JPH11110545A - 画像認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １回のスキャンで対象となる紙幣などの検出
が可能であるとともに、リアルタイムで高速に処理を行
うことができる画像認識装置を提供する。 【解決手段】 入力された画像情報を２値化する２値化
手段１００と、２値化された画像情報中に存在する特定
パタンの外形のみのパタンを検知する外形パタン検知手
段１０１と、検知されたパタンを前記２値化された画像
情報中から切り出す外形パタン切り出し手段１０２と、
切り出した画像を各領域に分けてパタン検知を行う領域
パタンマッチング手段と、この領域パタンマッチング手
段からの出力に基づいてマッチング対象となるマークの
判定を行う判定手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、紙幣、有価証券
などに偽造を防止するために印されたマークなどを検知
するに好適な画像認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタルフルカラー複写機などの
複写装置の開発によって画質が向上し、肉眼では複写画
像と原画との見分けがつかないようなレベルまで達し、
原画像に忠実な複写画像が手軽に得られるようになって
いる。また、これに伴って紙幣や有価証券など複写が禁
止されているものの偽造にこの種の装置が悪用される可
能性を否定することはできず、むしろ増大することが懸
念されている。そこで、このような偽造の危険性を防止
するための偽造防止装置が色々と開発されている。例え
ば、その１つとして特開平７ー１４３３３４号公報に開
示された複写禁止原稿検出装置が知られている。

【０００３】この装置は、原稿全面に対して４回スキャ
ンすることによって原稿台上に置かれた原画像を読み取
るとともに複写処理を行うフルカラーデジタル複写機に
搭載されるもので、原稿台上に紙幣などが置かれている
場合に、１回目のスキャンで紙幣の朱印を検知し、２回
目のスキャンデジタル朱印の背景の黄色画像を検出する
といったようにスキャンごとにそれぞれ異なる特性に着
目してパタン認識を行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
では、紙幣や有価証券などの複写が禁止されているもの
を検知するのに複数回スキャンする必要があり、判定に
時間がかかる。また、判定に時間がかかるので、判定す
べき紙幣などの種類が少なくなってしまう。さらに、カ
ラー複写機などにおいては、スキャンの回数が４回では
なく１回のものもあり、上記従来例のように４回スキャ
ンするものを対象としているものでは対応できない。

【０００５】この発明は、このような背景に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、１回のスキャンで対象となる
紙幣などの検出が可能であるとともに、リアルタイムで
高速に処理を行うことができる画像認識装置を提供する
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、入力された
画像情報を２値化する手段と、２値化された画像情報中
に存在する特定パタンの外形のみのパタンを検知する手
段と、検知されたパタンを前記２値化された画像情報中
から切り出す手段と、切り出した画像に対してさらにパ
タン検知を行う手段とを備えた画像認識装置からなる第
１の手段によって達成される。

【０００７】また、上記目的は、第１の手段に、前記切
り出す手段によって切り出された画像データを複数の領
域に分割する手段と、分割された複数の領域ごとにその
領域に対応する画像情報を格納する手段と、この格納す
る手段ごとにパターン検知を行う手段とをさらに備えた
第２の手段によっても達成される。

【０００８】さらに、上記目的は、第２の手段に、前記
分割された複数の領域に対して、当該領域ごとにパタン
検知を行うか否かを指定する手段をさらに備えた第３の
手段によっても達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて説明する。

【００１０】図１は、この発明の実施形態に係る画像認
識装置の電気的構成を示すブロック図である。この実施
形態に係る画像認識装置は、フルカラーデジタル複写機
に実装され、紙幣、有価証券などの複写が禁止されてい
るものを複写しようとした場合に、複写禁止物であるこ
とを検知して複写処理を停止させるものである。

【００１１】図１において、画像認識装置は、２値化手
段１００と、外形パタン認識手段１０１と、特定パタン
切り出し手段１０２と、領域パタンマッチング手段１０
３と、判定手段１０４とから基本的に構成されている。

【００１２】すなわち、複写機本体に設けられた読み取
り装置であるＣＣＤなどのイメージセンサによって読み
取られた画像情報が、イメージセンサのスキャンが進む
にしたがって順次所定の領分ずつリアルタイムでこの画
像認識装置に入力される。具体的なデータとしては、フ
ルカラー情報であるＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ
（ブルー）成分それぞれについて、ある解像度、階調性
を持っている。

