JP3545308B2 - 紙葉類識別方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙幣、有価証券等の紙葉類の種類を判定する紙葉類識別方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、紙幣の種類や真贋の判定を行う方法としては、検査対象紙幣から磁気センサ等のセンサで得られた特徴量データと、予め作成しておいて複数の判定候補の基準データとを比較することにより、複数の判定候補の中から検査対象紙幣の種類を識別する方法が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の識別方法では、検査対象紙幣の特徴量データと判定候補の基準データとの比較を行うとき、判定候補の種類に拠らず全て同じ読取個所における基準データを用いて、検査対象紙幣の特徴量データとの比較が行われいた。
【0004】
一般に、全ての紙葉類について、共通に違いが顕著に表れる読取個所を見つめるのは困難である。
【0005】
このため、ある検査対象紙幣とある判定候補との間では違いが顕著に現れて、判定に有効なデータが得られるが、その他の組み合わせでは誤判定を生じさせるような読取個所におけるデータも含めて検査対象紙幣の種類の識別を行うことになり、識別精度が低下してしまうという問題がある。
【0006】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、識別制度の高い紙葉類識別方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の紙葉類識別方法は、検査装置に投入された検査対象紙葉類について予め設定された複数の読取個所から特徴量を読み取り、該特徴量と予め判定候補となる紙葉類の種類毎に生成しておいた前記読取個所における基準特徴量分布とに基づいて、前記検査対象紙葉類の種類を前記判定候補の中から判定する紙葉類識別方法において、2種類の判定候補の組み合わせ毎に、予め定められた複数の読取個所から前記両判定候補の基準特徴量分布間の分布間距離が最大となる有効読取個所を抽出しておく前段処理と、前記2種類の判定候補の組み合わせ毎に求めた有効読取個所における分布距離が最大となる組み合わせについて、前記有効読取個所からのみ得られる前記検査対象紙葉類の特徴量との距離をそれぞれ求め、得られた距離が大きい方の紙葉類の種類を前記判定候補から除外する絞り込み処理とを備え、残った判定候補について、前記絞り込み処理を繰り返すことにより、紙葉類の種類を判定するものである。
【0008】
このような構成とすることにより、分布間距離の大きい判定候補の組み合わせの中から順次除外される紙葉類の種類が決定され、最後に残った判定候補によって、検査対象紙葉類の種類が判定される。このとき、判定に使用する有効読取個所として、判定候補の組み合わせ毎に両判定候補の特徴量分布の分布間距離が最大となる読取個所が抽出されているため、検査対象紙葉類の特徴量との距離の差が顕著に現れる。
【0009】
また、本発明の紙葉類識別方法は、検査装置に投入された検査対象紙葉類について予め設定された複数の読取個所から特徴量を読み取り、該特徴量と予め判定候補となる紙葉類の種類毎に生成しておいた前記読取個所における基準特徴量分布とに基づいて、前記検査対象紙葉類の種類を前記判定候補の中から識別する紙葉類識別方法において、2種類の判定候補の組み合わせ毎に、予め定められた複数の読取個所から前記両判定候補の基準特徴量分布間の分布間距離が最大となる有効読取個所を抽出しておく前段処理と、前記2種類の判定候補の組み合わせ毎に求めた有効読取個所における分布距離が最大となる組み合わせについて、前記有効読取個所からのみ得られる前記検査対象紙葉類の特徴量との距離をそれぞれ求め、得られた距離が大きい方の紙葉類の種類を前記判定候補から除外する絞り込み処理とを備え、少なくとも一方が判定候補である組み合わせについて、前記絞り込み処理を繰り返すことにより、紙葉類の種類を判定するものである。
【0010】
このような構成とすることにより、分布間距離の大きい判定候補の組み合わせの中から順次除外される紙葉類の種類が決定され、最後に残った判定候補によって、検査対象紙葉類の種類が判定される。このとき、判定に使用する有効読取個所として、判定候補の組み合わせ毎に両判定候補の特徴量分布の分布間距離が最大となる読取個所が抽出されているため、検査対象紙葉類の特徴量との距離の差が顕著に現れる。
【0011】
また、前段処理において抽出される有効読取個所の個数は、前記2種類の判定候補の組み合わせ毎に任意に設定されるものである。
