WO2018167876A1 - 紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法 - Google Patents

紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法 Download PDF

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banknote
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良 池本
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グローリー株式会社
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    • G07D7/20—Testing patterns thereon

Definitions

  • the present invention relates to a paper sheet detection apparatus, a paper sheet processing apparatus, and a paper sheet detection method. More specifically, the present invention relates to a paper sheet detection apparatus, a paper sheet processing apparatus, and a paper sheet detection method suitable for detecting the outer shape of a paper sheet and the presence or absence thereof.
  • paper sheets such as banknotes (banknotes), gift certificates, and checks to prevent counterfeiting.
  • the paper used for paper sheets is mainly made of vegetable fiber, but for the purpose of improving durability, water resistance, security, etc., paper made of synthetic fiber or synthetic resin is used.
  • a polymer sheet which is a sheet of the above is used.
  • a banknote made from a polymer sheet is called a polymer banknote, and a polymer banknote provided with a transparent portion such as a clear window (transparent window) is difficult to counterfeit.
  • an optical sensor such as an optical line sensor is usually used.
  • the transparent part transmits light emitted from the optical sensor, the paper having the transparent part is used.
  • the leaves may be required to be treated differently from normal paper sheets that do not have a transparent portion.
  • Patent Document 1 discloses that a paper sheet is irradiated with light having different wavelengths from two different light sources on one surface of the paper sheet and receives light transmitted through the paper sheet by the light irradiation. It is disclosed that the detection of the watermark image and the detection of the shape and the defect are realized on the same stage.
  • Patent Document 2 discloses a banknote image detection apparatus in which a detection unit having an image detection sensor and a light emitting unit is disposed to face each other across a banknote conveyance path for the purpose of cost reduction.
  • the image is usually taken by an image sensor module including an optical line sensor. Transmits light emitted from the light source of the image sensor module, for example, infrared light. Therefore, also in this case, the paper sheet having a transparent portion is required to be processed differently from a normal paper sheet having no transparent portion.
  • the paper sheet identification process first, it is necessary to detect (extract) the outer shape (outline) of the paper sheet from the image data acquired by the image sensor module. That is, the image by the image sensor module is an image including not only the paper sheet but also the background. It is necessary to specify an area corresponding to the paper sheet from the entire image and extract the outer shape of the area. is there. However, in the case of a paper sheet having a transparent portion, an area corresponding to the paper sheet may not be accurately extracted from the entire image.
  • the infrared light is transmitted through the transparent part, and as shown in FIG.
  • the transparent regions 1001 and 1002 corresponding to the transparent part may be assimilated with the background region 1003.
  • FIG.14 (b) several points on the end surface of the medium area
  • the outer shape of the paper sheet cannot be accurately extracted, parameters relating to the paper sheet size such as the length (for example, bill length) and the conveyance state of the paper sheet such as the skew angle cannot be calculated correctly. In such a case, there is a possibility that the paper sheet passing rate is reduced due to the rejection due to the fact that the position information for discriminating the paper sheet cannot be correctly calculated, and that the miscalculation may be overcalculated.
  • the image sensor module is used as a passage sensor for detecting the presence or absence of a paper sheet to be conveyed, for example, when the transparent portion is positioned on the end face of the banknote as shown in FIG. There is a possibility that the passage of banknotes cannot be accurately detected without detecting the portion.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and is a paper sheet detection device, a paper sheet processing device, and a paper sheet processing device capable of improving the detection accuracy of at least one of the outer shape and presence / absence of a paper sheet having a transparent portion, and
  • An object of the present invention is to provide a paper sheet detection method.
  • the present invention is a paper sheet detection apparatus, and includes a first image collection unit that collects reflected image data of a paper sheet conveyed through a conveyance path, and transmission of the paper sheet conveyed through the conveyance path.
  • a second image collection unit that collects image data; and a paper sheet detection unit that detects at least one of the outer shape and the presence / absence of the paper sheet based on the reflection image data and the transmission image data. It is characterized by that.
  • the present invention is characterized in that, in the above invention, the first image capturing unit and the second image capturing unit have a common light receiving sensor section.
  • the first image capturing unit and the second image capturing unit have a common light source unit.
  • the present invention is the above invention, wherein the paper sheet detection unit binarizes the reflection image data and the transmission image data, respectively, to generate binarization reflection image data and binarization transmission image data,
  • the binarized reflection image data and the binarized transmission image data are ORed to generate OR processing image data, and at least one of the outer shape and the presence / absence of the paper sheet is detected based on the OR processing image data It is characterized by doing.
  • the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the sheet detection unit outputs contour information of an OR process image based on the OR process image data.
  • the present invention is the above invention, wherein the paper sheet detection unit generates a two-dimensional reflection image and a two-dimensional transmission image based on the reflection image data and the transmission image data, respectively, At least one of the outer shape and the presence / absence of the paper sheet is detected based on the two-dimensional transmission image.
  • the present invention is the above invention, wherein the sheet detection unit is configured to perform data for each line of the reflected image data and data for each line of the transmission image data corresponding to the data for each line of the reflected image data. It is characterized in that at least one of the outer shape and the presence / absence of the paper sheet is detected based on the data.
  • the first image capturing unit and the second image capturing unit irradiate the paper sheets with light having a plurality of wavelengths including infrared light.
  • the present invention is characterized in that, in the above invention, the base material of the paper sheet is either a polymer or a composite material of paper and polymer.
  • the present invention is also a paper sheet processing apparatus, comprising the paper sheet detection apparatus.
  • the present invention also relates to a paper sheet detection method, wherein the first image collection step of collecting reflected image data of a paper sheet transported through a transport path, and the paper sheet transported through the transport path.
  • the paper sheet detection apparatus it is possible to improve the detection accuracy of at least one of the outer shape and presence / absence of a paper sheet having a transparent portion. is there.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram for demonstrating the outline
  • FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the method to detect the shape of a banknote only from a reflected image. It is a figure which shows an example of the processing flow in the banknote detection method which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the structure of the sensor unit which concerns on Embodiment 1, (a) is a side view, (b) is the top view which looked at the conveyance surface of (a) in the arrow direction. 3 is a schematic side view illustrating an example of the configuration of the image sensor module according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram for demonstrating the outline
  • FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the method to detect the shape of a banknote only from a reflected image. It is a figure which shows an example of the processing flow in the bank
  • FIG. 6 is a schematic side view illustrating another example of the configuration of the image sensor module according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure which concerns on control of the banknote identification device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the data processing method in the banknote detection apparatus which concerns on Embodiment 1, and shows the method of producing OR process image data by carrying out OR process of the binarization reflection image data and binarization transmission image data.
  • It is a figure for demonstrating the data processing method in the banknote detection apparatus which concerns on Embodiment 1, and shows the method of detecting the left-right edge of a banknote from OR process image data.
  • FIG. 1 is the perspective schematic diagram which showed the external appearance of the banknote processing apparatus which concerns on Embodiment 1
  • (b) is the cross-sectional schematic diagram which showed the structure outline
  • FIG. It is the isometric view schematic diagram which showed the external appearance of another banknote processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a plane schematic diagram which shows an example of the banknote which has a transparent part.
  • (A)-(c) is a plane schematic diagram which shows the permeation
  • a paper sheet detection apparatus Preferred embodiments of a paper sheet detection apparatus, a paper sheet processing apparatus, and a paper sheet detection method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • Various paper sheets such as banknotes, checks, gift certificates, bills, forms, securities, card-like media and the like can be applied as the paper sheets that are the subject of the present invention.
  • the present invention will be described using a banknote identification device, a banknote processing device, and a banknote detection method as examples.
  • the following description is an example of a banknote detection apparatus, a banknote identification apparatus, a banknote processing apparatus, and a banknote detection method.
  • the banknote to be processed is preferably a polymer banknote having a transparent portion such as a clear window that transmits irradiated light, for example, infrared light.
  • this embodiment can also process banknotes that do not have a transparent part, for example, paper banknotes.
  • the synthetic resin (polymer) is suitable as the material of the transparent portion, it is preferable that the banknote to be processed is formed from a polymer sheet.
  • the banknote used as a process target in which the transparent part was formed from the polymer sheet, and the opaque part was formed from the paper which used the vegetable fiber or the synthetic fiber as the raw material may be sufficient.
  • the base material of the banknote used as a process target is either a polymer or a composite material of paper and a polymer.
  • an optical variable element (OVD) such as a rainbow hologram may be partially formed in the transparent portion.
  • FIG. 13 illustrates a banknote BN1 that is an example of a banknote to be processed.
  • the banknote BN1 has transparent portions T1 at both ends in the longitudinal direction.
  • the five pound note of Clydesdale Bank in Scotland is similar to this note BN1.
  • the present embodiment is configured to collect image data of the banknote BN1 by the image sensor module 15 arranged in a direction orthogonal to the transport direction (the direction from the top to the bottom in FIG. 13). And the position of the end surface of banknote BN1 is extracted based on two types of images imaged by the image sensor module 15, and the external shape (contour) of banknote BN1 is detected (extracted).
  • a banknote may be conveyed longitudinally.
  • the banknote detection apparatus, banknote identification apparatus, banknote processing apparatus, and banknote detection method according to this embodiment shown below can accurately detect the outer shape of various banknotes having a transparent portion. It is configured as follows.
  • the light reflection area 2a is located on the end surface of the medium area 2b and does not assimilate with the background area 2c in the area corresponding to the transparent portion.
  • the end surface of the medium presence area 3a determined to have a medium can accurately reflect the end surface of the medium area 3b. Therefore, when the outer shape of the banknote is detected based on the binarized image created from the transmission image and the reflection image, there is a high possibility that the outer shape can be accurately extracted even if the banknote has a transparent portion on the end surface. Become.
  • the ink which absorbs irradiation light is arrange
  • the ink area 4d is assimilated with the background area 4c, and the outer shape of the banknote may not be extracted accurately.
  • step S1 the presence or absence of a banknote (medium) is detected based on the transmission image obtained by the image sensor module 15 (step S1). More specifically, the transmission image is binarized based on a predetermined threshold value to generate a binarized transmission image. That is, each pixel value of the transparent image data is compared with a predetermined threshold value, and if the pixel value is less than the threshold value, the pixel is present, the pixel data is replaced with 1 (white), and the pixel value is equal to or greater than the threshold value. If so, the pixel data is replaced with 0 (black), assuming that there is no medium.
