專利名稱：紙片鑒別裝置、紙片鑒別方法及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙張類處理裝置的紙片鑒別裝置，特別涉及鑒別紙張類的缺失一半以上的部分紙幣(紙片)的幣種的紙片鑒別裝置、紙片鑒別方法。
背景技術(shù)：
像ATM(Automatic Teller’s Machine自動(dòng)柜員機(jī))等那樣投入紙幣等紙張類的進(jìn)出款的紙張類裝置，在裝置內(nèi)保管紙張類并根據(jù)顧客的指示輸入進(jìn)行進(jìn)出款處理。在這種紙張類處理裝置中，進(jìn)行進(jìn)出款的紙張類(紙幣等)的種類(幣種等)的鑒別處理。
該鑒別處理一般按照以下方法進(jìn)行。把紙張類整體分割成多個(gè)微小區(qū)域，利用光學(xué)傳感器、厚度傳感器等測定這些各個(gè)微小區(qū)域的濃淡和外形等，通過量子化處理把該測定值轉(zhuǎn)換為灰度值等并存儲(chǔ)。并且，對(duì)由該灰度值構(gòu)成的圖像數(shù)據(jù)實(shí)施規(guī)定的圖像處理(傾斜校正和濃度校正處理)，把由此得到的圖像數(shù)據(jù)與辭典數(shù)據(jù)(根據(jù)真幣生成的圖像數(shù)據(jù))比較，由此判定紙張類(紙幣)的種類(幣種)。
可是，以往的紙張類處理裝置只把外形尺寸正常的紙張類作為鑒別對(duì)象，外形異常的紙張類不作為進(jìn)行鑒別的鑒別對(duì)象，而視為鑒別異常將其廢棄。這是因?yàn)樵谝酝募垙堫愄幚硌b置中，通過將紙張類整體的圖像數(shù)據(jù)與辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行圖案比較來鑒別紙張類的種類。在這種以往的紙張類處理裝置中，顯而易見地是，對(duì)于缺失了一半以上的紙張類的部分紙幣(紙片)，由于可以與辭典數(shù)據(jù)比較的區(qū)域過小而不能確定幣種。
可是，近年來，紙張類處理裝置在無人店鋪的運(yùn)用和24小時(shí)運(yùn)行正在普及，對(duì)經(jīng)常確定紙張類處理裝置內(nèi)的紙幣收納庫內(nèi)的紙幣余額(庫存余額)的要求越來越強(qiáng)。在紙張類處理裝置中，從投入口投入的紙幣或從紙幣收納庫取出的紙幣，有時(shí)在裝置內(nèi)在搬送到鑒別部的中途被切斷。這種情況下，對(duì)紙張類處理裝置的所有者來說，即使是被切斷的紙片，明確幣種而被廢棄和不明確幣種而直接被廢棄具有很大差異，對(duì)前者的要求更強(qiáng)烈。但是，在以往的紙張類處理裝置的鑒別部中，對(duì)于被切斷的紙張類(紙片)，是不確定其種類(幣種)就將其廢棄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠可靠地確定紙張類的缺失一半以上的部分紙幣(所謂紙片)的幣種的紙片鑒別裝置和紙片鑒別方法。
本發(fā)明的紙片鑒別裝置具有基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、辭典數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、傳感器單元和辭典比較單元。
基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元保存至少一個(gè)幣種的作為真幣紙幣的圖像數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。辭典數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元僅保存和所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相同的幣種數(shù)量的真幣紙幣的鑒別用辭典數(shù)據(jù)。傳感器單元獲取作為紙張類的切片即紙片的圖像數(shù)據(jù)。辭典比較單元把由該傳感器單元獲得的紙片圖像數(shù)據(jù)與保存在所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)合成，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)，把該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與保存在所述辭典數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的同一幣種的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配(pattern matching)，鑒別所述紙片的幣種。
所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)是真幣紙幣的圖像數(shù)據(jù)，所以把紙片圖像數(shù)據(jù)粘貼在該基準(zhǔn)數(shù)據(jù)上合成得到的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)，除該紙片圖像數(shù)據(jù)50以外的部分與辭典數(shù)據(jù)具有的真幣的圖像數(shù)據(jù)一致。因此，通過對(duì)同一幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)和辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，可以鑒別紙片圖像數(shù)據(jù)、即紙片是否是真幣的一部分，可以根據(jù)模式匹配結(jié)果推測(鑒別)紙片的幣種。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的紙片鑒別裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是說明第1實(shí)施方式的紙片鑒別裝置的處理概要的圖。
圖3是說明第1實(shí)施方式的紙片鑒別裝置的整個(gè)紙片鑒別處理的流程圖。
圖4是說明第1實(shí)施方式的濃度校正處理的流程圖。
圖5(a)是表示辭典數(shù)據(jù)的整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖，圖5(b)是表示辭典數(shù)據(jù)的像素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖。
圖6(a)是表示比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖，圖6(b)是表示比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的像素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)和辭典數(shù)據(jù)的模式匹配方法的示意圖。
圖8是整個(gè)圖像的模式匹配處理的示意圖。
圖9是整個(gè)圖像的模式匹配處理的詳細(xì)流程圖。
圖10是橫向線圖像的模式匹配處理的示意圖。
圖11是橫向線圖像數(shù)據(jù)的模式匹配處理的詳細(xì)流程圖。
圖12是縱向線圖像的模式匹配處理的示意圖。
圖13是縱向線圖像的模式匹配處理的詳細(xì)流程圖。
圖14是左斜向線圖像的模式匹配處理的示意圖。
圖15是右斜向線圖像的模式匹配處理的示意圖。
圖16是左斜向線圖像的模式匹配處理的詳細(xì)流程圖。
圖17是右斜向線圖像的模式匹配處理的詳細(xì)流程圖。
圖18是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的紙片鑒別裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖19是表示神經(jīng)運(yùn)算部的結(jié)構(gòu)圖。
圖20是說明神經(jīng)運(yùn)算部的組件(unit)結(jié)構(gòu)的圖。
圖21是說明輸入神經(jīng)運(yùn)算部的數(shù)據(jù)的圖。
圖22是說明神經(jīng)運(yùn)算部進(jìn)行整個(gè)圖像圖案識(shí)別時(shí)的輸入圖案的圖。
圖23是說明神經(jīng)運(yùn)算部進(jìn)行縱向線圖像圖案識(shí)別時(shí)的輸入圖案的圖。
圖24是說明神經(jīng)運(yùn)算部進(jìn)行橫向線圖像圖案識(shí)別時(shí)的輸入圖案的圖。
圖25是說明神經(jīng)運(yùn)算部進(jìn)行左斜向線圖像圖案識(shí)別時(shí)的輸入圖案的圖。
圖26是說明神經(jīng)運(yùn)算部進(jìn)行右斜向線圖像圖案識(shí)別時(shí)的輸入圖案的圖。
圖27是說明第2實(shí)施方式的紙片鑒別裝置通過神經(jīng)運(yùn)算進(jìn)行整個(gè)圖像圖案識(shí)別，鑒別紙片的幣種的處理的流程圖。
圖28是說明第2實(shí)施方式的紙片鑒別裝置通過神經(jīng)運(yùn)算進(jìn)行橫向線圖像圖案識(shí)別，鑒別紙片的幣種的處理的流程圖。
圖29是說明第2實(shí)施方式的紙片鑒別裝置通過神經(jīng)運(yùn)算進(jìn)行縱向線圖像圖案識(shí)別，鑒別紙片的幣種的處理的流程圖。
