JP2899736B2 - 画像処理装置及びそれを用いた複写機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙幣、有価証券等の偽
造を防止するために適した画像処理装置及びそれを搭載
した複写機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のフルカラー複写機等の複写装置の
開発により、複写画像の画質は原画像と肉眼では見分け
が付かないレベルにまで達し、係る忠実な複写が手軽に
得られるようになった。しかし、それにともない紙幣、
有価証券等の本来複写が社会的に禁止されているものの
偽造に悪用される危険性が増大すると考える必要があ
り、係る危険性を未然に防止するための偽造防止装置が
種々開発されている。そして、その中の一つとして、例
えば特開平２−２１０４８１号公報に開示された画像処
理装置がある。

【０００３】すなわち、係る処理装置は、原稿全面に対
して４回スキャンすることにより原稿台上に載置された
原画像を読み込むとともに複写処理を行うフルカラーデ
ィジタル複写機に搭載されるもので、原稿台上に紙幣等
が載置されている場合に、１回目のスキャンにより偽造
防止しようとする検出対象の紙幣の透かしをもとに紙幣
が存在するであろうおおまかな位置を検出し、２回目の
スキャン時には、係る紙幣の正確な位置並びに置かれて
いる角度（原稿台上における紙幣の正確な位置座標）を
検出する。そして、３回目のスキャン時には、２回目の
スキャン時に求めた紙幣の正確な位置から紙幣に印刷さ
れた朱印の位置座標を算出し、前記算出した位置座標に
基づいて朱印が存在する領域の画像を抽出するとともに
それが朱印であるか否かを判断するというように複数回
スキャンを行うことにより検出対象物が原稿台上に載置
されていることを検出するようになっている。そして、
紙幣等が原稿台上に載置され複写されようとしているこ
とを検知したなら、４回目のスキャン時に、例えば、画
面全体を黒に表示したり、複写を禁止したりする等の所
定の偽造防止処理を行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の装置では、紙幣等の複写が禁止されている物体
を検知するのに複数回スキャンする必要があり、判定に
長時間を要する。また、紙幣の大きさに相当するメモリ
容量が必要となり、装置のコスト高を生じるばかりか、
判別（検出）可能な紙幣などの種類が少くなる。さら
に、カラー複写機等においては、スキャンの回数が上記
４回方式のものの他に、３回や１回方式のものもあり、
係る方式の複写機には、上記の処理装置では適用するこ
とができない。しかも、少なくとも検出対象の紙幣等の
大きさに相当する非常に大きなメモリ容量が必要とな
る。そして、このことは必然的に検出可能な紙幣等の種
類が少なくなるという問題を生じる。

【０００５】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、１回のスキャンで対
象となる紙幣等を検出することができ、しかも、使用す
るメモリ容量が小さくて済み、リアルタイムで高速な処
理が行え、コスト安となる画像処理装置及びそれを用い
た複写機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る画像処理装置では、主走査方向に
１ライン分ずつ与えられた画像情報中に存在する特定パ
ターンらしきパターンを検知する手段と、その検知した
パターンを前記画像情報から切り出す手段と、予め設定
しておいた基準パターンと前記切り出したパターンの類
似度を演算する手段とを備えた構成を前提とする。

【０００７】そして、上記した前提の装置において、前
記検知する手段は、与えられた画像情報に対し、解像度
を低下させてぼかした画像を形成する手段（実施例の
「平均化処理部１０，第１ラインメモリ１１」に相当）
と、そのぼかした画像に対してエッジを抽出するエッジ
抽出手段（実施例の「エッジ抽出手段１３」に相当）
と、そのエッジ抽出手段で抽出されたエッジの形状から
前記特定パターンらしきパターンの位置を検知する検知
手段（実施例の「角候補粗検索位置決め部１５」に相
当）を有するように構成する。また、前記検知手段は、
前記抽出されたエッジを構成する画素か否かの２値情報
を保持するレジスタバッファと、前記レジスタバッファ
の各出力に接続され前記特定パターンらしきパターン検
出用の所定の論理回路とを備えるとともに、前記レジス
タバッファは、前記特定パターンらしきパターンの全体
を保持可能な複数ライン分（実施例では、３１ライン
分）の記憶容量をもつように構成する。

【０００８】さらに、前記切り出す手段は、前記エッジ
抽出手段で抽出された画像データを受け取るとともに、
前記検知手段で検知された位置に基づいて、その受け取
った画像データ中の有効画素領域を抽出するように構成
した（請求項１）。

【０００９】さらに、本発明に係る複写機では、上記し
た各種の画像処理装置を、少なくとも原稿を読み取る手
段と、その読み取る手段に接続され、その読み取った画
像データを印刷するための信号に変換する色信号変換手
段と、その色信号変換手段からの出力を受け、所定の印
刷処理を行う印刷手段とを備えた複写機に搭載する。そ
して、前記原稿を読み取る手段から出力される画像デー
タを前記色信号変換手段と並列に前記画像処理装置に入
力させ、かつ、前記画像処理装置は、複写処理中の物体
が、紙幣等の予め登録した所定の物体か否かを判断し、
少なくとも前記所定の物体と判断した時には前記複写機
の所定の処理手段に対し制御信号を送り、複写を抑制す
るようにした。

