JPH0210995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 紙幣を含む紙葉類についてのデータを収集して
おき、当該紙葉類に対する鑑別機を開発するに当
つての各種処理を行う紙葉類鑑別機開発装置にお
いて、群分割が、小標本に基いて導出され、か
つ、主観点判断が入る不正確さを防止するため、
データ・ベース全体のデータから近似性を求め群
を分割することにより、短時間で所定のグループ
数のグループに自動的に分割することができるよ
うにしたことが開示されている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、紙葉類鑑別機開発装置特に、任意の
データを収集して紙葉類のデータ・ベースを作成
し、前記データ・ベース上のデータより自動的に
鑑別論理を構成ならびに評価するようにした紙葉
類鑑別機開発装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、紙幣を含む紙葉類に対する鑑別機
が、開発されている。そして当該鑑別機による鑑
別率を調べるに当つて、従来の技術の場合には、
第２図図示の如く、鑑別対象となる紙葉類１００
から、当該開発中の鑑別機が鑑別に用いるものと
同じようなデータを、データ収集器１０１やデー
タ編集器１０２を介して、データ・ベース１０３
上に大量に収集しておき、次いでグループ別辞書
テーブル１０４をつくり、当該開発中の鑑別機に
対する判別論理と閾値テーブル１０５とを用いて
当該鑑別機がどの程度正しく紙葉類を鑑別できる
かを判定部１０６で調べるようにしていた。

上記の事柄を更に具体的に述べれば、例えば次
の如き判定が行われていた。

(i) 先ず「無行為に抽出した標本」についてその
標本の表裏からサンプルされる枡目（ゾーン／
トラツク）におけるデータα（色、色別反射量、
色別透過量、磁気量etc.）から、標本ごとに定
めたカテゴリ（金種、投入方向等）に応じてグ
ループ別辞書テーブル（グループ別の平均と分
散）を作成する。

(ii) 上記のように作成したグループ別辞書テーブ
ルの値を「予め定めたグループ別の判別関数」
に適用して、判別関数の係数を算出する。

(iii) 鑑別すべき全紙幣毎に枡目のデータαを読取
り、その時のカテゴリに従うグループ対応の判
別関数値を算出して出現度数を求め、度数分布
に応じて定めた閾値を用いて鑑別率の良／不良
を測定する。

即ち、いわば好ましいであろう鑑別態様を「予
め」設定しておいて当該鑑別態様がどの程度正し
く鑑別可能かを調べる形が多く採用されていた。
言い換えると、あらかじめ任意の小標本を用いて
判定論理を作成しておき、これに大量の収集デー
タを流して、鑑別率／誤鑑別率の測定を行い性能
の確認、性能劣化の原因追跡を行つていた。した
がつて、鑑別対象となるグループは、あらかじめ
設定されており、全データ・ベースから見た場
合、適切な分割であるとは必ずしも言えなかつ
た。なお第２図において１１０はデータ処理装置
に対応している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の鑑別論理の作成は、データ・ベースか
ら、無作為抽出した小標本により判別関数を導出
し、これを全データ・ベースに用いて頻度表を作
成し、この頻度表から、所望の鑑別率となる値を
閾値として鑑別論理を作成していた。即ち上述の
如く無作為に抽出したサンプルを用いてグループ
別辞書テーブルを作成し、そのテーブルの内容に
もとづいて判別関数の係数を算出し、その係数を
根拠に鑑別率の良／不良を測定していたために、
鑑別率の結果が思わしくない場合には、標本を再
抽出することが必要であり、（当然に、辞書テー
ブルが更新され、グループ別判別関数の再算出を
必要）、または閾値を変更するなどして反復試行
錯誤することにならざるを得なかつた。このため
小標本の作成と判別関数の導出と閾値の決定とが
それぞれ独立した作業となり、時間がかかるとい
う問題がある。また、小標本を用いて判別関数を
導出するために、データ・ベースと同等な精度を
もつているという保障のない小標本が利用される
こととなり、このために不正確な判別関数、及び
群分割になるという問題が生じていた。

本願発明者は先に、例えば特願昭60−180086
号、特願昭60−180087号、特願昭60−181446号、
特願昭60−181447号、特願昭60−230702号などに
おいて、紙葉類鑑別機を開発するに当つて、各種
の鑑別機処理動作をシミユレートすることができ
るようにすることを考慮して、紙葉類鑑別機開発
システムを提案している。

