JPH0836662A - 紙幣判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の紙幣判別処理を高速で行うことがで
きるようにする。 【構成】 光学手段は、紙幣の一面をスキャンし、各画
素ごとに、前記紙幣の濃淡に応じた多値データを出力す
る。外形検出手段は、前記多値データに基づいて前記紙
幣の外形を検出する。演算手段は、前記紙幣の多値デー
タの値を、複数の隣接した画素ごとに演算（例えば、加
算または平均化）する。作成手段では、前記演算によっ
て得られた各値をデータ要素とする、前記紙幣の読取り
データパターンを作成する。基準データパターン格納手
段には、各金種の真正の紙幣ごとに、前記読取りデータ
パターンの２倍の分解能のデータ要素からなる基準デー
タパターンが格納されている。位置合わせ手段は、前記
外形検出手段によって検出された外形に基づいて、前記
読取りデータパターンを基準データパターンに対して位
置合わせする。判別制御部は、位置合わせした前記読取
りデータパターンと前記基準データパターンとの相関値
マッチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、紙幣判別装置に関
し、特に、高精度の紙幣判別処理を高速で行うことがで
きるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、紙幣整理機や現金入出金装置
等には、客が投入した紙幣の金種や真偽を判別して金庫
に収納する紙幣判別装置が使用されている。

【０００３】図７には、従来より一般的に知られている
紙幣判別装置の概略が示されている。イメージセンサ２
は、一次元のイメージを検出するリニアイメージセンサ
であり、判別すべき紙幣Ｐは、判別処理速度を高めるた
めに、移送方向Ｆに対して横向きにイメージセンサ２を
通過するよう移送される。従って、該イメージセンサ２
は、前記紙幣Ｐの縦方向（長手方向）を光学的に走査す
る。イメージセンサ２の上流側に設けられた発光素子と
受光素子とで構成されるタイミングセンサ１は、移送さ
れてくる紙幣Ｐの先端による遮光作用によって、該紙幣
Ｐの先端を検出し、紙幣検出信号を出力する。この紙幣
検出信号に呼応して、イメージセンサ２から出力される
各スキャンごとのアナログのビデオ信号が、ディジタル
の階調（多値）データに変換後、メモリ３に格納され始
める。こうして、前記紙幣Ｐがイメージセンサ２に対し
て移動されることによって、該紙幣Ｐの全面の多値デー
タがメモリ３に格納される。その後、紙幣判定部４で
は、このようにしてメモリ３に格納された前記紙幣Ｐの
全面についての多値データに基づいて、前記紙幣Ｐのエ
ッジを検出することによって、前記紙幣Ｐの金種および
真偽をその外形寸法に関して判別する。さらに、紙幣判
定部４は、前記紙幣Ｐに印刷された印章、肖像等の印刷
パターンに対応する前記多値データのデータパターン
（以下、読取りデータパターンという）に基づき、基準
メモリ５に各紙幣Ｐごとに予め用意された基準データパ
ターンとパターンマッチングすることによって、前記紙
幣Ｐの金種および真偽をその印刷パターンに関して判定
する。