圖30是說明第2實(shí)施方式的紙片鑒別裝置通過神經(jīng)運(yùn)算進(jìn)行斜向線圖像圖案識(shí)別，鑒別紙片的幣種的處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可以根據(jù)紙張類的一部分(紙片)確定該紙張類的種類(幣種)，可以作為一個(gè)組件實(shí)現(xiàn)，也可以裝配在各紙張類處理裝置中使用。
(第1實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
該圖所示的第1實(shí)施方式的紙片鑒別裝置10由以下部分構(gòu)成中央處理裝置11；紙張類進(jìn)入傳感器部12；光傳感器部13；放大部14；A/D轉(zhuǎn)換部15；圖像存儲(chǔ)部16；圖像處理部17；辭典比較部18；基準(zhǔn)數(shù)據(jù)部19；辭典數(shù)據(jù)部20和存儲(chǔ)部21。另外，在以下說明中，說明本實(shí)施方式處理紙張類的一種即紙幣時(shí)的情況。
紙張類進(jìn)入傳感器部12是檢測出紙張類(紙幣)已進(jìn)入裝置10內(nèi)的傳感器，并將該進(jìn)入通知中央處理裝置11。
光傳感器部13是線傳感器，在由紙張類進(jìn)入傳感器部12檢測后，以線為單位獲取從裝置10內(nèi)搬送過來的紙張類的圖像。中央處理裝置11在從紙張類進(jìn)入傳感器部12獲取上述通知后，起動(dòng)光傳感器部13，根據(jù)紙張類的搬送速度控制光傳感器部13的取樣頻率和取樣時(shí)間。光傳感器部13接受來自中央處理裝置11的控制，獲取將要搬送的紙張類的模擬圖像信號(hào)，將其輸出給放大部14。
放大部14把從光傳感器部13輸入的模擬圖像信號(hào)放大，將其輸出給A/D轉(zhuǎn)換部15。
A/D轉(zhuǎn)換部15把從放大部14輸入的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)并輸出。該數(shù)字圖像信號(hào)是把最暗的點(diǎn)作為0，把最亮的點(diǎn)作為最大值的灰度值。該灰度值按照每個(gè)像素獲得。
從A/D轉(zhuǎn)換部15輸出的數(shù)字圖像信號(hào)被依次保存在圖像存儲(chǔ)部16中。由此，在圖像存儲(chǔ)部16保存由光傳感器部13獲得的紙張類(或其紙片)的圖像的數(shù)字圖像信號(hào)。該數(shù)字圖像信號(hào)如后面所述大于紙張類的尺寸，還包括紙張類的背景圖像。
圖像處理部17接受中央處理裝置11的控制，對(duì)保存在圖像存儲(chǔ)部16的圖像信號(hào)(圖像數(shù)據(jù))實(shí)施坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(傾斜校正處理)，使紙張類(或其紙片)的圖像數(shù)據(jù)規(guī)范化。并且，對(duì)該規(guī)范化的圖像數(shù)據(jù)實(shí)施濃度校正處理。圖像存儲(chǔ)部16把通過實(shí)施上述的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和濃度校正等得到的紙張類或其紙片的圖像數(shù)據(jù)輸出給辭典比較部18。
辭典比較部18把從圖像處理部17輸入的紙張類的圖像數(shù)據(jù)和保存在辭典數(shù)據(jù)部20的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，進(jìn)行輸入到裝置10內(nèi)的紙張類的真?zhèn)舞b別。另外，這是本發(fā)明的特征，如果從圖像處理部17輸入的圖像數(shù)據(jù)是紙片圖像數(shù)據(jù)(紙幣的切片(紙片)的圖像數(shù)據(jù))，辭典比較部18生成把該紙片圖像數(shù)據(jù)疊合(粘貼)在各幣種的紙幣的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)上的圖像數(shù)據(jù)，把該生成圖像數(shù)據(jù)(比較用紙幣圖像數(shù)據(jù))與辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，由此判定所述紙片圖像的種類(幣種)。
基準(zhǔn)數(shù)據(jù)部19保存有本裝置10處理的紙幣的所有幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。該基準(zhǔn)數(shù)據(jù)是為確定(推測)紙片的幣種而使用的數(shù)據(jù)，是利用光傳感器讀取真幣而生成的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)其實(shí)施了和所述紙片圖像數(shù)據(jù)相同的濃度校正。該濃度校正是為了使將所述紙片圖像數(shù)據(jù)粘貼到基準(zhǔn)數(shù)據(jù)上后不產(chǎn)生顏色不均而進(jìn)行的。
辭典比較部18通過向紙幣的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)粘貼紙片的圖像數(shù)據(jù)的合成處理，生成該各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)，通過把這些各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與同一幣種的辭典數(shù)據(jù)比較，由此確定(鑒別)紙片的幣種。
辭典數(shù)據(jù)部20保存有辭典比較部18進(jìn)行紙張類(紙幣)的真?zhèn)舞b別和紙片的幣種鑒別所使用的辭典數(shù)據(jù)。該辭典數(shù)據(jù)與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相同地被準(zhǔn)備成對(duì)應(yīng)于在裝置10進(jìn)行處理的紙幣的所有幣種。該辭典數(shù)據(jù)是利用光傳感器(例如光傳感器部13)讀取真幣而生成的。該情況時(shí)，由于一般每種真幣的各像素都產(chǎn)生灰度值(濃度)離差，所以預(yù)先利用光傳感器讀取規(guī)定張數(shù)的真幣，求出各像素的灰度平均值和灰度值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，把將這些值與像素相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)作為辭典數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
在真?zhèn)舞b別中，例如計(jì)算對(duì)應(yīng)的像素彼此間的灰度值的差值，如果該值在標(biāo)準(zhǔn)偏差以內(nèi)，則判定為兩方像素一致，以一致的像素占整體的百分之幾以上為基準(zhǔn)，鑒別紙幣的真?zhèn)巍?br> 并且，在紙片的幣種鑒別中，在辭典數(shù)據(jù)和所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的模式匹配中，例如，算出兩圖像數(shù)據(jù)間的距離(例如歐幾里得距離)，以該距離為基礎(chǔ)鑒別紙片的幣種。
存儲(chǔ)部21保存由辭典比較部18識(shí)別(鑒別)的紙片的幣種結(jié)果和紙幣的真?zhèn)闻卸ńY(jié)果等。
圖2是說明上述紙片鑒別裝置10的紙片鑒別處理的概要圖。
圖2(a)所示的原始圖像數(shù)據(jù)31是利用光傳感器部13檢測傾斜搬送來的紙片而得到的圖像數(shù)據(jù)，在原始圖像數(shù)據(jù)31的中央部存在紙片圖像數(shù)據(jù)41。在圖2(a)中，外廓與紙片圖像數(shù)據(jù)41連接的虛線部分表示被切掉而丟失的另一方紙片的外廓。
圖像處理部17對(duì)所述紙片圖像數(shù)據(jù)41實(shí)施坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理，對(duì)紙片圖像數(shù)據(jù)41進(jìn)行傾斜校正使其規(guī)范化(使紙片圖像數(shù)據(jù)41的上邊重疊在原始圖像數(shù)據(jù)31的左上角的上邊)。并且，對(duì)該規(guī)范化的紙片圖像數(shù)據(jù)41，實(shí)施使紙片的外緣部的白色部分(對(duì)應(yīng)于紙片圖像數(shù)據(jù)41的紙片外緣的白色部分的部分圖像數(shù)據(jù))成為基準(zhǔn)值的濃度校正，最后生成圖2(b)所示的紙片圖像數(shù)據(jù)42。