  • the presence or absence of a banknote is detected based on the reflection image obtained by the image sensor module 15 (step S2). More specifically, the reflection image is binarized based on a predetermined threshold value to generate a binarized reflection image. That is, each pixel value of the reflected image data is compared with a predetermined threshold value. If the pixel value is equal to or greater than the threshold value, the pixel is present and the pixel data is replaced with 1 (white), and the pixel value is less than the threshold value. If so, the pixel data is replaced with 0 (black), assuming that there is no medium.
  • step S1 and step S2 may be processed in the reverse order, or may be processed in parallel.
  • a binarized image is created based on the binarized transmission image obtained in step S1 and the binarized reflection image obtained in step S2 (step S3). More specifically, the binarized transmission image and the binarized reflection image are ORed. That is, with reference to corresponding pixels of the binarized transmission image and the binarized reflection image, if at least one has a banknote (white), the pixel data of the pixel is 1 (white), and both have no medium If it is (black), an OR process image (binarized image) in which the pixel data of the pixel is 0 (black) is created.
  • step S4 the outer shape of the banknote is extracted based on the OR processing image obtained in step S3 (step S4). More specifically, an area (partial image area) corresponding to the banknote is specified from the entire OR processing image including the banknote and its background, and the outer shape (outline) of the area is extracted.
  • the structure of the sensor unit 10 which is the principal part of the banknote identification device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the sensor unit 10 has a configuration in which a photo sensor 13a, an image sensor module 15, a thickness detection sensor 17, a magnetic sensor module 19, and a photo sensor 13b are arranged side by side along the conveyance path 12 through which the banknote BN is conveyed.
  • the image sensor module 15, the thickness detection sensor 17, and the magnetic sensor module 19 are sufficiently long with respect to the width W of the conveyance path 12 in the direction orthogonal to the conveyance direction of the banknote BN, that is, in the main scanning direction. The entire surface can be detected. Note that the conveyance direction of the banknote BN corresponds to the sub-scanning direction.
  • the sensor unit 10 is provided with a transport mechanism 11 so that the bill BN can move in the transport path 12.
  • the transport mechanism 11 is not particularly limited, and for example, a mechanism that drives a roller, a belt, or the like with a driving device such as a motor is used.
  • a rotation amount detection unit (not shown) such as a rotary encoder is connected to the transport mechanism 11, and the distance that the banknote BN is transported can be detected from the detected rotation amount.
  • image information of the banknote BN is acquired by the image sensor module 15. Based on the acquired image information, the outer shape of the banknote BN is detected.
  • the banknote BN may be provided with a transparent portion T that transmits light irradiated by the image sensor module 15.
  • the photosensor 13a detects the banknote BN sequentially conveyed to the sensor unit 10, and generates a banknote detection signal for determining the timing of starting the detection of the banknote BN in the sensor unit 10.
  • the photosensor 13b detects that the banknote BN has passed.
  • the photosensor 13b detects arrival of the banknote BN
  • the photosensor 13a detects passage of the banknote BN.
  • the photosensors 13a and 13b light reflection type or light transmission type optical sensors are used. Instead of the photosensors 13a and 13b, a sensor that mechanically detects the passage of the banknote BN may be provided.
  • the thickness detection sensor 17 detects the thickness of the banknote BN. As thickness detection sensor 17, what detects the amount of displacement at the time of bill BN passage in the roller which opposes across conveyance path 12, for example with the sensor provided in each roller is mentioned.
  • the magnetic sensor module 19 is used for detection of magnetic information included in the banknote BN conveyed through the conveyance path 12.
  • the magnetic sensor module 19 detects magnetic information such as a security thread, which is a thin strip made of metal or resin, or magnetic ink printed on the banknote BN.
  • the magnetic sensor module 19 is preferably a magnetic sensor in which a plurality of magnetic detection elements (magnetic heads) are arranged in a line.
  • the image sensor module 15 includes an optical line sensor, and includes, for example, a light receiving sensor unit (image sensor) in which imaging elements such as a CCD and a CMOS are arranged in a line, and an imaging optical system such as a light source and a lens. Is done.
  • the image sensor module 15 detects image data of the banknote BN conveyed on the conveyance path.
  • the format of the image data may be imaged as described above, or may be a combination of coordinates and measurement values that are not imaged.
  • transmitted image data transmitted light image data
  • reflected image data reflected light generated from the intensity distribution of light reflected by the banknote BN Image data
  • reflection image data at least one of the surface reflection image data based on the light reflected on the surface of the banknote BN and the back surface reflection image data based on the light reflected on the back surface of the banknote BN can be used.
  • the transmission image data is used for detecting the outer shape of the banknote BN.
  • the transmission image data and the reflection image data are used.
  • the wavelength of light used for acquisition (imaging) of image data is appropriately selected according to the banknote BN to be imaged, for example, monochromatic light such as red, green, and blue, visible light such as white light, Infrared light, ultraviolet light, or the like can be used, and if necessary, imaging may be performed a plurality of times using light of a plurality of different spectra. In that case, what is necessary is just to irradiate the banknote BN in order with the light of a several different spectrum.
  • Each of the front surface reflection image data, the back surface reflection image data, and the transmission image data may include a plurality of image data captured with light having different spectra.
  • infrared light is suitable for detecting the outer shape of the banknote BN, and it is preferable to use reflected infrared light image data.
  • infrared light With infrared light, it is possible to capture a reflected image relatively cleanly even when the banknote BN is dirty, but with visible light, when the banknote BN is dirty, the entire reflected image including the background becomes black. This is because it may be difficult to detect the outer shape of the banknote BN.
  • the wavelength of the light used is not particularly limited, and various types of light can be used as described above. From the viewpoint of cost reduction of the light emitting element, red, green, blue, etc. Visible light such as monochromatic light and white light, and infrared light are preferred. That is, transmitted visible light image data or transmitted infrared light image data is suitable.
  • Each of the image sensor modules 15 shown in FIGS. 5 and 6 includes an upper unit 15A and a lower unit 15B that are arranged to face each other via a conveyance path, and the first image acquisition unit 15a and the second image are provided.
  • a collection unit 15b is included.
  • the upper unit 15A collects the light source unit 15Aa that irradiates light toward the banknote BN and the reflected light reflected by the banknote BN or the transmitted light transmitted through the banknote BN.
  • a substrate 15Ae mounted thereon.
  • the light receiving sensor unit 15Ac has a plurality of image sensors (pixels) arranged in a line in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction of the banknote BN.
  • Lower unit 15B contains light source part 15Ba which irradiates light toward banknote BN, and transparent board 15Bd provided in the upper part which faces a conveyance path.
  • the first image capturing unit 15a includes a light source unit 15Aa, a condensing lens 15Ab, and a light receiving sensor unit 15Ac
  • the second image capturing unit 15b includes a light source unit 15Ba, a condensing lens 15Ab, and a light receiving sensor unit 15Ac.
  • the condenser lens 15Ab and the light receiving sensor unit 15Ac are shared by the first image capturing unit 15a and the second image capturing unit 15b.
  • the first image collection unit 15a light is emitted from the light source unit 15Aa toward the banknote BN, and the reflected light reflected by the banknote BN is collected by the condenser lens 15Ab and collected by the condenser lens 15Ab.
  • the reflected light is received by the light receiving sensor unit 15Ac (first image collecting step).
  • first image collection unit 15a reflection image data of the upper surface of the banknote BN is obtained.
  • second image acquisition unit 15b light is emitted from the light source unit 15Ba toward the banknote BN, and the transmitted light that has passed through the banknote BN is collected by the condenser lens 15Ab, and transmitted through the condenser lens 15Ab.
  • Light is received by the light receiving sensor unit 15Ac (second image collection step).
  • transmission image data of the banknote BN is obtained.
  • the image sensor module 15 shown in FIG. 5 is excellent in cost because the condensing lens 15Ab and the light receiving sensor portion 15Ac are shared by the first image capturing unit 15a and the second image capturing unit 15b.
  • the position of the banknote BN is slightly shifted between data acquisition and transmission image data acquisition. As a result, the accuracy of extracting the outer shape of the banknote BN may be inferior to the example shown in FIG.
  • the upper unit 15A includes a light source unit 15Aa that emits light toward the banknote BN, a condenser lens 15Ab that collects reflected light reflected by the banknote BN, and a condenser. It includes a light receiving sensor unit 15Ac that receives reflected light collected by the lens 15Ab, a transparent plate 15Ad provided in a lower part facing the conveyance path, and a substrate 15Ae on which the light receiving sensor unit 15Ac is mounted.
  • the light receiving sensor unit 15Ac has a plurality of image sensors (pixels) arranged in a line in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction of the banknote BN.
  • the lower unit 15B includes a condensing lens 15Bb that condenses the transmitted light that has passed through the banknote BN, a plurality of light receiving sensor portions 15Bc that receive the transmitted light collected by the condensing lens 15Bb, and an upper portion that faces the conveyance path. And a substrate 15Be on which the light receiving sensor unit 15Bc is mounted.
  • the light receiving sensor unit 15Bc has a plurality of image sensors (pixels) arranged in a line in a direction (main scanning direction) perpendicular to the conveyance direction of the banknote BN.
  • the first image capturing unit 15a includes a light source unit 15Aa, a condensing lens 15Ab, and a light receiving sensor unit 15Ac.
  • the second image capturing unit 15b includes a light source unit 15Aa, a condensing lens 15Bb, and a light receiving sensor unit 15Bc. have.
  • the light source unit 15Aa is shared by the first image capturing unit 15a and the second image capturing unit 15b.
  • the first image collection unit 15a light is emitted from the light source unit 15Aa toward the banknote BN, and the reflected light reflected by the banknote BN is collected by the condenser lens 15Ab and collected by the condenser lens 15Ab. The reflected light is received by the light receiving sensor unit 15Ac.
  • first image collection unit 15a reflection image data of the upper surface of the banknote BN is obtained (first image collection step).