【０００４】紙幣Ｐは前後、表裏方向に合計４種類の方
向に投入される可能性があり、従って、前記４種類の方
向にイメージセンサ２を通過する可能性があることを考
慮して、前記基準メモリ５には、これら各通過方向ごと
に基準データパターンが用意されている。さらに、この
種の紙幣判別装置においては、上記のように複数金種の
紙幣Ｐがそれぞれ横向きにタイミングセンサ１およびイ
メージセンサ２を通過する構成であるので、タイミング
センサ１およびイメージセンサ２に至る移送路は、長手
方向長さ（以下、単に、長さと言う）が異なる各金種の
紙幣Ｐを適当な余裕を持って移送できるよう、長さＬが
最大の紙幣（すなわち、１万円札）Ｐより幾分大きい幅
を有している。このため、当該装置に投入される各紙幣
（とりわけ、１万円札より長さの短い５千円札および千
円札）Ｐは、前記移送路の幅方向における様々異なる位
置を通過することになる。従って、イメージセンサ２に
対する前記紙幣Ｐの通過位置も様々異なることになる。
これに対処するために、各紙幣Ｐごとの前記基準データ
パターンも、イメージセンサ２に対する紙幣Ｐの様々異
なる各通過位置ごとに格納されている。つまり、従来に
おいては、各紙幣Ｐの前記イメージセンサ２に対する通
過方向ごとに、基準データパターンが格納されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の紙
幣判別装置にあっては、投入された各紙幣Ｐを判別する
ために、各紙幣Ｐごとの基準データパターンを、イメー
ジセンサ２に対する各通過方向ごとに格納しているの
で、データパターンとマッチングすべき基準データパタ
ーンの数が極めて多くなり、その結果、紙幣判別処理時
間が大変長くなっていた。また、容量の大きな基準メモ
リ５が必要であった。これらの問題点を軽減するため
に、基準データパターンの数を減らすと、両パータン間
の位置的な一致度が低下して、正確なマッチングを行う
ことができず、その結果、高精度での紙幣判別を行うこ
とができなくなる、という問題点があった。この発明は
上述の点に鑑みてなされたもので、高精度の紙幣判別処
理を高速で行うことができる紙幣判別装置を提供しよう
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る紙幣判別
装置は、投入された紙幣の一面を光学的にスキャンし、
各画素ごとに、前記紙幣の前記面の濃淡に応じた多値デ
ータを出力する光学手段と、前記多値データに基づいて
前記紙幣のエッジを検出することによって、該紙幣の外
形を検出する外形検出手段と、前記紙幣の前記多値デー
タの値を、複数の隣接した画素ごとに演算する演算手段
と、前記演算手段の演算によって得られた各値をデータ
要素とする、前記紙幣の読取りデータパターンを作成す
る作成手段と、各金種の真正の紙幣ごとに、前記読取り
データパターンの２倍の分解能のデータ要素からなる基
準データパターンを格納した基準データパターン格納手
段と、前記外形検出手段によって検出された外形に基づ
いて、前記読取りデータパターンを前記基準データパタ
ーンに対して位置合わせする位置合わせ手段と、前記位
置合わせ手段によって位置合わせした前記読取りデータ
パターンと前記基準データパターンとの相関値マッチン
グを行うことによって、前記投入された紙幣を判別する
判別制御部とを具備したものである。

【０００７】

【作用】判別しようとする紙幣が投入されると、光学手
段は、前記紙幣の一面をスキャンし、各画素ごとに、前
記紙幣の前記面の濃淡に応じた多値データを出力する。
外形検出手段は、前記多値データに基づいて前記紙幣の
外形を検出する。演算手段は、前記紙幣の前記多値デー
タの値を、複数の隣接した画素ごとに演算（例えば、加
算または平均化）する。こうして、作成手段では、前記
演算手段の演算によって得られた各値をデータ要素とす
る、前記紙幣の読取りデータパターンを作成する。基準
データパターン格納手段には、各金種の真正の紙幣ごと
に、前記読取りデータパターンに対応して作成された、
前記読取りデータパターンの２倍の分解能のデータ要素
からなる基準データパターンが予め格納されている。位
置合わせ手段は、前記外形検出手段によって検出された
外形に基づいて、前記読取りデータパターンを前記基準
データパターンに対して位置合わせする。判別制御部
は、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記読
取りデータパターンと前記基準データパターンとのパタ
ーンマッチングを行うことによって、前記投入された紙
幣の金種および真偽を判別する。

【０００８】このように、前記基準データパターンの分
解能を前記読取りデータパターンの分解能の２倍とした
ことにより、前記位置合わせ手段によって位置合わせさ
れた読取りデータパターンに、前記基準データパターン
の１データ要素分の位置合わせ誤差が生じている場合で
も、前記読取りデータパターンを、１データ要素分だけ
位置ずれさせた場合における前記基準データパターンと
マッチングするだけで、単一の前記基準データパターン
を使用して高精度の相関値マッチングを行うことができ
る。その結果、紙幣の前記光学手段に対する通過方向ご
とに、１つの基準データパターンを用意すればよく、且
つ、極めて限られた回数だけ、読取りデータパターンを
基準データパターンに対してマッチングすればよいの
で、高精度の紙幣判別処理を高速で行うことができる。

【０００９】この発明の一実施態様によると、前記判別
制御部は、前記読取りデータパターンの各データ要素
を、前記基準データパターンにおける対応するデータ要
素、ならびに、前記対応するデータ要素から上下、左
右、斜めの各方向に１データ要素ずつ位置ずれしたそれ
ぞれのデータ要素とマッチングするものであり、これに
より、前記位置合わせ手段によって位置合わせされた読
取りデータパターンに、上下方向、左右方向および／ま
たは斜め方向に、前記基準データパターンの１データ要
素分の位置合わせ誤差が生じている場合でも、前記基準
データパターンと９回（９通りに）相関値マッチングを
行うだけで、単一の前記基準データパターンを使用して
高精度のマッチング判定を行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明を詳細に
説明する。図１はこの発明の一実施例に係る紙幣判別装
置のハードウエア構成例を示すブロック図であり、図２
は図１の装置の動作を説明する図である。ここでは、便
宜上、日本の紙幣（１万円札、５千円札および千円札）
を処理する場合に限定して説明を行う。