【００１０】

【作用】検知する手段にて与えられた画像情報に対して
濃度等の特徴量に基づいてエッジを抽出し、平面（２次
元）情報を、線（１次元）情報に変換する。そして、か
かる線情報に基づいて与えられた画像情報中に所定のパ
ターンがあるか否かを検知する。そして、ある場合に
は、次段の切り出す手段にて、画像情報中の所定領域
（検知したパターンを含む領域）を切り出すとともに、
それを類似度を演算する手段に送り、そこにおいて所定
の演算処理を行い、基準パターンらしさ（類似度）を求
める。この求めた類似度が高ければ、検知したパターン
は、最終的な検出目的である特定パターンと認定され
る。そして、線情報に基づいて各種処理がなされるた
め、上記各処理は高速に行われ、しかも、レジスタバッ
ファ並びに所定の論理回路を組むことにより特定パター
ンの検知処理をする場合には、より高速に処理され、画
像情報の読み取りに対してリアルタイムで処理される。

【００１１】一方、係る画像処理装置を複写機に搭載し
た場合には、特定パターン（基準パターン）を紙幣等の
複写禁止物の所定領域の画像に対応したものに設定して
おくことにより、複写機を用いて複写禁止物を複写処理
しようとした場合には、通常の複写処理と平行して上記
画像処理装置を作動させ、複写しようとするもの（原
稿）に所定の特定パターンが含まれていると判断した場
合には、所定の複写禁止処理が実行される。そして、上
記したように画像処理装置は、高速処理され原稿の読み
取りにリアルタイムに追従される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る画像処理装置及びそれを
用いた複写機の好適な実施例を添付図面を参照にして詳
述する。本例では、フルカラー複写機に実装され、係る
フルカラー複写機を用いて紙幣等の複写が禁止されてい
るものを複写しようとした場合に、それを検知して複写
処理を停止するための画像処理装置を示している。すな
わち、図１に示すように、複写機本体に設けられた光学
的読取装置であるＣＣＤ等のイメージセンサにより読み
取られた画像情報が、特定パターン検知手段１に入力さ
れる。この画像情報は、上記イメージセンサによるスキ
ャンが進むにしたがって順次所定の領域分ずつリアルタ
イムで送られてくるようになっており、具体的なデータ
としては、フルカラー情報であるレッド（Ｒ），グリー
ン（Ｇ），ブルー（Ｂ）成分それぞれについて、４００
ＤＰＩの解像度となっている。

【００１３】そして、この特定パターン検知手段１に
て、入力された画像データを圧縮して形成したぼかした
画像に対して、パターンマッチングによりそのエリア内
に検出対象の特定パターンらしい候補パターンがあるか
否かをチェックするとともに、係る候補の基準位置（矩
形状であればコーナーの頂点の位置等）を特定し、その
データを次段の特定パターン切り出し手段２に送るよう
になっている。

【００１４】そして、この特定パターン切り出し手段２
では、粗検索により検出された候補パターンを含むぼか
された画像データに対し、上記した基準位置に基づいて
その周囲の所定部位を切り出し、後工程におけるパター
ンマッチングを行うための比較パターンを作成（実際に
は特徴量抽出）するようにし、特定パターンマッチング
手段３に送るようになっいてる。

【００１５】そして、特定パターンマッチング手段３で
は、ファジィパターンマッチングにより比較パターンの
基準パターン（特定パターン）に対する適合度を求め、
比較パターンが特定パターンであるか否かを判断し、少
なくとも特定パターンの時には所定の制御信号を出力す
るようになっている。

【００１６】すなわち、本例では、通常の複写機の読み
取りデータに対し、前記基準パターンをぼかして作成さ
れたパターンに基づいてパターンマッチングを行うこと
により逐次比較的ラフな粗検索を行い特定パターンらし
い候補パターンを抽出し、係る候補パターンが検出され
たなら、その候補パターンに対して順次ファジィ推論に
よるパターンマッチングを行い、特定パターンか否かの
判定処理を行う。しかも、上記パターンの検知並びに切
り出しが後述するごとくハードウエアにより高速に処理
されるため、特別に大きな記憶容量を有する記憶部を用
いることなくリアルタイムで処理可能となる。

【００１７】次に、上記した各手段の具体的な構成につ
いて説明する。まず、特定パターン検知手段１は、平均
化処理部１０にて図外のイメージセンサから送られて来
た４００ＤＰＩの小さな画素の複数個分（主走査方向に
Ｎ画素分で副走査方向にＭライン）を１まとめにすると
ともに、それらの濃度及びまたは色調（以下、基本的に
濃度について説明）を平均化してやや大きな（解像度の
低い）濃淡画像データを作成する。ここで、与えられる
画像データは、主走査方向に１ライン分毎であるため、
平均化処理部１０では、内蔵される加算器等を用いて各
ライン中の所定のＮ画素分の濃度を加算して得られた結
果を、その平均化処理部１０に接続された第１のライン
メモリ１１に格納したり、すでに格納した前のラインに
関するデータを呼び出すとともにそれに現在処理中のラ
インの濃度データを加算し再書き込みする等の処理を行
う。そして、所定のＭライン数分の画像データの総和が
求められたなら、内蔵する除算器により除算して平均値
を求め、それを第２のラインメモリ１２に格納する。

