WO2022210372A1 - 重送検知装置及び重送検知方法 - Google Patents

重送検知装置及び重送検知方法 Download PDF

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WO2022210372A1
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利彦 番匠谷
良 池本
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グローリー株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a multi-feed detection device, a multi-feed detection method, and a multi-feed detection program.
  • an optical double feed detection sensor having a light emitting element and a light receiving element arranged with a conveying portion interposed therebetween is provided, and when the amount of light received by the light receiving element during light emission from the light emitting element decreases, A technique is disclosed for detecting whether one banknote is being conveyed, two banknotes are being overlapped and conveyed, or three or more banknotes are being overlapped and being conveyed.
  • the amount of light transmitted through a single banknote is smaller than that of a banknote that is not damaged. For this reason, it is difficult to accurately detect whether or not double feeding occurs in which two or more banknotes are conveyed in a state of being overlapped, simply by using the amount of light transmitted through the banknotes.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned current situation, and aims to provide a multi-feeding detection device, a multi-feeding detection method, and a multi-feeding detection program that can more accurately detect multi-feeding of paper sheets. is.
  • the multi-feed detection device includes a light source for irradiating light on paper sheets, and a light source for transmitting light through the paper sheets.
  • a light-receiving unit that receives light and reflected light reflected by paper sheets; transmitted output data that is output data related to the transmitted light and reflected output data that is output data related to the reflected light from the light-receiving unit and a control unit that acquires the above, and the control unit determines whether or not the sheets are multi-fed based on the transmission output data and the reflection output data.
  • the light receiving section may include a plurality of light receiving pixels, and the transmission output data is transmission image data including output data of the plurality of light receiving pixels.
  • the reflection output data may be reflection image data including output data of the plurality of light-receiving pixels, and the control section controls the unit pixel based on the transmission image data and the reflection image data. It may be determined whether or not the sheets are multi-fed each time, and based on the result of the determination, it may be determined whether or not the paper sheets are multi-fed.
  • control unit determines that the unit pixel of interest is multi-feeding, and the units around the unit pixel of interest are determined to be multi-feeding. If there are more than a predetermined number of pixels, it may be determined that the target unit pixel is multi-feed.
  • control section may determine whether or not each unit pixel is multi-feed based on a discrimination function.
  • the discrimination function is composed of one-sheet ticket data based on transmission image data and reflection image data of one fit ticket and two sheets of the fit ticket. It may be based on a function machine-learned using double-ticket data based on transmitted output data and reflected output data.
  • the mean and standard deviation of the output value distribution obtained as a result of inputting the two-sheet data to the machine-learned function are expressed as ⁇ and ⁇ , respectively.
  • the discriminant function may pass through positions ⁇ +k ⁇ (where k represents a coefficient greater than or equal to 1 and less than or equal to 3).
  • the light receiving section may receive the transmitted light and the reflected light with a single light receiving element.
  • the transmitted light and the reflected light may be light based on light of the same wavelength emitted from the light source. .
  • a double feeding detection method provides transmission output data, which is output data related to the transmitted light, from a light receiving unit that receives transmitted light that has been irradiated from a light source and transmitted through paper sheets.
  • the light receiving section may include a plurality of light receiving pixels, and the transmission output data is transmission image data including output data of the plurality of light receiving pixels.
  • the reflected output data may be reflected image data including output data of the plurality of light receiving pixels, and the step (C) includes, based on the transmitted image data and the reflected image data, It may include a step (C1) of determining whether or not there is a multi-feed for each unit pixel, and a step (C2) of determining whether or not the sheets are multi-fed based on the result of the determination. .
  • step (C1) it is determined that the target unit pixel is double-feeding, and the surrounding unit pixel of interest is determined to be double-feeding. If there are more unit pixels than a predetermined number, it may be determined that the target unit pixel is multi-feed.
  • the step (C1) may determine whether or not each unit pixel is double feeding based on a discrimination function.
  • the discrimination function is composed of one-sheet ticket data based on transmission image data and reflection image data of one fit sheet, and two sheets of the fit sheet. It may be based on a function machine-learned using double-ticket data based on transmitted output data and reflected output data.
  • the mean and standard deviation of the distribution of output values obtained as a result of inputting the two-sheet data to the machine-learned function are expressed as ⁇ and ⁇ , respectively.
  • the discriminant function may pass through positions ⁇ +k ⁇ (where k represents a coefficient greater than or equal to 1 and less than or equal to 3).
  • the light receiving section may receive the transmitted light and the reflected light with a single light receiving element.
  • the transmitted light and the reflected light may be light based on light of the same wavelength emitted from the light source.
  • a multi-feeding detection program is a multi-feeding detection program for detecting multi-feeding using a multi-feeding detection device, and is a multi-feeding detection program for detecting multi-feeding using a multi-feeding detection device.
  • the light receiving section may include a plurality of light receiving pixels
  • the transmission output data is transmission image data including output data of the plurality of light receiving pixels.
  • the reflected output data may be reflected image data including output data of the plurality of light receiving pixels, and the process (C) includes, based on the transmitted image data and the reflected image data, It may include a process (C1) for determining whether or not there is a multi-feed for each unit pixel, and a process (C2) for determining whether or not the sheets are multi-fed based on the result of the determination. .
  • the discrimination function is based on the transmission image data and the reflection image data of a single ticket of a genuine ticket, and two tickets of the correct ticket. It may be based on a function machine-learned using double-ticket data based on transmitted output data and reflected output data.
  • the average and standard deviation of the output value distribution obtained as a result of inputting the two-sheet data to the machine-learned function are expressed as ⁇ and ⁇ , respectively.
  • the discriminant function may pass through positions ⁇ +k ⁇ (where k represents a coefficient greater than or equal to 1 and less than or equal to 3).
  • the light receiving section may receive the transmitted light and the reflected light with a single light receiving element.
  • the transmitted light and the reflected light may be light based on light of the same wavelength emitted from the light source. .
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the multi-feeding detection device according to the first embodiment, and is a diagram of a banknote transport path as seen from the side.
  • 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a double feeding detection device according to Embodiment 1, and is a diagram viewed from an oblique direction;
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of a double feeding detection device according to Embodiment 1, and is a view of a banknote transport path as seen from above.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the multi-feeding detection device according to the first embodiment, and is a diagram of a banknote transport path as seen from the side.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing the appearance of an example of a paper sheet processing apparatus in which the double feeding detection device according to the second embodiment can be mounted;
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of the configuration of a double feeding detection device according to a second embodiment;
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the configuration of an optical line sensor included in the double feeding detection device according to the second embodiment;
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of the configuration of the multi-feed detection device according to the present embodiment, and is a view of the banknote transport path as seen from the side.
  • the multi-feed detection device 1 according to the present embodiment receives a light source 11 that irradiates light on the banknote BN, transmitted light that has passed through the banknote BN, and reflected light that has been reflected by the banknote BN.
  • Transmitted output data which is output data related to the transmitted light received by the light receiving unit 13, and reflected output data, which is output data related to the reflected light received by the light receiving unit 13, are acquired from the light receiving unit 13.
  • It is provided with a control unit 20, and can be used, for example, by being mounted on a paper sheet processing apparatus that processes banknotes.
  • the bill BN to be identified may be conveyed in the X direction within the XY plane.
  • the light source 11 irradiates the bill BN with light.
  • the light source 11 irradiates light on one main surface of the banknote BN (hereinafter referred to as side A) and the other main surface of the banknote BN (hereinafter referred to as side B).
  • side A main surface of the banknote BN
  • side B main surface of the banknote BN
  • a light source 11a provided on the side opposite to the light receiving section 13 with respect to the bill BN and a light source 11b provided on the same side as the light receiving section 13 with respect to the bill BN may be provided.
  • Transmitted light emitted from the light source 11 (11a) to the B surface of the banknote BN and transmitted through the banknote BN, and reflected light emitted from the light source 11 (11b) and reflected by the A surface of the banknote BN are respectively received by the light receiving unit 13. may be received at
  • the light emitted by the light source 11 may be light in a wavelength band including the peak wavelength and its neighboring wavelengths.
  • the type (wavelength) of light emitted from the light source 11 is not particularly limited, and includes visible light such as white light, red light, green light, and blue light, infrared light, and the like.
  • the light sources 11a and 11b may emit light of different wavelengths, or may emit light of the same wavelength (for example, green light or infrared light). In the latter case, the light sources 11a and 11b may emit light of the same wavelength at different timings. More specifically, the irradiation periods of light having the same wavelength emitted from the light sources 11a and 11b do not have to overlap each other.
  • the term “irradiation period” means a period from the start of light irradiation to the end of light irradiation.
  • the light receiving unit 13 receives light transmitted through the banknote BN and reflected light reflected by the banknote BN. That is, it can function as an optical sensor.
  • the light-receiving unit 13 receives light emitted from the light source 11 (11a) on the B surface of the banknote BN and transmitted through the banknote BN, reflected light emitted from the light source 11 (11b) and reflected by the A surface of the banknote BN, may be received respectively. That is, while the light source 11 (11a) irradiates light, the light receiving unit 13 emits light from the light source 11 (11b) and the transmitted light that has passed through the banknote BN when the light is applied to the surface B of the banknote BN.
  • the light receiving unit 13 can function as a sensor sensitive to at least the wavelength band of light transmitted through the banknote BN and the wavelength band of reflected light reflected by the banknote BN.
  • the light receiving unit 13 may output an electrical signal corresponding to the amount of received transmitted light as output data, or may output an electrical signal corresponding to the amount of received reflected light as output data.
  • the light-receiving unit 13 may include a light-receiving element, and the light-receiving element may receive transmitted light and convert it into an electrical signal corresponding to the amount of incident light, or may receive reflected light to determine the amount of incident light. , and the light receiving section 13 may output those electrical signals.
  • the term "light quantity” means a physical quantity proportional to the radiant intensity and incident time of incident light.
  • the light receiving unit 13 may receive the transmitted light transmitted through the banknote BN and the reflected light reflected by the banknote BN with the same light receiving element. As a result, it is possible to determine whether or not the banknotes BN are double-fed based on the light transmitted and reflected at approximately the same position of the banknotes BN, so that the double-feeding of the banknotes BN can be detected more accurately. be able to.
  • the transmitted light transmitted through the banknote BN and the reflected light reflected by the banknote BN, which are received by the light receiving unit 13 may be light based on light of the same wavelength emitted from the light source 11 .
  • the transmitted light and the reflected light received by the light receiving unit 13 may be the lights of the same wavelength emitted by the light sources 11a and 11b transmitted and reflected by the bill BN, respectively.
  • the light receiving unit 13 may receive the transmitted light that has passed through the banknote BN and the reflected light that has been reflected by the banknote BN at different timings. More specifically, the light receiving period for transmitted light and the light receiving period for reflected light need not overlap each other.
  • the "light receiving period" means a period from the start of light reception to the end of light reception. It may be at the end of exposure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the double feeding detection device according to the present embodiment, and is a diagram viewed from an oblique direction.
  • the light source 11 and the light receiving section 13 may constitute an optical line sensor 14 extending in the Y direction.
  • the Y direction corresponds to the main scanning direction of the optical line sensor 14
  • the X direction corresponds to the sub scanning direction of the optical line sensor 14 .
  • the light source 11 (light sources 11a and 11b) may irradiate light in a straight line extending in the Y direction.
  • the light-receiving unit 13 may include a plurality of light-receiving elements (light-receiving pixels) arranged in a row in the Y direction, and may constitute a linear image sensor.
  • the lengths of the light source 11 (the light sources 11a and 11b) and the light receiving section 13 in the Y direction (main scanning direction) may be longer than the length of the bill BN in the Y direction.
  • the light source 11 (the light sources 11a and 11b) may linearly irradiate the banknote BN in the Y direction, and the light receiving unit 13 may receive the light transmitted or reflected in the banknote BN in the entire Y direction. That is, the light receiving section 13 may output electrical signals corresponding to the amount of incident light in a plurality of channels (rows) corresponding to a plurality of light receiving elements (positions in the Y direction).
