JP3359488B2 - Image processing device - Google Patents
Image processing deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高速搬送中の対象
物をイメージセンサで読み取る際の濃度分布のばらつき
を抑制する画像処理装置に関し、特に、対象物とイメー
ジセンサの間の距離の変動や紙幣の疲労に起因して生じ
る濃度分布のばらつき(以下「濃度変動」という。)を
抑制する画像処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus for suppressing variations in density distribution when an object being read at high speed is read by an image sensor. The present invention relates to an image processing apparatus that suppresses variation in density distribution (hereinafter referred to as “density variation”) caused by fatigue of banknotes.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、紙幣の識別を行う紙幣識別装置で
は、高速に搬送される紙幣をイメージセンサで読み取
り、該読み取ったイメージデータをあらかじめ準備した
基準データと比較して、搬送中の紙幣の真偽及び金種を
識別する。2. Description of the Related Art Conventionally, in a bill validating apparatus for recognizing bills, a bill conveyed at a high speed is read by an image sensor, and the read image data is compared with reference data prepared in advance to determine the bill being transported. Identify authenticity and denomination.
【0003】例えば、特開平5−143829号公報に
は、センサにより被判別紙幣の印刷パターンを読み取っ
た際に、被判別紙幣の長手方向のデータを算出し、その
算出データと標準データとを比較して、長手方向のパタ
ーンの連続性を検出するよう構成した紙幣判別装置が開
示されている。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-143829 discloses that when a print pattern of a bill to be discriminated is read by a sensor, data in the longitudinal direction of the bill to be discriminated is calculated, and the calculated data is compared with standard data. A banknote discriminating device configured to detect continuity of a pattern in a longitudinal direction is disclosed.
【0004】したがって、かかる紙幣識別装置では、光
学系や搬送系の影響を排除して紙幣の表面に印刷される
印刷パターンを正確に読み取ることにより、識別精度が
向上する。[0004] Therefore, in such a bill discriminating apparatus, the accuracy of discrimination is improved by eliminating the influence of the optical system and the transport system and accurately reading the print pattern printed on the bill surface.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紙幣を
高速に読み取る場合には、高速搬送される紙幣とイメー
ジセンサとの間の距離の変動に伴う濃度分布のばらつき
等が存在するため、実際には紙幣の表面に印刷される印
刷パターンを正確に読み取ることは難しい。However, when a bill is read at a high speed, there is a variation in density distribution due to a change in the distance between the bill conveyed at a high speed and the image sensor. It is difficult to accurately read a print pattern printed on the surface of a bill.
【0006】すなわち、紙幣挿入口に挿入された紙幣
は、搬送ローラ又は搬送ベルト等の機械的なメカニズム
を使って高速に搬送されるため、かかる搬送ローラ又は
搬送ベルトの振動によって紙幣が上下方向に変動する。That is, the bill inserted into the bill insertion slot is conveyed at high speed by using a mechanical mechanism such as a conveying roller or a conveying belt. fluctuate.
【0007】また、かかる紙幣には、通常は折り目、し
わ及び印刷むら等が存在するため、入力イメージには多
かれ少なかれ濃度むらが存在する。[0007] Further, since such bills usually have folds, wrinkles, uneven printing, etc., the input image has more or less uneven density.
【0008】また、イメージセンサの画素間のばらつき
による濃度むらも存在する。Further, there is uneven density due to variation between pixels of the image sensor.
【0009】このように、かかる濃度変動等が、紙幣識
別装置における識別精度を画する主要な要因の一つとな
っているため、この濃度変動等に起因する入力イメージ
の濃度むらをいかに除去するかが重要な課題となってい
る。As described above, since such density fluctuations are one of the main factors that determine the recognition accuracy in the bill validator, how to remove the density unevenness of the input image caused by the density fluctuations is described. Is an important issue.