辭典比較部18如圖2(c)所示，把上述紙片圖像數(shù)據(jù)42以角部為基準(zhǔn)疊合(粘貼)在保存在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)部19的A幣種、B幣種、…等的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50(50A(A幣種基準(zhǔn)數(shù)據(jù))、50B(B幣種基準(zhǔn)數(shù)據(jù))…、50N(N幣種基準(zhǔn)數(shù)據(jù)))上，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60。這些各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60是用于和保存在辭典數(shù)據(jù)部20的各幣種的辭典數(shù)據(jù)70(70A(A幣種辭典數(shù)據(jù))、70B(B幣種辭典數(shù)據(jù))…、70N(N幣種辭典數(shù)據(jù)))進(jìn)行模式匹配的圖像數(shù)據(jù)。
另外，紙片圖像數(shù)據(jù)42以角部為基準(zhǔn)向基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50進(jìn)行的粘貼由紙片圖像數(shù)據(jù)42的形狀(紙片形狀)決定。在紙片圖像數(shù)據(jù)42為圖2(c)所示的大致三角形的情況下，由于可以推測出該角部分對(duì)應(yīng)于原來紙幣的兩個(gè)角的哪一個(gè)，所以在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50(圖2(c)所示的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)60是B幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50)的右上角和左下角的各角部分別粘貼紙片圖像數(shù)據(jù)42，以生成兩種比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60。
紙片的形狀如果是該圖(c)所示以外的形狀，可以根據(jù)其形狀把紙片圖像數(shù)據(jù)42適當(dāng)?shù)卣迟N在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50的合適位置，生成比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60。另外，在生成該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60時(shí)使用的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50，如前所述被實(shí)施了和紙片圖像數(shù)據(jù)42相同的濃度校正。在本實(shí)施方式中，對(duì)保存在辭典數(shù)據(jù)部20的辭典數(shù)據(jù)70也實(shí)施和紙片圖像數(shù)據(jù)42相同的濃度校正，所以可以認(rèn)為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50和辭典數(shù)據(jù)70的圖像數(shù)據(jù)一致。即，在比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60中，除紙片圖像數(shù)據(jù)42以外的部分(基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50的部分)和辭典數(shù)據(jù)70相同。
因此，比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60和辭典數(shù)據(jù)70的模式匹配，實(shí)質(zhì)上是紙片圖像數(shù)據(jù)42和辭典數(shù)據(jù)70的對(duì)應(yīng)該紙片圖像數(shù)據(jù)42的部分的模式匹配。該情況時(shí)，如果是將紙片圖像數(shù)據(jù)42粘貼在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50上的原來部位(原紙幣的原來位置)的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60，則該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50大致一致。因此，通過對(duì)同一幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60和辭典數(shù)據(jù)70彼此間進(jìn)行模式匹配，并檢測距離最小的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50，可以推測該基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50的幣種是作為鑒別對(duì)象的紙片的幣種。該情況時(shí)，對(duì)距離設(shè)定閾值，僅在根據(jù)模式匹配的結(jié)果得到的最小距離小于該閾值時(shí)，按照上面所述確定紙片的幣種。
這樣，在本實(shí)施方式中，將該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60與各幣種的辭典數(shù)據(jù)70依次進(jìn)行模式匹配，由此確定距離(類似度)最大的幣種，所確定的幣種被鑒別(推測)為是紙片的幣種。
圖3是說明紙片鑒別裝置10的紙片的幣種推測處理的流程圖。
首先，對(duì)紙片圖像數(shù)據(jù)41進(jìn)行濃度校正(步驟S11)，然后對(duì)該紙片圖像數(shù)據(jù)41進(jìn)行傾斜校正(步驟S12)。然后，把紙片圖像數(shù)據(jù)41以角部為基準(zhǔn)粘貼在最先選擇的幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50上(步驟S13)。在該角部粘貼中，最先預(yù)先決定粘貼在哪個(gè)角部。并且，預(yù)先決定最先選擇的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50的幣種。
并且，首先對(duì)所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60和辭典數(shù)據(jù)70(最先預(yù)先決定的幣種的辭典數(shù)據(jù)70)進(jìn)行整個(gè)圖像的模式匹配(步驟S14)，然后，對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向線圖像的模式匹配(步驟S15)。再接著，對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向線圖像的模式匹配(步驟S16)，最后對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行斜向線圖像的模式匹配(步驟S17)。這四種模式匹配的結(jié)果保存在存儲(chǔ)器(未圖示)中。
如上所述，對(duì)在某一個(gè)角部粘貼了紙片圖像數(shù)據(jù)42的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60進(jìn)行了四種模式匹配后，判別是否對(duì)某一個(gè)幣種的所有比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60進(jìn)行了這四種模式匹配(步驟S18)，如果未進(jìn)行，選擇應(yīng)該粘貼所述紙片圖像數(shù)據(jù)42的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50(現(xiàn)在選擇中的幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50)的下一個(gè)角部(步驟S19)，返回步驟S13。在步驟S13以后，對(duì)在所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50的此次選擇的角部粘貼了紙片圖像數(shù)據(jù)42的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60，進(jìn)行上述的模式匹配處理。
這樣，對(duì)某一個(gè)幣種，對(duì)所有比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60(在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50的每個(gè)角部粘貼了紙片圖像數(shù)據(jù)42的各個(gè)圖像數(shù)據(jù)60)進(jìn)行該辭典數(shù)據(jù)70和比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60的模式匹配。并且，如果與所有比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的模式匹配結(jié)束，判別與所有幣種的辭典數(shù)據(jù)70的模式匹配是否結(jié)束(步驟S20)，如果未結(jié)束，選擇下一個(gè)應(yīng)該進(jìn)行模式匹配的幣種的辭典數(shù)據(jù)70(步驟S21)，返回步驟S13。在步驟S13，使用新選擇的幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50，生成該幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60。