【００１８】これにより、第２のラインメモリ１２に格
納された画像は、元の４００ＤＰＩの画像データに比し
ぼやけた画像となり、細かな模様はなくなりおおざっぱ
な形状が現れる。よって、たとえ読み取って入力された
原画像に印刷ずれ等があり、予め記憶設定されている特
定パターンとわずかな相違があったとしても、画像をぼ
かした結果係る相違が解消（消滅）されてしまう。これ
により以後の各種のパターン検知，パターン認識等の各
種処理を高速かつ正確に行うことができる。

【００１９】そして、係る第２のラインメモリ１２に格
納された低解像度の濃淡画像データを次段のエッジ抽出
フィルタ１３に送り、ここにおいて、３×３で構成され
る所定のフィルタ係数からなるフィルタを用い、濃淡画
像の濃度エッジ及びまたは色調エッジを抽出する。ここ
で使用するフィルタ係数としては、例えば対象画素が
「+8」で周囲の８画素が「-1」としたり、或いは、対象
画素を「+8+N」で周囲が「-1」としたものなど、検出対
象などにより適宜設定する。また、このエッジ抽出フィ
ルタ１３に入力するデータとしては、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞ
れをそのまま入力してもよく、或いは、Ｒ−Ｇ，Ｇ−
Ｂ，Ｂ−Ｒ，Ｒ＋Ｇ＋Ｂ、さらには、それらＲＧＢに適
当な重み付けをした線形式等種々のものを用いることが
でき、これも、検出対象に応じて決定する。そして、所
定のエッジ抽出された画像データが第３のラインメモリ
１４に書き込まれる。

【００２０】さらに、この第３のラインメモリ１４に格
納された画像データは、逐次次段の角候補粗検索・位置
決め部１５に送られ、そこにおいて検出対象の特定パタ
ーンらしい候補パターンがあるか否かを判断し、係る候
補が検出されたなら、その基準位置であるコーナーの頂
点の位置並びに角度を特定し、係るデータを次段の特定
パターン切り出し手段２に送るようになっている。な
お、上記第３のラインメモリ１４に格納された画像デー
タは、上記特定パターン切り出し手段２にも与えられる
ようになっている。

【００２１】そして角候補粗検索・位置決め部１５につ
いて説明すると、図２に示すような直線抽出マスク（図
中黒或いは網掛けで示す部分）を用い、第３のラインメ
モリ１４からセットされた図３に示すような３１×３１
のシフトレジスタ（レジスタバッファ）内のデータ中
に、中心位置で所定の角度（９０度）で交差する２本の
直線があるか否かを検出するようになっている。

【００２２】まず直線抽出マスクについて説明すると、
図２では、便宜上第１象限の９０度分について示してお
り、しかも、隣接する各直線を明示するために同図
（Ａ）〜（Ｄ）の４つに分割して示している。よって、
実際の第１象限におけるマスクは図２（Ａ）〜（Ｄ）を
合成したものとなり、０〜２９番までの３０本のマスク
を備える。そして、残りの２７０度分についても同様の
マスクを用意し、全体で１２０本のマスクを持つことに
なり、分解能は３．８度となる。

【００２３】そして基本的には、抽出されたエッジが上
記いずれかの直線マスクに一致する（エッジを構成する
画素が、直線マスクを構成する画素上に位置する）場合
には、そのエッジは直線であると判断するようになって
いる。但し、本例では検出誤差その他を考慮し、各直線
マスクを構成する画素のうち、隣接する連続した２つ以
上の画素に空白（エッジでない部分）がない場合には、
その直線マスク上に直線のエッジがあると判定するよう
になっている。

【００２４】さらにそのようにして検出された直線が複
数ある場合に、任意の２本の直線のなす角が９０度であ
る時に３１×３１のシフトレジスタの中心位置が特定パ
ターン（候補パターン）のコーナーの頂点の座標とな
る。そしてさらに、検出した直線マスクの番号ｎの値に
より、コーナーの傾斜している角度（向き）が検出でき
るようになっている。

【００２５】次に、上記各種の検出を行う実際の回路構
成について説明する。図４に示すように各直線のマスク
を構成する各画素（実際には各レジスタの出力）のう
ち、隣接する２つの画素にそれぞれ２入力の直線検出用
オア素子１６の各入力端子を接続し、すべての直線検出
用オア素子１６の出力を多入力の直線検出用アンド素子
１７に入力するようにしている。これにより、所定のマ
スクを構成する画素上にエッジがあるならば、対応する
直線検出用アンド素子１７の出力が「１」になるため、
高速に直線の検出ができる。

【００２６】なお、本例では、中心から４画素分のデー
タは、直線の検知に使用しないが、これは中心から４画
素の領域中は、１の画素上を複数の直線が通過するた
め、識別の特徴量としてはさほど重要ではないと共に、
例えば、頂点付近がない（頂点で接続されてはいない）
２本の直線（なす角は９０度）をも検出可能とするため
である。なおまた、直線の抽出ルールは、上記したもの
（本例では、連続する複数の画素がしろでなければ直線
とする）に限ることはなく、検出対象（特定パターン）
に応じて適宜変更するようにしてもよく、係る場合には
それに対応して適宜論理回路を組み直すことにより対応
すればよい。

