JPH0789375B2

JPH0789375B2 - 画像認識装置

Info

Publication number: JPH0789375B2
Application number: JP63053343A
Authority: JP
Inventors: 孝雄三浦
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPH01226086A

Description

【発明の詳細な説明】〔目次〕概要産業上の利用分野従来の技術（第６図）発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段（第１図）作用実施例（第２図〜第５図）発明の効果〔概要〕画像認識装置に係り、辺部に欠損部分や折曲部分が存在している場合でもその
斜行状態を正しく検出できるようにすることを目的と
し、センサにより読み取られた画像から媒体を認識する画像
認識装置において、上記センサにより読み取られた画像
から、水平方向における画像の存在する領域と、画像の
存在しない領域を示す画像の有無情報を求める水平方向
処理部と、上記センサにより読み取られた画像から、垂
直方向における画像の存在する領域と、画像の存在しな
い領域を示す画像の有無情報を求める垂直方向処理部
と、求められた画像の有無情報より、画像の存在する領
域と画像の存在しない領域の境界が複数ラインで連続し
ているかどうかを判断して入力媒体の辺の始点及び終点
を示す辺情報を算出する連続性認識部と、算出された辺
情報より各辺の積を取り、各辺の直交性を判断する直交
性検出部とを有し、直交している辺から入力媒体の斜行
角を算出するようにしたことを特徴とする。

〔産業上の利用分野〕

この発明は、画像認識装置に係り、特に、画像認識され
るべき媒体が、認識装置に対して斜行して入力された際
にその辺部に欠損部分が存在しても正確な斜行角度が算
出可能なものに関する。例えば、紙幣の真贋の判定等の
ため、この紙幣等の媒体の画像をセンサで読み取る画像
認識装置がある。これは、予め紙幣の画像データを基本
パターンとして記憶しておき、読み取られた画像データ
と基本パターンの画像データとを比較して、紙幣の真贋
の安定を行うものである。紙幣の基本パターンの画像デ
ータ（以下、基本パターン・データという）は、画像を
読み取るライン・センサのような読取部に対して直交す
る形で入力された紙幣から得られるが、実際には、判定
される紙幣は、読取部に対して種々の方向（角度・傾
き）で入力される。

そのため、実際の真贋の判定の際には、正確な照合を行
うため、読み取られたデータと基本パターンとの間で何
らかの形でマッチングをとる必要がある。

〔従来の技術〕

基本パターンと斜行入力されている紙幣の如き被照合体
とのマッチングを正確にとるため１つの紙幣等の画像に
対して、種々の斜行入力角度のパターンを基本パターン
として予め登録しておけばよい。即ち、実際に入力され
る紙幣の入力方向の全てに対応するように、種々の斜行
入力角度に応じた基本パターンデータを予め登録してお
き、入力データに直ちに応ずることができるようにすれ
ばよいが、後述するような問題点がある。

例えば、第６図に示す如く、メモリ60に種々の基本パタ
ーンのデータを記憶しておく場合には、記憶しておくパ
ターンの数だけ記憶することが必要となり、それぞれ、
正しく入力された紙幣等の媒体P_Aのデータ、角度Θｂで
入力された媒体P_Bのデータ、角度Θｃで入力された媒体
P_Cのデータ等、認識に必要な角度の数だけ用意されるこ
とになる。

そして、読取部で読み取られた判定されるべき紙幣等の
媒体のデータが、これらのメモリに登録された基本パタ
ーンのデータと比較されることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような方法は、多数の基本パターンを登録しておく
だけで良いので、技術的には、格別の困難性はないが、
実際には、入力紙幣は、いろいろな角度で入力されるこ
ととなり、スムーズな判定のためには、登録しておくべ
き基本パターンの数がきわめて多数必要になると言う課
題を有している。しかも入力紙幣に折曲部分や欠損部分
があってこれに影響されないように斜行角を算出するこ
とが必要である。