【００１３】この画像認識装置に入力された画像データ
は、まず、２値化手段１００で、各入力画像データを２
値化し、次いで、２値化された画像データを外形パタン
検知手段１０１が、例えば、主走査、副走査方向ともに
１／２に間引きする。そして、この間引きされた画像デ
ータに対してパタンマッチング処理により、そのエリア
内に検出対象の特定外形パタンがあるか否かをチェック
する。このチェックで、特定の外形パタンと一致するも
のがあれば、その外形パタンの検知情報を次段の特定パ
タン切り出し手段１０２に送るようになっている。ここ
で、１／２にＯＲ間引きするのは、次段のパタンマッチ
ングでの回路負担を軽くするためである。ここでは、外
形のみのパタンマッチングなので、多少間引きしてもマ
ッチング精度はさほど落ちることはない。

【００１４】次に、特定パタン切り出し手段１０２で、
予め特定パタンをある領域に分割して画像データを格納
できるように分割領域ごとにメモリを持っており、この
領域ごとに、対応するメモリに切り出した特定パタンの
画像情報を格納していく。そして、これら領域ごとのメ
モリデータを用いて次の領域ごとのパタンマッチング手
段１０３によって領域ごとのパタン検知処理が行われ
る。その後、判定手段１０４で、この領域ごとのパタン
マッチング結果から、いくつの領域がマッチしたかを求
め、予め設定しておいたマッチング数よりも多ければ、
このパタンは、検知すべき特定パタン、すなわち、紙幣
や有価証券であると認識する。

【００１５】さらに具体的には、まず、２値化手段１０
０は、スキャナから送られてきた画像データを検知すべ
き特定パタンが浮き出るようなスレッシュレベル値で２
値化する。ここで、画像情報のデータ幅を１ビットに削
減するので次段以降の回路規模を軽減することができ
る。２値化回路は図２に示すように、例えばルックアッ
プテーブル（ＬＵＴ）１００１で構成することができ
る。この実施形態では、ＲＧＢ入力各４ビットに対して
１ビットの２値化データを出力するようになっており、
ＬＵＴにしたことで、色々なマークに対して最適な２値
化スレッシュレベル値を設定することができる。

【００１６】外形パタン検知手段１０１は、ラインメモ
リ１０５、ＯＲ間引き部１０６、外形パタンマッチング
部１０７から構成され、前記２値化データに含まれてい
るかもしれない検知すべきマークの外形のみのパタンを
検知する。まず、ラインメモリ１０５は、後段のＯＲ間
引き処理が２ライン×２画素の間引きを行うために２ラ
イン分の画像を同じタイミングで前記ＯＲ間引き部１０
６に渡すためのラインディレイメモリとして使用する。
そして、これらの２ラインデータを受けたＯＲ間引き部
１０６は、図３に示す３つのフリップフロップ１０６
１，１０６２，１０６３と、ＯＲゲート１０６４からな
る回路によって２ライン×２画素、すなわち、４画素を
１つの単位とし、これら４画素の代表値としてこれらの
画素をＯＲ処理し、後段に出力する。４画素をＯＲして
生成された１ビットの画像データは、２ラインごとに、
かつ、２画素ごとに１回の立ち上がりエッジを持つ間引
きクロックの立ち上がりでラッチされ、ＯＲ間引きデー
タとして後段に出力される。このとき、画素密度は最初
の入力データに対して１／４に低くなるようにしている
が、これは、後段の外形パタンマッチング部１０７の回
路規模を軽減するためである。

【００１７】この間引きデータを受けた外形パタンマッ
チング部１０７では、文字通り検知すべきマークの内部
は無視して外形のみを検知していく。これは、通常の原
稿においては、紙幣や有価証券などに偽造防止用として
使用されているマークが存在する確率は少なく、まず、
外形だけで検索し、外形が異なるものは最初からはじい
てしまうことでマーク全体をマッチングするのと比べ
て、検知処理時間がかなり軽減できるからである。図４
は検知すべきマークの一例を示すもので、外形パタンマ
ッチング部１０７は、このマークの外形、すなわち、図
５に示すパタンを主走査および副走査方向それぞれ２画
素ごとにＯＲ間引きした図６の画像をパタンマッチング
により検知していく。外形パタンマッチング部１０７に
おけるパタンマッチング処理の内容については、種々知
られているが、従来から実施されている方法でよい。こ
のようにして、従来と同様のパタン認識方法で図６に示
すようなマークの外形を探し出すことができる。

