JPH08221631A

JPH08221631A - 印刷パターンの判別方法及び印刷パターンの判別装置

Info

Publication number: JPH08221631A
Application number: JP7030302A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kawahito; 勝彦川人
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】印刷物の正損の判別能力を向上する。【構成】認識搬送ユニット１１により印刷物を搬送し
て、ＣＣＤイメージセンサ１３により印刷物の透過光を
撮像されて、Ａ／Ｄ変換器１４を経て、バッファメモリ
１５に書き込まれる。前処理部１６、金種判別部１７を
経て印刷物のカテゴリが特定される。エラー画素検出部
１８−１により、印刷物の画素の正規化距離を求めて、
閾値と比較してエラー画素を検出する。ＬＯＷ側ラベル
部１８−２及びＵＰ側ラベル部１８−３とにより、ラベ
リングする。正規化距離算出部１８−４により、ラベリ
ング領域の正規化距離の平均値を求めて、この平均値に
よりラベリング領域が中間領域か損部領域かを判別す
る。比較判定部１８−５により、全体のエラー画素の数
と損部領域の画素の数に基づいて、印刷物が正常真券・
異常真券・リジェクト券のいずれかを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過センサを用いた紙
葉類（特に、紙幣）の正損判別を主とした真偽判別方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の紙幣の印刷パターンにお
ける正損判別方法を示す図である。紙幣１の両端には端
検知センサ２が設けられている。このセンサ２は、フォ
トインタラプタがアレイ状になっているもので、発光素
子から放出される光が紙幣面上では反射し、その反射光
を受光素子で検出する構成となっている。この端検知セ
ンサ２により、紙幣１が図の矢印方向に搬送されると
き、紙幣が端検知センサ２に到達してから通過し終える
までの間のオン時間すなわちこの例の場合には紙幣１の
短手の長さが検知できる。そして、紙幣１がこの領域で
破損すなわち欠落している場合には、センサのオン時間
が短くなるので、損券の判別が可能となる。図３は、Ｃ
ＣＤイメージセンサによる紙幣全面の印刷パターンを捉
えて正損判別を行う従来の他の正損判別方法を示す図で
ある。図４は、各画素の正規化距離と確率分布を示す図
である。図３において、斜線の部分がしわ、汚れ、破損
などによる損部（この場合は破損領域）３とすると、個
々の構成画素の濃度値のカテゴリの対応する画素の濃度
値の平均値との差のその画素の標準偏差で割った正規化
距離と図４に示す正規化距離の確率分布から損部である
かどうかを決定している。すなわち、個々の画素におけ
る確率分布曲線を評価基準として画素単位で損部を識別
し、そしてこの損部と見なされた画素の数を集計して、
正常真券、異常真券、リジクト券などを判別している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
印刷パターン判別方法においては、次のような課題があ
った。図２のような部分的な印刷パターンの捉え方で
は、当然ながら紙幣のすべての損部を検出することが難
しく（端部検知センサ２の通らない場所にある損部は検
出出来ない）、損部の場所によっては検出できない。ま
た、紙幣１の長さによる一次元的な判定を行っているた
め、二次元的な面積（損部の大きさを求めたい）として
の評価が難しいという問題点があった。また、図３のよ
うな印刷パターンの判別方法においても以下のような問
題点があった。

【０００４】（１）紙幣の個々のエラー画素（確率統計
的に基準エンベローブを越えている場合）の正規化距離
（例えば、その画素の濃度値とカテゴリの対応する画素
の平均濃度値との差が−５σであったとすると、正規化
距離は−５となる。σは、その画素に対応するカテゴリ
の対応する画素の標準偏差）は、損部の領域内部でばら
つく。図５（ａ），（ｂ）は、紙幣の角折れの場合を示
す図であり、同図（ａ）は紙幣の角折れ状態を示し、同
図（ｂ）は図（ｂ）中のＡ−Ａ断面の濃度データであ
る。図５（ｂ）に示すように、紙幣が角折れの場合に
は、損部内部で濃度値がばらつくため、損部内部で正規
化距離がばらつく。そのため、角折れ等の損部が場合に
よっては検出できない。（２）一枚の紙幣内部で損部の箇所が複数個存在する場
合、損部全体の画素の個数により正損を判別しているた
め、正確な損部の面積や個数が特定できない。（３）上記（１），（２）の問題点のため、偽券に対す
る判別能力を高めようとすると必然的に正損判別能力を
低く設定する必要があり、認識可能な損部の面積比を高
く設定し、損券を含めた一般流通紙幣の認識率を高める
ことが困難であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題
を解決するために、以下の処理を実行する。すなわち、
入力された印刷物の濃度データを各画素毎に作成する濃
度データ作成処理と、カテゴリのリファレンスデータと
して、前記各画素に対応する画素毎の標準偏差及び平均
濃度値を用意しておき、前記印刷物の各画素の濃度デー
タと該画素に対応する前記平均濃度値との差を該画素に
対応する標準偏差で正規化した正規化距離を前記画素毎
に算出する正規化距離算出処理と、前記正規化距離が第
１の閾値よりも小さく、濃度データの低い方向に位置す
る画素と、前記正規化距離が第２の閾値よりも大きく、
濃度データの高い方向に位置する画素をエラー画素とし
て検出するエラー画素検出処理とを実行する。そして、
前記濃度データの低い方向及び高い方向に位置するそれ
ぞれのエラー画素について、該エラー画素に連結してい
る画素を１つのグループとしてラベリングするラベリン
グ処理と、前記ラベリングされた各ラベリング領域につ
いて、そのラベリング領域に属する前記エラー画素の正
規化距離に基づいて特徴量を算出する特徴量算出処理
と、前記各ラベリング領域の特徴量と第３の閾値とを比
較して、該ラベリング領域と前記カテゴリの該ラベリン
グ領域に対応する領域との一致／不一致を判別する損部
判定処理とを実行する。

