JP2680449B2 - 光学読取式自動改札機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、自動改札機本体に挿入された乗車券や入場
券を光学的に読取り、その結果に基づいてドアを開閉制
御するようにした自動改札機に関する。

【従来の技術】

従来、自動改札機としては磁気読取式のものが知られ
ている。この従来の磁気読取式自動改札機は、自動改札
機本体（以下、本体という）の挿入口に挿入された乗車
券や入場券など（以下、代表的に乗車券という）を搬送
機構で排出口まで搬送する間に、その乗車券に記録され
ている磁気データを磁気ヘッドで読取り、その読取った
データをマイクロコンピュータを中心に構築された制御
器で演算処理し、その演算結果により、ドアまたはバー
を開閉制御するように構成されている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の自動改札機は、乗車券に記
録されている磁気データに基づいて制御されるように構
成されているため、自動改札機で使用される乗車券は、
磁気記録のできるものである。 したがって、従来の自動改札機は、磁気記録式の自動
券売機と対となって、初めて自動改札の機能を果すこと
ができるように構成されているため、自動改札システム
設備費が嵩む欠点があった。 このような欠点を解決するために、磁気記録面を持た
ない普通の乗車券を光学的に読取り、この読取った情報
の演算処理結果に基づいて自動改札機を制御することが
提案されている。 しかし、光学読取式自動改札機においては、券面に印
字される内容の種類が多く、かつ印字形式も一定でない
ので、これらに対応し得るための多くの解決しなければ
ならない課題があり、未だ実用化されていない。 そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされ
たものであって、その目的は、乗車券の券面を撮像した
画像を効果的に切出し、かつ効果的に判読処理して読取
処理速度を高め、実用可能な光学読取式自動改札機の提
供にある。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本発明に係る光学読取式
自動改札機は第１図のようにa,b〜ｇで構成されてい
る。 撮像手段ａは、自動改札機本体に挿入された乗車券あ
るいは入場券の券面を撮像するものである。 照合線抽出手段ｂは、予め照合線記憶部に格納されて
いる、券面に印字されている乗車駅や乗車料金等の券面
パターンに対応した照合線から、撮像された画像に対応
する照合線を抽出するものである。 切出しフォーマット抽出手段ｃは、予め切出しフォー
マット記憶部に格納されている切出しフォーマットか
ら、抽出された照合線に対応する切出しフォーマットを
抽出するものである。 切出し手段ｄは、撮像された画像を抽出された切出し
フォーマットに従って切出すものである。 判読手段ｅは、予め文字パターン記憶部に格納されて
いる文字，数字または記号のパターンから、各切出し画
像毎に判読するものである。 判定手段ｆは、判読されたデータを基に、その乗車券
で改札通路の通過を許可するか否かを判定するものであ
る。 ドア制御手段ｇは、判定結果に基づいてドアを開閉制
御するものである。 また、判読順位決定手段ｈは、切出された画像毎の判
読順序を、改札または集札の判断の優先順位に従って決
定するものである。

【作用】

本発明に係る光学読取式自動改札機は、撮像された画
像が照合線を用いて所定の区画に切出され、その切出さ
れた画像毎に判読される。そして、その判読結果が判定
されてドアが開閉制御されるように作用する。 また、切出された画像毎の判読順序は、改札または集
札時の判断の優先順位に従って行なわれるように作用す
る。

