JPH08194857A - Paper sheet discriminating device - Google Patents

Paper sheet discriminating device

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Publication number
JPH08194857A
JPH08194857A JP7023473A JP2347395A JPH08194857A JP H08194857 A JPH08194857 A JP H08194857A JP 7023473 A JP7023473 A JP 7023473A JP 2347395 A JP2347395 A JP 2347395A JP H08194857 A JPH08194857 A JP H08194857A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paper sheet
picture elements
data
vector
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7023473A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Kawahito
勝彦 川人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP7023473A priority Critical patent/JPH08194857A/en
Publication of JPH08194857A publication Critical patent/JPH08194857A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)

Abstract

PURPOSE: To easily calculate similarity and to shorten processing time. CONSTITUTION: The total number of picture elements in reference data for discrimination is set up to 40×18=720, and with respect to all sorts of paper sheets, the number of picture elements of '1' e.g. is set up to 100 picture elements. Namely patterns are mutually different in accordance with the sorts of paper sheets, and when respective patterns are binarized by the same threshold, the numbers of picture elements of '1' are different in accordance with the sorts of paper sheets. However the numbers of picture elements of each sort can be equalized to be 100 picture elements by adjusting the threshold in accordance with the sorts of paper sheets. When a paper sheet 3 to be discriminated is read out by a CCD sensor 5, similarity with the reference data is calculated by finding out the number of picture elements of '1' in the reference data superposed with picture elements of '1' in the paper sheet 3 in a product sum computing element 14. When the data of the paper sheet 3 completely coincide with the reference data, the number of picture elements becomes '100', and when both data do not completely match with each other, similarity of '100' to '0' can simply be found out in accordance with the number of superposed picture elements.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、紙葉類の種類・表裏・
方向を判別する紙葉類判別装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the types of paper sheets, the front and back sides,
The present invention relates to a paper sheet discriminating device for discriminating a direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、紙幣等の紙葉類には、模様や文
字が印刷されており、これによりその紙葉類の種類や真
偽を判別することができる。このため、従来の紙葉類判
別装置はCCD等の光電変換器等を備えており、模様や
文字のパターンを電気信号として検出する。この電気信
号は、階層化され、多値のディジタルデータとして処理
される。一方、装置内には、各紙葉類の模様を予め読み
取って二値化した基準データが格納されている。そし
て、CCD等により読み取って得られたデータがどの基
準データと一致するかを調べることにより、紙葉類の判
別を行なっていた(例えば、特開昭58−056088
号、特開平02−167490号、特開平02−186
493号公報参照)。
2. Description of the Related Art Generally, paper sheets such as banknotes are printed with patterns and characters, and the type and authenticity of the paper sheets can be discriminated. For this reason, the conventional sheet discriminating apparatus includes a photoelectric converter such as a CCD and detects a pattern or a character pattern as an electric signal. This electric signal is layered and processed as multi-valued digital data. On the other hand, reference data obtained by previously reading and binarizing the pattern of each paper sheet is stored in the apparatus. Then, the paper sheet is discriminated by checking which reference data the data obtained by reading with a CCD or the like matches (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-056088).
No. 02-167490, No. 02-186.
493).

【0003】[0003]

【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、次のような課題があった。即ち、例
えば、千円、5千円、1万円の紙幣を識別する場合に、
各紙幣ごとの模様を代表した基準データをそれぞれ用意
する。このような基準データは、例えば、模様の濃度の
平均値や異常値を除いた最小2乗法による近似値であ
る。そして、センサにより読み取った画像の濃度データ
を、この基準データと比較する。この場合、紙葉類の印
刷濃度には、ばらつきがある。また、環境温度の変化等
により光源の光量が変化する。更に、センサの出力を増
幅するアンプ出力が微妙に変化する。従って、これらが
原因となってセンサにより読み取った画像が微妙に変化
する。この結果、センサにより読み取った濃度データが
そのカテゴリの基準データと完全には一致しない。
However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems. That is, for example, when identifying banknotes of 1,000 yen, 5,000 yen, and 10,000 yen,
Standard data representing patterns of each banknote are prepared. Such reference data is, for example, an approximate value by the least squares method excluding an average value of pattern densities and an abnormal value. Then, the density data of the image read by the sensor is compared with this reference data. In this case, the print density of the paper sheets varies. In addition, the light amount of the light source changes due to changes in environmental temperature and the like. Further, the output of the amplifier that amplifies the output of the sensor changes slightly. Therefore, due to these factors, the image read by the sensor changes slightly. As a result, the density data read by the sensor does not completely match the reference data for that category.