【0010】特に、イメージデータを2次微分した特徴
量を用いて識別処理を行う場合には、この2次微分によ
ってノイズ等がさらに強調され、識別誤差を拡大する原
因となるため、これらを除去することが重要となる。In particular, in the case where the identification processing is performed using the characteristic amount obtained by secondarily differentiating the image data, noise and the like are further emphasized by this second differentiation, which causes an increase in the identification error. It is important to:
【0011】そこで、本発明では、上記課題を解決し
て、高速搬送される対象物をイメージセンサで読み取る
際に、該対象物とイメージセンサの間の距離の変動に起
因して生じる濃度分布のばらつき等を抑制することがで
きる画像処理装置を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention solves the above-mentioned problems, and when an object conveyed at high speed is read by an image sensor, the density distribution caused by a change in the distance between the object and the image sensor is reduced. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of suppressing variations and the like.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、高速搬送中の対象物をイメージセンサで
読み取る際の濃度分布のばらつきを抑制する画像処理装
置において、前記イメージセンサで読み取った濃度画像
を平滑化した後、該濃度画像を2次微分して2次微分画
像を形成する2次微分画像形成手段と、前記2次微分画
像形成手段が形成した2次微分画像の各画素値のうち、
所定の上限値以上の画素値を該上限値に置き換えるとと
もに所定の下限値以下の画素値を該下限値に置き換える
ことで前記2次微分画像を正規化する正規化手段と、前
記正規化手段により正規化された2次微分画像に基づい
て前記対象物を識別する識別手段とを具備することを特
徴とする。In order to achieve the above object, the present invention relates to an image processing apparatus for suppressing variations in density distribution when an object during high-speed conveyance is read by the image sensor. A second differential image forming unit for forming a second differential image by secondarily differentiating the density image after smoothing the density image, and each pixel of the second differential image formed by the second differential image forming unit. Of the values
A normalization unit that normalizes the second derivative image by replacing a pixel value equal to or greater than a predetermined upper limit value with the upper limit value and replacing a pixel value equal to or less than a predetermined lower limit value with the lower limit value; Identification means for identifying the object based on the normalized second derivative image.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、この実施の形態で
は、本発明を紙幣識別装置の前処理部に適用した場合を
示している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a case is shown in which the present invention is applied to a preprocessing unit of a banknote recognition device.
【0014】図1は、本実施の形態で用いる紙幣識別装
置10の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a bill discriminating apparatus 10 used in the present embodiment.
【0015】図1に示す紙幣識別装置10は、高速に搬
送される紙幣をイメージセンサで読み取り、読み取った
イメージデータのラプラシアン画像を用いて紙幣の真偽
及び種別を識別する装置である。A bill discriminating device 10 shown in FIG. 1 is a device for reading bills conveyed at high speed by an image sensor and discriminating the authenticity and type of the bills using a Laplacian image of the read image data.
【0016】具体的には、この紙幣識別装置10では、
搬送される紙幣とイメージセンサの間の距離の変動等に
起因して生じる濃度変動等の影響を除去した非線形ラプ
ラシアン画像を作成する前処理を行い、この前処理で作
成された非線形ラプラシアン画像に基づいて識別処理を
行っている。Specifically, in the bill validating apparatus 10,
Performs preprocessing to create a non-linear Laplacian image that eliminates the effects of density fluctuations and the like caused by fluctuations in the distance between the bill and the image sensor being conveyed, and performs processing based on the non-linear Laplacian image created in this preprocessing. The identification process.
【0017】すなわち、イメージセンサで読み取った入
力イメージに対して2次微分を行うと、たとえ2次微分
に先だって平滑化を行ったとしても、搬送される紙幣と
イメージセンサの間の距離の変動に起因して生じる濃度
変動等の影響が拡大されるため、この紙幣識別装置10
では、かかる濃度変動等の影響を除去するためにラプラ
シアン画像の各画素値を所定の上限値及び下限値で制限
することにより正規化した非線形ラプラシアン画像を作
成している。That is, if the input image read by the image sensor is subjected to the second derivative, even if the smoothing is performed prior to the second derivative, the change in the distance between the banknote being conveyed and the image sensor is affected. Since the influence of density fluctuations and the like caused by the fluctuation is magnified, the bill
Creates a normalized non-linear Laplacian image by limiting each pixel value of the Laplacian image with predetermined upper and lower limits in order to remove the influence of such density fluctuations.
【0018】なお、この紙幣識別装置10がかかる正規
化を行う理由は、以下の理由からである。The reason why the bill validator 10 performs such normalization is as follows.
