JP2011248440A - 紙幣鑑別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真券と偽券とを貼り合わせた変造紙幣を、紙幣に穴が開いていても確実に判別する。
【解決手段】被鑑別紙幣Ｐから受光した透過光の画像としての１次画像Ｇ１を作成する１次画像作成部と、１次画像中に被鑑別紙幣の表面に開いた穴に由来する画像部分が存在する場合に、穴を特定する穴特定部と、１次画像Ｇ１に対してゾーベルフィルタを作用させて２次画像Ｇ２を作成する２次画像作成部と、２次画像Ｇ２において、穴にゾーベルフィルタを作用させたことに由来して作成された画像部分を構成する画素の画素値を０に変化させた３次画像Ｇ３を作成する第１補正部とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、偽券部分と真券部分とが貼り合わされて作成された変造紙幣を鑑別する紙幣鑑別装置に関する。

近年、真券の一部を切り取って、この切り取った部分に偽券を貼り合せることで形成された変造紙幣が増加している。一般に、この種の変造紙幣の鑑別には、画像処理により真券と偽券との貼り合せの境界を際立たせて検知する方法が取られる。より具体的には、貼り合せの境界で変化する輝度を際立たせるために、紙幣の透過画像に対してエッジ（輪郭）検出法の１種であるゾーベル（Ｓｏｂｅｌ）フィルタを作用させる方法である（例えば、特許文献１参照）。この方法では、ゾーベルフィルタを作用させた画像から貼り合せの境界のエッジ画像を抽出し、このエッジ画像を検出している。

特開２００８−２９９５５０号公報

確かに、特許文献１に記載されたゾーベルフィルタを用いる方法は、使用期間が短く比較的新しい紙幣に対しては有効である。しかし、長期間の使用により状態が悪くなった紙幣では問題が発生する場合がある。

以下、この問題について説明する。長期間使用された紙幣には、表面に微細な穴が開く場合がある。その場合、表面に穴が開いた紙幣の透過画像に対してゾーベルフィルタを作用させると、貼り合せの境界のエッジ画像に加えて穴に由来するエッジ画像が生成される。そのため、穴に由来するエッジ画像と、貼り合せ境界に由来するエッジ画像とを区別することが困難になる。結果として、表面に穴が開いた古い紙幣の場合には、貼り合された変造紙幣か否かを正確に鑑別することが困難となる。

この出願に係る発明者は、鋭意検討の結果、穴に由来するエッジ画像を補正することにより上述した課題を解決できることに想到した。

従って、この発明の目的は、古くなって、表面に穴が開いた紙幣に関しても、従来よりも正確に貼り合せ変造紙幣か否かを鑑別することが可能な紙幣鑑別装置を提供することにある。

上述した目的の達成を図るために、この発明の紙幣鑑別装置の実施形態によれば、被鑑別紙幣から受光した透過光の画像としての１次画像を作成する１次画像作成部と、１次画像中に前記被鑑別紙幣の表面に開いた穴に由来する画像部分が存在する場合に、穴の個数と、該被鑑別紙幣の短手方向及び長手方向を直交座標とする位置と、面積とを特定する穴特定部と、１次画像に対してゾーベルフィルタを作用させて２次画像を作成する２次画像作成部と、２次画像において、穴にゾーベルフィルタを作用させたことに由来して作成された画像部分を構成する画素の輝度レベルを表す画素値を０に変化させた３次画像を作成する第１補正部と、３次画像において、被鑑別紙幣に予め描かれている固有の模様にゾーベルフィルタを作用させたことに由来して作成された画像部分を構成する画素の画素値を０に変化させた４次画像を作成する第２補正部と、４次画像において、前記被鑑別紙幣の短手方向に画素値を累積した累積画素値の被鑑別紙幣の長手方向に関する分布としての累積画素値分布を求める累積画素値分布算出部と、累積画素値分布を予め定められた閾値と比較して、累積画素値分布＞閾値の場合に、被鑑別紙幣を偽券と判断し、及び累積画素値分布≦閾値の場合に、被鑑別紙幣を真券と判断する判別部とを備える。

この紙幣鑑別装置によれば、第１補正部が、２次画像において紙幣に開いた穴に画像部分の画素値を０（＝黒）に変化させる。その結果、紙幣の真贋判別に悪影響を及ぼす紙幣の穴に由来するゾーベル画像を補正することができる。よって、紙幣に穴が開いているか否かに係わらず、安定して貼り合せ紙幣の真贋鑑別を行うことができる。

