專(zhuān)利名稱(chēng)：編號(hào)識(shí)別裝置及方法、紙張類(lèi)處理裝置、自動(dòng)交易處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及識(shí)別被標(biāo)記在紙張類(lèi)上的編號(hào)的編號(hào)識(shí)別裝置、紙張類(lèi)處理裝置、自 動(dòng)交易處理裝置以及編號(hào)識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
以往，提出了一種具備多個(gè)光源及圖像傳感器，根據(jù)幣種信息有選擇地驅(qū)動(dòng)將背 景色放棄(drop out)的顏色的光源的編號(hào)識(shí)別裝置(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。專(zhuān)利文獻(xiàn)日本特開(kāi)2004-213560號(hào)公報(bào)一般情況下，紙幣按每個(gè)幣種背景色不同的情況居多。為此，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的 發(fā)明中，為了選擇與幣種相應(yīng)的光源，首先，從陸續(xù)送出部陸續(xù)送出紙幣，使其通過(guò)幣種識(shí) 別部取得幣種信息及方向信息，將其收集到暫時(shí)保留部。繼而，把紙幣傳送到編號(hào)讀取部并 點(diǎn)亮與幣種相應(yīng)的光源，讀取紙幣的編號(hào)(記番號(hào))進(jìn)行編號(hào)的識(shí)別處理。這樣，就以往的 編號(hào)識(shí)別裝置而言，存在紙幣的編號(hào)讀取之前需要花費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題。另外，為了正確地識(shí)別編號(hào)，需要具備與紙幣的背景色相應(yīng)的多個(gè)顏色的光源，存 在花費(fèi)成本問(wèn)題。另外，當(dāng)發(fā)行了與迄今為止的背景色不同的紙幣時(shí)，為了識(shí)別這個(gè)幣種的編號(hào)，存 在必須追加新顏色光源的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的是提供能可靠地識(shí)別紙張類(lèi)的編號(hào)的編號(hào)識(shí)別裝置、紙張類(lèi) 處理裝置、自動(dòng)交易處理裝置以及編號(hào)識(shí)別方法。本發(fā)明中，通過(guò)攝像機(jī)構(gòu)拍攝紙張類(lèi)的彩色圖像；通過(guò)判別機(jī)構(gòu)根據(jù)該彩色圖像 來(lái)判別紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向。而且，通過(guò)選擇機(jī)構(gòu)，基于紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向的信息，確定 標(biāo)記有編號(hào)的編號(hào)區(qū)域，從該區(qū)域的圖像中只選擇基于紙張類(lèi)的種類(lèi)信息而決定的顏色的 像素，并通過(guò)字符識(shí)別機(jī)構(gòu)，對(duì)由所選擇的像素構(gòu)成的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。雖然根據(jù)紙張種 類(lèi)的不同，編號(hào)或編號(hào)周?chē)谋尘吧驁D案會(huì)不同，但由于能夠基于紙張類(lèi)的種類(lèi)信息確 定編號(hào)的顏色，所以運(yùn)用該信息能做到只選擇與編號(hào)相當(dāng)?shù)南袼兀煽康靥崛【幪?hào)的字符 串ο另外，本發(fā)明中，選擇機(jī)構(gòu)按構(gòu)成編號(hào)區(qū)域中的圖像的每個(gè)像素，對(duì)該像素取得R、G、B的各亮度，基于這些亮度的值如果在閾值范圍內(nèi)，則選擇該像素。像素的各亮度值在閾 值范圍內(nèi)時(shí)，該像素是構(gòu)成編號(hào)的字符串的像素。從而，即使由于紙張類(lèi)印刷產(chǎn)生的偏差或 伴隨紙張類(lèi)使用的劣化等，導(dǎo)致紙張類(lèi)的編號(hào)或背景色有所變化時(shí)，也能可靠地提取編號(hào) 進(jìn)行字符識(shí)別。另外，本發(fā)明中，選擇機(jī)構(gòu)按構(gòu)成編號(hào)區(qū)域中的圖像的每個(gè)像素，對(duì)該像素取得R、 G、B的各亮度，計(jì)算出將取得的R、G、B的各亮度和按紙張類(lèi)的每個(gè)種類(lèi)分別定義的固有矢 量進(jìn)行線性組合后的值，如果該值在閾值范圍內(nèi)則進(jìn)行選擇。線性組合的值在閾值范圍內(nèi)時(shí)，該像素是構(gòu)成編號(hào)的字符串的像素。從而，即使由于紙張類(lèi)印刷產(chǎn)生的偏差或伴隨紙張類(lèi)使用的劣化等，導(dǎo)致紙張類(lèi)的編號(hào)或背景色有所變化時(shí)，也能可靠地提取編號(hào)進(jìn)行字符 識(shí)別。另外，本發(fā)明中，如果基于R、G、B的各亮度的值在上述閾值的范圍以外，則選擇機(jī) 構(gòu)將其置換成預(yù)先設(shè)定的其他亮度。像素的各亮度或線性組合后的值在閾值范圍以外時(shí)， 該像素不是構(gòu)成編號(hào)的字符串的像素，而是背景的像素。從而，通過(guò)將編號(hào)的背景的像素全 部置換成預(yù)先設(shè)定其他亮度，就能只提取編號(hào)的字符串。另外，本發(fā)明中，無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)對(duì)于由選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素所構(gòu)成的圖像，通 過(guò)中值濾波器進(jìn)行圖像處理，去除不需要的像素。通過(guò)中值濾波器進(jìn)行圖像處理可以去除 細(xì)小點(diǎn)等噪音成分。從而，在選擇機(jī)構(gòu)選擇的圖像中含有不需要的像素時(shí)，通過(guò)無(wú)用區(qū)域去 除機(jī)構(gòu)進(jìn)行圖像處理，就能可靠地提取編號(hào)的字符串。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以可靠地提取編號(hào)的字符串。