【０００６】

【作用】第１の発明によれば、以上のように印刷パター
ンの判別方法を構成したので、印刷物の濃度データから
正規化距離を求めて、この正規化距離が第１の閾値より
も小さい時、又は正規化距離が第２の閾値よりも大きい
とき、その正規化距離の画素をエラー画素とする。そし
て、各エラー画素について、濃度値の低い方向に位置す
る画素と高い方向に位置する画素について、各画素に連
結する画素を１つのグループとしてラベリングする。ラ
ベリングされたラベリング領域は、ひとつのまとまりの
ある損部領域として識別可能となる。そこで、各ラベリ
ング領域について、例えば、そのラベリング領域内の正
規化距離の平均値を算出して、ラベリング領域の特徴量
を求める。これにより、ラベリング領域内の正規化距離
のばらつきが平均化される。この特徴量と第３の閾値と
を比較して、ラベリング領域が損部領域か中間領域かを
判別する。従って、前記課題を解決できるのである。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の実施例の印刷パターンの判
定方法を実施するための印刷パターンの判定装置の構成
図である。この印刷パターンの判定装置は、認識搬送ユ
ニット１１、及び制御回路１２を有している。認識搬送
ユニット１１には、パターンが印刷された印刷物が入力
される。この認識搬送ユニット１１及び制御回路１２の
出力側には、ＣＣＤイメージセンサ１３が接続されてい
る。ＣＣＤイメージセンサ１３は、制御回路１２より入
力されるタイミング信号Ｔ１に基づいて、印刷物の搬送
方向に垂直な方向に、印刷物の下方に受光素子としての
ＣＣＤが配置され、認識搬送ユニット１１を通過する印
刷物の透過光の受光信号を出力するものである。制御回
路１２及びＣＣＤイメージセンサ１３の出力側には、制
御回路１２より入力されるタイミング信号Ｔ２に基づい
てディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１４が接続
されている。制御回路１２及びＡ／Ｄ変換器１４の出力
側には、バッファメモリ１５が接続され、さらにバッフ
ァメモリ１５の出力側には、前処理部１６が接続されて
いる。認識搬送ユニット１１、制御回路１２、ＣＣＤイ
メージセンサ１３、Ａ／Ｄ変換器１４、バッファメモリ
１５、及び前処理部１６は、入力された印刷物の画素毎
に濃度データを作成する濃度データ作成部を構成する。
前処理部１６の出力側には、金種判定部１７が接続さ
れ、さらに金種判定部１７の出力側には、正損真偽判定
部１８が接続されている。正損真偽判定部１８は、エラ
ー画素検出部１８−１、ＬＯＷ側ラベリング１８−２、
ＵＰ側ラベリング部１８−３、ラベル内平均正規化距離
算出部１８−４、比較判定部１８−５により構成されて
いる。エラー画素検出部１８−１は、金種判定部１７の
出力側に接続され、このエラー画素検出部１８−１の出
力側には、ＬＯＷ側ラベリング部１８−２及びＵＰ側ラ
ベリング部１８−３が接続されている。ＬＯＷ側ラベリ
ング部１８−２及びＵＰ側ラベリング部１８−３の出力
側には、ラベル内平均正規化距離算出部１８−４が接続
され、さらにそのラベル内平均正規化距離算出部１８−
４の出力側には、比較判定部１８−５が接続されてい
る。比較判定部１８−５からは、正損真偽判別結果が出
力される。

【０００８】以下、本発明の実施例の印刷パターンの判
定装置の動作の説明をする。［濃度データ作成処理］認識搬送ユニット１１には、印
刷パターンが印刷された印刷物が挿入されて、認識搬送
ユニット１１に設けられた図示しないローラーによりそ
の印刷物を搬送する。認識搬送ユニット１１により搬送
された印刷物は、その印刷物の上の位置に搬送方向に対
して直角方向かつ印刷物に対して鋭角に光を入射するよ
うに配置された図示しない複数個のＬＥＤによって照射
される。印刷物はそのＬＥＤにより照射され、印刷物の
印刷模様の濃淡に応じた透過光を出力する。この透過光
は、集光レンズにより集光されて、ＣＣＤイメージセン
サ１３により受光される。この時、印刷物にはＬＥＤか
ら鋭角に入射されるため、印刷物が破損している場合に
は、その破損部へのＬＥＤからの直接光は、ＣＣＤイメ
ージセンサ１３には受光されず、印刷物の透過光のみが
ＣＣＤイメージセンサ１３により受光される。そのた
め、破損部では真っ黒な部分としてＣＣＤイメージセン
サ１３によって撮像される。また、ＣＣＤイメージセン
サ１３によって、明るい部分程濃度値が大きく撮像され
る。ＣＣＤイメージセンサ１３では、搬送方向に対して
直角方向に一列に配置された複数個のＣＣＤが、その集
光レンズにより集光された光を受けて、アナログ信号を
発生する。このアナログ信号は、制御回路１２より出力
されるタイミング信号Ｔ１に基づいて、１スキャンライ
ン毎に出力される。

