JPH09282516A - 印刷パターンの真偽判別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙幣や有価証券等の印刷パターンが本物であ
るか否かの真偽判別を、読取装置の光学系のばらつきに
かかわらず、精度良く行う。 【解決手段】 ステップＳ１１の読取り処理で、紙幣の
印刷パターンがライン毎に読取られ、ディジタル値に変
換される。Ｓ１３〜Ｓ１７の前処理で、読取った印刷パ
ターンを基に、判別処理に適した読取り画素データが生
成される。Ｓ２０のライン別正規化処理で、読取り画素
データは基準パターンの特徴値に基づいてライン毎に正
規化され、正規化画素データが得られる。更にステップ
Ｓ２５で、ライン別相関処理が行われ、対応するライン
毎に正規化画素データと基準パターンの特徴値との相関
値が計算される。そして、Ｓ２６の最終判定処理で、各
ラインの相関値、又はパターン全体の相関値に基づいて
印刷パターンの真偽判定が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙幣や有価証券等
の印刷パターンが本物か否かを判別する印刷パターンの
真偽判別方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。 文献：特公平５−７８０７４号公報 図２（１），（２）は、前記文献に記載された従来の印
刷パターンの真偽判別方法を示す図である。従来の真偽
判別方法では、図２（１）に示すように、紙幣や有価証
券等の印刷物１を一定方向に搬送しながら光源２から光
を照射し、その反射光又は透過光をセンサ３で走査して
該印刷物１の印刷パターンを読取る。読取った光の強弱
を電気信号の強弱に変換して、印刷パターンのイメージ
の濃淡に応じたレベルの電気信号を得ている。図２
（２）は、このようにして得られた印刷パターンに対応
する電気信号の一例を示している。この電気信号を一定
間隔でサンプリングし、サンプル信号ａ，ｂ，ｃ，…を
ディジタル値に変換してメモリに格納する。次に、メモ
リに格納されたサンプル信号ａ，ｂ，ｃ，…を読み出
し、予め各サンプル信号毎に設定されている下限値と上
限値の許容範囲（ａ１〜ａ２），（ｂ１〜ｂ２），（ｃ
１〜ｃ２），…の中に入っているか否かを順次チェック
する。このチェックがすべてのサンプル信号ａ，ｂ，
ｃ，…に対して行われると、次にこの許容範囲に入って
いるサンプル信号数の全サンプル信号数に対する割合を
算出する。この結果、例えば、サンプル信号の９割以上
が、設定された許容範囲内に入っていれば本物、そうで
なければ偽物と判定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
印刷パターンの真偽判別方法では、次のような課題があ
った。従来の方法では、読取った画素の濃淡のレベルが
比較する基準パターンとして設定されている下限値（ａ
１，ｂ１，ｃ１，…）と上限値（ａ２，ｂ２，ｃ２，
…）の間に入っているか否かに基づいて、真偽の判別を
している。しかし、光源２やセンサ３による光学系のば
らつきのため、画素の濃淡信号レベルの変化を避けるこ
とは困難である。このため、これらの変化を予め考慮し
て下限値と上限値を設定すると、許容範囲の幅が拡大
し、真偽判別の精度が減少してしまうという問題点があ
った。本発明は、前記従来技術が持っていた課題を解決
し、光学系のばらつきにかかわらず、精度よく真偽判別
が可能な印刷パターンの真偽判別方法を提供するもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、印刷パターンの真偽判別方法において、
次のような処理を行うようにしている。まず、複数のラ
インで構成され、それらの各ラインの画素位置毎に濃淡
に基づく特徴値が定められた基準パターンに対して、真
偽判別の対象となる印刷パターンを入力し、その印刷パ
ターンの濃淡を画素に分解してライン毎に光学的に読取
り、該印刷パターンの濃淡に応じた読取り画素データを
得るパターン読取り処理を行う。次に、前記印刷パター
ンの各ライン毎に、そのラインを構成する前記読取り画
素データの合計が、該印刷パターンに対応する前記基準
パターンのラインを構成する前記特徴値の合計に等しく
なるように、該各読取り画素データを正規化して正規化
画素データを得るライン別正規化処理と、前記印刷パタ
ーンのライン毎に、該ラインの前記正規化画素データと
該ラインに対応する前記基準パターンの前記特徴値との
相関をそれぞれ求め、複数のライン別相関値を算出する
ライン別相関処理を行う。その後、前記複数のライン別
相関値に基づいて前記印刷パターンが前記基準パターン
と同一であるか否かの真偽の判別を行う真偽判別処理を
実行する。