【００１８】もし、この外形パタンマッチング部１０７
で外形パタンを検知すると、その検知情報が次段の外形
パタン切り出し手段１０２へと通知される。この外形パ
タン切り出し手段１０２は、特定パタン切り出し部１０
８と、複数のパタン領域メモリ１０９とから構成されて
いる。特定パタン切り出し部１０８には、図１に示すよ
うに、間引きを行っていない２値化された画像データａ
が直接入力されている。特定パタン切り出し部１０８
は、この画像データａを順次リアルタイムに後段の複数
のパタン領域メモリ１０９に領域ごとに分割して格納し
ている。ここで、前記外形パタン検知手段１０１によっ
て、もし、対象外形パタンが検知されると、外形パタン
検知手段１０１は特定パタン切り出し部１０８に対して
検知信号ｂを通知する。

【００１９】この通知を受けた特定パタン切り出し部１
０８は、前記外形パタン検知手段１０１が検知したタイ
ミングと合わせてパタン領域メモリ１０９への書き込み
を停止する。これにより、パタン領域メモリ１０９に
は、外形パタン検知手段１０１で検知した画像データが
領域ごとに格納された状態で保持されることになる。図
７にこのときのパタン領域メモリ１０９に格納する領域
を例を示す。図７において網掛けで示した部分は領域
外、特にパタン領域メモリ１０９には格納しない。本実
施形態におけるマークは円形なので、円の円周に沿った
年輪状の領域を領域０から領域５までの６つの領域に分
割している。

【００２０】具体的には、外形パタン切り出し部１０８
によって図４のマークパタン領域ごとに切り出されたと
すると、図８で示すようにパタンが分割される。この図
からマークが円周に沿った領域ごとに６つに分割されて
いることが分かる。図４のマークは円の内側から領域
０、領域１、・・・領域５の順で分割され、一番外側の
領域は領域５である。これらのパタン領域メモリ１０９
は、領域ごとに図９に示すようにアドレスが決められて
おり、このアドレス毎に１画素のパタンデータが格納さ
れている。例えば領域５について見てみると、領域５は
アドレス０から６３まであるメモリで構成されている。
同様に領域４は、アドレス０から５５、領域３はアドレ
ス０から３９、領域２はアドレス０から３１、領域１は
アドレス０から１５、領域０はアドレス０から７まであ
るメモリで構成されている。

【００２１】この実施形態においては、図４のマークを
上記パタン領域メモリ１０９毎にリニアに展開すると、
図１０に示すようになる。図１０は、１つの四角形が１
画素で「□」が値「０」の画素、「■」が値「１」の画
素を示している。このようにして図１０に示すような画
像データが外形パタン切り出し手段１０２によってパタ
ン領域メモリ１０９毎に格納される。

【００２２】領域パタンマッチング手段１０３は、前記
各領域０ないし領域５毎に並行処理できるようになって
いる。以下、領域パタンマッチング手段１０３における
処理方法について説明する。ここで注意しなければなら
ないのは、複写機において紙幣や有価証券などの原稿が
どのような角度でどのような位置に置かれるかは分から
ないということである。図４に示したパタンでは、マー
クの上部が、本実施形態における複写機にとっての上方
向に置かれた場合であるが、実際には、このように正確
に上方向を向くように置かれることは考えられない。そ
のため、各領域パタンマッチング部１１０の検知方法と
しては、マークが複写機の原稿読み取り部とは相対的に
ある角度を持って置かれていることを考慮しなければな
らない。例えば、図１１の例は、図４のマークが９０度
回転した状態で置かれた場合である。このときの６個の
パタン領域メモリ１０９毎に展開すると図１２に示すよ
うになる。図１０と比較すればすぐに分かるようにマー
ク自体は同じであるが、図８のマークをパタン領域メモ
リ１０９に展開した状態と、図１１のマークをパタン領
域メモリ１０９に展開した状態とでは、内容が全く異な
っている。本実施形態における領域パタンマッチング部
１１０があらかじめ保持している辞書データは、辞書が
作成しやすいことから、マークが回転していないときの
パターンとして持っている。すなわち、図１０の内容を
辞書データとして持っていることになる。ただし、パタ
ンマッチング処理の便宜上、辞書は、図１３に示すよう
に、図１０の２周分持つようにしてある。

