JP4626243B2 - セキュリティスレッド判別装置 - Google Patents

Description

本発明は紙葉類に埋設されたセキュリティスレッド（安全線）を判別して紙葉類の真偽を判別するセキュリティスレッド判別装置に関するものである。

従来、銀行,信用金庫,郵便局,消費者金融会社等の金融機関の支点等に配置されたATM（Automatic Teller Machine：現金自動預払機）,CD（Cash Dispenser：現金自動支払機）等の自動取引装置や両替機、また商店や路上に配置された自動販売機等には、紙幣等の有価証券の真偽判別するための媒体真偽判別装置が配設されている。該媒体真偽判別装置が紙幣等の媒体の真偽を判別することによって、偽造紙幣等の不正な媒体を排除できる。そこで、偽造紙幣の排除をするための真偽判別方法の１つとしてセキュリティスレッドの判別がある。
従来技術のセキュリティスレッドの判別方法としては特開平６−２１５２２３のような光を投射してその反射光の強度から判定する方法が提案されているが、最近の偽造紙幣は本物の紙幣と同じ材質を使ってセキュリティスレッドを偽造するものがほとんどであり、そのような偽造紙幣の場合はこの方法では判定が困難である。
特開平６−２１５２２３号公報

しかしながら、上記方法で述べたように、一般にセキュリティ性が低い海外紙幣に対してはセキュリティスレッドの判別は有効な手段であるが、セキュリティスレッドの偽造技術の向上によって材質等のみで偽造紙幣か判別することは非常に困難であった。
そこで本発明は反射光ではなく透過光を当てることでセキュリティスレッドの周りに出現するセキュリティスレッドのパタン（以下、スレッドウィンドパタンと記述する）を判別することで、偽造紙幣を排除する真偽判別方法として有効な方法である。

上記課題を解決するために、挿入された媒体の画像を画像データとして取り込む。次に挿入された媒体を判別し、判別した媒体からスレッドウィンドパタンを切り出す。切出したスレッドウィンドパタンを二値化データ化し、二値化されたスレッドウィンドパタンと予め格納されているスレッドウィンドパタン照合辞書とを重ね、スレッドウィンドパタンの重なり度によって真偽判別を行う。

本発明の他のセキュリティスレッド判別装置は、スレッドウィンドパタンの二値化像の対称性を解析する。スレッドウィンドパタン特徴解析部はスレッドウィンドパタンの上下対称性,左右対称性または点対称性である対称性一致率を計算し、予め格納してある判定閾値と比較することによって真偽判別を行う。

本発明の他のセキュリティスレッド判別装置はスレッドウィンドパタン特徴解析部にてスレッドウィンドパタンの二値化像のヒストグラムを作成し、該ヒストグラムとヒストグラム照合辞書とを重ね合わせ、ヒストグラムの重なり度によって真偽判別を行う。

本発明によれば、セキュリティスレッドの材質の種類が何であっても、スレッドウィンドパタンを高精度に判別することができ、高い精度で真正な媒体と不正な媒体とを識別して媒体の真偽を判別することができ、偽造媒体を適切に排除することができる。
また、スレッドウィンドパタンの上下対称性,左右対称性または点対称性である対称性一致率を計算してスレッドウィンドパタンの判別を行うことで、高精度に偽造券を判別することができる。
さらに、スレッドウィンドパタンの二値化像のヒストグラムを作成し、該ヒストグラムとヒストグラム照合辞書とを重ね合わせ、ヒストグラムの重なり度によって真偽判別を行う。

以下、本発明の実施の形態について図面に従って詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態の機能構成を示すブロック図であり、図２は本発明の第１の実施の形態の説明図、図３は本発明の第１の実施の形態の照合部の説明図、図４は本発明の第２の実施の形態の機能構成を示すブロック図、図５は本発明の第２の実施の形態のスレッドウィンドパタン特徴解析部の説明図、図６は本発明の第３の実施の形態の機能構成を示すブロック図、図７は本発明の第３の実施の形態のスレッドウィンドパタン特徴解析部の説明図、図８は第３の実施の形態の照合部の説明図である。なお、各図面に共通する要素については同一の符号を付す。

図１において、１０は本実施の形態におけるセキュリティスレッド判別装置であり、自動取引装置や両替機、また商店や路上に配置された自動販売機等に配置され、媒体１１の真偽を判定するための媒体真偽判定装置等に使用される。ここで前記媒体１１は、真偽を判定するためのセキュリティスレッドを有するものであり、例えば紙幣であるがセキュリティスレッドを有するものであれば、ビール券,ギフト券,商品券等の金券、トラベラーズチェック,小切手,株券等の有価証券、入場券等の施設利用券であってもよくいかなる種類のものであってもよい。