【0004】このため、千円、5千円、1万円の紙幣の
種類を判別する場合は、判別の対象となる紙幣のデータ
と、千円、5千円、1万円の各基準データとの類似度を
求め、その類似度の大小によって最も類似する基準デー
タを求めることにより紙幣の種類を決定する。ところ
が、多値(8ビット等)を扱う類似度の計算は一般に複
雑であり、算出処理に時間がかかり、紙幣の種類等の判
別の処理時間が長くなる要因となるという課題があっ
た。
Therefore, when discriminating the types of banknotes of 1,000 yen, 5,000 yen, and 10,000 yen, the data of the banknote to be judged and the reference data of 1,000 yen, 5,000 yen, and 10,000 yen. The type of banknote is determined by obtaining the degree of similarity with and the reference data that is most similar to the degree of the degree of similarity. However, there is a problem in that the calculation of the degree of similarity dealing with multi-values (8 bits, etc.) is generally complicated, the calculation process takes time, and it becomes a factor that the processing time for discriminating the type of banknote becomes long.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の紙葉類判別装置
は、上述した課題を解決するため、以下の点を特徴とす
るものである。 (1) 位置検出して切り出した紙葉類のパターンを所定の領
域ごとに積分して平均化する積分平均化処理部を備え
る。 当該積分平均化処理部により処理されたデータに対
し、ある固定の閾値を用いて二値化する二値化処理部を
備える。 当該二値化処理部により二値化したパターンベクトル
を特徴ベクトルとして、当該特徴ベクトルと予め記憶さ
せた各種類の基準ベクトルの積和を求める積和計算部を
備える。 各基準ベクトルは、大きさがすべて同じ値になるよう
に二値化したものであり、それらの各基準ベクトルの各
要素の値を予め記憶させておくための基準パターン記憶
部を備える。 積和計算部により求められた計算値の中でその値が最
大となる基準パターンの種類を判別対象である紙葉類の
種類であると判別する判別部を備える。
In order to solve the above-mentioned problems, the paper sheet discriminating apparatus of the present invention is characterized by the following points. (1) An integration / averaging processing unit is provided that integrates and averages the patterns of paper sheets that have been position-detected and cut out for each predetermined region. A binarization processing unit that binarizes the data processed by the integration and averaging processing unit using a certain fixed threshold value is provided. A product-sum calculation unit that obtains a product sum of the feature vector and each type of reference vector stored in advance as a feature vector using the pattern vector binarized by the binarization processing unit is provided. Each reference vector is binarized so that all of them have the same value, and a reference pattern storage unit is provided for pre-storing the value of each element of each reference vector. A discrimination unit that discriminates the type of the reference pattern having the maximum value among the calculated values obtained by the sum of products calculation unit as the type of the paper sheet to be discriminated is provided.

【0006】[0006]

【作用】[Action]