  • second image collection unit 15b light is emitted from the light source unit 15Aa toward the banknote BN, and transmitted light that has passed through the banknote BN is collected by the condenser lens 15Bb, and is transmitted through the condenser lens 15Bb. Light is received by the light receiving sensor unit 15Bc.
  • transmission image data of the banknote BN is obtained (second image collection step).
  • the first image collection unit 15a collects the reflected image data of the banknote BN conveyed on the conveyance path, and outputs the collected reflected image data to a sensor information acquisition unit described later. Then, the second image collection unit 15b collects the transmission image data of the banknote BN conveyed on the conveyance path, and outputs the collected transmission image data to a sensor information acquisition unit described later.
  • both the 1st image collection unit 15a and the 2nd image collection unit 15b collect
  • the front and back and direction of the banknote BN conveyed are not specifically limited.
  • the denomination of the banknote BN, the front and back, and the direction that is the direction are determined by image information obtained by the image sensor module 15.
  • the banknote recognition apparatus 100 includes the photosensors 13 a and 13 b and the image sensor module 15 (first image collection unit 15 a and second image collection unit shown in FIG. 4. 15b), a sensor group including a thickness detection sensor 17, and a magnetic sensor module 19, a control unit 20 connected to each sensor of the sensor group, and a storage unit 30 connected to the control unit 20. Yes.
  • the control unit 20 including a logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) has a sensor information acquisition unit 21, a bill detection unit 22, and an identification unit 23.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the sensor information acquisition unit 21 has a function of acquiring each data related to the banknote BN from each sensor forming the sensor group.
  • the sensor information acquisition unit 21 appropriately amplifies, A / D-converts (digitizes) the reflection image data and the transmission image data input from the first image acquisition unit 15a and the second image acquisition unit 15b.
  • Various processes such as imaging, image correction, and storage in the storage unit 30 are performed.
  • the sensor information acquisition unit 21 each time the reflected image data of each line is input from the first image collection unit 15a.
  • the output value (pixel value) of the reflection image data of the line is subjected to a count averaging process (averaging process) every several consecutive pixels (for example, every 6 pixels), and N calculated (N is an integer of 2 or more) ) Is stored in a memory area corresponding to channel 1 to channel N of the line.
  • the sensor information acquisition unit 21 similarly averages the transmission image data of each line input from the second image acquisition unit 15b every time the transmission image data of each line is input.
  • the resolution in the main scanning direction of both the first image capturing unit 15a and the second image capturing unit 15b is 200 dpi
  • the resolution in the main scanning direction of the reflected image data and transmission image data subjected to the averaging process is , Both are approximately 33 dpi.
  • Both the reflected image data and the transmitted image data after processing are composed of N ⁇ M pixel data.
  • the arrangement direction of the channels and lines corresponds to the main scanning direction and the sub scanning direction, respectively.
  • the sensor information acquisition unit 21 outputs the output values (pixel values) of the reflected image data and the transmitted image data of each line input from the first image acquisition unit 15a as they are from one channel of the line to N.
  • N' is an integer satisfying N '> N.
  • the output by one imaging (pixel exposure) of the first image acquisition unit 15a may be directly used as one pixel value of the reflected image data without being averaged.
  • the output from the continuous multiple imaging (pixel exposure) of the first image acquisition unit 15a is averaged for each channel by the sensor information acquisition unit 21, it becomes one pixel value of the reflected image data. Good.
  • These modes can be switched by parameter setting. The same applies to the second image capturing unit 15b.
  • the resolutions of the reflected image data and the transmitted image data in the main scanning direction match each other, but it is not always necessary to match, and the reflected image data and the transmitted image data Although it is desirable that the resolutions in the sub-scanning direction also match each other, they do not necessarily need to match.
  • the banknote detection unit 22 includes a binarization processing unit 22a, an OR processing unit 22b, and an edge extraction unit 22c, and the reflected image data of the banknote BN acquired by the first image acquisition unit 15a and the second image acquisition. Based on the transmitted image data of the banknote BN acquired by the unit 15b, the outer shape (outline) of the banknote BN is detected (extracted) (banknote detection step).
  • the banknote detection apparatus 101 includes an image sensor module 15 (first image collection unit 15a and second image collection unit 15b) and a banknote detection unit 22. Details of the bill detector 22 will be described later.
  • the identification unit 23 performs identification processing using the data acquired by the sensor information acquisition unit 21.
  • the identification unit 23 identifies at least the denomination and authenticity of the banknote BN.
  • the identification unit 23 may have a function of determining whether the banknote BN is good or bad. In that case, the identification unit 23 reuses the banknote BN in the market by detecting dirt, breakage, tearing, and the like of the banknote BN and detecting a tape or the like attached to the banknote BN from the thickness of the banknote BN. It has a function to determine whether it can be processed as a genuine ticket or a non-marketable ticket.
  • the identification part 23 uses the outline information of the banknote BN obtained by the banknote detection part 22, when using the image of the banknote BN which the image sensor module 15 image
  • the identification unit 23 defines an area corresponding to the banknote BN as an identification target area in the entire image including the banknote BN and its background based on the outline information of the banknote BN obtained by the banknote detection unit 22.
  • the image data in the area is made into a block and identification processing by pattern matching or the like is performed.
  • the storage unit 30 is a storage device composed of a semiconductor memory, a hard disk, or the like, and stores therein determination data 31 necessary for identifying the denomination, authenticity, correctness, etc.
  • the determination data 31 includes various templates 31A and various threshold values 31B.
  • As the template 31A for example, a reference image for comparison with an image obtained by imaging the banknote BN by the image sensor module 15 to identify the denomination, authenticity, correctness, etc., a waveform indicating the magnetic characteristics acquired from the banknote BN, A reference waveform and a reference image for comparison with an image are stored.
  • the threshold value 31B there are values for determining various feature amounts acquired from the banknote BN in order to identify the denomination, authenticity, correctness, etc.
  • the predetermined template 31 ⁇ / b> A and the predetermined threshold value 31 ⁇ / b> B are prepared in advance for the denomination of the banknote BN processed by the banknote recognition apparatus 100.
  • the storage unit 30 also stores setting data and the like in which various data measurement methods for identifying the banknote BN are set.
  • storage part 30 is utilized also for the preservation
  • the banknote detection unit 22 is based on the reflection image data and transmission image data (which may be averaged reflection image data and transmission image data) described in the outline of the banknote detection method, respectively. An image is generated, and processing for detecting the outer shape of the banknote BN is performed based on these two-dimensional reflection image and two-dimensional transmission image. However, the case where the banknote detection part 22 performs the process which detects the external shape of banknote BN based on the reflected image data and transmission image data by which the averaging process was carried out for every line is demonstrated here.
  • the binarization processing unit 22a binarizes each average value based on a predetermined threshold value 31B and binarizes reflection. At the same time as generating image data, every time the transmission image data of each line is averaged, each average value is binarized based on a predetermined threshold value 31B to generate binary transmission image data. (Binarization processing step). If there is a bill, the binarization processing unit 22a replaces the average value with 1 (white), and if there is no medium, replaces the average value with 0 (black).
  • the banknote detection part 22 outputs the contour information of the OR process image based on OR process image data (contour information output step). More specifically, the banknote detection part 22 images all OR process image data, produces
  • the method for extracting the shape of the partial image region from the channels and lines corresponding to the upper, lower, left and right ends is not particularly limited, and examples thereof include Hough transform.
  • This is a method for calculating four straight lines corresponding to the four corners of the banknote BN by calculating straight lines passing through channels or lines corresponding to the respective sides of the banknote BN.
  • the banknote detection part 22 outputs the information of the extracted partial image area
  • region ie, the outline information of OR process image
  • the banknote detection part 22 may detect the presence or absence of banknote BN based on reflection image data and transmission image data. Thereby, even if the transparent part T is located on the end surface of the banknote BN, the banknote detection unit 22 can detect the end as described above, and thus can accurately detect the passage of the banknote BN.
  • the banknote detection apparatus 101 can be suitably used as a passage sensor that detects the presence or absence of the banknote BN being conveyed.
  • a banknote handling apparatus 200 shown in FIG. 11 includes a hopper 210 on which a plurality of banknotes can be placed, a transport path 211 that transports banknotes placed on the hopper 210, a sensor unit 10 that performs banknote identification processing, and a sensor.
  • banknote device 200 By using the sensor unit 10 in such a banknote device 200, a plurality of banknotes placed on the hopper 210 are continuously processed and determined as a fake ticket, a damaged ticket, or a genuine / indeterminate ticket. Banknotes can be returned to the reject unit 214 and sorted.
  • the banknote processing apparatus 300 shown in FIG. 12 is a small banknote processing apparatus that is installed on a table and used.
  • a sensor unit (not shown) that performs banknote identification processing and a plurality of banknotes to be processed are stacked.
  • Hopper 301 placed on the body, and two rejects from which the reject banknote is discharged when the banknote fed out from the hopper 301 into the housing 310 is a reject banknote such as a fake ticket or a true / false uncertain ticket Unit 302, operation unit 303 for inputting an instruction from an operator, and four stacking units 306a to 306a for classifying and stacking banknotes whose denomination, authenticity, and correctness are identified in housing 310 306d, and a display unit 305 for displaying information such as the banknote identification count result and the stacking status of each stacking unit 306a to 306d.
  • the stacking units 306a to 306d store the correct bills, and the stacking unit 306d stores the damaged bills based on the result of the damage determination by the identification unit. It should be noted that the method for distributing banknotes to the stacking units 306a to 306d can be arbitrarily set.
  • the banknote processing apparatus 200 shown in FIG. 11 or the banknote processing apparatus 300 shown in FIG. 12 arranges banknotes into denominations by performing denomination determination and authenticity determination in the first process, and in the second process.
  • the banknote processing may be performed in two steps, such as determining whether the arranged banknotes are correct or not.
  • the authenticity determination unit 25b can be omitted.
  • the first image collection unit 15a (first image collection step) for collecting the reflected image data of the banknote BN conveyed on the conveyance path 12 and the conveyance path 12 are conveyed.
  • the second image collection unit 15b (second image collection step) for collecting the transmission image data of the banknote BN and the reflection image data and the transmission image data
  • at least one of the outer shape and the presence / absence of the banknote BN is detected.
