紙葉類の真偽判別装置
【課題】赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した紙葉類に対して、赤外励起蛍光体の赤外透過特性を捉えて、簡易な構成で紙葉類を精度よく真偽判別することができる紙葉類の真偽判別装置を提供できる。
【解決手段】赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した有価証券等の紙葉類の真偽を判別する紙葉類の真偽判別装置において、紙葉類の赤外透過光信号、あるいは、赤外透過光信号と赤外反射光信号をそれぞれ取得し、これら紙葉類の透過光信号および反射光信号に対して、それぞれ部分的な透過光量、反射光量、パターンの違いを検出することにより赤外励起蛍光体特徴の有無を判断し、紙葉類の真偽判別を行なう。
【解決手段】赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した有価証券等の紙葉類の真偽を判別する紙葉類の真偽判別装置において、紙葉類の赤外透過光信号、あるいは、赤外透過光信号と赤外反射光信号をそれぞれ取得し、これら紙葉類の透過光信号および反射光信号に対して、それぞれ部分的な透過光量、反射光量、パターンの違いを検出することにより赤外励起蛍光体特徴の有無を判断し、紙葉類の真偽判別を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した有価証券等の紙葉類の真偽を判別する紙葉類の真偽判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外励起蛍光体インクは、特定波長の赤外光を励起光として照射することにより、それとは異なる特定波長の蛍光発光を生ずることを特徴としていて、可視光においては無色のインクである。これらの特徴は、市販のカラーコピーやスキャナ等では取得、再現が困難であるため、また不可視であり、その部分にセキュリティ情報が存在することが目視で確認できないため、真偽保証を必要とする有価証券等の紙葉類の有効な印刷技術の１つとして使用されている。
【０００３】
蛍光体インクの材料の組成により、可視光を発光するもの、赤外光を発光するものが知られている。従来、有価証券等の紙葉類を読取、判別する装置においては、特定波長の赤外光を励起光として照射し、その励起による蛍光発光を、蛍光発光波長を選択的に受光する光学読取装置で受光し、得られた信号から発光の有無を演算処理することにより、紙葉類を真偽判別するものが一般的であった（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
また、蛍光体インクには、さらに残光特性を有するものもあり、有価証券等に利用されている（たとえば、特許文献３参照）。従来、有価証券等の紙葉類を読取、判別する装置においては、上記同様な光学読取装置の構成で、時間的に間欠に光を照射し、非照射時の残光を受光するものや、上記同様な光学読取装置に紙葉類を搬送する機構を追加した構成で、受光する位置を残光時間と紙葉類の搬送速度とから決まる距離分を照射する位置よりずらすことにより、残光のみを受光するもの、などがある（たとえば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８５０６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２７４０００号公報
【特許文献３】特開平７−９０２６５号公報
【特許文献４】特開２００１−７６０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、蛍光体インクは、発光が微弱であること、あるいは、励起光波長、発光波長、発光強度の点で製造ごとのばらつきが大きいことなどにより、判別性能の確保が困難である。
また、蛍光発光波長が１μｍ以上の中赤外域となる材料も多く、その場合に使用する赤外センサは、一般的に感度が低く、冷却が必要である上に、感度が温度に依存する。このように、出力が小さく、温度に対して安定ではないため、判別性能の確保も困難であり、また、赤外センサの実装上の取り扱いに手がかかるため、複雑かつ高価となる問題がある。
【０００６】
また、従来の判別方法では、特定波長の発光のみを選択的に受光するための構成として、狭域の光学フィルタを設けたり、励起光波長と蛍光発光波長とが近く、光学フィルタでの分離が困難である場合には、さらに励起光による反射光が受光されないように、構造的に遮光する必要があり、複雑かつ高価となる問題がる。
【０００７】
残光特性を利用した方法は、上記の構成上の問題について、励起光の照射に対して時間的あるいは位置的に受光をシフトすることにより、比較的に簡易に蛍光発光のみを受光することを実現しているが、蛍光体インク自体の問題については、その影響は防げない。
【０００８】
そこで、本発明は、赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した紙葉類に対して、赤外励起蛍光体の赤外透過特性を捉えて、簡易な構成で紙葉類を精度よく真偽判別することができる紙葉類の真偽判別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の紙葉類の真偽判別装置は、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を照射する光源と、この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ信号取得手段と、この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、この信号処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【００１０】