この紙幣鑑別装置の好適な実施態様によれば、第２補正部は、穴が非存在かつ真正の被鑑別紙幣から受光した透過光の画像に対してゾーベルフィルタを作用させた画像としての辞書画像を予め記憶した辞書画像記憶部を有しており、３次画像の画素値から辞書画像の画素値を画素ごとに減算して、減算後の画素値が０以下の場合に、４次画像の当該画素における画素値を０とするのがよい。

このように構成することにより、３次画像から紙幣に固有の模様に由来する画素部分を取り除くことができるので、貼り合せ紙幣の接合線に由来する画素部分をより一層強調することができる。

この紙幣鑑別装置の別の好適な実施態様として、真券と判断された被鑑別紙幣について、穴が存在する場合には、穴の面積を、予め定められた閾値と比較して、穴の面積が閾値よりも大きい場合に、被鑑別紙幣を損券と判断する損券判別部を更に備えるのがよい。

このように構成することにより、真券と判断された被鑑別紙幣について、損券か否かを判断することができる。

この発明の別の紙幣鑑別装置は、被鑑別紙幣から受光した透過光の画像としての１次画像を作成する１次画像作成部と、１次画像中に被鑑別紙幣の表面に開いた穴に由来する画像部分が存在する場合に、穴の個数、位置及び面積を特定する穴特定部と、穴が存在する場合には、穴の面積を、予め定められた閾値と比較して、穴の面積が閾値よりも大きい場合に、被鑑別紙幣を損券と判断する損券判別部とを備える。

この紙幣鑑別装置によれば、真券か否かの判断を行わずに、紙幣の透過光の画像から、紙幣の表面に開いた穴を検出し、この穴の面積を予め定められた閾値と比較して損券か否かを判定することができる。

この発明の紙幣鑑別装置は、上述のように構成しているので、古くなって、表面に穴が開いた紙幣に関しても、従来よりも正確に貼り合せ変造紙幣か否かを安定して鑑別することができる。

この実施の形態の紙幣鑑別装置の構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、１次画像の模式的な平面図であり、（Ｂ）は、２次画像の模式的な平面図であり、（Ｃ）は、３次画像の模式的な平面図である。 （Ａ）は、辞書画像の模式的な平面図であり、（Ｂ）は、４次画像の模式的な平面図であり、（Ｃ）は、累積画素値分布の説明に供する模式図である。 測定部の構成を模式的に示す図面である。 紙幣鑑別装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。なお、各図において各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示してある。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。

（構成）
図１〜図４を参照して、紙幣鑑別装置の構成について説明する。図１は紙幣鑑別装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。

紙幣鑑別装置１０は、ハードウエア的な観点からは、紙幣受入部１２と、１次画像作成部１４と、紙幣保管庫１６と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１８と、記憶部２０とから構成されている。

紙幣受入部１２は、真贋を鑑別すべき被鑑別紙幣Ｐが投入される紙幣投入口である。

１次画像作成部１４は、測定部１４ａとＡ／Ｄ変換部１４ｂとを備えており、被鑑別紙幣Ｐから受光した透過光の画像としての１次画像を作成する。より詳細には、測定部１４ａは、模式的に図４に示すように、光源Ｌｔと受光部Ｊとを備えている。測定部１４ａは、紙幣受入部１２に被鑑別紙幣Ｐが投入されたことをキーとして、光源Ｌｔから、被鑑別紙幣Ｐに向けて白色光を照射する。照射された白色光は、被鑑別紙幣Ｐを透過して、被鑑別紙幣Ｐを挟んで光源Ｌｔの反対側に設けられたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子からなる受光部Ｊで撮像される。撮像素子で撮像された被鑑別紙幣Ｐの画像は、Ａ／Ｄ変換部１４ｂにより、例えば、２５６階調のグレースケール画像へとＡ／Ｄ変換され、記憶部２０の画像記憶部２０ｅに読み出し自在に記憶されると共に、１次画像Ｇ１として後述するＣＰＵ１８の機能手段としての穴特定部１８ｂへと出力される。

ここで、図２（Ａ）を参照して１次画像Ｇ１について簡単に説明する。図２（Ａ）は、１次画像Ｇ１の模式的な平面図である。まず、図２（Ａ）に示す１次画像Ｇ１から理解できるように、被鑑別紙幣Ｐは、真券部分ｐ１と偽券部分ｐ２とが接合線Ｅにおいて貼り合わされており、さらに、真券部分ｐ１に、紙幣の表面から裏面までを貫通する微細な穴Ｈが開いているものとする。尚、例えば、一例として、Ａ１は人物像の輪郭、Ｂ１は円形図形の輪郭及びＣ１は景色像の輪郭とする。このような被鑑別紙幣Ｐから得られる１次画像Ｇ１は、穴Ｈに対応する画素の画素値（輝度レベル）が最高値（＝２５５）を示す。また、真券部分ｐ１と偽券部分ｐ２との間には微妙な色の違いがあることから、１次画像Ｇ１においては、接合線Ｅを境にして真券部分ｐ１と偽券部分ｐ２とで画素値が微妙に変化する。

