JPH04307693A - 紙葉類判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙幣、有価証券等の紙
葉類を判別する紙葉類判別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動預金機や自動預金支払機（Ａ
ＴＭ）のような自動取引処理装置においては、紙幣の真
偽及び金種等を判別するために紙葉類判別装置が組み込
まれている。図２は、従来の紙葉類判別装置の構成図で
ある。図示の装置においては、一次元イメージセンサを
用いて、紙幣の上面及び下面の反射光を読み取る。

【０００３】図示の装置は、上部判別ユニット３０と、
下部判別ユニット５０とから成る。上部判別ユニット３
０は、紙幣上面の反射光から紙幣の真偽、金種、表裏等
を判別する。下部判別ユニット５０は、紙幣下面の反射
光から紙幣の真偽、金種、表裏等を判別する。

【０００４】これらの各ユニットは、完全に独立して動
作し、双方のユニットにより紙幣全体の判別処理を行な
う。即ち、これらの各ユニットは、それぞれの独立した
ユニットを構成する。上部及び下部判別ユニット３０、
５０は、光学系として、ＬＥＤアレイ光源３１、５１と
、ＬＥＤ点灯回路４１、６１と、集束性ロッドレンズア
レイ３２、５２と、一次元イメージセンサ３３、５３と
を備えている。

【０００５】ＬＥＤアレイ光源３１、５１は、紙幣Ｍの
上面及び下面に光を照射するための光源である。ＬＥＤ
点灯回路４１、６１は、ＬＥＤアレイ光源３１、５１に
電源を供給して点灯を行なう。集束性ロッドレンズアレ
イ３２、５２は、複数のレンズの配列から成り、紙幣Ｍ
の上面及び下面からの反射光を一次元イメージセンサ３
３及び５３上に集める。一次元イメージセンサ３３、５
３は、紙幣Ｍからの反射光をアナログ電気信号に変換す
る。

【０００６】また、上部及び下部判別ユニット３０、５
０は、制御回路として、センサ制御回路３４、５４と、
センサ駆動回路３５、５５と、増幅回路３６、５６と、
Ａ／Ｄ変換回路３７、５７とを備えている。センサ制御
回路３４、５４は、一次元イメージセンサの主走査方向
の電気的制御及び副走査方向の機械的制御をセンサ駆動
回路３５、５５を介して行なう。

【０００７】センサ駆動回路３５、５５は、センサ制御
回路３４、５４の指令に従って一次元イメージセンサ３
３、５３の動作に必要な駆動信号を出力する。増幅回路
３６、５６は、一次元イメージセンサ３３、５３がセン
サ駆動回路３５、５５を介して出力するアナログ電気信
号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路３７、５７は、アナログ
電気信号をディジタル信号に変換する。

【０００８】さらに、上部及び下部判別ユニット３０、
５０は、判別用処理回路として、認識処理部３８、５８
と、判別処理部３９、５９と、辞書部４０、６０とを備
えている。認識処理部３８、５８は、Ａ／Ｄ変換回路３
７、５７を介して入力されるディジタル信号をイメージ
データとして認識し、特徴画像データを抽出する。判別
処理部３９、５９は、認識処理部３８、５８で認識され
たイメージデータを辞書部４０、６０に記憶されたデー
タと比較することにより紙幣Ｍのイメージデータの判別
処理を行なう。

【０００９】辞書部４０、６０は、メモリ等で構成され
ている。このメモリに記憶されている辞書データは、上
部及び下部判別ユニット３０及び５０により予め読み取
られた数千枚の紙幣から得られた、特徴画像データの最
大値や最小値等である。ここで、上記構成の判別ユニッ
トのうち、上部判別ユニット３０についてその処理動作
を説明する。尚、下部判別ユニット５０も上部判別ユニ
ット３０と同一の処理動作を行なっていることはいうま
でもない。

【００１０】紙幣Ｍが図示しない搬送ローラ等で矢印Ｙ
方向に搬送されて一次元イメージセンサ３３の読取位置
に来ると、ＬＥＤ点灯回路４１の連続点灯制御によるＬ
ＥＤアレイ光源３１によって紙幣Ｍの上面が照射される
。そして、その反射光は、ロッドレンズアレイ３２を介
して一次元イメージセンサ３３上に結像される。結像さ
れた反射光は、当該一次元イメージセンサ３３上でセン
サ制御回路３４によって制御されたセンサ駆動回路３５
により光電変換される。光電変換された微弱な読取信号
は、増幅回路３６で所定のレベルに増幅された後、Ａ／
Ｄ変換回路３７で、例えば１画素当り８ビット（　２５
６階調）の多値の濃度を表わすディジタル信号に変換さ
れる。その後、次段の認識処理部３８へ供給される。