また、本発明の紙葉類の真偽判別装置は、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を含む光を照射する光源と、この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ信号取得手段と、この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、この信号処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【００１１】
また、本発明の紙葉類の真偽判別装置は、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を照射する光源と、この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ第１の信号取得手段と、この第１の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第１の信号処理手段と、前記光源の光照射による前記紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ第２の信号取得手段と、この第２の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第２の信号処理手段と、前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果を総合的に処理・演算する総合処理手段と、前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果および前記総合処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【００１２】
さらに、本発明の紙葉類の真偽判別装置は、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外波長域を含む光を照射する光源と、この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ第１の信号取得手段と、この第１の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第１の信号処理手段と、前記光源の光照射による前記紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ第２の信号取得手段と、この第２の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第２の信号処理手段と、前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果を総合的に処理・演算する総合処理手段と、前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果および前記総合処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【発明の効果】
【００１３】
赤外励起蛍光体インクによる印刷部は、照射された赤外光が励起に使われるか、あるいは反射してしまうため、その光は紙葉類を透過せず、赤外透過光学系で画像を取得した場合、その部分は赤外吸収があり、暗部となって現れる。通常、赤外透過画像においては、何も印刷されていない可視域で無色の部分や赤外吸収のないインクにより印刷した部分では明部となって現れるが、赤外蛍光体インクは可視域で無色でありながら暗部なって現れるため、その違いから分離が可能となる。
【００１４】
また赤外透過画像だけで判別した場合に、赤外吸収インクも赤外励起蛍光体インクと同様に暗部となるため分離できない。励起光の照射面側で赤外反射画像を取得した場合、赤外励起蛍光体インクでは、照射された赤外光の励起による発光あるいは照射光がそのまま反射した光により明部となって現れるが、赤外吸収インクによる印刷部は暗部となるため、その違いから分離が可能となる。
【００１５】
これにより、本発明によれば、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類に対して、赤外透過光信号、あるいは、赤外透過光信号と赤外反射光信号との組合わせを捉えて、簡易な構成で紙葉類を精度よく真偽判別することができる紙葉類の真偽判別装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した有価証券などの紙葉類１０の一例を模式的に示すもので、インクの種類により赤外吸収がない印刷部１１および赤外吸収がある印刷部１２があり、さらに、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３があるものとする。この場合、赤外励起蛍光体インク印刷部１３は、赤外吸収がない印刷部１１に重なっていてもよい。
【００１７】
図２は、第１の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示すものである。紙葉類１０は、搬送手段としての搬送部３０により１枚ずつ順次搬送され、読取位置Ｄに順次送出される。光源２０と第１の信号取得手段としての透過信号取得部２１は、読取位置Ｄに対して、搬送部３０を間に介在して相対向配設されている。光源２０は、読取位置Ｄにおいて紙葉類１０の一方の面に光を照射し、透過信号取得部２１は、読取位置Ｄでの紙葉類１０の透過光を受光して電気信号に変換する。この場合、光源２０および透過信号取得部２１の光軸は、紙葉類１０の搬送面に対してそれぞれ垂直でなくてもよい。