【実施例】

以下、図面に基づいて本発明の一実施例に係る光学読
取式自動改札機を説明する。 第２図は、実施例に係る自動改札機Ａの概略構成を示
した正面図であって、本体１の挿入口２と排出口３との
間には、挿入口２から挿入された乗車券イを排出口３ま
で搬送するための搬送機構４が設けられている。 この搬送機構４は、従来の磁気読取式自動改札機の搬
送機構と同じく、モータＭによって回転駆動されるエン
ドレスベルトから構成されている。そして、そのうちの
挿入口２に近い部分は、挿入された乗車券イを整列させ
る整列搬送路4aを、また、整列搬送路の下流側の部分
は、搬送中の乗車券イを光学的に読取り、さらに必要に
応じてパンチング処理するための主搬送路4bを構成して
いる。したがって、主搬送路4b上には、搬送中の乗車券
イを光学的に読取るためのCCDカメラからなる撮像器５
と、この撮像器よりも下流側に乗車券イにパンチングす
るためのパンチングユニット６が設けられている。 図中、Ｄはドアであって、従来の自動改札機と同様
に、利用客の通過を許可するとき開かれるもので、後述
の制御器の指令により開閉駆動される。また、Ｗは挿入
された乗車券イが回収券か返却券かにより、制御器の指
令により上，下動するウイングである。 制御器Ｃは、第３図のブロック図に示されるように構
成されている。すなわち、システムプログラムの格納さ
れているROM10aと、ワーキングプログラムの格納されて
いるRAM10bにより演算処理する中央処理部（CPU）10と
からなる、いわゆるマイクロコンピュータを中心に構成
されている。 CPU10には、挿入された乗車券イの券面を撮像した画
面を所定の区画毎に切出すための照合線のテーブルが格
納されている照合線記憶部11と、照合線に対応した切出
しフオーマットのテーブルが格納されている切出しフォ
ーマット記憶部12と、判読時に基準となる文字，数字，
記号またはこれらの組合せのパターンが格納されている
文字パターン記憶部13とが接続されている。 なお、これらの記憶部11〜13は、RAM10bの記憶容量を
大きくしてRAMで兼ねることも可能である。 また、CPU10には、I/Oユニット14を介して撮像器５の
画像処理回路15と、パンチングユニット６の駆動回路16
と、ドアＤの駆動回路17とが接続されている。なお、図
示しないが、CPU10にはI/Oユニット14を介して駆動モー
タＭの駆動回路や乗車券イの搬送位置を検出するセンサ
の回路等が接続されている。 以上の構成に基づく本実施例の自動改札機Ａの基本的
動作は、第４図のゼネラルフローチャートに従って行な
われる。 先ず、乗車券イが本体１の挿入口２に挿入されると動
作が開始される（ステップ100肯定）。挿入された乗車
券イは搬送機構４により搬送される間に、撮像器５によ
り撮像処理される（ステップ102）。すなわち、乗車券
イが長尺方向に搬送される間、撮像器５は乗車券イの短
尺方向に間欠的にスキャンする。スキャンによって得ら
れた信号は画像処理回路15で２値化に変換されて順次RA
M10bに記憶される。 その後、後述するフォーマットサーチ（ステップ10
4）及び切出し処理（ステップ106）からなるフォーマッ
ト処理により乗車券イの印字されている券面のフォーマ
ットが検出され、次いで後に詳述する前処理（ステップ
108）及び判読処理（ステップ110）からなる認識処理に
より券面の文字（乗車駅名，乗換え駅名等）あるいは数
字（料金，日付等）が照合されて判読される。 認識処理後、その挿入された乗車券イは改札通路の通
過を許可してもよいと判定されたとき（ステップ112,11
4肯定）、従来の磁気読取式自動改札機と同様に、ノー
マルクローズ型の場合は、ドア駆動回路17が駆動されて
ドアＤが開かれる（ステップ116）。なお、ノーマルオ
ープン型の場合は、ドアが開かれたままに保たれる。 これに対して、通過を許可しないと判定されたときは
（ステップ114否定）、その挿入された乗車券イは、排
出口へ返却されるとともに、ノーマルクローズ型の場合
はドア駆動回路17はドアＤを閉状態に維持し、また、ノ
ーマルオープン型の場合はドアＤを閉じ、さらに、その
乗車券イでは自動改札できない旨のエラー処理がなされ
る（ステップ118）。 上記ステップ104におけるフォーマットサーチは、挿
入された乗車券イの券面の切出しフォーマットを確定す
るために行なわれる。 例えば、今、挿入された乗車券イが第５図（ａ）に示
されるように、新宿駅からＡ社線（自社線）で東京駅ま
で乗車し、東京駅からＢ社線（他社線）で120円区間ま
で乗車する額面240円の乗車券であるとする。 そして、その券面の撮像画像（画像データというとき
もある。）から切出し線を求める。切出し線は、撮像画
像の空白部分（印字ドットが存在しない部分）に仮空線
（第５図（ａ）の点線）を引き、その仮空線が照合線記
憶部11に予め記憶されている照合線テーブルのいずれの
照合線に符合するのかが判断される。なお、照合線記憶
部11には、その本体１の設置されている駅にとって有効
な全ての乗車券の乗車駅や乗車料金等の印字内容の券面
パターンに対応した照合線が予め記憶されている。 したがって、第５図（ａ）の券面の場合は、同図
（ｂ）に示されるフォーマット照合線が抽出される。な
お、このフォーマット照合線の抽出は、完全一致の場合
のみ抽出するようにしてもよいが、本発明者らの実験結
果によれば、ある程度の幅を持たせて抽出しても、後述
の切出し処理には十分対応できることが判明している。
したがって、ある程度の幅を持って照合線抽出を行なっ
た方が券面に多少の汚れがあっても、また多少のノイズ
があっても対処することができる利点がある。 切出しフォーム記憶部12には、第５図（ｃ）に示され
るような各照合線に対応した切出しフォーマット（以
下、FTCフォーマットという）が記憶されている（同図