  • a channel (column) is a number assigned to the light receiving elements in order in the Y direction.
  • the light receiving section 13 may output, as output data, line data, which is data relating to light received simultaneously in each channel. While conveying the banknote BN in the X direction (sub-scanning direction), the irradiation of light by the light source 11 (11a, 11b) and the reception of light by the light receiving unit 13 are repeated, thereby reflecting the entire surface A of the banknote BN. You may acquire data related to
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the configuration of the multi-feed detection device according to the present embodiment, and is a view of the banknote transport path as seen from above.
  • the light source 11 (each of the light sources 11a and 11b) may include a light guide 15 and light emitting elements 17 facing two end faces 15a of the light guide 15.
  • the bill BN may be irradiated with light through the light body 15 .
  • the light guide 15 is a transparent rod-shaped optical member that guides the light from the light emitting element 17 and irradiates linear light toward the banknotes BN to be irradiated. Linearize the light.
  • the light emitting element 17 is an element that emits light toward the opposing end surface 15a, and for example, an LED (Light Emitting Diode) can be used.
  • a plurality of light emitting elements 17 may be provided for the corresponding end surfaces. Further, the light emitting element 17 may be arranged to face only one of the two end surfaces 15 a of each light guide 15 .
  • Each light-receiving pixel of the light-receiving unit 13 may include a light-receiving element having sensitivity over a plurality of different wavelength bands, or may include a plurality of types of light-receiving elements that selectively receive light in different wavelength bands.
  • the light source 11 may sequentially irradiate the banknote BN with light of a plurality of wavelengths, and the light receiving section 13 may receive the light of each wavelength in accordance with the irradiation timing of the light of each wavelength.
  • the light source 11 may simultaneously irradiate the banknote BN with light of multiple wavelengths, and the light receiving section 13 may receive light of multiple wavelengths using multiple types of light receiving elements.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the multi-feeding detection device according to the present embodiment, and is a view of the banknote transport path as seen from the side.
  • the light-receiving unit 13 receives reflected light emitted from the light source 11 (11b) and reflected by the A side of the banknote BN, and reflected light emitted from the light source 11 (11a) and reflected by the B side of the banknote BN. reflected light and , may be received respectively.
  • the light receiving unit 13 may have a light receiving unit 13a provided on the same side of the bill BN as the light source 11b, and a light receiving unit 13b provided on the same side of the bill BN as the light source 11a. .
  • the light-receiving unit 13a emits light emitted to the surface B of the banknote BN and transmitted through the banknote BN, while the light source 11 (11b) emits light.
  • the light and the light reflected by the A surface of the banknote BN may be received.
  • the light receiving section 13b may receive the light reflected by the surface B of the bill BN.
  • the reflected light reflected by the A surface of the banknote BN received by the light receiving unit 13a and the reflected light reflected by the B surface of the banknote BN received by the light receiving unit 13b may be light based on light of the same wavelength. good.
  • the reflected lights reflected by the A and B surfaces of the banknote BN received by the light receiving units 13a and 13b are the light beams of the same wavelength emitted by the light sources 11b and 11a on the A and B surfaces of the banknote BN, respectively. It may be reflected light.
  • the light source 11a may separately have a light source for transmitted light that transmits the banknote BN and a light source for reflected light that is reflected by the surface B of the banknote BN. may be arranged side by side in the conveying direction.
  • the light source 11 and the light receiving section 13 may constitute an optical line sensor 14 extending in the Y direction, as shown in FIGS. That is, the light-receiving section 13b may include a plurality of light-receiving elements (light-receiving pixels) arranged in a line in the Y direction, and may constitute a linear image sensor. Also, the length of the light receiving portion 13b in the Y direction (main scanning direction) may be longer than the length of the bill BN in the Y direction.
  • the light source 11a may linearly irradiate the entire Y direction of the B surface of the banknote BN, and the light receiving unit 13b may receive the light reflected in the entire Y direction of the B surface of the banknote BN. That is, the light receiving section 13b may output electrical signals corresponding to the amount of incident light in a plurality of channels (rows) corresponding to a plurality of light receiving elements (positions in the Y direction). At this time, the light receiving section 13b may output, as the output data, line data, which is data relating to light received simultaneously in each channel.
  • the irradiation of light by the light source 11a and the reception of light by the light receiving unit 13b are repeated to acquire data related to the reflected light of the entire surface B of the banknote BN.
  • the control unit 20 performs processing for acquiring output data from the light receiving unit 13 . More specifically, from the light receiving unit 13, transmitted output data, which is output data related to transmitted light received by the light receiving unit 13, and reflected output data, which is output data related to reflected light received by the light receiving unit 13, are acquired. . That is, data corresponding to the amount of transmitted light received by the light receiving section 13 (transmission output data) and data corresponding to the amount of reflected light received by the light receiving section 13 (reflection output data) are obtained.
  • the output data of the light receiving unit 13 acquired by the control unit 20 may be digitized. Further, the control unit 20 may acquire, as reflected output data, reflected output data related to light reflected by the A side of the banknote BN and output data related to light reflected by the B side of the banknote BN.
  • the light-receiving section 13 may include a plurality of light-receiving pixels (light-receiving elements) as described above. may be obtained, and reflection image data including output data of a plurality of light receiving pixels may be obtained as the reflection output data.
  • the transmission image data and the reflection image data are image data of the banknote BN based on light transmitted through the banknote BN and image data of the banknote BN based on light reflected by the banknote BN, respectively.
  • the control unit 20 may acquire image data of the entire banknote BN as the transmission image data and the reflection image data. That is, transmission image data of the entire banknote BN and reflection image data of the entire banknote BN may be acquired.
  • the control unit 20 may acquire, as reflection image data, reflection image data of the A side (or the entirety) of the banknote BN and reflection image data of the B side (or the entirety) of the banknote BN.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing image data of the entire bill.
  • the image data (transmissive image data or reflected image data) of the entire banknote BN is data (two-dimensional data) obtained by imaging the entire banknote BN, and as shown in FIG. It may be composed of a plurality of pixels Pix arranged in a matrix in the sub-scanning direction).
  • the address of each pixel Pix may be specified by the channel (column) of the light receiving section 13 corresponding to the position in the Y direction and the line (row) corresponding to the position in the X direction.
  • a line (row) is a number assigned in order to line data sequentially output from the light receiving unit 13 .
  • the control unit 20 may be a controller that controls each unit of the multi-feeding detection device 1.
  • the control unit 20 includes programs for realizing various processes, including a multi-feeding detection program, and a CPU (Central CPU) that executes the programs.
  • Processing Unit and various hardware (for example, FPGA (Field Programmable Gate Array)) controlled by the CPU.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the control unit 20 performs a process of determining whether or not the banknotes BN are being multi-fed (hereinafter sometimes referred to as a multi-feed determination process). I do.
  • this multi-feed determination process it is determined whether or not the banknote BNs are multi-fed based on not only the transmission output data but also the reflection output data. It is possible to reduce erroneous detection that it is detected by mistake. Therefore, double feeding of bills BN can be detected more accurately.
  • multiple feeding means that two or more paper sheets are conveyed in an overlapping state. That is, the control unit 20 may determine whether a single banknote BN is being conveyed or whether two or more banknotes BN are being conveyed in an overlapping state in the multi-feeding determination process.
  • the degree of overlapping of two or more paper sheets is not particularly limited. The contours of the paper sheets may be the same), or they may be overlapped in a state where a single ticket portion exists (for example, two or more paper sheets may be shifted and overlapped).
  • the control unit 20 performs a process of determining whether each unit pixel is multi-feed based on the transmission image data and the reflection image data (hereinafter, may be referred to as a pixel determination process), and a pixel determination process. Based on the result of the process, a process of determining whether or not the banknotes BN are being multi-fed (hereinafter sometimes referred to as an evaluation process) may also be performed. As a result, it is possible to evaluate whether or not the bills are double-fed without being affected by the pattern of the banknotes BN. Therefore, it is possible to detect double feeding of the banknotes BN even before the type (denomination) of the banknotes BN is determined.
  • a “unit pixel” means one pixel forming image data, or a predetermined number (an integer equal to or greater than 2) of continuous (adjacent) pixels forming image data.
  • the “predetermined number of consecutive pixels” may be pixels of n rows ⁇ n columns (where n is an integer equal to or greater than 2).
  • the resolution of the transmitted image data and the reflected image data used by the control unit 20 in the pixel determination process may be the same as or different from the resolution of the output data of the light receiving unit 13.
  • the resolution in the Y direction may be different. It may be lower in the (main scanning direction) and the X direction (sub-scanning direction).
  • control unit 20 determines whether each unit pixel constituting the image data of the banknotes BN corresponds to the pixel of the image data of the multi-fed banknotes BN. may be determined.
  • a unit pixel determined to be multi-feed may be referred to as "two-sheet pixel", and a unit pixel not determined to be multi-feed may be referred to as "single-sheet pixel”.
  • control unit 20 may determine whether or not there is multifeed for each unit pixel based on the transmission image data of the entire banknote BN and the reflection image data of the entire banknote BN.
  • the control unit 20 may use the reflected image data of the A side of the banknote BN and the reflected image data of the B side of the banknote BN as the reflected image data.
  • Double-sided reflected image data which is data obtained by summing the reflected image data and the reflected image data of the B side of the banknote BN, may be used.
  • the pixel value of the reflected image data of the A side of the banknote BN and the pixel value of the reflected image data of the B side of the banknote BN are converted into corresponding unit pixels (addresses are Data obtained by summing the same unit pixels) may be used.
  • the pixel value of the unit pixel may be, for example, the average value of the pixel values of the predetermined number of consecutive pixels, or the pixel value of the predetermined number of consecutive pixels. It may be an integral value (sum value) of pixel values.
  • the "pixel value” represents luminance information (degree of brightness or density) of the pixel, and can be expressed by a predetermined gradation (for example, 256 gradations).
  • control unit 20 uses multiplication data obtained by multiplying the transmission image data and the reflection image data, in addition to the transmission image data and the reflection image data, to determine whether multi-feeding is performed for each unit pixel. It may be determined whether As a result, the performance of separating two pixels and one pixel can be improved. Therefore, it is possible to further improve the detection accuracy of double feeding of banknotes BN.
  • the multiplication data data obtained by multiplying the pixel value of the transmission image data and the pixel value of the reflection image data by corresponding unit pixels (unit pixels having the same address) may be used.
  • data obtained by multiplying the pixel value of the transmission image data and the pixel value of the double-sided reflection image data by corresponding unit pixels (unit pixels having the same address) may be used.
  • the control unit 20 determines that the unit pixel of interest is multi-feed (hereinafter, this determination process may be referred to as first determination process), and the unit pixel of interest is surrounded by If there are more than a predetermined number of unit pixels judged to be multi-feeding, it may be judged that the target unit pixel is multi-feeding (hereinafter, this judgment processing may be referred to as second judgment processing). . Since the portion where the banknotes BN are multi-fed generally has a certain area, the above configuration can prevent erroneous determination that a very small area (for example, one unit pixel) is multi-fed.
  • the control unit 20 selects the unit pixel of interest. It may be determined that there is no double feed.
  • the control unit 20 sets the unit pixel at the center of the unit pixels of 3 rows ⁇ 3 columns as the target unit pixel (2, 2), and determines the unit pixel (2, 2) in the first determination process. is determined to be multi-feeding, and it is determined in the second determination process that the unit pixels exceeding a predetermined number of the eight unit pixels surrounding the unit pixel (2, 2) are multi-feeding, It is determined that the unit pixel (2, 2) is multi-feeding, and in the second determination process, it is determined that a predetermined number or less of the eight unit pixels surrounding the unit pixel (2, 2) are multi-feeding. If so, it may be determined that the unit pixel (2, 2) is not multi-fed.