【００２７】また、２つの直線が直交するのを検出する
手段としては、図５に示すようにｎ番の直線検出用アン
ド素子１７の出力を２入力の直角判定用アンド素子１８
の一方の入力端子に接続し、係る直角判定用アンド素子
１８の他方の入力端子には、ｎ＋29番，ｎ＋30番，ｎ＋
31番の各直線マスクのための直線検出用アンド素子１７
の出力を直角判定用オア素子１９を介して入力するよう
になっている。そして、係る直角判定用アンド素子１８
と直角判定用オア素子１９とで構成される直角判定回路
２０を所定数設け、直角となるべきすべての直線検出用
アンド素子１７の組み合わせに対応して係る素子１７の
出力に接続する。

【００２８】すなわち、本例では９０度分に３０本の直
線マスクを設けたため、ｎ番とｎ＋30番に相当する２本
の直線は、そのなす角が９０度となるので、３１×３１
のエリア内に、その中心画素で直交する２本の直線があ
ると、対応する所定の直交判定用アンド素子１８の出力
が「１」となる。よって、３１×３１のエリア内の画像
データ中に存在する直交する２本の直線の検出が、適宜
組み合わされ接続構成されたゲート回路により行われ、
しかも、その検出処理はすべてハードウェアからなる回
路で実行されるため、瞬時に判定できる。

【００２９】さらに、出力が「１」となった直交判定用
アンド素子１８を特定することにより、コーナーの傾斜
角度も自動的に判定できる。なお、ｎ番に対応させてア
ンド素子１８に入力させるのがｎ＋30番のみでなく、ｎ
＋29番並びにｎ＋31番も入力させるようにしたのは、±
１番の検出角度誤差に対応するためである。

【００３０】次に、図３を用いて第３のラインメモリ１
４から３１×３１のシフトレジスタへデータを書き込む
ための装置について説明する。図示するように、まず入
力側に並列入力直列出力の８ビットのシフトレジスタ２
０を所定の位置関係で３１列配置する。具体的には、前
後を一致させた状態で４列配置したなら、その下方は、
１ビットだけシフト方向に前へ進めた状態で４列配置
し、以下それを繰り返す。そして、各シフトレジスタ２
０の出力に、上記した入力側のシフトレジスタ２０のシ
フト方向の位置ズレに応じて３８〜３１ビットの所定の
ビット長からなる直列入力並列出力のシフトレジスタ２
１を接続している。これにより、各シフトレジスタ２１
の最終段は一致するとともに、最終段側から３１×３１
のエリアが形成され、かかるエリア内の並列出力である
各レジスタに、上記の各直線検出用オア素子１６が、所
定の配線を介して接続される。

【００３１】そして、係る構成のシフトレジスタ２０，
２１へのデータ書き込みは、第３のラインメモリ１４に
接続された８ビットのＤ−Ｆ／Ｆ２２と、ロードフラグ
発生回路２３を用いて行われる。すなわち、Ｄ−Ｆ／Ｆ
２２の８ビットの出力は、入力側の３１列のすべての８
ビットシフトレジスタ２０に並列に接続されており（図
中では、便宜上最上段の１列のみに接続した状態を示し
ている（矢印で示す））、ロードフラグ発生回路２３か
らフラグがたった（出力が「１」）シフトレジスタ２０
にＤ−Ｆ／Ｆ２２の出力が書き込まれるようになってい
る。そして、本例では、係るロードフラグ発生回路２３
も所定ビット数からなる巡回型の並列出力のシフトレジ
スタを用い、１箇所のみ「１」とし残りを「０」とした
データを巡回させるようにしている。

【００３２】さらに、上記ロードフラグ発生回路２３を
構成するシフトレジスタは、１画素スキャンする間（低
解像度の画像データの１画素分が第３のラインメモリに
書き込まれる間）に４回パルスが発生するシフトタイミ
ングシグナル（ＳＴＳ）１によりシフトし、また、上記
シフトレジスタ２０，２１は、係る１画素スキャンする
間に１回パルスが発生するシフトタイミングシグナル
（ＳＴＳ）２によりシフトするようになっている。

【００３３】これにより、１画素スキャンされている間
に、上から１〜４列目の入力側のシフトレジスタに対し
てロードフラグ発生回路２３から順にロードフラグが立
つため、第３のラインメモリ１４に格納されている所定
の過去８画素分のデータが係る８×４のエリアＡに書き
込まれる。そして、上記１画素がスキャンされたならＳ
ＴＳ２が１回パルスを発生し、上記エリアＡに書き込ま
れたデータが１画素分シフトされる。そして次の１画素
がスキャンされる間に、上から５〜８列目の入力側のシ
フトレジスタに対してロードフラグ発生回路２３から順
にロードフラグが立つため、第３のラインメモリ１４に
格納されている所定の過去８画素分のデータが係る８×
４のエリアＢに書き込まれる。

