JP2004326548A - 紙葉類識別装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像部内にごみが付着することで発生する誤識別を防止するとともに、照明の明るさがばらつくことで発生する誤識別を防止することで、安定した紙葉類の識別を可能にする紙葉類識別装置および方法を提供する。
【解決手段】撮像部７は紙葉類が搬送される前に撮像部７内を撮像して紙葉類無しの画像データを取得し、紙葉類が撮像部７に搬送されると、紙葉類を撮像して紙葉類有りの画像データを取得し、画像データ解析部８は紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し、当該濃度ヒストグラムに基づいて撮像部７内に付着しているごみを検出し、当該ごみが基準値を超える場合、撮像部７の異常の通知を制御部２に送出する。また、画像データ解析部８は紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成し、当該濃度ヒストグラムに基づいて画像の明るさを判断し、当該判断に基づいて撮像部７の撮像調整を行う。
【選択図】 図１
【解決手段】撮像部７は紙葉類が搬送される前に撮像部７内を撮像して紙葉類無しの画像データを取得し、紙葉類が撮像部７に搬送されると、紙葉類を撮像して紙葉類有りの画像データを取得し、画像データ解析部８は紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し、当該濃度ヒストグラムに基づいて撮像部７内に付着しているごみを検出し、当該ごみが基準値を超える場合、撮像部７の異常の通知を制御部２に送出する。また、画像データ解析部８は紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成し、当該濃度ヒストグラムに基づいて画像の明るさを判断し、当該判断に基づいて撮像部７の撮像調整を行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙葉類識別装置および方法に関し、特に、紙葉類の特徴を画像にて抽出して紙葉類の種類および真偽の判定を行う紙葉類識別装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、紙幣、小切手または商品券等の紙葉類の種類および真偽の識別は、磁気センサ若しくは光センサを用い、利用者が投入した紙葉類の特徴を磁気的または光学的に抽出することにより行われる。
【０００３】
光センサによる紙葉類の光学的特徴の抽出は、透過型光センサ若しくは反射型光センサを用いて紙葉類の図柄、寸法および方向等を抽出することによりそれらの画像パターンを取得し、取得した画像パターンと種類毎の真券の標準パターンとを照合することにより、投入紙葉類の種類および真偽を識別する。
【０００４】
ここで、媒体の画像を透過光を利用してＣＣＤセンサで読み取り、読み取った画像から媒体の透かし領域のパターンを抽出し、抽出したパターンデータの非線型なぼけの影響を取り除いて真偽鑑別を行う媒体真偽鑑別装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、紙幣に付いた汚れ等によるノイズの影響を軽減するために、紙幣の透かしのパターンを夫々透過光および反射光を利用した２つの光学的読取り手段にて読み取り、読み取った双方のデータ同士を比較することにより、紙幣の真贋を識別する紙幣等の真贋識別装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−９２６８３号公報
【特許文献２】
特開平６−２０３２４４号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記に挙げた従来技術では、撮像部内にごみが付着していても、ごみの有無を識別することなく、撮像した紙葉類の画像に基づいて識別を行っているため、ごみによる誤識別等が発生したり、また、ごみによる撮像部内の異常を外部に通知せずに、識別が正常に行えないまま使用されてしまい、紙葉類の受け入れが出来なくなるという不都合が生じていた。
【０００７】
更に、紙葉類に光を照射する撮像部内の照明の発光素子の劣化、または周囲温度等の変化による照明の明るさのばらつきの影響により、撮像した紙葉類の画像の濃淡のばらつきによる誤識別等が発生し、管理者等が撮像部のメンテナンスを行うまで、紙葉類の受け入れが出来なくなるという不都合が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、撮像部内にごみが付着することで発生する誤識別を防止するとともに、照明の明るさがばらつくことで発生する誤識別を防止することで、安定した紙葉類の識別を可能にする紙葉類識別装置および方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、紙葉類の画像に基づき、該紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置において、前記紙葉類の特定領域の画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段で取得した画像の明暗を解析する画像明暗解析手段と、前記画像明暗解析手段による明暗の解析結果に基づき、前記画像の撮像条件を調整する撮像条件調整手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記画像取得手段で取得した画像から濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段を具備し、前記ヒストグラム作成手段で作成した濃度ヒストグラムに基づき、前記画像の明暗を解析することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記紙葉類を撮像する撮像部内に紙葉類がない状態の画像を取得し、該取得した画像の濃度ヒストグラムに基づき、不要画像を判別する判別手段と、前記判別手段により不要画像があると判別された場合は前記紙葉類の識別を禁止する識別禁止手段とを更に具備することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記判別手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段を具備し、前記計測手段で計測した画像数が予め設定した基準値を超える場合は不要画像があると判別することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項２の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段を具備し、前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、前記撮像条件調整手段は、前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を撮像する撮像手段の出力を調整することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項２の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段を具備し、前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、前記撮像条件調整手段は、前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を照明する照明手段の照明時間を調整することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１の発明において、前記画像取得手段は、前記紙葉類の透かし模様が存在する透かし領域の透過画像を取得し、前記撮像条件調整手段は、前記透過画像の撮像条件を調整することを特徴とする。
【００１６】
ここで、透かし領域の透過画像とは、紙葉類の透かし領域を透過した光により取得した画像である。
【００１７】