【００１１】認識処理部３８では、紙幣Ｍの上面の模様
や図形の光学的特徴パターンから、その紙幣の特徴画像
データを抽出する。例えば、主走査方向、又は副走査方
向の多値レベル（以下、エンベロープ波形と称する）の
抽出、あるいは、ある閾値で２値化した２値データの個
数やイメージパターンを抽出する。そして、この特徴画
像データを次段の判別処理部３９へ供給する。判別処理
部３９では、認識処理部３８で抽出された特徴画像デー
タと、辞書部４０から読み出される基準の辞書データと
の比較判定を行なう。これにより、紙幣Ｍの上面につい
て、紙幣の真偽、金種、表裏等の判別を行なう。次に、
上部判別ユニット３０のイメージセンサ３３を制御する
センサ制御回路３４の動作を説明する。

【００１２】図３は、従来のセンサ制御のタイミングチ
ャートである。図３（ａ）は、センサスタート信号を示
す。これは、一次元イメージセンサ３３、５３の主走査
方向の読取開始位置を決定する信号である。図３（ｂ）
は、センサクロック信号を示す。これは、センサスター
ト信号を生成するための信号である。図３（ｃ）は、イ
メージセンサから出力されるセンサ読取信号を示す。図
３（ｄ）は、ＬＥＤアレイ光源の点滅を制御するＬＥＤ
制御信号を示す。このＬＥＤ制御信号は、“Ｈ”で点灯
、“Ｌ”で消灯を意味する。この図では、常時点灯中を
示す。

【００１３】図示のセンサスタート信号は、一定時間（
Ｔ０　）の周期的な繰り返し信号である。この信号の作
成は、センサ制御回路の基本クロックをカウンタ回路と
デコーダ回路との組合せにより、所定の個数だけカウン
トすることにより行なっている。ここに、カウンタ回路
やデコーダ回路は、論理回路から成る。また、カウント
値はルックアップテーブル用ＲＯＭ等に格納されている
。一般に、自動取引装置に組み込まれる紙葉類判別装置
は、判別精度を向上させるために紙幣の両面の情報から
各種判別を行なう。そのため、上部判別ユニット３０と
は別に、これと全く同じ機能を持つ下部判別ユニット５
０を設けている。そして、これらの両ユニットを用いて
紙幣Ｍの全体に基づいて真偽、金種表裏等の判別を行な
っている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、次のような問題があった。即ち、従
来の紙葉類判別装置では、上下の２か所に同一機能を持
つ判別ユニットが配置されていた。つまり、光学系部品
、各種制御回路、及び判別用処理回路等の構成要素が、
それぞれ２系統必要となるという問題があった。また、
光学系部品の配置においては、それぞれの反射光成分の
中に上下対向する判別ユニットからの透過光が漏れ込ま
ないように配置する必要がある。即ち、上部判別ユニッ
ト３０と下部判別ユニット５０とでは、紙幣Ｍの別々の
部分を読み取らなければならない。

【００１５】従って、各種制御回路や判別用処理回路の
増大から紙葉類判別装置の物理的規模が大きくなってし
まった。これにより、ひいては、自動取引処理装置のコ
ストアップの問題を生じていた。本発明は、以上の点に
着目してなされたもので、紙葉類判別装置において上下
２箇所の判別ユニットを用いることによる物理的規模の
大きさ、ユニットの配置にかかわる光学系の位置に関す
る問題点を除去した、小型で低価格の紙葉類判別装置を
提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の紙葉類判別装置
は、紙葉類の両面を照射する複数の光源をイメージセン
サの読取周期と同期させつつ、交互に点灯させる点灯手
段と、前記複数の光源により照射された紙葉類の両面か
ら得られるイメージセンサの読取信号から、紙葉類の反
射光による読取信号だけを交互に取り出すように制御す
るセンサ制御手段と、前記紙葉類の両面の読取信号から
単一の特徴画像データを抽出する処理を行なう認識処理
手段と、当該認識処理手段により作成された特徴画像デ
ータに基づいて紙葉類の判別を行なう判別処理手段とを
備えたことを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】本発明の紙葉類判別装置においては、点灯手段
により紙葉類の両面を照射する複数の光源をイメージセ
ンサの読取周期と同期させつつ、交互に点灯させる。一
方、イメージセンサにより複数の光源から照射された紙
葉類の両面から読取信号を得る。そして、センサ制御手
段により、この読取信号のうち、紙葉類の反射光による
読取信号だけを交互に取り出す。その後、紙葉類の両面
の読取信号から単一の特徴画像データを抽出し、当該特
徴画像データに基づいて紙葉類の判別を行なう。従って
、紙葉類の両面の読取を単一のユニットで行なうことが
できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の紙葉類判別装置の実施例
のブロック図である。図示の紙葉類判別装置は、単一の
判別ユニットから成る。図中の紙幣Ｍは、紙葉類判別装
置が判別すべき紙幣である。図示の装置は、光学系とし
て、ＬＥＤアレイ光源１、２１と、ＬＥＤ点灯手段１２
と、集束性ロッドレンズアレイ２、２２と、一次元イメ
ージセンサ３、２３とを備えている。