再び図１に戻ると、紙幣保管庫１６は、偽券保管庫１６ａと、損券金庫１６ｂと、金庫１６ｃとを備えている。紙幣保管庫１６は、後述する方法により真贋と損券か否かとが判断された被鑑別紙幣Ｐを、真贋と損券か否かとで分類して保管する保管庫である。より詳細には、偽券保管庫１６ａには、偽券と判断された被鑑別紙幣Ｐが保管される。損券金庫１６ｂには、真券と判断されたものの、表面に一定面積以上の穴が開いている、言わば使い古された被鑑別紙幣Ｐが保管される。金庫１６ｃには、表面に一定面積以上の穴を有さない真券、言わば、新品に近い被鑑別紙幣Ｐが保管される。

ＣＰＵ１８は、ハードウエア的な観点からは、図示しない制御部と演算部と内部記憶部とを備えている。制御部は、ＣＰＵ１８の全体的な動作を制御する。演算部は、記憶部２０から読み出されたプログラムを実行することにより、後述する各種機能手段を実現する。内部記憶部は、演算部でのプログラムの実行に伴い生じる変数を１時的に記憶するレジスタである。

以下、ＣＰＵ１８の演算部により実現される各種の機能手段について説明する。ＣＰＵ１８は、機能的な観点からは、好ましくは、装置制御部１８ａと、穴特定部１８ｂと、２次画像作成部１８ｃと、第１補正部１８ｄと、第２補正部１８ｅと、累積画素値分布算出部１８ｆと、判別部１８ｇと、損券判別部１８ｈとを備える。

装置制御部１８ａは、紙幣鑑別装置１０の全体的な動作を制御する。例えば、装置制御部１８ａは、被鑑別紙幣Ｐが紙幣受入部１２に投入されたことを検知すると、紙幣受入部１２の蓋を閉め、１次画像作成部１４に指令を出して、被鑑別紙幣Ｐの１次画像Ｇ１を作成させる。この１次画像作成部１４は、例えば、被鑑別紙幣Ｐの長手方向に沿って読み取り走行させてこれと直交する短手方向に沿ったライン毎に画像の読み取りが行われる。従って、長手方向を直交座標系のｘ方向とし、短手方向をｙ方向とする。

穴特定部１８ｂは、１次画像Ｇ１の中（図２（Ａ））に被鑑別紙幣Ｐの表面に開いた穴Ｈに由来する画像部分が存在する場合に、穴の個数、位置及び面積を特定する。この場合、好ましくは、穴の位置は、被鑑別紙幣Ｐの短手方向及び長手方向を直交座標系とする座標上での位置とするのがよい。より詳細には、穴特定部１８ｂには、１次画像作成部１４から１次画像Ｇ１が入力される。穴特定部１８ｂは、入力された１次画像Ｇ１から、白色光源の色がそのまま見えている画素、つまり画素値が最高値（＝２５５（白色））を示す画素を検索し、この画素を穴Ｈと判断する。そして、穴の個数、それぞれの穴の位置としての１次画像Ｇ１の中での座標、及びそれぞれの穴の面積を従来公知の方法で測定する。そして、これらの情報を、後述する記憶部２０の穴情報記憶部２０ａへと読み出し自在に記憶する。

２次画像作成部１８ｃは、画像記憶部２０ｅから読み出された１次画像Ｇ１に対してゾーベルフィルタを作用させて２次画像Ｇ２を作成して、画像記憶部２０ｅに読み出し自在に記憶する。より詳細には、２次画像作成部１８ｃには、穴特定部１８ｂで穴Ｈが特定された１次画像Ｇ１（図２（Ａ））が入力される。１次画像Ｇ１が入力されると、２次画像作成部１８ｃは、１次画像Ｇ１に対して、従来公知の水平方向及び垂直方向のゾーベルフィルタを作用させ、２次画像Ｇ２を作成する。

ここで、図２（Ｂ）を参照して、２次画像Ｇ２について簡単に説明する。従来公知のようにゾーベルフィルタは、注目画素を中心とした上下左右の画素の画素値（輝度レベル）が変化している注目画素については、画素値をゾーベルフィルタの演算で定まる０（ゼロ）以外の値とする。逆に、上下左右の画素値（輝度レベル）が変化しない注目画素については、画素値を０（ゼロ）すなわち、黒色とする。