また、請求項８の発明は、紙葉類の画像に基づき、該紙葉類の識別を行う紙葉類識別方法において、前記紙葉類の特定領域の画像を画像取得手段により取得し、前記画像取得手段で取得した画像の明暗を画像明暗解析手段により解析し、前記画像明暗解析手段による明暗の解析結果に基づき、前記画像の撮像条件を撮像条件調整手段により調整することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記画像取得手段で取得した画像から濃度ヒストグラムをヒストグラム作成手段により作成し、前記ヒストグラム作成手段で作成した濃度ヒストグラムに基づき、前記画像の明暗を解析することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記紙葉類を撮像する撮像部内に紙葉類がない状態の画像を取得し、該取得した画像の濃度ヒストグラムに基づき、不要画像を判別手段により判別し、前記判別手段により不要画像があると判別された場合は前記紙葉類の識別を識別禁止手段により禁止することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記判別手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、前記計測手段で計測した画像数が予め設定した基準値を超える場合は不要画像があると判別することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１２の発明は、請求項９の発明において、記画像明暗解析手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、前記撮像条件調整手段は、前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を撮像する撮像手段の出力を調整することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３の発明は、請求項９の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、前記撮像条件調整手段は、前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を照明する照明手段の照明時間を調整することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１４の発明は、請求項８の発明において、前記画像取得手段は、前記紙葉類の透かし模様が存在する透かし領域の透過画像を取得し、前記撮像条件調整手段は、前記透過画像の撮像条件を調整することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる紙葉類識別装置および方法の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係わる紙葉類識別装置１の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【００２６】
図１に示すように、紙葉類識別装置１は、紙葉類識別装置１全体の制御を行う制御部２、紙葉類の挿入口である紙葉類挿入部３、紙葉類を搬送する紙葉類搬送部４、紙葉類を受け入れる紙葉類受入部５、制御部２からの制御により紙葉類搬送部４を駆動させる駆動部６、紙葉類挿入部３から紙葉類が挿入されると、紙葉類の到達前に撮像することで紙葉類無しの画像データを取得し、紙葉類の到達後に紙葉類を撮像することで紙葉類有りの画像データを取得する撮像部７、撮像部７で取得した紙葉類無しの画像データおよび紙葉類有りの画像データを解析し、撮像部７内に付着しているごみの検出、および画像の明るさの判断を行う画像データ解析部８、撮像部７で取得した紙葉類有りの画像データに基づいて紙葉類の種類および真偽を識別する識別部９から構成されている。
【００２７】
次に、挿入された紙葉類の種類および真偽を識別する際に、紙葉類識別装置１が行う機能的な動作について説明する。
【００２８】
紙葉類が紙葉類挿入部３から挿入されると、制御部２は駆動部６を制御することで紙葉類搬送部４により紙葉類を搬送する。ここで、撮像部７は、紙葉類が撮像部７に搬送される前に撮像部７内を撮像して紙葉類無しの画像データを取得し、その後、紙葉類が撮像部７に搬送されると、撮像部７は紙葉類を撮像して紙葉類有りの画像データを取得し、取得した紙葉類無しの画像データおよび紙葉類有りの画像データを画像データ解析部８に送出するとともに、紙葉類有りの画像データを識別部９に送出し、画像データ解析部８は紙葉類無しの画像データおよび紙葉類有りの画像データを受け取ると、紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し、作成した紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムに基づいて撮像部７内に付着しているごみを検出し、検出したごみが予め設定した基準値を超えない場合、識別部９は紙葉類有りの画像データに基づいて紙葉類の種類および真偽を識別し、真券と識別した際に制御部２は駆動部６を制御することにより紙葉類搬送部４を駆動させて紙葉類を紙葉類受入部５に搬送し、紙葉類を受け入れ、また、偽券と識別した際に制御部２は駆動部６を制御することにより紙葉類搬送部４を駆動させて紙葉類を紙葉類挿入部３に搬送し、紙葉類を返却する。また、画像データ解析部８が検出したごみが予め設定した基準値を超える場合、撮像部７の異常の通知を制御部２に送出し、制御部２は異常の通知を受け取ると、紙葉類識別装置１を内蔵している本体（例えば、自動販売機、両替機等）の制御部に撮像部７の異常を通知する。
【００２９】
そして、画像データ解析部８は紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成し、作成した紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムに基づいて画像の明るさを判断し、当該判断に基づいて撮像部７の撮像調整を行う。
【００３０】
なお、画像データ解析部８が検出したごみが基準値を超える場合、識別部９が紙葉類の識別を行う構成を適用しても良いし、識別部９が紙葉類の識別を行わずに紙葉類を返却する構成を適用しても良い。
【００３１】
図２は、撮像部７、画像データ解析部８および識別部９の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【００３２】
図２に示すように、撮像部７は、発光素子１０、受光素子１１から構成され、画像データ解析部８は、メモリ１２、ヒストグラム作成部１３、ごみ解析部１４、画像明暗解析部１５、撮像調整部１６から構成されている。
【００３３】
ここで、発光素子１０が紙葉類に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類を透過した透過光を受光する構成の場合、発光素子１０と受光素子１１とは紙葉類搬送部４を挟むように、識別対象とする紙葉類の撮像領域を通る所定の位置に配置され、紙葉類有りの画像データを取得する際には、発光素子１０が紙葉類搬送部４により搬送されてくる紙葉類の撮像領域に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類の撮像領域を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量に応じて電気信号を出力し、また、紙葉類無しの画像データを取得する際には、発光素子１０が照射した光を受光素子１１が受光し、受光した光の光量に応じて電気信号を出力する。
【００３４】
また、発光素子１０が紙葉類に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類により反射した反射光を受光する構成の場合、発光素子１０は識別対象とする紙葉類の撮像領域を通る所定の位置に配置され、紙葉類により反射された反射光を受光できる位置に受光素子１１が配置され、紙葉類無しの画像データを取得するために、発光素子１０の光を反射する反射板等を配置し、紙葉類有りの画像データを取得する際には、発光素子１０が紙葉類搬送部４により搬送されてくる紙葉類の撮像領域に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類の撮像領域を反射した反射光を受光し、受光した反射光の光量に応じて電気信号を出力し、また、紙葉類無しの画像データを取得する際には、発光素子１０が光を照射し、受光素子１１が反射板等を反射した反射光を受光し、受光した反射光の光量に応じて電気信号を出力する。
【００３５】
なお、撮像部７には赤外、紫外および可視光のいずれも適用可能である。
【００３６】
また、メモリ１２は、撮像部７から所定の時間間隔で出力される電気信号の信号レベルを、所定の記憶領域に順に格納して連続したアドレスを割り当て、画像データとして一時的に記憶保持する。
【００３７】
また、ヒストグラム作成部１３は、メモリ１２により記憶保持している紙葉類無しの画像データおよび紙葉類有りの画像データを読み出し、紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し、また、紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成する。
【００３８】