【００１９】ＬＥＤアレイ光源１は、紙幣Ｍの図中上部
の面を照射するための光源である。ＬＥＤアレイ光源２
１は、紙幣Ｍの図中下部の面を照射するための光源であ
る。ＬＥＤ点灯手段１２は、ＬＥＤアレイ光源１、２１
に交互に電源を供給して点灯を行なう。集束性ロッドレ
ンズアレイ２、２２は、複数のレンズの配列から成り、
紙幣Ｍの上面及び下面からの反射光を一次元イメージセ
ンサ３及び２３上に集める。一次元イメージセンサ３、
２３は、紙幣Ｍからの反射光をアナログ電気信号に変換
する。

【００２０】また、図示の装置は、制御回路として、セ
ンサ制御手段１１と、センサ駆動回路４、２４と、増幅
回路５、２５と、Ａ／Ｄ変換回路６、２６と、マルチプ
レクサ７とを備えている。センサ制御手段１１は、一次
元イメージセンサ３、２３の主走査方向の電気的制御及
び副走査方向の機械的制御をセンサ駆動回路４、２４を
介して行なう。センサ駆動回路４、２４は、センサ制御
手段１１の指令に従って一次元イメージセンサ３、２３
の動作に必要な駆動信号を出力する。

【００２１】増幅回路５、２５は、一次元イメージセン
サ３、２３がセンサ駆動回路４、２４を介して出力する
アナログ電気信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路６、２６
は、アナログ電気信号をディジタル信号に変換する。マ
ルチプレクサ７は、ディジタル信号Ａ及びＢを切替えて
次段の認識処理手段８に入力する。

【００２２】さらに、図示の装置は、判別用処理回路と
して、認識処理手段８と、判別処理手段９と、辞書部１
０とを備えている。認識処理手段８は、Ａ／Ｄ変換回路
３７、５７を介して入力されるディジタル信号をイメー
ジデータとして認識し、特徴画像データを抽出する。判
別処理手段９は、認識処理手段８で認識されたイメージ
データを辞書部１０に記憶されたデータと比較すること
によりデータの判別処理を行なう。辞書部１０は、メモ
リ等で構成されている。このメモリに記憶されている辞
書データは、図示の装置により予め読み取られた数千枚
の紙幣から得られた、特徴画像データの最大値や最小値
等である。

【００２３】次に、上述した装置の動作を説明する。紙
幣Ｍが図示しない搬送ローラ等で矢印Ｙ方向に搬送され
て一次元イメージセンサ３、２３の読取位置に来ると、
紙幣Ｍの上面はＬＥＤアレイ光源１によって照射される
。そして、その反射光は、ロッドレンズアレイ２を介し
て一次元イメージセンサ３に結像される。結像された上
面の反射光は、一次元イメージセンサ３上でセンサ駆動
回路４の制御により光電変換が行なわれる。光電変換さ
れた微弱な読取信号は、増幅回路５で所定のレベルに増
幅された後、Ａ／Ｄ変換回路６で、例えば１画素８ビッ
ト（　２５６階調）の多値の濃度を表わすディジタル信
号に変換される。そして、その後、次段のマルチプレク
サ７の入力端子Ａに供給される。

【００２４】一方、紙幣Ｍの下面の反射光も、一次元イ
メージセンサ２３上でセンサ駆動回路２４の制御により
光電変換が行なわれ、増幅回路２５で所定のレベルに増
幅された後、Ａ／Ｄ変換回路２６で、例えば１画素８ビ
ット（　２５６階調）の多値の濃度を表わすディジタル
信号に変換される。そして、次段のマルチプレクサ７の
入力端子Ｂに供給される。