【００１８】
透過信号取得部２１は、紙葉類１０の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなる例えばラインセンサであり、ラインごとの電気信号を紙葉類１０の搬送に同期して逐次取得することにより、図３（ａ）に示すような２次元の信号を得るようになっている。
【００１９】
この場合、光源２０は、たとえば、ハロゲンランプのような赤外光を含む光を出力する光源で、透過信号取得部２１が赤外波長域の光のみを選択的に透過するフィルタとセンサで構成されており、これにより赤外透過画像を取得する。
【００２０】
あるいは、光源２０は、たとえば、赤外光ＬＥＤのような赤外光のみを放射する光源で、透過信号取得部２１が赤外波長域の光を含む領域に感度を持つセンサで構成されてもよく、このようにしても同様に赤外透過画像を取得することができる。
【００２１】
同様に、第２の信号取得手段としての反射信号取得部２２は、読取位置Ｄに対して光源２０と同一面側に配置されており、読取位置Ｄでの紙葉類１０の反射光を受光して電気信号に変換する。この場合、反射信号取得部２２は、読取位置Ｄに対して光源２０と正反射方向には配置されない。
【００２２】
反射信号取得部２２は、紙葉類１０の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなる例えばラインセンサであり、ラインごとの電気信号を紙葉類１０の搬送に同期して逐次取得することにより、図４（ａ）に示すような２次元の信号を得るようになっている。
【００２３】
透過信号取得部２１の出力信号は、第１の信号処理手段としての透過信号処理部２３に送られ、反射信号取得部２２の出力信号は、第２の信号処理手段としての反射信号処理部２４に送られる。透過信号処理部２３は、透過信号取得部２１から得られる電気信号（透過光信号）に基づき後述する種々の特徴量演算を行ない、また、反射信号処理部２４は、反射信号取得部２２から得られる電気信号（反射光信号）に基づき後述する種々の特徴量演算を行なう。
【００２４】
透過信号処理部２３および反射信号処理部２４の各出力は、それぞれ総合処理手段としての総合処理部２５に送られる。総合処理部２５は、透過光信号の演算結果と反射光信号の演算結果を基に、さらに総合的に後述する１つあるいは複数の処理・演算を行なう。
【００２５】
総合処理部２５の出力は、真偽判別手段としての真偽判別部２６に送られる。真偽判別部２６は、総合処理部２５から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類１０の真偽を判別する。
【００２６】
次に、このような構成において、図５に示すフローチャートを参照して第１の実施の形態に係る処理の流れについて説明する。
図１に示した紙葉類１０に対して透過信号取得部２１から得られる透過光信号は、図３（ａ）に示すような透過画像とになり、この透過画像を透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）とする。透過信号処理部２３では、図３（ａ）に示すように、この透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）に対して、あらかじめ真正な紙葉類から得られる赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３があると期待される領域Ｅと、赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３がないと期待される領域Ｆをそれぞれ設定するものとする。
図３（ａ）からわかるように、透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）は、赤外吸収がある印刷部１２と赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３の部分が暗くなり、赤外吸収がない印刷部１１とそれ以外の無地の部分は明るくなる。
【００２７】
また、図１に示した紙葉類１０に対して反射信号取得部２２から得られる反射光信号は、図４（ａ）に示すような反射画像とになり、この反射画像を反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）とする。反射信号処理部２４では、図４（ａ）に示すように、この反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）に対して、あらかじめ真正な紙葉類から得られる赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３があると期待される領域Ｅと、赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３がないと期待される領域Ｆをそれぞれ設定するものとする。
図４（ａ）からわかるように、反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）は、赤外吸収がある印刷部１２の部分のみが暗くなり、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３、赤外吸収がない印刷部１１およびそれ以外の無地の部分は明るくなる。
【００２８】