また、ごみ解析部１４は、ヒストグラム作成部１３が作成した紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにおいて、予め設定したごみ解析範囲における画素数を計測し、計測した画素数が予め設定した基準値を超える場合、撮像部７の異常の通知を制御部２に送出する。なお、計測した画素数が基準値を超える場合、識別部９に紙葉類の識別を許可しない通知を送出する構成を適用しても良いし、また、計測した画素数が基準値を超えない場合、識別部９に紙葉類の識別を許可する通知を送出する構成を適用しても良い。
【００３９】
また、画像明暗解析部１５は、画素数記憶部１７を有し、ヒストグラム作成部１３が作成した紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにおいて、予め設定した画像明暗解析範囲における画素数を計測し、計測した画素数を画素数記憶部１７に記憶保持するとともに、画素数記憶部１７に記憶保持されている過去数回分の画素数の平均値を算出し、算出した平均値が予め設定した基準範囲を下回る場合、平均値が基準範囲を下回る通知を撮像調整部１６に送出し、また、平均値が基準範囲を上回る場合、平均値が基準範囲を上回る通知を撮像調整部１６に送出する。なお、平均値が基準範囲内である場合、何も通知を送出せずに、濃度ヒストグラムの解析を終了する。
【００４０】
また、撮像調整部１６は、平均値が基準範囲を下回る通知を受け取ると、受光素子１１の出力アンプゲインを増加する調整、発光素子１０の発光時間を長くする調整、または発光素子１０の光量を増加する調整等を行い、また、平均値が基準範囲を上回る通知を受け取ると、受光素子１１の出力アンプゲインを減少する調整、発光素子１０の発光時間を短くする調整、または発光素子１０の光量を減少する調整を行う。
【００４１】
次に、挿入された紙葉類の種類および真偽を識別する際に、撮像部７、画像データ解析部８および識別部９が行う機能的な動作について説明する。
【００４２】
紙葉類挿入部３から挿入された紙葉類は紙葉類搬送部４により搬送され、紙葉類が撮像部７に到達する前に発光素子１０は光を照射し、受光素子１１が当該光を受光、若しくは反射板等で反射された反射光を受光し、受光した光の光量に応じて電気信号をメモリ１２に出力し、メモリ１２は電気信号を入力すると、入力した電気信号の信号レベルを紙葉類無しの画像データとして一時的に記憶保持し、ヒストグラム作成部１３はメモリ１２により記憶保持している紙葉類無しの画像データを読み出し、読み出した紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し、ごみ解析部１４はヒストグラム作成部１３が作成した紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにおいて、予め設定したごみ解析範囲における画素数を計測し、計測した画素数が予め設定した基準値を超える場合、撮像部７の異常の通知を制御部２に送出する。
【００４３】
そして、計測した画素数が基準値を超えない場合、紙葉類が撮像部７に到達すると、発光素子１０は紙葉類の撮像領域に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類の撮像領域を透過若しくは反射した光を受光し、受光した光の光量に応じて電気信号をメモリ１２に出力し、メモリ１２は電気信号を入力すると、入力した電気信号の信号レベルを紙葉類有りの画像データとして一時的に記憶保持し、ヒストグラム作成部１３はメモリ１２により記憶保持している紙葉類有りの画像データを読み出し、読み出した紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成し、画像明暗解析部１５はヒストグラム作成部１３が作成した紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにおいて、予め設定した画像明暗解析範囲における画素数を計測し、計測した画素数を画素数記憶部１７に記憶保持するとともに、画素数記憶部１７に記憶保持されている過去数回分の画素数の平均値を算出し、算出した平均値が基準範囲を下回る場合、平均値が基準範囲を下回る通知を撮像調整部１６に送出し、また、平均値が基準範囲を上回る場合、平均値が基準範囲を上回る通知を撮像調整部１６に送出し、撮像調整部１６は平均値が基準範囲を下回る通知を受け取ると、受光素子１１の出力アンプゲインを増加する調整、発光素子１０の発光時間を長くする調整、または発光素子１０の光量を増加する調整を行い、また、平均値が基準範囲を上回る通知を受け取ると、受光素子１１の出力アンプゲインを減少する調整、発光素子１０の発光時間を短くする調整、または発光素子１０の光量を減少する調整を行う。
【００４４】
そして、識別部９は紙葉類有りの画像データに基づいて紙葉類の種類および真偽を判定し、判定結果を制御部２に送出する。
【００４５】
次に、挿入された紙葉類の種類および真偽を識別する際に、紙葉類識別装置１が行う処理手順について図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
紙葉類識別装置は紙葉類挿入部から紙葉類が挿入されると（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、発光素子および受光素子により撮像部内を撮像し（ステップＳ３０２）、紙葉類無しの画像データを取得し、取得した紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し（ステップＳ３０３）、ごみ解析範囲における画素数を計測し（ステップＳ３０４）、画素数が予め設定した基準値を超える場合（ステップＳ３０５でＮＯ）、撮像部の異常を通知し（ステップＳ３０６）、処理手順を終了する。
【００４７】
また、ステップＳ３０５において、画素数が予め設定した基準値を超えない場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、紙葉類が撮像部に到達すると（ステップＳ３０７でＹＥＳ）、発光素子および受光素子により紙葉類を撮像し（ステップＳ３０８）、紙葉類有りの画像データを取得し、取得した紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成し（ステップＳ３０９）、画像明暗解析範囲における画素数を計測して記憶し（ステップＳ３１０）、過去数回分の画素数の平均値を算出し（ステップＳ３１１）、平均値が予め設定した基準範囲外である場合（ステップＳ３１２でＮＯ）、平均値が基準範囲を下回るか若しくは上回るかを判断する（ステップＳ３１３）。
【００４８】
ここで、平均値が基準範囲を下回る場合（ステップＳ３１３でＹＥＳ）、受光素子の出力アンプゲインを増加し（ステップＳ３１４）、処理手順を終了する。
【００４９】
また、平均値が基準範囲を上回る場合（ステップＳ３１３でＮＯ）、受光素子の出力アンプゲインを減少し（ステップＳ３１５）、処理手順を終了する。
【００５０】
また、ステップＳ３１２において、平均値が予め設定した基準範囲内である場合（ステップＳ３１２でＹＥＳ）、処理手順を終了する。
【００５１】
なお、ステップＳ３１４において、発光素子の発光時間を長くする処理手順、または発光素子の光量を増加する処理手順でも適用可能であり、ステップＳ３１５において、発光素子の発光時間を短くする処理手順、または発光素子の光量を減少する処理手順でも適用可能である。
【００５２】
また、ステップＳ３０６において、撮像部の異常を通知し、紙葉類の識別を行わない処理手順でも適用可能である。
【００５３】
次に、画像データ解析部８および識別部９が行う本発明に係わる紙葉類識別方法について、発光素子１０から紙葉類の撮像領域である透かし領域に対して光を照射し、受光素子１１が透かし領域を透過した透過光を受光することで、透かし領域の画像データを取得する構成を一例として詳細に説明する。
【００５４】
図４は、ごみ解析部１４が紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにより撮像部７内に付着しているごみを解析する処理について説明する図である。
【００５５】
図４（ａ）は、撮像部７内に付着しているごみが無い状態で撮像することにより取得した紙葉類無しの画像データ１８１の一例である。図４（ａ）に示すように、撮像部７内に付着しているごみが無い状態では、発光素子１０から発光された光を遮るものは無いため、紙葉類無しの画像データ１８１に画像は撮像されず、図４（ｂ）に示すように、紙葉類無しの画像データ１８１から「白」とみなす濃度値の画素が大半を占める紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム１９１が作成される。
【００５６】