【００２３】そこで、図１３の辞書を用いて図１２のよ
うに９０度回転したマークの領域を領域パタンマッチン
グ部１１０でパタンマッチングする場合には、図１４に
示すようにステップ１として辞書のアドレス０からアド
レス７までを読み込んだ領域０のパタン領域メモリ１０
９−０のアドレス０からアドレス７までと比較する。こ
のときの比較回路としては、それぞれのビットをＸＯＲ
演算し、演算結果が０であれば全てのビットが等しいこ
とが分かる。すなわち、ステップ１において、読み込ん
だ領域０のパタンを展開したビットと辞書の領域０のビ
ットをＸＯＲ演算した結果は０ではないので、「パタン
はマッチしていない」である。

【００２４】次にステップ２で、読み込んだ領域のパタ
ンのビットはそのままで、辞書の１アドレス分シフトさ
せる。すなわち、パタン領域メモリ１０９のアドレス０
からアドレス７をビット毎に辞書のアドレス１からアド
レス８までとＸＯＲ演算により比較する。このステップ
２においてもＸＯＲ演算は０でないので、ステップ１と
同様に「パタンはマッチしていない」である。このよう
にして、辞書の読み出しアドレスを順次１アドレスずつ
シフトさせながら比較していくと、この実施形態におい
ては、ステップ７でＸＯＲ演算が０となり「お互いのパ
タンがマッチする」ことになる。この処理を各領域毎に
並行処理で行い、その結果を次段である判定手段１０４
へと出力する。

【００２５】判定手段１０４においては、領域０から領
域５までの６個の領域があるので、６種類のマッチした
か否かの結果が判定手段１０４に入力される。ここで、
例えば予め６つの領域のうち４つの領域以上がマッチし
ていれば、読み取ったパタンを検知すべきパタンである
と認識すると設定する。この４つの領域以上の「４」と
いう値は、判定手段１０４のレジスタ内部に格納されて
いる値で、例えばディップスイッチを設定することによ
って変更できるように構成することも可能である。この
ようにして、もし、領域パタンマッチング手段１０３か
らのマッチング結果が「４以上マッチングしている」と
いうものであれば、入力が像は複写禁止画像であると判
断し、「４以上はマッチングしていない」というもので
あれば、入力画像は、複写禁止画像ではないと判断する
ことができる。

【００２６】図１５に、この判定手段１０４の具体的回
路構成の一例を示す。この回路は、６つのアンドゲート
１５０１，１５０２，１５０３，１５０４，１５０５，
１５０６と、集計回路１５１０と、比較器１５２０とか
らなり、前段処理から６つの領域毎にマッチング結果が
前記各アンドゲート１５０１〜１５０５に入力される
と、まず、領域有効無効パラメータ１５３０とそれぞれ
のマッチング結果とがアンド演算される。ここでは、入
力のマッチング結果に対する領域有効無効パラメータ１
５３０の論理はアクティブＨとする。すなわち、マッチ
ング結果が「Ｈ」であると、その領域は「マッチした」
とし、「Ｌ］であると「マッチしなかった」とする。な
ぜ、このような領域有効無効パラメータ１５３０が必要
であるかというと、例えば図１３の領域５の辞書の内容
のようにマークによってはある領域内では、常に「０」
であるような場合がある。言い換えると、マークとして
あまり特徴のない領域がある場合がある。このような場
合は、この領域のマッチング処理を無効としてしまった
方が処理時間的に有利である。また、ある領域をマッチ
ング結果に反映しない方が結果としてマーク判定の認識
率が上がる場合もあり得る。そのために、領域有効無効
パラメータ１５３０が導入されている。この領域有効無
効パラメータについては、辞書を作成する段階で決定し
ておくことができるので、マーク毎に決められた値とし
て辞書に納めておくことが可能である。

