JP4498108B2 - 紙葉類検査装置 - Google Patents
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本発明は、たとえば、有価証券等の紙葉類を区分処理する紙葉類処理装置において、高速に搬送される紙葉類の角部分に生じる折れ（または欠損）を検査（検出）する紙葉類検査装置に関する。
一般に、この種の紙葉類検査装置にあっては、検査対象物である紙葉類から取得した画像情報から紙葉類の外形座標値を抽出して、当該紙葉類の２辺の近似直線１１ａ，１１ｂから仮想的な角座標値（以降、仮想角位置ともいう）を求める（図１１参照）。
次に、求めた仮想角位置を基準に鉛直方向に検査領域である矩形１３を想定し、その矩形領域１３に存在する紙葉類の面積ａ１を求める（図１２参照）。
次に、求めた面積ａ１を検査領域である矩形１３の面積ａ２から減算し、その減算結果を当該紙葉類の角部分に生じた角折れ（以降、欠損をも含んで総称して角折れと称する）の量（面積）ａ３とする（図１２参照）。
特開２０００−１８６９２４号公報
次に、求めた仮想角位置を基準に鉛直方向に検査領域である矩形１３を想定し、その矩形領域１３に存在する紙葉類の面積ａ１を求める（図１２参照）。
次に、求めた面積ａ１を検査領域である矩形１３の面積ａ２から減算し、その減算結果を当該紙葉類の角部分に生じた角折れ（以降、欠損をも含んで総称して角折れと称する）の量（面積）ａ３とする（図１２参照）。
ところが、従来の紙葉類検査装置において、検査対象物である紙葉類が斜めにスキューした状態である場合に同様の処理を行なうと、図１３に示すように、スキュー部分が角折れと誤検出されるという状況が発生する。これは、検出結果にばらつきが生じることを意味し、小さな角折れを検出するときに、精度の高い閾値を設定することができないという問題が生じる。
この問題の解決案として、紙葉類から取得した画像そのものを、あらかじめスキュー角度αに応じて回転変換しておく方法が考えられる。しかし、この方法は、演算量が膨大になり、検出処理時間の増加が発生してしまい、処理高の低下を招いてしまう。さらに、この演算時間の増加を補償するためには、より高い能力の演算装置が必要となるほか、データを貯めるメモリ量も増加するなど、装置のコスト増加も発生してしまう。
また、紙葉類がスキューしていない場合にも問題は発生する。図１１に示す角座標値１２は演算によって求められるが、その演算結果には論理的に回避できない最低１画素の演算誤差が発生する。この演算誤差が生じた場合、従来方法では、図１４に示すように角折れが検出されてしまい、やはりばらつきを含んだ検出結果となってしまう。
そこで、本発明は、検出誤差の少ない角折れ検出が可能で、しかも、小さな角折れも安定的に検出可能な紙葉類検査装置を提供することを目的とする。
本発明の紙葉類検査装置は、紙葉類の画像を取得する画像取得手段と、この画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報から紙葉類の外形座標値を抽出して、当該紙葉類の２辺の近似直線から角座標値を求める角座標算出手段と、前記画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報に対し、前記角座標算出手段により求められた角座標値を基準に当該紙葉類の中央方向に向かって所定角度の方向で画素の探索を行ない、紙葉類の存在する画素に到達するまでの距離を求める距離算出手段と、この距離算出手段により求められた距離を用いて当該紙葉類の角部分における折れや欠損等の面積を求める面積算出手段とを具備している。
本発明によれば、検出誤差の少ない角折れ検出が可能で、しかも、小さな角折れも安定的に検出可能な紙葉類検査装置を提供できる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る紙葉類検査装置の構成を概略的に示すものである。この紙葉類検査装置は、検査対象物である有価証券等の紙葉類Ｐを長手方向に挟持搬送する搬送手段としての複数の搬送ローラ対２１ａ，２１ｂ、搬送される紙葉類Ｐの画像を光学的に取得してアナログ信号に変換する画像取得手段としてのラインセンサ２３、ラインセンサ２３から得られるアナログ信号に対し増幅や信号補償などを施す信号処理部２４、信号処理部２４から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル画像情報とするＡ／Ｄ変換器２５、Ａ／Ｄ変換器２５から得られる紙葉類Ｐの画像情報を一時記憶する記憶手段としての画像メモリ２６、画像メモリ２６に記憶された画像情報をあらかじめ定められた角折れ検出アルゴリズム（後で詳細を説明する）によって解析することで、当該紙葉類Ｐの角部分における角折れ量（面積）を求める演算手段としての演算処理部２７から構成されている。