図５は、ごみ解析部１４が紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにより撮像部７内に付着しているごみを解析する処理について説明する図である。
【００５７】
図５（ａ）は、撮像部７内に複数のごみが付着している状態で撮像することにより取得した紙葉類無しの画像データ１８２の一例である。図５（ａ）に示すように、撮像部７内に付着しているごみが発光素子１０から発光された光を遮るため、例えば、紙葉類無しの画像データ１８２にはごみＡ２０１、ごみＢ２０２およびごみＣ２０３の画像が撮像され、図５（ｂ）に示すように、紙葉類無しの画像データ１８２から「白」とみなす濃度値の画素が大半を占めながらも、「黒」とみなす濃度値の画素が存在する紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム１９２が作成される。つまり、紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム１９２において、図５（ｂ）に示すごみ解析範囲２１における画素数を計測することで、撮像部７内にごみが付着しているか否か判断することができる。
【００５８】
ごみ解析部１４は紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム１９２のごみ解析範囲２１における画素数を計測し、計測した画素数が予め設定した基準値を超える場合、撮像部７内にごみが付着していると解析する。
【００５９】
従って、撮像部７内に付着しているごみを解析し、基準値を越えるごみを検出した場合、撮像部７内の異常を通知することで、撮像部７内にごみが付着することで発生する誤識別を防止することが可能になる。
【００６０】
図６は、画像明暗解析部１５が紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにより当該画像の明るさを解析する処理について説明する図である。
【００６１】
図６（ａ）は、理想的な明るさの紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラム２２１の一例であり、図６（ｂ）は、明るさが不足している紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラム２２２の一例であり、図６（ｃ）は、明るさが飽和している紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラム２２３の一例である。
【００６２】
図６（ｂ）に示す濃度ヒストグラム２２２より、明るさが不足していると、黒くつぶれた画素が多いということが解析でき、また、図６（ｃ）に示す濃度ヒストグラム２２３より、明るさが飽和していると、白く飛んだ画素が多いということが解析できる。つまり、紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにおいて、図６に示す画像明暗解析範囲２３における画素数を計測することで、画像の明るさの不足若しくは飽和を判断することができる。
【００６３】
そして、画像明暗解析部１５は紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムの画像明暗解析範囲２３における画素数を計測し、画素数が任意の基準範囲を下回る場合は、明るさが不足していると判断し、図６（ａ）に示す理想的な濃度ヒストグラム２２１が作成できるように、受光素子１１の出力アンプゲインを増加する、発光素子１０の発光時間を長くする、発光素子１０の光量を増加する等の調整を行い、画素数が任意の基準範囲を上回る場合は、明るさが飽和していると判断し、図６（ａ）に示す理想的な濃度ヒストグラム２２１が作成できるように、受光素子１１の出力アンプゲインを減少する、発光素子１０の発光時間を短くする、または発光素子１０の光量を減少する等の調整を行う。
【００６４】
従って、画像の明暗を解析し、明るさの不足若しくは飽和を解析した場合、撮像部の撮像調整を行うことで、照明の明るさがばらつくことで発生する誤識別を防止することが可能になる。
【００６５】
なお、上記実施例では、紙葉類が挿入される度に紙葉類無しの画像データを取得して撮像部内に付着しているごみを検出している構成を説明してきたが、当該撮像部７内に付着しているごみの検出を一定期間に行う構成を用いても適用可能である。
【００６６】
また、実際の紙葉類の識別処理にあたっては、本発明に係わる紙葉類識別方法のみで紙葉類の種類および真偽を識別するのではなく、多の識別要因との組み合わせで最終的な識別結論を下しても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、紙葉類無しの画像データから作成した濃度ヒストグラムを解析することにより、撮像部内にごみが付着することで発生する誤識別を防止するとともに、紙葉類有りの画像データから作成した濃度ヒストグラムを解析することにより、照明の明るさがばらつくことで発生する誤識別を防止することで、安定した紙葉類の識別を可能にするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる紙葉類識別装置１の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２】撮像部７、画像データ解析部８および識別部９の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】挿入された紙葉類の種類および真偽を識別する際に、紙葉類識別装置１が行う処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ごみ解析部１４が紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにより撮像部７内に付着しているごみを解析する処理について説明する図である。
【図５】ごみ解析部１４が紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにより撮像部７内に付着しているごみを解析する処理について説明する図である。
【図６】画像明暗解析部１５が紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにより当該画像の明るさを解析する処理について説明する図である。
【符号の説明】
１ 紙葉類識別装置
２ 制御部
３ 紙葉類挿入部
４ 紙葉類搬送部
５ 紙葉類受入部
６ 駆動部
７ 撮像部
８ 画像データ解析部
９ 識別部
１０ 発光素子
１１ 受光素子
１２ メモリ
１３ ヒストグラム作成部
１４ ごみ解析部
１５ 画像明暗解析部
１６ 撮像調整部
１７ 画素数記憶部
１８１、１８２ 紙葉類無しの画像データ
１９１、１９２ 紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム
２０１ ごみＡ
２０２ ごみＢ
２０３ ごみＣ
２１ ごみ解析範囲
２２１、２２２、２２３ 紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラム
２３ 画像明暗解析範囲
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙葉類識別装置および方法に関し、特に、紙葉類の特徴を画像にて抽出して紙葉類の種類および真偽の判定を行う紙葉類識別装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、紙幣、小切手または商品券等の紙葉類の種類および真偽の識別は、磁気センサ若しくは光センサを用い、利用者が投入した紙葉類の特徴を磁気的または光学的に抽出することにより行われる。
【０００３】
光センサによる紙葉類の光学的特徴の抽出は、透過型光センサ若しくは反射型光センサを用いて紙葉類の図柄、寸法および方向等を抽出することによりそれらの画像パターンを取得し、取得した画像パターンと種類毎の真券の標準パターンとを照合することにより、投入紙葉類の種類および真偽を識別する。
【０００４】
ここで、媒体の画像を透過光を利用してＣＣＤセンサで読み取り、読み取った画像から媒体の透かし領域のパターンを抽出し、抽出したパターンデータの非線型なぼけの影響を取り除いて真偽鑑別を行う媒体真偽鑑別装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、紙幣に付いた汚れ等によるノイズの影響を軽減するために、紙幣の透かしのパターンを夫々透過光および反射光を利用した２つの光学的読取り手段にて読み取り、読み取った双方のデータ同士を比較することにより、紙幣の真贋を識別する紙幣等の真贋識別装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−９２６８３号公報
【特許文献２】