這樣，對(duì)所有幣種進(jìn)行比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60(數(shù)量與應(yīng)該粘貼紙片圖像數(shù)據(jù)42的角部數(shù)量相同的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60)和辭典數(shù)據(jù)70的模式匹配。并且，在該模式匹配結(jié)束時(shí)，把類似度最高的幣種推測為紙片的幣種，把該推測結(jié)果保存在存儲(chǔ)部21中(步驟S22)。在步驟S22，除紙片的幣種外，也可以保存該紙片的在紙幣上的位置信息(角部位置)。該紙片的位置信息的獲取可以通過把在步驟S19選擇的最新角部信息保存在存儲(chǔ)器(未圖示)等中進(jìn)行。
可是，作為上述模式匹配的方法，可以采用使用圖案間最小距離的方法等公知方法。
另外，在圖3的紙片的幣種識(shí)別處理中進(jìn)行下述四種模式匹配，(1)整個(gè)圖像的模式匹配(2)橫向線圖像的模式匹配(3)縱向線圖像的模式匹配(4)斜向線圖像的模式匹配把在這些模式匹配中獲得的最佳類似度(或最小距離)作為幣種識(shí)別用的指標(biāo)，但也可以僅選擇上述(1)～(4)中任意一個(gè)、或從(1)～(4)中選擇1～3種模式匹配的組合，來識(shí)別紙片的幣種。
圖4是說明圖3的步驟S11的濃度校正處理的詳細(xì)內(nèi)容的流程圖。
首先，計(jì)算紙片圖像數(shù)據(jù)41的紙片的白色邊緣部的面積S(步驟S31)，然后計(jì)算該白色邊緣部的透射光加法值A(chǔ)(步驟S32)。
然后，計(jì)算白色緣部的每單位面積的透射光加法值B(＝A/S)(步驟S33)，然后計(jì)算用于把B設(shè)為80H(H表示16進(jìn)制值的記號(hào))的計(jì)算數(shù)字C(＝80H/B)(步驟S34)。并且，將紙片圖像數(shù)據(jù)41的所有像素乘以C，對(duì)紙片圖像數(shù)據(jù)41進(jìn)行濃度校正(步驟S35)。
圖5是表示辭典數(shù)據(jù)70的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖。
如該圖(a)所示，辭典數(shù)據(jù)70是縱L列、橫N行，由L×N個(gè)的像素71構(gòu)成。如該圖(b)所示，像素71為16比特結(jié)構(gòu)，在高位8比特保存灰度平均值(濃度平均值)，在低位8比特保存標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。該標(biāo)準(zhǔn)偏差σ是從用于生成辭典數(shù)據(jù)70的取樣數(shù)據(jù)得到的像素71的灰度值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
圖6是表示比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖。
如該圖(a)所示，比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60和辭典數(shù)據(jù)70相同也是縱L列、橫N行，由L×N個(gè)的像素61構(gòu)成。如該圖(b)所示，像素61為8比特結(jié)構(gòu)，在該8比特保存灰度值(濃度值)。
在本實(shí)施方式中，如圖7的示意圖所示，在比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60和辭典數(shù)據(jù)70的模式匹配中，對(duì)同一位置的各個(gè)像素，利用下述公式(1)計(jì)算它們之間的歐幾里得距離dij。
dij=Pij-Pij′σ----(1)]]>其中，Pij比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60的像素的灰度值P’ij辭典數(shù)據(jù)70的像素的灰度值下面，說明圖3的步驟S14的整個(gè)模式匹配處理。
圖8是上述整個(gè)圖像模式匹配的方法的示意概念圖。
在該圖中，如右方向的箭頭所示，從第1行到第N行依次利用上述公式(1)求出歐幾里得距離dij，求出利用下述公式(2)表示的所有像素的歐幾里得距離Dall。
Dall=Σj=1LΣi=1NPij-Pij′σ----(2)]]>圖9是詳細(xì)說明圖3的步驟S14的整個(gè)圖像模式匹配處理的流程圖。在該圖中，i和j分別是表示像素的列序號(hào)、行序號(hào)的變量。并且，DEA是用于求出整個(gè)圖像模式匹配中的歐幾里得距離的變量。
首先，把1代入變量i、j。并且，把0代入變量DEA(步驟S41)。
然后，利用公式(1)計(jì)算歐幾里得距離dij(步驟S42)，將變量DEA與該歐幾里得距離dij相加(步驟S43)。然后，判別i是否等于L(步驟S44)，如果不等，將i的值加1(步驟S45)，返回步驟S42。
如上所述，反復(fù)執(zhí)行步驟S42～S45的處理，直到在步驟S44判別為等于L，求出i行的所有像素的歐幾里得距離的總和。
并且，在步驟S44判別為i＝L時(shí)，然后判別是否j＝N(步驟S46)。如果不是j＝N，將j的值加1(步驟S47)，返回步驟S42。這樣，反復(fù)執(zhí)行步驟S42～S47的處理直到j(luò)等于N，求出圖像中的所有像素的歐幾里得距離的總和。該總和被保存到DEA中。并且，在步驟S46，在判別為j等于N時(shí)結(jié)束處理。
圖10是表示圖3的步驟S15的橫向線圖像的模式匹配處理的示意概念圖。
如該圖所示，在該模式匹配處理中，選擇比較用圖像數(shù)據(jù)60的任意行x，掃描該行的所有像素，求出與該掃描線81中的所有像素與辭典數(shù)據(jù)70的像素的歐幾里得距離dij的總和。但是，行x必須是含有紙片圖像數(shù)據(jù)42的像素的行，最好是紙片圖像數(shù)據(jù)42的像素?cái)?shù)最大的行x。
圖11是詳細(xì)說明圖3的步驟S15的橫向線圖像的模式匹配處理的流程圖。另外，在該圖中，變量i、j分別是設(shè)定像素的列序號(hào)、行序號(hào)的變量。并且，DEY是求出所選擇的行y的所有像素的歐幾里得距離的總和的變量。
首先，把i初始設(shè)定為1，把所選擇的行序號(hào)y設(shè)定為j。并且，把DEY初始設(shè)定為0(步驟S51)。并且根據(jù)上述公式(1)，計(jì)算歐幾里得距離dij(步驟S52)，將該歐幾里得距離dij與變量DEY相加(步驟S53)。
然后，判別i是否等于L(步驟S54)，如果不等，將i的值加1(步驟S55)，返回步驟S52。
這樣，反復(fù)執(zhí)行步驟S52～S54的處理直到i的值等于L，求出所選擇的行y中的所有像素的歐幾里得距離的總和。把該總和保存到變量DEY中。并且，在步驟S54判別為i等于L時(shí)結(jié)束處理。
圖12是表示圖3的步驟S16的縱向線圖像的模式匹配處理的示意概念圖。
在該縱向線圖像的模式匹配處理中，選擇比較用圖像數(shù)據(jù)60的任意列x，掃描該列x的所有像素，求出該掃描線91中的所有像素的歐幾里得距離的總和。但是，該情況時(shí)，選擇的列x是含有紙片圖像數(shù)據(jù)42的像素的列，最好選擇像素?cái)?shù)最大的列x。
圖13是詳細(xì)說明圖3的步驟S16的縱向線圖像的模式匹配處理的流程圖。在該圖中，i、j分別是設(shè)定像素的列序號(hào)、行序號(hào)的變量。
首先，將所選擇的列序號(hào)x設(shè)定為變量i，把變量j初始設(shè)定為1。并且，把用于求出該所選擇的列x的所有像素的歐幾里得距離的總和的變量DET初始設(shè)定為0(步驟S61)。
接下來，根據(jù)上述公式(1)，計(jì)算歐幾里得距離dij(步驟S62)，將該歐幾里得距離dij與變量DET相加(步驟S63)。然后，判別j是否等于N(步驟S64)，如果不等，將j的值加1(步驟S65)，返回步驟S62。
這樣，反復(fù)執(zhí)行步驟S62～S65的處理直到j(luò)的值等于N，求出所選擇的列x中的所有像素的歐幾里得距離的總和。將該總和保存到變量DET中。并且，在步驟S64判別為j等于N時(shí)結(jié)束處理。
圖14和圖15是表示圖3的步驟S17的斜向線圖像的模式匹配處理的示意概念圖。
圖14表示選擇任意序號(hào)x的列，從該所選擇的列以規(guī)定角度(例如45度)在向左傾斜的方向掃描像素，求出該掃描的斜線的所有像素的歐幾里得距離的總和的左斜向線圖像的模式匹配處理。在該圖中，表示選擇比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60的序號(hào)x1的列時(shí)和選擇序號(hào)x2時(shí)的各自的掃描線101、102。在該方法中，最好選擇在掃描線上紙片圖像數(shù)據(jù)42的像素?cái)?shù)最大的列序號(hào)。