【０００９】Ａ／Ｄ変換器１４では、制御回路１２より
出力され、１スキャンラインの間にＣＣＤイメージセン
サ１３の有効画素数分のパルス信号を有するタイミング
信号Ｔ２に基づいて、ＣＣＤイメージセンサ１３より出
力された１スキャンライン上のアナログ信号をサンプリ
ングして、デジタル信号（例えば、８ビットのデータ）
に変換する。このデジタル信号は、ＬＥＤの位置（印刷
物の中央に対向して配置されたＬＥＤが印刷物に対して
最も光を多く照射する）及びＬＥＤのバラツキによる発
光量の違いを補正して、１スキャンライン上のＣＤＤの
受光量を一様にするための図示しない逐次シェーディン
グ補正回路を経て、印刷物の搬送方向の１ライン分のデ
ジタル信号がタイミング信号Ｔ３により、バッファメモ
リ１５に送られる。この時、バッファメモリ１５には、
印刷物の端部を正確に抽出するために印刷物を一定のサ
イズだけ大きめの領域（以下、背景部と呼ぶ）も濃度デ
ータとして出力するようにしている。バッファメモリ１
５に入った値は、前処理部１６により必要な形態に加工
される。この前処理部１６は、例えば、印刷物から背景
部の部分を排除して、必要な部分のみを正確に切り出す
ための位置検知回路、位置補正切り出し回路、データの
ばらつきを低減させる積分・平均値、及び正規化回路等
から構成されている。まず、位置検知回路により、印刷
物の背景部以外の領域の必要な部分のみを正確に切り出
す。そして、位置補正切り出し回路により、切り出した
部分に対して、印刷物を挿入する際の正規位置からのず
れの補正を行う。次に、積分・平均化回路により、位置
補正された部分に対して、積分・平均化を行い、データ
のばらつきを低減させる。最後に、正規化回路により、
濃度データに対して、印刷物の濃度のバラツキを抑える
ために、乗算及び加減算を行うことにより正規化して、
画素毎の濃度データを金種判別部１７に出力する。

【００１０】［金種判定処理］金種判定部１７では、印
刷物の種類と表・裏、及び方向を判別する。まず、前処
理部１６より出力される画素の濃度データに対して、２
値化する。そして、判別する印刷物の基準カテゴリ（例
えば、紙幣であれば、千円券、五千円券、１万円券の各
金種について、表・裏、及び方向の全体で１２種類）に
ついて、予め同様にして前処理された濃度データの２値
化データがリファレンスデータとしてＲＯＭに記憶され
ており、その各カテゴリの２値化データを画素数分並べ
た多次元ベクトルと印刷物の２値化データを画素数分並
べた多次元ベクトルとの余弦を求めて、その値が最も大
きいカテゴリを印刷物の真偽が判別されるカテゴリ（以
下、このカテゴリを特定されたカテゴリと呼ぶ）とす
る。図６は、正常真券、異常真券、及びリジェクト券の
印刷物の分類を示す図である。図６に示すように、印刷
物は、最終的に大きく分けて、新券と流通券を合わせた
正常真券、汚れ、しわ、破損などの損部領域のある異常
真券、損傷の程度の多い紙幣や識別できない紙幣、及び
紙幣以外のものを包含するリジェクト券の３つに分けら
れる。正損判定部１８では、以下の処理を行って、印刷
物が図６に示す正常真券・異常真券・リジェクト券のど
れに属するかを詳細に調べて、正損・真偽の判定をす
る。まず、エラー画素検出部１８−１では、以下の正規
化距離算出処理及びエラー画素検出処理を行う。

【００１１】［正規化距離算出処理］エラー画素検出部
１８−１では、まず、前処理部１７により出力される各
画素の濃度データについて、次式（１）で示される正規
化距離σ１を求める。 σ１＝（ＰｉＸ_i ^P−ＰｉＸ_i ^m）／ＰｉＸ_i ^σ ・・・（１）ＰｉＸ_i ^Pは、印刷物のｉ番目の画素の濃度値である。
同一のリファレンスのカテゴリについて、例えば、何千
枚もの真券を母集団として、各画素毎にその濃度値を統
計すると正規分布になることが分かっている。これは、
例えば、金券では、新券と流通券とは、その印刷パター
ンの磨耗、汚れ等により濃度が変化するためである。Ｐ
ｉＸ_i ^mは、あらかじめ各カテゴリについて、前処理部
１７と同様の処理により得られた複数の真券を母集団と
した時の、その母集団のｉ番目の画素の濃度データの平
均値であり、カテゴリのリファレンスとして、ＲＯＭに
用意されている。ＰｉＸ_i ^σは、複数の真券を母集団と
した時の、その母集団のｉ番目の画素の標準偏差であ
り、カテゴリのリファレスとして、ＲＯＭに用意されて
いる。正規化距離σ１は、印刷物のｉ番目の画素の平均
値からの距離を標準偏差ＰｉＸ_i ^σで割ることにより、
正規化したものである。これにより、印刷物の画素の濃
度データの平均値からのずれが正規化されて画一的に扱
うことができる。真券では、最も多い平均値に等しい濃
度データを有する画素の正規化距離σ１は０となり、破
損や鉛筆による落書きの場合には濃度値の低い方向（以
下、ＬＯＷ側と呼ぶ）にずれ、油汚れ（透過率が向上す
るため）の場合には濃度値の高い方向（以下、ＵＰ側と
呼ぶ）にずれる。