特開平６−２０３２４４号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記に挙げた従来技術では、撮像部内にごみが付着していても、ごみの有無を識別することなく、撮像した紙葉類の画像に基づいて識別を行っているため、ごみによる誤識別等が発生したり、また、ごみによる撮像部内の異常を外部に通知せずに、識別が正常に行えないまま使用されてしまい、紙葉類の受け入れが出来なくなるという不都合が生じていた。
【０００７】
更に、紙葉類に光を照射する撮像部内の照明の発光素子の劣化、または周囲温度等の変化による照明の明るさのばらつきの影響により、撮像した紙葉類の画像の濃淡のばらつきによる誤識別等が発生し、管理者等が撮像部のメンテナンスを行うまで、紙葉類の受け入れが出来なくなるという不都合が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、撮像部内にごみが付着することで発生する誤識別を防止するとともに、照明の明るさがばらつくことで発生する誤識別を防止することで、安定した紙葉類の識別を可能にする紙葉類識別装置および方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、紙葉類の画像に基づき、該紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置において、前記紙葉類の特定領域の画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段で取得した画像の明暗を解析する画像明暗解析手段と、前記画像明暗解析手段による明暗の解析結果に基づき、前記画像の撮像条件を調整する撮像条件調整手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記画像取得手段で取得した画像から濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段を具備し、前記ヒストグラム作成手段で作成した濃度ヒストグラムに基づき、前記画像の明暗を解析することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記紙葉類を撮像する撮像部内に紙葉類がない状態の画像を取得し、該取得した画像の濃度ヒストグラムに基づき、不要画像を判別する判別手段と、前記判別手段により不要画像があると判別された場合は前記紙葉類の識別を禁止する識別禁止手段とを更に具備することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記判別手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段を具備し、前記計測手段で計測した画像数が予め設定した基準値を超える場合は不要画像があると判別することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項２の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段を具備し、前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、前記撮像条件調整手段は、前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を撮像する撮像手段の出力を調整することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項２の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段を具備し、前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、前記撮像条件調整手段は、前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を照明する照明手段の照明時間を調整することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１の発明において、前記画像取得手段は、前記紙葉類の透かし模様が存在する透かし領域の透過画像を取得し、前記撮像条件調整手段は、前記透過画像の撮像条件を調整することを特徴とする。
【００１６】
ここで、透かし領域の透過画像とは、紙葉類の透かし領域を透過した光により取得した画像である。
【００１７】
また、請求項８の発明は、紙葉類の画像に基づき、該紙葉類の識別を行う紙葉類識別方法において、前記紙葉類の特定領域の画像を画像取得手段により取得し、前記画像取得手段で取得した画像の明暗を画像明暗解析手段により解析し、前記画像明暗解析手段による明暗の解析結果に基づき、前記画像の撮像条件を撮像条件調整手段により調整することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記画像取得手段で取得した画像から濃度ヒストグラムをヒストグラム作成手段により作成し、前記ヒストグラム作成手段で作成した濃度ヒストグラムに基づき、前記画像の明暗を解析することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記紙葉類を撮像する撮像部内に紙葉類がない状態の画像を取得し、該取得した画像の濃度ヒストグラムに基づき、不要画像を判別手段により判別し、前記判別手段により不要画像があると判別された場合は前記紙葉類の識別を識別禁止手段により禁止することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記判別手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、前記計測手段で計測した画像数が予め設定した基準値を超える場合は不要画像があると判別することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１２の発明は、請求項９の発明において、記画像明暗解析手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、前記撮像条件調整手段は、前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を撮像する撮像手段の出力を調整することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３の発明は、請求項９の発明において、前記画像明暗解析手段は、前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、前記撮像条件調整手段は、前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を照明する照明手段の照明時間を調整することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１４の発明は、請求項８の発明において、前記画像取得手段は、前記紙葉類の透かし模様が存在する透かし領域の透過画像を取得し、前記撮像条件調整手段は、前記透過画像の撮像条件を調整することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる紙葉類識別装置および方法の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係わる紙葉類識別装置１の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【００２６】
図１に示すように、紙葉類識別装置１は、紙葉類識別装置１全体の制御を行う制御部２、紙葉類の挿入口である紙葉類挿入部３、紙葉類を搬送する紙葉類搬送部４、紙葉類を受け入れる紙葉類受入部５、制御部２からの制御により紙葉類搬送部４を駆動させる駆動部６、紙葉類挿入部３から紙葉類が挿入されると、紙葉類の到達前に撮像することで紙葉類無しの画像データを取得し、紙葉類の到達後に紙葉類を撮像することで紙葉類有りの画像データを取得する撮像部７、撮像部７で取得した紙葉類無しの画像データおよび紙葉類有りの画像データを解析し、撮像部７内に付着しているごみの検出、および画像の明るさの判断を行う画像データ解析部８、撮像部７で取得した紙葉類有りの画像データに基づいて紙葉類の種類および真偽を識別する識別部９から構成されている。
【００２７】
次に、挿入された紙葉類の種類および真偽を識別する際に、紙葉類識別装置１が行う機能的な動作について説明する。
【００２８】