另一方面，圖15是使掃描方向?yàn)橄蛴覂A斜的方向時(shí)的斜向線圖像的模式匹配處理的示意概念圖。
該圖表示把最先掃描的像素的列序號(hào)設(shè)為x3時(shí)和設(shè)為x4時(shí)的各自的掃描線111、112。在該右斜方向的斜向線圖像的模式匹配中，最好最先選擇應(yīng)掃描像素的列，以使掃描紙片圖像數(shù)據(jù)42的像素?cái)?shù)量最多的行為掃描線。
圖16是詳細(xì)說明圖14所示左斜方向的傾斜圖像線的模式匹配處理的圖。在該圖中，變量i、j分別是設(shè)定像素的列序號(hào)、行序號(hào)的變量。并且，DENR是用于求出左斜方向的掃描線的所有像素的歐幾里得距離的總和的變量。
首先，將最先掃描的像素的列序號(hào)設(shè)定為變量i，將最先掃描的像素的行序號(hào)1設(shè)定為變量j。并且，把變量DENR初始設(shè)定為0(步驟S71)。
然后，運(yùn)算上述公式(1)，求出歐幾里得距離dij(步驟S72)，將該歐幾里得距離dij與變量DENR相加(步驟S73)。并且，判別是否i＝1或j＝N(步驟S74)，如果i、j均不滿足該等式，將i的值減1(步驟S75)，將j的值加1(步驟S75)，返回步驟S72。
這樣，反復(fù)執(zhí)行步驟S72～S76的處理，直到在步驟S74判斷為i＝1或j＝N成立，求出從第1行的列x的像素開始掃描的右斜方向的線圖像的所有像素的歐幾里得距離的總和，把該總和保存到變量DENR中。在步驟S74判斷為i＝1或j＝N時(shí)結(jié)束處理。
圖17是詳細(xì)說明圖15所示左斜方向的線圖像的模式匹配處理的流程圖。
首先，分別將最先的掃描像素的行序號(hào)(＝x)、列序號(hào)(＝1)設(shè)定為變量i、j。并且，把用于求出左斜方向的掃描線圖像的所有像素的歐幾里得距離的總和的變量DENL初始設(shè)定為0(步驟S81)。
然后，使用上述公式(1)，求出歐幾里得距離dij(步驟S82)，將該歐幾里得距離dij與變量DENL相加(步驟S83)。并且，判別是否i＝L或j＝N(步驟S84)，如果兩個(gè)等式均不成立，將i加1(步驟S85)，將j減1(步驟S86)，返回步驟S82。
這樣，反復(fù)執(zhí)行步驟S82～S86的處理，直到在步驟S84判斷為i＝L或j＝N的任一個(gè)成立，求出所選擇的左斜方向的線圖像的所有像素的歐幾里得距離的總和，把其值保存到變量DENL中。并且，在步驟S84判斷為i＝L或j＝N的任一個(gè)成立時(shí)結(jié)束處理。
另外，在第1實(shí)施方式中，作為比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)1條縱向線、1條橫向線或1條斜線的數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，但也可以不是1條線而是多條線。并且，在本發(fā)明的模式匹配中使用的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60的部分?jǐn)?shù)據(jù)不限于線，如果是包括比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60的紙片圖像數(shù)據(jù)42的部分?jǐn)?shù)據(jù)，也可以是線以外的其他形狀。
(第2實(shí)施方式)圖18是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的紙片鑒別裝置200的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖。在該圖中，對(duì)和圖1所示第1實(shí)施方式的紙片鑒別裝置10的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素賦予相同符號(hào)，并省略這些構(gòu)成要素的說明。
紙片鑒別裝置200與紙片鑒別裝置10的在結(jié)構(gòu)上的差異是用圖像處理部17A、基準(zhǔn)數(shù)據(jù)部19和神經(jīng)運(yùn)算部201，代替辭典比較部18、基準(zhǔn)數(shù)據(jù)部19和辭典數(shù)據(jù)部20的紙片鑒別功能。并且，中央處理部11A分析神經(jīng)運(yùn)算部201的輸出，鑒別紙片的幣種，并控制圖像處理部17A。
圖像處理部17A如前面所述對(duì)紙片圖像數(shù)據(jù)42實(shí)施規(guī)范化和濃度校正后，與辭典比較部18相同，根據(jù)該紙片圖像數(shù)據(jù)42和保存在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)部19的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60。并且，對(duì)該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60實(shí)施縮小處理，把由此得到的縮小圖像的所有像素或部分像素輸出給神經(jīng)運(yùn)算部201。
神經(jīng)運(yùn)算部201是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，把在圖像處理部17A生成的所述縮小圖像作為輸入圖案輸入，把紙片的幣種及其方向(在原紙幣上的位置)作為輸出圖案輸出。
另外，在該第2實(shí)施方式中，神經(jīng)運(yùn)算部201利用縮小圖像進(jìn)行神經(jīng)運(yùn)算，但未必一定是縮小圖像。作為輸入圖案是否使用縮小圖像，可以根據(jù)神經(jīng)運(yùn)算部201的規(guī)模及其運(yùn)算處理時(shí)間等適當(dāng)決定。
圖19是表示神經(jīng)運(yùn)算部201的結(jié)構(gòu)圖。
神經(jīng)運(yùn)算部201是由輸入層211、中間層212和輸出層213構(gòu)成的前饋結(jié)合型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，把誤差逆?zhèn)鞑W(xué)習(xí)作為學(xué)習(xí)算法。
從圖像處理部17A向輸入層211輸入輸入信號(hào)I1、I2、…、Ip，作為輸入圖案。這些輸入信號(hào)Ii是所述縮小圖案的像素的灰度值(濃度)。輸入層211由S1、S2、…、Sp的p個(gè)組件(神經(jīng))構(gòu)成，向組件Si(i＝1、2、…、p)輸入輸入信號(hào)Ii。
中間層212由A1、A2、…、Am的m個(gè)組件構(gòu)成。各組件Aj(J＝1、2、…、m)與輸入層211的所有組件Si(i＝1、2、…、n)結(jié)合。
輸出層213由R1、R2、…、Rq的q個(gè)組件構(gòu)成，各組件Rk(k＝1、2、…、q)與中間層212的所有組件Aj結(jié)合。組件Rk輸出輸出信號(hào)Ok。該輸出信號(hào)Ok是0或1的2值信號(hào)，在q個(gè)組件Rk中只有任意的一個(gè)組件輸出1的輸出信號(hào)，其他組件輸出0。
q個(gè)各組件Rk分別對(duì)應(yīng)某特定的幣種和紙片的位置(方向)，輸出與輸入到輸入層211的輸入圖案I(I1、I2、…、Ip)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)Ok。
圖20是表示中間層212的組件Aj和輸出層213的組件Rk雙方的模型例的圖。
該圖表示的組件220(組件j)是來自前段的層的各組件i的輸出作為輸入xi被供給的準(zhǔn)線形元件模型，具有閾值θj。其中，組件220(組件j)的內(nèi)部狀態(tài)uj按下述公式(3)計(jì)算，uj=Σiwijxi+θi----(3)]]>wij組件i和組件j之間的結(jié)合的權(quán)重組件220的輸出是以該值uj作為變量的函數(shù)f(uj)，例如作為西格莫奈德(シグモナイド)函數(shù)表示為下述公式(4)。
f(uj)=11+exp(-uj/T)----(4)]]>其中，T是被稱為溫度的參數(shù)。
圖21是說明從圖像處理部17A輸出給神經(jīng)運(yùn)算部201的輸入圖案的圖。
該圖右側(cè)所示的圖像數(shù)據(jù)是圖像處理部17A生成的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)301，其尺寸為76線×160像素。圖像處理部17A將該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)301縮小，按照該圖左側(cè)所示生成10線×22像素的縮小圖像數(shù)據(jù)302。
該縮小圖像數(shù)據(jù)302的1個(gè)像素作為1個(gè)輸入信號(hào)被輸入神經(jīng)運(yùn)算部201。神經(jīng)運(yùn)算部201通過神經(jīng)運(yùn)算進(jìn)行(1)整個(gè)圖像圖案識(shí)別、(2)橫向線圖像圖案識(shí)別、(3)縱向線圖像圖案識(shí)別和(4)斜向線圖像圖案識(shí)別這四種圖案識(shí)別處理。圖像處理部17A向神經(jīng)運(yùn)算部201輸出上述(1)～(4)的各圖案識(shí)別所必需的輸入信號(hào)(輸入圖案)。