【0012】
このような構成とすることにより、判定候補間の距離が最大となる最適な個数の有効読取個所が抽出される。
【0013】
具体的に、前記前段処理における分布間距離は、マハラノビス距離に基づく距離である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態につき、図面に沿って詳細に説明する。
【0015】
図1は本実施の形態における紙幣検査装置の外観構成を表す斜視図であり、図2はその内部構成を表す表す概略構成図である。
【0016】
本実施の形態における紙幣検査装置は、図1に示すように、筐体1の上面に検査結果を表示するための表示部2を備えるとともに、筐体1の前面に紙幣を挿入するための挿入口3とを備えており、この挿入口3に紙幣の先端を挿入すると、自動的に筐体1の内部に引き込まれる構成となっている。
【0017】
すなわち、図2に示すように、筐体1の内部には、挿入口3の近傍に挿入口3から挿入された紙幣を検出するための挿入検知用センサ5と、この挿入検知用センサ5の出力に応じて紙幣を筐体1の内部に引き込むためのローラ41、42及び両ローラ41、42間に張架された搬送ベルト43とを備えている。
【0018】
ローラ41は、モータ4により回転駆動されており、この回転により搬送ベルト43が駆動され、ローラ42が従動的に回転する。このため、モータ4を回転させることにより、紙幣が筐体1の内部に引き込まれ、また、逆方向に回転させることにより、筐体1内部に引き込まれた紙幣を、挿入口3から再び外部に排出することができる。
【0019】
筐体1の内部に引き込まれた紙幣は、搬送ベルト4に沿って搬送されて、やがて、先端が位置決め用センサ6に至る。制御部8は、この位置決め用センサ6の出力に基づいて、モータ4の駆動を停止するように制御する。これにより、紙幣が検査位置に位置決めされる。
【0020】
この検査位置においては、紙幣に対して特徴量検出部7が、それぞれ読み取るべき紙幣上の位置に位置決めされている。
【0021】
特徴量検出部7は、10個の透過型光センサ70〜79で構成されており、各透過型光センサ70〜79は、それぞれ紙幣上方に配置された発光ダイオード(LED)と、紙幣を挟んでLEDと対向する位置に配置されたフォトディテクタ(PD)とかた構成されており、各PDの出力は、制御部8に入力される。
【0022】
制御部8では、各透過型光センサ70〜79の出力に基づいて、紙幣の種類を判定した後、その判定結果を表示部2に表示させるとともに、モータ4を回転駆動させて、紙幣を挿入口3から外部に排出する。
【0023】
このような構成の紙幣検査装置の種類判定動作について、以下に説明する。
【0024】
本実施の形態における紙幣の種類判定動作は、判定候補となる紙幣の特徴量についてデータ処理を行う前段処理と、検査対象紙幣を紙幣検査装置に挿入して、判定候補の中から検査対象紙幣の種類を判定する絞り込み処理とから構成される。
(1)前段処理についての説明
前段処理では、まず、予め制御部8のメモリ(図示省略)に記憶しておいた判定候補となる紙幣の特徴量分布に基づいて、2種類の判定候補の特徴量分布間の距離が最大となる有効特徴量が求められる。尚、以下の処理は制御部8にて実行される。
【0025】
ここでは、特に、判定候補となる紙幣の種類を5種類、各判定候補の特徴量分布における特徴量の読取個所を10箇所とし、それら10箇所の読取個所の中から5箇所の有効読取個所を抽出する場合について説明するものとし、また、その有効読取個所における特徴量が判定候補の有効特徴となるものとする。
【0026】
具体的には、特徴量Il(lは10箇所の読取個所から任意に選択される5箇所の読取個所を表す)についての判定候補aと判定候補bとの距離d(a,b,[Il])は、判定候補aに対する判定候補bのマハラノビス距離D2(a,b,[Il])とD2(b,a,[Il])を用いて下記数式1により算出される。
【0027】
【数1】
【0028】
特徴量Ilの全ての組み合わせについて、上記数式1を用いて2種類の判定候補間の距離dを算出し、得られた距離のうち最大の距離となる特徴量Ilの組み合わせを有効読取個所における有効特徴量とする。
【0029】
そして、全ての判定候補の組み合わせについて、上記数式1を用いて判定候補間の距離dを算出し、その結果から有効特徴量が抽出される。
【0030】
このようにして得られた判定候補の組み合わせ毎の有効特徴量と、その有効特徴量についての判定候補間の距離との関係は、例えば、図3に示すようなテーブルデータとして制御部8のメモリに格納される。