圖1是表示ATM主要部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示在ATM內(nèi)部形成的紙幣傳送路徑的概略圖。圖3是表示紙幣識(shí)別部主要部分結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是表示紙幣編號(hào)的一個(gè)例子的外觀圖。圖5是表示在攝像部中紙幣圖像拍攝時(shí)狀態(tài)的側(cè)面圖。圖6是表示編號(hào)的提取結(jié)果的示圖。圖7是選擇像素的兩個(gè)處理方法的對(duì)比說(shuō)明圖。圖8是表示編號(hào)的無(wú)用區(qū)域去除處理結(jié)果的示圖。圖9是記錄有第1像素選擇處理、第2像素選擇處理以及無(wú)用區(qū)域去除處理的數(shù) 據(jù)的表格的一個(gè)例子。圖10是用于說(shuō)明紙幣識(shí)別部的動(dòng)作的流程圖。圖11是用于說(shuō)明第1像素選擇處理的流程圖。圖12是用于說(shuō)明第2像素選擇處理的流程圖。符號(hào)說(shuō)明1...ATM2…主控制部4a...紙幣出入款口20…紙幣傳送路徑(傳送部)21... ROM21…紙幣盒22…回收盒23…暫時(shí)保留部24…存取款紙幣保留部25…紙幣識(shí)別部
30…控制部31... ROM32—RAM33…攝像部34…幣種判別部35…切出部36…選擇部37…無(wú)用區(qū)域去除部38…字符識(shí)別部
具體實(shí)施例方式在以下說(shuō)明中，作為自動(dòng)交易處理裝置的一個(gè)例子，對(duì)現(xiàn)金自動(dòng)存取機(jī)(以下稱(chēng) ATM)進(jìn)行說(shuō)明。另外，作為紙張類(lèi)的一個(gè)例子，對(duì)使用紙幣的情況進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示 ATM主要部分的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，ATMl具備主控制部2、顯示/操作單元3、紙幣處理單元4、硬幣處 理單元5、卡/交易清單處理單元6、存折處理單元7、通信單元8、以及使用者檢測(cè)單元10。 該ATMl被設(shè)置在金融機(jī)構(gòu)的網(wǎng)點(diǎn)或便利店等處，對(duì)使用者要求類(lèi)別的交易(存款交易或取 款交易)進(jìn)行處理。主控制部2控制各單元的動(dòng)作。另外，主控制部2基于從使用者檢測(cè) 單元10輸入的信號(hào)，在待機(jī)模式和執(zhí)行模式之間對(duì)ATMl的本體模式進(jìn)行切換。待機(jī)模式 是停止對(duì)ATMl本體的部分功能供給動(dòng)作電源，抑制ATMl本體功耗的模式。執(zhí)行模式是執(zhí) 行使用者要求的處理的模式。顯示/操作單元3具有設(shè)置在本體前面的顯示器3a (圖略)以及貼在該顯示器3a 上的觸摸面板3b (圖略)。顯示/操作單元3在顯示器3a上顯示對(duì)于使用者的操作引導(dǎo) 畫(huà)面。另外，顯示/操作單元3通過(guò)檢測(cè)觸摸面板3b的按下位置，受理密碼及與交易內(nèi)容 (處理類(lèi)別、存取金額等)有關(guān)的使用者的輸入操作。另外，顯示/操作單元3也可以具有 讀取使用者生物信息(指紋、指靜脈、掌紋等)的生物信息讀取部等。紙幣處理單元4具有沿著紙幣傳送路徑傳送紙幣的紙幣傳送部(圖略)，該紙幣 傳送路徑形成于被設(shè)置在本體前面的紙幣出入款口 4a(圖略)、和被設(shè)置在本體內(nèi)部的按 不同幣種的紙幣盒(圖略)之間。另外，紙幣處理單元4還具有對(duì)沿著紙幣傳送路徑傳送 的每個(gè)紙幣進(jìn)行幣種(紙幣的種類(lèi))和真?zhèn)巫R(shí)別的紙幣識(shí)別部(圖略)。硬幣處理單元5 具有沿著硬幣傳送路徑傳送硬幣的硬幣傳送部(圖略)，該硬幣傳送路徑形成于被設(shè)置在 本體前面的硬幣出入款口 5a(圖略)、和被收納在本體內(nèi)部的按不同幣種的硬幣盒(圖略) 之間。另外，硬幣處理單元5，還具有對(duì)沿著硬幣傳送路徑傳送的每個(gè)硬幣進(jìn)行幣種和真?zhèn)?識(shí)別的硬幣識(shí)別部(圖略)。紙幣處理單元4相當(dāng)于本發(fā)明的紙幣處理裝置?？?交易清單處理單元6，取進(jìn)從設(shè)置在本體前面的插卡口 6a(圖略)插入的卡， 讀取該卡上記錄的卡信息(金融機(jī)構(gòu)號(hào)碼、營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)號(hào)碼、賬號(hào)等)，或進(jìn)行卡信息的改寫(xiě) 等。卡/交易清 單處理單元6可以是處理磁卡的結(jié)構(gòu)，也可以是處理IC卡的結(jié)構(gòu)，也可以 是處理兩種卡(磁卡和IC卡)的結(jié)構(gòu)。另外，卡/交易清單處理單元6還具有把交易內(nèi)容 打印到交易清單上的打印部(圖略)。卡/交易清單處理單元6從設(shè)置在本體前面的交易清單送出口 6b (圖略)將打印有交易內(nèi)容的交易清單送出。存折處理單元7，取進(jìn)從設(shè)置在本體前面的存折插口 7a(圖略)插入的存折，具有對(duì)該存折打印交易經(jīng)歷的打印部(圖略)。另外，存折處理單元7還具有對(duì)取進(jìn)的存折進(jìn)行 翻頁(yè)的翻頁(yè)機(jī)構(gòu)、及讀取印在存折上表示頁(yè)碼的條形碼的條形碼讀取器、讀取記錄在貼于 存折上的磁條上的存折信息(金融機(jī)構(gòu)號(hào)碼、營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)號(hào)碼、賬號(hào)等)的磁頭等。