在第2實(shí)施方式中，根據(jù)上述(1)～(4)的圖案識(shí)別(模式匹配)，神經(jīng)運(yùn)算部201的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)201的結(jié)構(gòu)變化如下。
(1)整個(gè)圖像圖案識(shí)別輸入信號(hào)I1～I(xiàn)220
輸入層211的組件數(shù)220中間層212的組件數(shù)10輸出層213的組件數(shù)64輸出信號(hào)O1～O64(2)橫向線圖像圖案識(shí)別輸入信號(hào)I1～I(xiàn)22輸入層211的組件數(shù)22中間層212的組件數(shù)2輸出層213的組件數(shù)64輸出信號(hào)O1～O64(3)縱向線圖像圖案識(shí)別輸入信號(hào)I1～I(xiàn)10輸入層211的組件數(shù)10中間層212的組件數(shù)3輸出層213的組件數(shù)64輸出信號(hào)O1～O64(4)(右斜方向或左斜方向)斜向線圖像圖案識(shí)別輸入信號(hào)(I1～I(xiàn)2)、(I1～I(xiàn)3)、…、或(I1～I(xiàn)10)輸入層211的組件數(shù)2～10中間層212的組件數(shù)2輸出層213的組件數(shù)64輸出信號(hào)O1～O64如前面所述，輸入層211的組件數(shù)等于來自圖像處理部17A的輸入信號(hào)Ii的數(shù)(像素?cái)?shù))。并且，在本實(shí)施方式中，像素的灰度值(濃度)是8比特，所以各輸入信號(hào)Ii值的范圍用16進(jìn)制表示為OOH～FFH。
并且，在本實(shí)施方式中，以紙片的幣種為16種、紙片的位置(原來紙幣上的位置)為4個(gè)方向(以角部為基準(zhǔn)，紙幣的左上角、右上角、左下角、右下角)為前提，所以根據(jù)紙片的幣種和位置(方向)的組合，可以識(shí)別46種。這46種的識(shí)別分別對(duì)應(yīng)輸出層213的各輸出信號(hào)Ok(k＝1～64)，對(duì)應(yīng)所識(shí)別的(紙片的幣種、紙片的位置(方向))的輸出信號(hào)Ok為1。
圖22～圖26是說明上述(1)～(4)的各圖案識(shí)別的輸入信號(hào)的圖。
在進(jìn)行整個(gè)圖像圖案識(shí)別時(shí)，如圖22所示，將縮小圖像數(shù)據(jù)302的所有像素的灰度值(濃度)作為輸入信號(hào)I1～I(xiàn)220輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)201。并且，在進(jìn)行橫向線圖像識(shí)別時(shí)，如圖23所示，將縮小圖像數(shù)據(jù)302的任意列(斜線部分)的所有像素的灰度值(濃度)作為輸入信號(hào)I1～I(xiàn)22輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)201。另外，在進(jìn)行縱向線圖像圖案識(shí)別時(shí)，如圖24所示，將縮小圖像數(shù)據(jù)302的任意行(斜線部分)的所有像素的灰度值(濃度)作為輸入信號(hào)I1～I(xiàn)10輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)201。
在斜向線圖像圖案識(shí)別中，在進(jìn)行左斜向線圖像圖案識(shí)別時(shí)，如圖25所示，將從縮小圖像數(shù)據(jù)302的第1行的任意列(網(wǎng)點(diǎn)部分)的像素開始的、具有2個(gè)～10個(gè)的像素的左斜線的各像素的灰度值(濃度)作為輸入信號(hào)I1～I(xiàn)2、…、輸入信號(hào)I1～I(xiàn)10輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)201。并且，在進(jìn)行右斜向線圖像圖案識(shí)別時(shí)，如圖26所示，將從縮小圖像數(shù)據(jù)302的第1行的任意列的像素(網(wǎng)點(diǎn)部分)開始的、具有2個(gè)～10個(gè)像素的像素的各像素的灰度值(濃度)作為輸入信號(hào)I1～I(xiàn)2到輸入信號(hào)I1～I(xiàn)10輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)201。
圖27是說明在整個(gè)圖像的圖案識(shí)別中鑒別紙片的幣種的紙片鑒別裝置200的動(dòng)作的流程圖。另外，在該圖中，對(duì)進(jìn)行和圖3的流程圖的步驟相同的處理的步驟賦予相同步驟序號(hào)。
圖像處理部17A對(duì)從圖像存儲(chǔ)部18讀出的紙片圖像數(shù)據(jù)實(shí)施濃度校正處理(步驟S11)，再對(duì)該紙片圖像數(shù)據(jù)42進(jìn)行傾斜校正使其規(guī)范化(步驟S12)。圖像處理部17A然后把紙片圖像數(shù)據(jù)42粘貼在最先選擇的幣種的辭典數(shù)據(jù)70上的最先選擇的角部，生成比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)301(步驟S13)。預(yù)先確定該最先選擇的幣種和角部(位置)。
然后，圖像處理部17A生成所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)301的縮小圖像數(shù)據(jù)302(步驟S104)，向神經(jīng)運(yùn)算部201輸出該整個(gè)圖像數(shù)據(jù)(所有像素)(步驟S105)。
神經(jīng)運(yùn)算部201把該整個(gè)圖像數(shù)據(jù)作為輸入圖案輸入，進(jìn)行神經(jīng)運(yùn)算，輸出與該輸入圖案對(duì)應(yīng)的輸出圖案(步驟S106)。
中央處理部11A輸入該神經(jīng)運(yùn)算部201的輸出圖案，判別是否已通過神經(jīng)運(yùn)算部201推測出幣種(步驟S107)。并且，如果未推測出幣種，判別對(duì)當(dāng)前選擇中的幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50的所有角部的紙片圖像數(shù)據(jù)42的粘貼是否已結(jié)束(步驟S108)，在角部的粘貼沒有全部結(jié)束時(shí)，返回步驟S13。
另一方面，在步驟S107，如果中央處理部11判別為已推測出幣種，把該幣種保存到存儲(chǔ)部21中(步驟S111)，結(jié)束處理。
這樣，在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50上的各角部依次粘貼紙片圖像數(shù)據(jù)42，同時(shí)生成比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)301，通過神經(jīng)運(yùn)算部201對(duì)該縮小圖像數(shù)據(jù)302進(jìn)行幣種的推測。并且，在步驟S108，當(dāng)判別為利用神經(jīng)運(yùn)算部201對(duì)向當(dāng)前選擇的幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)50上的所有角部粘貼紙片圖像數(shù)據(jù)42時(shí)的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)301進(jìn)行的幣種推測已結(jié)束時(shí)，接著判別利用神經(jīng)運(yùn)算部201對(duì)所有幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)301的縮小圖像數(shù)據(jù)302進(jìn)行的幣種推測是否已結(jié)束(步驟S109)。并且，在判別為對(duì)所有幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)301的縮小圖像數(shù)據(jù)302的幣種推測沒有結(jié)束時(shí)，選擇下一個(gè)幣種(步驟S110)，返回步驟S13。
這樣，對(duì)各幣種生成所有角部的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60，對(duì)這些各個(gè)縮小圖像數(shù)據(jù)302，通過利用神經(jīng)運(yùn)算部201的整個(gè)圖像圖案識(shí)別進(jìn)行幣種的推測，鑒別紙片的幣種和方向，把該鑒別結(jié)果保存到存儲(chǔ)部21中。并且，在沒有對(duì)所有幣種的所有角部的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)60通過神經(jīng)運(yùn)算部201推測幣種時(shí)，在步驟S109判別神經(jīng)運(yùn)算部201對(duì)所有幣種的幣種推測已結(jié)束，結(jié)束處理。
圖28是說明在橫向線圖像的圖案識(shí)別中鑒別紙片的幣種的紙片鑒別裝置200的動(dòng)作的流程圖。在該圖中，對(duì)進(jìn)行和圖27的步驟相同的處理的步驟賦予相同步驟序號(hào)，并省略這些步驟的說明。
