JPH0123829B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は印刷物を移動しながらパターンセンサ
によつて磁気的又は光学的にパターンを検出し、
該パターンと基準パターンとを比較することによ
つて印刷物の真偽を判定する装置に関する。 紙幣等の真偽を判定する場合、光センサや磁気
センサ等を用いて紙幣の特徴を電気信号に変換し
た後に判定を行う。この判定を行う技術としてす
でにいろいろなものが知られているが、その一つ
に、紙幣のある部分を長手方向にパターンセンサ
でスキヤンして第１図の実線M₁で示すようなエ
ンベロープ波形を求め、紙幣の各位置S₁〜Snで
その点の信号レベルがあるスレツシユホールドレ
ベル以上又は以下であるかを判定してデイジタル
信号１，０に変換し、ｎ個の点の１，０のパター
ンが、基準となる１，０パターンと同じか否かに
より、紙幣の真偽の判定を行うものがある。 しかし、紙幣が古くなつたり、汚れた場合に
は、第１図の点線M₂で示すように検出レベルが
低下するので、上述のようなスレツシユホールド
レベルとの比較による場合には誤判定を生じるこ
とが多々あつた。 従来技術の他の一つに、第１図に示す波形M₁，
M₂の波形がよく似ていることに鑑み、基準パタ
ーンとの相関係数を求めてその大小により真偽を
判定するものがある。即ち、実測の信号波形を
Ｘ、基準となる信号波形をＹとし、この２つの波
形Ｘ，Ｙをナイキストのサンプリング定理に基づ
いてサンプリングしたサンプリング値系列をX_p，
Y_p（Ｐ＝１，２…ｎ）とすると、この波形間の相
関係数Ｒは式(1)で求められる。 但し、 ＝１／ｎ_o 〓^P=1 X_p ＝１／ｎ_o 〓^P=1 Y_p この相関係数Ｒがある値以上の時には真札、あ
る値以下の時は偽札とすることは真偽判定上非常
に有効である。しかしこの技術を実施するには、
ハードウエアでは装置が大きくなり、ソフトウエ
アではプログラムサイズが大きくなり、判定に要
する時間もかかるので、実用性に問題がある。 次に、前記のようなサンプリングを行うタイミ
ング信号を作る従来技術について説明する。一般
に、紙幣の搬送機構は、第２図に示すように、上
下のベルト１，２間に紙幣３を挟んで搬送するよ
うになつており、第２図のものは、紙幣の搬送路
に光センサ４ａ〜４ｎを配設し、紙幣の移動に伴
つて紙幣によつて光センサ４ａ〜４ｎに入る光が
順次遮られて出力が変化する時点をとらえてパタ
ーンセンサ５の出力を読み込むものである。しか
しながら、このようなタイミング信号作成手段に
よれば、光センサ４ａ〜４ｎが読み込みタイミン
グ数だけ必要となるので、多数の光センサが必要
となる。また、光センサ４ａ〜４ｎの位置が固定
されていることや位置精度などが問題になる。 第３図は、第２図のものと異なるタイミング信
号作成手段を示すもので、搬送ベルト１と連動す
る円板６を設け、該円板６の周囲にはタイミング
発生用の孔７を多数設け、円板６の両側の孔７を
設けた位置には、光源８と光センサ９とを対向設
置し、搬送ベルト１の動きに伴つて円板６が回転
して光センサ９に孔７を通した光源８からの光が
断続して入光し、これによつて得られる光センサ
９の出力を読み込みタイミング信号として用いる
ものである。しかし、このタイミング信号発生手
段による場合には紙幣の位置と孔７の位置とを同
期させる必要がある上、パターンデータは穴の間
隔ごとのサンプリングに固定され、穴の位置精度
がそのままサンプリング間隔の精度になるなどの
問題がある。 本発明は上述のような従来技術の問題点に鑑
み、大がかりな装置を要することなく、短時間に
印刷物の判定を行うことができ、しかも耐雑音特
性に優れた印刷物の判別装置を提供することを目
的としてなされたものである。 この目的を達成するため、本発明に係る印刷物
の判別装置は、印刷物を搬送する手段と、搬送さ
れている前記印刷物のパターンを検出するパター
ンセンサと、前記印刷物の搬送速度を検出するよ
うに配置され速度検出手段と、前記パターンセン
サの出力をデイジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器と、演算処理装置とを備える印刷物の判別装置
