JPH0114625B2 - - Google Patents

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JPH0114625B2
JPH0114625B2 JP54139859A JP13985979A JPH0114625B2 JP H0114625 B2 JPH0114625 B2 JP H0114625B2 JP 54139859 A JP54139859 A JP 54139859A JP 13985979 A JP13985979 A JP 13985979A JP H0114625 B2 JPH0114625 B2 JP H0114625B2
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JP
Japan
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printed matter
value
signal
amount
metal elements
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JP54139859A
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Yasushi Nakamura
Ko Ootobe
Koji Izawa
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は印刷物の判別装置に関する。 近年、自動販売機・両替機や銀行端末機器の普
及により印刷物の正否を判別する装置あるいは技
術が重要となつてきている。印刷物の正否を判別
する方式は種々あるがその代表例として、印刷物
中の磁性物質の検出あるいはこれを基にした磁性
物質のアナログ的な分布の特徴を検知する方式
（特開昭54−4199号公報）がある。この方式はあ
らかじめ標準印刷物の磁性物質分布に対応する標
準デジタル信号を記憶装置に記憶させておき、被
判別印刷物と磁性検出器を相対的に移動させるこ
とにより被判別印刷物の一端側から他端側までの
印刷物の磁性物質分布に従つた経時的なアナログ
信号を得ると共に、これと併行して前記デジタル
標準信号を記憶装置から逐次読み出してこれをア
ナログ標準信号に変換し、上記被判別アナログ信
号をアナログ標準信号と比較することにより印刷
物の判別を行なうものである。 第１図はこの代表例における印刷物の正否判別
方式を示す。同図ａにおいてSaは被判別印刷物
の一端側から他端側までの印刷物中の磁性物質分
布に従つた経時的なアナログ信号であり、Sfは記
憶装置から読み出されたデジタル標準信号をアナ
ログ変換した標準印刷物の磁性物質分布に従つた
アナログ信号である。これらの信号SaとSfは減
算回路に入力され、減算回路ではこの２つの信号
の差すなわち同図ｄにおけるSgを出力する。被
判別印刷物が真正であり標準印刷物と同一種類の
ものであれば、信号Saの波形は信号Sfの波形と
等しいかあるいは極めて似ているのでその差Sg
は０あるいは極めて０に近い数値となる。そこで
Sgを比較回路において、あらかじめ変動要因を
考慮して定められた許容値Vaと比較することに
よりSg≦Vaならば「正」、Sg＞Vaならば「否」
の判別を行なう。 以上代表的な公知技術について説明したが、印
刷物では印刷インクのばらつきや附着インク量の
ばらつき、さらには損耗等による経時変化のため
第１図ｂに示される様に含有磁性物質分布のばら
つきはかなりの量になる。このばらつきを吸収す
る様に許容値Vaの範囲を大きくし第１図ｅに示
すVa′とすれば、正否判別能力は低下してしま
う。反対に判別能力を低下させない様に許容範囲
を狭まく取れば、「正」を「否」と判別してしま
う誤判別率が高くなる。又印刷物にシワや折れ、
接着テープ等の附着などが生じた場合、出力信号
Saは局所的に出力異常を起こし第１図ｃの様に
なるが、この様な局所的な出力異常に対して従来
方式では第１図ｆの如く「否」と判別されてしま
う。 更に従来磁気検出器として磁気ヘツド等による
検出を行なつているため、その構造からくる制約
により印刷物の狭い幅の範囲の磁性物質含有量し
か検出できず、その結果位置のずれ等による検出
信号のゆらぎも大きく、結果的に「正」「否」に
関する誤判別率が高くなることを避け得なかつ
た。 本発明は、これらの問題点に鑑み、特に損耗等
による印刷物自体経時変化に影響されることのな
い印刷物の判別装置を提供することを目的とす