図１は、本実施の形態に係る紙葉類検査装置の構成を概略的に示すものである。この紙葉類検査装置は、検査対象物である有価証券等の紙葉類Ｐを長手方向に挟持搬送する搬送手段としての複数の搬送ローラ対２１ａ，２１ｂ、搬送される紙葉類Ｐの画像を光学的に取得してアナログ信号に変換する画像取得手段としてのラインセンサ２３、ラインセンサ２３から得られるアナログ信号に対し増幅や信号補償などを施す信号処理部２４、信号処理部２４から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル画像情報とするＡ／Ｄ変換器２５、Ａ／Ｄ変換器２５から得られる紙葉類Ｐの画像情報を一時記憶する記憶手段としての画像メモリ２６、画像メモリ２６に記憶された画像情報をあらかじめ定められた角折れ検出アルゴリズム（後で詳細を説明する）によって解析することで、当該紙葉類Ｐの角部分における角折れ量（面積）を求める演算手段としての演算処理部２７から構成されている。
次に、演算処理部２７における角折れ検出アルゴリズムに基づく角折れ検出の第１の処理例について図２に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、画像メモリ２６に格納された紙葉類Ｐの画像情報から、図１１に示すように、紙葉類Ｐの外形座標値を抽出して、当該紙葉類Ｐの２辺の近似直線１１ａ，１１ｂを求める（ステップＳ１）。次に、図１１に示すように、ステップＳ１で求めた２辺の近似直線１１ａ，１１ｂの交点を求め、この求めた交点を仮想的な角座標値（仮想角位置）１２とする（ステップＳ２）。ここに、ステップＳ１，Ｓ２の処理が本発明における角座標算出手段に対応している。
まず、画像メモリ２６に格納された紙葉類Ｐの画像情報から、図１１に示すように、紙葉類Ｐの外形座標値を抽出して、当該紙葉類Ｐの２辺の近似直線１１ａ，１１ｂを求める（ステップＳ１）。次に、図１１に示すように、ステップＳ１で求めた２辺の近似直線１１ａ，１１ｂの交点を求め、この求めた交点を仮想的な角座標値（仮想角位置）１２とする（ステップＳ２）。ここに、ステップＳ１，Ｓ２の処理が本発明における角座標算出手段に対応している。
次に、図３に示すように、画像メモリ２６に格納された紙葉類Ｐの画像情報に対し、ステップＳ２で求めた仮想角位置１２を基準に当該紙葉類Ｐの中央方向に向かって、あらかじめ定められた所定角度、たとえば４５度の方向で画素の探索を行ない、紙葉類Ｐの存在する画素に到達するまでの距離Ｌを求める（ステップＳ３）。ここに、ステップＳ３の処理が本発明における距離算出手段に対応している。
次に、図４に示すように、ステップＳ３で求めた距離Ｌを用いて、［Ｌ×Ｌ］を計算し、この計算結果を角折れの近似的な面積値とする（ステップＳ４）。ここに、ステップＳ４の処理が本発明における面積算出手段に対応している。
このように、第１の処理例では、Ｌ×Ｌを計算し、これを角折れ面積として近似している。これは、角折れの状況を二等辺三角形に近似して計算を行なうものである。実際、紙葉類に生じる小さなサイズの角折れは二等辺三角形に極めて近い形状となることが多く、この近似方式は決して実用面からの妥当性を欠くものではない。したがって、検出誤差の少ない角折れ検出が可能で、小さな角折れの安定的な検出が可能となる。
ここで、第１の処理例が従来方式に対して優れていることを示すため、紙葉類Ｐがスキューしている状態の例を図５に示す。図５と図３とを比べると、スキュー発生時にも距離Ｌの検出に大きな差異が生じていないことがわかる。たとえば、紙葉類処理装置の搬送機構として一般に許容されるスキュー角度である５度を想定した場合、スキューがあるときとないときの距離Ｌの比率はＣＯＳ（５°）であり、０．４％の誤差である。さらに、面積値に変換するために［Ｌ×Ｌ］を実施しても、誤差は０．７％となり、充分無視できる誤差範囲であると見なすことができる。
次に、演算処理部２７における角折れ検出アルゴリズムに基づく角折れ検出の第２の処理例について図６に示すフローチャートを参照して説明する。
第１の処理例では距離Ｌの探索方向を４５°と固定して処理を実施した。これにより、紙葉類Ｐにスキューが存在する場合、前述した通り、僅かながらではあるが誤差が生じる結果となる。より精度の高い検出が求められ、この誤差が無視できない場合には以下に説明する第２の処理例を用いることが考えられる。
第１の処理例では距離Ｌの探索方向を４５°と固定して処理を実施した。これにより、紙葉類Ｐにスキューが存在する場合、前述した通り、僅かながらではあるが誤差が生じる結果となる。より精度の高い検出が求められ、この誤差が無視できない場合には以下に説明する第２の処理例を用いることが考えられる。