【００１２】［エラー画素検出処理］さらに、エラー画
素検出部１８−１では、図４に示すように、各画素につ
いて、正規化距離σ１が第１の閾値−α（α＞０）より
も小さい画素をＬＯＷ側エラー、正規化距離σ１が第２
の閾値αよりも大きい画素をＵＰ側エラーとする。ここ
で、αはエンベローブ幅として、ＲＯＭにあらかじめ用
意している。本実施例では、αを３とする。これによ
り、正規化距離σ１が−３以上３以下の範囲において、
約９９．７％（これは正規分布表により求められる）の
真券が包含されることになる。印刷物のすべての画素に
ついて、ＬＯＷ側エラー及びＵＰ側エラーを判別する。
そして、印刷物の総エラー画素数をＰ_eとする。

【００１３】［ラベリング処理］ＬＯＷ側ラベル部１８
−２では、ＬＯＷ側エラー領域の各画素について、その
着目画素の周りの画素（例えば、８画素）を調べて、こ
の８画素の中にエラー領域があれば、その着目画素と回
りのエラー画素と同じラベルを付与する。これにより、
ＬＯＷ側エラー領域が連結されて、一つ又は複数のＬＯ
Ｗ側ラベリング領域に分割される。ＵＰ側ラベル部１８
−３では、同様にＵＰ側エラー領域の各画素について、
ラベルを付与して、一つ又は複数のＵＰ側ラベル領域に
分割する。図７は、エラー領域のラベリングを示す図で
ある。図７中の破線で囲まれた四角の領域はエラー画素
である。図７に示すように、ＬＯＷ側エラー領域がＡ−
１〜Ａ−３のラベリング領域に分割され、ＵＰ側エラー
領域が、Ｂ−１〜Ｂ−３のラベリング領域に分割されて
いる。ラベル内平均正規化距離算出部１８−４では、以
下の平均正規距離算出処理及び損部判定処理を行う。

【００１４】［平均正規化距離算出処理］各ＬＯＷ側ラ
ベリング領域Ａ−ｉ及び各ＵＰ側ラベリング領域Ｂ−ｉ
について、次式（２）で示される平均正規化距離κ
（ｉ）を算出する。

【数１】ここで、ＰｉＸ_j ^Pは印刷物のｊ番目の画素の濃度値ＰｉＸ_j ^mは特定されたカテゴリのｊ番目の画素の平均
値ＰｉＸ_j ^σは特定されたカテゴリのｊ番目の画素の標準
偏差値ｎ（ｉ）はラベルリング領域Ａ−ｉ又はＢ−ｉ内の構成
画素数［損部判定処理］図８は、様々な位置に損部（破損、油
など汚れ）を有する複数の印刷物のＵＰ側ラベリング領
域の平均正規化距離の集計データを示す図であり、横軸
は平均正規化距離、縦軸はＵＰ側ラベリング領域の度数
である。図中の丸印は集計データである。図８に示すよ
うに、ＵＰ側ラベリング領域の平均正規化距離は、近似
的に正規分布となることが分かる。図中で、平均正規化
距離が大きい所は、例えば、下地が黒で油汚れ等による
損部であり、平均正規化距離の小さい所は、例えば、下
地が白で油汚れ等による損部である。このように、ラベ
リング領域についても近似的に正規分布となるのは、例
えば油の付着量あるいは鉛筆等による落書きの場合は、
その落書きの濃さ等が近似的に正規分布となるためと考
えられる。ＬＯＷ側ラベルング領域についてもＵＰ側ラ
ベリング領域と同様に正規化距離が近似的に正規分布と
なることが分かった。また、正規化距離が正常領域（正
規化距離が−３以上３以下のもの）から一定範囲のもの
については、汚れ、しわ、破損等によるものかパターン
の違い（変造紙幣などの場合はパターンが真券と類似す
るためこのような領域となる）によるものか見分けのつ
き難い領域（以下、中間領域と呼ぶ）である。異常真券
の場合はこの中間領域が小さく、変造紙幣等の真券と類
似するパターンを持つ印刷物の場合には、この中間領域
が多くなるので、真券と類似する偽造された印刷物をリ
ジクト券として扱うことができる。図９は中間領域を説
明するための図である。図９に示すように、ＬＯＷ側エ
ラーラベリング領域の平均正規化距離が第４の閾値−α
（α＞３）以下であるときに、そのＬＯＷ側エラーラベ
ル領域をＬＯＷ側損部と判定して、−α以上−３以下の
時に中間領域とする。また、ＵＰ側エラーラベル領域に
ついても、平均正規化距離が第５の閾値α以上であると
きに、ＵＰ側損部と判定して、３以上α未満の時に中間
領域とする。これにより、統計確率的に損部の収容割合
に応じた一定の第３の閾値αを決定することが可能とな
る。本実施例では、閾値αの平均正規化距離を±６とす
るにより、約８０％（収集したデータの統計的結果によ
る）損券が抽出可能となる。