この発明は、このような点に鑑みて成されたものであ
り、登録すべき基本パターンの数を減らすことができ、
しかも、いろいろの角度で入力される紙幣等の媒体に対
応することができる画像認識装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、この発明の原理を示す図である。図におい
て、10は、図示省略した、ライン・センサの如き読取部
からの媒体のデータを記憶しておく画像メモリであり、
このメモリには、11で示すように、読取部に対して角度
Θで入力された入力媒体データすなわち被照合物のデー
タが記憶される。15は、基本パターン・データを記憶し
ておくメモリであり、16で示すように、比較される原画
像の基本パターン・データが、読取部に対して直交して
入力された形で記憶されている。

入力データと基本パターン・データとを比較するには、
まず、入力媒体データ11から媒体の読取部に対する入力
角度Θを求め、このΘから計算によって、媒体の縁に平
行な方向のデータ列11−１、11−２、…11−ｎを求め
る。これを、メモリ15に記憶されている基本パターン・
データ16のデータ列16−１、16−２、…16−ｎとそれぞ
れ比較することによって、入力媒体の真贋の判定を行
う。

この場合、辺部に欠損部分F₁、F₂や折曲部分が存在して
も、入力角度Θを正確に求めることが必要である。

そのため、本発明では、第１図（Ｃ）に示す如く、水平
方向処理部１、垂直方向処理部２、連続性認識部３、、
直交性検出部４を具備する。

水平方向処理部１は、第１図（Ｄ）に示す如く、入力媒
体データ11を水平方向に走査しその白領域（画像なし部
分）と、黒領域（画像あり部分）の長さ計数する。連続
性認識部３は、水平方向処理部１が読み出したデータに
より、その辺L₁が連続しているか、否かを判定する。即
ち、Ｙ座標n₁で水平走査したとき初めに入力媒体データ
11を検出したＸ座標をＷ（n₁）とし、n₁より単位長（例
えば１ビット）離れたＹ座標n₂で水平走査したときの同
Ｘ座標をＷ（n₂）とするとき、このＷ（n₁）とＷ（n₂）
が何ビット長異なるものかを判断して連続性をチエック
する。通常の場合、Θは最大６度位であるのでＷ（n₁）
＝Ｗ（n₂）であり、６度の場合Ｙ座標で10ビット離れて
も等しく、11ビット離れて１ビットＸ座標が変化する程
度である。

しかし、欠損部分F₁の領域では、１ビット離れたn₃とn₄
のＷ（n₃）とＷ（n₄）は１ビット以上の差があるので、
例えばこの連続性の検出された始めの領域のＡ点と終わ
りの領域のＢ点を通る直線を辺L₁とする。

同様に、垂直方向処理部２により入力媒体データ11を垂
直方向に走査し、これにもとづき連続性認識部３で同様
にして連続性を判別し、欠損部分F₂が存在していてもそ
の影響を除いて辺L₂を得ることができる。

このようにして得たL₁とL₂を、直交性検出部４によりL₁
とL₂が直交するか否かを判定し、直交するとき、この
L₁、L₂のいずれかにより斜行角Θを斜行角算出部５によ
り算出できる。

〔作用〕

このようにして、欠損部や折曲部の影響なく、斜行角Θ
を求めることができる。

このΘが求まると、画像メモリ10に記憶された入力媒体
データ11から、媒体の縁に平行な方向でデータを読み出
してデータ列11−１、11−２、…11−ｎを得る。このデ
ータ列11−１、11−２、…11−ｎは、読取部に対して直
交する形で入力された媒体から得られるデータと同じ方
向になるので、メモリ15に記憶された、唯一の基本パタ
ーン・データと直接比較することができる。

このため、登録しておくべき基本パターン・データは、
読取部に対して直交する形で入力されたデータでよく、
基本パターン・データを記憶しておくために必要なメモ
リを大幅に減らすことができるのみならず、正確に画像
認識を行うことができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第２図〜第５図にもとづき説明す
る。

第２図（Ａ）は本発明の一実施例構成図、同（Ｂ）はセ
ンサデータ説明図、同（Ｃ）はライン単位データ説明
図、第３図は読取部の一例、第４図は本発明の動作説明
図、第５図は入力媒体データ説明図である。

第２図において第１図と同一符号は同一部分を示すもの
であり、６は連続性を検出する連続性検出部、７はカウ
ンタ、８はフラグ部、９−１は始点保持部、９−２は終
点保持部、20は制御部、21はプロセッサ、22はセンサ
部、23はセンサデータ読取部、24はRAM（Randam Access
Memory）、25は外部インタフェース部である。