ここでは、前記媒体１１が紙幣である場合について説明する。この場合媒体真偽判別装置はスレッドウィンドパタンに基ずいて前記媒体１１の真偽を判別することができるものであるが、複数種類の媒体１１の真偽を判別することができるものであることが望ましい。また、前記媒体真偽判別装置は外国の紙幣の真偽を判別することができるものであることが望ましい。

そして、前記媒体真偽判別装置は自動取引装置のように媒体としての紙幣を受領する装置における紙幣の搬送経路や紙幣の取扱装置に配設され、受領した紙幣の真偽を判別する。なお前記紙幣を受領する装置は一般的には銀行,信用金庫,郵便局等の金融機関の支点等の営業店やコンビニエンスストア,スーパーマーケット等の商店の店舗に配設されているATM,CD等の自動取引装置であるが、紙幣を受領するための装置であれば鉄道,バス等の交通機関の券売機、飲料,タバコ等の自動販売機、両替機、ゲーム機等いかなる装置であってもよい。本実施の形態においては前記紙幣を受領する装置が自動取引装置である場合について説明する。そして、前記紙幣を受領する装置は媒体真偽判別装置が真券と判別した紙幣を真正な紙幣として取扱い、媒体真偽判別装置が真券と判別しなかった紙幣を偽造紙幣のような不正紙幣として排除する。

本実施の形態において、 セキュリティスレッド判別装置１０はCPU,MPU等の演算手段、磁気ディスク,半導体メモリ等の記憶手段、通信インターフェイス等を有し、特に媒体１１が有するセキュリティスレッドの透過イメージを読み取って真偽判別を行うものである。ここで前記セキュリティスレッド判別装置１０は画像情報取得部１２,媒体判別部１３,媒体判別辞書部１４,スレッドウィンドパタン切り出し部１５,二値化部１６,制御部１７,照合部１８,照合辞書格納部１９,照合結果情報格納部２０,照合結果集計部２１,真偽判定部２２を有する。

画像情報取得部１２は図示されない媒体画像取得装置から出力された媒体１１のデジタルイメージデータを取得する。前記媒体画像取得装置は例えばLED（Light Emitting Diode)等の光源、レンズ,CCD(Charge Coupled Device)等の撮像手段、信号増幅手段、A/D変換手段等を備える。そして光源の発する光を媒体１１に照射し、透過光をレンズによって縮小して撮像手段に結像させる。該撮像手段は結像された媒体１１の透過イメージを光電変換しアナログイメージデータとしての透過画像信号を出力する。さらに該透過画像信号は信号増幅手段によって増幅され、A/D変換手段によって例えば８bitのデジタル信号に変換されデジタルイメージデータとして出力される。なお前記デジタルイメージデータは画像を構成する各画素（ピクセル）が２５６階調の輝度を有するデータである。前記画像情報取得部１２は前記媒体画像取得装置から媒体１１のデジタルイメージデータからスレッドウィンドパタンを含む領域の画像として媒体画像を切り出すようになっている。なお、画像の傾きは補正されているものとする。

また、前記媒体判別部１３は前記媒体１１の媒体画像と媒体判別辞書部１４に格納されている媒体種別の辞書データによって媒体種別と方向（表裏および正逆方向）を判別する。１５はスレッドウィンドパタン切り出し部であり、媒体判別部１３で決定した媒体の種類と方向に対して、スレッドウィンドパタンを切り出す。１６は二値化部であり、前記スレッドウィンドパタン切り出し部１５切り出されたスレッドウィンドパタンに対して二値化処理を行いスレッドウィンドパタンの二値化像を作成する。具体的には所定の諧調を閾値として二値化処理を実行して、前記スレッドウィンドパタンを前記閾値を基準として二値化し黒の画素と白の画素に二分する。

そして、照合部１８は前記スレッドウィンドパタンの二値化像の上に基準となるスレッドウィンドパタンを重ね、前記スレッドウィンドパタンの二値化像と基準となるスレッドウィンドパタンとの一致率を算出し、該一致率を照合結果情報格納部２０に格納する。１７は制御部であり、前記前記照合部１８や照合結果情報格納部２０などを制御する。２１は照合結果集計部であり、照合結果情報格納部２０に格納されている照合結果を集計する。２２は真偽判定部であり、照合結果集計部２１で集計された結果を受けて、予め持っている判定閾値と比較し、例えば入力された媒体のスレッドウィンドパタンが本物であるか否かの結果を出力する。