【0019】ラプラシアン画像は、ゼロクロス点を境界
として正負の領域に分割される。そして、濃度変動に対
してその正負が変化するゼロクロス点の位置はほとんど
変動がなく、かつ、正負の符号も変動しないが、正負の
強度は変動する。そのため、その強度を制限することに
より、濃度変動の影響を最小限に押さえることができ
る。A Laplacian image is divided into positive and negative areas with a zero cross point as a boundary. The position of the zero crossing point where the sign changes with the density change hardly changes, and the sign of the sign does not change, but the intensity of the sign changes. Therefore, by limiting the intensity, the effect of concentration fluctuation can be minimized.
【0020】このように、本発明の特徴は、濃度変動等
の影響を除去した非線形ラプラシアン画像を生成する前
処理にあるため、この前処理を行う前処理部12に焦点
を当てて本実施の形態を説明する。As described above, the feature of the present invention resides in the pre-processing for generating the nonlinear Laplacian image from which the influence of the density fluctuation or the like is removed. Therefore, the present embodiment is focused on the pre-processing unit 12 for performing the pre-processing. The form will be described.
【0021】図1に示すように、この紙幣識別装置10
は、センサ部11と、平滑化処理部12a、2次微分処
理部12b、正規化処理部12c及びしきい値記憶部1
2dを有する前処理部12と、識別処理部13とからな
る。As shown in FIG. 1, the bill validator 10
Are a sensor unit 11, a smoothing processing unit 12a, a secondary differentiation processing unit 12b, a normalization processing unit 12c, and a threshold storage unit 1.
It comprises a pre-processing unit 12 having 2d and an identification processing unit 13.
【0022】なお、この2次微分処理部12bは請求項
1に記載する2次微分画像形成手段に対応し、正規化処
理部12cは正規化手段に対応する。The second differential processing section 12b corresponds to the second differential image forming means, and the normalization processing section 12c corresponds to the normalizing means.
【0023】センサ部11は、図示しない搬送ローラ等
により高速に搬送される紙幣をイメージセンサで読み取
り、読み取った入力イメージを前処理部12に出力する
処理部である。The sensor unit 11 is a processing unit that reads bills conveyed at a high speed by a conveying roller or the like (not shown) by an image sensor and outputs the read input image to the preprocessing unit 12.
【0024】前処理部12は、入力イメージを平滑化し
てノイズを除去した後に、該入力イメージを2次微分し
てラプラシアン画像を作成し、このラプラシアン画像を
正規化してオフセット成分を除去する処理部であり、平
滑化処理部12aと、2次微分処理部12bと、正規化
処理部12cと、しきい値記憶部12dとからなる。The pre-processing unit 12 smoothes the input image to remove noise, then performs second-order differentiation of the input image to create a Laplacian image, and normalizes the Laplacian image to remove an offset component. And includes a smoothing processing unit 12a, a secondary differentiation processing unit 12b, a normalization processing unit 12c, and a threshold storage unit 12d.
【0025】ここで、平滑化処理部12aは、局所オペ
レータ、弛緩法又は周波数領域での処理等を適用して入
力イメージをぼかし、入力イメージに存在するノイズ成
分を除去する処理部である。なお、本実施の形態では、
3×3の局所オペレータを用いている。Here, the smoothing processing section 12a is a processing section that blurs an input image by applying a local operator, relaxation method, processing in the frequency domain, or the like, and removes noise components existing in the input image. In the present embodiment,
A 3 × 3 local operator is used.
【0026】また、2次微分処理部12bは、平滑化処
理部12aが平滑化した入力イメージにラプラシアンオ
ペレータを適用してラプラシアン画像を作成する処理部
である。なお、本実施の形態では、5×5のオペレータ
を用いている。The secondary differential processing unit 12b is a processing unit that creates a Laplacian image by applying a Laplacian operator to the input image smoothed by the smoothing processing unit 12a. In this embodiment, 5 × 5 operators are used.
【0027】また、正規化処理部12cは、2次微分処
理部12bが作成したラプラシアン画像をしきい値記憶
部12dに保持した上限値及び下限値で抑制して非線形
ラプラシアン画像を作成する処理部である。The normalization processing unit 12c generates a nonlinear Laplacian image by suppressing the Laplacian image created by the secondary differentiation processing unit 12b with the upper limit value and the lower limit value held in the threshold value storage unit 12d. It is.
【0028】すなわち、ここで言う正規化とは、ラプラ
シアン画像を上限値及び下限値で制限した非線形ラプラ
シアン画像を作成し、ラプラシアン画像の各画素値の絶
対値が必要以上に大きなものを一定値以下に制限するこ
とを意味する。That is, the normalization referred to here means that a non-linear Laplacian image in which a Laplacian image is restricted by an upper limit and a lower limit is created, and a Laplacian image whose absolute value of each pixel value is larger than necessary is equal to or smaller than a predetermined value. Means to limit.