【００１１】先ず、この実施例では、図２の（ａ）に示
すように、イメージセンサ１０（ここでは、分かり易さ
のため破線で示す）は移送路１２を横切るよう設けられ
ており、紙幣判別処理を高速化するために、判別すべき
紙幣Ｐは、移送ローラ１３によって、移送方向Ｆに対し
て横向きにイメージセンサ１０を通過しながら、該イメ
ージセンサ１０によって、その長さＬ方向に光学的に走
査されるようになっている。また、ここでは、前記イメ
ージセンサ１０は、図示しないＬＥＤアレイから発射さ
れる光の反射光（反射イメージ）を受光することによっ
て、一次元のイメージを検出するリニアイメージセンサ
である。この実施例では、イメージセンサ１０は、紙幣
Ｐをラインスキャン（一点鎖線Ｓで示す）する１画素当
り１ｍｍの反射イメージを検出するものとする。イメー
ジセンサ１０の下方に設けられた紙幣移送用の移送ロー
ラ１３は、前記紙幣Ｐをイメージセンサ１０に対して移
送方向Ｆに移送するものであり、この移送の速度に比例
する所定のスキャンピッチで、イメージセンサ１０は前
記紙幣Ｐの１つの面全体をスキャンできるようになって
いる。

【００１２】さらに、この実施例では、前記反射イメー
ジの濃淡レベルの変化によって紙幣Ｐを検出できるよ
う、移送路１２において、イメージセンサ１０の下方に
設けられた前記移送ローラ１３は黒色であり、且つ、イ
メージセンサ１０は、紙幣Ｐが移送されてくる前から
（例えば、紙幣Ｐがこの装置の所定の紙幣投入口に投入
されたことが検出された時点から）スキャン動作を行う
ようになっている。このようにして、後で詳述するよう
に、紙幣Ｐが投入された後、最初に、イメージセンサ１
０の出力レベルが、紙幣Ｐが存在していないときにおけ
る移送ローラ１３による黒レベルから白レベルに立ち上
がった時に、紙幣Ｐの移送方向Ｆ先端がイメージセンサ
１０を通過したことが検出される。この先端検出時点か
ら、後述のようにして、イメージセンサ１０の各水平方
向のラインスキャン（以下、単に水平スキャンＳと言
う）ごとの出力データがメモリに格納される動作（つま
り、取り込まれる動作）が開始される。その後、所定の
スキャンピッチで多数回の水平スキャンＳが行われた
後、イメージセンサ１０の出力レベルが黒レベルに立ち
下がり、その黒レベルが所定時間継続した時に、前記紙
幣Ｐの移送方向Ｆ後端がイメージセンサ１０を通過した
ことが検出され、この後端検出時点において、イメージ
センサ１０の出力データの格納動作が終了されるように
なっている。このような構成により、この実施例にあっ
ては、従来必要であったタイミングセンサ（図７の符号
１）を設ける必要が無く、その分、装置の構成が簡略化
されている。

【００１３】日本の１万円札、５千円札および千円札か
らなる紙幣Ｐは、幅は同一であるが、長さＬはそれぞれ
異なるため、各紙幣Ｐの長さＬは紙幣判別のための重要
な特徴点となり得る。この点に着目して、この実施例で
は、紙幣Ｐの金種および真偽を判別するとともに、紙幣
Ｐにおける許容できない程度の欠損部分を検出する目的
のためにも、各紙幣Ｐの長さＬを１ｍｍ単位の細かい分
解能で検出するようにしている。しかし、紙幣判別装置
においては、紙幣Ｐの判別処理をできるだけ高速化した
い要求があるにも関わらず、従来のように各紙幣Ｐに印
刷された印刷パターンをも細かい分解能で検出していた
のでは、データ処理量が膨大となって、処理時間が長く
なる。

【００１４】そこで、この実施例では、図１に例示する
構成によって、紙幣Ｐの重要な特徴点である長さＬを含
む外形寸法は細かい分解能で検出し、しかし、その検出
した外形寸法を示すデータとしては、最少限のものを取
り込むようにしている。一方、比較的簡単に自動検出可
能な印刷パターンについては、前記外形寸法の検出より
粗い分解能で検出するようにしている。