【００１５】［比較判定処理］図１０は、正損・真偽判
別基準を示す図である。（ａ）正常真券の場合（エラー画素の数が少ない場合
か、中間領域の画素の数が少なく損部のエラー画素の数
が少ない場合）Ｐ_e≦α１、又はＰ_e−Ｐ_z≦α２かつＰ_z≦α１（ｂ）異常真券の場合（中間領域のエラー画素が少な
く損部のエラー画素の数が多い場合）Ｐ_e−Ｐ_z≦α２かつＰ_z＞α１（ｃ）リジェクト券の場合（エラー画素の数が多い場
合か、中間領域の画素の数が多い場合（例えば、変造紙
幣のように真券に類似するパターンを多く含んでいる場
合）Ｐ_e＞α３、又はＰ_e−Ｐ_z＞α２ここで、Ｐ_eはエラー画素の総数、Ｐ_zは損部の画素の
総数である。閾値α２は、２項分布の関係より次式
（３）、（４）で求められるエラーの個数ｘである。Ｐ＝_NＣ_x（Ｐ_err）^x（Ｐ_nml）^N-x ・・・（３）Ｐ≒０・・・（４）但し、_N Ｃ_x：N とx との組み合わせの数Ｐ_err：個々の画素におけるエラーの確率（本実施例で
は、上述したように正規化距離のエンベローブ幅を±３
としているので、Ｐ_errは０．００３（１−０．９９
７）である。）Ｐ_nml：個々の画素における正解の確率Ｐ：エラー画素数x の抽出確率 N ：総画素数 x ：エラー画素数 α２は、式（３）、（４）により紙幣全体の中でエラー
画素の個数がx となる確率が殆ど０になるような値であ
る。しかも、このα２が中間領域のエラー画素の閾値で
あるので、真券の画素がエラー画素となる確率がＰ_err
の下では、真券について中間領域にある画素の個数がα
２以上となる確率が殆ど０となるようにこの閾値α２が
設定される。比較判定部１８−５では、図１０にしたが
ってエラー画素の総数および損部の画素の総数より印刷
物が正常真券・異常真券・リジエクト券のいずれかであ
るかを判別して、上位装置にその結果を出力する。図１
１及び図１２は、本発明の実施例の印刷パターンの判別
方法を示すフローャート（その１及びその２）である。

【００１６】以下、図１１及び図１２を参照しつつ、印
刷物の印刷パターンの判別方法の説明をする。図１１中
のステップＳ１において、破損あるいは落書きなどによ
る黒い汚れなどによる紙幣の内部のＬＯＷ側エラーの画
素数をカウントする内部損部画素数ｈ、破損などによる
エッジのＬＯＷ側エラーの画素数をカウントする損傷画
素数ａ、油汚れなどによるＵＰ側エラーの画素数をカウ
ントする損傷画素数ａｂを０として、初期化する。ステ
ップＳ２において、前処理部１７により出力される各画
素の濃度データについて、ＲＯＭに用意された各画素の
リファレンスデータとしての標準偏差と平均値を参照し
て、式（１）で示される正規化距離σ１を各画素につい
て求める。そして、正規化距離σ１とＲＯＭに用意され
ている正規化距離のエンベロープデータα（α＞０）と
を比較して、正規化距離σ１が第１の閾値−αより小さ
いとき、この印刷物の画素をＬＯＷ側エラー画素とし
て、正規化距離σ１が第２の閾値αよりも大きいとき、
この印刷物の画素をＵＰ側エラー画素する。すべての画
素について、正規化距離を求めて、ＬＯＷ側エラー数を
Ｐ_L、ＵＰ側エラー数をＰ_Uとする。