【0029】なお、かかる正規化を行う理由は、上記濃
度変動が存在すると、ラプラシアン画像の2次微分値自
体が相対的に変動するものの、該ラプラシアン画像のゼ
ロクロス点を境界とする正負の領域はほとんど影響を受
けないことに基づいている。The reason for performing such normalization is that if the above-mentioned density fluctuation exists, the second derivative value itself of the Laplacian image itself relatively fluctuates, but the positive / negative region bounded by the zero cross point of the Laplacian image is Based on little impact.
【0030】すなわち、2次微分値の一定値以上及び一
定値以下を制限し、各画素がゼロクロス点を中心とする
所定の範囲内の画素値を持つ非線形ラプラシアン画像を
用いることにより、濃度変動の影響を除去できることに
なる。That is, the non-linear Laplacian image in which each pixel has a pixel value within a predetermined range centered on the zero-cross point by limiting the second derivative value to a certain value or more and a certain value or less is used. The effect can be eliminated.
【0031】なお、この上限値及び下限値は、平均及び
分散等の統計量又は各種シュミレーションに基づいて任
意に定めることができる。The upper and lower limits can be arbitrarily determined based on statistics such as average and variance or various simulations.
【0032】識別処理部13は、前処理部12が作成し
た非線形ラプラシアン画像に基づいて紙幣の識別を行う
処理部であり、具体的には非線形ラプラシアン画像をブ
ロック分割して各ブロックごとにヒストグラムを算定
し、該算定したヒストグラムとあらかじめ準備した基準
紙幣に対応するヒストグラムとをブロックごとに比較し
て紙幣の識別を行う。The discrimination processing section 13 is a processing section for discriminating banknotes based on the non-linear Laplacian image created by the pre-processing section 12. More specifically, the non-linear Laplacian image is divided into blocks and a histogram is generated for each block. Calculation is performed, and the calculated histogram is compared with a histogram corresponding to a reference banknote prepared in advance for each block to identify a banknote.
【0033】次に、図1に示す紙幣識別装置10の処理
手順について説明する。Next, the processing procedure of the bill validator 10 shown in FIG. 1 will be described.
【0034】図2は、図1に示す紙幣識別装置10の処
理手順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure of the bill validator 10 shown in FIG.
【0035】図2に示すように、この紙幣識別装置10
では、まず最初に高速搬送される紙幣をセンサ部11で
読み取って入力イメージを作成し(ステップ201)、
該作成した入力イメージに積分オペレータを適用して平
滑化処理を行ない、入力イメージに含まれるノイズを除
去する(ステップ202)。なお、かかる平滑化処理を
行う理由は、入力イメージにノイズが存在する場合に
は、該ノイズの2次微分によりノイズ成分が強調される
ためである。As shown in FIG.
First, the banknote conveyed at high speed is read by the sensor unit 11 to create an input image (step 201).
A smoothing process is performed by applying an integration operator to the created input image to remove noise included in the input image (step 202). The reason for performing the smoothing process is that, when noise is present in the input image, the noise component is emphasized by the second derivative of the noise.
【0036】次に、ノイズを除去した入力イメージに対
してラプラシアンオペレータを適用し、入力イメージに
対応するラプラシアン画像を作成した後(ステップ20
3)、このラプラシアン画像を所定の上限値及び下限値
で制限する正規化処理を行い(ステップ204)、非線
形ラプラシアン画像を作成する。Next, a Laplacian operator is applied to the input image from which noise has been removed to create a Laplacian image corresponding to the input image (step 20).
3) A normalization process for limiting the Laplacian image with predetermined upper and lower limits is performed (step 204) to create a non-linear Laplacian image.
【0037】そして、この非線形ラプラシアン画像をブ
ロック分割して各ブロックごとにヒストグラムを算定
し、該算定したヒストグラムとあらかじめ準備した基準
紙幣に対応するヒストグラムとをブロックごとに比較し
て紙幣の識別を行う(ステップ205)。Then, the nonlinear Laplacian image is divided into blocks, a histogram is calculated for each block, and the calculated histogram is compared with a histogram corresponding to a reference bill prepared in advance for each block to identify bills. (Step 205).