る。 本発明によれば、被検印刷物の複数点の含有金
属元素量を検出する。従来はこれらの含有金属元
素量を個々に真正な印刷物の含有金属元素量と比
較していたが、本発明では、これらを第１の信号
ベクトルの各要素として対応付けるとともに真正
な印刷物の含有金属元素量も第２の信号ベクトル
の各要素として対応付け、これら第１及び第２の
信号ベクトルの成す角θの余弦値cosθあるいは
cos2θを類似度値として求める。 例えば、検出された第１の信号ベクトルＶの要
素をＶ→(I)（Ｉ＝１，…，Ｎ）、真正な印刷物の第
２の信号ベクトルＳの要素をＳ→(I)＝（Ｉ＝１，…，
Ｎ）とすれば両ベクトルの余弦値cosθは で示される。 ここで、ＺはベクトルＶ→，Ｓ→の対応する要素同
志の積和 Ｚ＝N 〓I=1 V(I)・S(I) Ｘ及びＹはそれぞれベクトルＶ，Ｓの２乗和 Ｘ＝N 〓I=1 V(I)・V(I) Ｙ＝N 〓I=1 S(I)・S(I) である。 このような類似度値を用いて判別することによ
り、被検印刷物の全体的な汚れや変化に強い判定
が可能となり、特に流通過程でインク等に損耗の
ある印刷物であつても「正」と判定することがで
きる。 以下本発明の詳細を、その実施例に基づき説明
する。第２図は本発明の一実施例である印刷物判
別装置の構成を示す。同図において１１はＸ線発
生管であり、高圧電源１２から電力が供給されＸ
線１３を発生し、これを一定領域１４に照射す
る。１５は判別対象となる印刷物であり、１６で
示される様な印刷模様を持つ。印刷物１５は搬送
ベルト１７等の搬送手段により一定速度で搬送さ
れ、前記Ｘ線照射領域１４を通過する。印刷模様
１６の中にはその印刷インク中に何んらかの金属
元素、たとえば亜鉛Zn元素が含まれているもの
とすると、印刷物１５にＸ線１３が照射されると
印刷物中に含有される元素特有の蛍光Ｘ線つまり
この場合にはZn個有の蛍光Ｘ線が発生する。こ
の蛍光Ｘ線１８のエネルギーＥすなわち波長λは
含有される元素の種類によつて定まり、その強度
Ｉは含有される元素の量に比例する。他方Ｘ線を
Ｘ線検出器により電気信号に変換すると、Ｘ線エ
ネルギーに依存した波長値を特つパルス信号が得
られる。従つて発生した蛍光Ｘ線を検出器で検出
して得られるパルス信号の波高値を測定すれば含
有元素の種類を判別することができる。また含有
元素の量は、単位時間内に発生する上記所定の波
高値を持つパルス信号の数を計数することにより
得ることができる。本実施例においては発生した
蛍光Ｘ線１８は比例計数管１９により検出され
る。比例計数管１９は検出したＸ線のエネルギー
に比例した波高値を持つ電気パルス信号V1を発
生し、それを前置増幅器２０へ供給する。前置増
幅器２０では信号V1を必要な電圧レベルV2に増
幅し、デイスクリミネータ２１へ供給する。デイ
スクリミネータ２１はパルス信号中の所定の波高
値を有するパルス信号のみを通過させるもので、
通常Ｘ線検出器で発生するパルス信号は検出器の
エネルギー分解能によりその波高値に若干の幅が
あるために所定のパルス波高値に対する上・下限
値を設定している。すなわち印刷物１５に含有さ
れている特定元素、たとえばZn元素により発生
した蛍光Ｘ線を検出する場合、Zn個有のパルス
波高値のみが設定値内に存在する様にあらかじめ
上・下限値を設定しておく。こうすることにより
パルス信号V2中の、Zn個有の波高値を持つパル
ス信号のみがデイスクリミネータ２１を通過し、
出力パルスVaが得られる。この信号Vaはカウン
タ２２に供給される。カウンタ２２は制御パルス
発生回路１０１から供給されるカウンタクリアパ
ルスＰ１にて制御され、この一定タイミングで出
力パルス信号Vaをカウントし、そのカウント値
CNをシフトレジスタ２３にセツトする。シフト
レジスタ２４へのセツトは前記制御パルス発生回
路１０１から供給されるシフトレジスタタイミン
グパルスＰ２により制御される。これらの制御パ
ルスＰ１，Ｐ２は搬送ベルト１７等の搬送手段に
より走行到来する印刷物１５の先端検出信号To
を入力として作られる。先端検出信号Toは光電
スイツチ１０２により、走行到来した印刷物１５
の先端部を検出して発生する。以上の様にパルス
Ｐ１，Ｐ２は信号Toを起点とし、搬送される印
刷物面を任意にＮ区分する間隔のパルスである。
パルスＰ１はカウンタ２２をクリアし、パルスＰ
２はカウンタ２２の値をシフトレジスタ２３に転
送する如くに構成されている。 第３図はこれらの制御パルスの時間関係を示
す。この様な構成のもとで、シフトレジスタ２３
に得られる値は印刷物面をＮ区分した場合の各区