通信單元 8控制與被設(shè)置在中心的上位裝置(圖略)之間的數(shù)據(jù)通信。使用者檢測(cè)單元10檢測(cè)ATMl本體的使用者。使用者檢測(cè)單元10也可以安裝在 ATMl本體的天花板上或內(nèi)置于ATMl本體中。下面，對(duì)于紙幣處理單元4中的紙幣傳送進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。圖2是表示在ATM內(nèi)部 形成的紙幣傳送路徑的概略圖。在ATMl的下部，收納有按不同幣種收納紙幣的紙幣盒(紙 張類(lèi)盒)21 (21a 21 d)、回收不良紙幣的回收盒22。紙幣盒21和回收盒22相對(duì)于ATMl 本體來(lái)說(shuō)是可自由拆裝的。另外，在ATMl的上部，設(shè)置有暫時(shí)保留紙幣的暫時(shí)保留部23、設(shè) 在紙幣出入款口的存取款紙幣保留部24、識(shí)別紙幣的幣種及真?zhèn)蔚募垘抛R(shí)別部25。紙幣傳 送路徑20聯(lián)結(jié)著紙幣盒21、回收盒22、暫時(shí)保留部23、存取款紙幣保留部24、紙幣識(shí)別部 25。紙幣處理單元4控制設(shè)置在紙幣傳送路徑20的分岔點(diǎn)的門(mén)26 (26a 26f)，切換在紙 幣傳送路徑20上傳送的紙幣的傳送目的地(傳送路徑)。另外，紙幣處理單元4，由沿紙幣傳送路徑20配置的多個(gè)傳感器檢測(cè)紙幣傳送路 徑20上傳送的紙幣的有無(wú)、紙幣的傾斜度。例如，該傳感器是隔著紙幣傳送路徑20相對(duì)配 置發(fā)光部、受光部的透過(guò)型光傳感器。紙幣傳送路徑由作為動(dòng)力源的馬達(dá)(圖略)驅(qū)動(dòng)。下面，對(duì)于存入紙幣以及取出紙幣的傳送路徑進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。存入紙幣從存取款 紙幣保留部24被一枚枚地陸續(xù)送出，沿著紙幣傳送路徑20被傳送到紙幣識(shí)別部25，識(shí)別幣 種及真?zhèn)巍＝?jīng)紙幣識(shí)別部25識(shí)別了幣種且為真幣的紙幣，沿紙幣傳送路徑20傳送到暫時(shí) 保留部23。另一方面經(jīng)紙幣識(shí)別部25識(shí)別幣種及真?zhèn)问〉募垘?，沿紙幣傳送路?0傳 送回存取款紙幣保留部24。在暫時(shí)保留部23保留的紙幣，交易結(jié)束后，從該暫時(shí)保留部23 一枚枚地陸續(xù)送出，沿傳送路徑20傳送到紙幣識(shí)別部25再次進(jìn)行幣種及真?zhèn)蔚淖R(shí)別。然 后，沿紙幣傳送路徑20，被傳送到適合幣種的紙幣盒21。另外，取出紙幣從紙幣盒21被陸續(xù)送出。從紙幣盒21被陸續(xù)送出的取出紙幣，沿 紙幣傳送路徑20被送到紙幣識(shí)別部25，由該紙幣識(shí)別部25識(shí)別幣種及真?zhèn)?。?jīng)過(guò)紙幣識(shí) 別部25識(shí)別了幣種且是真幣的紙幣，沿紙幣傳送路徑20被傳送到存取款紙幣保留部24， 其它的紙幣被傳送到暫時(shí)保留部23。然后，倒轉(zhuǎn)紙幣傳送路徑20，暫時(shí)保留部23內(nèi)的紙幣 (經(jīng)紙幣識(shí)別部25識(shí)別幣種及真?zhèn)问〉募垘?被送到回收盒22。下面，對(duì)于紙幣識(shí)別部25的具體構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示紙幣識(shí)別部主要部分 結(jié)構(gòu)的框圖。紙幣識(shí)別部25相當(dāng)于本發(fā)明的編號(hào)識(shí)別裝置。紙幣識(shí)別部25具備控制部30、R0M31、RAM32、攝像部33、幣種判別部34、切出部 35、選擇部36、無(wú)用區(qū)域去除部37以及字符識(shí)別部38?？刂撇?0對(duì)紙幣識(shí)別部25全體進(jìn)行控制。R0M31是非易失性存儲(chǔ)器，裝有控制部 30使用的控制程序、用于判別幣種的模板圖像(拍攝了在ATM上處理的多個(gè)幣種的紙幣的 圖像)以及每個(gè)幣種的編號(hào)區(qū)域的位置和大小等。RAM32是易失性存儲(chǔ)器，裝有控制部30 使用的變量及攝像部33拍攝的彩色圖像等。攝像部33拍攝紙張類(lèi)的彩色圖像。幣種判別部34判別紙幣的幣種和朝向(方向)。切出部35基于紙幣的種類(lèi)和方向的信息確定編號(hào) 區(qū)域，從紙張類(lèi)的整體的彩色圖像中切出編號(hào)區(qū)域的彩色圖像。選擇部36通過(guò)從編號(hào)區(qū)域 的彩色圖像中，選擇基于各像素的顏色信息和紙幣的種類(lèi)信息而決定的特定顏色的像素， 從而提取字符的像素。無(wú)用區(qū)域去除部37，對(duì)選擇后的圖像進(jìn)行無(wú)用區(qū)域的去除。字符識(shí) 別部38以提取出字符的圖像為基礎(chǔ)，識(shí)別編號(hào)的字符。圖4是表示紙幣編號(hào)的一個(gè)例子的外觀圖。一般情況下，紙幣上至少在一處印有 編號(hào)。在圖4所示的紙幣40上，在一處印有編號(hào)41。另外，如圖4所示，包含編號(hào)及編號(hào)周 圍的背景的區(qū)域稱(chēng)為編號(hào)區(qū)域42。還有，如圖4所示，例示的是英文和數(shù)字組合的編號(hào)，但 不限于英文和數(shù)字，能確定紙幣的符號(hào)或字符等也可使用。圖5是表示在拍攝部中拍攝紙幣圖像時(shí)的狀態(tài)的側(cè)面圖。攝像部33具備照射白 光的燈330A及燈330B、拍攝彩色圖像的線傳感器(linesensor) 331A及線傳感器331B。在 圖5中，紙幣40在傳送路徑20(圖略)上被沿箭頭45方向傳送。燈331照射紙幣40的上 面全體，從紙幣40反射的光被線傳感器331A接收。