【００２５】次に、マルチプレクサ７以降の認識処理手
段８、判別処理手段９、及び辞書部１０の処理は、以下
のようになる。マルチプレクサ７に入力された上面と下
面の読取信号は、当該マルチプレクサ７で１ライン毎に
切替えられて、それぞれの有効データが認識処理手段８
に入力される。認識処理手段８では、紙幣Ｍの上下面の
読取信号から、後述する信号処理により特徴画像データ
が抽出され、次段の判別処理手段９に入力される。判別
処理手段９は、認識処理手段８からの特徴画像データと
辞書部１０の基準の辞書データとの比較判定により紙幣
Ｍ全体から得られる情報に基づいて当該紙幣Ｍの真偽、
金種、表裏等を判別する。

【００２６】ここで、本実施例の一次元イメージセンサ
３、２３、ＬＥＤ点灯手段１２及びマルチプレクサ７を
制御するセンサ制御手段１１の動作を説明する。図４は
、本発明に係るセンサ制御のタイミングチャートである
。図４（ａ）は、センサスタート信号である。これは、
一次元イメージセンサ３、２３の主走査方向の読取開始
位置を決定する信号である。図４（ｂ）は、センサクロ
ック信号である。これは、センサスタート信号を生成す
るための信号である。図４（ｃ）は、上面ＬＥＤ制御信
号である。これは、紙幣Ｍの上面を照射するＬＥＤアレ
イ光源１の制御信号であり、“Ｈ”で点灯、“Ｌ”で消
灯を示す。図４（ｄ）は、下面ＬＥＤ制御信号である。 これは、紙幣Ｍの下面を照射するＬＥＤアレイ光源２１
の制御信号であり、“Ｈ”で点灯、“Ｌ”で消灯を示す
。

【００２７】また、図４（ｅ）は、上面センサ読取信号
である。これは、紙幣Ｍの上面の一次元イメージセンサ
３から出力される読取信号である。図４（ｆ）は、下面
センサ読取信号である。これは、紙幣Ｍの下面の一次元
イメージセンサ２３から出力される読取信号である。さ
らに、図４（ｇ）は、マルチプレクサ入力切替え信号で
ある。この信号が入力されることにより、マルチプレク
サ７は信号Ａ及びＢの切替えを行なう。即ち、例えば、
“Ｈ”で信号Ａ、“Ｌ”で信号Ｂが出力されるように制
御される。その結果、マルチプレクサ７の出力端子には
、Ａ／Ｄ変換された上面センサ、下面センサの読取信号
が図４（ｈ）に示すようにライン単位に交互に出力され
る。

【００２８】ここで、センサ制御を説明すると、センサ
スタート信号はセンサ制御手段１１の基本クロックをカ
ウンタ回路とデコーダ回路の組合せにより所定の個数だ
けカウントすることによって作成している。また、この
センサスタート信号によって、上下のＬＥＤ制御信号（
ｃ）、（ｄ）とマルチプレクサ入力切替え信号（ｇ）を
、図示するようにライン単位で交互に極性反転している
。

【００２９】例えば、紙幣Ｍの搬送系に組み込まれた紙
幣Ｍの先端を検出する検出器（図示省略）からの始端情
報がセンサ制御手段１１に入力されると、この始端情報
の次に来る最初のセンサスタート信号でセンサ制御手段
１１を初期化する。そして、それ以降の各制御信号の極
性を、図示のように、奇数ラインで紙幣Ｍ上面のＬＥＤ
アレイ光源を、偶数ラインで下面のＬＥＤアレイ光源を
点灯するように制御する。その結果、上面の一次元イメ
ージセンサ３から得られる読取信号は、奇数ラインが下
面ＬＥＤアレイ光源２１による透過光の読取信号、偶数
ラインが上面ＬＥＤアレイ光源１による紙幣Ｍ上面の反
射光から得られる読取信号となる。

【００３０】一方、下面の一次元イメージセンサ２３か
ら得られる読取信号は、奇数ラインが下面ＬＥＤアレイ
光源２１による紙幣Ｍ下面の反射光から得られた読取信
号、偶数ラインが上面ＬＥＤアレイ光源１による透過光
の読取信号となる。ここで、マルチプレクサ７における
切替え信号を奇数ラインで入力端子Ｂ、偶数ラインで入
力端子Ａの入力信号が出力されるように制御する。する
と、マルチプレクサ７から出力されて次段の認識処理手
段８に供給される読取信号は、奇数ラインが紙幣Ｍ下面
、偶数ラインが紙幣Ｍ上面の反射光による読取信号とな
る。