【００１５】図１において、マイクロプロセッサ１６
は、該紙幣判別装置の動作全体を制御するものである。
クロック発生器１４は、該装置の基本的な動作クロック
信号を発生する。例えば、紙幣投入センサによって、あ
る紙幣Ｐが該装置に投入されたことが検出されると、ス
タートパルス発生器１８は、前記動作クロック信号によ
って規定されるタイミングに従って、イメージセンサ１
０による各水平スキャンＳの開始を指示するスタートパ
ルスを発生する（図２の（ｂ）参照）。このスタートパ
ルスに応じて、前記イメージセンサ１０では、紙幣Ｐの
移送速度に対応した所定ピッチでの水平スキャンＳを開
始する。スキャンカウンタ１９は、図２の（ｄ）に示す
ように、各水平スキャンＳの開始から終了までの画素数
をカウントすることにより、各水平スキャンごとの画素
位置（ビット位置）を出力する。

【００１６】イメージセンサ１０から出力されるアナロ
グのビデオ信号は、各画素ごとに、Ａ／Ｄ変換器２０に
よってディジタルの階調データ、すなわち、多値データ
に変換される。各多値データは、イメージセンサ１０が
出力した１画素の濃淡レベルを、多値で量子化したデー
タである。各水平スキャンＳ当りの多値データの値によ
って示される波形図は、図２の（ｃ）のようである。

【００１７】図１において、判別すべき紙幣Ｐの外形寸
法を検出するために、紙幣Ｐの水平スキャンＳ方向のエ
ッジを各画素（この例では１ｍｍ）ごとの分解能で検出
し、検出したエッジの位置を示すデータを取り込むため
の構成要素は、次のようである。スライスレベルレジス
タ２１には、前記多値データを二値データに変換するた
めの所定のスライスレベル（図２の（ｃ）においてＳＬ
で示す）が格納されている。このスライスレベルＳＬと
しては、前記移送ローラ１３の“黒”と紙幣Ｐにおける
無印刷部分（特に、エッジ部分）の“白”とを判別でき
るレベルが設定されている。二値化部２２は、各前記多
値データのレベルとスライスレベルとを比較し、これに
より、前記多値データを例えば“黒”、“白”を示す二
値データに変換する。二値化部２２から出力される各水
平スキャンＳごとの二値データは、立上り／立下り検出
部２４に与えられる。

【００１８】前記立上り／立下り検出部２４では、各水
平スキャンＳごとに、前記二値データが“黒”データか
ら“白”データに変化した時点を、イメージセンサ１０
の出力レベルの立上り（紙幣Ｐの左側エッジに対応す
る）として検出し、前記二値データが“白”データから
“黒”データに変化した時点を、イメージセンサ１０の
出力レベルの立下り（紙幣Ｐの右側エッジに対応する）
として検出するものである。この実施例では、マイクロ
プロセッサ１６は、前述のように、前記紙幣Ｐが投入さ
れたことが検出された後、該検出部２４を介して、最初
に、イメージセンサ１０の出力レベルが黒レベルから白
レベルに立ち上がったことが検出された時に、紙幣Ｐの
移送方向Ｆ先端がイメージセンサ１０を通過したことを
検出する。その後、前記紙幣Ｐについて所定ピッチでの
多数回の水平スキャンが終わり、イメージセンサ１０の
出力レベルが黒レベルに立ち下がり、その黒レベル状態
が所定時間継続した時に、前記紙幣Ｐの移送方向Ｆ後端
がイメージセンサ１０を通過したことを検出するように
なっている。

【００１９】各水平スキャンＳごとに、前記立上り／立
下り検出部２４によって立上りが検出されると、その時
点においてスキャンカウンタ１９によって出力されるビ
ット位置が、立上りラッチ２６にラッチされる。また、
その後、立上り／立下り検出部２４によって立下りが検
出されると、その時点においてスキャンカウンタ１９に
よって出力されるビット位置が、立下りラッチ２８にラ
ッチされる。こうして、立上りラッチ２６および立下り
ラッチ２８にラッチされた立上りおよび立下りのビット
位置は、マイクロプロセッサ１６に与えられる。マイク
ロプロセッサ１６では、前記ビット位置を外形データメ
モリ３０に格納する。こうして、外形データメモリ３０
には、各水平スキャンＳごとの立上りおよび立下り、す
なわち、前記紙幣Ｐのエッジのビット位置が、前記紙幣
Ｐの外形データとして格納されることになる。その後、
マイクロプロセッサ１６では、このようにして外形デー
タメモリ３０に格納された外形データに基づいて、前記
紙幣Ｐの外形寸法を検出し、基準外形メモリ３４に予め
格納されている各々の紙幣の基準外形寸法と比較照合す
ることにより、前記紙幣Ｐをその外形寸法に関して判別
する。