分エリア毎のZn元素の含有量を表わす。これを
V(I)（Ｉ＝１〜Ｎ）とする。V(I)はＮ次元ベクトル
の各方向成分と考えることができ、このベクトル
をＶとする。２４は記憶装置であり、真正な印刷
物について印刷物面をＮ区分した場合の各区分エ
リア毎のZn元素の含有量を記憶している。本実
施例においてはカウンタ２２は８ビツトカウンタ
を使用し、記憶装置２４は８ビツトを１ワードと
したＮワードの記憶装置、たとえばRONの如き
記憶装置である。記憶装置２４の内容はタイミン
グ制御信号Ｐ３のタイミングに従つて読み出され
る。この記憶装置から読み出される信号はS(I)（Ｉ
＝１〜Ｎ）とする。S(I)もＮ次元ベクトルの各方
向成分であり、このベクトルをＳとする。更に記
憶装置２４は信号S(I)の２乗和、すなわちＹ＝N 〓I=1
S(I)・S(I)も記憶している。２５は乗算累積器で
V(I)とS(I)との積和を求め出力Ｚを出す。すなわち
Ｚ＝N 〓I=1 V(I)・S(I)である。２６も２５と同様な乗算
累積器で、ここではV(I)の２乗和を求め出力Ｘを
出す。すなわちＸ＝N 〓I=1 V(I)・V(I)である。２７は
平方根演算、乗算、除算機能を持つ演算回路であ
り、前記信号Ｘ，Ｙ，Ｚを受けて出力Ｗを出す。
この演算回路２７での入出力関係はＷ＝Ｚ／√
Ｘ・√であり、出力Ｗは、印刷物１５における
Ｎ区分されたZn元素の含有量V(I)を成分とするＮ
次元ベクトルＶと真正な印刷物におけるＮ区分さ
れたZn元素の含有量S(I)を成分とするＮ次元ベク
トルＳとが成す角θの余弦値（cosθ）を表わす値
となる。２８は比較判別回路であり演算回路２７
の出力Ｗを受けて、あらかじめ設定してある許容
値Wdと比較し出力Ｗが許容値内であれば「正」、
許容値外であれば「否」の信号を出力する。演算
回路２７の出力値Ｗは検出信号ベクトルＶと基準
信号ベクトルＳとが成す角の余弦を表わす。した
がつて被検査印刷物が真正であり、Ｎ区分のすべ
てのエリアでV(I)とS(I)が一致すればＷ＝1.0とな
る。通常、種々の要因のためにV(I)とS(I)とは完全
には一致しないが、検査印刷物が真正な印刷物で
あれば出力Ｗは極めて1.0に近い値となる。その
ため実施例においては正否判別の許容値Wdを
0.95として、出力値Ｗ≧0.95の時に「正」とし、
Ｗ＜0.95の時は「否」と判定する如くに構成し
た。 以上述べた実施例から明らかな様に、本発明は
印刷物のZn元素の含有分布をその走行方向に従
つて広い幅にわたり検出するために、印刷物の搬
送位置のずれやシワ等による検出信号のばらつき
の影響を極力除去することが可能となつている。
更に被検査印刷物検出信号ベクトルＶと基準印刷
物信号ベクトルＳとの成す角の余弦値Ｗに着目し
ているために次に示す特徴を持つ。演算出力値Ｗ
はベクトルＶとベクトルＳの成す角のみに依存す
る値で、各ベクトルの長さすなわち
【式】
【式】の値に は関係しない。そのためにＮ区分された各エリア
でのV(I)の値がS(I)の値と完全に一致しなくとも、
V(I)とS(I)の比がどのエリアでも同じ値となればＷ
＝1.0となる。第４図はその例を示している。 Fsは真正な印刷物におけるZn元素の含有量分
布であり、Fvも真正な印刷物のZn元素含有量分
布であるが、印刷時に印刷インクの濃度にばらつ
きがありFsに比べて2/3程になつている。つまり
各エリアにおいてV(I)＝2/3S(I)ではあるが、Ｖと
Ｓとは同一方向ベクトルなのでその成す角は０と
なりその余弦値Ｗ＝1.0となる。よつて本発明に
おいては、印刷インクのばらつきや流通過程で生
じる印刷インクの損耗等による経時変化、さらに
は検出系の時間的温度的変化等による検出信号の
ばらつきの影響を完全に除去して精度の高い正・
否判別が可能となる。 更に印刷物のシワや折れ、接着テープの附着等
による検出信号量の局所的変動に対しては検出信
号のサンプリング量を必要十分に多くすることに
より実用上差しつかえない程にその影響を除去す
ることが可能である。以上述べた様に本発明によ
れば、従来方式に見られた種々の問題点を改善
し、信頼性の高い印刷物の正否判別装置を実現す
ることができる。以下、本発明の効果をそこなう
ことなく行なえる変形例を２〜３説明する。 実施例においては印刷物が含有分布する元素と
してZn元素を具体例にして述べたが、蛍光Ｘ線
検出装置で検出可能な元素、たとえば鉄、鉛、
銅、クロム等であればいかなる元素の分布であつ
ても本発明は適用可能である。特にたとえば鉄等
の特定元素については磁気ヘツドや磁電変換素子