  • the banknote detection unit 22 banknote detection step
  • the transmission image data and the reflection image data are complemented each other, and at least one of the outer shape and the presence / absence of the banknote BN can be detected based on the complemented data.
  • the detection accuracy of at least one of the outer shape and the presence / absence of the banknote BN having the transparent portion T can be improved.
  • the said embodiment can detect the banknote BN accurately irrespective of the presence or absence of the transparent part T, it is applicable to the banknote BN of various countries, and the technique which concerns on the said embodiment is smoothly made into many countries as a standard specification. Can be deployed.
  • the detection accuracy of the shape of the banknote BN which has the transparent part T is good, the parameter which concerns on the conveyance state of banknotes BN, such as the size of banknotes BN, such as bill length, and a skew angle. It can be calculated with high accuracy. As a result, a decrease in the passage rate of the banknote BN due to rejection can be suppressed, and the possibility of miscalculation due to misidentification can be reduced.
  • the 1st image collection unit 15a and the 2nd image collection unit 15b have common light receiving sensor part 15Ac or common light source part 15Aa.
  • the cost is superior to the latter case, and in the latter case, the outer shape detection accuracy of the banknote BN is superior to the former case.
  • the banknote detection part 22 binarizes reflection image data and transmission image data, respectively, produces
  • the banknote detection part 22 is based on the data for every line of reflection image data, and the data for every line of the transmission image data corresponding to the data for every line of reflection image data. Since at least one of the shape and the presence / absence is detected, the detection time and thus the identification processing time can be shortened.
  • the present invention is a useful technique for detecting the outer shape of paper sheets and the presence or absence thereof.

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Abstract

本発明は、透明部を有する紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方の検出精度を向上可能な紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法を提供する。 本発明は、搬送路を搬送される紙葉類の反射画像データを採取する第１の画像採取ユニットと、前記搬送路を搬送される前記紙葉類の透過画像データを採取する第２の画像採取ユニットと、前記反射画像データ及び前記透過画像データに基づいて、前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出する紙葉類検出部と、を備えることを特徴とする紙葉類検出装置である。

Description

紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法
本発明は、紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法に関する。より詳しくは、紙葉類の外形形状やその有無を検出するのに好適な紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法に関するものである。
紙幣（銀行券）や商品券、小切手等の紙葉類には、偽造防止のために様々なセキュリティ特徴が付与されている。例えば、紙葉類に用いられる紙は、植物繊維を素材にした紙が主流だが、耐久性や耐水性、セキュリティ性等の向上を目的として、合成繊維を素材とした紙を用いたり、合成樹脂のシートであるポリマーシートが用いられることがある。ポリマーシートから作られた紙幣は、ポリマー紙幣と呼ばれ、クリアウインドウ（透明の窓）等の透明部が設けられたポリマー紙幣は偽造が難しい。
紙葉類の外形形状やその有無といった情報を採取する場合、通常、光学ラインセンサ等の光学センサが用いられるが、透明部は光学センサから照射された光を透過するため、透明部を有する紙葉類には、透明部を有さない通常の紙葉類とは異なる処理が求められることがある。
例えば、特許文献１には、紙葉類の一方の面に異なる２つの光源から異なる波長の光を照射し、これらの光照射により紙葉類を透過した光を受光することによって、紙葉類の透かし画像の検出と形状や欠損の検出を同一ステージで実現することが開示されている。
また、特許文献２には、コスト低減を目的として、画像検出センサと発光手段を有する検出ユニットが紙幣搬送路を挟んで対向配置された紙幣画像検出装置が開示されている。
特開２０１３－７７１６３号公報 特開２００４－３５５２６４号公報
紙葉類の種類、真偽等の識別のために紙葉類の画像を利用する場合では、通常、光学ラインセンサを含む画像センサモジュールによって当該画像が撮影されるが、紙葉類の透明部は、画像センサモジュールの光源から照射された光、例えば赤外光を透過する。そのため、この場合も、透明部を有する紙葉類には、透明部を有さない通常の紙葉類とは異なる処理が求められる。
具体的には、紙葉類の識別処理では、まず、画像センサモジュールによって取得された画像データから紙葉類の外形形状（輪郭）を検出（抽出）する必要がある。すなわち、画像センサモジュールによる画像は、紙葉類のみならず、その背景を含む画像であるが、その全体画像から紙葉類に相当する領域を特定し、その領域の外形形状を抽出する必要がある。しかしながら、透明部を有する紙葉類の場合、全体画像から紙葉類に相当する領域を正確に抽出できないことがあった。
例えば、赤外光を用いて透明部を有する紙幣の透過画像を撮像した場合、透明部を赤外光が透過し、図１４（ａ）に示すように、紙幣に相当する媒体領域１０００のうち、透明部に相当する透明領域１００１及び１００２が背景領域１００３と同化することがあった。そして、図１４（ｂ）に示すように、該透過画像において媒体領域１０００の端面上の複数の地点を、紙幣の端面に対応する端面算出点（図１４（ｂ）中の白い点及び黒い点）として検出する処理を行うと、端面算出点として、紙幣の実際の端面よりも内側に位置する端面算出点（図１４（ｂ）中の黒い点）が検出され、これらの不適切な端面算出点に起因して、図１４（ｃ）に示すように、媒体領域１０００よりも内側の領域１００４が紙幣であると算出されることがあった。
これに対して、紙葉類の形状抽出処理のアルゴリズムを改良して対応することも考えられるが、クリアウインドウの大きさ及び位置は多種多様であるため、アルゴリズムの改良では対応が困難であり、また、未知の透明部を含む紙葉類については対応できない可能性がある。
また、紙葉類の外形形状が正確に抽出できないと、長さ（例えば札長）等の紙葉類のサイズや、斜行角等の紙葉類の搬送状態に係るパラメータを正しく算出できないことがあり、その場合、紙葉類を判別するための位置情報を正しく算出できないことによるリジェクトに起因する紙葉類の通過率低下や、誤識別による違算を引き超す可能性がある。
また、画像センサモジュールを、搬送される紙葉類の有無を検出する通過センサとして使用する場合も、例えば、図１４（ａ）に示したように紙幣の端面に透明部が位置すると、当該端部を検出できずに紙幣の通過を正確に検出できない可能性がある。
更に、特許文献１に記載のように、異なる波長の光を、透明部を有する紙葉類に照射したとしても、異なる波長の光の透過光のみから、透明部を含む種々の紙葉類の外形形状及び有無を正確に検出することはできない。例えば、クリアウインドウを有する券種であっても、素材の特性により、異なる波長の透過光のみからクリアウインドウを検出可能なものも存在するが、ある国の特定年代の券種Ａではある波長の組み合わせがクリアウインドウ検出に使用可能であり、異なる国の違う年代の券種Ｂでは違う波長の組み合わせがクリアウインドウ検出に使用可能であるといった場合、券種が確定していない外形形状の抽出段階では使用可能な波長の組み合わせを確定することができないため、国や年代が異なるあらゆる券種のクリアウインドウを検出することはできない。