当該紙葉類鑑別機開発システムは、紙葉類上の
各面位置におけるデータを大量に収集しておき、
収集したデータから非所望な値をもつデータを自
動的に除外し、開発しようとする鑑別機が読取る
であろうデータ群を抽出生成し、種々のシミユレ
ーシヨンを行い得るようにしている。

上記の如き紙葉類鑑別機開発システムにおいて
も、上記不正確な判別関数、及び群分割となる非
所望な問題を解決しておくことが望まれる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の点を解決しており、データ・ベ
ースを得る間に、人為的な判断や操作を加えるこ
となく、最初に細かい群分割を考慮しておいて逐
次群の大きさを大にするようにかつ適正な個数の
グループを得るように統合し、群分割を行うよう
にしている。

第１図は、本発明の原理図を示す。図中の符号
１は、紙幣を含む紙葉類を表わす。２は、データ
収集器であつて、セツトされた紙葉類について複
数のセンサによつて情報を読み取る機能を持つて
いる。３は、データ編集器であつて、データ収集
器のセンサで読み取れない情報（紙葉類をデータ
収集器２にセツトする際のセツト方向、種類、ロ
ツト、周囲環境等）を、データ収集器２で読み取
つたデータに付加する機能を持つている。４は、
データ・ベースであつて、データ処理装置１１０
で処理される紙葉類のデータが格納される。

５は、原始辞書作成部であつて、データ・ベー
ス上の紙葉類のデータに付加されている情報に基
いて、各付加情報別（要素別）のセンサ・データ
に基いた原始辞書を作成する機能を持つている。
なお当該原始辞書は第７図に後述されており、紙
葉類上の個々のメツシユに対応する情報を、大量
の紙葉類に関して収集した結果の情報を蓄えてい
る。

７は、グループ変換テーブルであつて、付加さ
れた情報（要素）から、属するグループを導出す
るテーブルである。

６は、グループ別辞書作成部であつて、グルー
プ変換テーブル７を用いて、原始辞書作成部５に
よつて作成された原始辞書からグループ別辞書を
合成する機能を持つている。

８は、判別関数頻度表作成部で、データ・ベー
ス上の紙葉類の属するグループ別に、各判別関数
の頻度表を作成する機能を持つている。１０は、
設定値であつて、所望の鑑別率を指示する。９
は、閾値作成部であつて、設定された値の鑑別率
を達成する閾値を導出する機能を持つている。

１１は、グループ合成部であつて、近似度設定
値１２により同一であると判断される条件のもの
を１つのグループとして、結果をグループ変換テ
ーブル７に格納する。

１３は、群数比較部であつて、作成されたグル
ープ数が設定値１４を超える場合には、制御をグ
ループ別辞書作成までもどし、それ以外の場合は
終了するようにする。

〔作用〕

データ処理装置においては、初期設定されたグ
ループをグループ合成部１１においてその近似性
の高いものから順次一つのグループとして取扱
い、群数比較部１３においてグループの数が所定
のグループ数以下となるまで繰返して行うので、
所望のグループ数以内の分割を得ることができ
る。

〔実施例〕

以下実施例について説明するが、当該説明中の
鑑別率と誤鑑別率とは 鑑別率＝（グループｘと判別された数）／（グ
ループｘの総数） 誤鑑別率＝（グループｘ以外のグループと判別
された数）／（グループｘの総数） を意味する（なお、ここでｘ：任意のグループ）。

第３図は紙幣データ収集器の一実施例構成を示
し、第３図Ａは側面図、第３図Ｂは平面図、第３
図Ｃはローラの構成図を示す。図中の符号１４は
操出部であつて紙幣１８が挿入されるとき当該紙
幣をデータ収集部１５に供給する。データ収集部
１５には、第３図Ｂ，Ｃ図示の如く、ローラ１９
がもうけられ、紙幣１８′が搬送路２０上を図示
矢印の如く搬送される。搬送路２０は、第３図Ｂ
図示の如く、紙幣１８′の長手方向の距離にくら
べて十分に大きい幅をもつている。搬送路２０上
には、紙幣進入検知センサ（S₁）（S₂）２１と、
通過検知センサ２２がもうけられると共に、デー
タ収集用センサ２３が第３図Ｂ図示上下中央線に
対して線対称に配置されている。また図示の如く
トラツク検知センサ２４がもうけられている。