  • the predetermined number is not particularly limited and can be set as appropriate, and may be 3 or 4, for example.
  • the first determination process may be performed based on an identification function to be described later, and the second determination process has a filter size of m ⁇ m (where m is an integer of 2 or more, such as 3), and It may be implemented based on a convolution process of filters with all-one kernel values.
  • the control unit 20 first determines whether or not there is multi-feeding for each unit pixel based on the transmission image data and the reflection image data. The connectivity of the unit pixels is further confirmed, and if the predetermined criteria are satisfied, the unit pixels are determined as two pixels as they are, and if the criteria are not satisfied, the unit pixels are determined again as single pixels. good.
  • control unit 20 may determine whether or not each unit pixel is multi-feed based on the identification function in the pixel determination process (which may be the first determination process). This makes it possible to detect double feeding of the banknotes BN regardless of the type (denomination) of the banknotes BN.
  • control unit 20 inputs the transmission image data and the reflection image data as feature amounts to the identification function, and determines whether or not each unit pixel is multi-feed based on the output of the identification function. good.
  • the pixel value x T i,j of the transmission image data and the pixel value x R i,j of the reflection image data may be input to the discrimination function.
  • i and j are numbers indicating the line (row) and channel (column) of the target unit pixel, respectively.
  • Double-sided reflection image data may be used as the reflection image data input to the discrimination function.
  • the pixel value x RA i,j of the reflected image data of the A side of the banknote BN and the pixel value x RB i,j of the reflected image data of the B side of the banknote BN are summed up for the corresponding unit pixels.
  • the value (x RA i,j +x RB i,j ) may be input to the discriminant function.
  • multiplication data may be further used as the feature amount to be input to the discriminant function. That is, transmission image data, reflection image data, and multiplication data may be input to the discrimination function. For example, a value obtained by multiplying a pixel value x T i,j of transmission image data and a pixel value x R i,j of reflection image data by corresponding unit pixels (x T i,j ⁇ x R i,j ) may also be input to the discriminant function.
  • double-sided reflection image data may be used as the reflection image data.
  • a value ( x T i , j * (x RA i,j +x RB i,j )) may also be input to the discriminant function.
  • the discriminant function uses single ticket data based on transmission image data and reflection image data of one fit ticket and double ticket data based on transmission output data and reflection output data of two fit tickets. It may be based on a function machine-learned by In general, it is difficult to obtain a large number of damaged bills, but according to the above configuration, even if a sufficient number of damaged bills cannot be secured, one sheet of teacher data based on fit bills can be obtained.
  • a discriminant function can be generated using the ticket data and the double ticket data.
  • single ticket data is data including transmission image data and reflection image data obtained by simply conveying only one fit ticket
  • double ticket data is data for correct This data includes transmission image data and reflection image data obtained by conveying two stacked tickets.
  • double ticket data since there are two sheets of paper, it is of course difficult for light to pass through, and the amount of transmitted light is reduced. A decrease in the amount of transmitted light means an increase in the amount of reflected light.
  • pixels corresponding to clear windows (transparent portions), holograms, etc. may be excluded as outliers.
  • pixels with extremely low transmission output may be excluded.
  • the single-ticket data is two-dimensional data in which two variables are the pixel value of the transmission image data and the pixel value of the reflection image data of the one-fit ticket (however, pixel values of unit pixels having the same address).
  • the two-ticket data is two-dimensional data in which two variables are the pixel value of the transmitted image data and the pixel value of the reflected image data of two fit bills (however, pixel values of unit pixels having the same address).
  • Discriminant analysis can be used to generate the discriminant function.
  • the reflection image data of the side A of the fit one-sheet ticket is used as the reflection image data of the one-sheet ticket data and the two-sheet ticket data in machine learning as well.
  • Data composed of a sum value obtained by summing the pixel value of the data and the pixel value of the reflection image data of the surface B of the double ticket for corresponding unit pixels may be used.
  • the one-sheet ticket data and the two-sheet ticket data are obtained by using the pixel value of the transparent image data of the one-sheet ticket of the fit ticket and the relevant
  • the pixel values of the transmission image data of two fit tickets It may include data consisting of a value obtained by multiplying the pixel value of the reflection image data (or double-sided reflection image data) of the two tickets by the corresponding unit pixels.
  • the function obtained by machine learning using the single-ticket data and the double-ticket data is the function that best separates the fit single-ticket and the two-ticket. Therefore, it is required to separate the damaged bill and the fit bill. Therefore, it is also possible to calculate a function just enough to separate two fit bills and use it as the discrimination function. That is, in the distribution of the two-ticket data, only the distribution on the one-ticket data side may be considered, and the distribution farther from the one-ticket data may not be considered.
  • the average and standard deviation of the distribution of the output values obtained as a result of inputting the two-ticket data into the machine-learned function are represented by ⁇ and ⁇ respectively, ⁇ + k ⁇ ⁇ (k is 1
  • the constant term w0 of the machine-learned function may be changed to pass through the positions of . That is, the discriminant function may pass through the position of ⁇ + k ⁇ ⁇ , or may be the machine-learned function with the constant term w 0 changed so as to pass through the position of ⁇ + k ⁇ ⁇ . .
  • the discrimination function is closer to the double-ticket data than the single-ticket data, so that the possibility of erroneously detecting the single-ticket as the double-ticket can be reduced.
  • control unit 20 may calculate the sum of the two pixels determined in the pixel determination process and compare the calculated sum with a predetermined threshold. Then, based on the result of the comparison, it may be determined whether or not the banknotes BN are being multi-fed. For example, if the sum of two pixels exceeds the threshold, it is determined that the banknotes BN are multi-fed. banknotes BN are conveyed).
  • control unit 20 may determine whether or not the banknotes BN are multi-fed based on the following equations (1) to (6).
  • N is a threshold value, and if ⁇ is N or less, it is determined that the banknotes BN are not multi-fed, and if ⁇ exceeds N, it is determined that the banknotes BN are multi-fed. .
  • ⁇ is an evaluation value
  • the sum of P′i ,j of unit pixels of all lines (LN) and all channels (CH) is calculated.
  • Equation (2) and (3) P′ i,j is the convolution result for the connectivity of two pixels, n is the threshold of the convolution result, and the convolution result exceeds n.
  • the result of equation (4) it is determined as two pixels as it is, and if the result of the convolution processing does not exceed n, it is determined again as one pixel without adopting the result of equation (4).
  • P i,j is the result of the discriminant function ⁇ (x i,j )
  • c is the classification score threshold, which is the output of the discriminant function
  • the classification score is c If the classification score exceeds c, it is determined as a double pixel, and if the classification score does not exceed c, it is determined as a single pixel.
  • the discriminant function is represented by ⁇ (x i,j ), and a two-dimensional feature quantity is input as shown in Equation (6).
  • ⁇ (w 0 to w 2 ) is a coefficient vector (weight) obtained as a result of machine learning.
  • w 0 is a value obtained by changing the constant term of the function obtained as a result of machine learning so that the discriminant function passes through the position of the mean +2 ⁇ of the distribution of the double-note data.
  • w 1 to w 2 are the values themselves obtained as a result of machine learning.
  • Equation (6) is the feature of the unit pixel i,j (i and j are numbers indicating the line (row) and channel (column) of the target unit pixel, respectively) is a quantity vector.
  • x T i,j is the pixel value associated with the transmission image data at the target unit pixel i,j
  • x R i,j is the pixel value associated with the reflection image data at the target unit pixel i,j . value.
  • the discriminant function is represented by a linear discriminant formula.
  • the control unit 20 may use the following formula (6′) instead of the above formula (6) in the multi-feed determination process.
  • x RA i,j is a pixel value related to the reflected image data of side A of the banknote BN at the target unit pixel i,j
  • x RB i,j is the target unit pixel i,j is a pixel value related to the reflected image data of the B side of the banknote BN in .
  • the discriminant function is represented by a linear discriminant formula with double-sided reflection image data input as feature amounts.
  • control unit 20 may use the following equations (5′) and (6′′) instead of the above equations (5) and (6) in the double feeding determination process.
  • Equation (5′) ⁇ (w 0 to w 3 ) is a coefficient vector (weight) obtained as a result of machine learning as in Equation (5) (however, w 0 is a coefficient vector obtained as a result of machine learning). (with the constant term of the function changed).
  • the discriminant function is expressed by a non-linear model extension of the linear discriminant equation, with input of three-dimensional feature quantities including multiplication data.
  • control unit 20 may use the above formula (5′) and the following formula (6′′′) instead of the above formulas (5) and (6) in the multi-feed determination process.
  • the discriminant function is expressed by a non-linear model extension of the linear discriminant equation, with input of three-dimensional feature quantities including double-sided reflection image data and multiplication data.
  • the control unit 20 may use the transmitted output data and/or the reflected output data acquired from the light receiving unit 13 to perform processing for identifying banknotes BN (hereinafter sometimes referred to as identification processing).
  • identification processing processing for identifying banknotes BN (hereinafter sometimes referred to as identification processing).
  • the content of the identification process is not particularly limited, and in the case of banknotes, for example, identification of denominations, determination of authenticity and fitness of banknotes, acquisition of external shape information and passage position information of banknotes, numbers and characters printed on banknotes, etc.
  • Various functions such as reading symbols such as
  • FIG. 6 is a flow chart for explaining an example of the operation of the double feeding detection device according to this embodiment.
  • the control unit 20 acquires transmission output data from the light receiving unit 13 (13a) that receives the light emitted from the light source 11 (11a) and transmitted through the bill BN (step S11).
  • control unit 20 acquires reflected output data from the light receiving units 13 (13a, 13a) that receive the light emitted from the light source 11 (11a, 11b) and reflected by the bill BN (step S12).
  • step S11 and step S12 may be opposite or simultaneous.
  • control unit 20 performs multi-feed determination processing to determine whether or not the banknotes BN are multi-fed based on the transmission output data and the reflection output data acquired in steps S11 and S12 (step S13).
  • the operation of the feed detection device 1 ends.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the appearance of an example of a paper sheet processing apparatus in which the double feeding detection apparatus according to the present embodiment can be mounted.
  • a paper sheet processing apparatus equipped with the multi-feed detection apparatus according to the present embodiment may have, for example, the configuration shown in FIG.
  • a paper sheet processing apparatus 300 shown in FIG. 7 includes a double feeding detection apparatus (not shown in FIG. 7) according to the present embodiment that detects double feeding of bills and performs identification processing of bills, and a plurality of paper sheets to be processed.
  • a hopper 301 in which banknotes are placed in a stacked state; two reject units 302 in which rejected banknotes are discharged; an operation unit 303 for inputting instructions from an operator; Four accumulation units 306a to 306d for classifying and accumulating banknotes identified as counterfeit and unfit, and a display for displaying information such as bill identification counting results and the accumulation status of each accumulation unit 306a to 306d. and a section 305 .
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the multi-feed detection device according to this embodiment.
  • the multi-feed detection device 100 according to this embodiment includes optical line sensors 110 and 121, a control section 120, a storage section 130, and a transport section 140. As shown in FIG. 8, the multi-feed detection device 100 according to this embodiment includes optical line sensors 110 and 121, a control section 120, a storage section 130, and a transport section 140. As shown in FIG.
  • the optical line sensors 110 and 121 detect various optical characteristics of the bills being conveyed, and may be provided with a light source and a light receiving section along the bill conveying path.
  • the light source irradiates the banknote with light of multiple wavelengths
  • the light receiving unit receives the light of multiple wavelengths emitted from the light source of the same optical line sensor and reflected by the banknote, and outputs reflected output data related to the light of multiple wavelengths. Output for each wavelength.
  • the light receiving unit of the optical line sensor 110 receives light of multiple wavelengths emitted from the light source of the optical line sensor 121 and transmitted through the banknote, and outputs transmission output data related to light of multiple wavelengths for each wavelength.