【００１７】ステップＳ３において、ＬＯＷ側エラー画
素とＵＰ側エラー画素の全体の数Ｐ_L＋Ｐ_Uが第６の閾
値α１以下であれば、真券・正常と判断して、ステップ
Ｓ３１に進み、Ｐ_L＋Ｐ_Uが第６の閾値α１よりも大き
ければ、ステップＳ４に進む。ステップＳ４において、
Ｐ_L＋Ｐ_Uが第９の閾値α３よりも大きければ、印刷物
をリジェクト券と判断して、ステップＳ３３に進み、Ｐ
_L＋Ｐ_Uが第９の閾値α３以下であれば、ステップＳ５
に進む。ステップＳ５において、ＬＯＷ側エラーの領域
について、上述したＬＯＷ側ラベル部１８−２でのＬＯ
Ｗ側ラベリング処理を行う。ステップＳ６において、Ｌ
ＯＷ側のラベル数を変数Ｌ、ｉ番目のＬＯＷ側ラベル領
域Ａ−ｉのデータ数を変数Ｎ（ｉ）に代入する。さら
に、ＲＯＭに用意され、ＬＯＷ側ラベル領域Ａ−ｉの各
画素について、その平均値ｍ及び標準偏差σを参照し
て、式（２）で示されるＬＯＷ側ラベル領域Ａ−ｉの平
均正規化距離κ（ｉ）を求める。ステップＳ７におい
て、ＬＯＷ側ラベリング領域Ａ−ｉを示す変数ｉに１を
代入して初期化する。ステップＳ８において、すべての
ＬＯＷ側ラベリング領域Ａ−ｉが中間領域、エッジ領
域、内部損傷領域であるか否かのチェックが済んだかど
うかをｉ＞Ｌにより判別する。チェックが済めば、ステ
ップＳ１９に進み、チェックが済んでいなければステッ
プＳ９に進む。ステップＳ９において、ＬＯＷ側ラベリ
ング領域Ａ−ｉに含まれる画素の数Ｎ（ｉ）が１であれ
ば、ステップＳ１７に進み、Ｎ（ｉ）が１でなければ、
ステップＳ１０に進む。ここで、ＬＯＷ側ラベル領域Ａ
−ｉに含まれる画素の数Ｎ（ｉ）と１とを比較するの
は、損傷領域は２個以上の画素が連結している場合がほ
とんどであり、単独（１つの画素で構成される）の場合
には、ノイズの影響が大きいと判断できるから、そのよ
うなＬＯＷ側ラベル領域を損部から除去するためであ
る。

【００１８】ステップＳ１０において、ＬＯＷ側ラベリ
ング領域Ａ−ｉがエッジ領域（エッジがラベリング領域
Ａ−ｉに含まれている場合）であるかを判別して、ＬＯ
Ｗ側ラベリング領域Ａ−ｉがエッジ領域でなければステ
ップＳ１１に進み、エッジ領域であればステップＳ１３
に進む。ここで、ＬＯＷ側ラベル領域Ａ−ｉがエッジ領
域であるかどうかを判別するのは、エッジ領域の場合に
は、破損による損部の場合が主であり、エッジ領域でな
ければ黒い汚れによるものが主であるので、このような
二つの種類の損部を区別するためである。ステップＳ１
１において、ＬＯＷ側ラベリング領域について、ＲＯＭ
に用意しておいた中間領域と損部エラー領域の境界の第
４の閾値−αを変数Ｔ１に代入する。ステップＳ１２に
おいて、ＬＯＷラベリング領域Ａ−ｉの平均正規化距離
κ（ｉ）が閾値Ｔ１よりも小さいとき、ＬＯＷ側ラベリ
ング領域Ａ−ｉを損部とみなして、ステップＳ１３に進
み、平均正規化距離κ（ｉ）が第４の閾値Ｔ１よりも大
きいとき、ＬＯＷ側ラベリング領域Ａ−ｉが中間領域と
みなして、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１３にお
いて、ＬＯＷ側エラーの内部損部数ａにラベリング領域
Ａ−ｉの画素の数Ｎ（ｉ）を加えて、ステップＳ１７に
進む。ステップＳ１４において、ステップＳ１１と同様
に第４の閾値−αを変数Ｔ１に代入する。ステップＳ１
５において、ＬＯＷ側ラベリング領域Ａ−ｉの平均正規
化距離κ（ｉ）が第４の閾値Ｔ１よりも小さいとき、Ｌ
ＯＷ側ラベリング領域Ａ−ｉを破損部とみなして、ステ
ップＳ１６に進み、平均正規化距離κ（ｉ）が閾値Ｔ１
よりも大きいとき、ＬＯＷ側ラベリング領域Ａ−ｉが中
間領域とみなして、ステップＳ１７に進む。ステップＳ
１６において、ＬＯＷ側エラーの破損数ｈにラベリング
領域Ａ−ｉの画素の数Ｎ（ｉ）を加えて、ステップＳ１
７に進む。ステップＳ１７において、ｉを１増加して、
次のＬＯＷ側ラベル領域Ａ−（ｉ＋１）を示すようにす
る。ステップＳ１８において、ステップＳ８に戻る。

【００１９】図１２中のステップＳ１９において、ステ
ップＳ５と同様にして、ＵＰ側エラー領域について、ラ
ベリング処理を行う。ステップＳ２０において、ＵＰ側
ラベリング領域の個数をＬとし、ＵＰ側ラベリング領域
Ｂ−ｉの画素数をＮ（ｉ）とする。さらに、ステップＳ
６と同様にして、各ＵＰ側ラベリング領域Ｂ−ｉについ
て、式（２）にしたがってＲＯＭより必要なデータを読
み出して、平均正規化距離κ（ｉ）を算出する。ステッ
プＳ２１〜Ｓ２８をステップＳ７〜Ｓ１８の処理と同様
に実行して、すべてのＵＰ側ラベル領域Ｂ−ｉについ
て、その領域が中間領域であるか損部であるかどうか判
別して、その領域が損部であれば変数ａｂにその損部の
画素数Ｎ（ｉ）をカウントする。ここでは、ＵＰ側ラベ
リング領域の損部がエッジ領域の破損か内部損部である
かを判別していない。これは、ＵＰ側ラベリング領域の
場合には、油の付着等の汚れによるものと考えられるた
め、それがエッジ領域であるか内部領域であるかの区別
はさほど必要としないためである。ステップＳ２９にお
いて、全体のエラー画素数（Ｐ_L＋Ｐ_U）と損部の画素
数（ｈ＋ａ＋ａｂ）との差（中間領域の画素数）が第７
の閾値α２以下の時にステップＳ３１に進み、その差が
第７の閾値α２よりも大きい時に印刷物をリジェクト券
とみなして、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３０に
おいて、損部の画素数（ｈ＋ａ＋ａｂ）が第８の閾値α
１よりも小さいとき、正常真券とみなしてステップＳ３
２に進み、損部の画素数が第８の閾値α１よりも大きい
とき、異常真券とみなしてステップＳ３２と進む。ステ
ップＳ３１において、印刷物が正常真券であることを上
位の装置に通知する。ステップＳ３２において、印刷物
が異常真券であることを上位の装置に通知する。ステッ
プＳ３３において、印刷物がリジェクト券であることを
上位の装置に通知する。以上のように、本実施例では、
以下の利点がある。

