JPH11219459A - 紙葉類媒体の画像取得方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多色刷りおよび透明な部分を有する紙幣でも
その特徴的な紋様を確実に検出できるようにすることを
目的とする。 【解決手段】 緑、赤および赤外の光源を有するＬＥＤ
アレイ２とＣＣＤイメージセンサ４とで複合センサを構
成し、紙幣１２のスキャンごとに光源を切り替えること
で複数の画像を同時に取得し、これを画像分離して同一
原点の三つの画像１３，１４，１５を得る。これらの画
像を重ね合わせて一つの画像１６にし、これをもとに紙
幣画像の斜行角度検出、紙幣領域座標獲得、斜行補正原
点算出を行う。この共通の斜行補正原点を中心に三つの
画像の紙幣領域を、検出した斜行角度分回転させること
で、同一領域を異なるセンサで検出した複数の画像を得
ることができ、紙幣鑑別精度を高めることができる画像
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は紙葉類媒体の画像取
得方法および装置に関し、特に紙幣などの紙葉類鑑別装
置において、各種色を使って印刷された紙葉類媒体の紋
様の特徴を含んだ画像の鑑別のために取得するようにし
た、紙葉類媒体の画像取得方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙幣などの鑑別は、紙幣に印刷された模
様の特徴を抽出してその特徴を真性の紙幣が持つ特徴と
比較することによって行う。そのためには、紙幣を画像
センサによって撮像し、得られた画像データを画像処理
することになるが、紙幣はいろいろな色を使って印刷す
ることで特徴を表している。画像センサは、搬送されて
きた紙幣に光を照射し、その反射光または透過光を検出
することによって紙幣の画像を検出する。紙幣を照射す
る光源には、一般に発光ダイオードが使用され、それに
よって照明された紙幣の画像をたとえばＣＣＤ（charge
coupled device）ラインセンサによって検出してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源に
は、印刷に使用されていない色の光を発光する素子が使
われるが、印刷するインクの色が多様化してくると、そ
のような発光素子では紋様の特徴を画像として得ること
ができない場合が生じてくる。たとえば、光源として緑
色の発光ダイオードを使用した場合には、緑色の紋様は
検出できない。また、一部の国においては、媒体の一部
が透明になっている紙幣もあり、複数色のインクが使わ
れていることも加えて、必ずしも単一の光源を使って紙
幣の特徴を表す画像をもれなく検出することはできなく
なりつつある、という問題点があった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、多色刷りおよび透明な部分を含んでいる紙幣
のような紙葉類に対してもその特徴的な紋様を確実に検
出することができる紙葉類媒体の画像取得方法および装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、紙葉類媒体の鑑別用画像を取得する紙葉
類媒体の画像取得方法において、スキャンラインごとに
波長の異なる複数の光源を切り替えながら紙葉類媒体を
スキャンし、スキャンラインごとに読み取ったデータを
光源の切り替えに同期して振り分けることで複数の分離
画像を生成し、前記分離画像を論理的に合成して一つの
論理合成画像を生成し、前記論理合成画像に対して斜行
角度を検出し、前記論理合成画像に対して媒体領域座標
を獲得し、前記論理合成画像に対して斜行補正原点算出
をし、算出した前記斜行補正原点を中心とし各分離画像
の媒体領域に対して斜行補正を行う、ことを特徴とする
紙葉類媒体の画像取得方法が提供される。

【０００６】このような紙葉類媒体の画像取得方法によ
れば、スキャンラインごとに光源を切り替えて紙葉類媒
体をスキャンすることにより、一つの紙葉類媒体の領域
から複数の画像を同時に得ることができ、スキャンライ
ンごとに組み替え直すことによって複数の画像が得られ
る。これらの画像は、画素単位のずれはあるもののほと
んど同じ領域をスキャンしたものである。同じ領域の画
像であるため、これらの画像を重ね合わせて一つにする
ことができ、これにより、媒体が存在する領域が不鮮明
であった画像も明確になるので、この論理合成画像を用
いて、すべての画像に共通な斜行角度の検出、斜行補正
原点の算出を行う。この共通の斜行補正原点を用いて、
各分離画像の斜行補正を行うことになる。