により検出が可能であり、この様な特定元素につ
いては蛍光Ｘ線検出装置のかわりにその元素の含
有量の検出が可能な検出手段を使用しても本発明
の効果は十分発揮できる。又実施例に示した様に
各エリア毎の検出含有量V(I)（Ｉ＝１〜Ｎ）を成
分としたベクトルＶを検出ベクトルとせずに、各
V(I)からV(I)の平均値、すなわちN 〓I=1 V(I)／Ｎを引い
たV(I)を成分としたベクトルV′（信号ベクトルの
交流成分）を検出ベクトルとし、同じく基準ベク
トルS′との成す角を求めることにより、含有元素
分布の変化に強く着目できるために本発明の効果
は一層高まる。更に他の変形例として、印刷物を
搬送さずに静止させておき印刷物面上に複数個の
検出装置を設置してもよい。 この場合Ｎ個の検出装置から得られるＮ個の検
出量V(I)（Ｉ＝１〜Ｎ）を成分とするＮ次元ベク
トルＶを考えれば本発明と同様の効果が得られ
る。 実施例においては判別の基準となる真正な印刷
物が一種類の場合の正否判別について示したが、
本発明からなる装置は印刷図形の特徴が異る複数
種類の印刷物の種類判別にも有効である。Ｍ種類
の印刷物の種類判別を行うためには、Ｍ種類の印
刷物のそれぞれについてあらかじめ定めたＮ点の
位置の金属元素含有量を検出記憶し、それを基準
信号ベクトルS1，S2，S3……SMとする。被検印
刷物のあらかじめ定めたＮ点の位置の金属元素含
有量を検出して得られる信号ベクトルをＶとし、
上記基準信号ベクトルS1，S2，S3……SMとの類
似度値を求める。類似度値が最も大きくなる印刷
物種類を見出す事により、被検印刷物の種類別を
判別する事が可能である。 また実施例においては基準信号ベクトルＳと検
出信号ベクトルＶとの類似度値として両ベクトル
の成す角θの余弦値（cosθ）に注目したが、これ
と物理的な意味が同等な値、たとえば余弦値の二
乗（cos2θ＝Z2／Ｘ・Ｙ）やθの値そのものに着
目したとしても本発明の効果はまつたく同じであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ〜ｆは従来技術を説明するための図、
第２図はこの発明の一実施例を示す図、第３図及
び第４図はこの発明の一実施例を説明するための
図である。 １１……Ｘ線発生管、１５……印刷物、１９…
…比例計数管、２１……デイスクリミネータ、２
２……カウンタ、２３……シフトレジスタ、２４
……記憶装置、２５，２６……乗算累積器、２７
……演算回路、２８……比較判別回路、１０１…
…制御パルス発生回路、１０２……光電スイツ
チ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被検印刷物中の含有金属元素量に対応する値
    を複数点にわたつて検出する手段と、 真正な印刷物における前記金属元素量に対応す
    る値をあらかじめ記憶する記憶手段と、 前記検出手段で検出された被検印刷物の含有金
    属元素量に対応する値を第１の信号ベクトルの各
    要素として対応付けるとともに前記記憶手段に記
    憶された真正な印刷物の含有金属元素量に対応す
    る値を第２の信号ベクトルの各要素として対応付
    け、これら第１及び第２の信号ベクトルの成す角
    の余弦値あるいはそれと同等な値を類似度値とし
    て求める演算手段と、 この演算手段により求められた類似度値をあら
    かじめ定めた類似度値の許容値と比較することに
    より前記被検印刷物の正否を判別する比較判定手
    段とを備えたことを特徴とする印刷物判別装置。 ２ 記憶手段は、更に第２の信号ベクトルの２乗
    和を予じめ記憶し、 演算手段は、第１及び第２の信号ベクトルの
    夫々対応する要素の積和を求める第１の乗算累積
    器と、 第１の信号ベクトルの２乗和を求める第２の乗
    算累積器と、これら第１及び第２の乗算累積器の
    出力ならびに前記記憶手段が記憶する第２の信号
    ベクトルの２乗和とから前記類似度値を求める演
    算回路を備えたことを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の印刷物判別装置。 ３ 前記含有金属元素量検出手段としては螢光Ｘ
    線検出装置を具備した事を特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の印刷物判別装置。
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