であつて、 前記演算処理装置は、前記速度検出手段の速度
検出信号が入力されていて、この速度検出信号に
基づいて、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を読み取るタ
イミングを定め、前記読み取りタイミング毎に前
記Ａ／Ｄ変換器の出力をサンプリングして、次の
式で表わされる移動平均_{p p}＝_K-1 〓ⁱ⁼⁰ _p+i ／Ｋ（Ｐ＝１，２…ｎ） 但し、Ｐはサンプリング個所 ｎはサンプリング点数 Ｋは平均する数 X_p+iはサンプリング値 を算出し、算出された移動平均を記憶し、データ
入力終了後に前記読み取りタイミングの各々にお
ける前記移動平均のデータ相互の大小関係を求
め、その大小関係が基準パターンの大小関係と一
致するか否かを判定して前記印刷物の真偽を判定
すること を特徴とする。 印刷物の判別を行なう場合、第１図に示したよ
うな信号波形から、雑音成分である高周波数成分
を除去する必要がある。高周波数成分を除去する
に当り、一般的な技術として、積分器を使用する
ことが考えられる。積分器を使用した場合、印刷
物の搬送速度が変化すると、パターンセンサによ
るスキヤン速度が変化するので、積分器の入力が
変化し、その出力波形が変化する。本発明におい
ては、このようなスキヤン速度の変化による出力
波形の変化をなくすため、積分器の代りに、サン
プリングしたサンプル値系列を移動平均すること
により、ローパスフイルタとする。ここに、移動
平均_pとは、次の式(2)、 _p＝_K-1 〓ⁱ⁼⁰ _p+i ／Ｋ（Ｐ＝１，２…ｎ） …(2) 但し、Ｐはサンプリング個所 ｎはサンプリング点数 Ｋは平均する数 X_p+iはサンプリング値 に従つて算出された値である。 サンプリング点数ｎは、スキヤン速度に拘ら
ず、一種の印刷物では一定とする。これによつて
移動平均した結果もスキヤン速度に拘らず一定と
なる。計算機を用いて移動平均を求める場合は、
平均する数Ｋを2^m（ｍは整数）とすれば、各デー
タの加算と加算結果のシフトにより、移動平均を
容易に求めることができる。平均する数ＫはＫ≦
ｎの範囲で選択できる。 このように、パターンセンサからの信号波形を
移動平均することにより、印刷物の搬送速度の影
響を受けることなく、耐雑音特性を大幅に改善で
きる。また、移動平均して得られた結果を記憶し
ておいて、入力終了後に下記の大小比較を行うこ
とにより、パターン認識の有効な手段が提供でき
る。 次に大小比較法について説明する。 波形の振幅の違いを問題にしないで凹凸関係を
調べる方法として次のようなことが考えられる。
まず、各サンプリング点における移動平均の大小
関係を＋，０，−によつて表わす。第４図に波形
と移動平均によるサンプル値系列を示し、表１に
移動平均の大小関係を示す。

【表】 ２つの波形の凹凸関係がどの程度似ているか
は、表１の符号パターンがどの程度一致している
かによつてわかるので、実測のパターンと基準パ
ターンとを比較することによつて紙幣の真偽がわ
かる。即ち、全サンプリング点の符号パターンが
一致していれば両者の凹凸関係は一致しているこ
とになる。従つてこの大小比較法によれば、波形
の凹凸の特徴を、振幅波形としてパターン化し、
規格化したことになる。 第５図ａ〜ｄは、すべて、同一種の印刷物より
得られた移動平均の波形を示している。 第５図ａを基準とすると、第５図ｂは、各サン
プリング点におけるレベルの大小関係が、第５図
ａと近似しており、第５図ｃは、上側は基準より
レベルが低く、下側はレベルが高いが、各サンプ
リング点におけるレベルの大小関係が第５図ａと
類似している。第５図ｄは直流分が重畳されてい
るが、やはり、各サンプリング点におけるレベル
の大小関係が、第５図ａのそれと類似している。
従つて、このような大小比較によれば、波形が多
少異つても、或いは直流が重畳していても、各サ
ンプリング点の移動平均レベルの大小関係に関し
て類似性があれば、同一種の印刷物であると判定
できる。 第６図は本発明に係る印刷物の判別装置の一実
施例である。図において、１０ａ，１０ｂは、第
１１図のように、左右２線上の点をサンプリング
することを可能にするパターンセンサであり、判