紙葉類が紙葉類挿入部３から挿入されると、制御部２は駆動部６を制御することで紙葉類搬送部４により紙葉類を搬送する。ここで、撮像部７は、紙葉類が撮像部７に搬送される前に撮像部７内を撮像して紙葉類無しの画像データを取得し、その後、紙葉類が撮像部７に搬送されると、撮像部７は紙葉類を撮像して紙葉類有りの画像データを取得し、取得した紙葉類無しの画像データおよび紙葉類有りの画像データを画像データ解析部８に送出するとともに、紙葉類有りの画像データを識別部９に送出し、画像データ解析部８は紙葉類無しの画像データおよび紙葉類有りの画像データを受け取ると、紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し、作成した紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムに基づいて撮像部７内に付着しているごみを検出し、検出したごみが予め設定した基準値を超えない場合、識別部９は紙葉類有りの画像データに基づいて紙葉類の種類および真偽を識別し、真券と識別した際に制御部２は駆動部６を制御することにより紙葉類搬送部４を駆動させて紙葉類を紙葉類受入部５に搬送し、紙葉類を受け入れ、また、偽券と識別した際に制御部２は駆動部６を制御することにより紙葉類搬送部４を駆動させて紙葉類を紙葉類挿入部３に搬送し、紙葉類を返却する。また、画像データ解析部８が検出したごみが予め設定した基準値を超える場合、撮像部７の異常の通知を制御部２に送出し、制御部２は異常の通知を受け取ると、紙葉類識別装置１を内蔵している本体（例えば、自動販売機、両替機等）の制御部に撮像部７の異常を通知する。
【００２９】
そして、画像データ解析部８は紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成し、作成した紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムに基づいて画像の明るさを判断し、当該判断に基づいて撮像部７の撮像調整を行う。
【００３０】
なお、画像データ解析部８が検出したごみが基準値を超える場合、識別部９が紙葉類の識別を行う構成を適用しても良いし、識別部９が紙葉類の識別を行わずに紙葉類を返却する構成を適用しても良い。
【００３１】
図２は、撮像部７、画像データ解析部８および識別部９の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【００３２】
図２に示すように、撮像部７は、発光素子１０、受光素子１１から構成され、画像データ解析部８は、メモリ１２、ヒストグラム作成部１３、ごみ解析部１４、画像明暗解析部１５、撮像調整部１６から構成されている。
【００３３】
ここで、発光素子１０が紙葉類に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類を透過した透過光を受光する構成の場合、発光素子１０と受光素子１１とは紙葉類搬送部４を挟むように、識別対象とする紙葉類の撮像領域を通る所定の位置に配置され、紙葉類有りの画像データを取得する際には、発光素子１０が紙葉類搬送部４により搬送されてくる紙葉類の撮像領域に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類の撮像領域を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量に応じて電気信号を出力し、また、紙葉類無しの画像データを取得する際には、発光素子１０が照射した光を受光素子１１が受光し、受光した光の光量に応じて電気信号を出力する。
【００３４】
また、発光素子１０が紙葉類に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類により反射した反射光を受光する構成の場合、発光素子１０は識別対象とする紙葉類の撮像領域を通る所定の位置に配置され、紙葉類により反射された反射光を受光できる位置に受光素子１１が配置され、紙葉類無しの画像データを取得するために、発光素子１０の光を反射する反射板等を配置し、紙葉類有りの画像データを取得する際には、発光素子１０が紙葉類搬送部４により搬送されてくる紙葉類の撮像領域に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類の撮像領域を反射した反射光を受光し、受光した反射光の光量に応じて電気信号を出力し、また、紙葉類無しの画像データを取得する際には、発光素子１０が光を照射し、受光素子１１が反射板等を反射した反射光を受光し、受光した反射光の光量に応じて電気信号を出力する。
【００３５】
なお、撮像部７には赤外、紫外および可視光のいずれも適用可能である。
【００３６】
また、メモリ１２は、撮像部７から所定の時間間隔で出力される電気信号の信号レベルを、所定の記憶領域に順に格納して連続したアドレスを割り当て、画像データとして一時的に記憶保持する。
【００３７】
また、ヒストグラム作成部１３は、メモリ１２により記憶保持している紙葉類無しの画像データおよび紙葉類有りの画像データを読み出し、紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し、また、紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成する。
【００３８】
また、ごみ解析部１４は、ヒストグラム作成部１３が作成した紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにおいて、予め設定したごみ解析範囲における画素数を計測し、計測した画素数が予め設定した基準値を超える場合、撮像部７の異常の通知を制御部２に送出する。なお、計測した画素数が基準値を超える場合、識別部９に紙葉類の識別を許可しない通知を送出する構成を適用しても良いし、また、計測した画素数が基準値を超えない場合、識別部９に紙葉類の識別を許可する通知を送出する構成を適用しても良い。
【００３９】
また、画像明暗解析部１５は、画素数記憶部１７を有し、ヒストグラム作成部１３が作成した紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにおいて、予め設定した画像明暗解析範囲における画素数を計測し、計測した画素数を画素数記憶部１７に記憶保持するとともに、画素数記憶部１７に記憶保持されている過去数回分の画素数の平均値を算出し、算出した平均値が予め設定した基準範囲を下回る場合、平均値が基準範囲を下回る通知を撮像調整部１６に送出し、また、平均値が基準範囲を上回る場合、平均値が基準範囲を上回る通知を撮像調整部１６に送出する。なお、平均値が基準範囲内である場合、何も通知を送出せずに、濃度ヒストグラムの解析を終了する。
【００４０】
また、撮像調整部１６は、平均値が基準範囲を下回る通知を受け取ると、受光素子１１の出力アンプゲインを増加する調整、発光素子１０の発光時間を長くする調整、または発光素子１０の光量を増加する調整等を行い、また、平均値が基準範囲を上回る通知を受け取ると、受光素子１１の出力アンプゲインを減少する調整、発光素子１０の発光時間を短くする調整、または発光素子１０の光量を減少する調整を行う。
【００４１】
次に、挿入された紙葉類の種類および真偽を識別する際に、撮像部７、画像データ解析部８および識別部９が行う機能的な動作について説明する。
【００４２】
紙葉類挿入部３から挿入された紙葉類は紙葉類搬送部４により搬送され、紙葉類が撮像部７に到達する前に発光素子１０は光を照射し、受光素子１１が当該光を受光、若しくは反射板等で反射された反射光を受光し、受光した光の光量に応じて電気信号をメモリ１２に出力し、メモリ１２は電気信号を入力すると、入力した電気信号の信号レベルを紙葉類無しの画像データとして一時的に記憶保持し、ヒストグラム作成部１３はメモリ１２により記憶保持している紙葉類無しの画像データを読み出し、読み出した紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し、ごみ解析部１４はヒストグラム作成部１３が作成した紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにおいて、予め設定したごみ解析範囲における画素数を計測し、計測した画素数が予め設定した基準値を超える場合、撮像部７の異常の通知を制御部２に送出する。
【００４３】