【０００５】前記真偽判別処理では、前記複数のライン
別相関値が各々すべて所定の許容範囲内に収まっている
場合、又は、前記複数のライン別相関値の平均値が所定
の許容範囲内に収まっている場合に真であると判別して
いる。本発明によれば、以上のように印刷パターンの真
偽判別方法を構成したので、次のような作用が行われ
る。パターン読取り処理において、真偽判別の対象とな
る印刷パターンがライン毎に読取られ、このラインを構
成する画素の濃淡に応じた読取り画素データが得られ
る。ライン毎に得られた読取り画素データは、ライン別
正規化処理において、真偽判定の基準となる基準パター
ンの対応するラインの特徴値によって正規化される。更
に、この正規化によって得られた正規化画素データと、
前記基準パターンの特徴値とのライン別の相関が、ライ
ン別相関処理で求められ、複数のライン別相関値が算出
される。そして、真偽判別処理において、得られた複数
のライン別相関値に基づき、印刷パターンが基準パター
ンと同一であるか否かの真偽判定が行われる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図４は、本発明の実施形態におけ
る印刷パターンの真偽判別方法に用いられる真偽判別装
置の一例を示す構成図である。この真偽判別装置は、例
えば、銀行等の自動預金機に組み込まれ、入金された紙
幣が本物か否かを判別するために使用される。この真偽
判別装置は、印刷物である紙幣１０の印刷パターンを読
取るために、この紙幣１０を搬送する搬送部１１と、搬
送されてくる紙幣１０に、例えば発光ダイオード（以
下、ＬＥＤという）を用いて光を照射し、その反射光ま
たは透過光を検出して印刷パターンを読取る読取部１２
とを有している。読取部１２は、例えば電荷結合素子
（Charge Coupled Device、以下、ＣＣＤという）による
ライン型イメージセンサ等で構成されている。ライン型
イメージセンサは、紙幣１０の搬送方向に直角に配置さ
れ、ライン毎に印刷パターンを、例えば０．５ｍｍ×
０．５ｍｍの画素に分解して読取るものである。

【０００７】読取部１２の出力側には、アナログ／ディ
ジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換部１３が接続されて
いる。Ａ／Ｄ変換部１３は、読取部１２から入力される
各画素の濃淡を示す電気信号をサンプリングし、このサ
ンプリングしたアナログ量を、例えば２５６階調のディ
ジタル値のイメージデータＩＭＧに変換するものであ
る。Ａ／Ｄ変換部１３の出力側は、補正部１４へ接続さ
れている。補正部１４は、ＬＥＤの位置や特性のばらつ
きによる光源むら（シェーディング）を補正して、１ラ
インのＣＣＤの受光量を一様にするものである。補正部
１４の出力側は、バッファメモリ１５へ接続されてい
る。バッファメモリ１５は、読取られたイメージデータ
ＩＭＧを判別処理のために一時格納するためのものであ
る。このバッファメモリ１５には、紙幣１０の輪郭を正
確に抽出するために、その紙幣１０よりも一定サイズだ
け大きい領域のイメージデータＩＭＧが格納されるよう
になっている。バッファメモリ１５の出力側には、前処
理部１７が接続されている。

【０００８】これらの搬送部１１、読取部１２、Ａ／Ｄ
変換部１３、補正部１４、及びバッファメモリ１５で
は、制御部１６から与えられるタイミング信号に基づい
た一連の処理が行われるようになっている。前処理部１
７は、バッファメモリ１５に格納されたイメージデータ
ＩＭＧを基に、紙幣１０の輪郭を抽出して印刷パターン
のバッファメモリ１５内での位置検出を行うものであ
る。また、この前処理部１７は、イメージセンサで細分
化されて読取られたイメージデータＩＭＧを、印刷パタ
ーンの特徴が現れるように、一定サイズの画素に集約す
る縮小化及び正規化の処理を行い、縮小化した読取り画
素データＸｉｊを生成するものである。前処理部１７の
出力側は、金種判別部１８へ接続されている。金種判別
部１８は、紙幣の種類、表裏、及び読取り方向を判別す
るものである。金種判別部１８の出力側は、ライン別正
規化部１９へ接続されている。