別精度を上げるため、左右２個備えてある。第１
１図において、a₁〜a₁₄はサンプリング点を示す。
１１ａ，１１ｂは各パターンセンサ１０ａ，１０
ｂの出力を増幅する増幅器、１２は増幅器１１
ａ，１１ｂの出力を選択するアナログスイツチ、
１４はパターンセンサ出力をデイジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器、１５は速度センサ、１６は
演算処理装置である。 演算処理装置１６は、速度センサ１５の出力に
よつて前記アナログスイツチ１２の切換、及び、
Ａ／Ｄ変換器１４の出力のサンプリングを行うと
共に、上述した移動平均をとつて記憶し、データ
入力終了後に移動平均のデータ相互の大小関係を
求め、その大小関係が基準パターンの大小関係と
一致するか否かの演算を行い、かつ、モータ制御
回路１７に制御信号を加え、表示器１８に紙幣が
どの方向（表、裏、左、右）で入力されたかを表
示させる。 この装置におけるサンプリングタイミングの作
成は、後述のような機構を用いてサンプリングを
開始する直前の搬送速度を光センサ等で検知し、
その速度に基づいて行う。これにより、紙幣搬送
用のモータの回転数に拘らず一定数のサンプリン
グが可能となる。 紙幣鑑別の信号波形のような場合は、移動平均
の大小関係を示す符号パターンの全点について基
準のものと一致しているか比較する必要はなく、
同一種の紙幣であれば、どの紙幣においても、移
動平均の大小関係を示す符号に変化がない点を数
点選び、その点についてのみ、基準のものと一致
を調べればよい。 次に、第６図に示した速度センサ１５に関する
構成について説明する。第８図は速度センサ等に
関する機械的構成例を示すもので、搬送ベルト１
と連動する円板２０には光透過部２１を１個設
け、円板２０の両側の光透過部２１の位置には光
源８と光センサ９とを対向設置する。また紙幣搬
送路には紙幣先端を検出する光センサ２２を設け
る。 第９図は第８図に示した光センサ９及び光セン
サ２２から読み取りタイミングパルスを作る回路
のブロツク図であり、２３はカウンタ、２４は発
振器、２５はメモリレジスタ、２６ａ〜２６ｎは
演算処理装置である。カウンタ２３は発振器２４
からのクロツクパルス（第１０図ｃ参照）を計数
し、第１０図ａの光センサ９の出力を波形整形し
た第１０図ｂに示す波形整形パルスによつて、計
数値Ｌをメモリレジスタ２５に記憶させると共
に、計数値をリセツトするものである。メモリレ
ジスタ２５は、光センサ２２の出力が高レベルで
ある間、即ち紙幣が光センサ２２の位置に至るま
での間は、カウンタ２３の計数値Ｌを計数完了毎
に記憶する動作を行うが、紙幣が光センサ２２の
位置に至ると、第１０図ｃ，ｄに示すように、カ
ウンタ２３からの入力を止め、記憶値を光パルス
９の出力の如何に拘らず保持する。第１０図ｅ
は、第１０図ａ〜ｄの波形が得られる紙幣の対応
位置を示すもので、紙幣が装置入口付近にある間
は光センサ９のパルス（第１０図ａ）の間隔が長
くなつているが、メモリレジスタ２５が最終計数
値Ｌを保持する時点では搬送モータ速度も一定と
なるので、第１０図ａのパルス間隔も一定となつ
ている。このＬ値に基づいて、読み込みタイミン
グを演算処理装置２６ａ〜２６ｎにより求める。 即ち、パターンデータの読み取り位置が、仮に
第１１図のように設定されているとすれば、演算
処理装置２６ａ〜２６ｎによつてＬ／m₁〜Ｌ／
m_o（m₁〜m_oは予め定められた定数で、m₁＞m₂＞
…＞m_oである）を求め、例えば前記カウンタ２
３とは別設のカウンタで光センサ２２が遮光され
てから発振器２４からのクロツクパルスを計数し
て、その計数値が演算処理装置２６ａ〜２６ｎで
求めた値Ｌ／m₁〜Ｌ／m_oと一致したときに、そ
れぞれ、読み込みタイミングパルスをＡ／Ｄ変換
器１４に与えてデータを読み取るようにする。な
おこの演算処理装置２６ａ〜２６ｎは、個々に設
けられたものであつてもよく、マイクロコンピユ
ータを用いてもよい。 このような速度検出手段と演算処理装置を用い
れば、センサの数が少なくてすむ。また搬送ベル
トと連動する円板に設ける光透過部の位置精度は
パターンデータ読み込みタイミングの精度に影響