このことより、図２（Ａ）に示す１次画像Ｇ１に対してゾーベルフィルタを作用すると、得られる２次画像Ｇ２は、図２（Ｂ）に示すように、穴Ｈに対応する位置で、環状に画素値が２５５（白色）の値を持つこととなる。また、２次画像Ｇ２では、真券部分ｐ１と偽券部分ｐ２との接合線Ｅに対応して、直線状に画素値が０（ゼロ）以外の値を持つ。さらに、２次画像Ｇ２では、被鑑別紙幣Ｐに予め描かれている固有の模様（例えば、人物や文字等）の輪郭線にも対応して、画素値が０（ゼロ）以外の値を持つ。すなわち、この例では、図２（Ａ）のＡ１、Ｂ１及びＣ１は、それぞれＡ２，Ｂ２及びＣ２となる。

再び図１に戻ると、第１補正部１８ｄは、画像記憶部２０ｅから２次画像Ｇ２を読み出してきて、この２次画像Ｇ２において、穴Ｈにゾーベルフィルタを作用させたことに由来して作成された画像部分を構成する画素の画素値を０に変化させた３次画像Ｇ３を作成して、画像記憶部２０ｅに読み出し自在に記憶する。より詳細には、第１補正部１８ｄは、穴情報記憶部２０ａから、１次画像Ｇ１における穴Ｈの個数、座標、及び面積を読み出す。そして、これらの穴Ｈのそれぞれについてゾーベルフィルタを作用させるシミュレーションを行い、２次画像Ｇ２上におけるこれらの穴の延在座標範囲（以下、「補正範囲」と称する。）を計算する。

そして、読み出された図２（Ｂ）の２次画像Ｇ２において、それぞれの穴Ｈごとに、これらの補正範囲における画素値を０（＝黒）に変化させる。これにより、図２（Ｃ）に示すように、２次画像Ｇ２上で穴Ｈに対応する画素範囲の画素値が０に変化した３次画像Ｇ３が得られる。従って、この例では、図２（Ｂ)のＡ２，Ｂ２及びＣ２は、それぞれＡ３，Ｂ３及びＣ３となる。

このように第１補正部１８ｄが、２次画像Ｇ２上で穴Ｈに由来する画像部分の画素値を０に補正するので、後に行われる判別部１８ｇでの被鑑別紙幣Ｐの真贋鑑定に穴Ｈに由来する画像が影響を与えるのを回避することができる。

第２補正部１８ｅは、画像記憶部２０ｅから３次画像Ｇ３を読み出してきて、３次画像Ｇ３において、被鑑別紙幣Ｐに予め描かれている固有の模様にゾーベルフィルタを作用させたことに由来して作成された画像部分を構成する画素の画素値を０に変化させた４次画像Ｇ４を作成して、画像記憶部２０ｅに読み出し自在に記憶する。より詳細には、第２補正部１８ｅは、３次画像Ｇ３において、被鑑別紙幣Ｐに予め描かれている固有の模様に由来する部分を取り除く。すなわち、後述する記憶部２０の辞書画像記憶部２０ｂには、穴Ｈが非存在かつ真正の被鑑別紙幣Ｐから受光した透過光の画像に対してゾーベルフィルタを作用させた画像としての辞書画像ＧＲが予め記憶されている。つまり、辞書画像ＧＲとは、図３（Ａ）に示すように、真正であることが知られている被鑑別紙幣Ｐの１次画像（図２（Ａ）参照）に対してゾーベルフィルタを作用させて得られた画像である。この辞書画像ＧＲにおいては、上述の図２（Ａ）に示した、Ａ１、Ｂ１及びＣ１に対応する各輪郭は、それぞれＡ_ＧＲ、Ｂ_ＧＲ及びＣ_ＧＲとして生じている。

よって、図２（Ｃ）に示すような３次画像Ｇ３から、図３（Ａ）に示すような辞書画像ＧＲを差し引くことにより、被鑑別紙幣Ｐに固有の模様を除去することができる。具体的には、辞書画像ＧＲにおいて黒色（画素値＝０）以外の画素の画素値を、対応する３次画像Ｇ３の画素の画素値から差し引く。そして、差し引いた値が０以下の場合には、新たな４次画像Ｇ４の対応画素の画素値を０とする。また、差し引いた値が０より大きい場合には、その値を新たな４次画像Ｇ４の対応画素の画素値とする。この例では、各輪郭Ａ３，Ｂ３及びＣ３の各画素値から、これに対応する辞書画像ＧＲ中の各輪郭Ａ_ＧＲ、Ｂ_ＧＲ及びＣ_ＧＲの各画素値を差し引いた値を４次画像Ｇ４の画素値とする。