線傳感器331A輸出的彩色圖像數(shù)據(jù)是 1條線的量，隨著紙幣40被傳送，線傳感器331A依次拍攝紙幣40的圖像，通過(guò)進(jìn)行這樣的 設(shè)定，結(jié)果可以獲得2維圖像。另外，紙幣40的下面，經(jīng)過(guò)燈330B和線傳感器331B的組合 的拍攝，和上面同樣，獲得2維圖像。這里，每個(gè)幣種的紙幣上編號(hào)印刷的位置及印面是確定的。比如日本的紙幣，只在 一個(gè)面上印有編號(hào)，另外一面沒(méi)有印編號(hào)。于是，圖5所示的攝像部33裝配成對(duì)紙幣40的 上下兩側(cè)拍攝圖像的結(jié)構(gòu)，以使得無(wú)論紙幣的哪個(gè)面朝上傳送都可以。但是，在處理兩面印 刷編號(hào)的外國(guó)紙幣時(shí)，即使配置只在一側(cè)拍攝圖像的結(jié)構(gòu)也沒(méi)關(guān)系。另外，即使是處理日本 紙幣等只在一面印有編號(hào)的紙張類(lèi)的處理裝置，在能固定紙張類(lèi)紙面朝向時(shí)，只在一側(cè)配 置燈及線傳感器也沒(méi)有關(guān)系。另外，使用2維圖像傳感器代替線傳感器也沒(méi)關(guān)系。這時(shí)，分 1次 數(shù)次拍攝傳送中紙張類(lèi)，得到整張紙的圖像，也可以。下面，在本發(fā)明中，為了正確地對(duì)編號(hào)進(jìn)行字符識(shí)別，用以下說(shuō)明的方法提取編號(hào)。第1像素選擇處理紙幣識(shí)別部25中，攝像部33拍攝紙幣40的彩色圖像后，幣種判別部34從R0M31 中讀出模板圖像，與拍攝的圖像比較來(lái)判別紙幣的幣種。繼而，切出部35基于該判別后的 幣種信息從R0M31中讀出編號(hào)的位置信息，從紙幣的彩色圖像中切出與這個(gè)位置信息相對(duì) 應(yīng)的編號(hào)區(qū)域。此時(shí)，作為第1像素選擇處理，選擇部36通過(guò)從編號(hào)區(qū)域的彩色圖像中選 擇按每個(gè)幣種決定的范圍內(nèi)的顏色的像素，就可以提取字符的像素。例如，按每個(gè)像素，對(duì)于R(紅)、G (綠)、B (藍(lán))三個(gè)亮度，確認(rèn)是否在按每個(gè)幣 種而預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)。所選擇的像素的亮度，如果紅的下限值RLS R亮度<紅的上限值 RH,且綠的下限值GL彡G亮度彡綠的上限值GH，且藍(lán)的下限值BL彡B亮度彡藍(lán)的上限值 BH，則在選擇后的像素值中代入原始的像素值。另一方面，如果所選擇像素的亮 度有任何一 個(gè)不在范圍內(nèi)(在范圍以外)的話，則向選擇后的像素值分別代入255(最大值)，作為背景 而設(shè)定(置換)為白色。還有，當(dāng)選擇的像素的明亮度不在范圍內(nèi)時(shí)，也可以將編號(hào)變換為與背景色差別 明顯的顏色。例如，也可以變換成與紙幣的紙色(介質(zhì)的顏色)相對(duì)應(yīng)的顏色，當(dāng)紙幣的紙色為白色時(shí)，如上述，作為背景而設(shè)定白色。該處理的具體例如圖6所示。圖6是表示編號(hào)的提取結(jié)果的圖示。圖6(A)是由切出部35切出的編號(hào)區(qū)域42的圖像。本來(lái)是彩色圖像，但根據(jù)紙面的情況，這里用灰色圖 像表達(dá)。編號(hào)“EL956293YC”是用紅墨印刷的。編號(hào)周?chē)谋尘吧弦运{(diào)印有各種各 樣的線條。圖6 (B)是把圖6 (A)上表示的彩色圖像變換為灰色圖像，再進(jìn)行二值化的圖像。像 這樣，若不進(jìn)行像素的選擇而對(duì)整個(gè)編號(hào)區(qū)域進(jìn)行2值化，則從右側(cè)起第四個(gè)字符9的一部 分被切掉，而且在左邊開(kāi)頭起的四個(gè)字符“EL95”的周?chē)瑲埩粝聛?lái)編號(hào)字符以外的背景的 線及點(diǎn)。即使對(duì)這樣的圖像進(jìn)行字符識(shí)別精度也不好，不可能進(jìn)行正確的字符識(shí)別。圖6(C)是對(duì)圖6(A)執(zhí)行了像素的選擇處理之后的圖像。因?yàn)樽址伾羌t色， 而由于字符部分G亮度和B亮度非常小，所以綠的上限值GH和藍(lán)的上限值BH被設(shè)定為很 小的值。另一方面，由于背景是水色基調(diào)，其B亮度比藍(lán)的上限值BH大，所以變換成白色。 僅背景被變換成白色的結(jié)果，是可以只提取字符串，能進(jìn)行正確的字符識(shí)別。還有，圖6(C)所示提取的像素，也可以如圖6(D)所示進(jìn)行二值化。由此，字符串 的顏色和背景色之間的明暗對(duì)比明顯，所以字符識(shí)別的精度提高。如上述，對(duì)字符色和背景色不同的幣種進(jìn)行編號(hào)的字符識(shí)別時(shí)，通過(guò)對(duì)像素進(jìn)行 與其亮度相應(yīng)的選擇，能正確地提取編號(hào)的字符。第2像素選擇處理對(duì)于切出部35切出的編號(hào)區(qū)域的彩色圖像，作為第2像素的選擇處理，選擇部36 對(duì)將預(yù)先設(shè)定的固有矢量和亮度線性組合(線性結(jié)合)后的值進(jìn)行運(yùn)算，通過(guò)選擇該數(shù)值 在按每個(gè)幣種預(yù)先確定的范圍內(nèi)的像素，就能提取出字符像素。例如，預(yù)先設(shè)定的判定用的固有矢量設(shè)為(WR，WG, WB)，像素的亮度設(shè)為(RS， GS, BS)，作為使判定用矢量與像素的亮度線性組合后的值的特征量設(shè)為F，則F = WR*RS+WG*GS+WB*BS。確認(rèn)該特征量F是否在按每個(gè)幣種預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)。如果特征量 F滿(mǎn)足閾值WL彡F彡閾值WH，則在選擇后的像素值中代入原始像素值代入。另一方面，如 果所選擇像素的亮度有任何一個(gè)不在范圍內(nèi)的話，則向選擇后的像素值分別代入255 (最 大值)，作為背景而設(shè)定白色。