を与えない。また、前記した値m₁〜m_oを変える
ことにより、パターンデータ読み込み間隔が自由
に設定でき、チエツクポイントの変更が容易で、
紙幣のみならず他の印刷物への適用も容易であ
り、かつ、モータの回転数が変つてもパターンデ
ータ読み込みに影響はない。また前記各読み取り
タイミング毎に前記光センサ２２の出力の有無を
チエツクすることにより、紙の長さのチエツクを
行うことも可能になる。 以上実施例について本発明を説明したが、本発
明において実施する大小比較は、一次元の現象に
限らず、多次元に拡張することができ、それによ
り複雑なパターン認識も可能である。また、パタ
ーン検出や読み取りタイミング発生等に用いるセ
ンサは、光センサのみならず磁気センサその他の
検出手段を用いることができる。 以上述べたように、本発明の印刷物の判別装置
は、読み取りタイミング毎にＡ／Ｄ変換器出力を
読み取り、移動平均をとつて記憶すると共に、デ
ータ入力終了後に移動平均データ相互の大小関係
を求め、その大小関係が基準パターンの大小関係
と一致するか否かを判定する演算手段を備えたの
で、次のような効果が得られる。 (イ) 移動平均を取つたことにより、印刷物の搬送
速度による影響を受けることがなく、耐雑音特
性を大幅に改善した印刷物の判別装置を提供で
きる。 (ロ) 紙幣等の新旧によるレベル変化、センサの感
度及び増幅度の違いによるレベルの変化に対し
て強く、これらのレベル変化の影響を受けず
に、印刷物の真偽を、確実に、高精度で判定し
得る判別装置を提供できる。 (ハ) 紙幣等のよごれやノイズ等による波形形状の
変化、増幅器のドリフト等による直流の重畳に
対しても強く、これらの影響を受けずに、印刷
物の真偽を確実に判定し得る判別装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は紙幣のある部分をスキヤンした場合の
エンベロープ波形図、第２図及び第３図は従来の
データ読み取りタイミング作成機構を示す概略
図、第４図は移動平均を説明する波形図、第５図
ａ〜ｄは波形の大小比較を行う場合の例を示す波
形図、第６図は本発明の一実施例を示すブロツク
図、第７図は本発明におけるサンプリング例を示
す図、第８図は本発明による速度検出機構の一例
を示す図、第９図は本発明によるタイミング設定
手段の一例を示すブロツク図、第１０図ａ〜ｅは
第９図の各部波形図、第１１図はサンプリング点
の配置例を示す図である。 １０ａ，１０ｂ……パターンセンサ、１４……
Ａ／Ｄ変換器、１５……速度センサ、１６……マ
イクロコンピユータ、２０……円板、２１……光
透過部、２２……光センサ、２３……カウンタ、
２４……発振器、２５……メモリレジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 印刷物を搬送する手段と、搬送されている前
   記印刷物のパターンを検出するパターンセンサ
   と、前記印刷物の搬送速度を検出するように配置
   された速度検出手段と、前記パターンセンサの出
   力をデイジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   演算処理装置とを備える印刷物の判別装置であつ
   て、 前記演算処理装置は、前記速度検出手段の速度
   検出信号が入力されていて、この速度検出信号に
   基づいて、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を読み取るタ
   イミングを定め、前記読み取りタイミング毎に前
   記Ａ／Ｄ変換器の出力をサンプリングして、次の
   式で表わされる移動平均_{p p}＝_K-1 〓ⁱ⁼⁰ _p+i ／Ｋ（Ｐ＝１，２…ｎ） 但し、Ｐはサンプリング個所 ｎはサンプリング点数 Ｋは平均する数 X_p+iはサンプリング値 を算出し、算出された移動平均を記憶し、データ
   入力終了後に前記読み取りタイミングの各々にお
   ける前記移動平均のデータ相互の大小関係を求
   め、その大小関係が基準パターンの大小関係と一
   致するか否かを判定して前記印刷物の真偽を判定
   すること を特徴とする印刷物の判別装置。