(1)判別用の基準データの全画素数を40×18=7
20個とし、紙葉類の全種類について、例えば、“1”
の画素数を100個とする。即ち、紙葉類の種類により
模様が異なり、同一の閾値により二値化すると、“1”
の画素数は紙葉類の種類により異なるが、閾値を紙葉類
の種類に応じて調整することにより“1”の画素数を等
しく例えば100個とする。こうすると、CCDにより
判別対象の紙葉類を読み取った場合、基準データとの類
似度の算出は、判別対象の紙葉類の“1”の画素と重な
り合う基準データの“1”の画素数を求めればよい。こ
の結果、判別対象の紙葉類のデータが基準データと完全
に一致する場合は、“100”となり、完全には一致し
ない場合には、重なった画素数により“100”〜
“0”の類似度を求める。このように、類似度を簡単に
求めることができる。
(1) The total number of pixels of the reference data for discrimination is 40 × 18 = 7
For example, "1" for all 20 types of paper sheets
The number of pixels of is 100. That is, the pattern differs depending on the type of paper sheet, and when binarized with the same threshold value, “1”
Although the number of pixels of No. varies depending on the type of paper sheet, the number of pixels of "1" is made equal, for example, 100 by adjusting the threshold value according to the type of paper sheet. In this way, when the sheet to be discriminated is read by the CCD, the similarity with the reference data is calculated by calculating the number of pixels of "1" of the reference data that overlaps the pixel of "1" of the sheet to be discriminated. Just ask. As a result, when the data of the paper sheet to be discriminated is completely matched with the reference data, it is "100", and when it is not completely matched, "100"-
The similarity of “0” is calculated. In this way, the degree of similarity can be easily obtained.

【0007】[0007]

【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一実施
例のブロック図である。図示の装置は、位置検出部1
0、位置補正切り出し部11、積分平均化処理部12、
二値化処理部13、積和計算部14、基準パターン記憶
部15、判定部16を備えている。位置検出部10は、
バッファメモリ9に格納された紙葉類3の全体の位置を
検出する。位置補正切り出し部11は、バッファメモリ
9に格納された画像のうち背景の部分を除いて紙葉類3
の全体のパターンを切り出す。積分平均化処理部12
は、紙葉類3の全体のパターンを所定の領域ごとに積分
して平均化する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a paper sheet discriminating apparatus of the present invention. The illustrated device is a position detection unit 1
0, position correction cutout unit 11, integration and averaging processing unit 12,
A binarization processing unit 13, a sum of products calculation unit 14, a reference pattern storage unit 15, and a determination unit 16 are provided. The position detector 10
The entire position of the paper sheet 3 stored in the buffer memory 9 is detected. The position correction cutout unit 11 removes the paper sheet 3 from the image stored in the buffer memory 9 excluding the background portion.
Cut out the whole pattern of. Integral averaging processor 12
Is to integrate and average the entire pattern of the paper sheet 3 for each predetermined area.

【0008】二値化処理部13は、積分平均化処理部1
2により処理されたデータに対し、ある固定の閾値を用
いて二値化する。積和計算部14は、二値化処理部13
により二値化したパターンベクトルを特徴ベクトルとし
て、当該特徴ベクトルと予め記憶させた各種類の基準ベ
クトルの積和を求める。即ち、二値化処理部13で得ら
れたパターンベクトルと、基準パターン記憶部15に記
憶された各基準ベクトルとの対応する成分同士の積の和
を計算する。基準パターン記憶部15は、ROM又はR
AM等から成り、各基準ベクトルの各要素の二値化デー
タを予め記憶している。基準となる紙葉類がn種類ある
場合には、必要な数の基準ベクトルをすべて記憶してい
る。
The binarization processing unit 13 is an integration / averaging processing unit 1.
The data processed by 2 is binarized using a fixed threshold value. The sum-of-products calculation unit 14 includes a binarization processing unit 13
By using the binarized pattern vector as a feature vector, the product sum of the feature vector and each type of reference vector stored in advance is obtained. That is, the sum of the products of the corresponding components of the pattern vector obtained by the binarization processing unit 13 and each reference vector stored in the reference pattern storage unit 15 is calculated. The reference pattern storage unit 15 is a ROM or R
Binary data of each element of each reference vector is stored in advance. If there are n types of reference paper sheets, all necessary number of reference vectors are stored.