水平方向処理部１は第２図（Ｂ）に示す如き画像メモリ
10を水平方向に走査処理して同（Ｃ）に示す如きライン
単位データを作成するものである。ライン単位データ
は、データ数区分d₁、第１無ドット数区分d₂、第１有ド
ット数区分d₃、第２無ドット数区分d₄等の区分により構
成され、必要に応じて他のドット数区分d₅、d₆…が用意
されている。ここでデータ数区分d₁は水平走査ライン中
に存在する白領域即ち無ドット区分と黒領域即ち有りド
ット区分の和を示すものであり、第１無ドット数区分d₂
は水平走査ラインの最初の白領域のドット長を示し、第
１有ドット区分d₃は最初の黒領域のドット長を示し、第
２無ドット区分d₄は２番目の白領域のドット長を示す。
それ故、第２図（Ｂ）において、水平走査ラインH₁に対
してはオール白領域のため、データ数d₁＝１で第１無ド
ット数が画像メモリ10の水平方向数のライン単位データ
が作成され、H₂に対してはd₁＝３で第１無ドット数が
W₁、第１有ドット数がB₁、第２無ドット数がW₂のライン
単位データが作成され、H₃に対してはd₁＝５で第１無ド
ット数がW₁′、第１有ドット数がB₁′（図示省略）、第
２無ドット数がW₂′、第２有ドット数がW₃というドット
数区分d₅、d₆までを使用したライン単位データが作成さ
れる。そしてこれらの各ライン単位データはRAM24に保
持される。なお画像メモリ10もRAM24の一部の領域が使
用される。そしてこれらのドット数をカウントするため
カウンタ７が使用され、ＷとＢの区分と水平走査ライン
の終わりでリセットされ、それまでのカウント値が各ド
ット数区分に記入されることになる。

垂直方向処理部２は、上記画像メモリ10を垂直方向に走
査処理して、これまた同様にライン単位データを作成す
る。従って第２図（Ｂ）において、垂直走査ラインV₁に
対してはデータ数d₁＝５の、V₂に対してはデータ数d₁＝
３のライン単位データが作成される。

連続性認識部３は水平方向処理部１及び垂直方向処理部
２の作成したそれぞれのライン単位データにもとづき、
各辺L₁〜L₄における連続性を識別するものであり、連続
性検出部６、フラグ部８、始端保持部９−１、終端保持
部９−２等を具備している。

なお連続性認識部３は、直交性検出部４とともに、本発
明の特徴的なところであるのでこれらの動作については
後で詳述する。

制御部20は本発明における総合的な処理を行うものであ
り、また画像メモリ10のサイズNXMを保持している。

センサ部22は媒体が搬送されたときこれを読取るもので
ある。センサ部22は、例えば第３図の如く構成されてい
る。センサ部22は媒体が載置搬送される台35と、その両
側に配置されたセンサアレイ31、36よりなる。台35は、
この場合透明な部材によって作られており、媒体の表裏
を同時に読み取ることができる。センサアレイは、LED
等の発光素子群33、37とフォトセンサ等の受光素子群3
4、38からなる。発光素子郡33、37から発光される光を
媒体の表裏で反射させ、この反射光を受光素子部郡34、
38で受けることにより、媒体のデータを読み取ることが
できる。

この外、上段の発光素子からの光を、媒体に導き、その
透過光を下段の受光素子で受けるように構成してもよ
い。即ち、図中２点鎖線で示す様に、媒体のデータサン
プルラインの点A₁を通過した上段の発光素子からの光
を、下段の受光素子によって受ける。この透過光を用い
る方法は、媒体の有無を検出するのに最適であり、この
発明の媒体の入力角度を求める場合にも用いることがで
きる。なお、図中矢印は、媒体台35上の媒体の進行方向
である。

このようなセンサ部22により媒体が読み取られ、センサ
データ読取部23により２値化情報に処理され、RAM24の
一部である画像メモリ10に順次保持されるものである。