まず、画像メモリ２６に格納された紙葉類Ｐの画像情報から、図１１に示すように、紙葉類Ｐの外形座標値を抽出して、当該紙葉類Ｐの２辺の近似直線１１ａ，１１ｂを求めるとともに、この求めた２辺の近似直線１１ａ，１１ｂから当該紙葉類Ｐのスキュー角度αを求める（ステップＳ１１）。
次に、図１１に示すように、ステップＳ１１で求めた２辺の近似直線１１ａ，１１ｂの交点を求め、この求めた交点を仮想的な角座標値（仮想角位置）１２とする（ステップＳ１２）。ここに、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理が本発明における角座標算出手段およびスキュー角度算出手段に対応している。
次に、図１１に示すように、ステップＳ１１で求めた２辺の近似直線１１ａ，１１ｂの交点を求め、この求めた交点を仮想的な角座標値（仮想角位置）１２とする（ステップＳ１２）。ここに、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理が本発明における角座標算出手段およびスキュー角度算出手段に対応している。
次に、図７に示すように、画像メモリ２６に格納された紙葉類Ｐの画像情報に対し、ステップＳ１２で求めた仮想角位置１２を基準に当該紙葉類Ｐの中央方向に向かって、あらかじめ定められた所定角度、たとえば４５度にステップＳ１１で求めたスキュー角度αをプラスした角度（４５＋α）の方向で画素の探索を行ない、紙葉類Ｐの存在する画素に到達するまでの距離Ｌを求める（ステップＳ１３）。ここに、ステップＳ１３の処理が本発明における距離算出手段に対応している。
次に、ステップＳ１３で求めた距離Ｌを用いて、［Ｌ×Ｌ］を計算し、この計算結果を角折れの近似的な面積値とする（ステップＳ１４）。ここに、ステップＳ１４の処理が本発明における面積算出手段に対応している。
このように、第２の処理例では、あらかじめ紙葉類Ｐのスキュー角度αを求めた上で、距離Ｌの探索方向を４５度に対してスキュー角度αに応じて補正するものである。この処理によって、距離Ｌの検出値は紙葉類Ｐのスキュー角度にはよらないものとなり、第１の処理例に対して更に精度の高い検出が可能となる。したがって、紙葉類Ｐのスキューに影響されない安定した角折れ検出が可能となる。
次に、演算処理部２７における角折れ検出アルゴリズムに基づく角折れ検出の第３の処理例について図８に示すフローチャートを参照して説明する。
第１の処理例では検出した距離Ｌに対して、Ｌ×Ｌの計算を行なうことで、その計算結果を近似的な角折れの面積値として採用している。これは、先に示した通り、紙葉類Ｐに存在する角折れの形状が二等辺三角形として近似したものである。実際、紙葉類Ｐに生じる小さな角折れの検出を目的とした場合、この近似は充分に実用に足るものであるが、より大きな角折れを検出する必要がある場合には、第１の処理例では無理が生じる可能性がある。この近似誤差が無視できない場合には以下に説明する第３の処理例を用いることが考えられる。
第１の処理例では検出した距離Ｌに対して、Ｌ×Ｌの計算を行なうことで、その計算結果を近似的な角折れの面積値として採用している。これは、先に示した通り、紙葉類Ｐに存在する角折れの形状が二等辺三角形として近似したものである。実際、紙葉類Ｐに生じる小さな角折れの検出を目的とした場合、この近似は充分に実用に足るものであるが、より大きな角折れを検出する必要がある場合には、第１の処理例では無理が生じる可能性がある。この近似誤差が無視できない場合には以下に説明する第３の処理例を用いることが考えられる。
まず、画像メモリ２６に格納された紙葉類Ｐの画像情報から、図１１に示すように、紙葉類Ｐの外形座標値を抽出して、当該紙葉類Ｐの２辺の近似直線１１ａ，１１ｂを求める（ステップＳ２１）。次に、図９に示すように、ステップＳ２１で求めた２辺の近似直線１１ａ，１１ｂの交点を求め、この求めた交点を仮想的な角座標値（仮想角位置）１４とする（ステップＳ３２）。ここに、ステップＳ２１，Ｓ２２の処理が本発明における角座標算出手段に対応している。
次に、図９に示すように、画像メモリ２６に格納された紙葉類Ｐの画像情報に対し、ステップＳ２２で求めた仮想角位置１４を基準に当該紙葉類Ｐの中央方向に向かって、あらかじめ定められた異なる２つの角度γ、βの方向でそれぞれ画素の探索を行ない、最初に紙葉類Ｐの画素が現れた位置Ｌａ、Ｌｂをそれぞれ求める（ステップＳ２３）。ここに、ステップＳ２３の処理が本発明における位置算出手段に対応している。
次に、図１０に示すように、ステップＳ２３で求めた位置Ｌａ、Ｌｂを通過する仮想直線１５を求め、この求めた仮想直線１５と前記２辺の近似直線１１ａ，１１ｂとの各交点１６，１７をそれぞれ求める（ステップＳ２４）。ここに、ステップＳ２４の処理が本発明における演算手段に対応している。