【００３４】この時、上記したごとくエリアＡとエリア
Ｂとは１画素分だけずらして配置し、しかも、エリアＡ
に書き込まれたデータはエリアＢに書き込み処理をして
いる時にはすでに１画素分だけシフトされているため、
結局、このエリアＢの先頭Ｂ１に書き込まれた画素と、
エリアＡに書き込まれ１つシフトされた先頭Ａ１に書き
込まれた画素は、もとの画像で主走査方向の同一位置
（副走査方向では所定列数ずれている）のものとなる。

【００３５】そして、以下順に上記書き込み処理を行う
ことにより、後段のシフトレジスタ２１中に形成される
３１×３１のエリアには、相対位置関係が整った状態の
上記平均化された低画像データ中の所定領域が配置さ
れ、それぞれ接続された所定の直線検知用オア素子１６
に入力され、直交する直線の検知が行われる。

【００３６】一方特定パターン切り出し手段２では、角
候補粗検索・位置決め部１５にて検知され与えられたコ
ーナーの頂点の位置並びに傾斜角度θ（検出した直線マ
スクの番号ｎから算出される）に基づいて、第３のライ
ンメモリ１４から与えられる対応する所定の領域（検知
したコーナーを含む領域）の画像データ中の有効画素領
域を抽出するようになっている。

【００３７】すなわち、多くの場合図６に示すように検
索対象領域Ｒ（８画素×８画素で構成される特徴量ブロ
ックを１辺に８個設けた正方形領域）は、イメージセン
サにて読み取られた長方形領域Ｔにおける主走査・副走
査方向を基準とした直交座標系ｘ，ｙに対して所定角度
θだけ傾斜している。したがって、上記の直交座標系か
ら検索対象領域の隣接する２辺からなる直交座標系
ｘ′，ｙ′に座標変換すると共に、検索対象領域Ｒを構
成する有効画素か否かを判断し、有効画素のみを抽出
し、さらに、次段の認識処理用の特徴量抽出を行うよう
になっている。そして、具体的な処理手順は、図７に示
すようなフローのようになっている。

【００３８】つまり、まず与えれたコーナーの頂点位置
座標（Ｘ０，Ｙ０）と傾斜角度θとから、図６（Ｂ）に
示すような検索対象領域の外接正方形（図中破線で示
す）の対角の２つの頂点となるｘ，ｙの直交座標系にお
ける起点と終点の座標を求める（Ｓ１０１）。そして、
具体的な算出方法としては、まず、角度θから象限を求
め（本例では、θは１２８の分解能をもつため、上位２
ビットでθの象限が決定され、その象限内での角度（ア
ドレス）は、下位５ビットで決定される）、角度θの範
囲（象限）にしたがって下記表から求める。

【００３９】

【表１】０＜θ＜π／２ 基点：（Ｘ０−６４sin θ，Ｙ０） 終点：（Ｘ０＋６４cos θ，Ｙ０＋６４cos θ＋６４si
n θ） π／２＜θ＜π 基点：（Ｘ０＋６４cos θ＋６４sin θ，Ｙ０＋６４co
s θ） 終点：（Ｘ０，Ｙ０＋６４sin θ） π＜θ＜３π／２ 基点：（Ｘ０＋６４cos θ，Ｙ０＋６４cos θ＋６４si
n θ） 終点：（Ｘ０−６４sin θ，Ｙ０） ３π／２＜θ＜２π 基点：（Ｘ０，Ｙ０＋６４sin θ） 終点：（Ｘ０＋６４cos θ＋６４sin θ，Ｙ０＋６４co
s θ） このようにして基点，終点が算出されたなら、次に基点
並びに終点が含まれるメモリのバイトをそれぞれ基点バ
イト，終点バイトとし、初期設定として対象バイトを基
点，対象ビットを０にセットする（Ｓ１０２）。そし
て、実画像位置から変換後画素位置を算出する（Ｓ１０
３）。すなわち、実画像の座標系の座標（ｘ，ｙ）と、
変換後の座標系の座標（ｘ′，ｙ′）の関係は、 ｘ′＝ｘcos θ＋ｙsin θ ｙ′＝−ｘsin θ＋ｙcos θ となっているため、係る座標変換を行うことにより簡単
に求められる。

【００４０】次いで、変換後画素位置から特徴量ブロッ
クを算出し、さらに現在処理中の画素が特徴量ブロック
か否か（さらには、どの特徴ブロックか）を判断し、検
索対象領域内の有効画素（図６（Ｂ）参照）であれは、
特徴量の計算、すなわち、処理中の画素が黒であれば、
対応する特徴量ブロックに１加算する処理を行った後、
対象ビットをインクリメントし、無効画素（図６（Ｂ）
参照）であればそのまま対象ビットをインクリメントす
る（Ｓ１０４〜１０７）。ここで、特徴量ブロックか否
かの判別並びにどの特徴量ブロックに属する画素かの判
定は、本例の場合は検索対象領域Ｒは１辺が６４画素の
正方形であるため、変換後の座標系における座標値
ｘ′，ｙ′の値が０〜６３の場合には、有効画素でそれ
以外は無効画素と判定できる。また、有効画素の場合に
は、その座標値からどの特徴量ブロックに含まれるかを
求める。すなちわ、例えば座標（ｘ′，ｙ′）のｘ′，
ｙ′がともに０〜７の範囲であれは、１番目の特徴量ブ
ロックであるというように、その座標値から簡単に求め
られる。