まず、透過信号処理部２３、反射信号処理部２４は、透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）、反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）について、下記数１に示す演算を行なうことにより、領域Ｅおよび領域Ｆの明るさの透過積分値ＩＴＥ、ＩＴＦ、反射積分値ＩＲＥ、ＩＲＦをそれぞれ求める（ステップＳ１，Ｓ２）。
【数１】
【００２９】
次に、透過信号処理部２３、反射信号処理部２４は、下記数２に示す演算を行なうことにより、透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）、反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）を、真正な紙葉類からあらかじめ得られる透過２値化スライスレベルθｔＢＩＮ、反射２値化スライスレベルθｒＢＩＮに対して２値化することにより、図３（ｂ）に示す透過２値化画像ｂｔ（ｘ，ｙ）、図４（ｂ）に示す反射２値化画像ｂｒ（ｘ，ｙ）に変換する（ステップＳ３，Ｓ４）。
【数２】
【００３０】
透過２値化画像ｂｔ（ｘ，ｙ）は、図３（ｂ）に示すように、赤外吸収がある印刷部１２と赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３が暗状態（１レベル）となり、赤外吸収がない印刷部１１とそれ以外の無地の部分は明状態（０レベル）となる。
反射２値化画像ｂｒ（ｘ，ｙ）は、図４（ｂ）に示すように、赤外吸収がある印刷部１２の部分のみが暗状態（１レベル）となり、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３、赤外吸収がない印刷部１１およびそれ以外の無地の部分は明状態（０レベル）となる。
【００３１】
次に、総合処理部２５は、まず、得られた２値化画像ｂｔ（ｘ，ｙ）およびｂｒ（ｘ，ｙ）に対して、下記数３に示す排他的論理和の演算を行なうことにより、図６に示すような赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に変換する（ステップＳ５）。
【数３】
【００３２】
上記演算により、図３（ｂ）に示す透過２値化画像ｂｔ（ｘ，ｙ）と図４（ｂ）に示す反射２値化画像ｂｒ（ｘ，ｙ）で差異のある赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３のみが、図６に示すように抽出され（１レベル）、それ以外の部分は抽出されない（０レベル）。
【００３３】
次に、総合処理部２５は、先に得られた各積分値ＩＴＥ、ＩＴＦ、ＩＲＥ、ＩＲＦから、下記数４に示す演算を行なうことにより、比較値（ＩＴＦ−ＩＴＥ）、（ＩＴＦ／ＩＴＥ）、（ＩＲＦ−ＩＲＥ）、（ＩＲＦ／ＩＲＥ）、（ＩＲＥ−ＩＴＥ）、（ＩＲＥ／ＩＴＥ）をそれぞれ求める（ステップＳ６）。
【数４】
【００３４】
次に、総合処理部２５は、下記数５に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ５で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、明るさ重心Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）を求める（ステップＳ７）。
【数５】
【００３５】
次に、総合処理部２５は、下記数６に示す演算を行なうことにより、ステップＳ５で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、暗画素数（赤外励起蛍光体インク印刷部の画素数（面積））Ａを計数する（ステップＳ８）。
【数６】
【００３６】
次に、総合処理部２５は、下記数７に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ５で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、射影パターンＰｙ（ｘ）、Ｐｘ（ｙ）をそれぞれ求める（ステップＳ９）。
【数７】
【００３７】
次に、総合処理部２５は、下記数８に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ９で求めた射影パターンＰｙ（ｘ）、Ｐｘ（ｙ）に対して、それぞれＸ方向長さＬｘ、Ｙ方向長さＬｙを算出する（ステップＳ１０）。
【数８】
【００３８】
次に、総合処理部２５は、あらかじめ透過光信号の真正な参照パターン（基準画像）ｒ（ｘ，ｙ）を準備しておき、下記数９に示す演算式に基づき、赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）とのパターンマッチング処理を行なうことにより、類似度Ｓを算出する（ステップＳ１１）。
【数９】
【００３９】
次に、真偽判別部２６は、透過信号処理部２３、反射信号処理部２４および総合処理部２５で得られた種々の特徴量、すなわち、たとえば、明るさの積分値ＩＴＥ、ＩＴＦ、ＩＲＥ、ＩＲＦ、各積分値の比較値（ＩＴＦ−ＩＴＥ）、（ＩＴＦ／ＩＴＥ）、（ＩＲＦ−ＩＲＥ）、（ＩＲＦ／ＩＲＥ）、（ＩＲＥ−ＩＴＥ）、（ＩＲＥ／ＩＴＥ）、明るさ重心Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）、赤外励起蛍光体インク印刷部の画素数（面積）Ａ、Ｘ方向長さＬｘ、Ｙ方向長さＬｙ、および、類似度Ｓに対して、それぞれ真正なデータに基づきあらかじめ求められた同特徴の基準値との比較照合を行なうことにより、適正性を判定し、最終的な当該紙葉類１０に対する真偽判別を行なう。
【００４０】
次に、第２の実施の形態について説明する。
赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有する紙葉類が有価証券の場合、図１に示される赤外励起蛍光体インク印刷部を含む各印刷部の図柄が決まっている場合があり、それらを限定的に検査する場合には、より簡素な構成で実現可能である。また、本装置が複数の種類の異なる判別装置で構成され、それぞれが相補的に機能する判別システムの中の１ユニットとして動作する場合には、同様により簡素な構成で実現可能である。このような場合に適用されるのが第２の実施の形態である。
【００４１】
図８は、第２の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示すものである。第２の実施の形態の第１の実施の形態（図２）と異なる点は、反射信号取得部２２、反射信号処理部２４および総合処理部２５が削除された点にあり、それ以外の部分は第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【００４２】
次に、このような構成において、図９に示すフローチャートを参照して第２の実施の形態に係る処理の流れについて説明する。
図１に示した紙葉類１０に対して透過信号取得部２１から得られる透過光信号は図３（ａ）に示すような透過画像とになり、この透過画像を透過入力画像ｐ（ｘ，ｙ）とする。透過信号処理部２３では、図３（ａ）に示すように、この透過入力画像ｐ（ｘ，ｙ）に対して、あらかじめ真正な紙葉類から得られる赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３があると期待される領域Ｅと、赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３がないと期待される領域Ｆをそれぞれ設定するものとする。
【００４３】
まず、透過信号処理部２３は、透過入力画像ｐ（ｘ，ｙ）について、前記数１に示す演算を行なうことにより、領域Ｅおよび領域Ｆの明るさの透過積分値ＩＥ、ＩＦをそれぞれ求める（ステップＳ２１）。
【００４４】
次に、透過信号処理部２３は、ステップＳ２１で得られた各積分値ＩＥ、ＩＦから、下記数１０に示す演算を行なうことにより、比較値（ＩＦ−ＩＥ）、（ＩＦ／ＩＥ）をそれぞれ求める（ステップＳ２２）。
【数１０】
【００４５】
次に、透過信号処理部２３は、前記数２に示す演算を行なうことにより、透過入力画像ｐ（ｘ，ｙ）を、真正な紙葉類からあらかじめ得られる透過２値化スライスレベルθＢＩＮに対して２値化することにより、図３（ｂ）に示す透過２値化画像ｂ（ｘ，ｙ）に変換する（ステップＳ２３）。
透過２値化画像ｂ（ｘ，ｙ）は、図３（ｂ）に示すように、赤外吸収がある印刷部１２と赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３が暗状態（１レベル）となり、赤外吸収がない印刷部１１とそれ以外の無地の部分は明状態（０レベル）となる。
【００４６】
次に、透過信号処理部２３は、紙葉類１０の図柄が一定であるため、赤外励起蛍光体インク印刷部があると期待される領域が既知であるので、それに基づくマスクパターンをあらかじめ用意しておき、ステップＳ２３で選られた透過２値化画像ｂ（ｘ，ｙ）に対してマスクすることで、赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）を生成する（ステップＳ２４）。
【００４７】
次に、透過信号処理部２３は、前記数５に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ２４で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、明るさ重心Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）を求める（ステップＳ２５）。
【００４８】
次に、透過信号処理部２３は、前記数６に示す演算を行なうことにより、ステップＳ２４で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、明画素数（赤外励起蛍光体インク印刷部の画素数（面積））Ａを計数する（ステップＳ２６）。
【００４９】
次に、透過信号処理部２３は、前記数７に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ２４で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、射影パターンＰｙ（ｘ）、Ｐｘ（ｙ）をそれぞれ求める（ステップＳ２７）。
【００５０】
次に、透過信号処理部２３は、前記数８に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ２７で求めた射影パターンＰｙ（ｘ）、Ｐｘ（ｙ）に対して、それぞれＸ方向長さＬｘ、Ｙ方向長さＬｙを算出する（ステップＳ２８）。
【００５１】
次に、透過信号処理部２３は、あらかじめ透過光信号の真正な参照パターン（基準画像）ｒ（ｘ，ｙ）を準備しておき、前記数９に示す演算式に基づき、赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）とのパターンマッチング処理を行なうことにより、類似度Ｓを算出する（ステップＳ２９）。
【００５２】
次に、真偽判別部２６は、透過信号処理部２３で得られた種々の特徴量、すなわち、たとえば、明るさの積分値ＩＥ、ＩＦ、各積分値の比較値（ＩＦ−ＩＥ）、（ＩＦ／ＩＥ）、明るさ重心Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）、赤外励起蛍光体インク印刷部の画素数（面積）Ａ、Ｘ方向長さＬｘ、Ｙ方向長さＬｙ、および、類似度Ｓに対して、それぞれ真正なデータに基づきあらかじめ求められた同特徴の基準値との比較照合を行なうことにより、適正性を判定し、最終的な当該紙葉類１０に対する真偽判別を行なう。