次に前記構成のセキュリティスレッド判別装置１０の動作について説明する。

図２は本発明の実施の形態の説明図である。
１１は挿入される媒体である。２５は図示されない媒体画像取得装置から出力された全体画像である。２６は全体画像２５から媒体１１を切り出した画像であり、２７は透過光を照射することにより出現したセキュリティスレッドのスレッドウィンドパタンである。３０は媒体画像２６からスレッドウィンドパタン切り出し部１５で切り出され二値化部１６で二値化されたスレッドウィンドパタンである。

図３は本発明の実施の形態の照合部１８の説明図である。
３０はスレッドウィンドパタン切出し部１５で切出されたスレッドウィンドパタンに対して、二値化部１６にて二値化処理を行った二値化画像である。３２は照合辞書格納部に予め格納されている照合辞書である。３３は照合部１８で照合する処理を画像的に表したものであり、３０は入力された媒体１１のスレッドウィンドパタンであり、３２は照合辞書に格納されたデータである。すなわち照合辞書のデータに媒体１１のスレッドウィンドパタン３４を重ね合わせた画像である。

以下、本発明の実施の形態の動作を説明する。

まず、媒体１１が自動取引装置,自動販売機,両替機,ゲーム機等の装置における媒体搬送経路に挿入され、搬送装置に搬送されて、媒体画像取得装置の位置に到達すると、該媒体画像取得装置は撮像手段によって該媒体１１のアナログイメージデータを取得し、該アナログイメージデータをA/D変換してデジタルイメージデータとして全体画像２５を取得する。該全体画像２５から挿入された媒体画像を切り出してスキュウ補正を行った画像が２６である。媒体判別部１３は該画像２６と媒体判別辞書部１４に格納されている媒体種別の辞書データによって媒体種別と方向（表裏および正逆方向）を判別する。媒体判別部１３で判別された媒体に対して媒体種別と方向（表裏および正逆方向）を考慮してスレッドウィンドパタン切出し部１５でセキュリティスレッドの画像スレッドウィンドパタン２７を切り出す。スレッドウィンドパタン切り出し部１５で切り出されたスレッドウィンドパタン２７に対して二値化部１６では所定の閾値にて二値化処理を行いその画像が３０である。この際の二値化閾値は、絶対値でも良いし相対値でも良い。

この場合、スレッドウィンドパタン２７は画像を構成する各画素が例えば２５６階調の輝度を有する。この場合輝度が０であると最も暗いことを示し輝度が２５５であると最も明るいことを示している。具体的には所定の諧調を閾値として二値化処理を実行して、前記スレッドウィンドパタンを前記閾値を基準として二値化し黒の画素と白の画素に二分する。

前記スレッドウィンドパタンの二値化像３０と前記照合辞書格納部１９に格納されているスレッドウィンドパタンの辞書データ３２とを重ねあわせ、スレッドウィンドパタンの重なり度によって真偽判別を行う。

すなわち、二値化部１６で二値化された画像３０に対して制御部１７は照合処理や照合結果の格納などの制御を行い、二値化部で二値化された画像３０と予め格納されている照合辞書３２とを照合部１８で重ねあわせ照合する。照合結果情報格納部２０に格納された照合結果である黒画素数と白画素数から、照合結果集計部２１では照合辞書３２との黒画素の一致率と白画素の一致率を集計する。ここで、一致率とは照合辞書３２の全黒画素数に対する照合結果情報格納部２０に格納されている黒画素数と、照合辞書３２の全白画素数に対する照合結果情報格納部２０に格納されている白画素数の比率で表す。

照合結果集計部２１で集計された黒画素の一致率と白画素の一致率に対して、真偽判定部１２では、予め格納してある真偽判定閾値とを比較し、黒画素の一致率と白画素の一致率が真偽判定閾値以上の場合は、入力された媒体１１のセキュリティスレッドが本物であると判定し、真偽判定閾値未満なら入力された媒体１１のセキュリティスレッドが偽物と判定し、その結果を出力する。

＜本発明の第２の実施の形態＞

本発明の第２の実施の形態について説明する。なお実施の形態と同じ構造を有するものについては同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また前記実施の形態と同じ動作及び同じ効果についてもその説明を省略する。
図４は本発明の第２の実施の形態における機能構成を示すブロック図である。