【００４１】そして、処理対象のビット数が８になるま
で上記ステップ１０３〜１０７を繰り返し行い、ビット
数が８になると、その画素は長方領域Ｔにおける次のバ
イトになることを意味するため、対象ビットを０に初期
化すると共に対象バイトをインクリメントする。そし
て、対象バイトが行の最後（図６の例では基点＋１２）
でなければ、ステップ１０３に戻りその対象バイトの０
〜７ビット分の画素に基づいて特徴量算出を行う。ま
た、対象バイトが行の最後の場合になったなら、次の行
の先頭バイトに移り、その行について上記と同様ステッ
プ１０３〜１１１の処理を行い特徴量算出を行う（Ｓ１
０８〜１１２）。これにより、すべての有効画素につい
ての特徴量抽出が終了するため、抽出された特徴量を次
段のファジィパターン用メモリ３０に書き込む。なお、
本例における特徴量は、各特徴量ブロック（８×８画
素）中に存在する黒画素の数である。

【００４２】そして、上記処理を行う具体的な構成とし
ては、図８，図９に示すハードウエアにより実行され
る。まず、各ＲＯＭには、１２８の分解能に応じたそれ
ぞれ９０度分のcos θ，sin θの値が格納されている。
すなわち、変換後の座標（ｘ′，ｙ′）と変換前の座標
（ｘ，ｙ）の関係をθの値（象限）にわけて説明する
と、下記のようになっている。

【００４３】０＜θ＜π／２ ｘ′＝ｘcos θ′＋ｙsin θ′ ｙ′＝−ｘsin θ′＋ｙcos θ′ θ′＝θ π／２＜θ＜π ｘ′＝−ｘcos θ′＋ｙsin θ′ ｙ′＝−ｘsin θ′−ｙcos θ′ θ′＝θ−π／２ π＜θ＜３π／２ ｘ′＝−ｘcos θ′−ｙsin θ′ ｙ′＝ｘsin θ′−ｙcos θ′ θ′＝θ−π ３π／２＜θ＜２π ｘ′＝ｘcos θ′−ｙsin θ′ ｙ′＝ｘsin θ′＋ｙcos θ′ θ′＝θ−３π／２ そして、

【００４４】

【数１】 cos θ＝−sin （θ−π／２）＝−cos （θ−π）＝sin （θ−３π／２） sin θ＝cos （θ−π／２）＝−sin （θ−π）＝−cos （θ−３π／２） であるため、０〜π／２までのcos θ，sin θの値を用
意しておけば、必要に応じてその値に負数をつけること
により０〜２πまでのｘ′，ｙ′を求めることができる
からである。

【００４５】したがって、図８に示すように、各ＲＯＭ
に対して変換前の対象画素の座標値並びにθの下位５ビ
ット（０〜９０度分に相当（上位２ビットが象限を表
す））を入力することにより、それをアドレスとして対
応するｘcos θ，ｘsin θ，ｙcos θ，ｙsin θが出力
される。よって、それら出力された各値を適宜加減算す
ることにより変換後の座標が求まるのであるが、本例で
は、さらに、ｘ方向隣の画素の変換後座標値を次々と求
めるべく、Ｄ−ＦＦとＡｄｄｅｒ１とにより構成される
回路により、対象画素の隣の画素に基づく（ｘ＋ｎ）co
s θ，（ｘ＋ｎ）sin θにおけるｎ（ｎ＝０〜７）を求
め（より厳密にはｎcos θ，ｎsin θを求めている）、
それをＡｄｄｅｒ２を用いて上記出力であるｘcos θ，
ｘsin θに加えることにより、算出する。そして、その
算出結果を４入力１出力の各マルチプレクサ（４−１Ｍ
ＰＸ）に入力する。さらに、上記した−cos θ，−sin
θを求めるべく、上記Ａｄｄｅｒ２の出力をＩｎｖｅｒ
ｔを介して上記４−１ＭＰＸに入力するようになってい
る。

【００４６】さらに、上記４−１ＭＰＸの出力は、そこ
に与えられるθの上位２ビットにより選択され、その４
−１ＭＰＸの出力をＡｄｄｅｒ３を用いて加算処理する
ことにより、それぞれ変換後の座標（ｘ′，ｙ′）が求
められるようになっている。すなわち、上記したごとく
θの上位２ビットは、象限を示しているため、上記した
象限に対応する変換式になるように、選択・出力される
のである。

【００４７】そして、その様にして求められた変換後の
座標データ（ｘ′，ｙ′）が、図９に示す回路に入力さ
れるようになっている。すなわち、図９は、特徴量算出
回路を構成しており、本例では特徴量ブロックが６４個
あるため、かかる回路も６４個設け、それら各回路には
上記した図８の回路の出力が並列的に入力されるように
なっている。