ここで、図３（Ｂ）を参照して４次画像Ｇ４について簡単に説明する。図３（Ｂ）は４次画像Ｇ４の模式的な平面図である。上述したように、４次画像Ｇ４は、３次画像Ｇ３から、被鑑別紙幣Ｐに固有の模様等に由来する画像を差し引いたものである。従って、図３（Ｂ）に示すように、４次画像Ｇ４では、被鑑別紙幣Ｐの真券部分ｐ１と偽券部分ｐ２の接合線Ｅに由来する部分の画素値が０以外（≠０）であり、輪郭線Ａ３，Ｂ３及びＣ３の各画素値は対応する輪郭線Ａ_ＧＲ、Ｂ_ＧＲ及びＣ_ＧＲよりも小さい値であるので、これら輪郭線の差し引いた値は０以下となり、従って接合線Ｅ以外の部分の画素値は０（ゼロ）となる。

再び図１に戻ると、累積画素値分布算出部１８ｆは、４次画像Ｇ４において、被鑑別紙幣Ｐの短手方向に画素値を累積した累積画素値の被鑑別紙幣Ｐの長手方向に関する分布としての累積画素値分布Ｄを求めて、累積画素値分布記憶部２０ｆに読み出し自在に記憶する。

より詳細には、累積画素値分布算出部１８ｆは、４次画像Ｇ４を構成する各画素の画素値（輝度レベル）を被鑑別紙幣Ｐの短手方向、従ってこの例ではｙ方向に１列に渡って累積した累積画素値を求める。そして、この操作を被鑑別紙幣Ｐの長手方向すなわちｘ方向の一端部から他端部にかけて、画素列ごとに行い、累積画素値の被鑑別紙幣Ｐの長手方向に関する分布である累積画素値分布Ｄを算出する。

つまり、図３（Ｃ）に示すように、累積画素値分布Ｄは、被鑑別紙幣Ｐの接合線Ｅに対応する位置で大きな値を取り、それ以外の位置では殆ど０に近い値を取る。

判別部１８ｇは、累積画素値分布記憶部２０ｆから各ｘ座標のｙ値を読み出してきて累積画素値分布Ｄを求め、この累積画素値分布Ｄを予め定められた各ｘ座標共通の閾値と比較して、累積画素値分布Ｄ＞真贋閾値Ｔｈ１の場合に、被鑑別紙幣Ｐを偽券と判断し、及び累積画素値分布Ｄ≦真贋閾値Ｔｈ１の場合に、被鑑別紙幣Ｐを真券と判断する。

より詳細には、判別部１８ｇは、累積画素値分布Ｄが算出されたことをキーとして、後述する記憶部２０の真贋閾値記憶部２０ｃから、真贋閾値Ｔｈ１を読み出してくる。次いで、判別部１８ｇは、好ましくは、累積画素値分布Ｄと真贋閾値Ｔｈ１とをｘ座標毎に順番に比較する。そして、図３（Ｃ）に示すように、あるｘ座標値において、累積画素値分布Ｄ＞真贋閾値Ｔｈ１の場合には、そのｘ座標値に対応する被鑑別紙幣Ｐの長手方向の箇所で接合が行われていると判断して、その被鑑別紙幣Ｐは偽券であると判断する。被鑑別紙幣Ｐが偽券であると判断された場合に、判別部１８ｇは、当該被鑑別紙幣Ｐが偽券であることと接合箇所の両情報を真贋閾値記憶部２０ｃに記憶する。さらに、判別部１８ｇは、紙幣保管庫１６の偽券保管庫１６ａへと指令を送り、紙幣受入部１２から、被鑑別紙幣Ｐを偽券保管庫１６ａへと受け入れ、処理を終了する。

逆に、累積画素値分布Ｄ≦真贋閾値Ｔｈ１の場合には、その被鑑別紙幣Ｐは真券であると判断する。そして、判別部１８ｇは、「真券である」との判別結果を損券判別部１８ｈへと出力する。

損券判別部１８ｈは、判別部１８ｇにより真券と判断された被鑑別紙幣Ｐについて、穴Ｈが存在する場合には、穴Ｈの面積を、予め定められた閾値と比較して、穴Ｈの面積が閾値よりも大きい場合に、被鑑別紙幣Ｐを損券と判断する。