【0031】
次に、図3のテーブルデータについて、距離dについて降順に並び変えを行って、図4に示す絞り込み用テーブルデータを得る。
(2)絞り込み処理についての説明
次に、前段処理にて得られた絞り込み用テーブルデータを用いて検査対象紙幣Xの金種を判定する絞り込み処理について、図5のフローチャートに従って説明する。尚、以下の処理は制御部8にて実行される。
【0032】
この絞り込み処理においては、まず、検査対象紙幣Xを紙幣検査装置に挿入しする。そして、紙幣検査装置では、検査対象紙幣Xから10個の特徴量が読み取られ、制御部8のメモリに格納される。(ステップS01)
次に、図4に示す絞り込み用データテーブルにおいて同図中実線矢印で示すポインタを先頭位置に設定するとともに、チェックデータを図6に示すように初期化する。(ステップS02)
次に、ポインタの位置から判定候補紙幣の組み合わせが読み取られる。ここでは、判定候補2と判定候補4の組み合わせが選択されることになる。(ステップS03)
次に、図6に示すチェックデータを参照し、絞り込み処理の対象となる判定候補2と判定候補4の判定状況がチェックされる。(ステップS04)ここでは、チェックデータにおいて、判定候補2と判定候補4が棄却されていないため、検査対象紙幣Xの判定候補2及び判定候補4それぞれに対する距離D2(2)、D2(4)が上記数式1を用いて算出される。(ステップS05)
そして、上記数式1により算出された距離D2(2)、D2(4)の大小関係が判定される。(ステップS06)例えば、D2(2)=2.1、D2(4)=1.1となった場合には、D2(2)>D2(4)となるため、検査対象紙幣Xは判定候補2の金種ではないと判定され、図6に示すように、チェックデータの判定候補2の欄に1が設定される。(ステップS07)
次に、チェックデータにおける判定候補の数がチェックされる。ここでは、判定候補の数が4個であるため、絞り込み用テーブルデータのポインタを図4中破線矢印で示すように、1段下げてステップS03の処理に戻る。(ステップS08、S09)
そして、ポインタの示す判定候補の組み合わせが取得される。ここでは、判定候補1と判定候補2の組み合わせが選択されることになるが、このときチェックデータを参照すると、図7に示すように、既に判定候補2が棄却されているため、判定不要と判断され、更に、絞り込みようテーブルデータにおけるポインタが1段下げられる。
【0033】
このように、テーブルデータにおけるポインタを順次下げながら、上述した処理を、チェックデータにおいて判定候補が1個となるまで繰り返し、最後に残った判定候補の金種が、検査対象紙幣Xの金種と判定され、その結果が表示部2に表示される。例えば、チェックデータが、図8に示すような結果となった場合には、検査対象紙幣Xは、判定候補3の金種と判定されることになる。(ステップS10)
このように、本実施の形態によれば、前段処理において、判定候補の組み合わせ毎に特徴量の分布間距離が最大となる有効特徴を設定し、その有効特徴量を用いて絞り込み処理が行われるため、検査対象紙幣と判定候補との差が顕著に現れる。これにより、紙幣検査装置における金種の識別精度を向上させることが可能となる。
【0034】
また、本実施の形態によれば、判定候補との差がより顕著に現れる組み合わせ、すなわち、有効特徴量を用いた判定候補間の分布間距離の大きい組み合わせから優先的絞り込み処理が行われていくため、更に紙幣検査装置における金種の識別精度を向上させることが可能となる。例えば、本実施の形態においては、判定候補2と判定候補3との比較は、両判定候補間の距離が小さいため、他の組み合わせより誤判定を生じる可能性が高いが、その前段でいずれかの判定候補が棄却されていれば、この判定を行わずに回避することができる。
【0035】
なお、本実施の形態において距離として用いたマハラノビス距離は、判定候補、検査対象における有効特徴量の分散、相関を考慮して定義されているため、紙幣や有価証券など特徴量にバラツキのある紙葉類の種類を識別するのに適しているが、検査する対象や特徴量に応じてユークリッド距離などを用いてもよい。
【0036】
また、本実施の形態においては、有効特徴量の数を全ての判定候補の組み合わせについて同じ5個としたが、組み合わせ毎に任意の個数を設定してもよい。この場合、有効特徴量を正規化すれば、有効特徴量の個数に依存しない判定を行うことができる。
【0037】
また、本実施の形態においては、検査対象紙幣の金種を判定する場合について説明したが、既知の偽券を1つの金種とすることにより、紙葉類の真贋判定を行うことができる。
【0038】