上述の如く、紙幣１８′の長手方向の長さにく
らべて搬送路２０の幅が十分に大となつているた
めに、紙幣１８′の上端が第３図Ｂ図示の搬送路
２０の上端に接するようにセツトされて搬送され
る状態から、紙幣１８′の下端が第３図Ｂ図示の
搬送路２０の下端に接するようにセツトされて搬
送される状態まで、任意の位置に紙幣１８′をセ
ツトすることが可能である。そして、これらのセ
ツト位置に対応して、データ収集用センサ２３が
紙幣１８′におけるどの位置をセンスするかが決
まつてしまう。

紙幣１８′上を第４図に示す如く、ｍ×ｎ個の
枡目領域２５に区分し、第４図図示水平方向に並
ぶ枡目領域群をトラツクT_i，T_i+1，……の如く定
め、第４図図示垂直方向に並ぶ枡目領域群をゾー
ンZ₁，Z₂，Z₃……の如く定めたとすると、上記搬
送路２０上に紙幣１８′がセツトされる位置に対
応して、紙幣１８′が搬送される間、データ収集
用センサ２３が上下２つのトラツク上での枡目領
域のデータを収集する形となる。そして、紙幣１
８′を搬送路２０上にセツトする位置を変化させ
ることによつて、紙幣１８′上の所定の範囲内で
の全枡目領域２５について、夫々当該枡目領域２
５のデータを収集することができる。また第４図
図示斜線を付した枡目領域２５のデータは、セン
サ２３の一つがトラツクT_i+1に沿つてデータを収
集している間であつてゾーンZ₂に対応する搬送タ
イミング時に抽出される。このとき、センサ２３
がどのトラツクに対応するかは、紙幣１８′の端
がトラツク検知センサ２４のどの位置を通るかで
判明される。

データ収集部１５を搬送され終わつた紙幣は図
示収納部１６内に図示紙幣１８″の如く収納され
る。そして、上記搬送の間に収集されたデータ
は、制御部１７から、第１図図示のデータ編集装
置３に転送される。

第５図はデータ編集装置の一実施例構成を示し
ている。図中の符号２６は制御部（プロセツサ）、
２７はデータ伝送手段であつてデータ収集器から
のデータを受信するものを表す。２８はデータ入
力部であつて、上記データ収集器２から転送され
てくる各データに対応して、(i)紙幣１８′がどの
ような金種に対応するもののデータであるか、
(ii)紙幣１８′がどの方向にセツトされた場合（セ
ツト方向は、表面について２通り、裏面について
２通りある）に対応するもののデータであるか
、(iii)データ収集時にどのような環境条件であつ
たか、(iv)紙幣１８′がどの紙幣製造ロツトに対
応するもののデータであるかなど、が付加され
るが、これらの付加データが当該データ入力部２
８から入力される。

２９はデータ表示部、３０はROM書込器、３
１はデータ・ストア部（フロツピイ・デイスク４
に対応する）を表している。

データ収集器２から転送されてくるデータ３２
は、第６図図示上段に示す如く (i) 斜行量およびセツト方向情報、 (ii) データ３２の長さ情報、 (iii) 紙幣１８′の搬送速度情報、 (iv) トラツク位置情報、 (v) センス・データ を有するデータ・フオーマツトをもつている。そ
して、第５図図示データ入力部２８から、当該デ
ータ３２に対して、上述の如く付加データ
が付加され、全体の情報３３がフロツピイ・デ
イスク（図示せず）上に格納され、データ処理装
置１１０上のデータ・ベース４に格納される。

データ処理装置１１０内の原始辞書作成部５
は、データ・ベース４上の紙葉類のデータを一枚
づつ読み取り、データ上の付加情報とトラツク位
置情報とに基いて、当該データを区分し、その最
小区分単位（要素）毎に、第７図に示すような、
各ゾーンについてのデータのデータ数Ｎと累積和
Σxと累積二乗和Σx²とをテーブル上に保持する。

本実施例の場合には、要素分解の際にトラツク
位置情報と付加情報とを用いているが、この他に
斜行に関する情報などを取り入れてもよいのは、
もちろんのことである。

次に、グループ別辞書作成部６は、第８図Ｂに
示すような要素に対するグループ番号を示すグル
ープ変換テーブル７を用いて、グループ別の各ゾ
ーンの平均値Ｍと分散値Ｖとを計算し、第９図に
示す如きグループ別辞書テーブルに格納する。

こ時のグループａやゾーンｂの平均値（M_ab）
と分散値（V_ab）とは M_ab＝（グループａの各要素のΣxの合計）／（グルー
プａの各要素のＮの合計） V_ab＝（グループａの各要素のΣx²の合計）／（グル
ープａの各要素のＮの合計）−（M_ab）² で示すことができる。