（ｃ）は同図（ｂ）に対応したFTCフォーマットであ
る）。このため、フォーマット照合線が抽出されると、
これに対応したFTCフォーマットが抽出される。 FTCフォーマットが抽出されると、第４図のステップ1
06の切出し処理が行なわれる。この切出し処理は、後述
の判読処理の際、画像データを複数のブロックに区分し
て、そのブロック毎に基準文字のパターンと照合するた
めに行なわれる。 もし、この切出し処理を行なわずに、券面に印字され
ている文字を個別に判読しようとすると、文字の偏や旁
を分解して判読してしまい、誤った判読が多発し、結
局、自動改札機の機能を果すことができなくなる。そこ
で、本実施例に係る自動改札機Ａは、判読処理をする前
に切出し処理を行なうようにしている。 第５図（ｄ）は、同図（ｃ）のFTCフォーマットに従
って、同図（ａ）に示された乗車券の画像が切出された
もので、「新宿から」，「240」，「円」，「東京」，
方向記号 ，「120」及び「円」に区画されて切出されたことを示
している。 この切出し処理に際しては、画像ずれの補正が行なわ
れる。これは、乗車券イが搬送機構４で搬送される際に
生ずる画像ずれや印刷ムラを補正するものである。例え
ば、搬送機構と印刷機構が精密であれば、同一の乗車券
を繰返し挿入して搬送させた場合、撮像器５によって得
られる画像データは同一になるが、そのような精密な搬
送機構と印刷機構はコスト高になり現実的でない。 そこで、切出し処理に際しては券面の特定部分を基準
として、例えば券面中央の方向記号を検出し、この方向
記号を中心にずれ量を検出し、そのずれ量を補正して正
確に切出しができるように工夫されている。 以上のように、FTCフォーマットが求められると、画
像の中から上記ステップ112の判読に必要なデータが抽
出される。 第５図（ｅ）は第５図（ｄ）のFTCフォーマットで切
出されたデータのうち、判定に必要なデータが抽出され
て示されている。この抽出された画像データは、第６図
に示されるように、その内容（駅名，金額），その内容
の切出しサイズ及びその内容のアドレスが付されてRAM1
0b内に記憶される。 判読に必要なデータが抽出されると、第４図のステッ
プ110により判読処理される。なお、この判読に先立っ
て、判読精度を高めるための前処理（第４図ステップ10
8）が行なわれる。この前処理は上述の切出し処理時の
ずれ補正と同様なずれ補正を一文字毎あるいは一数字毎
に行なわれる。 判読処理は文字記憶部13に記憶されている基準となる
文字，数字または記号のパターンを用いて行なわれる。
第７図（ａ）は判読対象となる一つの切出しデータで、
駅名が「東京」の画像データであり、また同図（ｂ）は
これに対応する基準文字の照合テーブルパターンが例示
されている。この両図から明らかなように、照合テーブ
ルの方は、数ドット（例えば２ドット）分広げたテーブ
ルとなっている。このように、照合テーブルに幅を持た
せるのは、画像データに多少のズレがあっても判読可能
とするためである。 判読は、画像データと照合テーブルの照合度合によっ
て行なわれる。つまり、実験的に求められたある一定の
照合度合以上であれば、対象とされる文字または数値が
照合テーブルの文字または数値と判読される。 判読は、全ての切出されたブロックに優先順位を付け
て判読される。なぜならば、例えば、日付の切出しブロ
ックの判読において、有効期間以外のものと判読されれ
ば、その他の切出しブロックを判読するまでもなく、そ
の投入された乗車券をエラーとして処理することがで
き、自動改札機ａの処理速度を高めることができるから
である。 第８図は判読順序の例を示すものであって、同図
（ａ）は入場（改札）時の場合であり、同図（ｂ）は出
場（集札）時の場合である。 そして、今、同図（ｃ）の〜に示される乗車券の
うち、いずれか１つの乗車券が本体１に挿入されたとす
る。 入場時（同図（ｃ）における入場駅は「東京」）にお
いては、先ず日付が最初に判読される（ステップ20
0）。次いで小児マークの有無が判読される（ステップ2
02）。なお、小児マークがあるときは、図示しない人セ
ンサとの整合性が判定される。つまり、大人が小児用乗
車券で入場しようとするとエラー処理されてドアＤは開
かれない。 自社券で、かつ連絡券でない場合は（，ステップ20
4肯定,206否定）、駅名Ｉ（東京）が判読される。一
方、自社券でなく、他社券の場合、つまり自駅が乗継駅
の場合（，ステップ204否定）、駅名Ｉが判読され
る。 さらに、自社の連絡券の場合は（，ステップ206肯
定）、駅名IIが判読される。 出場時においては、上記駅名Ｉ（第８図（ａ）のステ
ップ208）の判読の前に金額が判読され（ステップ30
8）、自社の連絡券の場合は（，ステップ306肯定）、
駅名Ｉが判読される他は、上記した第８図（ａ）のステ
ップと同様の順序で判読される。 以上のように、本実施例に係る光学読取式自動改札機
Ａは、撮像器５で撮像した画像から対応する照合線を抽
出し、その抽出された照合線に対応するFTCフォーマッ
トにより画像データを切出し、切出された画像毎に判読
するようにしたので、切出しが正確に、かつ精度よく行
なうことができる。 また、切出された画像の判読順序を改札または集札時
の判断の優先順位に従って行なうので、全ての切出し画
像の判読を待たずにエラー処理ができるから、改札処理
能力を一層高めることができる。 なお、上述の実施例では、ドアＤを開閉制御するよう
にしたが、このドアＤの代りに回転するバーを駆動制御
するようにしてもよい。したがって、本発明でドア開閉
制御手段というときは、このようなバーも含むと理解し
なければならない。 また、撮像器５は、単一で券面の一方の面のみを撮像
するようにしてあるが、これを一対とし、両面を撮像で
きるようにして、挿入口２から挿入される乗車券イの挿
入方向が限定されないようにしてもよい。