【０００７】また、本発明では、紙葉類媒体の鑑別用画
像を取得する紙葉類媒体の画像取得装置において、発光
波長の異なる複数の光源の組み合わせが直線状に配列さ
れた発光手段と、前記発光手段によって照明された前記
紙葉類媒体を順次スキャンして読み取る受光手段と、前
記紙葉類媒体をスキャンするたびに前記発光手段の光源
を切り替え制御する光源切り替え手段と、前記受光手段
から出力された画素信号をディジタル化するアナログ・
ディジタル変換手段と、前記光源切り替え手段に同期し
て前記アナログ・ディジタル変換手段からの出力を前記
光源の種類ごとの画像データに振り分ける画像分離手段
と、前記画像分離手段で分離された画像データを記憶す
る分離画像データ記憶手段と、複数の前記分離画像デー
タを一つの画像に論理合成した論理合成画像データを記
憶する論理合成画像データ記憶手段と、前記論理画像デ
ータの生成、前記論理合成画像データから斜行角度、媒
体領域座標、および斜行補正原点を算出して各分離画像
データの斜行補正を行う斜行補正プログラムを格納した
プログラム記憶手段と、前記斜行補正プログラムを実行
する演算手段と、を備えていることを特徴とする紙葉類
媒体の画像取得装置が提供される。

【０００８】この紙葉類媒体の画像取得装置によれば、
複数の光源を一体化した発光手段を使い、これを光源切
り替え手段が紙葉類媒体のスキャンごとに切り替えて発
光させるようにする。受光手段は紙葉類媒体を複数回ス
キャンしたと同じ画像を同時に得ることになり、その画
像はアナログ・ディジタル変換手段で変換された後、画
像分離手段により個々の画像データに分離され一旦分離
画像データ記憶手段に記憶される。次に、斜行補正プロ
グラムにより、分離画像データを重ねて一つの論理画像
データにする。これは、複数の画像を同時に取得してい
るので、それらは共通の座標値を持っていることによっ
て可能になっている。これ以降は、斜行補正プログラム
により、論理合成画像データから、すべての画像に共通
な斜行角度の検出、斜行補正原点の算出を行い、この共
通の斜行補正原点を用いて、各分離画像データの斜行補
正を行うことにより、紙葉類媒体の鑑別用画像を得るこ
とができる。これにより、発光手段として、光源の種類
が増えただけであり、画像検出部の受光手段などの他の
構成は単色光源の場合と同じであり、設置スペースも同
じである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、紙
幣鑑別装置に適用した場合を例に図面を参照して詳細に
説明する。

【００１０】図１は紙幣鑑別装置における画像取得装置
の一構成例を示す概要図である。この図１において、こ
の画像取得装置は、発光タイミング制御部１と、ＬＥＤ
（発光ダイオード）アレイ２と、セルフォックレンズ３
と、ＣＣＤイメージラインセンサ４と、Ａ／Ｄ（アナロ
グ・ディジタル）変換部５と、画像分離部６と、中央処
理装置（ＣＰＵ）７と、メインメモリ８と、ワークメモ
リ９と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１０と、バス１
１とから構成されている。

【００１１】ＬＥＤアレイ２は、緑色発光ダイオードと
赤色発光ダイオードと赤外発光ダイオードとを一体に構
成した複合光源のダイオードアレイであり、ＣＣＤイメ
ージセンサ４は紙幣１２を透過光してきた光を検出する
構成になっている。発光タイミング制御部１は、紙幣搬
送部より紙幣１２がこの画像取得装置に搬送されてきた
ことを表す信号が入力されると、ＬＥＤアレイ２の３種
類の発光ダイオードを順次切り替えて発光させ、搬送さ
れてきた紙幣１２を異なる光源で繰り返し照明する。こ
れにより、ＣＣＤイメージラインセンサ４は、紙幣１２
を毎回異なった色でスキャンすることになり、緑色発光
ダイオードによって得られた画像と赤色発光ダイオード
によって得られた画像と赤外発光ダイオードによって得
られた画像とが、紙幣の一回のパスで得ることができ
る。