判別関数頻度表作成部８は、あらかじめ用意さ
れている 判別式 F_a（M_a1、M_a2、……、M_an、V_a1、
V_a2、……、V_an、X₁、X₂、……、X_n） にグループ別辞書の値を代入して、グループ別判
別関数を作成する。例えば、グループG₁の関数f₁
は f₁＝F₁（M₁₁、M₁₂、……M_1n、V₁₁、V₁₂、……
、V_1n、X₁、X₂、……、X_n） （ここでX₁〜X_nは、１〜ｍゾーンのセンサ・デ
ータ） となる。上記関数Faの形としては、例えばマハ
ラノビス距離を利用する場合には、 Ｆ＝（X₁−Ma₁）²／（γVa₁）²＋（X₂−
Ma₂）²／（γVa₂）²＋……＋（Xn−Man）²／（γVan）²
−１ 如きものとなる。なお、上式においてγは閾値を
表わしている。またユークリツド距離を利用する
場合には、もつと簡単に Ｆ＝（X₁−Ma₁）²／γ²＋（X₂−Ma₂）²
／γ²＋……＋（Xn−Man）²／γ²−１ の如きものとなる。

次に、第１０図に示すように、データ・ベース
４上のデータを一枚づつ読み取りグループ変換テ
ーブル（第８図）で示されるグループについて、
当該グループの判別関数を計算し、その結果で頻
度表で示される値のデータ数を＋１し、データ・
ベース全体のデータに対し同一処理を行つて頻度
表を作成する。なお第１０図において、f_abcにお
けるａは関数の種類、ｂは要素の種類、ｃは関数
の値に対応している。したがつて、f_21hは要素２
の判別関数における要素１のときの頻度表で、そ
のときのf₂の値がｈのときのデータ数を示してい
る。

閾値作成部９は、各判別関数毎の頻度表と外部
よりの鑑別率を指示する設定値（Ｓ）とから、下
記の条件を満たす閾値をグループ別に導出し、閾
値テーブル（図示せず）に格納する。

設定値Ｓの場合におけるグループ１の判別関数
の閾値K₁は Ｓ（_K1 〓^K=1 f_11k）／（_h 〓^K=1 f_11k） を満足するものとして決定される。

また、グループａの場合は、 Ｓ（_Ka 〓^K=1 f_aak）／（_h 〓^K=1 f_aak） である。

グループ合成部１１では、前記の頻度表から、
要素ａの閾値K_a以内に、他の要素ｂ（ａ≠ｂ）の
データの存在する比率α_ab α_ab＝（_Ka 〓^K=1 f_abk）／（_h 〓^K=1 f_abk） を求める 次に、要素ｂの閾値K_b以内に他の要素ａのデ
ータの存在する比率α_ba α_ba＝（_Kb 〓^K=1 f_bak）／（_h 〓^K=1 f_bak） を求める さらに、設定値（Ｙ）（第１図図示の設定値１
２）と、α_ab、α_baを比較し、下記条件 （α_abＹ）∩（α_baＹ） を満たす時、要素ａ、ｂは同一のグループである
とし、グループGc（ｃ＝１、２、……ｌ）とす
る。

第１１図ないし第１３図において、設定値Ｙ＝
0.8とすれば、要素１、要素２は、同一のグルー
プとなる。以上の動作を、ａ、ｂを夫々要素１か
らｎまで変化させて繰返し行い、その結果を第８
図Ｂ図示のグループ変換テーブルに格納する。群
数比較部１３では、前記の合成の結果得られたグ
ループ数と設定値と比較し、設定値を超える場合
には、前述のグループ辞書作成の段階から再実行
を行うようにしてある。