  • the control unit 120 includes a program (including a double feed detection program) for realizing various kinds of processing stored in the storage unit 130, a CPU that executes the program, and various types of hardware controlled by the CPU (for example, FPGA) and the like.
  • the control unit 120 controls each unit of the double feeding detection device 100 according to the program stored in the storage unit 130 .
  • the control unit 120 performs acquisition processing of transmission output data and reflection output data from the light receiving unit, multi-feed determination processing based on the acquired transmission output data and reflection output data, and acquired It has a function of performing processing such as identification processing based on transmission output data and/or reflection output data.
  • These processes by the control unit 120 are the same as the processes by the control unit 20 described in the first embodiment, so detailed description thereof will be omitted.
  • the control unit 120 performs processing for identifying at least the denomination and authenticity of the bill.
  • the control unit 120 may have a function of determining fitness of banknotes.
  • the control unit 120 has a function of determining whether the banknote should be processed as a fit banknote that can be reused in the market or as an unfit banknote that is not suitable for market circulation, by detecting stains, folds, tears, and the like on the banknote.
  • the storage unit 130 is composed of a non-volatile and/or volatile storage device such as a semiconductor memory or a hard disk, and stores various programs and data for controlling the multifeed detection device 100 .
  • the conveying unit 140 rotates a plurality of rollers, belts, and the like, and conveys banknotes one by one along a conveying path provided in the multifeed detection device 100 .
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the configuration of an optical line sensor included in the multi-feed detection device according to this embodiment.
  • the multi-feed detection device 100 includes optical line sensors 110 and 121 facing each other.
  • Each of the optical line sensors 110 and 121 is composed of a contact image sensor facing the conveying path 311 of the paper sheet processing apparatus according to this embodiment.
  • a gap is formed in which banknotes BN are conveyed in the X direction within the XY plane, and this gap constitutes a part of the conveyance path 311 of the paper sheet processing apparatus according to this embodiment.
  • the optical line sensors 110 and 121 are positioned above (+Z direction) and below (-Z direction) the transport path 311, respectively.
  • the Y direction corresponds to the main scanning direction of the optical line sensors 110 and 121
  • the X direction corresponds to the sub scanning direction of the optical line sensors 110 and 121 .
  • each of the optical line sensors 110 and 121 includes two light sources 111b for reflection, a condenser lens 112, a light receiving section 113 and a substrate 114.
  • the light source 111b for reflection includes, for example, a light guide extending in the main scanning direction, and a plurality of types of light emitting elements facing at least one end surface of the light guide and emitting light of a plurality of wavelengths.
  • the light source 111b of the optical line sensor 110 and the light source 111b of the optical line sensor 121 sequentially irradiate the A side and the B side of the bill BN with light of multiple wavelengths.
  • the light source 111b emits light having different peak wavelengths, for example, as light of multiple wavelengths. Specifically, for example, infrared light (a plurality of types of infrared light having different peak wavelengths may be used), red light, green light, blue light, white light, ultraviolet light, and the like can be used.
  • the condenser lens 112 is composed of, for example, a rod lens array in which a plurality of rod lenses are arranged in the main scanning direction. Concentrate.
  • the light-receiving unit 113 includes, for example, a linear image sensor in which a plurality of light-receiving elements (light-receiving pixels) are arranged in the main scanning direction.
  • each light receiving element for example, a silicon (Si) photodiode having sensitivity at least from the visible region to the infrared region with a wavelength of 1100 nm can be used.
  • Each light-receiving element is mounted on the substrate 114 , receives light condensed by the condensing lens 112 , converts it into an electrical signal corresponding to the amount of incident light, and outputs the electrical signal to the substrate 114 .
  • Each light-receiving element receives the light of each wavelength in accordance with the irradiation timing of the light of each wavelength by the light source 111b.
  • the substrate 114 includes, for example, a drive circuit for driving the light receiving elements and a signal processing circuit for processing and outputting signals from the light receiving elements.
  • the substrate 114 amplifies the output signal of the light receiving section 113 (each light receiving element), A/D-converts it into digital data, and outputs it.
  • the optical line sensor 121 further comprises one transmissive light source 111a.
  • the light source 111a is arranged on the optical axis of the condenser lens 112 of the optical line sensor 110, and part of the light emitted from the light source 111a passes through the banknote BN, , and detected by the light receiving unit 113 .
  • the light source 111a sequentially or simultaneously irradiates the B surface of the banknote BN with lights having different wavelength bands.
  • the light source 111a emits light having different peak wavelengths, for example, as light of multiple wavelengths. Specifically, for example, infrared light, green light, or the like can be used.
  • the “lights of multiple wavelengths” are lights having different wavelength bands, and may have different peak wavelengths.
  • the light of multiple wavelengths may be, for example, visible light that has different colors, and infrared light and ultraviolet light that have wavelength bands that partially overlap each other or light that does not overlap with each other. may be