そして、特許文献２には、紙葉類の透明部に起因する上記技術的課題については記載されておらず、上記技術的課題を解決するものではなかった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、透明部を有する紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方の検出精度を向上可能な紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、紙葉類検出装置であって、搬送路を搬送される紙葉類の反射画像データを採取する第１の画像採取ユニットと、前記搬送路を搬送される前記紙葉類の透過画像データを採取する第２の画像採取ユニットと、前記反射画像データ及び前記透過画像データに基づいて、前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出する紙葉類検出部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第１の画像採取ユニット及び前記第２の画像採取ユニットは、共通の受光センサ部を有することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第１の画像採取ユニット及び前記第２の画像採取ユニットは、共通の光源部を有することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類検出部は、前記反射画像データ及び前記透過画像データをそれぞれ二値化して二値化反射画像データ及び二値化透過画像データを生成し、前記二値化反射画像データ及び前記二値化透過画像データをＯＲ処理してＯＲ処理画像データを生成し、前記ＯＲ処理画像データに基づいて前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類検出部は、前記ＯＲ処理画像データに基づくＯＲ処理画像の輪郭情報を出力することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類検出部は、前記反射画像データ及び前記透過画像データそれぞれに基づいて二次元反射画像及び二次元透過画像を生成し、前記二次元反射画像及び前記二次元透過画像に基づいて前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類検出部は、前記反射画像データのライン毎のデータと、前記反射画像データの前記ライン毎のデータに対応する前記透過画像データのライン毎のデータとに基づいて前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第１の画像採取ユニット及び前記第２の画像採取ユニットは、赤外光を含む複数波長の光を前記紙葉類に照射することを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記紙葉類の母材は、ポリマー、又は、紙及びポリマーの複合材のいずれかであることを特徴とする。
また、本発明は、紙葉類処理装置であって、前記紙葉類検出装置を備えることを特徴とする。
また、本発明は、紙葉類検出方法であって、搬送路を搬送される紙葉類の反射画像データを採取する第１の画像採取ステップと、前記搬送路を搬送される前記紙葉類の透過画像データを採取する第２の画像採取ステップと、前記反射画像データ及び前記透過画像データに基づいて、前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出する紙葉類検出ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明の紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法によれば、透明部を有する紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方の検出精度を向上することが可能である。
実施形態１に係る紙幣検出方法の概要を説明するための模式図である。 反射画像のみから紙幣の形状を検出する方法を説明するための模式図である。 実施形態１に係る紙幣検出方法における処理フローの一例を示す図である。 実施形態１に係るセンサユニットの構成を示す模式図であり、（ａ）が側面図、（ｂ）が（ａ）の搬送面を矢印方向に見た平面図である。 実施形態１に係る画像センサモジュールの構成の一例を示す側面模式図である。 実施形態１に係る画像センサモジュールの構成の別の例を示す側面模式図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置の制御に係る構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る紙幣検出装置におけるデータ処理方法を説明するための図であり、二値化反射画像データと二値化透過画像データをＯＲ処理してＯＲ処理画像データを作成する方法を示す。 実施形態１に係る紙幣検出装置におけるデータ処理方法を説明するための図であり、ＯＲ処理画像データから紙幣の左右端を検出する方法を示す。 実施形態１に係る紙幣検出装置におけるデータ処理方法を説明するための図であり、ＯＲ処理画像データから紙幣の上下端を検出する方法を示す。 （ａ）は、実施形態１に係る紙幣処理装置の外観を示した斜視模式図であり、（ｂ）は、実施形態１に係る紙幣処理装置内部の構造概要を示した断面模式図である。 実施形態１に係る別の紙幣処理装置の外観を示した斜視模式図である。 透明部を有する紙幣の一例を示す平面模式図である。 （ａ）～（ｃ）は、画像センサモジュールによる紙幣の透過画像を示す平面模式図である。
以下、本発明に係る紙葉類検出装置、紙葉類処理装置、及び紙葉類検出方法の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。本発明の対象となる紙葉類としては、紙幣、小切手、商品券、手形、帳票、有価証券、カード状媒体等の様々な紙葉類が適用可能であるが、以下においては、紙幣検出装置、紙幣識別装置、紙幣処理装置、及び紙幣検出方法を例として、本発明を説明する。なお、以下の説明は、紙幣検出装置、紙幣識別装置、紙幣処理装置、及び紙幣検出方法の一例である。
（処理対象の紙幣）
ここで、本実施形態の処理対象について説明をする。処理対象となる紙幣は、照射された光、例えば赤外光を透過する、クリアウインドウ等の透明部を有するポリマー紙幣が好適である。ただし、本実施形態は、透明部を有しない紙幣、例えば紙製の紙幣の処理も可能である。透明部の材質としては、合成樹脂（ポリマー）が好適であることから、処理対象となる紙幣は、ポリマーシートから形成されたものであることが好ましい。また、処理対象となる紙幣は、透明部がポリマーシートから形成され、不透明部が植物繊維又は合成繊維を素材にした紙から形成されたもの（ハイブリッド紙幣）であってもよい。このように、処理対象となる紙幣の母材は、ポリマー、又は、紙及びポリマーの複合材のいずれかであることが好ましい。なお、透明部には、レインボーホログラム等の光学可変素子（ＯＶＤ）が部分的に形成されていてもよい。
図１３は、処理対象の紙幣の一例である紙幣ＢＮ１を例示している。紙幣ＢＮ１は、長手方向の両端部分にそれぞれ透明部Ｔ１を有している。例えばスコットランドのクライデスデール銀行の５ポンド紙幣は、この紙幣ＢＮ１に類似する。ここで、本実施形態は、搬送方向（図１３の紙面上から下に向かう方向）に直交する方向に配置した画像センサモジュール１５により、紙幣ＢＮ１の画像データを採取するよう構成されている。そして、画像センサモジュール１５によって撮像された２種類の画像に基づいて紙幣ＢＮ１の端面の位置が抽出され、紙幣ＢＮ１の外形形状（輪郭）が検出（抽出）される。なお、図１３では、紙幣を短手搬送する例を示しているが、紙幣は長手搬送されてもよい。
以下に示す本実施形態に係る紙幣検出装置、紙幣識別装置、紙幣処理装置、及び紙幣検出方法は、透明部を有する様々な紙幣に対しても、その外形形状を精度良く検出することが可能なように構成されている。
（紙幣検出方法の概要）
まず、本実施形態に係る紙幣検出方法の概要について説明する。図１に示すように、本実施形態では、透過画像データに基づく二次元透過画像（以下、単に透過画像とも言う。）のみならず、反射画像データに基づく二次元反射画像（以下、単に反射画像とも言う。）から二値化画像を作成する。例えば、端面に透明部が位置する紙幣を撮像した場合、図１に示すように、透過画像では、透明部に対応する領域において、光透過領域１ａが、紙幣に相当する媒体領域１ｂの端面に位置して背景領域１ｃと同化したとしても、反射画像では、透明部に対応する領域において、光反射領域２ａが媒体領域２ｂの端面に位置して背景領域２ｃと同化しない場合が発生し得る。その結果、透過画像及び反射画像から作成した二値化画像では、媒体が存在すると判定された媒体有り領域３ａの端面が媒体領域３ｂの端面を正確に反映することができる。したがって、透過画像及び反射画像から作成した二値化画像に基づいて紙幣の外形形状を検出すると、端面に透明部が位置する紙幣であっても、その外形形状を正確に抽出できる可能性が高くなる。
なお、反射画像のみから紙幣の形状を抽出する場合は、図２に示すように、例えば、紙幣の端面に照射光を吸収するインクが配置されると、反射画像において、インク領域２ｄが暗くなり、二値化画像において、インク領域４ｄが背景領域４ｃと同化し、紙幣の外形形状を正確に抽出できない可能性がある。
図３を用いて処理フローの一例について説明する。図３に示す例では、まず、画像センサモジュール１５によって得られた透過画像に基づき紙幣（媒体）の有無を検出する（ステップＳ１）。より具体的には、透過画像を所定の閾値に基づき二値化して二値化透過画像を生成する。すなわち、透過画像データの各画素値を所定の閾値と比較し、画素値が閾値未満であれば、その画素は媒体有りとして、その画素データを１（白）に置換し、画素値が閾値以上であれば、その画素は媒体無しとして、その画素データを０（黒）に置換する。
次に、画像センサモジュール１５によって得られた反射画像に基づき紙幣（媒体）の有無を検出する（ステップＳ２）。より具体的には、反射画像を所定の閾値に基づき二値化して二値化反射画像を生成する。すなわち、反射画像データの各画素値を所定の閾値と比較し、画素値が閾値以上であれば、その画素は媒体有りとして、その画素データを１（白）に置換し、画素値が閾値未満であれば、その画素は媒体無しとして、その画素データを０（黒）に置換する。
なお、ステップＳ１とステップＳ２は、この逆の順に処理されてもよいし、同時並行で処理されてもよい。
次に、ステップＳ１で得られた二値化透過画像と、ステップＳ２で得られた二値化反射画像とに基づいて二値化画像を作成する（ステップＳ３）。より具体的には、二値化透過画像と二値化反射画像とをＯＲ処理する。すなわち、二値化透過画像と二値化反射画像との対応する画素同士を参照し、少なくとも一方が紙幣有り（白）であれば当該画素の画素データが１（白）となり、両方が媒体無し（黒）であれば当該画素の画素データが０（黒）となるＯＲ処理画像（二値化画像）を作成する。
最後に、ステップＳ３で得られたＯＲ処理画像に基づいて紙幣の外形形状を抽出する（ステップＳ４）。より具体的には、紙幣とその背景とを含む、ＯＲ処理画像全体から紙幣に相当する領域（部分画像領域）を特定し、その領域の外形形状（輪郭）を抽出する。