より詳細には、損券判別部１８ｈは、真券と判断された被鑑別紙幣Ｐに一定面積以上の穴が開いていないかどうかを判別する。具体的には、損券判別部１８ｈは、記憶部２０の穴情報記憶部２０ａから、被鑑別紙幣Ｐに関する穴の情報（個数、位置、面積）を読み出す。さらに、損券判別部１８ｈは、記憶部２０の損券閾値記憶部２０ｄから損券閾値Ｔｈ２を読み出す。そして、損券閾値Ｔｈ２と穴の面積とを比較する。比較の結果、損券閾値Ｔｈ２以上の面積を有する穴が見つかった場合には、その被鑑別紙幣Ｐは損券であると判定する。一方、損券閾値Ｔｈ２未満の面積の穴の場合や、又は穴が存在しない場合には、その被鑑別紙幣Ｐは損券ではないと判定する。

判定結果は、損券判別部１８ｈから紙幣保管庫１６へと出力され、損券は、損券金庫１６ｂに保管され、損券でない被鑑別紙幣Ｐは金庫１６ｃに保管される。

記憶部２０は、ハードウエア的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｓｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）や、ハードディスクドライブ等の記憶装置から構成されている。記憶部２０は、上述した穴情報記憶部２０ａと、辞書画像記憶部２０ｂと、真贋閾値記憶部２０ｃと、損券閾値記憶部２０ｄと、画像記憶部２０ｅと、累積画素値分布記憶部２０ｆとを記憶領域として備えている。

穴情報記憶部２０ａは、上述したように、穴特定部１８ｂが特定した、１次画像Ｇ１中の穴Ｈの個数、座標及び面積を読み出し自在に記憶する。

辞書画像記憶部２０ｂは、上述したように、穴Ｈが非存在かつ真正の被鑑別紙幣Ｐから受光した透過光の画像に対してゾーベルフィルタを作用させた画像としての辞書画像ＧＲを、予め読み出し自在に記憶する。

真贋閾値記憶部２０ｃは、上述したように、被鑑別紙幣Ｐが貼り合せ偽券か否かを判断するための真贋閾値Ｔｈ１を読み出し自在に記憶する。

損券閾値記憶部２０ｄは、上述したように、被鑑別紙幣Ｐが真券の場合に、その被鑑別紙幣Ｐに一定面積以上の穴Ｈが開いていないかどうかを判断するための損券閾値Ｔｈ２を読み出し自在に記憶する。

（動作）
次に、図１〜図５を参照して、紙幣鑑別装置１０の動作について説明する。図５は、紙幣鑑別装置１０の動作を示すフローチャートである。

まずステップＳ１において、紙幣鑑別装置１０の紙幣受入部１２に対して、被鑑別紙幣Ｐが投入される。

続いて、ステップＳ２において、１次画像作成部１４が被鑑別紙幣Ｐの１次画像Ｇ１（図２（Ａ））を作成する。より詳細には、１次画像作成部１４の光源Ｌｔが白色光を被鑑別紙幣Ｐに向けて照射し、被鑑別紙幣Ｐからの透過光を受光部Ｊが撮像することにより１次画像Ｇ１が作成される。

続いて、ステップＳ３において、穴特定部１８ｂが、１次画像Ｇ１において、被鑑別紙幣Ｐの穴Ｈに由来する画像部分を特定する。そして、穴特定部１８ｂは、穴の個数、座標、及び面積を記憶部２０の穴情報記憶部２０ａへと記憶する。

続いて、ステップＳ４において、２次画像作成部１８ｃが、１次画像Ｇ１にゾーベルフィルタを作用させることにより、２次画像Ｇ２（図２（Ｂ））を作成する。これにより、１次画像Ｇ１のエッジ（輪郭）に対応する画素のみが０以外の画素値を持ち、それ以外の画素の画素値が０となった、エッジが強調された２次画像Ｇ２が形成される。

続いて、ステップＳ５において、第１補正部１８ｄが、２次画像Ｇ２に１次補正を施して、３次画像Ｇ３（図２（Ｃ））を作成する。より詳細には、第１補正部１８ｄは、記憶部２０の穴情報記憶部２０ａから、被鑑別紙幣Ｐに開いている穴の情報（個数、座標及び面積）を読み出す。そして、読み出した穴のそれぞれにゾーベルフィルタを作用させるシミュレーションを行い、ゾーベルフィルタ適用後の穴の延在座標範囲（補正範囲）を計算する。そして、２次画像Ｇ２上における穴の一つ一つについて、シミュレーションによって計算された延在座標範囲の画素値を０に変化させる。これにより、２次画像Ｇ２において穴に由来する全画像範囲の画素値が０に補正された３次画像Ｇ３が作成される。