【００２７】集計回路１５１０は、例えば６領域全てが
有効である場合、これらの６領域のうち、いくつの領域
が「マッチした」かを集計する回路である。この集計回
路１５１０の出力がマッチした領域の数となる。

【００２８】比較器１５２０では、集計回路１５１０か
らの入力値とパラメータとして与えられるスレッシュレ
ベル（スレッシュパラメータ）１５４０とを比較する。
この比較結果が、指定されたスレッシュレベル値以上で
あれば、入力されたマークが検知すべきマークであると
判断する。すなわち、原稿台上におかれている原稿は、
複写禁止である紙幣や有価証券などであると判定するこ
とが可能となる。

【００２９】なお、この実施形態では、マークを付した
例として複写が禁止されている紙幣や有価証券を挙げて
いるが、その他、用途に応じて付与されたマークなどの
検知に本発明が適用できることはいうまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、入力された画像情報を２値化する手段と、２値化
された画像情報中に存在する特定パタンの外形のみのパ
タンを検知する手段と、検知されたパタンを前記２値化
された画像情報中から切り出す手段と、切り出した画像
に対してさらにパタン検知を行う手段とを備えているの
で、１回のスキャンによって検出が可能であるととも
に、簡単な回路によってリアルタイムで高速に画像認識
を行うことができる。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、切り出す手
段によって切り出された画像データを複数の領域に分割
する手段と、分割された複数の領域ごとにその領域に対
応する画像情報を格納する手段と、この格納する手段ご
とにパターン検知を行う手段とをさらに備えているの
で、１回のスキャンによって検出が可能であるととも
に、簡単な回路によってリアルタイムで高速に画像認識
を行うことができる。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、分割された
複数の領域に対して、当該領域ごとにパタン検知を行う
か否かを指定する手段をさらに備えているので、請求項
２記載の発明の効果に加えて、認識率の高い画像認識を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態に係る画像認識装置の電気
的構成を示すブロック図である。

【図２】２値化手段の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図３】ＯＲ間引き部の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図４】検知すべきマークの一例を示す図である。

【図５】図４のマークの外形を示す図である。

【図６】図５のマーク外形をＯＲ間引きした例を示す図
である。

【図７】パタン領域メモリに格納する領域の例を示す図
である。

【図８】図４のマークを図７のパタン領域メモリに格納
する領域で分割した例を示す図である。

【図９】図７のパタン領域メモリに格納する領域に対し
て設定されたアドレスの例を示す図である。

【図１０】図７のパタン領域メモリに格納された図４の
パターンをリニアに展開（メモリ展開）した例を示す図
である。

【図１１】図４のパターンが９０度回転した状態を示す
図である。

【図１２】図１１のパターンを図７のようにメモリ展開
した状態を示す図である。

【図１３】パターンマッチングを行うための辞書のデー
タの状態を示す図である。

【図１４】領域パタンマッチング部におけるマッチング
処理の処理工程を示す図である。

【図１５】判定手段の回路構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１００ ２値化手段 １０１ 外形パタン検知手段 １０２ 外形パタン切り出し手段 １０３ 領域パタンマッチング手段 １０４ 判定手段 １０５ ラインメモリ １０６ ＯＲ間引き部 １０７ 外形パタンマッチング部 １０８ 特定パタン切り出し部 １０９ パタン領域メモリ １１０ 領域パタンマッチング部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された画像情報を２値化する手段
   と、 ２値化された画像情報中に存在する特定パタンの外形の
   みのパタンを検知する手段と、 検知されたパタンを前記２値化された画像情報中から切
   り出す手段と、 切り出した画像に対してさらにパタン検知を行う手段
   と、を備えた画像認識装置。
2. 【請求項２】 前記切り出す手段によって切り出された
   画像データを複数の領域に分割する手段と、 分割された複数の領域ごとにその領域に対応する画像情
   報を格納する手段と、 この格納する手段ごとにパターン検知を行う手段と、を
   さらに備えていることを特徴とする請求項１記載の画像
   認識装置。
3. 【請求項３】 前記分割された複数の領域に対して、当
   該領域ごとにパタン検知を行うか否かを指定する手段を
   さらに備えていることを特徴とする請求項２記載の画像
   認識装置。