次に、図１０に示すように、ステップＳ２４で求めた２つの交点１６，１７とステップＳ２２で求めた仮想角位置１４との各距離（角折れ領域である三角形の２辺の長さ）ａ，ｂをそれぞれ求め、この求めた各距離ａ，ｂを用いて、［ａ×ｂ／２］の計算を行ない、この計算結果を以って角折れの面積値とする（ステップＳ２５）。ここに、ステップＳ２５の処理が本発明における面積算出手段に対応している。
このように、第３の処理例では、二等辺三角形ではない角折れに対しても正確な面積の導出が可能である。したがって、角折れの大きさの大小に関わらない安定した角折れ検出が可能となる。
なお、画素の探索角度γ、βは固定値でも構わないが、当該紙葉類検査装置の許容するべき紙葉類の搬送スキュー角度に応じて決定する必要がある。
なお、画素の探索角度γ、βは固定値でも構わないが、当該紙葉類検査装置の許容するべき紙葉類の搬送スキュー角度に応じて決定する必要がある。
Ｐ…紙葉類（有価証券）、２１ａ，２１ｂ…搬送ローラ対（搬送手段）、２３…ラインセンサ（画像取得手段）、２４…信号処理部（画像取得手段）、２５…Ａ／Ｄ変換器（画像取得手段）、２６…画像メモリ（記憶手段）、２７…演算処理部（演算手段）、１１ａ，１１ｂ…近似直線、１２…角座標値（仮想角位置）、１３…検査領域、１４…角座標値（仮想角位置）、１５…仮想直線。
Claims (3)
- 紙葉類の画像を取得する画像取得手段と、
この画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報から紙葉類の外形座標値を抽出して、当該紙葉類の２辺の近似直線から角座標値を求める角座標算出手段と、
前記画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報に対し、前記角座標算出手段により求められた角座標値を基準に当該紙葉類の中央方向に向かって所定角度の方向で画素の探索を行ない、紙葉類の存在する画素に到達するまでの距離を求める距離算出手段と、
この距離算出手段により求められた距離を用いて当該紙葉類の角部分における折れや欠損等の面積を求める面積算出手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類検査装置。 - 紙葉類の画像を取得する画像取得手段と、
この画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報から紙葉類の外形座標値を抽出して、当該紙葉類の２辺の近似直線から角座標値を求める角座標算出手段と、
前記画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報から当該紙葉類のスキュー角度を求めるスキュー角度算出手段と、
前記画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報に対し、前記角座標算出手段により求められた角座標値を基準に当該紙葉類の中央方向に向かって、あらかじめ定められた所定角度に前記スキュー角度算出手段により求められたスキュー角度を加算した角度の方向で画素の探索を行ない、紙葉類の存在する画素に到達するまでの距離を求める距離算出手段と、
この距離算出手段により求められた距離を用いて当該紙葉類の角部分における折れや欠損等の面積を求める面積算出手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類検査装置。 - 紙葉類の画像を取得する画像取得手段と、
この画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報から紙葉類の外形座標値を抽出して、当該紙葉類の２辺の近似直線から角座標値を求める角座標算出手段と、
前記画像取得手段により取得された紙葉類の画像情報に対し、前記角座標算出手段により求められた角座標値を基準に当該紙葉類の中央方向に向かって異なる角度の２方向でそれぞれ画素の探索を行ない、最初に紙葉類の画素が現れた位置を求める位置算出手段と、
この位置算出手段により求められた２つの位置を通過する仮想直線を求め、この求めた仮想直線と前記２辺の近似直線との交点をそれぞれ求める演算手段と、
この演算手段により求められた２つの交点と前記角座標算出手段により求められた角座標値との各距離をそれぞれ求め、この求めた各距離を用いて当該紙葉類の角部分における折れや欠損等の面積を求める面積算出手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類検査装置。
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