【０００９】ライン別正規化部１９は、基準データ記憶
部２０に格納されている基準パターンを構成する画素毎
の特徴値ＲＥＦｉｊを基にして、ライン毎に読取り画素
データＸｉｊを正規化して正規化画素データＹｉｊを生
成するものである。ライン別正規化部１９の出力側は、
フォト判定部２１へ接続されている。フォト判定部２１
は、各画素位置の正規化画素データＹｉｊが基準データ
記憶部２０に格納されている各画素位置毎の上限値と下
限値の間にあるか否かのチェックを行うものである。フ
ォト判定部２１の出力側は、正損判定部２２へ接続され
ている。正損判定部２２は、基準データ記憶部２０に格
納されている基準パターンの特徴値ＲＥＦｉｊを基に、
印刷パターンの汚れや、破損の有無を判定するものであ
る。正損判定部２２の出力側は、ライン別相関部２３へ
接続されている。ライン別相関部２３は、基準データ記
憶部２０に格納されている基準データの特徴値ＲＥＦｉ
ｊと正規化画素データＹｉｊとの相関値ＣＯＲｉを、ラ
イン毎に算出するものである。ライン別相関部２３の出
力側は、最終的に印刷パターンの真偽判定を行うための
最終判定部２４に接続されている。

【００１０】図１は、図４の真偽判定装置を用いた本発
明の実施形態の印刷パターンの真偽判別方法を示すフロ
ーチャートである。以下、このフローチャートの処理内
容を説明する。例えば、真偽判別の対象となる紙幣１０
が図１の搬送部１１に挿入されると、処理が開始され、
ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、読取部１
２及びＡ／Ｄ変換部１３によって、パターン読取り処理
が行われる。読取られたイメージデータＩＭＧは、補正
部１４に送られ、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１
２では、シェーディング補正処理が施される。シェーデ
ィング補正処理が施されたイメージデータＩＭＧは、バ
ッファメモリ１５に格納された後、前処理部１７によっ
て次のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理が行われる。

【００１１】ステップＳ１３では、バッファメモリ１５
に格納されたイメージデータＩＭＧが読出され、このイ
メージデータＩＭＧから紙幣１０の境界部分を検出し、
背景部分を取り除いて紙幣領域のみを抽出するエッジ検
出処理が行われ、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１
４では、ステップＳ１３のエッジ検出結果に基づいて、
印刷パターンが存在するバッファメモリ１５上の基準点
の算出処理が行われる。この算出された基準点を基にし
て，紙幣部分のイメージデータＩＭＧが切り出され、ス
テップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、ステップＳ
１４で算出された基準点が正常であるか否かが判断さ
れ、もし異常であると判断されると、読取られた紙幣１
０はリジェクト（拒絶）されて処理はそこまでで終了す
る。ステップＳ１５で正常であると判断されると、次の
ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６で、イメージセ
ンサで０．５ｍｍ×０．５ｍｍの画素に細分化されて読
取られたイメージデータＩＭＧは、例えば縦横それぞれ
８個ずつ、即ち６４個の画素で構成される４ｍｍ角の読
取り画素データＸｉｊに集約される。そして、６４個の
画素の平均値が計算されて、その読取り画素データＸｉ
ｊの値とされる。これは、印刷パターンの特徴を明らか
にし、基準パターンの特徴値ＲＥＦｉｊとの比較をする
ための前処理である。ステップ１６では、紙幣１枚分の
読取り画素データ、例えば一万円札の場合、縦１７×横
３８＝６４６個の読取り画素データＸｉｊ（但し、ｉ＝
１〜３８，ｊ＝１〜１７）が生成される。ステップＳ１
６の処理が終了すると次のステップＳ１７へ進む。

【００１２】ステップＳ１７では、ステップＳ１６で生
成された複数の読取り画素データＸｉｊの平均値が、規
定の値になるように正規化処理が行われる。この正規化
の方法としては、平均値と規定の値とから求められる係
数を各読取り画素データＸｉｊに乗算する方法や、平均
値と規定の値との差を各読取り画素データＸｉｊから差
し引く等の方法がある。ステップＳ１７において正規化
された読取り画素データＸｉｊは、ステップＳ１８へ送
られる。金種判別部１８において、ステップＳ１８にお
ける金種判別が行われる。この金種判別は、読取られた
紙幣１０の種類（千円札、五千円札、一万円札）、裏
表、及び読取り方向（ここでは、これらの種別を金種と
いう）を予め設定された基準データに基づいて判別する
処理である。例えば、読取り画素データＸｉｊから得ら
れる多次元ベクトルと各金種毎の基準データの多次元ベ
クトルとの余弦が最大のものを選択するベクトル相関
法、予め定められた上限値と下限値の範囲内に各読取り
画素データＸｉｊが含まれる割合が最大のものを選択す
るエンベロープ法等の手法がある。ステップＳ１８の判
別結果は、ステップＳ１９で判断され、異常であると判
断されると、読取られた紙幣１０はリジェクトされ、処
理はそこまでで終了する。ステップＳ１９で正常である
と判断されると、読取り画素データＸｉｊは図４のライ
ン別正規化部１９へ送られる。