【００２０】（１）エラー領域をラベリングし、その
個々のラベル領域を平均正規化距離にて正規化している
ため、場所の影響を受けずに非常に高精度で、しかも統
計的にそのシステムに応じた最良の規定値を設定するこ
とができる。（２）角折れ紙幣の損部では、折れて破損部と同じ状
態になっている部分及び折れた部分のパターンの違いに
より、図に示したように損部内部で濃度値がばらつくた
め、正規化距離が損部内部でばらつく。しかし、このエ
ラー領域をラベリングして、各ラベル領域ごとの平均正
規化距離を評価の基準としているので、損傷部の検知が
より正確にできるようになる。（３）損傷部の箇所が複数個存在する場合でも、正確
に損部の面積と個数を把握することができる。（４）真偽判別能力を損なうこと無く高い正損判別能
力が期待することができ、損券を含めた一般流通紙幣の
認識率を高めることができる。なお、本発明は、上記実
施例に限定されず種々の変形が可能である。その変形例
としては、例えば次のようなものがある。

【００２１】（ａ）本発明は、主に金融機関等で用い
られる現金自動入出力機（ＡＴＭ）や、両替機における
紙幣判別装置に利用可能である。また、さらにはあらか
じめ判別物の標準カテゴリが有限に設定可能な種々の印
刷物の自動判別機における判別方法としても応用でき
る。（ｂ）真偽判別能力と正損判別能力は、互いに相反す
る関係をもっている。すなわち、これらの閾値α１〜α
３までの値を広げると、正損判別率が向上する（リジエ
クト券が少なくなる）が、真偽判別の信頼性が低下す
る。閾値α１〜α３を変更することにより、真偽判別レ
ベルが自由に変更可能となる。（ｃ）この第３の閾値αを複数個用意し、損券抽出レ
ベルをスイッチなどで切り替えることも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１〜第８
の発明によれば、印刷物の画素の正規化距離が第１の閾
値よりも小さい又は及び第２の閾値よりも大きいエラー
画素を検出し、このエラー画素をラベリングして、その
ラベリング領域の特徴量に基づいて、印刷物のラベリン
グ領域とカテゴリのラベリング領域に対応する領域との
一致／不一致を判別するようにしているので、正損の認
識率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の印刷パターンの判別装置を示
す構成図である。