在橫向線圖像的神經(jīng)運(yùn)算的圖案識(shí)別中，圖像處理部17A生成縮小圖像數(shù)據(jù)302(步驟S104)，向神經(jīng)運(yùn)算部201輸出該縮小圖像數(shù)據(jù)302的任意橫向線(包括紙片圖像數(shù)據(jù)42的線)的圖像數(shù)據(jù)(步驟S125)。
神經(jīng)運(yùn)算部201把該橫向線圖像數(shù)據(jù)作為輸入圖案輸入，向中央處理部11輸出對(duì)應(yīng)該輸入圖案的輸出圖案(步驟S126)。中央處理部11分析該輸出圖案，由此鑒別紙片的幣種和方向。上述以外的處理和圖27的整個(gè)圖像的圖案識(shí)別相同。
圖29是說明在縱向線圖像的圖案識(shí)別中鑒別紙片的幣種的紙片鑒別裝置200的動(dòng)作的流程圖。在該圖中，對(duì)進(jìn)行和圖28的步驟相同的處理的步驟賦予相同步驟序號(hào)，并省略這些步驟的說明。
圖像處理部17A生成縮小圖像數(shù)據(jù)302(步驟S104)，向神經(jīng)運(yùn)算部201輸出該縮小圖像數(shù)據(jù)302的任意縱向線(包括縮小圖像數(shù)據(jù)302的線)的圖像數(shù)據(jù)(步驟S135)。神經(jīng)運(yùn)算部201把該縱向線圖像數(shù)據(jù)作為輸入圖案輸入，向中央處理部11輸出對(duì)應(yīng)該輸入圖案的輸出圖案(步驟S136)。中央處理部11分析該輸出圖案，判斷是否已推測紙片的幣種和方向，如果已進(jìn)行這些推測，把所推測的紙幣的幣種和方向保存到存儲(chǔ)部21中。
圖30是說明通過斜向線圖像(左斜向線圖像或右斜向線圖像)的圖案識(shí)別鑒別紙片的幣種的紙片鑒別裝置200的動(dòng)作的流程圖。在該圖中，對(duì)進(jìn)行和圖27的步驟相同的處理的步驟賦予相同步驟序號(hào)，并省略這些步驟的說明。
圖像處理部17A生成縮小圖像數(shù)據(jù)302(步驟S104)，向神經(jīng)運(yùn)算部201輸出該縮小圖像數(shù)據(jù)302的任意斜向線(包括紙片圖像數(shù)據(jù)42的線)的圖像數(shù)據(jù)(步驟S145)。神經(jīng)運(yùn)算部201把該斜向線圖像數(shù)據(jù)作為輸入圖案輸入，向中央處理部11輸出對(duì)應(yīng)該輸入圖案的輸出圖案(步驟S146)。中央處理部11分析該輸出圖案，鑒別紙片的幣種和方向。
另外，在上述第2實(shí)施方式中，在把縮小圖像數(shù)據(jù)302的一部分?jǐn)?shù)據(jù)作為輸入圖案時(shí)，把1條縱向線、1條橫向線或1條斜向線的圖像數(shù)據(jù)用作輸入圖案，但本發(fā)明不限于這些方式，例如，也可以把縱方向、橫方向或斜方向的多條線作為輸入圖案。并且，用作輸入圖案的縮小圖像數(shù)據(jù)302的部分?jǐn)?shù)據(jù)不必是線形狀，如果是包括紙片圖像數(shù)據(jù)42的數(shù)據(jù)，可以是任何形狀。
并且，也可以進(jìn)行第1實(shí)施方式的利用辭典比較部18的幣種推測和第2實(shí)施方式的利用神經(jīng)運(yùn)算部201的幣種推測這兩種處理，構(gòu)筑提高幣種推測的準(zhǔn)確度的系統(tǒng)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，把紙片的圖像數(shù)據(jù)粘貼在各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)(真幣的圖像數(shù)據(jù))上，生成每種幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)，并將該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)幣種的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，由此可以識(shí)別紙片的幣種。
并且，本發(fā)明不必變更已有裝置的硬件，僅變更軟件即可應(yīng)對(duì)，所以導(dǎo)入成本低。并且，在安裝于在近年來增加的無人店鋪中運(yùn)轉(zhuǎn)或用于24小時(shí)運(yùn)營的紙幣處理裝置的情況下，即使產(chǎn)生紙幣在裝置內(nèi)部缺失的情況，也總能夠根據(jù)紙片確定紙幣殘值，其利用價(jià)值極大。
本發(fā)明可以適用于進(jìn)行紙幣的存取的ATM或CD(Cash Dispenser現(xiàn)金分配器)、自動(dòng)售貨機(jī)、車站的售票機(jī)等今后伴隨節(jié)約人力可能會(huì)急劇增加的處理紙幣的進(jìn)出款的所有無人設(shè)備，所以使用需求非常大。
權(quán)利要求
1.一種紙片鑒別裝置，其特征在于，具有基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，至少保存一個(gè)幣種的作為真幣紙幣的圖像數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；辭典數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，僅保存與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相同的幣種數(shù)量的真幣紙幣鑒別用辭典數(shù)據(jù)；傳感器單元，獲取作為紙張類的切片即紙片的圖像數(shù)據(jù)；辭典比較單元，把由該傳感器單元獲得的紙片圖像數(shù)據(jù)與保存在所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)合成，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)，把該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與保存在所述辭典數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的同一幣種的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，由此鑒別所述紙片的幣種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元對(duì)所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與所述辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行整個(gè)圖像的模式匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元對(duì)所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與所述辭典數(shù)據(jù)的一部分進(jìn)行模式匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元關(guān)于橫向線進(jìn)行所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與所述辭典數(shù)據(jù)的模式匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元關(guān)于縱向線進(jìn)行所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與所述辭典數(shù)據(jù)的模式匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元關(guān)于斜向線進(jìn)行所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與所述辭典數(shù)據(jù)的模式匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元對(duì)所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與所述辭典數(shù)據(jù)依次實(shí)施整個(gè)圖像的模式匹配、橫向線的模式匹配、縱向線的模式匹配和斜向線的模式匹配，根據(jù)這些模式匹配的結(jié)果鑒別所述紙片的幣種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元把所述紙片圖像數(shù)據(jù)粘貼在所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的角部，由此生成至少一個(gè)比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元生成所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的形狀，決定把所述紙片圖像數(shù)據(jù)粘貼在所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)上的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述辭典比較單元除紙片的幣種外，還鑒別紙片在紙幣上的位置。