【００２０】さらに、図１において、判別すべき紙幣Ｐ
の印刷パターンを、前記外形寸法検出時より粗い分解能
で検出して取り込むための構成要素は、次のようであ
る。上述のように立上り／立下り検出部２４によって立
上りが検出されると、前記Ａ／Ｄ変換器２０によってデ
ィジタル化された各水平スキャンＳごとの多値データ
は、第１の加算回路３４に与えられる。第１の加算回路
３４では、分周器３５によって発生される、クロック信
号をＮ分の１（例えば４分の１とする）に分周したタイ
ミング信号に従って、図３の（ａ）に示すように、水平
方向４画素ごとの多値データの値Ｄ０，Ｄ１，…を加算
し、水平方向加算値Ｈ０，Ｈ１，…を作成する。

【００２１】さらに、第２の加算回路３６では、図３の
（ｂ）に示すように、各水平スキャンＳごとの水平方向
加算値Ｈ０，Ｈ１，…を、垂直方向４画素ごとに加算
し、垂直方向加算値Ｖ０，Ｖ１，…を作成する。各水平
スキャンＳごとの垂直方向加算値Ｖ０，Ｖ１，…は、Ｆ
ＩＦＯメモリ３７に記憶される。このＦＩＦＯメモリ３
７は、マイクロプロセッサ１６とは非同期で、上記各種
要素による垂直方向加算値Ｖ０，Ｖ１，…作成処理が行
えるようタイミング調整を行うためのものである。マイ
クロプロセッサ１６では、ＦＩＦＯメモリ３７に記憶さ
れたこれらの垂直方向加算値Ｖ０，Ｖ１，…を、読取り
パターンデータとしてパターンデータメモリ３９に格納
する。こうして、パターンデータメモリ３９には、イメ
ージセンサ１０の４×４画素、つまり、この場合、４ｍ
ｍ×４ｍｍごとの読取りパターンデータＶ０，Ｖ１，…
が格納される。以下、説明上、各読取りパターンデータ
Ｖ０，Ｖ１，…を、読取りデータ要素Ｖという。後で説
明するように、上位コンピュータ３２では、このように
してパターンデータメモリ３９に格納された読取りデー
タ要素Ｖに基づいて前記紙幣Ｐ自体の全体的な読取りデ
ータパターンＲＰを求め、該読取りデータパターンＲＰ
と、基準パターンメモリ４０に予め格納された基準デー
タパターンＢＰとを、後で示す相関値計算式を利用して
マッチングし、これにより、前記紙幣Ｐをその印刷パタ
ーンに関して判別する。

【００２２】なお、上記実施例において、紙幣Ｐの印刷
パターンを検出するために、前述したように紙幣Ｐの全
面のデータを間引くことなく取り込むようにした理由
は、間引いて取り込む場合には、印刷パターンが線画で
あるために、サンプリングピッチと印刷された線のピッ
チとの関係によりモアレ縞が発生してしまい、不安定な
検出となるからである。また、取り込んだデータが抜け
のない連続したデータであるため、任意の位置のパター
ンを選択的に検出可能になる。

【００２３】また、図１の一点鎖線で囲った構成要素
は、ハードウエア回路に限らず、ソフトウエア処理によ
って実現してもよい。また、この実施例に係る装置を利
用して、判別すべきすべての金種の紙幣に関する基準外
形および基準データパターンＲＰを格納しておけば、日
本の紙幣に限らず、外国の紙幣にも容易に対応できる。
さらに、上記実施例のようにイメージセンサ１０が反射
光を受光するタイプに限らず、イメージセンサ１０が透
過光を受光するタイプであってもよい。

【００２４】前記基準パターンメモリ４０に各金種の紙
幣Ｐごとに格納された基準データパターンＢＰについ
て、図４を参照して説明する。この実施例にあっては、
各金種の紙幣Ｐのイメージセンサ１０に対する各通過方
向ごとに、読取りデータパターンＲＰの２倍の分解能を
持つ１つの基準データパターンＢＰが格納されているに
すぎない。すなわち、以下に説明するように、この実施
例では、前記基準データパターンＢＰは、前記読取りデ
ータ要素Ｖと同じ４ｍｍ×４ｍｍのサイズを有する基準
データ要素を、２ｍｍのピッチで有するものである（な
お、前記読取りデータ要素Ｖは４ｍｍのピッチ）。