【００３１】尚、上記構成の装置では、上下のＡ／Ｄ変
換回路６、２６の出力端にディジタル信号用マルチプレ
クサ７を使用した実施例を示したが、他の実施例として
、上下の増幅回路５、２５の出力端にアナログスイッチ
回路等を用いてライン単位に切替え、その出力信号をＡ
／Ｄ変換回路に入力するようにして、信号処理系を１系
統にすることも可能である。

【００３２】次に、上記のようにして得られた上下２画
面の読取信号から次段の認識処理手段８での各種信号処
理により、読取に使用された紙幣Ｍの光学的特徴パター
ンを１画面の特徴画像データとして抽出する方法につい
て説明する。認識処理手段８に入力される読取信号は、
前述したように奇数ラインが紙幣Ｍ下面、偶数ラインが
紙幣Ｍ上面の反射光による読取信号で、しかも１画素８
ビット（　２５６階調）の多値の濃度を表わしたディジ
タル信号である。この読取信号から特徴画像データを抽
出する前段階の処理として、例えば、図示しないフレー
ムメモリ等に書き込む段階で、次に述べる処理を施す。

【００３３】図５は、本発明における前処理の概念図で
ある。紙幣Ｍ上面の光学的特徴パターン７１と、紙幣Ｍ
下面の光学的特徴パターン７２とは、例えば、図示のよ
うなものである。これらの特徴パターンの読取信号をそ
のままライン単位でフレームメモリに順次書き込むと、
特徴パターン７３に示すようなデータとなる。

【００３４】フレームメモリのアドレス空間を事前に奇
数ライン用の空間と偶数ライン用の空間とに分け、読取
信号におけるそれぞれの該当するラインの読取信号を順
次書き込むと、特徴パターン７４に示すようなデータと
なる。また、１ラインのバッファメモリを使用すること
により、例えば、奇数ライン（紙幣Ｍ下面）と偶数ライ
ン（紙幣Ｍ上面）とを対比させて、それぞれの画素にお
けるレベル差、比、あるいは平均値をフレームメモリに
順次書き込むと、特徴パターン７５に示すようなデータ
となる。尚、この場合のデータ量は全体のデータ量の半
分となる。

【００３５】以上の前処理を施した後に、その紙幣Ｍの
特徴画像データとして、例えば、主走査方向、又は副走
査方向のエンベロープ波形の抽出、あるいは、ある閾値
で２値化した２値データの個数やイメージパターンを抽
出してこれを次段の判別処理手段９へ供給し、辞書部１
０からの辞書データとの比較判定により紙幣Ｍの上面及
び下面での真偽、金種、表裏等の判別を行なう。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の紙葉類判
別装置によれば、判別ユニットの構成要素の中で各種制
御回路と判別用処理回路を紙葉類の両側で共用化するよ
うにしたので、装置の小型化とコストダウンが可能であ
る。また、上下両面から得られる２種類の画面の読取信
号を、１画面の特徴画像データとして扱えるような信号
処理をすることによって、判定処理時間の短縮が可能で
ある。さらに、紙葉類を照射するＬＥＤアレイ光源をラ
イン毎に交互に点灯することによって、上下の判定ユニ
ットの光学系の配置に対する制約がなくなるようにでき
る。従って、小型で、低価格で、且つ判定処理時間の速
い紙葉類判別装置の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紙葉類判別装置の実施例のブロック図
である。

【図２】従来の紙葉類判別装置の構成図である。

【図３】従来のセンサ制御のタイミングチャートである
。

【図４】本発明に係るセンサ制御のタイミングチャート
である。

【図５】本発明における前処理の概念図である。

【符号の説明】

１、２１　　ＬＥＤアレイ光源 ２、２２　　集束性ロッドレンズアレイ３、２３　　一
次元イメージセンサ ４、２４　　センサ駆動回路 ５、２５　　増幅回路 ６、２６　　Ａ／Ｄ変換回路 ７　　マルチプレクサ ８　　認識処理手段 ９　　判別処理手段 １０　　辞書部 １１　　センサ制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　紙葉類の両面を照射する複数の光源を
   イメージセンサの読取周期と同期させつつ、交互に点灯
   させる点灯手段と、前記複数の光源により照射された紙
   葉類の両面から得られるイメージセンサの読取信号から
   、紙葉類の反射光による読取信号だけを交互に取り出す
   ように制御するセンサ制御手段と、前記紙葉類の両面の
   読取信号から単一の特徴画像データを抽出する処理を行
   なう認識処理手段と、当該認識処理手段により作成され
   た特徴画像データに基づいて紙葉類の判別を行なう判別
   処理手段とを備えたことを特徴とする紙葉類判別装置。