方テール値yi,2の推定
式の形式をそれぞれ示している。ここでは、推定式とし
て、1次式が用いられているが、2次以上の式を用いて
もよい。
【0028】
【数2】
【0029】
【数3】
【0030】さらに、図6に示すように、第2画像の平
均輝度yi,1の推定式で表される直線L1に対して縦軸の
正方向に最も離れたプロットまでの距離を平均輝度に対
する上限許容幅d1,1max として求めるとともに、直線L
1に対して縦軸の負方向に最も離れたプロットまでの距
離を平均輝度に対する下限許容幅di,1min として求め
る。
【0031】同様に、第2画像の上方テール値yi,2の推
定式で表される直線L2に対して縦軸の正方向に最も離
れたプロットまでの距離を上方テール値に対する上限許
容幅di,2max として求めるとともに、直線L2(図5参
照)に対して縦軸の負方向に最も離れたプロットまでの
距離を上方テール値に対する下限許容幅di,2min として
求める。
【0032】〔3〕検査対象紙幣の真偽判定処理の説
明。
【0033】図7は、検査対象紙幣の真偽判定処理手順
を示している。ここでは、紙幣の領域がm個の領域に分
割されているものとする。ヒストグラム特徴量として、
平均輝度と、上方テール値とを説明したが、ここでは、
n個のヒストグラム特徴量があるものとする。
【0034】まず、検査対象の紙幣が検査装置に挿入さ
れ、イメージセンサ10が駆動される。そして、第1L
EDアレー11の発光に基づく第1画像および第2LE
Dアレー12の発光に基づく第2画像が取り込まれる
(ステップ1)。
【0035】取り込まれた各画像が、m個の領域に分割
される(ステップ2)。そして、領域を表す変数iが1
に設定される(ステップ3)。
【0036】次に、第1画像の領域iに対する輝度別の
画像数を表すヒストグラムが算出される(ステップ
4)。また、第2画像の領域iに対する輝度別の画像数
を表すヒストグラムが算出される(ステップ5)。
【0037】次に、第1画像のヒストグラムに基づい
て、ヒストグラム特徴量xi,1、…xi,j、…xi,nが抽出さ
れる(ステップ6)。ヒストグラム特徴量として、平均
輝度のみが採用された場合にはn=1となり、ヒストグ
ラム特徴量として、平均輝度および上方テール値が採用
された場合には、n=2となる。
【0038】また、第2画像のヒストグラムに基づい
て、ヒストグラム特徴量yi,1、…yi,j、…yi,nが抽出さ
れる(ステップ7)。
【0039】次に、特徴量の種類を表す変数jが1に設
定される(ステップ8)。そして、第1画像の種類jの
ヒストグラム特徴量xi,jが、予め求められた種類jのヒ
ストグラム特徴量に対する最小値xi,jmin 以上でかつ最
大値xi,jmax 以下であるかが判別される(ステップ
9)。つまり、第1画像の種類jのヒストグラム特徴量
xi,jが、次の数式4の要件を満足しているか否かが判別
される。
【0040】
【数4】
【0041】数式4の要件を満たしていない場合には、
当該検査対象紙幣は偽券であると判別される(ステップ
17)。
【0042】数式4の要件が満たされている場合には、
第1画像の種類jのヒストグラム特徴量xi,jと、予め求
められた第2画像の種類jのヒストグラム特徴量を求め
るための推定式fi,j(xi,j)に基づいて、第2画像の種類
jのヒストグラム特徴量yi,jが推定される(ステップ1
0)。
【0043】そして、第2画像のヒストグラムから実際
に求められた第2画像の種類jのヒストグラム特徴量y
i,jとその推定値fi,j(xi,j)との差{yi,j−fi,j(xi,
j)}が、予め求められた種類jのヒストグラム特徴量に
対する下限許容幅di,jmin の負の値−di,jmin 以上でか
つ予め求められた種類jのヒストグラム特徴量に対する
上限許容幅di,jmax 以下であるかが判別される(ステッ
プ11)。つまり、差{yi,j−fi,j(xi,j)}が、次の数
式5の要件を満足しているか否かが判別される。
【0044】
【数5】
【0045】数式5の要件を満たしていない場合には、
当該検査対象紙幣は偽券であると判別される(ステップ
17)。
【0046】数式5の要件が満たされている場合には、
ヒストグラム特徴量の種類を表す変数jが1だけインク
リメントせしめられる(ステップ12)。そして、jが
n以下であるか否かが判別される(ステップ13)。
【0047】jがn以下であれば、異なる種類のヒスト
グラム特徴量に対して、ステップ9〜13の処理が行な
われる。jがnより大きければ、分割領域を表す変数i
が1だけインクリメントせしめられる(ステップ1
4)。そして、iがm以下であるか否かが判別される
(ステップ15)。
【0048】iがm以下であれば、異なる分割領域に対
して、ステップ4〜15の処理が行なわれる。iがmよ
り大きければ、当該検査対象紙幣は真券であると判別さ
れる(ステップ16)。
【0049】
【発明の効果】この発明によれば、色情報、インクの物
理特性を真偽判定に利用できる紙葉類の真偽判定方法が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】紙幣の検査装置に用いられるイメージセンサを