【００４８】そして、入力された変換後の座標（ｘ′，
ｙ′）は、Ａｄｄｒｅｓｓ Ｍａｔｃｈｉｎｇにより、
該当する座標があるか無いかが判断され、ある場合（そ
の特徴量ブロック内の座標である）には、それがエッジ
の時にはカウンタが１カウントアップする。これによ
り、有効画素であれば、いずれか１つの特徴量算出回路
のＡｄｄｒｅｓｓ Ｍａｔｃｈｉｎｇに一致し、無効画
素であればすべての特徴量算出回路のＡｄｄｒｅｓｓ
Ｍａｔｃｈｉｎｇに一致しないことになる。そして、各
カウンタのカウント値が、対応する特徴量ブロックの特
徴量となり、上記したごとく次段のマッチング手段３に
向けて出力されるようになっている。上記したごとく、
特定パターン切り出し手段２は、ゲート回路等のハード
ウエアにより構成されるため、非常に高速な処理が可能
となり、座標変換・特徴量算出がリアルタイムで行われ
る。

【００４９】次に、特定パターンマッチング手段３につ
いて説明する。特定パターン切り出し手段２からファジ
ィパターン用メモリ３０に格納された、抽出された１つ
の候補パターンについての有効画素領域中の特徴量デー
タが、正規化部３１に送られ、そこにおいて濃度補正，
平均値の補正その他の各種処理を行い、次段のファジィ
推論を行うための入力データを作成する。そして、この
ようにして作成された推論の入力値データを、次段のフ
ァジィ推論部（ＦＰ−５０００：オムロン株式会社製フ
ァジィチップ）３３に送り、そこにおいて、メモリ３４
に格納されたルールやメンバシップ関数等のファジィ知
識に基づいて、推論処理をし、与えられた画像データ
が、予め設定された特定パターンとの類似度が判断され
る。そして、係る推論結果が複写機本体に向けて出力さ
れる。そして、複写機本体側では、その適合度がある閾
値を越えたら紙幣等の複写禁止物と判断して偽造防止の
所定の処理（複写禁止，全体に黒画面で出力等）をする
ようになっている。なお、係る紙幣等の複写禁止物（特
定パターン）であるか否かの判断も画像処理装置側で行
い、その判定結果（停止信号等）を出力するようにして
もよい。また、認識（類似度を求める）処理は、必ずし
も上記したファジィパターンマッチングを用いる必要は
なく、種々の手法をとることができる。

【００５０】なお、上記した例では、特定パターンが、
なす角が９０度のコーナーを含むものであるため、レジ
スタバッファ並びに所定の論理回路で検出するものも直
線でしかもなす角が９０度としたが、本発明はこれに限
られるものではなく、例えばなす角が９０度以外の所定
角度でもよいのはもちろんで、検出対象も直線に限るこ
となく、円・曲線等種々の形状のものでもよい。但しそ
の場合には、かかる形状に応じてマスクを設定すること
である。

【００５１】図１０，図１１は、実際に複写機に上記装
置を組み込んだ例を示している。図示するように、原稿
台５０上に載置された原稿５１にランプ５２から出射さ
れた光の反射光を光学系５３を介してイメージセンサで
あるＣＣＤ５４にて原稿の画像を読み取る。なお、ラン
プ５２並びに光学系５３を構成する平面鏡等は所定速度
で移動してスキャンしていき、原稿５１の所定部位をＣ
ＣＤ５４にて逐次読み取り、信号処理部５５に画像デー
タ（Ｒ・Ｇ・Ｂ）を送るようになっている。

【００５２】この信号処理部５５は、図１０に示すよう
に、通常の色処理回路５６と、上記した本発明に係る画
像処理装置５７が実装され、上記画像データが、色処理
回路５６と画像処理装置５７に並列に送られるようにな
っている。そして、色処理回路５６では、マゼンタ
（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）並びにブラック
（Ｂｋ）の各成分に分解し、印刷手段５８に出力する。
そして、実際には４回スキャンし、１回のスキャンにと
もない上記４つの成分（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ）のうち一つ
の成分を印刷手段５８の入力側に配置されたレーザドラ
イバ５９に出力し、レーザ光を感光ドラム６０の所定位
置に照射するようになっている。そして、４回のスキャ
ン終了後、コピー紙に対して複写処理を行い複写物６１
を出力するようになっている。なお、具体的な複写処理
をする機構については従来のものと同様であるため、そ
の説明は省略する。

【００５３】一方、画像処理装置５７では、上記色処理
回路５６における信号処理を行っている間にそれと平行
して上記した処理を行い読み取り最中の画像データ中の
パターンの特定（基準）パターンに対する類似度を求
め、その読み取り処理中の原稿５１が、紙幣等の複写禁
止物の場合には、上記レーザドライバ５９の出力を停止
する制御信号を発したり、或いは、色処理回路５６に対
し制御信号を送り、例えば複写画面全面を黒画像にする
等種々の複写禁止処理を行うようになる。

【００５４】なお、本例では、１回のスキャンによりリ
アルタイムで判定処理が行えるため、搭載した複写機が
１回スキャン方式のものでも対応することができる。そ
して、紙幣全体ではなくその一部の特定パターン部位を
検出し、パターンマッチングを行うため、各種の記憶容
量も少なくて済み、たとえ上記のように多種類の偽造防
止に対応するようにしても全体としてはさほど大きなメ
モリ容量は不要となる。