【００２５】より詳しく説明すると、前記各金種の紙幣
の基準データパターンＢＰを作成するためには、この実
施例の上記装置を利用して上述と略同様な処理を行うこ
とによって、各金種の真正の紙幣Ｐの全面を光学的に読
取り、図４の（ａ）に示すような、該紙幣Ｐの全面に関
する２ｍｍ×２ｍｍデータ要素Ａからなるオリジナルデ
ータパターンＯＰを得る。次に、このオリジナルデータ
パターンＯＰにおける上下、左右方向に隣接する４つの
データ要素の値を、２ｍｍずつずらしながら、順次加算
することによって、図４の（ｂ）に示すような、４ｍｍ
×４ｍｍの基準データ要素Ｂからなる基準データパター
ンＢＰを作成する。この例の場合、例えば、基準データ
要素Ｂ11は、オリジナルデータパターンＯＰのデータ要
素Ａ00、Ａ01、Ａ10およびＡ11を加算したものであり、
基準データ要素Ｂ12は、Ａ01、Ａ02、Ａ11およびＡ12を
加算したものであり、基準データ要素Ｂ21は、Ａ10、Ａ
11、Ａ20およびＡ21を加算したものであり、基準データ
要素Ｂ22は、Ａ11、Ａ12、Ａ21およびＡ22を加算したも
のである。

【００２６】このようにして、図５に示すように、前記
基準パターンメモリ４０には、それぞれ４ｍｍ×４ｍｍ
のサイズを有する基準データ要素Ｂが、２ｍｍのピッチ
で予め格納されている。なお、図５では、それぞれ４ｍ
ｍ×４ｍｍのサイズを有する、基準データ要素Ｂ11、該
要素Ｂ11から右方向に２ｍｍずれた基準データ要素Ｂ1
2、および、要素Ｂ11から下方向に２ｍｍずれた基準デ
ータ要素Ｂ21のみが例示されているが、破線で略示する
ように、その他の基準データ要素も２ｍｍのピッチで順
次格納されている。

【００２７】次に、図６を参照して、前記マイクロプロ
セッサ１６が行う紙幣判別処理を説明する。前記マイク
ロプロセッサ１６では、先ず、外形データメモリ３０に
格納された紙幣Ｐの外形データに基づいて、該紙幣Ｐの
イメージセンサ１０に対する通過位置および斜行（スキ
ュー）角度を検出し、さらに、この検出に基づいて、前
記紙幣Ｐの外形寸法、特に長さＬを算出する。この長さ
Ｌは、例えば、前記紙幣Ｐの左右のエッジデータのう
ち、該紙幣Ｐの非欠損部分のエッジデータを利用して、
該紙幣Ｐの左右のエッジ位置の差分値の平均値を求め、
該平均値をスキュー角度で補正することによって算出可
能である。そして、このようにして求めた外形寸法と適
合する基準外形メモリ３４内の基準外形寸法を検出し、
該適合した基準外形寸法の金種を初期判別金種として決
定する。

【００２８】次に、パターンデータメモリ３９に格納さ
れた読取りデータ要素Ｖのうち、紙幣Ｐに関するものだ
け（つまり、背景地である移送ローラ１３に関するデー
タを除いたもの）を切り出すことによって、前記紙幣Ｐ
自体の読取りデータパターンを求める。さらに、前記紙
幣Ｐのイメージセンサ１０に対する通過位置および傾き
に基づいて、該紙幣Ｐの読取りデータパターンＲＰを、
前記基準パターンメモリ４０に格納された、前記初期判
別金種の基準データパターンＢＰに対して位置合わせす
る（正規化）。この場合、基準データパターンＢＰの基
準データ要素のピッチは２ｍｍであるので、この読取り
データパターンＲＰの位置合わせも、このピッチに等し
い高い精度で行うことができる。この実施例は、このよ
うに位置合わせする構成であるので、従来のように、各
紙幣Ｐのイメージセンサに対する通過位置ごとに基準デ
ータパターンＢＰを用意しておく必要が無い。