【００１３】ライン別正規化部１９では、図１のステッ
プＳ２０におけるライン別正規化処理が図３に示すよう
に行われる。図３は、図１のステップＳ２０におけるラ
イン別正規化処理の説明図である。この図３には、ステ
ップＳ１９までの各処理によっ得られた紙幣１０の読取
り画素データＸｉｊと、紙幣１０の搬送方向に垂直なラ
インＬｉ及びラインを構成する画素位置ｊの関係が示さ
れている。ステップＳ２０では、まず、これらの各ライ
ンＬｉ（ｉ＝１〜３８、但し一万円札の場合、以下同
じ）に対する補正係数Ｋｉ（ｉ＝１〜３８、但し千円札
の場合、以下同じ）が、次の（１）式のように定められ
る。 Ｋｉ＝ａｖ（ＲＥＦij）／ａｖ（Ｘij） ・・・（１） 但し、ａｖ（ＲＥＦij）：基準パターンのラインＬｉの
特徴値ＲＥＦの平均値 ａｖ（Ｘij） ：ラインＬｉの読取り画素データＸｉ
ｊの平均値 次に、この補正係数Ｋｉを使用して、次の（２）式によ
り、ラインＬｉの各画素位置ｊ（ｊ＝１〜１７、但し一
万円札の場合、以下同じ）の読取り画素データＸｉｊの
値を正規化し、正規化画素データＹｉｊが得られる。 Ｙij＝Ｋｉ×Ｘij ・・・（２） 但し、Ｘij：ラインＬｉのｊ番目の読取り画素データ Ｙij：ラインＬｉのｊ番目の正規化画素データ ステップＳ２０でライン別正規化処理が行われた後、得
られた正規化画素データＹｉｊは、ステップＳ２１へ送
られる。ステップＳ２１は、フォト判定部２１における
処理であり、ここではエンベロープ判別処理が行われ
る。これは、予め各金種の画素位置毎に定められた上限
値と下限値の範囲内に各正規化画素データＹｉｊが含ま
れる割合を調べる処理であり、従来から行われている判
別処理である。ステップＳ２１のエンベロープ判別処理
の結果は、次のステップＳ２２で判定される。

【００１４】ステップＳ２２では、ステップＳ２１で得
られたエンベロープ判別処理の結果に基づいて印刷パタ
ーンが明らかに基準パターンとは異なっているか否かの
判定を行う。印刷パターンが明らかに本物ではないと判
定されると、処理はこの時点で終了する。そうでない場
合は次のステップＳ２３へ進む。ステップＳ２３は、正
損判定部２２における処理であり、基準データ記憶部２
０に格納されている基準データを基に、読取ったデータ
に汚れや破損があるか否かの正損判別処理が行われる。
判別結果に異状があれば、処理はこの時点で終了する。
判別結果が正常であれば次のステップＳ２５へ進む。ス
テップＳ２５は、ライン別相関部２３における処理であ
る。ここではライン別相関判別のために、正規化画素デ
ータＹｉｊと基準パターンの特徴値ＲＥＦｉｊから、次
の（３），（４）式によってラインＬｉ毎の相関値ＣＯ
Ｒｉ（ｉ＝１〜ｍ、但し一万円札の場合ｍ＝３８、以下
同じ）及び印刷パターン全体の相関値ＣＯＲが算出され
る。

【００１５】

【数１】 （３），（４）式で得られた相関値ＣＯＲｉ，ＣＯＲ
は、最終判定部２４へ送られ、ステップＳ２６による最
終判定が行われる。ステップＳ２６において、各ライン
Ｌｉの相関値ＣＯＲｉが、次の（５）式のように、すべ
て所定の許容範囲内（例えば、閾値ｔｈ以上）に収まっ
ている場合、読取った紙幣１０は本物であると判別され
る。

【００１６】 ＣＯＲｉ＞ｔｈ ・・・（５） 或いはまた、印刷パターン全体の相関値ＣＯＲが、次の
（６）式のように、所定の許容範囲（例えば、閾値ＴＨ
以上）に収まっている場合、読取った紙幣１０は本物で
あると判別される。 ＣＯＲ＞ＴＨ ・・・（６） 以上の様に、本実施形態の真偽判別方法では、次の
（ｉ）〜（iii)のような利点がある。