【0009】判定部16は、積和計算部14により求め
られた積和の中でその値が最大となる基準パターンの種
類を判別対象である紙葉類3の種類であると判定する。
図1において、バッファメモリ9への紙葉類3の画像の
格納は、以下のようにして行なわれる。LEDアレイ2
は、紙葉類3の長手方向(搬送方向Mと直角の方向)の
領域を図中下側から照明する。ここに、紙葉類3は、例
えば、紙幣のように両面に印刷された特有の模様を有し
ている。紙葉類3が、搬送ローラ1a、1bで矢印方向
に搬送され、照明領域を通過すると、印刷模様の濃淡に
応じた透過光が得られる。CCDセンサ5は、レンズ1
9で集光された透過光を受けてアナログ信号を発生す
る。CCDセンサ5の動作は、紙葉類先端検知センサ1
7で得られたパルスT0により制御回路18で作成され
たサンプリングパルスT1で制御される。
The determination unit 16 determines that the type of the reference pattern having the maximum value among the product sums calculated by the product sum calculation unit 14 is the type of the sheet 3 to be determined.
In FIG. 1, the image of the paper sheet 3 is stored in the buffer memory 9 as follows. LED array 2
Illuminates a region of the paper sheet 3 in the longitudinal direction (direction perpendicular to the transport direction M) from the lower side in the drawing. Here, the paper sheet 3 has a peculiar pattern printed on both sides like a bill, for example. When the paper sheet 3 is conveyed in the arrow direction by the conveying rollers 1a and 1b and passes through the illumination area, transmitted light corresponding to the shade of the printed pattern is obtained. CCD sensor 5 is lens 1
The transmitted light collected at 9 is received and an analog signal is generated. The operation of the CCD sensor 5 is performed by the paper edge detection sensor 1
The sampling pulse T1 generated by the control circuit 18 is controlled by the pulse T0 obtained in step S7.

【0010】アンプ6は、CCDセンサ5が出力するア
ナログ信号を増幅する。A/D変換器7は、紙葉類先端
検知センサ17で得られたパルスT0により制御回路1
8で作成されたタイミング信号T2で制御される。この
タイミング信号T2は、CCDセンサ5の有効画素数分
だけ発生し、紙葉類3の長手方向の1ライン分の信号が
制御信号T3により、逐次、シェーディング補正回路を
経てバッファメモリ9に送られる。これらの動作は、制
御回路18におけるサンプリングパルスT1により、搬
送方向Mに対し、一定間隔で行なわれ、最終的に紙葉類
の全印刷パターンを含む領域がバッファメモリ9に格納
される。バッファメモリ9に格納された値は、紙葉類3
の部分とそれ以外の背景の部分の両方を含んでいるた
め、紙葉類3の部分のみを正確に切り出す必要がある。
この処理を前述のように位置検出部10と、位置補正切
り出し部11で行なう。
The amplifier 6 amplifies the analog signal output from the CCD sensor 5. The A / D converter 7 controls the control circuit 1 according to the pulse T0 obtained by the paper sheet leading edge detection sensor 17.
It is controlled by the timing signal T2 created in 8. The timing signal T2 is generated by the number of effective pixels of the CCD sensor 5, and a signal for one line in the longitudinal direction of the paper sheet 3 is sequentially sent to the buffer memory 9 via the shading correction circuit by the control signal T3. . These operations are performed at a constant interval in the transport direction M by the sampling pulse T1 in the control circuit 18, and finally an area including all print patterns of paper sheets is stored in the buffer memory 9. The value stored in the buffer memory 9 is the paper sheet 3
Since it includes both the portion and the background portion other than that, it is necessary to accurately cut out only the portion of the paper sheet 3.
This processing is performed by the position detection unit 10 and the position correction cutout unit 11 as described above.

【0011】次に、上述した装置の動作を説明する。ま
ず、紙葉類の判別処理の動作を説明する。図2は、判別
処理手順のフローチャートである。まず、ステップS1
で前述のようにして紙葉類3のイメージデータがバッフ
ァメモリ9に格納される。そして、このイメージデータ
は、ステップS2でシェーディング補正回路により照明
手段における光源の光量の読み取り位置でのばらつきに
対する補正が行なわれる。その後、ステップS3で位置
検出部10により紙葉類の位置及び姿勢が検出される。
Next, the operation of the above-mentioned device will be described. First, the operation of the sheet discrimination process will be described. FIG. 2 is a flowchart of the determination processing procedure. First, step S1
Then, the image data of the paper sheet 3 is stored in the buffer memory 9 as described above. Then, in step S2, this image data is corrected by the shading correction circuit for the variation in the light amount of the light source of the illumination means at the reading position. Then, in step S3, the position detection unit 10 detects the position and orientation of the paper sheet.