【0038】このように、この紙幣識別装置10では、
ラプラシアン画像の各画素の画素値を上限値以上及び下
限値以下とならないように抑制するため、紙幣とイメー
ジセンサの間の距離の変動に起因して生じる濃度分布の
ばらつき等を抑制できることになる。As described above, in the bill validating apparatus 10,
Since the pixel value of each pixel of the Laplacian image is suppressed so as not to be equal to or more than the upper limit value and equal to or less than the lower limit value, it is possible to suppress a variation in density distribution and the like caused by a change in the distance between the bill and the image sensor.
【0039】次に、図1に示す前処理部12の処理概念
について説明する。Next, the processing concept of the preprocessing unit 12 shown in FIG. 1 will be described.
【0040】図3は、図1に示す前処理部12の処理概
念を示す図である。ただし、ここでは説明の便宜上、入
力イメージ及びラプラシアン画像の1ライン分の画素の
画素値のみを示すこととする。FIG. 3 is a diagram showing a processing concept of the preprocessing unit 12 shown in FIG. However, here, for convenience of explanation, only the pixel values of the pixels of one line of the input image and the Laplacian image are shown.
【0041】図3(a)は、入力イメージの1ライン分
の画素値を示しており、同図に示す入力イメージを平滑
してラプラシアンオペレータを適用すると、図3(b)
に示すようになる。FIG. 3A shows the pixel values of one line of the input image. When the input image shown in FIG. 3A is smoothed and the Laplacian operator is applied, FIG.
It becomes as shown in.
【0042】このように、ラプラシアン画像の画素値
は、入力イメージの画素値の増減に基づいて+方向又は
−方向に変動するため、濃度変動等が存在するような場
合には、該ラプラシアン画像の画素値がさらに大きくな
る。As described above, the pixel value of the Laplacian image fluctuates in the + direction or the − direction based on the increase or decrease of the pixel value of the input image. The pixel value is further increased.
【0043】このため、本実施の形態では、図3(c)
に示すように、ラプラシアン画像の各画素値を上限値T
1以下となるよう抑制するとともに、下限値T2以下と
ならないよう制限する。For this reason, in this embodiment, FIG.
, Each pixel value of the Laplacian image is set to an upper limit T
In addition to suppressing the value to be equal to or less than 1 and restricting the value to be equal to or less than the lower limit T2.
【0044】したがって、ラプラシアン画像を上限値及
び下限値で制限することにより、濃度変動の影響を除去
できることになる。Therefore, by limiting the Laplacian image with the upper limit value and the lower limit value, the influence of the density fluctuation can be eliminated.
【0045】次に、図1に示すセンサ部11の構成につ
いて具体的に説明する。Next, the configuration of the sensor section 11 shown in FIG. 1 will be specifically described.
【0046】図4は、図1に示すセンサ部11の構成の
一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the sensor section 11 shown in FIG.
【0047】図4に示すように、このセンサ部11は、
LED11aによる発光をロッドレンズ11bで集光
し、搬送路41上を図示しない搬送ローラによって搬送
される紙幣40に光を照射して、その反射光をフォトダ
イオードアレイ11cで検知するよう構成されている。As shown in FIG. 4, the sensor unit 11
The light emitted by the LED 11a is condensed by the rod lens 11b, the banknote 40 conveyed on the conveyance path 41 by the conveyance roller (not shown) is irradiated with light, and the reflected light is detected by the photodiode array 11c. .
【0048】このため、この搬送路41上を高速に移動
させた場合には、紙幣40とフォトダイオードアレイ1
1cとの間の距離が変動することがある。Therefore, when the banknote 40 is moved at high speed on the transport path 41, the bill 40 and the photodiode array 1
1c may fluctuate.
【0049】そして、搬送路41上を紙幣が高速に移動
すると、紙幣が振動するためセンサと紙幣の距離が変動
して、距離が長くなるときは入力イメージの画素値が低
下し、距離が短くなるときは入力イメージの画素値が上
昇する。図4では、センサ部11の下端と搬送路41と
の距離は約2mmとなっている。When the banknote moves at high speed on the transport path 41, the banknote vibrates and the distance between the sensor and the banknote fluctuates. When the distance becomes longer, the pixel value of the input image decreases and the distance becomes shorter. When this happens, the pixel value of the input image increases. In FIG. 4, the distance between the lower end of the sensor unit 11 and the transport path 41 is about 2 mm.