  • control unit 120 performs the same processing as the control unit 20 described in the first embodiment. It is possible to detect double feeding of bills. In addition, since it is possible to detect double feeding of banknotes only with the optical line sensors 110 and 121 without using a mechanical thickness detection sensor for detecting the thickness of banknotes, cost reduction and improvement in transport quality of banknotes can be achieved. can contribute to The double feeding detection method using a mechanical thickness sensor is highly reliable, but it is costly, and it is necessary to press down the bills, which adversely affects the transport quality of the bills.
  • the present disclosure is a technique useful for detecting double feeding of paper sheets.

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Abstract

本開示に係る重送検知装置は、紙葉類に光を照射する光源と、紙葉類を透過した透過光と、紙葉類で反射した反射光とを受光する受光部と、前記受光部から、前記透過光に係る出力データである透過出力データと、前記反射光に係る出力データである反射出力データとを取得する制御部と、を備え、前記制御部は、前記透過出力データ及び前記反射出力データに基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定する。

Description

重送検知装置及び重送検知方法
本開示は、重送検知装置、重送検知方法及び重送検知プログラムに関する。
例えば、特許文献１には、搬送部を挟んで配置される発光素子と受光素子とを有する光学式の重送検知センサを設け、発光素子の発光中の受光素子の受光量の低下により、一枚の紙幣が搬送されているか、二枚の紙幣が重なって搬送されているか、三枚以上の紙幣が重なって搬送されているかを検知する手法が開示されている。
特許第６４５５９９９号
しかしながら、汚損券においては、例えば、一枚であっても当該紙幣を透過する光量は、汚損券ではない紙幣に比べて減少する。このため、紙幣を透過する光量を用いるのみでは、二枚以上の紙幣が重なった状態で搬送される重送が発生しているかを正確に検知することは困難である。
本開示は、上記現状に鑑みてなされたものであり、より正確に紙葉類の重送を検知できる重送検知装置、重送検知方法及び重送検知プログラムを提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、（１）本開示の第１の態様に係る重送検知装置は、紙葉類に光を照射する光源と、紙葉類を透過した透過光と、紙葉類で反射した反射光とを受光する受光部と、前記受光部から、前記透過光に係る出力データである透過出力データと、前記反射光に係る出力データである反射出力データとを取得する制御部と、を備え、前記制御部は、前記透過出力データ及び前記反射出力データに基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定する。
（２）上記（１）に記載の重送検知装置において、前記受光部は、複数の受光画素を含んでもよく、前記透過出力データは、前記複数の受光画素の出力データを含む透過画像データであってもよく、前記反射出力データは、前記複数の受光画素の出力データを含む反射画像データであってもよく、前記制御部は、前記透過画像データ及び前記反射画像データに基づいて、単位画素毎に重送か否かを判定してもよく、当該判定の結果に基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定してもよい。
（３）上記（２）に記載の重送検知装置において、前記制御部は、注目する単位画素が重送であると判定され、かつその注目する単位画素の周囲に重送と判定された単位画素が所定数より多く存在する場合に、その注目する単位画素が重送であると判定してもよい。
（４）上記（２）又は（３）に記載の重送検知装置において、前記制御部は、識別関数に基づいて、各単位画素が重送か否かを判定してもよい。
（５）上記（４）に記載の重送検知装置において、前記識別関数は、正券の一枚券の透過画像データ及び反射画像データに基づく一枚券データと、当該正券の二枚券の透過出力データ及び反射出力データに基づく二枚券データとを用いて機械学習された関数に基づくものであってもよい。
（６）上記（５）に記載の重送検知装置において、前記二枚券データを前記機械学習された関数に入力した結果得られた出力値の分布の平均及び標準偏差をそれぞれμ及びσで表した時、前記識別関数は、μ＋ｋ×σ（ｋは、１以上、３以下の係数を表す）の位置を通ってもよい。
（７）上記（１）～（６）のいずれかに記載の重送検知装置において、前記受光部は、同一の受光素子にて前記透過光及び前記反射光を受光してもよい。
（８）上記（１）～（７）のいずれかに記載の重送検知装置において、前記透過光及び前記反射光は、前記光源から照射された同一波長の光に基づく光であってもよい。
（９）本開示の第２の態様に係る重送検知方法は、光源から照射されて紙葉類を透過した透過光を受光した受光部から前記透過光に係る出力データである透過出力データを取得するステップ（Ａ）と、前記光源から照射されて紙葉類で反射した反射光を受光した前記受光部から前記反射光に係る出力データである反射出力データを取得するステップ（Ｂ）と、前記透過出力データ及び前記反射出力データに基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定するステップ（Ｃ）と、を備える。
（１０）上記（９）に記載の重送検知方法において、前記受光部は、複数の受光画素を含んでもよく、前記透過出力データは、前記複数の受光画素の出力データを含む透過画像データであってもよく、前記反射出力データは、前記複数の受光画素の出力データを含む反射画像データであってもよく、前記ステップ（Ｃ）は、前記透過画像データ及び前記反射画像データに基づいて、単位画素毎に重送か否かを判定するステップ（Ｃ１）と、当該判定の結果に基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定するステップ（Ｃ２）と、を含んでもよい。
（１１）上記（１０）に記載の重送検知方法において、前記ステップ（Ｃ１）は、注目する単位画素が重送であると判定され、かつその注目する単位画素の周囲に重送と判定された単位画素が所定数より多く存在する場合に、その注目する単位画素が重送であると判定してもよい。
（１２）上記（１０）又は（１１）に記載の重送検知方法において、前記ステップ（Ｃ１）は、識別関数に基づいて、各単位画素が重送か否かを判定してもよい。
（１３）上記（１２）に記載の重送検知方法において、前記識別関数は、正券の一枚券の透過画像データ及び反射画像データに基づく一枚券データと、当該正券の二枚券の透過出力データ及び反射出力データに基づく二枚券データとを用いて機械学習された関数に基づくものであってもよい。
（１４）上記（１３）に記載の重送検知方法において、前記二枚券データを前記機械学習された関数に入力した結果得られた出力値の分布の平均及び標準偏差をそれぞれμ及びσで表した時、前記識別関数は、μ＋ｋ×σ（ｋは、１以上、３以下の係数を表す）の位置を通ってもよい。
（１５）上記（９）～（１４）のいずれかに記載の重送検知方法において、前記受光部は、同一の受光素子にて前記透過光及び前記反射光を受光してもよい。
（１６）上記（９）～（１５）のいずれかに記載の重送検知方法において、前記透過光及び前記反射光は、前記光源から照射された同一波長の光に基づく光であってもよい。
（１７）本開示の第３の態様に係る重送検知プログラムは、重送検知装置を用いて重送を検知する重送検知プログラムであって、光源から照射されて紙葉類を透過した透過光を受光した受光部から前記透過光に係る出力データである透過出力データを取得する処理（Ａ）と、前記光源から照射されて紙葉類で反射した反射光を受光した前記受光部から前記反射光に係る出力データである反射出力データを取得する処理（Ｂ）と、前記透過出力データ及び前記反射出力データに基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定する処理（Ｃ）と、を重送検知装置に実行させる。
（１８）上記（１７）に記載の重送検知プログラムにおいて、前記受光部は、複数の受光画素を含んでもよく、前記透過出力データは、前記複数の受光画素の出力データを含む透過画像データであってもよく、前記反射出力データは、前記複数の受光画素の出力データを含む反射画像データであってもよく、前記処理（Ｃ）は、前記透過画像データ及び前記反射画像データに基づいて、単位画素毎に重送か否かを判定する処理（Ｃ１）と、当該判定の結果に基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定する処理（Ｃ２）と、を含んでもよい。
（１９）上記（１８）に記載の重送検知プログラムにおいて、前記処理（Ｃ１）では、注目する単位画素が重送であると判定され、かつその注目する単位画素の周囲に重送と判定された単位画素が所定数より多く存在する場合に、その注目する単位画素が重送であると判定してもよい。
（２０）上記（１８）又は（１９）に記載の重送検知プログラムにおいて、前記処理（Ｃ１）では、識別関数に基づいて、各単位画素が重送か否かを判定してもよい。
（２１）上記（２０）に記載の重送検知プログラムにおいて、前記識別関数は、正券の一枚券の透過画像データ及び反射画像データに基づく一枚券データと、当該正券の二枚券の透過出力データ及び反射出力データに基づく二枚券データとを用いて機械学習された関数に基づくものであってもよい。
（２２）上記（２１）に記載の重送検知プログラムにおいて、前記二枚券データを前記機械学習された関数に入力した結果得られた出力値の分布の平均及び標準偏差をそれぞれμ及びσで表した時、前記識別関数は、μ＋ｋ×σ（ｋは、１以上、３以下の係数を表す）の位置を通ってもよい。
（２３）上記（１７）～（２２）のいずれかに記載の重送検知プログラムにおいて、前記受光部は、同一の受光素子にて前記透過光及び前記反射光を受光してもよい。
（２４）上記（１７）～（２３）のいずれかに記載の重送検知プログラムにおいて、前記透過光及び前記反射光は、前記光源から照射された同一波長の光に基づく光であってもよい。
本開示によれば、より正確に紙葉類の重送を検知できる重送検知装置、重送検知方法及び重送検知プログラムを提供することができる。
実施形態１に係る重送検知装置の構成の一例を説明する模式図であり、紙幣の搬送路を側方から見た図である。 実施形態１に係る重送検知装置の構成の一例を説明する模式図であり、斜め方向から見た図である。 実施形態１に係る重送検知装置の構成の一例を説明する模式図であり、紙幣の搬送路を上方から見た図である。 実施形態１に係る重送検知装置の構成の一例を説明する模式図であり、紙幣の搬送路を側方から見た図である。 紙幣全体の画像データを示す模式図である。 実施形態１に係る重送検知装置の動作の一例を説明するフローチャートである。 実施形態２に係る重送検知装置が搭載され得る紙葉類処理装置の一例の外観を示した斜視模式図である。 実施形態２に係る重送検知装置の構成の一例を説明するブロック図である。 実施形態２に係る重送検知装置が備える光学ラインセンサの構成の一例を説明する断面模式図である。
以下、本開示に係る重送検知装置、重送検知方法及び重送検知プログラムの実施形態を、図面を参照しながら説明する。本開示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、紙幣を対象とする装置を例として、本開示を説明する。なお、重送検知プログラムは、重送検知装置に予め導入されてもよいし、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、又は、ネットワークを介して、操作者に提供されてもよい。また、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して適宜用い、その繰り返しの説明は適宜省略する。また、構造を説明する図面には、互いに直交するＸＹＺ座標系を適宜示している。
（実施形態１）
図１を用いて、本実施形態に係る重送検知装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る重送検知装置の構成の一例を説明する模式図であり、紙幣の搬送路を側方から見た図である。図１に示すように、本実施形態に係る重送検知装置１は、紙幣ＢＮに光を照射する光源１１と、紙幣ＢＮを透過した透過光と、紙幣ＢＮで反射した反射光とを受光する受光部１３と、受光部１３から、受光部１３が受光した透過光に係る出力データである透過出力データと、受光部１３が受光した反射光に係る出力データである反射出力データとを取得する制御部２０と、を備えており、例えば、紙幣を処理対象とする紙葉類処理装置に搭載して用いることができる。識別対象となる紙幣ＢＮは、ＸＹ平面内をＸ方向に搬送されてもよい。