【００１２】各スキャンごとに得られた画素データは、
Ａ／Ｄ変換部５に入力され、ここでディジタル画素値に
変換される。その画素値は画像分離部６にてスキャンラ
インごとにどの光源のときのデータかを識別するコード
を付加してワークメモリ９に送り込む。ワークメモリ９
では、その光源識別コードにもとづいて振り分けること
により、緑色の画像（Ｇ）１３、赤色の画像（Ｇ）１
４、赤外の画像（ＩＲ）１５の三つの画像が得られるこ
とになる。これらの画像１３，１４，１５はもともと一
つの画像を分離して得られたものであるため、それぞれ
に共通の座標を持っていることになる。

【００１３】紙幣１２は、搬送路の途中に配置されたＬ
ＥＤアレイ２およびＣＣＤイメージラインセンサ４を横
切るように搬送されてくる。その搬送幅は、紙幣の中で
最も幅の大きい金種の紙幣幅に合わせてあるため、必ず
幅に余裕があり、紙幣を搬送方向に対して若干傾いた斜
行状態で搬送されてしまう。紙幣鑑別の際には、取得画
像が斜行状態のままでは誤鑑別の可能性が高くなるの
で、個々に得られた画像１３，１４，１５を斜行補正し
てやらなければならない。この斜行補正は、画像を斜行
量分回転させることによって行われる。そのためには斜
行補正原点を求めて三つの画像１３，１４，１５を同じ
ように回転させなければならない。斜行原点を求めるに
は、紙幣の輪郭を抽出する必要があるが、特に、赤外の
画像１５については、輪郭を明確に得ることができな
い。しかし、各画像１３，１４，１５は共通の原点座標
を有しているので、それらの画像を重ね合わせることに
よって、互いに不明瞭な輪郭が補完される。

【００１４】そこで、紙幣一枚分のスキャンが終了する
と、ＣＰＵ７はＲＯＭ１０に格納された画像合成プログ
ラム１７をメインメモリ８上で実行させることにより、
ワークメモリ９に生成された三つの画像１３，１４，１
５を論理和演算して、一つの画像１６を生成する。続い
て、その画像１６に対して、斜行角度検出プログラム１
８が斜行角度を検出し、紙幣領域座標獲得プログラム１
９が紙幣四隅の座標を求め、斜行補正原点算出プログラ
ム２０が回転処理を行うための斜行補正原点を求める。
この斜行補正原点をもとにして、斜行補正プログラム２
１が各画像１３，１４，１５をそれぞれ座標変換により
回転して斜行補正を行う。このようにして斜行補正され
た三つの画像１３，１４，１５は、紙幣の方向、金種同
定、および真贋判定を行う装置に出力されて利用され
る。

【００１５】図２はＬＥＤアレイの概略構造を示す図で
ある。ＬＥＤアレイ２は、一つの基板３０の上に、緑色
発光ダイオード３１と赤色発光ダイオード３２と赤外発
光ダイオード３３との組を一方向に並べることによって
構成されている。好ましくは、紙幣１２を照射したとき
の光量のムラをなくすために、緑色発光ダイオード３１
と赤色発光ダイオード３２と赤外発光ダイオード３３と
の並びを２列または３列以上にし、隣り合う列では発光
色が異なるよう千鳥状配置にするとともに、この基板３
０およびその上に搭載された発光ダイオードを収容する
ハウジングの内壁を反射率の高いものにし、光放射面に
は光拡散性の高い部材を配置した構造のものにするとよ
い。