【0012】次に、ステップS4では、位置補正切り出
し部11により、位置検出部10で検出した情報を基に
位置補正を行ない、紙葉類の外枠を切り出す。そして、
ステップS5では、積分平均化処理部12により、位置
補正切り出し部11で切り出した紙葉類に印刷されてい
るパターンデータを主走査方向、副走査方向共に数個ず
つ積分し、数mm角の領域への積分平均化処理を行なう。
この積分平均化処理により、紙葉類の伸縮や、印刷ず
れ、汚れ、しわ、印刷濃度のばらつき等によるイメージ
データのばらつきが減少され、均一なデータが得られ
る。次に、ステップS6では、CCDセンサで得られた
印刷パターンの積分平均データをさらに二値化部によ
り、その紙葉類の特徴(文字及び図形部分)が得られる
適当な閾値で二値化し、特徴ベクトルを得る。
Next, in step S4, the position correction cutout unit 11 performs position correction based on the information detected by the position detection unit 10, and cuts out the outer frame of the paper sheet. And
In step S5, the integration / averaging processing unit 12 integrates several pieces of pattern data printed on the paper sheet cut out by the position correction cutout unit 11 in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction to form an area of several mm square. Integral averaging process is performed.
By this integration and averaging process, variations in image data due to expansion and contraction of paper sheets, print misalignment, stains, wrinkles, variations in print density, etc. are reduced, and uniform data can be obtained. Next, in step S6, the integrated average data of the print pattern obtained by the CCD sensor is further binarized by a binarizing unit with an appropriate threshold value that can obtain the features (character and graphic portions) of the paper sheet, Get the feature vector.

【0013】そして、ステップS7では、この特徴ベク
トルと、後述する基準ベクトルとの類似度を計算する。
この類似度の最も大きい基準ベクトルが判別対象である
紙葉類3の種類を決定する。従って、ステップS8で、
判定部16により、この判別を行ない、その結果を上位
インタフェースに送る。以上のようにして、紙葉類3に
ついて、種類・表裏・方向等が判別される。
Then, in step S7, the degree of similarity between this feature vector and a reference vector described later is calculated.
The reference vector with the highest degree of similarity determines the type of paper sheet 3 to be discriminated. Therefore, in step S8,
The determination unit 16 makes this determination and sends the result to the upper interface. As described above, the type, front / back, direction, etc. of the paper sheet 3 are determined.

【0014】次に、類似度の算出手順について詳細に説
明する。まず、紙葉類の対応画素を、図3のように各番
号を付けて表現することとする。すると、紙葉類のイメ
ージデータはそれぞれX0からX719までの合計72
0個分の2値の画素データから成る。そして、これらを
1つのパターンベクトルとして考える。尚、画素データ
の合計数は、720個に限らず、適宜変更してよい。そ
して、判別対象である特徴ベクトルをX、第1の種類の
紙葉類の基準ベクトルをX(1)、第2の種類の紙葉類
の基準ベクトルをX(2)とすると、これらのベクトル
の相関性は図4のように模式的に表わせる。このとき、
これらのベクトルのなす角を図4に示すようにθ
(1)、θ(2)とすると、ベクトルの相関性として
は、θが小さいほどより類似していることになる。例え
ば、図4の例では、θ(2)<θ(1)なので特徴ベク
トルXは、基準ベクトルX(2)により類似しているこ
とになる。
Next, the procedure for calculating the degree of similarity will be described in detail. First, the corresponding pixels of the paper sheet are represented by attaching respective numbers as shown in FIG. Then, the total image data of the paper sheets is 72 from X0 to X719.
It consists of 0 binary pixel data. Then, consider these as one pattern vector. The total number of pixel data is not limited to 720 and may be changed as appropriate. If the feature vector to be discriminated is X, the reference vector of the first type of paper sheet is X (1), and the reference vector of the second type of paper sheet is X (2), these vectors The correlation can be expressed schematically as shown in FIG. At this time,
The angle formed by these vectors is θ as shown in FIG.
Assuming (1) and θ (2), the smaller the θ, the more similar the correlation of the vectors. For example, in the example of FIG. 4, since θ (2) <θ (1), the feature vector X is more similar to the reference vector X (2).