光源１１は、紙幣ＢＮに光を照射する。光源１１は、紙幣ＢＮの一方の主面（以下、Ａ面）と、紙幣ＢＮの他方の主面（以下、Ｂ面）とにそれぞれ光を照射するものであり、図１に示すように、紙幣ＢＮに対して受光部１３と反対側に設けられた光源１１ａと、紙幣ＢＮに対して受光部１３と同じ側に設けられた光源１１ｂと、を有していてもよい。光源１１（１１ａ）から紙幣ＢＮのＢ面に照射されて紙幣ＢＮを透過した透過光と、光源１１（１１ｂ）から照射されて紙幣ＢＮのＡ面で反射した反射光と、がそれぞれ受光部１３に受光されてもよい。
光源１１が照射する光は、ピーク波長とその近傍の波長を含む波長帯域の光であってもよい。光源１１から照射される光の種類（波長）は、特に限定されず、白色光、赤色光、緑色光、青色光等の可視光や、赤外光等が挙げられる。
光源１１ａ及び１１ｂは、互いに異なる波長の光を照射してもよいし、同一波長の光（例えば、緑色光又は赤外光）を照射してもよい。後者の場合、光源１１ａ及び１１ｂは、異なるタイミングで同一波長の光を照射してもよい。より詳細には、光源１１ａ及び光源１１ｂからそれぞれ照射される同一波長の光の照射期間が互いに重なり合わなくてもよい。なお、ここで、「照射期間」とは、光の照射開始から照射終了までの期間を意味する。
受光部１３は、紙幣ＢＮを透過した透過光と、紙幣ＢＮで反射した反射光とを受光する。すなわち、光学センサとして機能し得る。受光部１３は、光源１１（１１ａ）から紙幣ＢＮのＢ面に照射されて紙幣ＢＮを透過した透過光と、光源１１（１１ｂ）から照射されて紙幣ＢＮのＡ面で反射した反射光と、をそれぞれ受光してもよい。すなわち、受光部１３は、光源１１（１１ａ）が光を照射する間、その光が紙幣ＢＮのＢ面に照射されて紙幣ＢＮを透過した透過光と、光源１１（１１ｂ）が光を照射する間、その光が紙幣ＢＮのＡ面で反射した光と、をそれぞれ受光してもよい。このとき、受光部１３は、少なくとも、紙幣ＢＮを透過した透過光の波長帯域と、紙幣ＢＮで反射した反射光の波長帯域とに、感度をもつセンサとして機能し得る。受光部１３は、受光した透過光の光量に応じた電気信号を出力データとして出力してもよいし、受光した反射光の光量に応じた電気信号を出力データとして出力してもよい。より詳細には、受光部１３は、受光素子を備えてもよく、受光素子は、透過光を受光して入射光量に応じた電気信号に変換してもよく、反射光を受光して入射光量に応じた電気信号に変換してもよく、受光部１３は、それらの電気信号を出力してもよい。なお、ここで、「光量」とは、入射光の放射強度及び入射時間に比例する物理量を意味する。
受光部１３は、同一の受光素子にて、紙幣ＢＮを透過した透過光と紙幣ＢＮで反射した反射光とを受光してもよい。これにより、紙幣ＢＮのほぼ同じ位置で透過した光と反射した光に基づいて当該紙幣ＢＮが重送しているか否かを判定することができるため、更に正確に紙幣ＢＮの重送を検知することができる。
受光部１３によって受光される、紙幣ＢＮを透過した透過光と紙幣ＢＮで反射した反射光とは、光源１１から照射された同一波長の光に基づく光であってもよい。例えば、受光部１３によって受光される透過光及び反射光は、それぞれ、光源１１ａ及び１１ｂによって照射された同一波長の光が紙幣ＢＮを透過及び反射した光であってもよい。これらの場合、受光部１３は、紙幣ＢＮを透過した透過光と紙幣ＢＮで反射した反射光とを異なるタイミングで受光してもよい。より詳細には、透過光の受光期間と、反射光の受光期間とが互いに重なり合わなくてもよい。なお、ここで、「受光期間」とは、受光開始から受光終了までの期間を意味し、受光開始時は、受光素子の露光開始時であってもよいし、受光終了時は、受光素子の露光終了時であってもよい。
図２は、本実施形態に係る重送検知装置の構成の一例を説明する模式図であり、斜め方向から見た図である。図２に示すように、光源１１及び受光部１３は、Ｙ方向に延在する光学ラインセンサ１４を構成していてもよい。この場合、Ｙ方向は、光学ラインセンサ１４の主走査方向に対応し、Ｘ方向は、光学ラインセンサ１４の副走査方向に対応する。光源１１（各光源１１ａ、１１ｂ）は、Ｙ方向に延びる直線状に光を照射してもよい。受光部１３は、Ｙ方向に一列に配列された複数の受光素子（受光画素）を備えていてもよく、リニアイメージセンサを構成していてもよい。
また、光源１１（各光源１１ａ、１１ｂ）及び受光部１３のＹ方向（主走査方向）の長さは、紙幣ＢＮのＹ方向の長さよりも長くてもよい。そして、光源１１（各光源１１ａ、１１ｂ）が紙幣ＢＮのＹ方向全体に直線状に光を照射し、受光部１３が紙幣ＢＮのＹ方向全体で透過又は反射した光を受光してもよい。すなわち、受光部１３は、入射光量に応じた電気信号を、複数の受光素子（Ｙ方向の位置）に対応する複数のチャンネル（列）にて出力してもよい。チャンネル（列）は、Ｙ方向に順に受光素子に割り当てられた番号である。このとき、受光部１３は、出力データとして、各チャンネルで同時に受光した光に係るデータであるラインデータを出力してもよい。紙幣ＢＮをＸ方向（副走査方向）に搬送しながら、この光源１１（１１ａ、１１ｂ）による光の照射と受光部１３による光の受光とを繰り返すことによって、紙幣ＢＮのＡ面全体の反射光に係るデータを取得してもよい。
図３は、本実施形態に係る重送検知装置の構成の一例を説明する模式図であり、紙幣の搬送路を上方から見た図である。図３に示すように、光源１１（各光源１１ａ、１１ｂ）は、導光体１５と、導光体１５の２つの端面１５ａにそれぞれ対向する発光素子１７と、を備えていてもよく、導光体１５を介して紙幣ＢＮに光を照射してもよい。
導光体１５は、透明な棒状の光学部材であり、発光素子１７からの光を導いて照射対象である紙幣ＢＮに向けて直線状の光を照射するものであり、発光素子１７から発せられる光を線状化する。
発光素子１７は、対向する端面１５ａに向けて発光する素子であり、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。なお、発光素子１７は、対応する端面に対して複数設けられていてもよい。また、各導光体１５に対して、発光素子１７は、２つの端面１５ａのいずれか一方のみに対向して配置されていてもよい。
受光部１３の各受光画素は、互いに異なる複数の波長帯域の全域に感度をもつ受光素子を備えていてもよいし、互いに異なる波長帯域の光を選択的に受光する複数種の受光素子を備えていてもよい。前者の場合、光源１１は、複数波長の光を順番に紙幣ＢＮに照射し、各波長の光の照射タイミングに合わせて受光部１３が当該波長の光を受光してもよい。後者の場合、光源１１は、複数波長の光を同時に紙幣ＢＮに照射し、受光部１３が複数波長の光を複数種の受光素子にてそれぞれ受光してもよい。
図４は、本実施形態に係る重送検知装置の構成の一例を説明する模式図であり、紙幣の搬送路を側方から見た図である。図４に示すように、受光部１３は、光源１１（１１ｂ）から照射されて紙幣ＢＮのＡ面で反射した反射光と、光源１１（１１ａ）から照射されて紙幣ＢＮのＢ面で反射した反射光と、をそれぞれ受光してもよい。受光部１３は、紙幣ＢＮに対して光源１１ｂと同じ側に設けられた受光部１３ａと、紙幣ＢＮに対して光源１１ａと同じ側に設けられた受光部１３ｂと、を有していてもよい。受光部１３ａは、光源１１（１１ａ）が光を照射する間、その光が紙幣ＢＮのＢ面に照射されて紙幣ＢＮを透過した透過光と、光源１１（１１ｂ）が光を照射する間、その光が紙幣ＢＮのＡ面で反射した光と、をそれぞれ受光してもよい。受光部１３ｂは、光源１１（１１ａ）が光を照射する間、その光が紙幣ＢＮのＢ面で反射した光を受光してもよい。
受光部１３ａによって受光される紙幣ＢＮのＡ面で反射した反射光と、受光部１３ｂによって受光される紙幣ＢＮのＢ面で反射した反射光とは、同一波長の光に基づく光であってもよい。例えば、受光部１３ａ及び１３ｂによって受光される紙幣ＢＮのＡ面及びＢ面で反射した反射光は、それぞれ、光源１１ｂ及び１１ａによって照射された同一波長の光が紙幣ＢＮのＡ面及びＢ面で反射した光であってもよい。
なお、光源１１ａは、紙幣ＢＮを透過する透過光用の光源と、紙幣ＢＮのＢ面で反射する反射光用の光源とをそれぞれ別々に有していてもよく、これらの光源が、紙幣ＢＮの搬送方向に並んで配置されてもよい。
また、図４に示した場合においても、図２及び図３に示したように、光源１１及び受光部１３は、Ｙ方向に延在する光学ラインセンサ１４を構成していてもよい。すなわち、受光部１３ｂは、Ｙ方向に一列に配列された複数の受光素子（受光画素）を備えていてもよく、リニアイメージセンサを構成していてもよい。また、受光部１３ｂのＹ方向（主走査方向）の長さは、紙幣ＢＮのＹ方向の長さよりも長くてもよい。そして、光源１１ａが紙幣ＢＮのＢ面のＹ方向全体に直線状に光を照射し、受光部１３ｂが紙幣ＢＮのＢ面のＹ方向全体で反射した光を受光してもよい。すなわち、受光部１３ｂは、入射光量に応じた電気信号を、複数の受光素子（Ｙ方向の位置）に対応する複数のチャンネル（列）にて出力してもよい。このとき、受光部１３ｂは、出力データとして、各チャンネルで同時に受光した光に係るデータであるラインデータを出力してもよい。紙幣ＢＮをＸ方向（副走査方向）に搬送しながら、この光源１１ａによる光の照射と受光部１３ｂによる光の受光とを繰り返すことによって、紙幣ＢＮのＢ面全体の反射光に係るデータを取得してもよい。
制御部２０は、受光部１３の出力データを取得する処理を行う。より詳細には、受光部１３から、受光部１３が受光した透過光に係る出力データである透過出力データと、受光部１３が受光した反射光に係る出力データである反射出力データとを取得する。すなわち、受光部１３が受光した透過光の光量に応じたデータ（透過出力データ）と、受光部１３が受光した反射光の光量に応じたデータ（反射出力データ）とを取得する。制御部２０が取得する受光部１３の出力データは、デジタル化されたものであってもよい。また、制御部２０は、反射出力データとして、紙幣ＢＮのＡ面で反射した光に係る反射出力データと、紙幣ＢＮのＢ面で反射した光に係る出力データとを取得してもよい。
受光部１３は、上述のように、複数の受光画素（受光素子）を備えていてもよく、この場合、制御部２０は、透過出力データとして、複数の受光画素の出力データを含む透過画像データを取得してもよく、反射出力データとして、複数の受光画素の出力データを含む反射画像データを取得してもよい。透過画像データ及び反射画像データとは、それぞれ、紙幣ＢＮを透過した光に基づく紙幣ＢＮの画像データ、及び紙幣ＢＮで反射した光に基づく紙幣ＢＮの画像データである。また、制御部２０は、透過画像データ及び反射画像データとして、紙幣ＢＮ全体の画像データをそれぞれ取得してもよい。すなわち、紙幣ＢＮ全体の透過画像データと、紙幣ＢＮ全体の反射画像データとを取得してもよい。更に、制御部２０は、反射画像データとして、紙幣ＢＮのＡ面（全体でもよい）の反射画像データと、紙幣ＢＮのＢ面（全体でもよい）の反射画像データとを取得してもよい。
図５は、紙幣全体の画像データを示す模式図である。紙幣ＢＮ全体の画像データ（透過画像データや反射画像データ）は、紙幣ＢＮ全体を撮像したデータ（二次元データ）であり、図５に示すように、Ｙ方向（主走査方向）及びＸ方向（副走査方向）にマトリクス状に配列された複数の画素Ｐｉｘから構成されてもよい。各画素Ｐｉｘのアドレスは、Ｙ方向の位置に対応する受光部１３のチャンネル（列）と、Ｘ方向の位置に対応するライン（行）によって特定されてもよい。ライン（行）は、受光部１３が順次出力するラインデータに順に割り当てられた番号である。
制御部２０は、重送検知装置１の各部を制御するコントローラであってもよく、例えば、重送検知プログラムを含む、各種の処理を実現するためのプログラムと、該プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア（例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））等によって構成されてもよい。
そして、制御部２０は、受光部１３から取得した透過出力データ及び反射出力データに基づいて、紙幣ＢＮが重送しているか否かを判定する処理（以下、重送判定処理という場合がある）を行う。この重送判定処理では、透過出力データのみではなく、反射出力データに基づいて紙幣ＢＮが重送しているか否かを判定するため、汚損券を、二枚以上重なって搬送される紙幣ＢＮであると誤って検知する誤検知を低減できる。したがって、より正確に紙幣ＢＮの重送を検知することができる。より詳細に説明すると、汚損券の一枚券と正券の二枚券とでは、受光部１３の透過出力に大きな差はない可能性があるが、受光部１３の反射出力には大きな差が生じるはずである。汚損券の一枚券では当該一枚券を透過せずに吸収される光成分が増加するが、正券の二枚券では当該二枚券を透過せずに反射する光成分が増加するためである。したがって、受光部１３の透過出力と反射出力の関係性に着目することで、上述の誤検知の低減が可能である。そのため、受光部１３から取得した透過出力データ及び反射出力データに基づいて紙幣ＢＮが重送しているか否かを判定することによって、より正確に紙幣ＢＮの重送を検知することができる。
なお、汚損券の一枚券と汚損券の二枚券とでは、受光部１３の反射出力に差が見られなくなる可能性があるが、汚損券の二枚券では正券の二枚券に比べて受光部１３の透過出力がより低下するため、汚損券の二枚券は透過出力データ及び反射出力データに基づいて問題なく検知することが可能である。
ここで、「重送」とは、二枚以上の紙葉類が重なった状態で搬送されることを意味する。すなわち、制御部２０は、重送判定処理において、一枚の紙幣ＢＮが搬送されているか、又は二枚以上の紙幣ＢＮが重なった状態で搬送されているかを判定してもよい。なお、重送されている紙葉類において、二枚以上の紙葉類の重なり具合は特に限定されず、例えば、一枚券の部分が存在しない状態で重なり合っていてもよいし（例えば、全ての紙葉類の輪郭が一致してもよい）、一枚券の部分が存在する状態で重なり合っていてもよい（例えば、二枚以上の紙葉類がずれて重なり合ってもよい）。