【００２９】読取りデータパターンＲＰの一部分と、前
記初期判別金種の紙幣Ｐについて各通過方向（前後、表
裏方向の４種類の通過方向のうちのいずれか）ごとに格
納されている４種類の基準データパターンＢＰの対応す
る部分との間における、部分的なパターンマッチングを
行い、これにより、紙幣Ｐの投入方向、すなわち、イメ
ージセンサ１０に対する通過方向を判定する。つまり、
この場合、前記４種類の基準データパターンＢＰのう
ち、最も高い相関値が得られた基準データパターンＢＰ
の方向から、前記通過方向が判定されることになる。

【００３０】次に、前記最も高い相関値が得られた基準
データパターン（つまり、方向対応基準データパター
ン）ＢＰを使用して、前記読取りデータパターンＲＰの
全面マッチングを行う。つまり、読取りデータパターン
ＲＰの各読取りデータ要素Ｖを、前記位置合わせした基
準データパターンにおける位置的に対応する基準データ
要素Ｂと相関値マッチングを行う。ところで、前述のよ
うに読取りデータパターンＲＰと基準データパターンＢ
Ｐとの位置合わせを行った場合でも、紙幣Ｐの外形に基
づく位置合わせであるので、実際には、紙幣Ｐの角折
れ、シワ等に起因してある程度の位置合わせ誤差が生じ
るのが普通である。しかし、後述する相関値計算式によ
るパターンマッチングでは、このような位置合わせ誤差
によって、相関値が著しく低下する。

【００３１】このため、この実施例では、判別すべき紙
幣Ｐの読取りデータパターンＲＰの各読取りデータ要素
Ｖを、上述のように位置合わせした基準データパターン
ＢＰの位置的に対応する基準データ要素Ｂと１対１でマ
ッチングするだけでなく、前記読取りデータパターンＲ
Ｐが前記基準データパターンＢＰに対して上下、左右お
よび斜め方向に位置ズレしている（位置合わせ誤差が生
じている）場合も考慮して、上述のように位置合わせし
た位置（基本位置）から上下、左右および斜め方向に１
ピッチ分（２ｍｍ）だけ位置ズレした基準データ要素Ｂ
をもマッチング対象にしている。つまり、この実施例に
あっては、判別すべき紙幣Ｐの読取りデータパターンＲ
Ｐの各読取りデータ要素Ｖは、対応する基準データ要素
Ｂ、および、そこから上下、左右および斜め方向に１ピ
ッチ分だけ位置ズレした基準データ要素Ｂである合計９
つの基準データ要素Ｂと（合計９通り、従って、１対９
で）マッチングされるようになっている。

【００３２】各金種の紙幣Ｐに関して、上記の読取りデ
ータパターンＲＰと基準データパターンＢＰの９位置と
の全面マッチングは、それぞれ、以下の相関値計算式を
用いて行われる。

【数１】 ここで、nは、読取りデータパターンＲＰにおけるマッ
チング対象となる読取りデータ要素の総数、ｉはマッチ
ング対象となるデータ要素の番号、Ｂiは、基準データ
パターンＢＰの各基準データ要素の値、Ｖiは、読取り
データパターンＲＰの各読取りデータ要素の値、Ｂa
は、基準データパターンＢＰにおけるマッチング対象と
なる全基準データ要素の平均値、Ｖaは、読取りデータ
パターンＲＰにおけるマッチング対象となる全読取りデ
ータ要素の平均値である。

【００３３】読取りデータパターンＲＰと基準データパ
ターンＢＰとが同一の印刷パターンに関するものである
場合、相関値は、両パターンＲＰ，ＢＰの位置が完全に
一致した場合に最大値（ピーク）となるような山形の特
性を示し、逆に、両パターンＲＰ，ＢＰが異なる印刷パ
ターンに関するものである場合、極端なピークを持たな
い平坦な特性を示す。

【００３４】なお、上述のように基本位置の基準データ
パターンＢＰの分解能を読取りデータパターンＲＰの２
倍、つまり、基準データ要素のピッチを読取りデータ要
素の１／２した理由は、次のようである。すなわち、読
取りデータパターンＲＰとマッチングすべき基準データ
パターンＢＰのデータ量を減らすために、各基準データ
要素のピッチを大きくすると、前述のように基本位置か
ら各方向に１ピッチずつズラしたマッチングによって得
られる相関値の変化量が大きくなりすぎる。例えば、基
準データパターンＢＰの各基準データ要素のピッチを読
取りデータ要素と同じ４ｍｍとすると、基本位置に対し
て−２ｍｍの位置から＋２ｍｍの位置までのデータが飛
ぶので、相関ピーク値が相当低下してしまう。しかし、
上記実施例のように各基準データ要素のピッチを読取り
データ要素の１／２、すなわち、２ｍｍとすると、基本
位置から±１ｍｍの範囲での相関ピーク値を得ることが
できる。