還有，與第1像素選擇處理相同，在所選擇像素的亮度不在范圍內(nèi)時(shí)，也可以將編 號(hào)變換為與背景顏色差別明顯的顏色。該處理的具體例子以圖7表示。圖7是選擇像素的兩個(gè)處理方法的對(duì)比說(shuō)明圖。 圖7(A)是選擇亮度在特定范圍內(nèi)的像素的第1像素選擇處理方法，圖7(B)是第2像素選 擇處理方法。在圖7(A)上，在以R和G為軸的空間內(nèi)，字符部分的像素以〇描繪，背景色A的圖 案的像素以口描繪，背景色B的圖案的像素以Δ描繪。還有，圖7上表示的數(shù)據(jù)，實(shí)際上是 R、G、B的三維數(shù)據(jù)，但這里為簡(jiǎn)單說(shuō)明處理為R、G的2維數(shù)據(jù)。圖中示出，由于字符色和 背景色A及背景色B相似，因此使用閾值RH、RL、GH、GL,不僅選擇了編號(hào)的字符，還選擇了 背景的一部分。也就是說(shuō)，由紅的上限值RH、紅的下限值RL、綠的上限值GH、綠的下限值GL 圍成的判別范圍內(nèi)(矩形的內(nèi)側(cè))，被判定為字符顏色像素，但背景色A的像素群的一部分 也被包含在這個(gè)判別范圍內(nèi)(矩形內(nèi))，這些像素是背景同時(shí)也被判定為構(gòu)成字符的像素。另外，背景色B的像素群的一部分也包含在這個(gè)判別范圍內(nèi)(矩形內(nèi))，這些像素是背景同 時(shí)也被判定為構(gòu)成字符的像素。因此，雖然可以識(shí)別字符，但識(shí)別精度卻有所降低。另一方面，在圖7(B)所示的本處理方法中，不是投影到RG空間，而是投影到用像 素亮度與固有矢量(WR0，WG0)線性組合后的軸、及用固有矢量(WR1，WG1)線性組合后的軸 所表示的空間內(nèi)，特征量FO為，F(xiàn)O = WR0*RS+WG0*GS，特征量Fl為，F(xiàn)l = WR1*RS+WG1*GS。 這時(shí)，在由閾值WHO，閾值WL0，閾值WH1，閾值WLl圍成的判別范圍內(nèi)(矩形內(nèi))，不含背景 色A和背景色B的像素，只含字符的像素。因此，通過(guò)本處理方法，就可以只提取構(gòu)成編號(hào) 的字符的像素了。為了用這一方法只提取編號(hào)的字符，可以根據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等預(yù)先對(duì)每個(gè)幣種進(jìn)行采樣而得到紙幣的多個(gè)數(shù)據(jù)，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定固有矢量和閾值。這樣，字符的提取精度會(huì)提高。還有，由于紙張類(lèi)的種類(lèi)不同，當(dāng)背景用多個(gè)顏色描繪圖案時(shí)，也可以對(duì)多個(gè)顏色 進(jìn)行字符色的分離。無(wú)用區(qū)域去除處理如上述通過(guò)執(zhí)行第1像素選擇處理或第2像素選擇處理，可以提取編號(hào)的字符。可 是，當(dāng)編號(hào)的字符色與編號(hào)區(qū)域的背景色是同色系的顏色時(shí)，背景的圖案也被提取。于是， 在這種情況下，在第1像素選擇處理或第2像素選擇處理之后，進(jìn)行以下說(shuō)明的無(wú)用區(qū)域去 除處理即可。圖3所示的無(wú)用區(qū)域去除部37，具備中值濾波器，通過(guò)該中值濾波器對(duì)選擇部36 選擇的各像素進(jìn)行無(wú)用區(qū)域去除(變換)處理。眾所周知，中值濾波器是通過(guò)對(duì)分配給由 關(guān)注像素及其周邊像素構(gòu)成的nXn個(gè)像素的值(例如亮度)進(jìn)行排序(sort)，將其中間值 與關(guān)注像素的值進(jìn)行置換的方法，通過(guò)此方法可以去除(消去)背景圖案等不需要的噪音 成分。圖8表示該處理的具體例。圖8是編號(hào)的無(wú)用區(qū)域去除處理結(jié)果的示圖。圖8(A) 是由切出部35切出的編號(hào)區(qū)域的一部分的像素。本來(lái)是彩色圖像，但根據(jù)紙面的情況，這 里以灰色圖像來(lái)表達(dá)。編號(hào)“AL8”以紅墨印刷。另外，該編號(hào)周?chē)谋尘笆峭殿伾?，?明亮的紅色調(diào)。圖8(B)是對(duì)圖8(A)進(jìn)行像素選擇處理后的結(jié)果的圖像。因?yàn)槿缟鲜鲎址c背 景色為同色系的顏色，因此即使進(jìn)行像素的選擇處理，也無(wú)法僅提取字符部分，背景圖案也 被提取。特別是在字符“A”周?chē)鷼埩粲凶址酝獾膱D案。圖8(C)是對(duì)圖8(B)進(jìn)行無(wú)用區(qū)域去除處理后的圖像。經(jīng)過(guò)5X5的中值濾波器 進(jìn)行圖像處理，在圖8(C)上表示的圖像，圖8(B)上所見(jiàn)的小斑點(diǎn)狀圖案消失。圖8(D)是對(duì)圖8(C)所示圖像進(jìn)行二值化處理后的圖像。通過(guò)用中值濾波器進(jìn)行 圖像處理后，對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，可使編號(hào)的字符串顏色和背景色明暗對(duì)比更加清晰。這樣，即使編號(hào)和字符色與背景色相似，通過(guò)在選擇處理后對(duì)無(wú)用區(qū)域進(jìn)行去除 處理，就可以只提取字符。下面，就ATMl而言，為了進(jìn)行第1像素選擇處理、第2像素選擇處理以及無(wú)用區(qū)域 去除處理，在R0M31內(nèi)按紙幣的每個(gè)幣種存儲(chǔ)有表。圖9是記錄有第1像素選擇處理、第2 像素選擇處理以及無(wú)用區(qū)域去除處理的數(shù)據(jù)的表格的一個(gè)例子。圖9(A)是第1像素選擇處理用的表格的一個(gè)例子。在圖9(A)中，所謂方向，是在傳送路徑上被傳送的紙幣的朝向。如果將朝向傳送方向的一側(cè)稱(chēng)為上，那么紙幣的方向有 左邊朝上、右邊朝上、上邊朝上、以及下邊朝上的四種情況。把它們各自稱(chēng)為方向O、方向1、 方向2、方向3。