制御部２０は、重送判定処理において、透過画像データ及び反射画像データに基づいて、単位画素毎に重送か否かを判定する処理（以下、画素判定処理という場合がある）と、画素判定処理の結果に基づいて、紙幣ＢＮが重送しているか否かを判定する処理（以下、評価処理という場合がある）とを行ってもよい。これにより、紙幣ＢＮの模様等の影響を受けずに重送か否かを評価できる。したがって、紙幣ＢＮの種類（金種）の確定前の段階であっても当該紙幣ＢＮの重送を検知することができる。
「単位画素」とは、画像データを構成する一画素、又は画像データを構成する所定数（ただし、２以上の整数）の連続する（隣接する）画素を意味する。ここで、「所定数の連続する画素」は、ｎ行×ｎ列（ただし、ｎは２以上の整数）の画素であってもよい。
なお、画素判定処理にて制御部２０が使用する透過画像データ及び反射画像データの解像度は、受光部１３出力データの解像度と同じであってもよいし、異なっていてもよく、例えば、Ｙ方向（主走査方向）及びＸ方向（副走査方向）において低くてもよい。
上述のように、重送判定処理において、制御部２０は、紙幣ＢＮの画像データを構成する単位画素毎に、当該単位画素が、重送した紙幣ＢＮの画像データの画素に相当するか否かを判定してもよい。
以下、画素判定処理において、重送と判定された単位画素を「二枚画素」という場合があり、重送と判定されなかった単位画素を「一枚画素」という場合がある。
制御部２０は、画素判定処理において、紙幣ＢＮ全体の透過画像データと、紙幣ＢＮ全体の反射画像データとに基づいて、単位画素毎に重送か否かを判定してもよい。
また、制御部２０は、画素判定処理において、反射画像データとして、紙幣ＢＮのＡ面の反射画像データと、紙幣ＢＮのＢ面の反射画像データとを用いてもよく、紙幣ＢＮのＡ面の反射画像データと、紙幣ＢＮのＢ面の反射画像データとを合算したデータである両面反射画像データを用いてもよい。これにより、紙幣ＢＮの模様等の影響をより受け難くすることが可能であるため、紙幣ＢＮの種類（金種）の確定前の段階において当該紙幣ＢＮの重送をより高精度に検知することができる。
より具体的には、例えば、両面反射画像データとして、紙幣ＢＮのＡ面の反射画像データの画素値と、紙幣ＢＮのＢ面の反射画像データの画素値とを、対応する単位画素（アドレスが同じ単位画素）同士で合算したデータを用いてもよい。
なお、単位画素が所定数の連続する画素である場合、単位画素の画素値は、例えば、所定数の連続する画素の画素値の平均値であってもよいし、所定数の連続する画素の画素値の積分値（合算値）であってもよい。
ここで、「画素値」とは、当該画素の輝度情報（明暗の度合い又は濃度）を表し、所定の階調（例えば２５６階調）で表現することができる。
また、制御部２０は、画素判定処理において、透過画像データ及び反射画像データに加えて、透過画像データを反射画像データと乗算したデータである乗算データを用いて、単位画素毎に重送か否かを判定してもよい。これにより、二枚画素と一枚画素の分離性能を向上することができる。したがって、紙幣ＢＮの重送の検知精度をより向上することが可能である。
より具体的には、例えば、乗算データとして、透過画像データの画素値と、反射画像データの画素値とを、対応する単位画素（アドレスが同じ単位画素）同士で乗算したデータを用いてもよい。また、例えば、乗算データとして、透過画像データの画素値と、両面反射画像データの画素値とを、対応する単位画素（アドレスが同じ単位画素）同士で乗算したデータを用いてもよい。
また、制御部２０は、画素判定処理において、注目する単位画素が重送であると判定され（以下、この判定処理を第一判定処理という場合がある）、かつその注目する単位画素の周囲に重送と判定された単位画素が所定数より多く存在する場合に、その注目する単位画素が重送であると判定してもよい（以下、この判定処理を第二判定処理という場合がある）。紙幣ＢＮが重送している箇所は、通常ある程度の面積をもっているため、上記構成によれば、ごく小さな領域（例えば１単位画素）が重送であると誤判定することを防止できる。この場合、制御部２０は、画素判定処理（第二判定処理）において、注目する単位画素の周囲に重送と判定された単位画素が所定数より多く存在しない場合は、その注目する単位画素を重送でないと判定してもよい。
より具体的には、例えば、制御部２０は、３行×３列の単位画素の中心の単位画素を注目する単位画素（２，２）とし、第一判定処理において単位画素（２，２）が重送であると判定され、かつ第二判定処理において単位画素（２，２）の周囲の８つの単位画素のうちの所定数を超える単位画素が重送であると判定された場合に、単位画素（２，２）が重送であると判定し、第二判定処理において単位画素（２，２）の周囲の８つの単位画素のうちの所定数以下の単位画素が重送であると判定された場合に、単位画素（２，２）が重送でないと判定してもよい。ここで、所定数は、特に限定されず適宜設定可能であり、例えば、３又は４であってもよい。
なお、第一判定処理は、後述する識別関数に基づいて実施してもよく、第二判定処理は、フィルタサイズがｍ×ｍ（ただし、ｍは２以上の整数、例えば３）であり、かつカーネル値が全て１であるフィルタの畳み込み処理に基づいて実施してもよい。
このように、制御部２０は、画素判定処理において、まず、透過画像データ及び反射画像データに基づいて、単位画素毎に重送か否かを判定し、その後、重送であると判定された単位画素の連結性の確認を更に行い、所定の基準を満たす場合は当該単位画素をそのまま二枚画素と判定し、該基準を満たさない場合は当該単位画素を一枚画素と判定し直してもよい。
また、制御部２０は、画素判定処理（第一判定処理でもよい）において、識別関数に基づいて、各単位画素が重送か否かを判定してもよい。これにより、紙幣ＢＮの種類（金種）に関係なく当該紙幣ＢＮの重送を検知することができる。
より具体的には、制御部２０は、透過画像データ及び反射画像データを特徴量として識別関数に入力し、識別関数の出力に基づいて、各単位画素が重送か否かを判定してもよい。例えば、透過画像データの画素値ｘＴ ｉ,ｊと、反射画像データの画素値ｘＲ ｉ,ｊとを識別関数に入力してもよい。ここで、ｉ及びｊは、それぞれ、対象とする単位画素のライン（行）及びチャンネル（列）を示す番号である。
また、識別関数に入力される反射画像データとして、両面反射画像データを用いてもよい。例えば、紙幣ＢＮのＡ面の反射画像データの画素値ｘＲＡ ｉ,ｊと、紙幣ＢＮのＢ面の反射画像データの画素値ｘＲＢ ｉ,ｊとを、対応する単位画素同士で合算した合算値（ｘＲＡ ｉ,ｊ＋ｘＲＢ ｉ,ｊ）を識別関数に入力してもよい。
また、識別関数に入力する特徴量として、乗算データを更に用いてもよい。すなわち、透過画像データ、反射画像データ及び乗算データを識別関数に入力してもよい。例えば、透過画像データの画素値ｘＴ ｉ,ｊと、反射画像データの画素値ｘＲ ｉ,ｊとを、対応する単位画素同士で乗算した値（ｘＴ ｉ,ｊ×ｘＲ ｉ,ｊ）を識別関数に更に入力してもよい。
乗算データを更に用いる場合、反射画像データとして、両面反射画像データを用いてもよい。例えば、透過画像データの画素値ｘＴ ｉ,ｊと、反射画像データの合算値（ｘＲＡ ｉ,ｊ＋ｘＲＢ ｉ,ｊ）とを、対応する単位画素同士で乗算した値（ｘＴ ｉ,ｊ×（ｘＲＡ ｉ,ｊ＋ｘＲＢ ｉ,ｊ））を識別関数に更に入力してもよい。
識別関数は、正券の一枚券の透過画像データ及び反射画像データに基づく一枚券データと、当該正券の二枚券の透過出力データ及び反射出力データに基づく二枚券データとを用いて機械学習された関数に基づくものであってもよい。一般的に汚損券はある程度まとまった枚数を入手することが困難であるが、上記構成によれば、汚損券が充分な枚数確保できない状況であっても、正券に基づく教師データである一枚券データ及び二枚券データを用いて識別関数を生成することができる。
なお、ここで、「一枚券データ」とは、単純に正券を一枚だけ搬送してそれぞれ採取した透過画像データ及び反射画像データを含むデータであり、「二枚券データ」は、正券を二枚重ねた状態で搬送してそれぞれ採取した透過画像データ及び反射画像データを含むデータである。二枚券データでは、紙が二枚になるため、もちろん光は透過し難くなり透過光の光量が減少する。透過光の光量が減少するということは反射光の光量は増加する。また、一枚券データ及び二枚券データにおいて、クリアウィンドウ（透明部）やホログラム等に該当する画素は外れ値として除外してもよい。更に、一枚券データにおいて、極端に透過出力の低い画素は除外してもよい。一枚券データは、正券の一枚券の透過画像データの画素値及び反射画像データの画素値（ただし、アドレスが同じ単位画素同士の画素値）を二変数とする二次元データであってもよく、二枚券データは、正券の二枚券の透過画像データの画素値及び反射画像データの画素値（ただし、アドレスが同じ単位画素同士の画素値）を二変数とする二次元データであってもよい。
識別関数の生成には、例えば、判別分析やサポートベクターマシン、ニューラルネットワーク等を用いることができる。
識別関数に入力する特徴量として両面反射画像データを用いる場合は、機械学習においても、一枚券データ及び二枚券データの反射画像データとして、正券の一枚券のＡ面の反射画像データの画素値と、当該一枚券のＢ面の反射画像データの画素値とを、対応する単位画素同士で合算した合算値からなるデータとともに、当該正券の二枚券のＡ面の反射画像データの画素値と、当該二枚券のＢ面の反射画像データの画素値を、対応する単位画素同士で合算した合算値からなるデータを用いてもよい。
また、識別関数に入力する特徴量として乗算データを更に用いる場合は、機械学習においても、一枚券データ及び二枚券データは、正券の一枚券の透過画像データの画素値と、当該一枚券の反射画像データ（両面反射画像データでもよい）の画素値とを、対応する単位画素同士で乗算した値からなるデータとともに、正券の二枚券の透過画像データの画素値と、当該二枚券の反射画像データ（両面反射画像データでもよい）の画素値とを、対応する単位画素同士で乗算した値からなるデータを含んでいてもよい。
上述のように、一枚券データ及び二枚券データを用いて機械学習によって得られた関数は、正券の一枚券とその二枚券を最も良く分離する関数であるが、本実施形態では汚損券と正券の二枚券とを分離することが求められる。そのため、正券の二枚券を分離するぎりぎりの関数を算出して識別関数として用いてもよい。すなわち、二枚券データの分布において、一枚券データ側の分布のみ考慮し、一枚券データから遠い方の分布を考慮しなくてもよい。
より具体的には、二枚券データを機械学習された関数に入力した結果得られた出力値の分布の平均及び標準偏差をそれぞれμ及びσで表した時、μ＋ｋ×σ（ｋは、１以上、３以下の係数を表す）の位置を通るように、機械学習された関数の常数項ｗ０を変更してもよい。すなわち、識別関数は、μ＋ｋ×σの位置を通るものであってもよく、μ＋ｋ×σの位置を通るように、機械学習された関数の常数項ｗ０が変更されたものであってもよい。これにより、識別関数が一枚券データに比べて二枚券データにより近接することになるため、一枚券を二枚券と誤検知する可能性を低減することができる。ｋは、１．５以上、２．５以下であってもよく、例えば２であってもよい。二枚券データがいかなる分布であってもＸ－μ≧２σ（Ｘは、二枚券データを機械学習された関数に入力した結果得られた出力値）のとき、８０％のデータが含まれるため、ｋ＝２であれば二枚券の検知に充分である。
制御部２０は、評価処理において、画素判定処理で判定された二枚画素の総和を算出し、算出した総和を所定の閾値と比較してもよい。そして、当該比較の結果に基づいて、紙幣ＢＮが重送しているか否かを判定してもよい。例えば、二枚画素の総和が閾値を超える場合は、紙幣ＢＮが重送していると判定し、二枚画素の総和が閾値を超えない場合は、紙幣ＢＮが重送していない（１枚の紙幣ＢＮが搬送されている）と判定してもよい。
より具体的には、制御部２０は、重送判定処理において、下記式（１）～（６）に基づいて、紙幣ＢＮが重送しているか否かを判定してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
式（１）において、Ｎは閾値であり、λがＮ以下であれば、紙幣ＢＮが重送していないと判定し、λがＮを超えれば、紙幣ＢＮが重送していると判定する。
式（１）及び（２）において、λは評価値であり、全ライン（ＬＮ）及び全チャンネル（ＣＨ）の単位画素のＰ’ｉ,ｊの総和を算出する。
式（２）及び（３）において、Ｐ’ｉ,ｊは二枚画素の連結性に係る畳み込み処理の結果であり、ｎは畳み込み処理の結果の閾値であり、畳み込み処理の結果がｎを超えれば、式（４）の結果通り、そのまま二枚画素と判定し、畳み込み処理の結果がｎを超えなければ、式（４）の結果を採用せずに一枚画素と判定し直す。
式（３）及び（４）において、Ｐｉ,ｊは識別関数ω・φ（ｘｉ,ｊ）の結果であり、ｃは識別関数の出力である分類スコアの閾値であり、分類スコアがｃを超えれば二枚画素と判定し、分類スコアがｃを超えなければ一枚画素と判定する。
識別関数は、ω・φ（ｘｉ,ｊ）で表され、式（６）に示されるように２次元の特徴量が入力される。式（５）において、ω（ｗ０～ｗ２）は、機械学習の結果得られた係数ベクトル（重み）である。ただし、ｗ０は、識別関数が二枚券データの分布の平均＋２σの位置を通るように、機械学習の結果得られた関数の常数項を変更することによって得られた値である。一方、ｗ１～ｗ２は、機械学習の結果得られた値そのものである。式（６）で表されるφ（ｘｉ,ｊ）は単位画素ｉ,ｊ（ｉ及びｊは、それぞれ、対象とする単位画素のライン（行）及びチャンネル（列）を示す番号）の特徴量ベクトルである。式（６）において、ｘＴ ｉ,ｊは、対象単位画素ｉ,ｊにおける透過画像データに係る画素値であり、ｘＲ ｉ,ｊは、対象単位画素ｉ,ｊにおける反射画像データに係る画素値である。ここでは、識別関数は、線形識別式で表される。
制御部２０は、重送判定処理において、上記式（６）の代わりに下記式（６’）を用いてもよい。式（６’）において、ｘＲＡ ｉ,ｊは、対象単位画素ｉ,ｊにおける紙幣ＢＮのＡ面の反射画像データに係る画素値であり、ｘＲＢ ｉ,ｊは、対象単位画素ｉ,ｊにおける紙幣ＢＮのＢ面の反射画像データに係る画素値である。この場合、識別関数は、両面反射画像データが特徴量として入力され、線形識別式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