【0015】このθ(i)をベクトルの内積を用いて、
次式により算出する。 cosθ(i)=(X・X(i))/{|X|・|X(i)|} (1) ここに、X(i)は、種類iの紙葉類の基準ベクトルで
あり、θ(i)は、特徴ベクトルXと基準ベクトルX
(i)とのなす角である。前記式(1)の cosθ(i)
は、0以上1以下の値を取り、これらを図3のパターン
に適応すると、次式(2)のように類似度が求められ
る。 S(i)=Σ(Xj・Xj(i))/(ΣXj2 ・ΣXj(i)21/2 (2) ここに、Σは、j=0からj=719までの総和を意味
する。
This θ (i) is calculated by using the inner product of the vectors,
It is calculated by the following formula. cos θ (i) = (X · X (i)) / {| X | · | X (i) |} (1) where X (i) is the reference vector of the paper sheet of type i, θ (i) is the feature vector X and the reference vector X
It is an angle with (i). Cos θ (i) in the above equation (1)
Takes a value of 0 or more and 1 or less, and if these are applied to the pattern of FIG. 3, the degree of similarity is obtained as in the following expression (2). S (i) = Σ (Xj · Xj (i)) / (ΣXj 2 · ΣXj (i) 2 ) 1/2 (2) where Σ means the sum from j = 0 to j = 719 .

【0016】これをすべての基準ベクトルに対して計算
し、最も“1”に近いものがその種類の紙葉類に最も類
似していることになる。そして、紙葉類3をリジェクト
する適当な閾値を設け、この閾値以上であれば、正式に
その種類の紙葉類であると判断する。一方、この閾値以
下であれば、判別対象の紙葉類はリジェクトすべきであ
る旨を上位装置のCPUに通知する。このような類似度
は、ベクトル同士のなす角により決定されるもので、ベ
クトル同士の大きさの相異には影響されない。従って、
例えば、センサのアンプの出力が微妙に変化して全体的
に濃度レベルが変動した場合でも類似度には影響しな
い。
This is calculated for all reference vectors, and the one that is closest to "1" is the most similar to that type of paper sheet. Then, an appropriate threshold value for rejecting the paper sheet 3 is set, and if it is equal to or larger than this threshold value, it is officially determined to be a paper sheet of that type. On the other hand, if it is less than or equal to this threshold value, the CPU of the host device is notified that the paper sheet to be discriminated should be rejected. Such similarity is determined by the angle formed by the vectors and is not affected by the difference in the size of the vectors. Therefore,
For example, even if the output of the sensor amplifier slightly changes and the density level changes overall, the similarity is not affected.

【0017】次に、基準ベクトルの作成方法について例
を挙げて説明する。図5に、基準ベクトルの作成処理手
順を示す。まず、ステップS11では、初期値としてn
=1;N=N0(N0は標本数を示す)とし、ステップ
S12〜S15では、前述した図2のステップS1〜S
4と同様の処理を行なう。そして、ステップS16で特
徴データについて積分平均化処理を行ない、特徴データ
を次々に加算していく。そして、この処理をステップS
17の判断式でn=N0となるまで実行する。即ちこの
処理をN0枚分の紙葉類について実行し、ステップS1
8で基準ベクトルを作成する。
Next, a method of creating the reference vector will be described with an example. FIG. 5 shows a procedure for creating a reference vector. First, in step S11, n is set as an initial value.
= 1; N = N0 (N0 indicates the number of samples), and in steps S12 to S15, steps S1 to S in FIG.
The same process as 4 is performed. Then, in step S16, integral averaging processing is performed on the feature data, and the feature data is added one after another. Then, this processing is performed in step S
It is executed until n = N0 in the judgment formula of 17. That is, this process is executed for N0 sheets of paper, and step S1
Create a reference vector at 8.