また、本実施の形態においては、判定候補の特徴量が予め制御部8のメモリに格納されている場合について説明したが、判定候補となる紙幣を紙幣検査装置にて読み込せることにより、新規に判定候補を追加することができる。これにより、任意の紙幣に対応することが可能となる。
【0039】
また、本実施の形態においては、判定候補のいずれか一方が棄却されている組み合わせについて、絞り込み処理が実行されないように制御する場合について説明したが、判定候補の両方が棄却されている組み合わせについて、絞り込み処理が実行されるように制御してもよい。この場合、判定候補の棄却が複数の組み合わせで判定されることになり、紙幣検査装置における金種の識別精度を向上させることが可能となる。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、前段処理において、判定候補の組み合わせ毎に特徴量の分布間距離が最大となる有効特徴を設定し、その有効特徴量を用いて絞り込み処理が行われるため、検査対象紙葉類と判定候補との差が顕著に現れる。これにより、紙幣検査装置における金種の識別精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における紙幣検査装置の外観を表す斜視図である。
【図2】図1の紙幣検査装置の内部構成を表す概略構成図である。
【図3】判定候補の組み合わせ毎の有効特徴量と、その有効特徴量について求めた判定候補間の距離との関係を説明するデーブルデータの一例を表す説明図である。
【図4】図3のテーブルデータを並び替えることにより得られる絞り込み処理用テーブルデータの一例を表す説明図である。
【図5】絞り込み処理における処理を説明するフローチャートである。
【図6】チェックデータの一例を説明する説明図である。
【図7】チェックデータの一例を説明する説明図である。
【図8】チェックデータの一例を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 :筐体
2 :表示部
3 :挿入口
4 :モータ
5 :挿入検知用センサ
6 :位置決め用センサ
7 :特徴量検出部
8 :制御部
Claims (4)
- 検査装置に投入された検査対象紙葉類について予め設定された複数の読取個所から特徴量を読み取り、該特徴量と予め判定候補となる紙葉類の種類毎に生成しておいた前記読取個所における基準特徴量分布とに基づいて、前記検査対象紙葉類の種類を前記判定候補の中から判定する紙葉類識別方法において、
2種類の判定候補の組み合わせ毎に、予め定められた複数の読取個所から前記両判定候補の基準特徴量分布間の分布間距離が最大となる有効読取個所を抽出しておく前段処理と、
前記2種類の判定候補の組み合わせ毎に求めた有効読取個所における分布距離が最大となる組み合わせについて、前記有効読取個所からのみ得られる前記検査対象紙葉類の特徴量との距離をそれぞれ求め、得られた距離が大きい方の紙葉類の種類を前記判定候補から除外する絞り込み処理とを備え、
残った判定候補について、前記絞り込み処理を繰り返すことにより、紙葉類の種類を判定することを特徴とする紙葉類識別方法。 - 検査装置に投入された検査対象紙葉類について予め設定された複数の読取個所から特徴量を読み取り、該特徴量と予め判定候補となる紙葉類の種類毎に生成しておいた前記読取個所における基準特徴量分布とに基づいて、前記検査対象紙葉類の種類を前記判定候補の中から識別する紙葉類識別方法において、
2種類の判定候補の組み合わせ毎に、予め定められた複数の読取個所から前記両判定候補の基準特徴量分布間の分布間距離が最大となる有効読取個所を抽出しておく前段処理と、
前記2種類の判定候補の組み合わせ毎に求めた有効読取個所における分布距離が最大となる組み合わせについて、前記有効読取個所からのみ得られる前記検査対象紙葉類の特徴量との距離をそれぞれ求め、得られた距離が大きい方の紙葉類の種類を前記判定候補から除外する絞り込み処理とを備え、
少なくとも一方が判定候補である組み合わせについて、前記絞り込み処理を繰り返すことにより、紙葉類の種類を判定することを特徴とする紙葉類識別方法。 - 前記前段処理において抽出される有効読取個所の個数は、前記2種類の判定候補の組み合わせ毎に任意に設定されるものである請求項1または2記載の紙葉類識別方法。
- 前記前段処理における分布間距離は、マハラノビス距離に基づく距離であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の紙葉類識別方法。
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