【図２】従来の印刷パターンの正損判定方法を示す図で
ある。

【図３】従来の他の印刷パターンの正損判定方法を示す
図である。

【図４】各画素の正規化距離と確率分布を示す図であ
る。

【図５】角折れ紙幣を示す図である。

【図６】正常真券、異常真券、及びリジェクト券の印刷
物の分類を示す図である。

【図７】エラー領域のラベリングを示す図である。

【図８】ラベリング領域の平均正規化距離の分布（ＵＰ
側の例) を示す図である。

【図９】中間領域を示す図である。

【図１０】正損・真偽の判別基準を示す図である。

【図１１】本発明の実施例の印刷パターンの判別方法を
示すフローチャート（その１）である。

【図１２】本発明の実施例の印刷パターンの判別方法を
示すフローチャート（その２）である。

【符号の説明】

１１認識搬送ユニット１２制御回路１３ＣＣＤイメージセンサ１４Ａ／Ｄ変換器１５バッファメモリ１６前処理部１７金種判定部１８正損真偽判定部１８−１エラー画素検出部１８−２ＬＯＷ側ラベル部１８−３ＵＰ側ラベル部１８−４ラベル内平均正規化距離算出部１８−５比較判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された印刷物の濃度データを各画素
毎に作成する濃度データ作成処理と、カテゴリのリファレンスデータとして、前記各画素に対
応する画素毎の標準偏差及び平均濃度値を用意してお
き、前記印刷物の各画素の濃度データと該画素に対応す
る前記平均濃度値との差を該画素に対応する標準偏差で
正規化した正規化距離を前記画素毎に算出する正規化距
離算出処理と、前記正規化距離が第１の閾値よりも小さく、濃度データ
の低い方向に位置する画素と、前記正規化距離が第２の
閾値よりも大きく、濃度データの高い方向に位置する画
素をエラー画素として検出するエラー画素検出処理と、前記濃度データの低い方向及び高い方向に位置するそれ
ぞれのエラー画素について、該エラー画素に連結してい
る画素を１つのグループとしてラベリングするラベリン
グ処理と、前記ラベリングされた各ラベリング領域について、その
ラベリング領域に属する前記エラー画素の正規化距離に
基づいて特徴量を算出する特徴量算出処理と、前記各ラベリング領域の特徴量と第３の閾値とを比較し
て、該ラベリング領域と前記カテゴリの該ラベリング領
域に対応する領域との一致／不一致を判別する損部判定
処理とを、実行することを特徴とする印刷パターンの判別方法。
【請求項２】前記損部判定処理は、前記特徴量と前記第３の閾値との比較により、前記各ラ
ベリング領域を前記カテゴリのそのラベリング領域に対
応する領域と不一致度が大きい損部領域か不一致度がよ
り小さい中間領域かいずれかの領域に分類するようにし
た、ことを特徴とする請求項１記載の印刷パターンの判定方
法。
【請求項３】前記特徴量算出処理は、前記ラベリング処理によりラベリングされた各ラベリン
グ領域内の画素の前記正規化距離の平均値を前記特徴量
として算出するようにしたことを特徴とする請求項１記
載の印刷パターンの判定方法。
【請求項４】前記損部判定処理は、前記平均値が第４の閾値よりも小さい、又は第５の閾値
より大きい場合に、該平均値が算出されたラベリング領
域が前記カテゴリの該ラベリング領域に対応する領域と
不一致であるとする損部領域とし、前記平均値が前記第
４の閾値以上前記第５の閾値以下の場合に、前記ラベリ
ング領域を中間領域とした、ことを特徴とする請求項３記載の印刷パターンの判別方
法。
【請求項５】前記第１〜第３の閾値のうち、少なくと
もいずれか一つの閾値を前記印刷物と前記カテゴリとの
一致／不一致の判別基準に基づいて、変更するようにし
たことを特徴とする請求項１、２又は３記載の印刷パタ
ーンの判別方法。
【請求項６】前記印刷物の全体の前記エラー画素の個
数と前記印刷物の全体の前記損部領域の画素数とに基づ
いて、前記印刷物が前記カテゴリに一致／不一致の真偽
を判別する比較判別処理を実行するようにした請求項
１、２、３、４又は５記載の印刷パターンの判別方法。
【請求項７】前記比較判別処理は、前記印刷物の全体の前記エラー画素の個数が第６の閾値
よりも小さい時、又は前記印刷物の全体の前記エラー画
素の個数と前記印刷物の全体の前記損部領域の画素の個
数との差が第７の閾値よりも小さくかつ前記印刷物の全
体の前記損部領域の画素の個数が第８の閾値よりも小さ
い時、前記印刷物が前記カテゴリに一致する正常真券と
して、前記印刷物の全体の前記エラー画素の個数と前記印刷物
の全体の前記損部領域の画素の個数との差が前記第７の
閾値よりも小さくかつ前記印刷物の全体の前記損部領域
の画素の個数が前記第８の閾値よりも大きい時、前記印
刷物が前記カテゴリに一致はするが損部領域の多い異常
真券とし、前記印刷物の全体の前記エラー画素の個数が第９の閾値
よりも大きい時、又は前記印刷物の全体の前記エラー画
素の個数と前記印刷物の全体の前記損部領域の画素の個
数との差が前記第７の閾値よりも大きい時に、前記印刷
物が前記カテゴリに一致しないリジェクト券とした、ことを特徴とする請求項６記載の印刷パターンの判別方
法。
【請求項８】入力された印刷物の濃度データを各画素
毎に作成する濃度データ作成部と、カテゴリのリファレンスデータとして、前記各画素に対
応する画素毎の標準偏差及び平均濃度値を用意してお
き、前記印刷物の各画素の濃度データと該画素に対応す
る前記平均濃度値との差を該画素に対応する標準偏差で
正規化した正規化距離を前記画素毎に算出して、該正規
化距離が第１の閾値よりも小さく、濃度データの低い方
向に位置する画素と、前記正規化距離が第２の閾値より
も大きく、濃度データの高い方向に位置する画素をエラ
ー画素として検出するエラー画素検出部と、前記濃度データの低い方向に位置するそれぞれのエラー
画素について、該エラー画素に連結している画素を１つ
のグループとしてラベリングするＬＯＷ側ラベル部と、前記濃度データの高い方向に位置するそれぞれのエラー
画素について、該エラー画素に連結している画素を１つ
のグループとしてラベリングするＵＰ側ラベル部と、前記ＬＯＷ側ラベル部及びＵＰ側ラベル部によりラベリ
ングされた各ラベリング領域内の前記画素の前記正規化
距離の平均値を算出して、該平均値が前記第１の閾値よ
りも小さい閾値よりも小さい時、又はその平均値が前記
第２の閾値よりも大きい閾値よりも大きい時に、前記ラ
ベリング領域が前記カテゴリの該ラベリング領域に対応
する領域との不一致する損部領域とするラベル内正規化
距離算出部と、前記印刷物の全体の前記損部領域の画素数及び前記エラ
ー画素数に基づいて、前記印刷物と前記カテゴリとの正
損及び真偽を判別する比較判別部とを、備えたことを特徴とする印刷物のパターンの判別装置。