【0050】なお、ここでは紙幣を搬送路41上で搬送
ローラにより搬送する場合について説明したが、搬送ベ
ルト等を用いて紙幣を搬送する場合にも同様の距離の変
動等が生ずる。Although the case where bills are transported on the transport path 41 by the transport rollers has been described here, similar variations in distance and the like also occur when the banknotes are transported using a transport belt or the like.
【0051】次に、図1に示す平滑化処理部12a及び
2次微分処理部12bが用いるオペレータについて説明
する。Next, an operator used by the smoothing processing section 12a and the secondary differentiation processing section 12b shown in FIG. 1 will be described.
【0052】図5(a)は、図1に示す平滑化処理部1
2aが用いるオペレータの一例を示す図であり、同図に
示すオペレータは、近傍8画素を考慮して平滑化を行う
積分オペレータである。FIG. 5A shows the smoothing processing unit 1 shown in FIG.
FIG. 2a is a diagram illustrating an example of an operator used by the operator 2a. The operator illustrated in FIG. 2a is an integration operator that performs smoothing considering eight neighboring pixels.
【0053】すなわち、このオペレータは、中央に位置
する注目画素の画素値を周辺8画素の画素値と平均化す
るマスクパターンであり、かかるマスクパターンを適用
することにより、マスクの中央に位置する注目画素が周
辺画素に比して高いピークを持つノイズ成分を抑制でき
ることになる。That is, this operator is a mask pattern for averaging the pixel value of the target pixel located at the center with the pixel values of the eight peripheral pixels, and by applying such a mask pattern, the operator is positioned at the center of the mask. A noise component in which a pixel has a higher peak than a peripheral pixel can be suppressed.
【0054】図5(b)は、図1に示す2次微分処理部
12bが用いるオペレータの一例を示す図であり、同図
に示すオペレータは、5×5のサイズを持つラプラシア
ンの代表的マスクパターンである。FIG. 5B is a diagram showing an example of an operator used by the second-order differential processing section 12b shown in FIG. 1. The operator shown in FIG. 5 is a representative Laplacian mask having a size of 5 × 5. It is a pattern.
【0055】すなわち、このラプラシアンオペレータ
は、2次微分を画素濃度の差分に置換して作成したマス
クパターンであり、このラプラシアンオペレータを適用
するためには、その中心に位置する注目画素から2画素
以内の周辺画素を考慮する必要があることから、5ライ
ン目を走査する時点で3ライン目の処理を開始すること
になる。That is, the Laplacian operator is a mask pattern created by replacing the second derivative with a difference in pixel density. In order to apply the Laplacian operator, the Laplacian operator must be within two pixels from the target pixel located at the center. Therefore, the processing of the third line starts when the fifth line is scanned.
【0056】また、最初の2ライン及び最後の2ライン
については、周辺画素の一部が存在しないこととなるた
め、処理対象から除外することになる。The first two lines and the last two lines are excluded from processing because some of the peripheral pixels do not exist.
【0057】なお、ここでは5×5のラプラシアンオペ
レータの一例を示したが、3×3のオペレータ等を用い
ることもできる。Although an example of a 5 × 5 Laplacian operator has been described here, a 3 × 3 operator or the like can be used.
【0058】次に、図1に示す紙幣識別装置10にテス
トパターンを入力した場合の前処理結果について説明す
る。Next, a description will be given of a preprocessing result when a test pattern is input to the bill validator 10 shown in FIG.
【0059】図6は、図1に示す紙幣識別装置10にテ
ストパターンを入力した場合の前処理結果を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a preprocessing result when a test pattern is input to the bill validator 10 shown in FIG.
【0060】図6(a)は、紙幣の代わりに用いたテス
トパターンを示す図であり、同図に示すように、このテ
ストパターンは、横長の白紙上に黒塗りの長方形からな
る図形パターンを所定間隔で印刷したものである。FIG. 6A is a diagram showing a test pattern used in place of a banknote. As shown in FIG. 6A, this test pattern is formed by drawing a figure pattern composed of a black-painted rectangle on a horizontally long white paper. These are printed at predetermined intervals.