また、制御部２０は、重送判定処理において、上記式（５）及び（６）の代わりに下記式（５’）及び（６’’）を用いてもよい。式（５’）において、ω（ｗ０～ｗ３）は、式（５）と同様に機械学習の結果得られた係数ベクトル（重み）である（ただし、ｗ０は機械学習の結果得られた関数の常数項を変更したもの）。この場合、識別関数は、乗算データを含む３次元の特徴量が入力され、線形識別式を非線形モデルに拡張した式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
また、制御部２０は、重送判定処理において、上記式（５）及び（６）の代わりに上記式（５’）及び下記式（６’’’）を用いてもよい。この場合、識別関数は、両面反射画像データ及び乗算データを含む３次元の特徴量が入力され、線形識別式を非線形モデルに拡張した式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
制御部２０は、受光部１３から取得した透過出力データ及び／又は反射出力データを利用して、紙幣ＢＮを識別する処理（以下、識別処理という場合がある）を行ってもよい。識別処理の内容は特に限定されず、例えば、紙幣の場合は金種の識別、紙幣の真偽や正損の判定、紙幣の外形情報や通過位置情報の取得、紙幣に印字された数字、文字等の記号の読み取りといった各種機能が挙げられる。
次に、図６を用いて、本実施形態に係る重送検知装置１の動作について説明する。図６は、本実施形態に係る重送検知装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
図６に示すように、まず、制御部２０が、光源１１（１１ａ）から照射されて紙幣ＢＮを透過した光を受光した受光部１３（１３ａ）から透過出力データを取得する（ステップＳ１１）。
次に、制御部２０が、光源１１（１１ａ、１１ｂ）から照射されて紙幣ＢＮで反射した光を受光した受光部１３（１３ａ、１３ａ）から反射出力データを取得する（ステップＳ１２）。
なお、ステップＳ１１とステップＳ１２のタイミングは、反対であっても同時であってもよい。
その後、制御部２０が、ステップＳ１１及びＳ１２で取得した透過出力データ及び反射出力データに基づいて、紙幣ＢＮが重送しているか否かを判定する重送判定処理を行い（ステップＳ１３）、重送検知装置１の動作が終了する。
（実施形態２）
図７を用いて、本実施形態に係る重送検知装置が搭載され得る紙葉類処理装置の構成について説明する。図７は、本実施形態に係る重送検知装置が搭載され得る紙葉類処理装置の一例の外観を示した斜視模式図である。本実施形態に係る重送検知装置が搭載される紙葉類処理装置は、例えば、図７に示す構成を有するものであってもよい。図７に示す紙葉類処理装置３００は、紙幣の重送検知を行うとともに、紙幣の識別処理を行う本実施形態に係る重送検知装置（図７では図示せず）と、処理対象の複数の紙幣が積層状態で載置されるホッパ３０１と、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。
次に、図８を用いて、本実施形態に係る重送検知装置の構成について説明する。図８は、本実施形態に係る重送検知装置の構成の一例を説明するブロック図である。図８に示すように、本実施形態に係る重送検知装置１００は、光学ラインセンサ１１０、１２１、制御部１２０、記憶部１３０及び搬送部１４０を備えている。
光学ラインセンサ１１０、１２１は、搬送される紙幣の各種の光学特性を検出するものであり、紙幣の搬送路に沿って、光源及び受光部を備えていてもよい。光源は、紙幣に複数波長の光を照射し、受光部は、同じ光学ラインセンサの光源から照射されて紙幣で反射された複数波長の光を受光し、複数波長の光に係る反射出力データを波長毎に出力する。また、光学ラインセンサ１１０の受光部は、光学ラインセンサ１２１の光源から照射されて紙幣を透過した複数波長の光を受光し、複数波長の光に係る透過出力データを波長毎に出力する。
制御部１２０は、記憶部１３０に記憶された各種の処理を実現するためのプログラム（重送検知プログラムを含む）と、当該プログラムを実行するＣＰＵと、当該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア（例えばＦＰＧＡ）等によって構成されている。制御部１２０は、記憶部１３０に記憶されたプログラムに従って、重送検知装置１００の各部を制御する。また、制御部１２０は、記憶部１３０に記憶されたプログラムにより、受光部からの透過出力データ及び反射出力データの取得処理、取得した透過出力データ及び反射出力データに基づく重送判定処理、取得した透過出力データ及び／又は反射出力データに基づく識別処理等の処理を行う機能を有している。制御部１２０によるこれらの処理は、実施形態１で説明した制御部２０による処理と同様であるため詳細な説明は省略する。
制御部１２０は、識別処理として、紙幣の少なくとも金種及び真偽を識別する処理を行う。制御部１２０は、紙幣の正損を判定する機能を有してもよい。その場合、制御部１２０は、紙幣の汚れ、折れ、破れ等を検出することにより、紙幣を、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。
記憶部１３０は、半導体メモリやハードディスク等の不揮発性及び／又は揮発性の記憶装置から構成されており、重送検知装置１００を制御するための各種プログラムと各種データとを記憶している。
搬送部１４０は、複数のローラやベルト等を回転駆動して、重送検知装置１００内に設けた搬送路に沿って紙幣を１枚ずつ搬送する。
次に、図９を用いて、光学ラインセンサ１１０、１２１の構成について説明する。図９は、本実施形態に係る重送検知装置が備える光学ラインセンサの構成の一例を説明する断面模式図である。図９に示すように、重送検知装置１００は、互いに対向配置された光学ラインセンサ１１０及び１２１を備えている。光学ラインセンサ１１０及び１２１は、各々、本実施形態に係る紙葉類処理装置の搬送路３１１に対向するコンタクトイメージセンサから構成されており、Ｚ方向において離間した光学ラインセンサ１１０及び１２１の間には、紙幣ＢＮがＸＹ平面内をＸ方向に搬送される隙間が形成されており、この隙間は本実施形態に係る紙葉類処理装置の搬送路３１１の一部を構成する。光学ラインセンサ１１０及び１２１は、それぞれ、搬送路３１１の上側（＋Ｚ方向）及び下側（－Ｚ方向）に位置している。Ｙ方向が光学ラインセンサ１１０、１２１の主走査方向に対応し、Ｘ方向が光学ラインセンサ１１０、１２１の副走査方向に対応している。
図９に示すように、各光学ラインセンサ１１０、１２１は、２つの反射用の光源１１１ｂ、集光レンズ１１２、受光部１１３及び基板１１４を備えている。反射用の光源１１１ｂは、例えば、主走査方向に延在する導光体と、導光体の少なくとも一方の端面に対向し、複数波長の光をそれぞれ照射する複数種の発光素子とを備えている。光学ラインセンサ１１０の光源１１１ｂと、光学ラインセンサ１２１の光源１１１ｂとは、それぞれ、紙幣ＢＮのＡ面とＢ面とに、複数波長の光を順次照射する。光源１１１ｂは、複数波長の光として、例えばピーク波長が互いに異なる光を照射する。具体的には、例えば、赤外光（ピーク波長が互いに異なる複数種の赤外光でもよい）、赤色光、緑色光、青色光、白色光、紫外光等を用いることができる。集光レンズ１１２は、例えば、主走査方向に複数のロッドレンズが配列されたロッドレンズアレイから構成され、反射用の光源１１１ｂから出射され、紙幣ＢＮのＡ面又はＢ面で反射された光を集光する。受光部１１３は、例えば、主走査方向に複数の受光素子（受光画素）が配列されたリニアイメージセンサを備えており、各受光素子は、光源１１１ｂが照射する複数波長の光の波長帯域に感度をもつ。各受光素子には、例えば、少なくとも可視領域から波長１１００ｎｍの赤外領域まで感度をもつ、シリコン（Ｓｉ）フォトダイオードを用いることができる。各受光素子は、基板１１４上に実装されており、集光レンズ１１２によって集光された光を受光して、入射光量に応じた電気信号に変換して基板１１４に出力する。各受光素子は、光源１１１ｂによる各波長の光の照射タイミングに合わせて当該波長の光を受光する。基板１１４は、例えば、受光素子を駆動するための駆動回路と、受光素子からの信号を処理して出力するための信号処理回路とを含んでいる。基板１１４は、受光部１１３（各受光素子）の出力信号を増幅処理した後、デジタルデータにＡ／Ｄ変換した上で出力する。
光学ラインセンサ１２１は、１つの透過用の光源１１１ａを更に備えている。光源１１１ａは、光学ラインセンサ１１０の集光レンズ１１２の光軸上に配置されており、光源１１１ａから出射された光の一部は、紙幣ＢＮを透過し、光学ラインセンサ１１０の集光レンズ１１２に集光されて受光部１１３で検出される。光源１１１ａは、紙幣ＢＮのＢ面に、波長帯域が互いに異なる光を順次、又は同時に照射する。光源１１１ａは、複数波長の光として、例えばピーク波長が互いに異なる光を照射する。具体的には、例えば、赤外光、緑色光等を用いることができる。
なお、「複数波長の光」とは、波長帯域が互いに異なる光であり、互いにピーク波長が異なっていてもよい。複数波長の光は、例えば、可視光については色が互いに異なる光であってもよく、赤外光及び紫外光については、波長帯域の一部のみが互いに重なる光又は波長帯域が互いに重ならない光であってもよい。
本実施形態では、制御部１２０が実施形態１で説明した制御部２０と同様の処理を行うことから、実施形態１と同様に、紙幣の識別処理を行うことが可能であるとともに、より正確に紙幣の重送を検知することが可能である。また、紙幣の厚みを検知する機械式の厚検センサを用いずとも光学ラインセンサ１１０、１２１のみで紙幣の重送を検知することが可能であるため、コスト削減と、紙幣の搬送品質の向上とに貢献することができる。機械式の厚検センサを用いた重送検知方法は、信頼性は高いが、コストが高く、紙幣を押さえつける必要があり紙幣の搬送品質に悪影響を及ぼす。
なお、上記実施形態では、透過出力と反射出力の関係から紙幣の重送を検知する場合について説明したが、同様の思想に基づいて透過出力と反射出力の関係が異常な画素を検知することも可能である。具体的には、例えば、特殊なスレッド、油染み、クリアウィンドウ、ホログラム等に該当する画素を検知してもよい。
以上、図面を参照しながら実施形態を説明したが、本開示は、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、本開示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、本開示は、紙葉類の重送を検知するのに有用な技術である。

 

Claims (9)

  1. 紙葉類に光を照射する光源と、
    紙葉類を透過した透過光と、紙葉類で反射した反射光とを受光する受光部と、
    前記受光部から、前記透過光に係る出力データである透過出力データと、前記反射光に係る出力データである反射出力データとを取得する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記透過出力データ及び前記反射出力データに基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定する
    ことを特徴とする重送検知装置。
  2. 前記受光部は、複数の受光画素を含み、
    前記透過出力データは、前記複数の受光画素の出力データを含む透過画像データであり、
    前記反射出力データは、前記複数の受光画素の出力データを含む反射画像データであり、
    前記制御部は、前記透過画像データ及び前記反射画像データに基づいて、単位画素毎に重送か否かを判定し、
    当該判定の結果に基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定する
    ことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
  3. 前記制御部は、注目する単位画素が重送であると判定され、かつその注目する単位画素の周囲に重送と判定された単位画素が所定数より多く存在する場合に、その注目する単位画素が重送であると判定する
    ことを特徴とする請求項２記載の重送検知装置。
  4. 前記制御部は、識別関数に基づいて、各単位画素が重送か否かを判定する
    ことを特徴とする請求項２又は３記載の重送検知装置。
  5. 前記識別関数は、正券の一枚券の透過画像データ及び反射画像データに基づく一枚券データと、当該正券の二枚券の透過出力データ及び反射出力データに基づく二枚券データとを用いて機械学習された関数に基づくものである
    ことを特徴とする請求項４記載の重送検知装置。
  6. 前記二枚券データを前記機械学習された関数に入力した結果得られた出力値の分布の平均及び標準偏差をそれぞれμ及びσで表した時、
    前記識別関数は、μ＋ｋ×σ（ｋは、１以上、３以下の係数を表す）の位置を通る
    ことを特徴とする請求項５記載の重送検知装置。
  7. 前記受光部は、同一の受光素子にて前記透過光及び前記反射光を受光する
    ことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の重送検知装置。
  8. 前記透過光及び前記反射光は、前記光源から照射された同一波長の光に基づく光である
    ことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の重送検知装置。
  9. 光源から照射されて紙葉類を透過した透過光を受光した受光部から前記透過光に係る出力データである透過出力データを取得するステップと、
    前記光源から照射されて紙葉類で反射した反射光を受光した前記受光部から前記反射光に係る出力データである反射出力データを取得するステップと、
    前記透過出力データ及び前記反射出力データに基づいて、紙葉類が重送しているか否かを判定するステップと、
    を備えることを特徴とする重送検知方法。
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