【００３５】上述した基準データパターンＢＰにおける
９位置でのマッチングによって相関値のうちの、最大値
をマッチング結果として採用する。そして、前記マッチ
ング結果が所定値以上である場合、前記紙幣Ｐを真正な
紙幣として最終判定し、その金種および投入方向を、さ
らに制御系のコンピュータ（図示せず）に出力する。な
お、上記実施例では、読取りデータパターンＲＰの各読
取りデータ要素Ｖのサイズをイメージセンサ１０の４×
４画素分（つまり、４ｍｍ×４ｍｍ）とし、基準データ
パターンＢＰの基準データ要素も同じサイズとしたが、
両パターンＲＰ，ＢＰの各データ要素のサイズは、上記
のものより幾分大きいもの、または、小さいものであっ
てもよい。要は、基準データパターンＢＰの分解能が読
取りデータパターンＲＰの分解能の２倍、すなわち、ピ
ッチが２分の１であればよい。また、上記実施例では、
両パターンＲＰ，ＢＰの各データ要素は、複数画素の多
値データの加算値であったが、これに限らず、これら画
素の多値データの平均値であってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、判別
すべき紙幣の読取りデータパターンを基準データパター
ンに対して位置合わせするようにしたので、紙幣の光学
手段に対する通過位置ごとに基準データパターンを用意
する必要がなく、また、基準データパターンの分解能を
読取りデータパターンの分解能の２倍としたことによ
り、位置合わせ処理済の読取りデータパターンに、基準
データパターンの１データ要素分の位置合わせ誤差が生
じている場合でも、単一の基準データパターンを使用し
て高精度の相関値マッチングを行うことができる。その
結果、この発明は、膨大なデータ処理量を必要とせず、
高精度の紙幣判別処理を高速で行うことができる、とい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る紙幣判別装置のハー
ドウエア構成例を示すブロック図。

【図２】図１の実施例の動作を説明するタイミング図。

【図３】同実施例において、紙幣の読取りデータパター
ンを取り込む動作を説明する図。

【図４】同実施例において、各金種の真正の紙幣ごとの
基準データパターンを作成する動作を説明する図。

【図５】前記基準データパターンの格納状態を説明する
図。

【図６】同実施例における上位コンピュータによって行
われる紙幣判別処理を示すフローチャート図。

【図７】従来の紙幣判別装置を説明する図。

【符号の説明】

１０ イメージスキャナ １６ マイクロプロセッサ ４０ 基準パターンメモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投入された紙幣の一面を光学的にスキャ
   ンし、各画素ごとに、前記紙幣の前記面の濃淡に応じた
   多値データを出力する光学手段と、 前記多値データに基づいて前記紙幣のエッジを検出する
   ことによって、該紙幣の外形を検出する外形検出手段
   と、 前記紙幣の前記多値データの値を、複数の隣接した画素
   ごとに演算する演算手段と、 前記演算手段によって得られた各値をデータ要素とす
   る、前記紙幣の読取りデータパターンを作成する作成手
   段と、 各金種の真正の紙幣ごとに、前記読取りデータパターン
   の２倍の分解能のデータ要素からなる基準データパター
   ンを格納した基準パターン格納手段と、 前記外形検出手段によって検出された外形に基づいて、
   前記読取りデータパターンを前記基準データパターンに
   対して位置合わせする位置合わせ手段と、 前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記読取り
   データパターンと前記基準データパターンとの間で、相
   関値マッチングを行うことによって、前記投入された紙
   幣を判別する判別制御部とを具備した紙幣判別装置。
2. 【請求項２】 前記判別制御部は、前記読取りデータパ
   ターンの各データ要素を、前記基準データパターンにお
   ける位置的に対応するデータ要素、ならびに、前記対応
   するデータ要素から上下、左右、斜めの各方向に１デー
   タ要素分ずつ位置ずれしたそれぞれのデータ要素とマッ
   チングするものであり、これにより、前記位置合わせ手
   段によって位置合わせされた読取りデータパターンに前
   記基準データパターンの１データ要素分の位置合わせ誤
   差が生じている場合でも、単一の前記基準データパター
   ンを使用して高精度の相関値マッチングを行うことがで
   きるようにした請求項１に記載の紙幣判別装置。