【００１７】（ｉ）ステップＳ１２でライン毎にシェー
ディング補正処理を行うため、処理時間はかかるが補正
の精度が向上し、ライン内の画素のレベル偏差が小さく
なる。 （ii）ステップＳ２０でライン別正規化処理を行うた
め、ラインＬｉ毎の正規化画素データＹｉｊの平均値は
一定になり、この正規化画素データＹｉｊを印刷パター
ンの真偽判別に使用することにより、読取装置や光学系
のばらつきによる読取り画素データＸｉｊの変動を低減
させる。 （iii)ステップＳ２５でライン別相関判別処理を行うた
め、個々の画素の濃淡データの比較ではなく、ラインＬ
ｉ毎に分布形状の比較が可能となり、印刷パターンの微
妙な相違を精度良く検出できる。なお、本発明は、上記
実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この
変形例としては、例えば、次のようなものがある。

【００１８】（ａ）印刷物として、紙幣を対象として真
偽判別方法を説明したが、株券、金券等の有価証券を対
象とすることも可能である。 （ｂ）１種類の印刷パターンについて真偽を判別する場
合は、図１のステップＳ１８及びＳ１９の金種判別処理
と、図４の金種判別部１８は不要である。 （ｃ）図１のステップＳ２１のエンベロープ判別処理と
図４のフォト判別部２１は無くても良いが、比較的許容
度の広い判別を短時間で行うことができるので、時間の
かかる厳密な判定の前に、明らかに本物では無いと判別
されたものを排除するためには有効である。 （ｄ）本物の紙幣のみを識別し、その他をすべてリジェ
クトすれば良い場合は、図１のステップＳ２３の正損判
別処理と図４の正損判別部２２は不要である。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、真偽判別の対象となる印刷パターンをライン毎に
読取り、ライン毎に得られた読取り画素データを、真偽
判定の基準となる基準パターンの対応するラインの特徴
値で正規化している。このため、読取装置の光学系のば
らつきによる画素データの変動が低減するので、真偽判
定の許容値の幅を狭くすることが可能になり、厳密な判
別ができる。更に、正規化画素データと基準パターンの
特徴値とのライン別の相関を求め、複数のライン別相関
値を算出しているので、ライン毎の相関値の分布から、
印刷パターンの微妙な相違を的確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す印刷パターンの真偽判
別方法のフローチャートである。

【図２】従来の印刷パターンの真偽判別方法を説明する
ための説明図である。

【図３】図１のステップＳ２０のライン別正規化処理の
説明図である。

【図４】本発明の実施形態における印刷パターンの真偽
判別方法に用いられる真偽判別装置の構成図である。

【符号の説明】 １２ 読取部 １９ ライン別正規化部 ２０ 基準データ記憶部 ２３ ライン別相関部 ２４ 最終判定部 Ｓ１１ パターン読取り処理 Ｓ２０ ライン別正規化処理 Ｓ２５ ライン別相関処理 Ｓ２６ 最終判定処理

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のラインで構成され、それらの各ラ
   インの画素位置毎に濃淡に基づく特徴値が定められた基
   準パターンに対して、真偽判別の対象となる印刷パター
   ンを入力し、その印刷パターンの濃淡を画素に分解して
   ライン毎に光学的に読取り、該印刷パターンの濃淡に応
   じた読取り画素データを得るパターン読取り処理と、 前記印刷パターンの各ライン毎に、そのラインを構成す
   る前記読取り画素データの平均値が、該印刷パターンに
   対応する前記基準パターンのラインを構成する前記特徴
   値の平均値に等しくなるように、該各読取り画素データ
   を正規化して正規化画素データを得るライン別正規化処
   理と、 前記印刷パターンのライン毎に、該ラインの前記正規化
   画素データと該ラインに対応する前記基準パターンの前
   記特徴値との相関をそれぞれ求め、複数のライン別相関
   値を算出するライン別相関処理と、 前記複数のライン別相関値に基づいて前記印刷パターン
   が前記基準パターンと同一であるか否かの真偽の判別を
   行う真偽判別処理とを、 実行することを特徴とする印刷パターンの真偽判別方
   法。
2. 【請求項２】 前記真偽判別処理は、前記複数のライン
   別相関値が各々すべて所定の許容範囲内に収まっている
   場合、又は該複数のライン別相関値の平均値が所定の許
   容範囲内に収まっている場合に真であると判別すること
   を特徴とする請求項１記載の印刷パターンの真偽判別方
   法。