【0061】図6(b)は、このテストパターンをイメ
ージセンサで読み取った場合の入力イメージ及び非線形
ラプラシアン画像を示す図である。ただし、ここでは説
明の便宜上、図6(a)に示すラインL1に対応する部
分のみを示すこととする。FIG. 6B is a diagram showing an input image and a nonlinear Laplacian image when this test pattern is read by the image sensor. However, here, for convenience of explanation, only a portion corresponding to the line L1 shown in FIG.
【0062】同図に示すように、かかるテストパターン
を4回読み取った場合に、読み取りを行う際のテストパ
ターンとイメージデータの距離が変動したり、イメージ
センサの画素間のばらつき等が存在するため、テストパ
ターンの同じ箇所を読み取った場合であっても、その濃
度値は読み取りの都度変動する。As shown in the figure, when such a test pattern is read four times, the distance between the test pattern and the image data at the time of reading varies, and variations between pixels of the image sensor are present. Even when the same part of the test pattern is read, the density value changes every time the reading is performed.
【0063】このため、この入力イメージに対してそれ
ぞれラプラシアンオペレータを適用すると、その変動部
分が拡大されることになる。For this reason, when the Laplacian operator is applied to each of the input images, the variable portion is enlarged.
【0064】しかしながら、本実施の形態では、濃度変
動の影響を受ける画素のラプラシアン値を上限値及び下
限値で抑制し、一定範囲内に収まるよう正規化している
ため、図6(b)に示すように、各入力イメージに対応
する非線形ラプラシアン画像は、ほぼ均一な画素値を持
つ。However, in the present embodiment, the Laplacian value of the pixel affected by the density fluctuation is suppressed by the upper limit value and the lower limit value, and is normalized so as to fall within a certain range. As described above, the nonlinear Laplacian image corresponding to each input image has substantially uniform pixel values.
【0065】このように、本発明に係わる前処理を導入
することにより、濃度変動の影響を除去した非線形ラプ
ラシアン画像を作成することができる。As described above, by introducing the preprocessing according to the present invention, it is possible to create a nonlinear Laplacian image in which the influence of density fluctuation is eliminated.
【0066】上述してきたように、本実施の形態では、
センサ部11で読み取った入力イメージを平滑化してノ
イズ成分を除去した後に、ラプラシアンオペレータを適
用してラプラシアン画像を作成し、該ラプラシアン画像
を正規化して非線形ラプラシアン画像を作成するよう構
成したので、紙幣とイメージセンサの間の距離の変動に
起因して生じる濃度分布のばらつきを抑制することがで
きる。As described above, in the present embodiment,
Since the input image read by the sensor unit 11 is smoothed to remove noise components, a Laplacian image is created by applying a Laplacian operator, and the Laplacian image is normalized to create a nonlinear Laplacian image. Of the density distribution caused by the variation of the distance between the image sensor and the image sensor can be suppressed.
【0067】また、本実施の形態では、説明の便宜上、
2次微分処理部12bが行う2次微分と正規化処理部1
2cが行う正規化処理とを別個に説明したが、かかる処
理は並列して実行することができるため、パイプライン
処理等を用いて高速に処理することができる。In this embodiment, for convenience of explanation,
Secondary differentiation and normalization processing unit 1 performed by secondary differentiation processing unit 12b
Although the normalization processing performed by 2c is described separately, such processing can be performed in parallel, so that high-speed processing can be performed using pipeline processing or the like.
【0068】なお、本実施の形態では、一定の上限値及
び下限値を用いてラプラシアン画像の各画素の画素値を
固定的に制限する場合について示したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、複数の上限値及び下限値を
用いてラプラシアン画像の各画素の画素値を緩やかに制
限することもできる。In the present embodiment, the case where the pixel value of each pixel of the Laplacian image is fixedly restricted by using a certain upper limit value and lower limit value has been described, but the present invention is not limited to this. Instead, the pixel value of each pixel of the Laplacian image can be gently limited using a plurality of upper and lower limits.
【0069】また、本実施の形態では、本発明を紙幣識
別装置10の前処理部として適用した場合を示したが、
本発明はこれに限定されるものではなく各種画像処理装
置に適用することができる。In the present embodiment, the case where the present invention is applied as a pre-processing unit of the banknote recognition apparatus 10 has been described.
The present invention is not limited to this, and can be applied to various image processing apparatuses.