并且，表內(nèi)記錄有每個(gè)幣種及各個(gè)方向的切出所使用的區(qū)域開(kāi)始X坐標(biāo)、區(qū) 域開(kāi)始Y坐標(biāo)、區(qū)域大小X坐標(biāo)、區(qū)域大小Y坐標(biāo)，以及為每個(gè)幣種的選擇而使用的R(紅)、 G(綠)、B(藍(lán))各亮度的上限值和下限值(R上限值、R下限值、G上限值、G下限值、B上限 值、B下限值)。另外，圖9(B)是第2像素選擇處理用的數(shù)據(jù)表的一個(gè)例子。只說(shuō)明與圖9(A)不 同的部分。判定個(gè)數(shù)是關(guān)于一個(gè)像素用于判定的判定式的個(gè)數(shù)。就圖9(B)所示的例子而 言，被設(shè)定為2個(gè)。系數(shù)組0是用于最初的判定式的固有矢量(WR0、WG0、WB0)。通過(guò)這些固 有矢量和像素的亮度之間的線性組合，求得特征量0。WHO和WLO是判定特征量0用的閾值 (上限值和下限值)。同樣地，(WRUffGUffBl)是為求得特征量1而使用的固有矢量，WH1、 WLl是判定特征量1用的閾值(上限值和下限值)。
圖9(C)是無(wú)用區(qū)域去除處理用的表格的一個(gè)例子。只說(shuō)明與圖9(A)不同的部分。 中值濾波器使用標(biāo)志，設(shè)定可否執(zhí)行中值濾波器的處理。另外，在中值濾波器的處理中，可 以設(shè)定每個(gè)幣種不同的參數(shù)。例如，可以設(shè)定濾波器的大小(3X3、5X5等等)、以及不用中 間值而是選擇排序后從前面數(shù)第N個(gè)值進(jìn)行置換等與紙幣特征相應(yīng)的參數(shù)。下面，對(duì)于ATM 1的識(shí)別部的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖10是為了說(shuō)明紙幣識(shí)別部動(dòng)作的 流程圖。圖11是為了說(shuō)明第1像素選擇處理的流程圖。圖12是為了說(shuō)明第2像素選擇處 理的流程圖。紙幣從ATMl的紙幣出入款口 4a被一枚枚地陸續(xù)送出，傳送到紙幣識(shí)別部25后， 控制部30便通過(guò)紙張類(lèi)檢測(cè)傳感器(圖略)檢測(cè)紙張類(lèi)的到來(lái)，由攝像部33 (燈330A、燈 330B、線傳感器331A以及線傳感器331B)拍攝紙幣40的彩色圖像(si)。繼而，控制部30將攝像部33拍攝的彩色圖像輸出至幣種判別部34，使其判別紙張 類(lèi)的種類(lèi)和朝向(方向)，取得這些信息(s2)。控制部30參照R0M31存儲(chǔ)的表格，讀出與 取得的幣種和方向的信息相對(duì)應(yīng)的編號(hào)區(qū)域42的開(kāi)始位置和大小的信息，由切出部35從 彩色圖像中切出編號(hào)區(qū)域(S3)。控制部30通過(guò)選擇部36，從切出的編號(hào)區(qū)域的圖像中，著眼于字符部分的顏色成 分，選擇字符部分并進(jìn)行提取(s4)。具體地講，在步驟s3參照的表格中如圖9(A)所示記錄 了 R、G、B的上限值和下限值時(shí)，控制部30進(jìn)行如圖11所示的第1像素選擇處理。另一方 面，在步驟s3參照的表格中如圖9(B)所示記錄了固有矢量和特征量的上限值和下限值時(shí)， 控制部30進(jìn)行如圖12所示的第2像素選擇處理。在進(jìn)行第1像素選擇處理時(shí)，按以下步驟進(jìn)行。如圖11所示，在選擇處理時(shí)，首先 從已切出的編號(hào)區(qū)域的彩色圖像中抽出1個(gè)像素的R亮度、G亮度、B亮度(sll)。其次，確 認(rèn)是否在從表格中讀出的閾值(RH，RL, GH, GL, BH, BL)的范圍內(nèi)(sl2)。如果RL彡R亮度彡RH,且GL彡G亮度彡GH,且BL彡B亮度彡BH(sl2 是)，則在 選擇后的像素值中代入原始像素值(sl3)。另一方面，如果上述條件不成立(812:否)，則 將在選擇后的畫(huà)素中分別代入255 (最大值)，設(shè)定作為背景的白色。繼而，檢查是否已對(duì)全部的像素處理完畢(S15)，如果尚未完畢，則轉(zhuǎn)到下一個(gè)像 素的處理(sll)，如果完畢則結(jié)束選擇處理。
另外，在進(jìn)行第2像素選擇處理時(shí)，按以下的步驟進(jìn)行。如圖12所示，首先從已切 出的編號(hào)區(qū)域的彩色圖像中抽出一個(gè)像素的R亮度、G亮度、B亮度(s21)。其次，使抽出的亮 度與從表格中讀出的固有矢量進(jìn)行線性組合，求出特征量F = WR*RS+WG*GS+WB*BS(s22)， 對(duì)這個(gè)特征量F，進(jìn)行判定式WL彡F彡WH的判定(s23)。檢查全部判定式的判定完畢與否 (s24)，如果尚未完畢(s24:否)，則求下一個(gè)特征量(s21)，如果全部判定完畢(s24:是)， 則檢查全部判定式是否為真(s25)。如果全部判定式為真(s25 是)，則將在選擇后的像素 值中代入原始像素值(s26)。另一方面，如果判定式即使有一個(gè)為偽(s25:否)，則在選擇 后的像素值中分別代入255 (最大值)，設(shè)定作為背景的白色(s27)。繼而，檢查是否已對(duì)全部像素處理完畢(s28)，如果尚未完畢(s28 否)，則轉(zhuǎn)到下一個(gè)像素的處理(s21)，如果完畢(s28:是)，則結(jié)束選擇處理。還有，雖然選擇后的像素值也作為彩色圖像處理了，但變換為灰色圖像或二值圖 像也沒(méi)關(guān)系。這就是說(shuō)，根據(jù)在后處理中要用什么樣的圖像表現(xiàn)處理來(lái)進(jìn)行決定即可。如圖10所示的流程圖所示的，步驟s4的處理結(jié)束后，繼而，控制部30將參照 R0M21上設(shè)定的每個(gè)幣種的表格，對(duì)是否需要進(jìn)行無(wú)用領(lǐng)域去除處理進(jìn)行判定(s5)。參照的表格的中值濾波器使用標(biāo)志為“使用”時(shí)(s5 是)，控制部30進(jìn)行無(wú)用區(qū)域 去除處理(s6)，為“不使用”時(shí)(s5 否)，則不進(jìn)行無(wú)用領(lǐng)域去除處理而執(zhí)行下一步驟s7?？