以上のように、本実施形態では、透過画像のみならず反射画像を使用するため、透過画像では媒体無しと判定された画素についても、反射画像で媒体有りと判定されれば、媒体有りと判定される。その反対に、反射画像では媒体無しと判定された画素であっても、透過画像で媒体有りと判定されれば、媒体有りと判定される。すなわち、透過画像と反射画像を互いに補完して、紙幣の外形形状を抽出することから、透明部を有する紙幣の外形形状の抽出精度を向上でき、端面に透明部が位置する紙幣であっても、その外形形状を正確に抽出できる可能性が高くなる。
（センサユニットの構成）
図４を用いて、本実施形態に係る紙幣識別装置の主要部であるセンサユニット１０の構成について説明する。センサユニット１０は、紙幣ＢＮが搬送される搬送路１２に沿って、フォトセンサ１３ａ、画像センサモジュール１５、厚み検出センサ１７、磁気センサモジュール１９、フォトセンサ１３ｂが並んで配置された構成を有する。画像センサモジュール１５、厚み検出センサ１７及び磁気センサモジュール１９は、紙幣ＢＮの搬送方向に対して直交する方向、すなわち主走査方向において、搬送路１２の幅Ｗに対して充分に長く、紙幣ＢＮの全面を検出できる。なお、紙幣ＢＮの搬送方向が副走査方向に対応する。また、センサユニット１０には、搬送路１２内を紙幣ＢＮが移動できるように、搬送機構１１が設けられている。搬送機構１１としては特に限定されず、例えば、ローラ、ベルト等をモータ等の駆動装置で駆動するものが用いられる。また、搬送機構１１には、例えばロータリエンコーダのような図示しない回転量検出手段が接続され、検出された回転量から紙幣ＢＮが搬送された距離を検出できる。搬送機構１１による紙幣ＢＮの搬送中に、画像センサモジュール１５で紙幣ＢＮの画像情報が取得される。取得された画像情報に基づき、紙幣ＢＮの外形形状が検出される。紙幣ＢＮには、画像センサモジュール１５で照射される光を透過する透明部Ｔが設けられていてもよい。
フォトセンサ１３ａは、センサユニット１０に順次搬送されてくる紙幣ＢＮを検出し、センサユニット１０における紙幣ＢＮの検出開始のタイミングを決定するための紙幣検出信号を生成する。一方、フォトセンサ１３ｂは、紙幣ＢＮが通過したことを検出する。なお、紙幣ＢＮの搬送方向が逆のときには、フォトセンサ１３ｂが紙幣ＢＮの到着を検出し、フォトセンサ１３ａが紙幣ＢＮの通過を検出する。フォトセンサ１３ａ及び１３ｂとしては、光反射型又は光透過型の光センサが用いられる。フォトセンサ１３ａ及び１３ｂに代えて、機械的に紙幣ＢＮの通過を検出するセンサを設けてもよい。
厚み検出センサ１７は、紙幣ＢＮの厚みを検出する。厚み検出センサ１７としては、例えば、搬送路１２を挟んで対向するローラにおける紙幣ＢＮ通過時の変位量を、各ローラに設けたセンサによって検出するものが挙げられる。
磁気センサモジュール１９は、搬送路１２を搬送される紙幣ＢＮに含まれる磁気情報の検出に用いられる。磁気センサモジュール１９は、金属製又は樹脂製の細い帯状体であるセキュリティスレッドや、紙幣ＢＮに印刷された磁気インク等の磁気情報を検出する。磁気センサモジュール１９は、複数の磁気検出素子（磁気ヘッド）をライン状に配列した磁気センサが好ましい。
画像センサモジュール１５は、光学ラインセンサを含んで構成され、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子をライン状に並べた受光センサ部（画像センサ）と、光源やレンズ等の撮像光学系とで構成される。画像センサモジュール１５により、搬送路を搬送される紙幣ＢＮの画像データを検出する。画像データの形式は、上述のように画像化されたものであってもよいし、画像化されていない座標と測定値の組み合わせであってもよい。画像データとしては、紙幣ＢＮを透過させた光の強度分布から生成される透過画像データ（透過光画像データ）、及び紙幣ＢＮで反射された光の強度分布から生成される反射画像データ（反射光画像データ）を用いることができる。更に、反射画像データとしては、紙幣ＢＮの表面で反射された光に基づく表面反射画像データ、紙幣ＢＮの裏面で反射された光に基づく裏面反射画像データの少なくとも一方を用いることができる。紙幣ＢＮの外形形状の検出には、一般的には透過画像データのみが用いられるが、本実施形態では透過画像データ及び反射画像データが用いられる。また、画像データの取得（撮像）に使用される光の波長は、撮像対象の紙幣ＢＮに応じて適宜選択され、例えば、赤・緑・青等の単色光や白色光等の可視光や、赤外光、紫外光等を用いることができ、必要に応じて、複数の異なるスペクトルの光を用いて複数回撮像してもよい。その場合、複数の異なるスペクトルの光を順に紙幣ＢＮに照射すればよい。表面反射画像データ、裏面反射画像データ、及び透過画像データの各々について、異なるスペクトルの光で撮像した複数の画像データが含まれてもよい。反射画像データに関しては、紙幣ＢＮの外形形状の検出には、赤外光が適しており、反射赤外光画像データを用いることが好ましい。赤外光であれば、紙幣ＢＮが汚れている場合でも反射画像を比較的きれいに撮像可能であるが、可視光では、紙幣ＢＮが汚れていると、背景を含む反射画像全体が黒くなってしまい、紙幣ＢＮの外形形状の検出が困難となるおそれがあるためである。透過画像データに関しては、使用される光の波長は、特に限定されず、上述のように種々のものを用いることができるが、発光素子のコスト抑制の観点からは、赤・緑・青等の単色光や白色光等の可視光や、赤外光が好ましい。すなわち、透過可視光画像データ又は透過赤外光画像データが好適である。
画像センサモジュール１５の構成の例について、図５及び６を用いて説明する。図５及び６に示した画像センサモジュール１５は、いずれも、搬送路を介して互いに対向配置された上部ユニット１５Ａ及び下部ユニット１５Ｂとから構成され、第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂを含んでいる。
図５に示した画像センサモジュール１５では、上部ユニット１５Ａは、紙幣ＢＮに向けて光を照射する光源部１５Ａａと、紙幣ＢＮで反射された反射光、又は、紙幣ＢＮを透過した透過光を集光する集光レンズ１５Ａｂと、集光レンズ１５Ａｂで集光された反射光又は透過光を受光する受光センサ部１５Ａｃと、搬送路に面する下部に設けられた透明板１５Ａｄと、受光センサ部１５Ａｃが実装された基板１５Ａｅとを含んでいる。受光センサ部１５Ａｃは、紙幣ＢＮの搬送方向に対して直交する方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の撮像素子（画素）を有している。
下部ユニット１５Ｂは、紙幣ＢＮに向けて光を照射する光源部１５Ｂａと、搬送路に面する上部に設けられた透明板１５Ｂｄとを含んでいる。
第１の画像採取ユニット１５ａは、光源部１５Ａａ、集光レンズ１５Ａｂ及び受光センサ部１５Ａｃを有しており、第２の画像採取ユニット１５ｂは、光源部１５Ｂａ、集光レンズ１５Ａｂ及び受光センサ部１５Ａｃを有している。このように、集光レンズ１５Ａｂ及び受光センサ部１５Ａｃは、第１の画像採取ユニット１５ａ及び前記第２の画像採取ユニット１５ｂに共用されている。第１の画像採取ユニット１５ａでは、光源部１５Ａａから紙幣ＢＮに向けて光を照射し、紙幣ＢＮで反射された反射光を集光レンズ１５Ａｂで集光し、集光レンズ１５Ａｂで集光された反射光を受光センサ部１５Ａｃで受光する（第１の画像採取ステップ）。第１の画像採取ユニット１５ａによれば、紙幣ＢＮの上面の反射画像データが得られる。第２の画像採取ユニット１５ｂでは、光源部１５Ｂａから紙幣ＢＮに向けて光を照射し、紙幣ＢＮを透過した透過光を集光レンズ１５Ａｂで集光し、集光レンズ１５Ａｂで集光された透過光を受光センサ部１５Ａｃで受光する（第２の画像採取ステップ）。第２の画像採取ユニット１５ｂによれば、紙幣ＢＮの透過画像データが得られる。
図５に示した画像センサモジュール１５では、集光レンズ１５Ａｂ及び受光センサ部１５Ａｃが第１の画像採取ユニット１５ａ及び前記第２の画像採取ユニット１５ｂに共用されるため、コストに優れている。他方、この例では、光源部１５Ａａ及び光源部１５Ｂａを互いに異なるタイミングで発光させて、第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂによる撮像タイミングを互いにずらす必要があるため、反射画像データ取得時と透過画像データ取得時との間で紙幣ＢＮの位置が若干ずれてしまう。その結果、図６に示す例に比べ、紙幣ＢＮの外形形状の抽出精度が劣る可能性がある。
図６に示した画像センサモジュール１５では、上部ユニット１５Ａは、紙幣ＢＮに向けて光を照射する光源部１５Ａａと、紙幣ＢＮで反射された反射光を集光する集光レンズ１５Ａｂと、集光レンズ１５Ａｂで集光された反射光を受光する受光センサ部１５Ａｃと、搬送路に面する下部に設けられた透明板１５Ａｄと、受光センサ部１５Ａｃが実装された基板１５Ａｅとを含んでいる。受光センサ部１５Ａｃは、紙幣ＢＮの搬送方向に対して直交する方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の撮像素子（画素）を有している。
下部ユニット１５Ｂは、紙幣ＢＮを透過した透過光を集光する集光レンズ１５Ｂｂと、集光レンズ１５Ｂｂで集光された透過光を受光する複数の受光センサ部１５Ｂｃと、搬送路に面する上部に設けられた透明板１５Ｂｄと、受光センサ部１５Ｂｃが実装された基板１５Ｂｅとを含んでいる。受光センサ部１５Ｂｃは、紙幣ＢＮの搬送方向に対して直交する方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の撮像素子（画素）を有している。
第１の画像採取ユニット１５ａは、光源部１５Ａａ、集光レンズ１５Ａｂ及び受光センサ部１５Ａｃを有しており、第２の画像採取ユニット１５ｂは、光源部１５Ａａ、集光レンズ１５Ｂｂ及び受光センサ部１５Ｂｃを有している。このように、光源部１５Ａａは、第１の画像採取ユニット１５ａ及び前記第２の画像採取ユニット１５ｂに共用されている。第１の画像採取ユニット１５ａでは、光源部１５Ａａから紙幣ＢＮに向けて光を照射し、紙幣ＢＮで反射された反射光を集光レンズ１５Ａｂで集光し、集光レンズ１５Ａｂで集光された反射光を受光センサ部１５Ａｃで受光する。第１の画像採取ユニット１５ａによれば、紙幣ＢＮの上面の反射画像データが得られる（第１の画像採取ステップ）。第２の画像採取ユニット１５ｂでは、光源部１５Ａａから紙幣ＢＮに向けて光を照射し、紙幣ＢＮを透過した透過光を集光レンズ１５Ｂｂで集光し、集光レンズ１５Ｂｂで集光された透過光を受光センサ部１５Ｂｃで受光する。第２の画像採取ユニット１５ｂによれば、紙幣ＢＮの透過画像データが得られる（第２の画像採取ステップ）。
図６に示した画像センサモジュール１５では、光源部１５Ａａを発光させた時に、第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂによる撮像を同時に開始することが可能であるため、反射画像データ取得時と透過画像データ取得時との間で紙幣ＢＮの位置がずれるのを防止することができる。その結果、図５に示す例に比べ、紙幣ＢＮの外形形状の抽出精度を高くすることができる。