この１次補正を行うことにより、２次画像Ｇ２における穴Ｈに由来する画像部分の画素値が０となったので、紙幣鑑別装置１０は、真券部分ｐ１と偽券部分ｐ２の接合線Ｅに由来する画像部分を確実に検出することができる。

続いてステップＳ６において、第２補正部１８ｅが、３次画像Ｇ３から辞書画像ＧＲを差し引く２次補正を行って、４次画像（図３（Ｂ））を作成する。より詳細には、第２補正部は、記憶部２０の辞書画像記憶部２０ｂから、辞書画像ＧＲを読み出す。ここで、辞書画像ＧＲとは、穴Ｈが非存在かつ真正の被鑑別紙幣Ｐから受光した透過光の画像に対してゾーベルフィルタを作用させた画像である。

そして、第２補正部１８ｅは、辞書画像ＧＲの各画素の画素値を、３次画像Ｇ３の対応する画素の画素値から差し引く演算を行い、差し引いた値を４次画像Ｇ４の対応画素における画素値とする。なお、差し引いた値が０未満の場合には、４次画像の対応画素における画素値は０とする。

ステップＳ６を経ることにより、３次画像Ｇ３から、被鑑別紙幣Ｐの固有の模様等に由来する画素部分が取り除かれた４次画像Ｇ４が得られる。

続いて、ステップＳ７において、累積画素値分布算出部１８ｆは、図３（Ｃ）に示すように、４次画像Ｇ４の累積画素値分布Ｄを算出する。より詳細には、累積画素値分布算出部１８ｆは、被鑑別紙幣Ｐの短手方向に沿って並ぶ画素の画素値を１列に渡って加算して、その列における累積画素値を算出する。この累積画素値算出の操作を、被鑑別紙幣Ｐの長手方向について一端部から他端部にかけて行い、累積画素値の分布としての累積画素値分布Ｄを算出する。

続いて、ステップＳ８において、判別部１８ｇは、累積画素値分布Ｄと真贋閾値Ｔｈ１とを比較して、被鑑別紙幣Ｐの真贋の鑑別を行う。より詳細には、判別部１８ｇは、記憶部２０の真贋閾値記憶部２０ｃから真贋閾値Ｔｈ１を読み出してきて、真贋閾値Ｔｈ１と累積画素値分布Ｄとを順に比較していく。そして、累積画素値分布Ｄ＞真贋閾値Ｔｈ１の場合には、被鑑別紙幣Ｐを偽券であると判断して、処理はステップＳ９へと移行する。それに対して、累積画素値分布Ｄ≦真贋閾値Ｔｈ１の場合には、被鑑別紙幣Ｐは真券であると判断して、処理はステップＳ１０に移行する。

上述のように、被鑑別紙幣Ｐが偽券と判断された場合には、処理はステップＳ９へと移行する。このステップでは、判別部１８ｇは、紙幣保管庫１６の偽券保管庫１６ａに指令を出力し、紙幣受入部１２に投入されている被鑑別紙幣Ｐを偽券保管庫１６ａへと保管させ、処理を終了する。

被鑑別紙幣Ｐが真券と判断された場合には、処理はステップＳ１０へと移行する。このステップで、損券判別部１８ｈが、真券と判断された被鑑別紙幣Ｐについて、穴Ｈが存在する場合には、穴Ｈの面積を、予め定められた閾値と比較して、穴Ｈの面積が閾値以上の場合に、前記被鑑別紙幣を損券と判断する。

具体的には、損券判別部１８ｈは、記憶部２０の穴情報記憶部２０ａから、被鑑別紙幣Ｐに関する穴の情報（個数、位置、面積）を読み出す。さらに、損券判別部１８ｈは、記憶部２０の損券閾値記憶部２０ｄから損券閾値Ｔｈ２を読み出す。そして、損券閾値Ｔｈ２と穴の面積とを比較する。比較の結果、損券閾値Ｔｈ２以上の面積を有する穴が見つかった場合には、その被鑑別紙幣Ｐは損券であると判定し、損券判別部１８ｈは、損券金庫１６ｂに対して指令を送り、ステップＳ１１で、紙幣受入部１２から被鑑別紙幣Ｐを損券金庫１６ｂに保管させ、処理を終了する。

それに対し、損券閾値Ｔｈ２未満の面積の穴の場合や、又は穴が存在しない場合には、その被鑑別紙幣Ｐは損券ではないと判定し、損券判別部１８ｈは、金庫１６ｃに対して指令を送り、ステップＳ１２において、紙幣受入部１２から被鑑別紙幣Ｐを金庫１６ｃに保管させ、処理を終了する。