今、第１回目の処理の時のグループ変換テーブ
ルの内容を第８図Ａの示すように、要素とグルー
プとが一対一の関係になるように初期設定してお
けば、最細分化したグループから、所定のグルー
プ数になるまで、近似性の高いグループから順次
自動的に合成していくようになる。すなわち、デ
ータ・ベースを与える際に、自動的にグループ分
割が行われることとなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、所望のグループ数のグループ
を人手を介することなく、自動的に作成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を説明する図、第２図
は従来例を説明する図、第３図ないし第６図はデ
ータ収集からデータ・ベースを作成するまでの一
実施例を示す図、第７図は原始辞書テーブルを説
明する図、第８図はグループ変換テーブルを説明
する図、第９図はグループ別辞書テーブルを説明
する図、第１０図は頻度表を作成する説明図、第
１１図ないし第１３図は群形成処理を説明する図
を示す。 図中、１は紙葉類、２はデータ収集器、３はデ
ータ編集器、４はデータ・ベース、５は原始辞書
作成部、７はグループ変換テーブル、８は判別関
数頻度表作成部、９は閾値作成部、１０は設定
値、１１はグループ合成部を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セツトされた紙幣を含む紙葉類１について複
   数のセンサによつて情報を読み取るデータ収集器
   ２と、 該データ収集器２によつて読み取られたデータ
   に対して、当該データに関する付加データを付加
   するデータ編集装置３と、 該データ編集装置３によつて編集された情報を
   保持するデータ・ベース４をそなえるとともに、 当該データ・ベース４内の情報を処理する情報
   処理機能部をそなえたデータ処理装置１１０を少
   なくともそなえ、 上記情報処理機能部が、上記データ・ベース４
   の内容を用いて、開発対象である紙葉類鑑別機の
   動作に対するシミユレーシヨンを行なう紙葉類鑑
   別機開発装置において、 上記情報処理機能部は、上記シミユレーシヨン
   を行う機能を持つと共に、少なくとも、 上記紙葉類をＮ個のグループに分割するグルー
   プ変換テーブル７を持ち、上記グループ変換テー
   ブル７に基いて、各グループ毎に抽出したグルー
   プ特徴を保持する辞書を作成するグループ別辞書
   作成部６をそなえるとともに、 上記辞書により、上記データ・ベース内の各々
   の紙葉類のデータが、上記Ｎ個のグループの中
   の、どのグループに属するかを判断するグループ
   合成部１１を持ち、 かつ、異なる要素を持つデータの群について、
   当該データの群が互に、一方の要素を持つことを
   判断する判別式に照らして、他方の要素を持つデ
   ータの群に属するデータが上記一方の要素を持つ
   と判断される個数が閾値以上存在する場合、上記
   互に異なる要素を同一のグループとして取り扱う
   ようにしてグループに合成し、上記のグループ変
   換テーブル７の内容を変更する機能を有するよう
   に構成したことを特徴とする紙葉類鑑別機開発装
   置。 ２ セツトされた紙幣を含む紙葉類１について複
   数のセンサによつて情報を読み取るデータ収集器
   ２と、 該データ収集器２によつて読み取られたデータ
   に対して、当該データに関する付加データを付加
   するデータ編集装置３と、 該データ編集装置３によつて編集された情報を
   保持するデータ・ベース４をそなえるとともに、 当該データ・ベース４内の情報を処理する情報
   処理機能部をそなえたデータ処理装置１１０を少
   なくともそなえ、 上記情報処理機能部が、上記データ・ベース４
   の内容を用いて、開発対象である紙葉類鑑別機の
   動作に対応するシミユレーシヨンを行なう紙葉類
   鑑別機開発装置において、 上記情報処理機能部は、上記シミユレーシヨン
   を行う機能を持つと共に、少なくとも、 上記紙葉類をＮ個のグループに分割するグルー
   プ変換テーブル７を持ち、上記グループ変換テー
   ブル７に基いて、各グループ毎に抽出したグルー
   プ特徴を保持する辞書を作成するグループ別辞書
   作成部６をそなえるとともに、 上記辞書により、上記データ・ベース内の各々
   の紙葉類のデータが、上記Ｎ個のグループの中
   の、どのグループに属するかを判断するグループ
   合成部１１を持ち、 かつ、異なる要素を持つデータの群について、
   当該データの群が互に、一方の要素を持つことを
   判断する判別式に照らして、他方の要素を持つデ
   ータの群に属するデータが上記一方の要素を持つ
   と判断される個数が閾値以上存在する場合、上記
   互に異なる要素を同一のグループとして取り扱う
   ようにしてグループに合成し、上記のグループ変
   換テーブル７の内容を変更する機能を有するよう
   に構成するとともに、 上記グループの合成の結果のグループ数が所定
   値を超える時には、グループ辞書作成処理から再
   実行する群数比較部１３を有してなり、 上記情報処理機能部が、上記グループ合成部１
   １によつてグループ化されたグループにもとづい
   て、上記データ・ベース４の内容を分類し、上記
   シミユレーシヨンを行うようにしたことを特徴と
   する紙葉類鑑別機開発装置。