図５及び６のいずれの例においても、第１の画像採取ユニット１５ａは、搬送路を搬送される紙幣ＢＮの反射画像データを採取し、採取した反射画像データを後述のセンサ情報取得部に出力し、第２の画像採取ユニット１５ｂは、搬送路を搬送される紙幣ＢＮの透過画像データを採取し、採取した透過画像データを後述のセンサ情報取得部に出力する。
また、第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂはいずれも、搬送路を搬送される紙幣ＢＮ全体の画像データを１ライン毎に採取する。すなわち、１回の撮像（画素の露光）を１ラインとして、搬送方向（副走査方向）に搬送されている紙幣ＢＮに対して一定の時間間隔で撮像を繰り返し行い、紙幣ＢＮ全体の画像データを取得する。
なお、搬送される紙幣ＢＮの表裏及び向きは特に限定されない。紙幣ＢＮの金種と表裏及び向きである方向とは、画像センサモジュール１５で得られた画像情報によって確定される。
（紙幣識別装置及び紙幣検出装置の構成）
図７を用いて、本実施形態に係る紙幣識別装置及び紙幣検出装置の制御に係る構成について説明する。図７に示すように、本実施形態に係る紙幣識別装置１００は、図４に示した、フォトセンサ１３ａ及び１３ｂと、画像センサモジュール１５（第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂ）と、厚み検出センサ１７と、磁気センサモジュール１９とを含むセンサ群と、センサ群の各センサと接続された制御部２０と、制御部２０と接続された記憶部３０とを有している。
ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の論理デバイスから構成される制御部２０は、センサ情報取得部２１と、紙幣検出部２２と、識別部２３とを有している。
センサ情報取得部２１は、センサ群を形成する各センサから紙幣ＢＮに係る各データを取得する機能を有する。また、センサ情報取得部２１は、第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂから入力された反射画像データ及び透過画像データについて、適宜、増幅、Ａ／Ｄ変換（デジタル化）、画像化、画像補正、記憶部３０への保存等の各種処理を行う。
また、金種等の識別処理や外形形状の抽出処理の時間短縮の観点から、センサ情報取得部２１は、第１の画像採取ユニット１５ａから各ラインの反射画像データが入力される度に、各ラインの反射画像データの出力値（画素値）を、連続する数画素毎（例えば、６画素毎）で可算平均する処理（平均化処理）を行い、算出したＮ個（Ｎは２以上の整数）の平均値を、当該ラインの１チャンネルからＮチャンネルに対応するメモリ領域に格納する。センサ情報取得部２１は、第２の画像採取ユニット１５ｂから入力された各ラインの透過画像データについても、各ラインの透過画像データが入力される度に、同様に平均化処理する。例えば、第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂの主走査方向の解像度がいずれも２００ｄｐｉである場合、平均化処理された反射画像データ及び透過画像データの主走査方向の解像度は、いずれも略３３ｄｐｉとなる。
第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂから入力される反射画像データ及び透過画像データの総ライン数がいずれもＭ本（Ｍは２以上の整数）であるとすると、平均化処理後の反射画像データ及び透過画像データは、いずれも、Ｎ×Ｍの画素データから構成される。また、チャンネル及びラインの配列方向は、それぞれ、主走査方向及び副走査方向に対応する。
以下では平均化処理された反射画像データ及び透過画像データに基づく紙幣ＢＮの外形形状抽出について説明するが、この平均化処理は省略してもよい。この場合は、センサ情報取得部２１は、第１の画像採取ユニット１５ａから入力された各ラインの反射画像データ及び透過画像データの出力値（画素値）を、そのまま、当該ラインの１チャンネルからＮ’チャンネル（Ｎ’はＮ’＞Ｎを満たす整数）に対応するメモリ領域に格納する。
また、副走査方向においては、第１の画像採取ユニット１５ａの１回の撮像（画素の露光）による出力が、平均化されることなく、そのまま反射画像データの１つの画素値となってもよいし、第１の画像採取ユニット１５ａの連続する複数回の撮像（画素の露光）による出力が、センサ情報取得部２１によってチャンネル毎に平均化され、反射画像データの１つの画素値となってもよい。これらの態様は、パラメータ設定により切り替えられるようにすることも可能である。第２の画像採取ユニット１５ｂについても同様である。
平均化処理の有無にかかわらず、反射画像データ及び透過画像データの主走査方向の解像度は、互いに一致していることが望ましいが、必ずしも一致する必要はなく、また、反射画像データ及び透過画像データの副走査方向の解像度も、互いに一致していることが望ましいが、必ずしも一致する必要はない。
紙幣検出部２２は、二値化処理部２２ａ、ＯＲ処理部２２ｂ及びエッジ抽出部２２ｃを有し、第１の画像採取ユニット１５ａによって取得された紙幣ＢＮの反射画像データと、第２の画像採取ユニット１５ｂによって取得された紙幣ＢＮの透過画像データとに基づいて、紙幣ＢＮの外形形状（輪郭）を検出（抽出）する（紙幣検出ステップ）。本実施形態に係る紙幣検出装置１０１は、画像センサモジュール１５（第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂ）と、紙幣検出部２２とから構成されている。紙幣検出部２２についての詳細は後述する。
識別部２３は、センサ情報取得部２１で取得したデータを利用して識別処理を行う。識別部２３は、紙幣ＢＮの少なくとも金種及び真偽を識別する。
識別部２３は、紙幣ＢＮの正損を判定する機能を有してもよい。その場合、識別部２３は、紙幣ＢＮの汚れ、折れ、破れ等を検出すると共に、紙幣ＢＮの厚みから紙幣ＢＮに貼り付けられたテープ等を検出することにより、紙幣ＢＮを、市場で再利用できる正券及び市場流通に適さない損券のいずれとして処理するかを判定する機能を有する。
また、識別部２３は、金種、真偽、正損等を識別するために画像センサモジュール１５が撮影した紙幣ＢＮの画像を用いる場合、紙幣検出部２２によって得られた紙幣ＢＮの輪郭情報を利用する。例えば、識別部２３は、紙幣検出部２２によって得られた紙幣ＢＮの輪郭情報に基づいて、紙幣ＢＮ及びその背景を含む全体画像内で、紙幣ＢＮに相当する領域を識別対象エリアとして画定し、該エリア内の画像データをブロック化してパターンマッチング等による識別処理を行う。
記憶部３０は、半導体メモリやハードディスク等から成る記憶装置であり、内部には、金種、真偽、正損等を識別するために必要となる判定用データ３１が保存されている。判定用データ３１には、種々のテンプレート３１Ａ及び種々の閾値３１Ｂが含まれている。テンプレート３１Ａとして、例えば、金種、真偽、正損等を識別するために画像センサモジュール１５により紙幣ＢＮを撮像した画像と比較するための基準画像、紙幣ＢＮから取得した磁気特性を示す波形や画像と比較するための基準波形や基準画像等が保存されている。また、閾値３１Ｂとして、紙幣ＢＮの金種、真偽、正損等を識別するため、又は、紙幣ＢＮの形状を抽出するために紙幣ＢＮから取得した各種の特徴量を判定するための値が保存されている。所定のテンプレート３１Ａ及び所定の閾値３１Ｂは、紙幣識別装置１００で処理される紙幣ＢＮの金種別に予め準備されている。なお、記憶部３０には、この他、紙幣ＢＮを識別するための各種データの計測方法を設定した設定データ等も保存されている。また、記憶部３０は、各センサによって検出した画像データや計測値の保存、紙幣ＢＮの識別結果の保存等にも利用される。
紙幣ＢＮの金種及び真偽を識別する処理と、紙幣ＢＮの汚れ、折れ、破れ等により正損を判定する処理については、一般的な技術を利用することができるため詳細な説明は省略して、以下では、紙幣検出装置１０１、特に紙幣検出部２２の機能として実現される紙幣ＢＮの外形形状抽出について詳細を説明する。
紙幣検出部２２は、紙幣検出方法の概要で説明した、反射画像データ及び透過画像データ（平均化処理された反射画像データ及び透過画像データでもよい）それぞれに基づいて二次元反射画像及び二次元透過画像を生成し、これらの二次元反射画像及び二次元透過画像に基づいて紙幣ＢＮの外形形状を検出する処理を行う。しかしながら、ここでは、紙幣検出部２２が、１ライン毎の平均化処理された反射画像データ及び透過画像データに基づいて紙幣ＢＮの外形形状を検出する処理を行う場合について説明する。
まず、図８に示すように、二値化処理部２２ａが、各ラインの反射画像データが平均化処理される度に、各平均値を所定の閾値３１Ｂに基づき二値化して二値化反射画像データを生成するとともに、それと同時並行的に、各ラインの透過画像データが平均化処理される毎に、各平均値を所定の閾値３１Ｂに基づき二値化して二値化透過画像データを生成する（二値化処理ステップ）。二値化処理部２２ａは、紙幣有りであれば、その平均値を１（白）に置換し、媒体無しであれば、その平均値を０（黒）に置換する。
次に、図８に示すように、ＯＲ処理部２２ｂが、各ラインの二値化反射画像データと、それらのラインに対応するラインの二値化反射画像データとが生成される毎に、それらの対応するラインの二値化反射画像データ及び二値化反射画像データをＯＲ処理してＯＲ処理画像データを生成する（ＯＲ処理ステップ）。すなわち、対応するラインの二値化反射画像データ及び二値化反射画像データの同一チャンネル同士を参照し、少なくとも一方が１（白）であれば当該チャンネルの画素データが１（白）となり、両方が０（黒）であれば当該チャンネルの画素データが０（黒）となるＯＲ処理画像データを生成する。
次に、図９に示すように、エッジ抽出部２２ｃが、各ラインのＯＲ処理画像データが生成される毎に、各ラインのＯＲ処理画像データにおいて紙幣ＢＮの両端を検出する（第１のエッジ抽出ステップ）。すなわち、各ラインのＯＲ処理画像データにおいて、最小チャンネル（１チャンネル）から最大チャンネル（Ｎチャンネル）に向かって最初に媒体有り（＝１）となったチャンネルを、搬送方向に対する紙幣ＢＮの左端に対応する左端チャンネルとして検出するとともに、最小チャンネル（１チャンネル）から最大チャンネル（Ｎチャンネル）に向かって最後に媒体有り（＝１）となったチャンネルを、搬送方向に対する紙幣ＢＮの右端に対応する右端チャンネルとして検出する。この結果、主走査方向における紙幣ＢＮの両端（搬送方向に対する左右端）に対応するチャンネルが検出される。
次に、図１０に示すように、エッジ抽出部２２ｃが、全てのラインのＯＲ処理画像データが生成された後、各チャンネルのＯＲ処理画像データにおいて紙幣ＢＮの両端を検出する（第２のエッジ抽出ステップ）。すなわち、各チャンネルのＯＲ処理画像データにおいて、最小ライン（１ライン）から最大ライン（Ｍライン）に向かって最初に媒体有り（＝１）となったラインを、搬送方向に対する紙幣ＢＮの前端に対応する前端ラインとして検出するとともに、最小ライン（１ライン）から最大ライン（Ｍライン）に向かって最後に媒体有り（＝１）となったラインを、搬送方向に対する紙幣ＢＮの後端に対応する後端ラインとして検出する。この結果、副走査方向における紙幣ＢＮの両端（搬送方向に対する前後端）に該当するラインが検出される。