【0018】ステップS18では、まず最初に、ステッ
プS16で得られた値を標本数N0で除して標本数N0
における平均値を算出する。そして、この平均値を標本
数N0の代表値とする。尚、平均値以外の他の統計量を
代表値としてもよい。次に、この代表値をp-tile法を用
いて暗い方からある適当な面積比で二値化を行なう。こ
の場合、A/D変換された画素値が“0”に近いほど特
徴的であると判断する。このようにすることで各種類の
紙葉類のすべての基準ベクトルの大きさ(2乗和の平方
根)を等しくすることができる。
In step S18, first, the value obtained in step S16 is divided by the sample number N0 to obtain the sample number N0.
Calculate the average value in. Then, this average value is used as a representative value of the sample number N0. It should be noted that statistics other than the average value may be used as the representative value. Next, this representative value is binarized using the p-tile method with an appropriate area ratio from the dark side. In this case, it is determined that the closer the A / D converted pixel value is to “0”, the more characteristic. By doing so, the size (square root of the sum of squares) of all reference vectors of each type of paper sheet can be made equal.

【0019】この結果、前述した式(2)において、特
徴ベクトルX及び基準ベクトルX(i)の大きさを算出
する必要がなくなる。従って、式(2)を直接用いる場
合より類似度を算出するアルゴリズムが単純になる。例
えば、紙幣の場合には、千円、5千円、1万円の各金種
間で基準データの大きさが同一になる。これにより、判
別対象である紙幣の大きさが、個々にばらついても式
(2)の分子のみを算出することで、相対的に最も類似
している基準ベクトルが求められる。即ち、類似度は、
次式(3)により求められる。 S(i)=Σ(Xj・Xj(i)) (3) ここに、Σは、j=0からj=719までの総和を意味
する。
As a result, it becomes unnecessary to calculate the magnitudes of the feature vector X and the reference vector X (i) in the above-mentioned equation (2). Therefore, the algorithm for calculating the degree of similarity becomes simpler than the case of directly using the equation (2). For example, in the case of banknotes, the size of the reference data is the same between denominations of 1,000 yen, 5,000 yen, and 10,000 yen. As a result, even if the size of the bill to be discriminated differs from each other, only the numerator of the formula (2) is calculated, so that the relatively similar reference vector is obtained. That is, the similarity is
It is calculated by the following equation (3). S (i) = Σ (Xj · Xj (i)) (3) Here, Σ means the total sum from j = 0 to j = 719.

【0020】予め特徴ベクトルは二値化されているた
め、式(3)により明らかなように、基準ベクトルとの
演算は“0”と“1”の単純な積和演算だけになる。こ
れは、見方を変えれば、特徴ベクトルの“1”の成分の
集合と、基準ベクトルの“1”の成分の集合との共通部
分の数を求めることと同じである。この結果、類似度の
算出時間が大幅に短縮される。このようにして、紙葉類
の種類・表裏・方向等の判別が2値の積和のみで可能と
なり、非常に高速でしかも高い特徴抽出能力を効果的に
活用して信頼性の高い判別をすることができる。
Since the feature vector is binarized in advance, as is apparent from the equation (3), the calculation with the reference vector is only a simple product-sum calculation of "0" and "1". From a different point of view, this is the same as determining the number of common parts between the set of "1" components of the feature vector and the set of "1" components of the reference vector. As a result, the time for calculating the degree of similarity is significantly shortened. In this way, the type, front and back, direction, etc. of a paper sheet can be discriminated only by the sum of products of two values, and it is very fast, and the high feature extraction ability can be effectively utilized to make a highly reliable discrimination. can do.