そして、計測した画素数が基準値を超えない場合、紙葉類が撮像部７に到達すると、発光素子１０は紙葉類の撮像領域に光を照射し、受光素子１１が当該紙葉類の撮像領域を透過若しくは反射した光を受光し、受光した光の光量に応じて電気信号をメモリ１２に出力し、メモリ１２は電気信号を入力すると、入力した電気信号の信号レベルを紙葉類有りの画像データとして一時的に記憶保持し、ヒストグラム作成部１３はメモリ１２により記憶保持している紙葉類有りの画像データを読み出し、読み出した紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成し、画像明暗解析部１５はヒストグラム作成部１３が作成した紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにおいて、予め設定した画像明暗解析範囲における画素数を計測し、計測した画素数を画素数記憶部１７に記憶保持するとともに、画素数記憶部１７に記憶保持されている過去数回分の画素数の平均値を算出し、算出した平均値が基準範囲を下回る場合、平均値が基準範囲を下回る通知を撮像調整部１６に送出し、また、平均値が基準範囲を上回る場合、平均値が基準範囲を上回る通知を撮像調整部１６に送出し、撮像調整部１６は平均値が基準範囲を下回る通知を受け取ると、受光素子１１の出力アンプゲインを増加する調整、発光素子１０の発光時間を長くする調整、または発光素子１０の光量を増加する調整を行い、また、平均値が基準範囲を上回る通知を受け取ると、受光素子１１の出力アンプゲインを減少する調整、発光素子１０の発光時間を短くする調整、または発光素子１０の光量を減少する調整を行う。
【００４４】
そして、識別部９は紙葉類有りの画像データに基づいて紙葉類の種類および真偽を判定し、判定結果を制御部２に送出する。
【００４５】
次に、挿入された紙葉類の種類および真偽を識別する際に、紙葉類識別装置１が行う処理手順について図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
紙葉類識別装置は紙葉類挿入部から紙葉類が挿入されると（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、発光素子および受光素子により撮像部内を撮像し（ステップＳ３０２）、紙葉類無しの画像データを取得し、取得した紙葉類無しの画像データから紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムを作成し（ステップＳ３０３）、ごみ解析範囲における画素数を計測し（ステップＳ３０４）、画素数が予め設定した基準値を超える場合（ステップＳ３０５でＮＯ）、撮像部の異常を通知し（ステップＳ３０６）、処理手順を終了する。
【００４７】
また、ステップＳ３０５において、画素数が予め設定した基準値を超えない場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、紙葉類が撮像部に到達すると（ステップＳ３０７でＹＥＳ）、発光素子および受光素子により紙葉類を撮像し（ステップＳ３０８）、紙葉類有りの画像データを取得し、取得した紙葉類有りの画像データから紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムを作成し（ステップＳ３０９）、画像明暗解析範囲における画素数を計測して記憶し（ステップＳ３１０）、過去数回分の画素数の平均値を算出し（ステップＳ３１１）、平均値が予め設定した基準範囲外である場合（ステップＳ３１２でＮＯ）、平均値が基準範囲を下回るか若しくは上回るかを判断する（ステップＳ３１３）。
【００４８】
ここで、平均値が基準範囲を下回る場合（ステップＳ３１３でＹＥＳ）、受光素子の出力アンプゲインを増加し（ステップＳ３１４）、処理手順を終了する。
【００４９】
また、平均値が基準範囲を上回る場合（ステップＳ３１３でＮＯ）、受光素子の出力アンプゲインを減少し（ステップＳ３１５）、処理手順を終了する。
【００５０】
また、ステップＳ３１２において、平均値が予め設定した基準範囲内である場合（ステップＳ３１２でＹＥＳ）、処理手順を終了する。
【００５１】
なお、ステップＳ３１４において、発光素子の発光時間を長くする処理手順、または発光素子の光量を増加する処理手順でも適用可能であり、ステップＳ３１５において、発光素子の発光時間を短くする処理手順、または発光素子の光量を減少する処理手順でも適用可能である。
【００５２】
また、ステップＳ３０６において、撮像部の異常を通知し、紙葉類の識別を行わない処理手順でも適用可能である。
【００５３】
次に、画像データ解析部８および識別部９が行う本発明に係わる紙葉類識別方法について、発光素子１０から紙葉類の撮像領域である透かし領域に対して光を照射し、受光素子１１が透かし領域を透過した透過光を受光することで、透かし領域の画像データを取得する構成を一例として詳細に説明する。
【００５４】
図４は、ごみ解析部１４が紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにより撮像部７内に付着しているごみを解析する処理について説明する図である。
【００５５】
図４（ａ）は、撮像部７内に付着しているごみが無い状態で撮像することにより取得した紙葉類無しの画像データ１８１の一例である。図４（ａ）に示すように、撮像部７内に付着しているごみが無い状態では、発光素子１０から発光された光を遮るものは無いため、紙葉類無しの画像データ１８１に画像は撮像されず、図４（ｂ）に示すように、紙葉類無しの画像データ１８１から「白」とみなす濃度値の画素が大半を占める紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム１９１が作成される。
【００５６】
図５は、ごみ解析部１４が紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにより撮像部７内に付着しているごみを解析する処理について説明する図である。
【００５７】
図５（ａ）は、撮像部７内に複数のごみが付着している状態で撮像することにより取得した紙葉類無しの画像データ１８２の一例である。図５（ａ）に示すように、撮像部７内に付着しているごみが発光素子１０から発光された光を遮るため、例えば、紙葉類無しの画像データ１８２にはごみＡ２０１、ごみＢ２０２およびごみＣ２０３の画像が撮像され、図５（ｂ）に示すように、紙葉類無しの画像データ１８２から「白」とみなす濃度値の画素が大半を占めながらも、「黒」とみなす濃度値の画素が存在する紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム１９２が作成される。つまり、紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム１９２において、図５（ｂ）に示すごみ解析範囲２１における画素数を計測することで、撮像部７内にごみが付着しているか否か判断することができる。
【００５８】
ごみ解析部１４は紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム１９２のごみ解析範囲２１における画素数を計測し、計測した画素数が予め設定した基準値を超える場合、撮像部７内にごみが付着していると解析する。
【００５９】
従って、撮像部７内に付着しているごみを解析し、基準値を越えるごみを検出した場合、撮像部７内の異常を通知することで、撮像部７内にごみが付着することで発生する誤識別を防止することが可能になる。
【００６０】
図６は、画像明暗解析部１５が紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにより当該画像の明るさを解析する処理について説明する図である。
【００６１】
図６（ａ）は、理想的な明るさの紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラム２２１の一例であり、図６（ｂ）は、明るさが不足している紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラム２２２の一例であり、図６（ｃ）は、明るさが飽和している紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラム２２３の一例である。
【００６２】
図６（ｂ）に示す濃度ヒストグラム２２２より、明るさが不足していると、黒くつぶれた画素が多いということが解析でき、また、図６（ｃ）に示す濃度ヒストグラム２２３より、明るさが飽和していると、白く飛んだ画素が多いということが解析できる。つまり、紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにおいて、図６に示す画像明暗解析範囲２３における画素数を計測することで、画像の明るさの不足若しくは飽和を判断することができる。
【００６３】
そして、画像明暗解析部１５は紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムの画像明暗解析範囲２３における画素数を計測し、画素数が任意の基準範囲を下回る場合は、明るさが不足していると判断し、図６（ａ）に示す理想的な濃度ヒストグラム２２１が作成できるように、受光素子１１の出力アンプゲインを増加する、発光素子１０の発光時間を長くする、発光素子１０の光量を増加する等の調整を行い、画素数が任意の基準範囲を上回る場合は、明るさが飽和していると判断し、図６（ａ）に示す理想的な濃度ヒストグラム２２１が作成できるように、受光素子１１の出力アンプゲインを減少する、発光素子１０の発光時間を短くする、または発光素子１０の光量を減少する等の調整を行う。