刂撇?0對(duì)經(jīng)上述的各圖像處理而獲得的編號(hào)的字符串，通過(guò)字符識(shí)別部38進(jìn) 行字符識(shí)別(s7)。還有，字符識(shí)別有各種周知的方法，采用哪一方法均可，這里省略其詳細(xì)說(shuō)明。綜上所述，本發(fā)明中，在識(shí)別編號(hào)時(shí)，切出顯示了紙幣編號(hào)的區(qū)域，消去了這個(gè)區(qū) 域的背景色或圖案只提取這個(gè)區(qū)域的編號(hào)的圖像，因此，能可靠地進(jìn)行字符識(shí)別。另外，基 于編號(hào)能很容易地判別真鈔和假鈔。還有，在以上說(shuō)明中，作為紙張類(lèi)的一例以使用紙幣的情況進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并 不限于此，使用簽或彩票(< C )、票證、有價(jià)證券等標(biāo)記有編號(hào)的其他紙張類(lèi)，當(dāng)然可以。
權(quán)利要求
一種編號(hào)識(shí)別裝置，識(shí)別被標(biāo)記在沿著傳送路徑傳送的紙張類(lèi)上的編號(hào)，其特征在于，具備攝像機(jī)構(gòu)，拍攝上述紙張類(lèi)的彩色圖像；判別機(jī)構(gòu)，基于上述攝像機(jī)構(gòu)拍攝的彩色圖像來(lái)判別上述紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向；選擇機(jī)構(gòu)，基于上述判別機(jī)構(gòu)判別的紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向的信息，確定標(biāo)記有上述編號(hào)的編號(hào)區(qū)域，從該區(qū)域的圖像中只選擇基于上述紙張類(lèi)的種類(lèi)信息而決定的顏色的像素；以及字符識(shí)別機(jī)構(gòu)，對(duì)由上述選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素構(gòu)成的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。
2.如權(quán)利要求1所述的編號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于對(duì)于每個(gè)像素，如果基于對(duì)該像素所取得的R、G、B各亮度的數(shù)值在閾值范圍內(nèi)，則上 述選擇機(jī)構(gòu)從上述編號(hào)區(qū)域的圖像中選擇該像素。
3.如權(quán)利要求2所述的編號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于對(duì)于每個(gè)像素，計(jì)算將對(duì)該像素所取得的R、G、B各亮度和按紙張類(lèi)的每一種類(lèi)分別設(shè) 定的固有矢量線性組合而得到的值，如果該值在閾值范圍內(nèi)，則上述選擇機(jī)構(gòu)從上述編號(hào) 區(qū)域的圖像中選擇該像素。
4.如權(quán)利要求2所述的編號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于如果基于R、G、B各亮度的上述數(shù)值在上述閾值范圍以外，則上述選擇機(jī)構(gòu)將該亮度置 換成預(yù)先設(shè)定的其他亮度。
5.如權(quán)利要求3所述的編號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于如果基于R、G、B各亮度的上述數(shù)值在上述閾值范圍以外，則上述選擇機(jī)構(gòu)將該亮度置 換成預(yù)先設(shè)定的其他亮度。
6.如權(quán)利要求1所述的編號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于具備無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)，該無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)對(duì)于由上述選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素所構(gòu)成 的圖像，通過(guò)中值濾波器進(jìn)行圖像處理，去除不需要的像素，上述字符識(shí)別機(jī)構(gòu)，對(duì)無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)去除了不需要的像素后的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。
7.如權(quán)利要求2所述的編號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于具備無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)，該無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)對(duì)于由上述選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素所構(gòu)成 的圖像，通過(guò)中值濾波器進(jìn)行圖像處理，去除不需要的像素，上述字符識(shí)別機(jī)構(gòu)，對(duì)無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)去除了不需要的像素后的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。