なお、外部インタフェース25は外部装置との入出力制御
を行うものであり、他の入出力装置との接続を行った
り、ホスト装置との接続などを行うものである。

次に連続性認識部３及び直交性検出部４の動作について
説明する。

まず、辺L₁の直線を求める、連続性認識部３の動作を第
４図（Ａ）に示すフローに従って他図を参照しつつ説明
する。

連続性検出部６は、制御部20に対して、水平方向処理部
１が作成し、RAM24に保持されている第２図（Ｃ）に示
す如きライン単位データを順次読出させ、そのデータ数
区分d₁をチェックする。これが最初に３を示したとき入
力媒体データ11を検出したことになるので、その第１無
ドット数ｈ（ｉ）を読取りこれを保持する。そして１ド
ット次のライン単位データの第１無ドット数ｈ（ｉ＋
１）を読取り、その差ｈ（ｉ）−ｈ（ｉ＋１）を計算す
る。このとき、画像メモリ10に、第２図（Ｂ）に示す状
態で入力媒体データ11が記憶されているとき、辺L₂に対
する部分は、この差が１以上である。このときフラグ部
８にフラグはセットされてなく、カウンタ７もカウント
値零なので、連続性検出部６は処理ルーチン上これをリ
セットして、カウンタ７の水平方向処理時のカウント値
C_H＝０とする。そして次の座標位置のライン単位データ
が制御部20により読出される。

ところで辺L₁のライン単位データが読出されるとき、上
記ｈ（ｉ）−ｈ（ｉ＋１）＝０が成立することになる。
連続性検出部６は、このときのライン単位データの位置
ｉとそのｈ（ｉ）を保持するとともに、カウンタ７を＋
１する。また、制御部20により次のライン単位データを
読出し、同様の処理が行われる。この場合、第１図
（Ｄ）に示すL₁の傾斜角Θ＝６゜とすれば、第５図
（Ｂ）におけるn₁からn₂′までが10ドット位の間は上記
関係が成立するので、最大傾斜角が６゜位の例ではＴ＝
10と設定し、これを連続性検出部６で保持しておく。そ
してn₃において上記式が成立しなくなったとき、連続性
検出部６はフラグ部８にフラグが立っていないこと及び
カウンタ７のカウント値ＣがＣ≧Ｔであることを認識
し、その保持しているｉとｈ（ｉ）の示す点P₁を始点保
持部９−１に辺L₁の直線性を示した始点として設定し、
フラグ部８にフラグをセットする。そしてカウンタ７を
リセットする。

しかしn₄のライン単位データが読出されたとき再び上記
式が成立する。そして同様な処理が行われるが、n₅にお
いて不成立となる。このときフラグがセットされている
ので、連続性検出部６は今度はn₃におけるｉとｈ（ｉ）
の示す点P₂を終点保持部９−２に設定し、カウンタ７を
リセットする。

そしてn₆のライン単位データが読出されたとき、上記式
が成立し、同様な処理が行われるが、n₇のライン単位デ
ータが読出されたとき、上記式が成立せず、フラグがセ
ットされているもののカウンタ７のカウント値C_Hは１で
ありC_H≧Ｔは成立しないため、カウンタ７はリセットさ
れる。

そしてこの欠損部Ｆがすぎれば再び上記関係により得ら
れた新しいP₂が得られることになるので、連続性検出部
６は終点保持部９−２をこの新P₂で書き替える。

このような処理が順次行われ、画像メモリ10の大きさＮ
までのライン単位データに対する処理が終了したとき、
始点保持部９−１に記入されたP₁と終点保持部９−２に
記入されたP₂を結ぶ直線か辺L₁の状態を示す直線とな
る。

このようにして得られたP₁とP₂は直交性検出部４に送出
される。

次に辺L₂の直線を求める処理が連続性検出部６により行
わる。この場合、垂直方向処理部２により作成されたラ
イン単位データにもとづき、第４図（Ｂ）のフローチャ
ートに示す如き処理が行われる。このときカウンタ７は
垂直方向のデータに対する連続値CVをカウントすること
になり、画像メモリ10の大きさＭまでの領域で行われる
外は、上記第４図（Ａ）と同一処理が行われるので、そ
の詳細な説明は省略する。そしてこれにより得られた始
点P₁′と終点P₂′はこれまた直交性検出部４に送出さ
れ、辺L₁とL₂の直交性がチェックされる。