【００１６】図３は読み取り画像の分離を説明する図で
あって、（Ａ）は紙幣のスキャンの様子を示し、（Ｂ）
は分離画像を示している。紙幣１２が搬送方向に沿って
移動してくると、ＣＣＤラインセンサ４は、紙幣１２の
搬送方向と直角な方向にスキャンする。スキャンライン
ごとにＬＥＤアレイ２の発光色が切り替えられるので、
ＣＣＤラインセンサ４は紙幣１２を含む読み取り領域４
０を緑、赤、赤外の順にスキャンすることになる。これ
により、ＣＣＤラインセンサ４は、Ｇ１，Ｒ１，ＩＲ
１、続いて、Ｇ２，Ｒ２，ＩＲ２、・・という具合に読
み取っていく。ＬＥＤアレイ２の発光色の切り替えタイ
ミングに同期して、緑のスキャンラインだけのデータを
抽出して組み立てることにより画像１３が生成され、赤
のスキャンラインだけのデータを抽出して組み立てるこ
とにより画像１４が生成され、赤外のスキャンラインだ
けのデータを抽出して組み立てることにより画像１５が
生成される。

【００１７】このようにして生成された画像１３，１
４，１５は、紙幣１２の斜行方向が検出され、最終的に
その斜行した紙幣領域の各画像の補正が行われるが、そ
の処理について説明する。

【００１８】まず、各画像１３，１４，１５のそれぞれ
対応する座標位置の画素値を論理和演算することによっ
て、一つの画像１６に合成される。この合成された画像
１６をもとに斜行角度の検出を行う。

【００１９】斜行角度の検出は、スキャンラインごとに
画素値を調べ、その画素値からその画素は紙幣を透過せ
ずに直接受光した画素値の非常に大きな透光画素か、あ
るいは紙幣を透過して受光した画素値の小さな非透光画
素かを判断し、そこから非透光画素の並びを見つけて、
スキャンラインが横切っている紙幣の領域と判断し、こ
れを短手長とする。これを合成した画像１６の全体につ
いて求め、その分布を調べる。

【００２０】その短手長の分布から最頻の短手長を探索
することで、紙幣の両側の長手辺を横切っているスキャ
ンラインが分かり、各スキャンラインで最初に出現する
短手長の座標をスキャンの順に結ぶことによって斜行角
度を代表する線が求められ、これから斜行角度が求めら
れる。

【００２１】次に、斜行補正の対象を定めるために、紙
幣領域の算出を行い、紙幣の四隅の座標（すなわち、紙
幣の最外郭）を求める。これは、短手長が１画素以上の
スキャンラインを探索して、一番小さな番号のスキャン
ラインの短手長の座標位置を紙幣上側短手辺の一方の端
点、一番大きな番号のスキャンラインの短手長の座標位
置を紙幣下側短手辺の一方の端点、最頻短手長のスキャ
ンラインの中で一番小さな番号のスキャンラインの短手
長が終了または開始する位置の座標を紙幣上側短手辺の
他方の端点、最頻短手長のスキャンラインの中で一番大
きな番号のスキャンラインの短手長が開始または終了す
る位置の座標を紙幣上側短手辺の他方の端点として求め
る。

【００２２】紙幣上側短手辺の一方の端点を含むスキャ
ンラインと斜行角度を代表する線との交点を求め、これ
を斜行補正原点とする。これにより、紙幣領域の外側に
斜行補正原点が設定されるため、紙幣領域を回転させる
座標変換を行う際に、部分的にデータが欠落することな
く、確実に紙幣領域が含まれる領域を斜行補正すること
が可能になる。

【００２３】これにより、斜行角度および斜行補正原点
が求まったので、最後に、合成前の各画像１３，１４，
１５に対して、それぞれ座標変換（アフィン変換）を行
う。斜行補正された各画像１３，１４，１５は、たとえ
ば相互の色差を取ることによって、紙幣鑑別に利用され
る。