そして、紙幣検出部２２は、ＯＲ処理画像データに基づくＯＲ処理画像の輪郭情報を出力する（輪郭情報出力ステップ）。より具体的には、紙幣検出部２２は、全てのＯＲ処理画像データを画像化してＯＲ処理画像を生成し、搬送方向に対する紙幣ＢＮの上下左右端に該当する、左端チャンネル、右端チャンネル、前端ライン及び後端ラインに基づいてＯＲ処理画像において紙幣ＢＮに相当する領域（部分画像領域）を特定し、その領域の外形形状（輪郭）を抽出する。上下左右端に該当するチャンネル及びラインから部分画像領域の形状を抽出する手法は特に限定されないが、例えば、ハフ変換が挙げられる。これは、紙幣ＢＮの各辺に対応するチャンネル又はラインを通る直線をそれぞれ算出し、紙幣ＢＮの四隅に対応する４頂点を求める手法である。そして、紙幣検出部２２は、抽出した部分画像領域の情報、すなわちＯＲ処理画像の輪郭情報を識別部２３に出力する。
なお、紙幣検出部２２は、反射画像データ及び透過画像データに基づいて、紙幣ＢＮの有無を検出してもよい。これにより、紙幣ＢＮの端面に透明部Ｔが位置したとしても、紙幣検出部２２は、上述のように、当該端部を検出し得るため、紙幣ＢＮの通過を正確に検出し得る。このように、紙幣検出装置１０１は、搬送される紙幣ＢＮの有無を検出する通過センサとしても好適に利用できる。
（紙幣処理装置の構成）
本実施形態に係る紙幣処理装置は、例えば、図１１又は図１２に示す構成を有するものであってもよい。図１１に示す紙幣処理装置２００は、複数の紙幣を載置可能なホッパ２１０と、ホッパ２１０に載置された紙幣を搬送する搬送路２１１と、紙幣の識別処理を行うセンサユニット１０と、センサユニット１０で識別された紙幣を集積する集積部２１３と、所定条件をみたす紙幣を他の紙幣と分けて集積するリジェクト部２１４とを備える。センサユニット１０をこのような紙幣装置２００に内蔵して利用することにより、ホッパ２１０に載置された複数の紙幣を連続して処理し、偽券、損券又は真偽不確定券と判定された紙幣をリジェクト部２１４に返却し、分別することができる。
図１２に示す紙幣処理装置３００は、テーブル上に設置して利用する小型の紙幣処理装置であり、紙幣の識別処理を行うセンサユニット（図示せず）と、処理対象の複数の紙幣が積層状体で載置されるホッパ３０１と、ホッパ３０１から筐体３１０内に繰り出された紙幣が偽券又は真偽不確定券等のリジェクト紙幣であった場合に該リジェクト紙幣が排出される２つのリジェクト部３０２と、オペレータからの指示を入力するための操作部３０３と、筐体３１０内で金種、真偽及び正損が識別された紙幣を分類して集積するための４つの集積部３０６ａ～３０６ｄと、紙幣の識別計数結果や各集積部３０６ａ～３０６ｄの集積状況等の情報を表示するための表示部３０５とを備える。識別ユニットによる正損判定の結果に基づき、４つの集積部３０６ａ～３０６ｄのうち、集積部３０６ａ～ｃには、正券が収納され、集積部３０６ｄには損券が収納される。なお、集積部３０６ａ～３０６ｄへの紙幣の振り分け方法は任意に設定可能である。
なお、図１１に示す紙幣処理装置２００又は図１２に示す紙幣処理装置３００は、一回目の処理で、金種判定と真偽判定を行って金種別に紙幣を整理し、二回目の処理で、整理済みの紙幣の正損判定を行う、というように、紙幣処理を２回に分けて行うものであってもよい。また、別の場所で真偽判定が行われた紙幣に対して、真偽判定を行うものであってもよい。紙幣処理装置が真券として選別済みの紙幣ＢＮを取り扱うものである場合には、真偽判定部２５ｂを省略することができる。
上述のように、上記実施形態は、搬送路１２を搬送される紙幣ＢＮの反射画像データを採取する第１の画像採取ユニット１５ａ（第１の画像採取ステップ）と、搬送路１２を搬送される紙幣ＢＮの透過画像データを採取する第２の画像採取ユニット１５ｂ（第２の画像採取ステップ）と、反射画像データ及び透過画像データに基づいて、紙幣ＢＮの外形形状及び有無の少なくとも一方を検出する紙幣検出部２２（紙幣検出ステップ）と、を備えることから、透過画像データと反射画像データを互いに補完し合い、補完したデータに基づいて紙幣ＢＮの外形形状及び有無の少なくとも一方を検出できるため、透明部Ｔを有する紙幣ＢＮの外形形状及び有無の少なくとも一方の検出精度を向上することができる。
また、上記実施形態は、透明部Ｔの有無に関わらず、紙幣ＢＮを精度良く検出できることから、様々な国の紙幣ＢＮに適用可能であり、上記実施形態に係る技術を標準仕様として多国にスムーズに展開することができる。
また、上記実施形態によれば、透明部Ｔを有する紙幣ＢＮの形状の検出精度が良いことから、札長等の紙幣ＢＮのサイズ、及び斜行角等の紙幣ＢＮの搬送状態に係るパラメータを精度良く算出できる。その結果、リジェクトによる紙幣ＢＮの通過率低下を抑制できるとともに、誤識別による違算が発生する可能性を低減できる。
また、上記実施形態において、第１の画像採取ユニット１５ａ及び第２の画像採取ユニット１５ｂは、共通の受光センサ部１５Ａｃ、又は、共通の光源部１５Ａａを有している。前者の場合は、後者の場合に比べ、コストに優れており、後者の場合は、前者の場合に比べ、紙幣ＢＮの外形形状の検出精度に優れている。
また、上記実施形態において、紙幣検出部２２は、反射画像データ及び透過画像データをそれぞれ二値化して二値化反射画像データ及び二値化透過画像データを生成し、二値化反射画像データ及び二値化透過画像データをＯＲ処理してＯＲ処理画像データを生成し、ＯＲ処理画像データに基づいて紙幣ＢＮの外形形状及び有無の少なくとも一方を検出することから、紙幣ＢＮの外形形状及び有無の少なくとも一方をより確実に検出することができる。
また、上記実施形態において、紙幣検出部２２は、反射画像データのライン毎のデータと、反射画像データのライン毎のデータに対応する透過画像データのライン毎のデータとに基づいて紙幣ＢＮの外形形状及び有無の少なくとも一方を検出することから、当該検出時間、ひいては識別処理時間の短縮が可能である。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
以上のように、本発明は、紙葉類の外形形状やその有無を検出するために有用な技術である。
１ａ：光透過領域
１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｃ：媒体領域
１ｃ、２ｃ：背景領域
２ａ：光反射領域
２ｄ、４ｄ：インク領域
３ａ：媒体有り領域
１０：センサユニット
１１：搬送機構
１２：搬送路
１３ａ、１３ｂ：フォトセンサ
１５：画像センサモジュール
１５Ａ：上部ユニット
１５Ｂ：下部ユニット
１５ａ：第１の画像採取ユニット
１５ｂ：第２の画像採取ユニット
１５Ａａ、１５Ｂａ：光源部
１５Ａｂ、１５Ｂｂ：集光レンズ
１５Ａｃ、１５Ｂｃ：受光センサ部
１５Ａｄ、１５Ｂｄ：透明板
１５Ａｅ、１５Ｂｅ：基板
１７：厚み検出センサ
１９：磁気センサモジュール
２０：制御部
２１：センサ情報取得部
２２：紙幣検出部
２２ａ：二値化処理部
２２ｂ：ＯＲ処理部
２２ｃ：エッジ抽出部
２３：識別部
３０：記憶部
３１：判定用データ
３１Ａ：テンプレート
３１Ｂ：閾値
１００：紙幣識別装置（紙葉類識別装置）
１０１：紙幣検出装置（紙葉類検出装置）
２００：紙幣処理装置
２１０：ホッパ
２１１：搬送路
２１３：集積部
２１４：リジェクト部
３００：紙幣処理装置
３０１：ホッパ
３０２：リジェクト部
３０３：操作部
３０５：表示部
３０６ａ～３０６ｄ：集積部
３１０：筐体
ＢＮ、ＢＮ１：紙幣（紙葉類）
Ｔ、Ｔ１：透明部
Ｗ：搬送路の幅

 

Claims (11)

  1. 搬送路を搬送される紙葉類の反射画像データを採取する第１の画像採取ユニットと、
    前記搬送路を搬送される前記紙葉類の透過画像データを採取する第２の画像採取ユニットと、
    前記反射画像データ及び前記透過画像データに基づいて、前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出する紙葉類検出部と、
    を備えることを特徴とする紙葉類検出装置。
  2. 前記第１の画像採取ユニット及び前記第２の画像採取ユニットは、共通の受光センサ部を有することを特徴とする請求項１記載の紙葉類検出装置。
  3. 前記第１の画像採取ユニット及び前記第２の画像採取ユニットは、共通の光源部を有することを特徴とする請求項１記載の紙葉類検出装置。
  4. 前記紙葉類検出部は、前記反射画像データ及び前記透過画像データをそれぞれ二値化して二値化反射画像データ及び二値化透過画像データを生成し、前記二値化反射画像データ及び前記二値化透過画像データをＯＲ処理してＯＲ処理画像データを生成し、前記ＯＲ処理画像データに基づいて前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の紙葉類検出装置。
  5. 前記紙葉類検出部は、前記ＯＲ処理画像データに基づくＯＲ処理画像の輪郭情報を出力することを特徴とする請求項４記載の紙葉類検出装置。
  6. 前記紙葉類検出部は、前記反射画像データ及び前記透過画像データそれぞれに基づいて二次元反射画像及び二次元透過画像を生成し、前記二次元反射画像及び前記二次元透過画像に基づいて前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の紙葉類検出装置。
  7. 前記紙葉類検出部は、前記反射画像データのライン毎のデータと、前記反射画像データの前記ライン毎のデータに対応する前記透過画像データのライン毎のデータとに基づいて前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の紙葉類検出装置。
  8. 前記第１の画像採取ユニット及び前記第２の画像採取ユニットは、赤外光を含む複数波長の光を前記紙葉類に照射することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の紙葉類検出装置。
  9. 前記紙葉類の母材は、ポリマー、又は、紙及びポリマーの複合材のいずれかであることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の紙葉類検出装置。
  10. 請求項１～９のいずれかに記載の紙葉類検出装置を備えることを特徴とする紙葉類処理装置。
  11. 搬送路を搬送される紙葉類の反射画像データを採取する第１の画像採取ステップと、
    前記搬送路を搬送される前記紙葉類の透過画像データを採取する第２の画像採取ステップと、
    前記反射画像データ及び前記透過画像データに基づいて、前記紙葉類の外形形状及び有無の少なくとも一方を検出する紙葉類検出ステップと、
    を備えることを特徴とする紙葉類検出方法。
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