本発明の第２の実施の形態においてセキュリティスレッド判別装置１０はセキュリティスレッドの特徴を判別するようになっている。なお媒体１１におけるセキュリティスレッドの位置は前記第１の実施の形態において特定されているものとする。そして前記セキュリティスレッド判別装置１０は機能の観点から図４に示されるように画像情報取得部１２、スレッドウィンドパタン特徴解析部４３、特徴値格納部４４、真偽判定部２２を有する。

ここで、スレッドウィンドパタン特徴解析部４３は画像情報取得部１２が切り出したスレッドウィンドパタンの二値化像３０の画像の対称性を解析する。２２は真偽判定部であり、特徴値格納部４４で集計された結果を受けて、予め持っている判定閾値と比較し、入力された媒体が本物であるか否かの結果を出力する。

図５は図４のスレッドウィンドパタン特徴解析部４３の説明図であり、（ａ）は左右対称性、（ｂ）は上下対称性の説明図である。ここで３０は二値化部１６の二値化処理されたスレッドウィンドパタン画像である。５２は、画像３０の横に対して中央で折り曲げたことを示す画像である。５３aは、対称性を示す基準線である。５８は、基準線５３bに対して画像３０の上下に対して中央で折り曲げ重なった画像を示している。５５、５９は、基準線５３で折り返す前の元画像の跡を示している。

以下、第２の実施の形態の動作を説明する。

図４における画像情報取得部１２から二値化部１６までの動作は、第１実施例と同様であるためにここでは省略する。二値化部１６で二値化された画像３０に対してスレッド画像特徴解析部４３では、左右の対称性の解析および上下の対称性の解析を行う。左右の対称性は、基準線５３aに対して、図5(a)に示すように左右に画像を折る方法で折り曲げることで重なった黒画素が５４である。また、上下の対称性は、基準線５３bに対して、図5(b)に示すように上下に画像を折る方法で、折り曲げることで重なった黒画素が５８である。上記のように、画像を基準線に対して折り曲げ、重なった黒画素５４および５８の画素数を集計し、特徴値格納部４４に格納する。

真偽判別部２２では、特徴値格納部４４に格納されている黒画素数と画像３０の全黒画素数との比率である対称性一致率を計算し、予め格納してある判定閾値とを比較し、対称性一致率が真偽判定閾値以上の場合は、入力された媒体１１のセキュリティスレッドが本物であると判定し、真偽判定閾値未満なら入力された媒体１１のセキュリティスレッドが偽物と判定し、その結果を出力する。

本発明の第２の実施の形態では、切り出したセキュリティスレッド画像に対して二値化処理を行い照合処理を行っているが、多値画像を用いて照合処理を行っても良い。
また、対称性は左右対称と上下対称により判別しているが、その他の対称性、例えば点対称など別の対称性を用いて判別しても良い。
更にまた、判別処理について対称性一致率を用いて説明したが、黒画素数とにより判別するとしても良い。

＜本発明の第３の実施の形態＞

本発明の第３の実施の形態について説明する。なお実施の形態と同じ構造を有するものについては同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また前記実施の形態と同じ動作及び同じ効果についてもその説明を省略する。
図６は本発明の第３の実施の形態における機能構成を示すブロック図である。

本発明の第３の実施の形態においてセキュリティスレッド判別装置１０はセキュリティスレッドの特徴を判別するようになっている。なお媒体１１におけるセキュリティスレッドの位置は前記実施の形態において特定されているものとする。そして前記セキュリティスレッド判別装置１０は機能の観点から図６に示されるように画像情報取得部１２、スレッドウィンドパタン特徴解析部７０、照合部１８、照合辞書が格納された照合辞書格納部１９、照合結果情報格納部２０、照合部１８や照合結果情報格納部２０などを制御する制御部１７、真偽判定部２２を有する。

ここで、スレッドウィンドパタン特徴解析部４３は画像情報取得部１２が切り出したスレッドウィンドパタンの二値化像３０を用いて画像の水平方向黒画素ヒストグラムを作成する。前記スレッドウィンドパタンの水平方向黒画素ヒストグラムと前記照合辞書格納部１９に格納されている水平方向黒画素ヒストグラムの辞書データとを照合してスレッドウィンドパタンの真偽の判別を行う。