【0070】[0070]
【発明の効果】上記目的を達成するため、本発明は、高
速搬送中の対象物をイメージセンサで読み取ったなら
ば、このイメージセンサで読み取った濃度イメージを平
滑化した後2次微分して2次微分画像を形成し、該2次
微分画像の各画素値を所定の上限値及び下限値で制限し
て正規化するよう構成したので、下記に示す効果が得ら
れる。According to the present invention, in order to achieve the above object, if an object during high-speed conveyance is read by an image sensor, the density image read by the image sensor is smoothed and then secondarily differentiated. Since the secondary differential image is formed and each pixel value of the secondary differential image is normalized by limiting it to a predetermined upper limit and lower limit, the following effects can be obtained.
【0071】1)紙幣とイメージセンサの間の距離の変
動に起因して生じる濃度分布のばらつき等を抑制するこ
とが可能となる。1) It is possible to suppress variations in the density distribution and the like caused by fluctuations in the distance between the bill and the image sensor.
【0072】2)2次微分及び正規化処理を並列処理す
ることにより、高速に処理することが可能となる。2) The parallel processing of the secondary differentiation and the normalization enables high-speed processing.
【図1】本実施の形態で用いる紙幣識別装置の構成を示
す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a bill validator used in the present embodiment.
【図2】図1に示す紙幣識別装置の処理手順を示すフロ
ーチャート。FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the bill validator shown in FIG. 1;
【図3】図1に示す前処理部の処理概念を示す図。FIG. 3 is a view showing a processing concept of a preprocessing unit shown in FIG. 1;
【図4】図1に示すセンサ部の構成の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration of a sensor unit shown in FIG.
【図5】図1に示す平滑化処理部及び2次微分処理部が
用いるオペレータの一例を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an operator used by the smoothing processing unit and the secondary differentiation processing unit illustrated in FIG. 1;
【図6】図1に示す紙幣識別装置にテストパターンを入
力した場合の前処理結果を示す図。FIG. 6 is a view showing a preprocessing result when a test pattern is input to the bill validator shown in FIG. 1;
10…紙幣識別装置、 11…センサ部、 12…前処
理部、12a…平滑化処理部、 12b…2次微分処理
部、12c…正規化処理部、12d…しきい値記憶部、
13…識別処理部、11a…LED、 11b…ロッ
ドレンズ、11c…フォトダイオードアレイ、 40…
紙幣、 41…搬送路DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Banknote identification apparatus, 11 ... Sensor part, 12 ... Preprocessing part, 12a ... Smoothing processing part, 12b ... Secondary differentiation processing part, 12c ... Normalization processing part, 12d ... Threshold value storage part,
13: identification processing unit, 11a: LED, 11b: rod lens, 11c: photodiode array, 40:
Bills, 41 ... Conveyance path
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−105365(JP,A) 特開 昭63−54064(JP,A) 特開 平8−315156(JP,A) 特開 平5−143829(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 310 G06T 7/00 300 G07D 7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-7-105365 (JP, A) JP-A-63-54064 (JP, A) JP-A 8-315156 (JP, A) JP-A-5-105 143829 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 1/00 310 G06T 7/00 300 G07D 7/00
Claims (1)
読み取る際の濃度分布のばらつきを抑制する画像処理装
置において、 前記イメージセンサで読み取った濃度画像を平滑化した
後、該濃度画像を2次微分して2次微分画像を形成する
2次微分画像形成手段と、 前記2次微分画像形成手段が形成した2次微分画像の各
画素値のうち、所定の上限値以上の画素値を該上限値に
置き換えるとともに所定の下限値以下の画素値を該下限
値に置き換えることで前記2次微分画像を正規化する正
規化手段と、 前記正規化手段により正規化された2次微分画像に基づ
いて前記対象物を識別する識別手段とを具備することを
特徴とする画像処理装置。An image processing apparatus for suppressing a variation in density distribution when an object being read at high speed is read by an image sensor, wherein after smoothing the density image read by the image sensor, the density image is subjected to secondary processing. A secondary differential image forming means for differentiating to form a secondary differential image; and, among the pixel values of the secondary differential image formed by the secondary differential image forming means, a pixel value equal to or more than a predetermined upper limit value is set to the upper limit. A normalization unit that normalizes the secondary differential image by replacing the pixel value below a predetermined lower limit value with the lower limit value, based on the secondary differential image normalized by the normalization unit. An image processing apparatus comprising: an identification unit that identifies the object.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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