【００６４】
従って、画像の明暗を解析し、明るさの不足若しくは飽和を解析した場合、撮像部の撮像調整を行うことで、照明の明るさがばらつくことで発生する誤識別を防止することが可能になる。
【００６５】
なお、上記実施例では、紙葉類が挿入される度に紙葉類無しの画像データを取得して撮像部内に付着しているごみを検出している構成を説明してきたが、当該撮像部７内に付着しているごみの検出を一定期間に行う構成を用いても適用可能である。
【００６６】
また、実際の紙葉類の識別処理にあたっては、本発明に係わる紙葉類識別方法のみで紙葉類の種類および真偽を識別するのではなく、多の識別要因との組み合わせで最終的な識別結論を下しても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、紙葉類無しの画像データから作成した濃度ヒストグラムを解析することにより、撮像部内にごみが付着することで発生する誤識別を防止するとともに、紙葉類有りの画像データから作成した濃度ヒストグラムを解析することにより、照明の明るさがばらつくことで発生する誤識別を防止することで、安定した紙葉類の識別を可能にするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる紙葉類識別装置１の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２】撮像部７、画像データ解析部８および識別部９の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】挿入された紙葉類の種類および真偽を識別する際に、紙葉類識別装置１が行う処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ごみ解析部１４が紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにより撮像部７内に付着しているごみを解析する処理について説明する図である。
【図５】ごみ解析部１４が紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラムにより撮像部７内に付着しているごみを解析する処理について説明する図である。
【図６】画像明暗解析部１５が紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラムにより当該画像の明るさを解析する処理について説明する図である。
【符号の説明】
１ 紙葉類識別装置
２ 制御部
３ 紙葉類挿入部
４ 紙葉類搬送部
５ 紙葉類受入部
６ 駆動部
７ 撮像部
８ 画像データ解析部
９ 識別部
１０ 発光素子
１１ 受光素子
１２ メモリ
１３ ヒストグラム作成部
１４ ごみ解析部
１５ 画像明暗解析部
１６ 撮像調整部
１７ 画素数記憶部
１８１、１８２ 紙葉類無しの画像データ
１９１、１９２ 紙葉類無しの画像の濃度ヒストグラム
２０１ ごみＡ
２０２ ごみＢ
２０３ ごみＣ
２１ ごみ解析範囲
２２１、２２２、２２３ 紙葉類有りの画像の濃度ヒストグラム
２３ 画像明暗解析範囲
Claims (14)
- 紙葉類の画像に基づき、該紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置において、
前記紙葉類の特定領域の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段で取得した画像の明暗を解析する画像明暗解析手段と、
前記画像明暗解析手段による明暗の解析結果に基づき、前記画像の撮像条件を調整する撮像条件調整手段と
を具備することを特徴とする紙葉類識別装置。 - 前記画像明暗解析手段は、
前記画像取得手段で取得した画像から濃度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段
を具備し、
前記ヒストグラム作成手段で作成した濃度ヒストグラムに基づき、前記画像の明暗を解析する
ことを特徴とする請求項１記載の紙葉類識別装置。 - 前記紙葉類を撮像する撮像部内に紙葉類がない状態の画像を取得し、該取得した画像の濃度ヒストグラムに基づき、不要画像を判別する判別手段と、
前記判別手段により不要画像があると判別された場合は前記紙葉類の識別を禁止する識別禁止手段と
を更に具備することを特徴とする請求項２記載の紙葉類識別装置。 - 前記判別手段は、
前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段
を具備し、
前記計測手段で計測した画像数が予め設定した基準値を超える場合は不要画像があると判別する
ことを特徴とする請求項３記載の紙葉類識別装置。 - 前記画像明暗解析手段は、
前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段
を具備し、
前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、
前記撮像条件調整手段は、
前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を撮像する撮像手段の出力を調整する
ことを特徴とする請求項２記載の紙葉類識別装置。 - 前記画像明暗解析手段は、
前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測する計測手段
を具備し、
前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、
前記撮像条件調整手段は、
前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を照明する照明手段の照明時間を調整する
ことを特徴とする請求項２記載の紙葉類識別装置。 - 前記画像取得手段は、
前記紙葉類の透かし模様が存在する透かし領域の透過画像を取得し、
前記撮像条件調整手段は、
前記透過画像の撮像条件を調整する
ことを特徴とする請求項１記載の紙葉類識別装置。 - 紙葉類の画像に基づき、該紙葉類の識別を行う紙葉類識別方法において、
前記紙葉類の特定領域の画像を画像取得手段により取得し、
前記画像取得手段で取得した画像の明暗を画像明暗解析手段により解析し、
前記画像明暗解析手段による明暗の解析結果に基づき、前記画像の撮像条件を撮像条件調整手段により調整する
ことを特徴とする紙葉類識別方法。 - 前記画像明暗解析手段は、
前記画像取得手段で取得した画像から濃度ヒストグラムをヒストグラム作成手段により作成し、
前記ヒストグラム作成手段で作成した濃度ヒストグラムに基づき、前記画像の明暗を解析する
ことを特徴とする請求項８記載の紙葉類識別方法。 - 前記紙葉類を撮像する撮像部内に紙葉類がない状態の画像を取得し、該取得した画像の濃度ヒストグラムに基づき、不要画像を判別手段により判別し、
前記判別手段により不要画像があると判別された場合は前記紙葉類の識別を識別禁止手段により禁止する
ことを特徴とする請求項９記載の紙葉類識別方法。 - 前記判別手段は、
前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、
前記計測手段で計測した画像数が予め設定した基準値を超える場合は不要画像があると判別する
ことを特徴とする請求項１０記載の紙葉類識別方法。 - 前記画像明暗解析手段は、
前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、
前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、
前記撮像条件調整手段は、
前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を撮像する撮像手段の出力を調整する
ことを特徴とする請求項９記載の紙葉類識別方法。 - 前記画像明暗解析手段は、
前記濃度ヒストグラムに基づき、予め設定した範囲内の濃度値の画素数を計測手段により計測し、
前記計測手段で計測した画素数が予め設定した基準範囲内にあるか否か確認することで、前記画像の明暗を解析し、
前記撮像条件調整手段は、
前記画素数が前記基準範囲になるように前記紙葉類を照明する照明手段の照明時間を調整する
ことを特徴とする請求項９記載の紙葉類識別方法。 - 前記画像取得手段は、
前記紙葉類の透かし模様が存在する透かし領域の透過画像を取得し、
前記撮像条件調整手段は、
前記透過画像の撮像条件を調整する
ことを特徴とする請求項８記載の紙葉類識別方法。
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