【発明の効果】

本発明に係る自動改札機は、撮像手段で撮像した画像
から、予め照合線記憶部に格納されている券面に印字さ
れている乗車駅や乗車料金等の券面パターンに対応する
照合線を抽出し、その抽出された照合線に対応するFTC
フォーマットにより撮像した画像を切出し、切出された
画像毎に判読して、その判読結果を判定し、その判定結
果によりドアを開閉制御するようにしたので、切出しが
正確に、かつ精度よく行なうことができ、改札処理効率
を高めることができる。 また、切出された画像の判読順序を決定する判読順位
決定手段を設けたときは、改札または集札時の判断の優
先順位に従って判読されるようにしたので、全ての切出
し画像の判読を待たずにエラー処理ができるので、改札
処理能力をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る光学読取式自動改札機の構成上の
特徴を表わした全体構成図、第２図は本発明の一実施例
に係る自動改札機の概略構成図、第３図は制御器の概略
構成を示すブロック図、第４図は制御器の制御プログラ
ムの概略を示すフローチャート、第５図は切出し手順を
説明する説明図、第６図は読取データの説明図、第７図
は画像データと照合テーブルの説明図、第８図は判読順
位を示すフローチャート及び乗車券の説明図である。 １……本体（自動改札機本体）、 ２……挿入口、 ３……排出口、 ４……搬送機構、 ５……撮像器、 ６……パンチングユニット、Ａ……光学読取式自動改札
機、 10……CPU、 11……照合線記憶部、 12……切出しフォーマット記憶部、 13……文字記憶部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動改札機本体に挿入された乗車券あるい
   は入場券の券面を撮像する撮像手段と、 予め照合線記憶部に格納されている、前記券面に印字さ
   れている乗車駅や乗車料金等の券面パターンに対応した
   照合線から、撮像された画像に対応する照合線を抽出す
   る照合線抽出手段と、 予め切出しフォーマット記憶部に格納されている切出し
   フォーマットから、抽出された照合線に対応する切出し
   フォーマットを抽出する切出しフォーマット抽出手段
   と、 撮像された画像を抽出された切出しフォーマットに従っ
   て切出す切出し手段と、 予め文字パターン記憶部に格納されている文字，数字ま
   たは記号のパターンから、各切出し画像毎に判読する判
   読手段と、 判読されたデータを基に、その乗車券で改札通路の通過
   を許可するか否かを判定する判定手段と、 判定結果に基づいてドアを開閉制御するドア制御手段
   と、 からなることを特徴とする光学読取式自動改札機。
2. 【請求項２】請求項１記載の光学読取式自動改札機にお
   いて、 切出された画像毎の判読順序は、改札または集札の判断
   の優先順位を決定する判読順位決定手段に従って行なわ
   れることを特徴とする光学読取式自動改札機。