図７は図６のスレッドウィンドパタン特徴解析部７０の説明図である。７１は二値化部１６で二値化処理されたスレッドウィンドパタン画像である。７２は水平方向ヒストグラム作成処理であり画像７１に対して水平方向の黒画素のヒストグラムを作成する。７３は黒画素ヒストグラムであり、スレッドウィンドパタン７１に対して水平方向（横方向）に対して黒画素数を集計し作成したヒストグラムである。７３の横軸左方向が黒画素が多いことを示している。また、縦方向はスレッドウィンドパタンの長さを示している。

図８は、図６の照合部の説明図である。７３は、スレッド特徴解析部７０で抽出された水平方向黒画素ヒストグラムのグラフである。８２は照合辞書格納部１９に格納されている辞書データである。８３は照合する処理を表している。８４は入力パタンと照合辞書のデータを重ね合わせたものである。８５は、重ね合わせたデータ８４について相関性を計算する処理を示し結果を出力する。

以下、第３の実施の形態の動作を説明する。

図６における画像情報取得部１２から二値化部１６までの動作は、実施の形態と同様であるためにここでは省略する。二値化された画像７１に対してスレッド画像特徴解析部７０では、水平方向黒画素ヒストグラム作成７２の処理が実行され、作成された水平方向黒画素ヒストグラムが７３である。スレッド画像特徴解析部７０で作成された水平方向黒画素ヒストグラム７３と予め格納されている照合辞書８２を照合部１８で図８の８４で示すように重ね合わせ、７３と８２の相関性を計算する処理８５を実行し、計算された相関性結果を照合結果情報格納部１０に格納する。照合結果情報格納部２０に格納されている相関性結果に対して、真偽判定部１２では予め格納してある真偽判定閾値とを比較し、相関性結果が真偽判定閾値以上の場合は、入力された紙幣１のセキュリティスレッドが本物であると判定し、真偽判定閾値未満なら入力された紙幣１のセキュリティスレッドが偽物と判定しその結果を出力する。

以上のように、本発明は、切出したセキュリティスレッド画像に対して二値化処理を行い照合処理を行っているが、多値画像を用いて照合処理を行っても良い。

また、対称性は左右対称と上下対称により判別しているが、その他の対称性、例えば点対称など別の対称性を用いて判別しても良い。

さらに、判別処理について対称性一致率を用いて説明したが、黒画素数とにより判別するとしても良い。

また、水平方向黒画素ヒストグラムの特徴により真偽判別するとしたが、白画素のヒストグラムを作成することで真偽判別しても良いし、黒画素ヒストグラムと白画素ヒストグラム両方を用いて真偽判別しても良い。

さらに、相関性により真偽判別を行うとしているが、入力パタンと辞書の差分を取り、その差分特徴値により真偽判別しても良い。

実施の形態では、セキュリティスレッドに対して本発明の説明をしたが、画像の照合を行う場合であれば応用できる。

本発明の実施の形態の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の説明図である。 本発明の実施の形態の照合部の説明図である。 本発明の第２の実施の形態の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態のスレッドウインドパタンの特徴解析部の説明図である。 本発明の第３の実施の形態の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態のスレッドウインドパタンの特徴解析部の説明図である。 本発明の第３の実施の形態の照合部の説明図である。

符号の説明

１１ 媒体
１２ 画像情報取得部
１３ 媒体判別部
１４ 媒体判別辞書部
１５ スレッドウィンドパタン切り出し部
１６ 二値化部
１８ 照合部
１９ 照合辞書格納部
２０ 照合結果情報格納部
２２ 真偽判定部
４３,７０ スレッドウィンドパタン特徴解析部

Claims (2)

1. 挿入された媒体の画像を画像データとして取り込む画像情報取得部と、前記画像データと媒体判別辞書を用いて挿入された媒体を判別する媒体判別部と、前記媒体判別部にて判別した媒体からスレッドウィンドパタンを切り出すスレッドウィンドパタン切り出し部と、
   前記切出したスレッドウィンドパタンを二値化データとする二値化部と、
   前記スレッドウィンドパタンの対称性を解析するスレッドウィンドパタン特徴解析部とを有し、
   前記スレッドウィンドパタン特徴解析部は、前記スレッドウィンドパタンの基準線を設定し、前記スレッドウィンドパタンを、前記基準線を中心に折り曲げて重なった画像を基にして前記対称性の一致率を計算し、予め格納してある判定閾値と比較することによって前記媒体の真偽判別を行うことを特徴とするセキュリティスレッド判別装置。
2. スレッドウィンドパタンを前記基準線を中心に左右または上下に折り曲げて重なった画像を基に左右または上下の対称性の一致率を計算することを特徴とする請求項１記載のセキュリティスレッド判別装置。

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