【0021】また、前述したように、温度変化により光
源の光量や、読み取りセンサの出力を増幅する回路のア
ンプ出力が微妙に変化した場合にも、その変化により紙
葉類の模様の濃度が全体的に変化するため、得られるベ
クトルの大きさが変化するのみで、方向は不変である。
従って、紙葉類の種類・表裏・方向の判別能力が落ちた
り、リジェクト率が高まるといった問題も発生しない。
更に、新しく照明系や、レンズ系を変更する場合にも、
以上詳細に説明したように基準データの作成が容易に行
なえるため、従来の場合と比較して開発工数を短縮する
ことができる。
Further, as described above, even when the light amount of the light source or the amplifier output of the circuit for amplifying the output of the reading sensor slightly changes due to the temperature change, the change causes the overall density of the pattern of the paper sheet. Change, the magnitude of the obtained vector only changes, and the direction remains unchanged.
Therefore, there is no problem that the ability to discriminate the type, front and back, and direction of the paper sheet is lowered, and the rejection rate is increased.
Furthermore, when changing the illumination system or lens system,
Since the reference data can be easily created as described in detail above, the development man-hours can be shortened as compared with the conventional case.

【0022】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、種々の変形が可能であることはもちろん
である。例えば、上述した実施例では、紙幣の金種を判
別する場合について、説明したが、これに限らず、他の
有価証券等の紙葉類についても、その種類の総数が有限
であれば、本発明を適用していずれの種類であるかを判
別することができる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the case of discriminating the denomination of banknotes has been described, but the present invention is not limited to this, and if the total number of the types is finite, the paper sheets such as other securities can be booked. By applying the invention, it is possible to determine which type it is.

【0023】[0023]

【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、各基準ベクトルの大きさが等しくなる
ようにしたので、類似度の計算を単純化することがで
き、紙幣の種類の判別のための処理時間を短縮すること
ができる。
As described above, according to the paper sheet discriminating apparatus of the present invention, since the magnitudes of the reference vectors are made equal to each other, the calculation of the degree of similarity can be simplified and the bill It is possible to shorten the processing time for determining the type.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の紙葉類判別装置の第1実施例のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a paper sheet discriminating apparatus of the present invention.

【図2】紙葉類の判別処理手順を説明するフローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a paper sheet discrimination processing procedure.

【図3】基準ベクトルの作成処理手順を説明するフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure for creating a reference vector.

【図4】ベクトルの相関性の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of vector correlation.

【図5】紙幣における対応画素の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of corresponding pixels in a bill.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 積分平均化処理部 13 二値化処理部 14 積和計算部 15 基準パターン記憶部 16 判定部 12 integration / averaging processing unit 13 binarization processing unit 14 product sum calculation unit 15 reference pattern storage unit 16 determination unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 位置検出して切り出した紙葉類のパター
ンを所定の領域ごとに積分して平均化する積分平均化処
理部と、 当該積分平均化処理部により処理されたデータに対し、
ある固定の閾値を用いて二値化する二値化処理部と、 当該二値化処理部により二値化したパターンベクトルを
特徴ベクトルとして、当該特徴ベクトルと予め記憶させ
た各種類の基準ベクトルの積和を求める積和計算部と、 前記各基準ベクトルの大きさが皆同一になるように予め
二値化処理し、その結果得られた各基準ベクトルの各要
素の値を予め記憶させておくための基準パターン記憶部
と、 前記積和計算部により求められた計算値の中でその値が
最大となる基準パターンの種類を判別対象である紙葉類
の種類であると判別する判別部とを備えたことを特徴と
する紙葉類判別装置。
1. An integral averaging processing unit that integrates and averages a pattern of a paper sheet that has been position-detected and cut out for each predetermined region, and data processed by the integral averaging processing unit,
A binarization processing unit that performs binarization using a certain fixed threshold, and a pattern vector binarized by the binarization processing unit as a feature vector, and the feature vector and the reference vector of each type stored in advance. The sum-of-products calculation unit for obtaining the sum-of-products and the binarization process are performed in advance so that the magnitudes of the respective reference vectors are all the same, and the values of the respective elements of the respective reference vectors obtained as a result are stored in advance. A reference pattern storage unit for determining the type of the reference pattern having the maximum value among the calculated values obtained by the product-sum calculation unit as the type of the paper sheet to be determined, and A paper sheet discriminating apparatus comprising:
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