直交性検出部４は、例えば次のような演算を行い２直線
の直交性を検知する。即ち、第４図（Ｄ）に示す如く、
点P₁（x₁、y₁）、P₂（x₂、y₂）を通る直線L_Mと、点P₁′
（x₃、y₃）、P₂′（x₄、y₄）を通る直線LNが直交してい
る場合、公知の如く、その傾斜の積は−１となる。

即ち、とすると、L_MとL_Nが直交しているとき K₁×K₂＝−１となる。

したがって、直交性検出部４は、連続性検出部６から出
力された前記辺L₁に対するP₁、P₂及び辺L₂に対する
P₁′、P₂′のデータが伝達されたとき、これらにより上
記の演算を行いその傾斜の積を求めこれがほぼ−１であ
れば辺L₁とL₂は直交しているものと判断する。しかし直
交状態ではないと判断したとき、連続性認識部３は、後
述するように、今度は辺L₃の始点・終点データを出力
し、辺_１とL₃との直交性を求める。これにより直交性が
求められないとき、連続性認識部部３は、辺L₄の始点・
終点データを出力し、今度は辺L₄とL₂、あるいはL₄とL₃
の直交性を求める。

そして第４図（Ｃ）に示す如く、これらによるもすべて
直交性が得られない場合、NGとなり、入力媒体は矩形、
或いは正方形でないか、辺部分に破損が多く正常な状態
のものではないと判定されることになる。

なお、辺L₃の始点・終点を求めるには、垂直方向処理部
２が作成したライン単位データの最後の区分を無ドット
数を使用して、同様の制御を行えばよく、第２図（Ｂ）
のV₂の例では第２無ドット数を使用すればよい。同様に
辺L₄の始点・終点を求めるにはこれまた水平方向処理部
１の作成したライン単位データの最後の区分の無ドット
数を使用して同様の制御を行えばよく、第２図（Ｂ）の
H₂の場所では第２無ドット数を使用すればよく、H₃の場
所では第３無ドット数を使用すればよい。このようにい
ずれの場合でも最後の区分の無ドット数を使用すればよ
いのでよの制御も容易である。

このようにして、例えば、第５図（Ａ）に示す如く、辺
L₁に欠損部Ｃや折曲部Ｄが存在しても、Ａ−Ｂ点により
得られる曲線を求めることができる。

このようにして直交する辺、例えばL₁とL₂が求められた
とき、斜行角算出部５によりその斜行角Θを算出するこ
とができる。

これにもとづき、第５図（Ａ）のデータ列11−１、11−
２…を入力媒体データ11より得ることができるので、こ
れらを第１図（Ｂ）に示すように、基本パターン・デー
タ16のデータ列16−１、16−２…と比較することによ
り、正確な認識を行うことができる。

なお上記説明はΘが最大６゜の例について説明したが、
本発明は勿論これのみに限定されるものではなく、Θが
変わればＴもこれに応じて変わることになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば入力媒体の一部分に欠損部や折曲部があ
ってもこれに影響されずに正しい斜行角を求めることが
できるので、１個の基本データによって正確な画像認識
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の一実施例、第３図は読取部の一例、第４図は本発明の動作説明図、第５図は入力媒体データの説明図、第６図は従来例説明図である。１……水平方向処理部、２……垂直方向処理部３……連続性認識部、４……直交性検出部５……斜行角算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センサにより読み取られた画像から媒体を
認識する画像認識装置において、上記センサにより読み取られた画像から、水平方向にお
ける画像の存在する領域と、画像の存在しない領域を示
す画像の有無情報を求める水平方向処理部と、上記センサにより読み取られた画像から、垂直方向にお
ける画像の存在する領域と、画像の存在しない領域を示
す画像の有無情報を求める垂直方向処理部と、求められた画像の有無情報より、画像の存在する領域と
画像の存在しない領域の境界が複数ラインで連続してい
るかどうかを判断して入力媒体の辺の始点及び終点を示
す辺情報を算出する連続性認識部と、算出された辺情報より各辺の積を取り、各辺の直交性を
判断する直交性検出部とを有し、直交している辺から入
力媒体の斜行角を算出するようにしたことを特徴とする
画像認識装置。