11.一種紙片鑒別裝置，其特征在于，具有基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，至少保存一個(gè)幣種的作為真幣紙幣的圖像數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；傳感器單元，獲取作為紙張類的切片的紙片的圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元，把由該傳感器單元獲得的紙片圖像數(shù)據(jù)與保存在所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)合成，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)；神經(jīng)運(yùn)算單元，把該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)作為輸入圖案輸入，對(duì)該輸入圖案實(shí)施神經(jīng)運(yùn)算，輸出表示所述紙片的幣種的輸出圖案。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述輸入圖案是所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述輸入圖案是所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的縱向線圖像數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述輸入圖案是所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的橫向線圖像數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述輸入圖案是所述比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的斜向線圖像數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的紙片鑒別裝置，其特征在于，所述神經(jīng)運(yùn)算單元除所述紙片的幣種外，也把與所述紙片在紙幣上的位置相關(guān)的信息作為輸出圖案輸出。
17.一種紙片鑒別方法，其特征在于，將至少一個(gè)幣種的作為真幣紙幣的圖像數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存在第1存儲(chǔ)單元；僅將與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相同的幣種數(shù)量的真幣紙幣鑒別用的辭典數(shù)據(jù)保存在第2存儲(chǔ)單元；獲取作為紙張類的切片的紙片的圖像數(shù)據(jù)；把該所獲得的紙片圖像數(shù)據(jù)與保存在所述第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)合成，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)，把該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與保存在所述第2存儲(chǔ)單元的同一幣種的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，由此來鑒別所述紙片的幣種。
18.一種紙片鑒別方法，其特征在于，將至少一個(gè)幣種的作為真幣紙幣的圖像數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存到第1存儲(chǔ)單元；僅將與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相同的幣種數(shù)量的真幣紙幣鑒別用的辭典數(shù)據(jù)保存到第2存儲(chǔ)單元；獲取作為紙張類的切片的紙片的圖像數(shù)據(jù)，把該所獲得的紙片圖像數(shù)據(jù)與保存在所述第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)合成，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)，把該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與保存在所述第2存儲(chǔ)單元的同一幣種的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，由此鑒別所述紙片的幣種。
19.一種程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述步驟將至少一個(gè)幣種的作為真幣紙幣的圖像數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存到第1存儲(chǔ)單元的步驟；僅將與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相同的幣種數(shù)量的真幣紙幣鑒別用的辭典數(shù)據(jù)保存到第2存儲(chǔ)單元的步驟；獲取作為紙張類的切片的紙片的圖像數(shù)據(jù)的步驟；把該所獲得的紙片圖像數(shù)據(jù)與保存在所述第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)合成，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)的步驟；把該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與保存在所述第2存儲(chǔ)單元的同一幣種的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，由此來鑒別所述紙片的幣種的步驟。
20.一種程序，其特征在于，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述步驟將至少一個(gè)幣種的作為真幣紙幣的圖像數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)保存到第1存儲(chǔ)單元的步驟；僅將與所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相同的幣種數(shù)量的真幣紙幣鑒別用的辭典數(shù)據(jù)保存到第2存儲(chǔ)單元的步驟；獲取作為紙張類的切片的紙片的圖像數(shù)據(jù)的步驟；把該所獲得的紙片圖像數(shù)據(jù)與保存在所述第1基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)合成，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)，把該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與保存在所述第2存儲(chǔ)單元的同一幣種的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，由此鑒別所述紙片的幣種的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紙片鑒別裝置、紙片鑒別方法及程序。圖像處理部(17)對(duì)通過光傳感器部(13)獲得的紙片圖像數(shù)據(jù)實(shí)施傾斜校正和濃度校正。辭典比較部(18)根據(jù)由圖像處理部(17)生成的紙片圖像數(shù)據(jù)和保存在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)部(19)的各幣種的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，生成各幣種的比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)。并且，對(duì)所有幣種進(jìn)行把該比較用紙幣圖像數(shù)據(jù)與保存在辭典數(shù)據(jù)部(20)的同一幣種的辭典數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配的處理，把圖案間距離最小的幣種視為紙片的幣種。并且，把該鑒別結(jié)果保存到存儲(chǔ)部(21)中。
文檔編號(hào)G07D7/00GK1653492SQ0282952
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者向井昌憲 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社, 富士通先端科技株式會(huì)社