示す平面図である。
【図2】紙幣の検査装置に用いられるイメージセンサの
横断面図である。
【図3】紙幣の分割領域を示す平面図である。
【図4】所定の分割領域iに対する第1画像の輝度別の
画素数のヒストグラムH1と、同分割領域に対する第2
画像の輝度別の画素数のヒストグラムH2とを示すグラ
フである。
【図5】第1画像の輝度を横軸にとり、第2画像の輝度
を縦軸にとって、輝度平均値および上方テール値をプロ
ットしたグラフである。
【図6】平均輝度に対する上限許容幅d1,1max および下
限許容幅di,1min を示す図5の部分拡大図である。
【図7】検査対象紙幣の真偽判定処理手順を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
1 紙幣 10 イメージセンサ 11、12 LEDアレー 14 ライン状受光部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−263717(JP,A) 特開 平7−283936(JP,A) 特開 平8−329305(JP,A) 特開 平4−324591(JP,A) 特開 平2−150982(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G07D 7/00 G01B 11/24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長の異なる光を出力する複数種類の発
    光源からの出射光に基づいて、検査対象の紙葉類の所定
    の領域に対する画像を発光源毎に獲得し、獲得した各発
    光源毎の画像それぞれについて、輝度毎の画素数を表す
    ヒストグラムをそれぞれ作成し、各ヒストグラムからヒ
    ストグラム特徴量を抽出し、抽出されたヒストグラム特
    徴量と予め求められた判別用データとに基づいて、紙葉
    類の真偽を判定する紙葉類の真偽判定方法であって、発
    光源は2種類設けられており、第1の発光源に基づく画
    像から求められたヒストグラム特徴量が予め求められた
    第1の所定範囲内であることという第1要件を満たして
    いるか否かという第1判別条件と、第1の発光源に基づ
    く画像から求められたヒストグラム特徴量から予め求め
    られた推定式に基づいて第2の発光源に基づく検出画像
    に対応するヒストグラム特徴量を推定し、第2の発光源
    に基づく検出画像から求められたヒストグラム特徴量と
    その推定値との差が、予め定められた第2の所定範囲内
    であるという第2要件を満たしているか否かという第2
    判別条件とに基づいて、紙葉類の真偽を判定する紙葉類
    の真偽判定方法。
  2. 【請求項2】 波長の異なる光を出力する複数種類の発
    光素子アレーと、ライン状受光部とを備えたイメージセ
    ンサを、紙葉類の搬送経路上に紙葉類の搬送方向と直交
    する方向に配置し、各発光素子アレーを時分割的に駆動
    し、各発光素子アレーの駆動タイミングに基づいて各発
    光素子アレーからの出射光に基づくライン状受光部の検
    出画像を各発光素子アレー毎にそれぞれ抽出し、抽出し
    た各発光素子アレー毎の検出画像の対応する所要領域の
    輝度毎の画素数を表すヒストグラムをそれぞれ作成し、
    各ヒストグラムからヒストグラム特徴量を抽出し、抽出
    されたヒストグラム特徴量と予め求められた判別用デー
    タとに基づいて、紙葉類の真偽を判定する紙葉類の真偽
    判定方法であって、発光素子アレーは2種類設けられて
    おり、第1の発光素子アレーに基づく検出画像から求め
    られたヒストグラム特徴量が予め求められた第1の所定
    範囲内であることという第1要件を満たしているか否か
    という第1判別条件と、第1の発光素子アレーに基づく
    検出画像から求められたヒストグラム特徴量から予め求
    められた推定式に基づいて第2の発光素子アレーに基づ
    く検出画像に対応するヒストグラム特徴量を推定し、第
    2の発光 素子アレーに基づく検出画像から求められたヒ
    ストグラム特徴量とその推定値との差が、予め定められ
    た第2の所定範囲内であるという第2要件を満たしてい
    るか否かという第2判別条件とに基づいて、紙葉類の真
    偽を判定する紙葉類の真偽判定方法。
  3. 【請求項3】 ヒストグラム特徴量が輝度平均値である
    請求項1および2のいずれかに記載の紙葉類の真偽判定
    方法。
  4. 【請求項4】 ヒストグラム特徴量が、ヒトスグラムの
    高輝度のものから画素数を累積していったときに累積値
    が所定値となる輝度の値である請求項1および2のいず
    れかに記載の紙葉類の真偽判定方法。
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