【００２４】以上の実施の形態では、光源として、緑、
赤、赤外の３種類を用いたが、緑と赤の２色、あるいは
これ以外の可視光色、さらには紫外領域の光源を組み合
わせて使用することもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、複数
の光源を用いた複合センサにより一つの読み取り領域か
ら複数の画像を同時に読み取り、その複数の画像を重ね
合わせて一つの合成画像にし、その合成画像の最外郭
（エッジ）を用いて媒体の斜行角度を検出するようにし
た。これにより、ある光源センサで媒体画像データのエ
ッジが鮮明に得られなくても他の光源センサで得られた
画像が重ねられるので、エッジが明確になり、角度検出
の精度を高めることができる。

【００２６】また、斜行角度の検出後、合成画像の同一
原点を使って、合成前のそれぞれの画像の斜行補正を行
うようにしたので、それぞれの画像のずれがなく、各画
像の原点の精度を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】紙幣鑑別装置における画像取得装置の一構成例
を示す概要図である。

【図２】ＬＥＤアレイの概略構造を示す図である。

【図３】読み取り画像の分離を説明する図であって、
（Ａ）は紙幣のスキャンの様子を示し、（Ｂ）は分離画
像を示している。

【符号の説明】

１ 発光タイミング制御部 ２ ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ ３ セルフォックレンズ ４ ＣＣＤイメージラインセンサ ５ Ａ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換部 ６ 画像分離部 ７ 中央処理装置（ＣＰＵ） ８ メインメモリ ９ ワークメモリ １０ 読み取り専用メモリ（ＲＯＭ） １１ バス １２ 紙幣

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古井 達也 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙葉類媒体の鑑別用画像を取得する紙葉
   類媒体の画像取得方法において、 スキャンラインごとに波長の異なる複数の光源を切り替
   えながら紙葉類媒体をスキャンし、 スキャンラインごとに読み取ったデータを光源の切り替
   えに同期して振り分けることで複数の分離画像を生成
   し、 前記分離画像を論理的に合成して一つの論理合成画像を
   生成し、 前記論理合成画像に対して斜行角度を検出し、 前記論理合成画像に対して媒体領域座標を獲得し、 前記論理合成画像に対して斜行補正原点算出をし、 算出した前記斜行補正原点を中心とし各分離画像の媒体
   領域に対して斜行補正を行う、 ことを特徴とする紙葉類媒体の画像取得方法。
2. 【請求項２】 紙葉類媒体の鑑別用画像を取得する紙葉
   類媒体の画像取得装置において、 発光波長の異なる複数の光源の組み合わせが直線状に配
   列された発光手段と、 前記発光手段によって照明された前記紙葉類媒体を順次
   スキャンして読み取る受光手段と、 前記紙葉類媒体をスキャンするたびに前記発光手段の光
   源を切り替え制御する光源切り替え手段と、 前記受光手段から出力された画素信号をディジタル化す
   るアナログ・ディジタル変換手段と、 前記光源切り替え手段に同期して前記アナログ・ディジ
   タル変換手段からの出力を前記光源の種類ごとの画像デ
   ータに振り分ける画像分離手段と、 前記画像分離手段で分離された画像データを記憶する分
   離画像データ記憶手段と、 複数の前記分離画像データを一つの画像に論理合成した
   論理合成画像データを記憶する論理合成画像データ記憶
   手段と、 前記論理画像データの生成、前記論理合成画像データか
   ら斜行角度、媒体領域座標、および斜行補正原点を算出
   して各分離画像データの斜行補正を行う斜行補正プログ
   ラムを格納したプログラム記憶手段と、 前記斜行補正プログラムを実行する演算手段と、 を備えていることを特徴とする紙葉類媒体の画像取得装
   置。
3. 【請求項３】 前記発光手段は、少なくとも可視光領域
   の光源を有していることを特徴とする請求項２記載の紙
   葉類媒体の画像取得装置。
4. 【請求項４】 前記受光手段は、前記紙葉類媒体の透過
   光を検出するようにしたことを特徴とする請求項２記載
   の紙葉類媒体の画像取得装置。