【００５５】なおまた、上記した実施例では複写機に適
用するものについて説明したが、本発明はこれに限るこ
とはなく、例えばカラープリンター，ＦＡＸ，通信伝送
装置その他種々の装置に適用できるのはもちろんであ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る画像処理装
置及びそれを用いた複写機では、複写（印刷）禁止物等
の全体（外形状）の大きさに関係なく、その物体の一部
に有する特定パターンに着目し、その特定パターンを有
するか否かにより検出を行うため、使用するメモリ容量
が少なくて済み、コスト安となる。しかも、１回のスキ
ャンによって特定パターンの検知からその類似度判定ま
でリアルタイムで行えるため、１回スキャン方式の複写
機等においても見落としなく高い認識率が得られる。そ
して、各種の処理は、エッジ抽出して得られた平面状の
線情報に基づいて各種処理を行い認識されるため、面情
報の場合に比し、チェックする画像データ・範囲が削減
でき、処理速度をより高速にすることができ、装置並び
に使用するメモリ容量の小型化が図れる。

【００５７】さらに、平面の画像をレジスタバッファ上
に展開し、論理回路によるハードウエアで検出処理が行
われるようにした場合には、メモリをその都度アクセス
することにより、上記効果はよりいっそうのものとな
る。そして、画像の読み取り速度に対して、認識処理を
リアルタイムで追従できるようになり、検知した候補デ
ータを一時的に保持する退避バッファ的なメモリが不要
となり、メモリ容量をより削減できる。

【００５８】しかも、検知する際に、与えられた画像を
ぼかし、そのぼかした画像（パターン）に基づいて各種
処理を行うようにした場合には、位置ずれや汚れ，読取
り誤差等にも強く高速にかつ確実に特定パターンを有す
る画像データを抽出することができる。

【００５９】そして、係る画像処理装置を複写機に実装
することにより、紙幣，有価証券等の複写禁止物に対
し、確実にその複写物の出力を禁止する（複写自体を行
わない，原稿（複写禁止物）と異なる画像を複写・出力
する等）ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置の一実施例を示すブ
ロック構成図である。

【図２】直線マスクの一例を示す図である。

【図３】平面の画像情報が展開されるレジスタバッファ
及び、そのレジスタバッファへデータを書き込む手段の
一例を示す図である。

【図４】直線を検知するための回路の一例を示す図であ
る。

【図５】検知した２本の直線が直交するか否かを判定す
る回路の一例を示す図である。

【図６】パターンを切り出す手段の作用を説明する図で
ある。

【図７】そのフローチャート図である。

【図８】それを実行するためのハードウエアの一構成例
の一部を示す図である。

【図９】それを実行するためのハードウエアの一構成例
の残部を示す図である。

【図１０】本発明に係る複写機の一例を示す図である。

【図１１】本発明に係る複写機の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 特定パターン検知手段 ２ 特定パターン切り出し手段 ３ 特定パターンマッチング手段（類似度を算出する手
段） １０ 平均化処理部 １３ エッジ抽出フィルタ １５ 角候補粗検索・位置決め部（レジスタバッファ
等）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−210591（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−118859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−122336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−15336（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−98580（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 G06T 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主走査方向に１ライン分毎に与えられる
   画像情報中に基づき、物体の一部に有する特定パターン
   らしきパターンを検知する手段と、その検知したパター
   ンを前記画像情報から切り出す手段と、予め設定してお
   いた基準パターンと前記切り出したパターンの類似度を
   演算する手段とを備え、 前記検知する手段が、与えられた画像情報に対し、解像
   度を低下させてぼかした画像を形成する手段と、そのぼ
   かした画像に対してエッジを抽出するエッジ抽出手段
   と、そのエッジ抽出手段で抽出されたエッジの形状から
   前記特定パターンらしきパターンの位置を検知する検知
   手段を有し、 前記検知手段は、前記抽出されたエッジを構成する画素
   か否かの２値情報を保持するレジスタバッファと、前記
   レジスタバッファの各出力に接続され前記特定パターン
   らしきパターン検出用の所定の論理回路とを備えるとと
   もに、前記レジスタバッファは、前記特定パターンらし
   きパターンの全体を保持可能な複数ライン分の記憶容量
   をもち、 前記切り出す手段は、前記エッジ抽出手段で抽出された
   画像データを受け取るとともに、前記検知手段で検知さ
   れた位置に基づいて、その受け取った画像データ中の有
   効画素領域を抽出するようにしたことを特徴とする画像
   処理装置。
2. 【請求項２】 少なくとも原稿を読み取る手段と、その
   読み取る手段に接続され、その読み取った画像データを
   印刷するための信号に変換する色信号変換手段と、その
   色信号変換手段からの出力を受け、所定の印刷処理を行
   う印刷手段とを備えた複写機において、前記請求項１に
   示す画像処理装置を搭載するとともに、前記原稿を読み
   取る手段から出力される画像データを前記色信号変換手
   段と並列に前記画像処理装置に入力させ、かつ、前記画
   像処理装置は、複写処理中の物体が、紙幣等の予め登録
   した所定の物体か否かを判断し、少なくとも前記所定の
   物体と判断した時には前記複写機の所定の処理手段に対
   し制御信号を送り、複写を抑制するようにしたことを特
   徴とする複写機。