（効果）
次に、この実施の形態の紙幣鑑別装置１０の効果について説明する。この紙幣鑑別装置１０は、たとえ、被鑑別紙幣Ｐに穴Ｈが開いていたとしても、その穴Ｈに由来する画像部分を第１補正部１８ｄが補正して３次画像Ｇ３を作成する。その結果、被鑑別紙幣Ｐに開いた穴Ｈに由来する画像が、被鑑別紙幣Ｐの真贋鑑別に与える悪影響を取り除くことができる。

（変形例）
（１）この実施の形態においては、紙幣鑑別装置１０は、損券判別部１８ｈを有する構成としたが、紙幣鑑別装置１０が損券判別部１８ｈを有さなくとも良い。その場合には、真券と判別された被鑑別紙幣Ｐについては、穴の有無に関わらず、金庫１６ｃに保管されることとなる。

（２）また、この実施の形態においては、紙幣鑑別装置１０の一部の構成要素として損券判別部１８ｈを有する構成としたが、損券判別部１８ｈは、それだけで独立した装置としてもかまわない。すなわち、この場合には、紙幣鑑別装置１０は、被鑑別紙幣Ｐに開いた穴の面積から、被鑑別紙幣Ｐが損券か否かを判断することになる。

１０ 紙幣鑑別装置
１２ 紙幣受入部
１４ １次画像作成部
１４ａ 測定部
１４ｂ Ａ／Ｄ変換部
１６ 紙幣保管庫
１６ａ 偽券保管庫
１６ｂ 損券金庫
１６ｃ 金庫
１８ ＣＰＵ
１８ａ 装置制御部
１８ｂ 穴特定部
１８ｃ ２次画像作成部
１８ｄ 第１補正部
１８ｅ 第２補正部
１８ｆ 累積画素値分布算出部
１８ｇ 判別部
１８ｈ 損券判別部
２０ 記憶部
２０ａ 穴情報記憶部
２０ｂ 辞書画像記憶部
２０ｃ 真贋閾値記憶部
２０ｄ 損券閾値記憶部
２０ｅ 画像記憶部
２０ｆ 累積画素値分布記憶部

Claims (4)

1. 被鑑別紙幣から受光した透過光の画像としての１次画像を作成する１次画像作成部と、
   前記１次画像中に前記被鑑別紙幣の表面に開いた穴に由来する画像部分が存在する場合に、当該穴の個数、位置及び面積を特定する穴特定部と、
   前記１次画像に対してゾーベルフィルタを作用させて２次画像を作成する２次画像作成部と、
   前記２次画像において、前記穴に前記ゾーベルフィルタを作用させたことに由来して作成された画像部分を構成する画素の画素値を０に変化させた３次画像を作成する第１補正部と、
   前記３次画像において、前記被鑑別紙幣に予め描かれている固有の模様に前記ゾーベルフィルタを作用させたことに由来して作成された画像部分を構成する画素の画素値を０に変化させた４次画像を作成する第２補正部と、
   前記４次画像において、前記被鑑別紙幣の短手方向に前記画素値を累積した累積画素値の前記被鑑別紙幣の長手方向に関する分布としての累積画素値分布を求める累積画素値分布算出部と、
   前記累積画素値分布を予め定められた閾値と比較して、累積画素値分布＞閾値の場合に、前記被鑑別紙幣を偽券と判断し、及び累積画素値分布≦閾値の場合に、前記被鑑別紙幣を真券と判断する判別部とを備えることを特徴とする紙幣鑑別装置。
2. 前記第２補正部は、穴が非存在かつ真正の被鑑別紙幣から受光した透過光の画像に対してゾーベルフィルタを作用させた画像としての辞書画像を予め記憶しており、
   前記３次画像の画素値から前記辞書画像の画素値を画素ごとに減算して、減算後の画素値が０以下の場合に、前記４次画像の当該画素における画素値を０とすることを特徴とする請求項１に記載の紙幣鑑別装置。
3. 真券と判断された被鑑別紙幣について、前記穴が存在する場合には、該穴の面積を、予め定められた閾値と比較して、前記穴の面積が閾値よりも大きい場合に、前記被鑑別紙幣を損券と判断する損券判別部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙幣鑑別装置。
4. 被鑑別紙幣から受光した透過光の画像としての１次画像を作成する１次画像作成部と、
   前記１次画像中に前記被鑑別紙幣の表面に開いた穴に由来する画像部分が存在する場合に、当該穴の個数、位置及び面積を特定する穴特定部と、
   前記穴が存在する場合には、該穴の面積を、予め定められた閾値と比較して、前記穴の面積が閾値よりも大きい場合に、前記被鑑別紙幣を損券と判断する損券判別部とを備える紙幣鑑別装置。

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