8.如權(quán)利要求3所述的編號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于具備無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)，該無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)對(duì)于由上述選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素所構(gòu)成 的圖像，通過(guò)中值濾波器進(jìn)行圖像處理，去除不需要的像素，上述字符識(shí)別機(jī)構(gòu)，對(duì)無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)去除了不需要的像素后的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。
9.如權(quán)利要求4所述的編號(hào)識(shí)別裝置，其特征在于具備無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)，該無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)對(duì)于由上述選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素所構(gòu)成的圖像，通過(guò)中值濾波器進(jìn)行圖像處理，去除不需要的像素，上述字符識(shí)別機(jī)構(gòu)，對(duì)無(wú)用區(qū)域去除機(jī)構(gòu)去除了不需要的像素后的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。
10.一種紙幣處理裝置，在設(shè)置于本體前面的出入款口和設(shè)置于本體內(nèi)部的紙張類(lèi)收 納盒之間，對(duì)存入取出的紙張類(lèi)進(jìn)行傳送，其特征在于，具備攝像機(jī)構(gòu)，拍攝標(biāo)記有編號(hào)的紙張類(lèi)的彩色圖像；判別機(jī)構(gòu)，基于上述攝像機(jī)構(gòu)拍攝的彩色圖像來(lái)判別紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向； 選擇機(jī)構(gòu)，基于上述判別機(jī)構(gòu)判別的紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向的信息，確定標(biāo)記有上述編 號(hào)的編號(hào)區(qū)域，從該區(qū)域的圖像中只選擇基于上述紙張類(lèi)的種類(lèi)信息而決定的顏色的像 素；以及字符識(shí)別機(jī)構(gòu)，對(duì)由上述選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素構(gòu)成的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。
11.一種自動(dòng)交易處理裝置，在設(shè)置于本體前面的出入款口和設(shè)置于本體內(nèi)部的紙張 類(lèi)收納盒之間，對(duì)存入取出的紙張類(lèi)進(jìn)行傳送，其特征在于，具備攝像機(jī)構(gòu)，拍攝標(biāo)記有編號(hào)的紙張類(lèi)的彩色圖像；判別機(jī)構(gòu)，基于上述攝像機(jī)構(gòu)拍攝的彩色圖像來(lái)判別紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向； 選擇機(jī)構(gòu)，基于上述判別機(jī)構(gòu)判別的紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向的信息，確定標(biāo)記有上述編 號(hào)的編號(hào)區(qū)域，從該區(qū)域的圖像中只選擇基于上述紙張類(lèi)的種類(lèi)信息而決定的顏色的像 素；以及字符識(shí)別機(jī)構(gòu)，對(duì)由上述選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素構(gòu)成的圖像進(jìn)行字符識(shí)別。
12.—種編號(hào)識(shí)別方法，其特征在于， 具備拍攝步驟，攝像機(jī)構(gòu)拍攝標(biāo)記了編號(hào)的紙張類(lèi)的彩色圖像；判別步驟，判別機(jī)構(gòu)基于上述攝像機(jī)構(gòu)拍攝的彩色圖像，對(duì)上述紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向 進(jìn)行判別；選擇步驟，選擇機(jī)構(gòu)基于上述判別機(jī)構(gòu)判別的紙張類(lèi)的種類(lèi)和方向的信息，確定標(biāo)記 有紙張類(lèi)的編號(hào)的編號(hào)區(qū)域，從該區(qū)域的圖像中只選擇基于上述紙張類(lèi)的種類(lèi)信息而決定 的顏色的像素；以及字符識(shí)別步驟，字符識(shí)別機(jī)構(gòu)對(duì)由上述選擇機(jī)構(gòu)選擇的像素構(gòu)成的編號(hào)圖像進(jìn)行字符 識(shí)別。
全文摘要
提供編號(hào)識(shí)別裝置及方法、紙張類(lèi)處理裝置、自動(dòng)交易處理裝置，能可靠地識(shí)別紙張類(lèi)上標(biāo)記的編號(hào)。紙幣識(shí)別部(編號(hào)識(shí)別裝置)(25)拍攝紙幣的彩色照片，使用該彩色照片判定紙幣的幣種和紙幣的方向，識(shí)別編號(hào)。紙幣識(shí)別部(25)在識(shí)別編號(hào)時(shí)，切出顯示了紙幣編號(hào)的區(qū)域，消去該區(qū)域的背景色或圖案，提取編號(hào)的圖像，進(jìn)行字符識(shí)別。
文檔編號(hào)G07F19/00GK101847287SQ20091025329
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者吉田博昭, 石谷常彥 申請(qǐng)人:日立歐姆龍金融系統(tǒng)有限公司