【００５３】
このように、上記実施の形態においては、赤外領域に感度を有する透過光学系、あるいは、透過光学系と反射光学系との組合わせの光学手段を構成し、得られる紙葉類の透過光信号あるいは反射光信号に対して、光量、パターンの違いを検出することにより、赤外励起蛍光体インク特徴の有無を判断し、紙葉類の真偽判別を行なうものである。これにより、赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した紙葉類に対して、赤外励起蛍光体インクの赤外光学特性を捉えて、簡易な構成で紙葉類を精度よく真偽判別することが可能となる。
【００５４】
なお、透過信号取得部２１および反射信号取得部２２は、読取位置Ｄで紙葉類１０の赤外励起蛍光体インク印刷部１３が通過する位置に配置される単一の受光素子で１次元信号を取得することとしてもよい。
また、搬送部３０を持たずに、透過信号取得部２１および反射信号取得部２２を紙葉類１０の全域あるいは一部の２次元の信号を取得できるエリアセンサ（カメラ）としてもよい。
また、前述した各特徴量抽出の処理は実施の一形態であり、この例により何ら限定されるものではなく、また、各演算式も説明のための一般式であり、この演算式により何ら限定されるものではない。
さらに、本発明は、単一で簡易的な紙葉類の真偽判別装置として使用しても、複数の真偽判別機能を有した大規模な真偽判別装置の相補的な一機能として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した有価証券などの紙葉類の一例を示す模式図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示す模式図。
【図３】図１の紙葉類に対する透過画像と透過２値化画像の一例を示す図。
【図４】図１の紙葉類に対する反射画像と反射２値化画像の一例を示す図。
【図５】第１の実施の形態に係る処理の流れについて説明するフローチャート。
【図６】赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像の一例を示す図。
【図７】図６の赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像に対する射影パターンの一例を示す図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示す模式図。
【図９】第２の実施の形態に係る処理の流れについて説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１０…紙葉類（有価証券）、１１…赤外吸収がない印刷部、１２…赤外吸収がある印刷部、１３…赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部、３０…搬送部（搬送手段）、Ｄ…読取位置、２０…光源、２１…透過信号取得部（第１の信号取得手段）、２２…反射信号取得部（第２の信号取得手段）、２３…透過信号処理部（第１の信号処理手段）、２４…反射信号処理部（第２の信号処理手段）、２５…総合処理部（総合処理手段）、２６…真偽判別部（真偽判別手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した有価証券等の紙葉類の真偽を判別する紙葉類の真偽判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外励起蛍光体インクは、特定波長の赤外光を励起光として照射することにより、それとは異なる特定波長の蛍光発光を生ずることを特徴としていて、可視光においては無色のインクである。これらの特徴は、市販のカラーコピーやスキャナ等では取得、再現が困難であるため、また不可視であり、その部分にセキュリティ情報が存在することが目視で確認できないため、真偽保証を必要とする有価証券等の紙葉類の有効な印刷技術の１つとして使用されている。
【０００３】
蛍光体インクの材料の組成により、可視光を発光するもの、赤外光を発光するものが知られている。従来、有価証券等の紙葉類を読取、判別する装置においては、特定波長の赤外光を励起光として照射し、その励起による蛍光発光を、蛍光発光波長を選択的に受光する光学読取装置で受光し、得られた信号から発光の有無を演算処理することにより、紙葉類を真偽判別するものが一般的であった（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
また、蛍光体インクには、さらに残光特性を有するものもあり、有価証券等に利用されている（たとえば、特許文献３参照）。従来、有価証券等の紙葉類を読取、判別する装置においては、上記同様な光学読取装置の構成で、時間的に間欠に光を照射し、非照射時の残光を受光するものや、上記同様な光学読取装置に紙葉類を搬送する機構を追加した構成で、受光する位置を残光時間と紙葉類の搬送速度とから決まる距離分を照射する位置よりずらすことにより、残光のみを受光するもの、などがある（たとえば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８５０６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２７４０００号公報
【特許文献３】特開平７−９０２６５号公報
【特許文献４】特開２００１−７６０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、蛍光体インクは、発光が微弱であること、あるいは、励起光波長、発光波長、発光強度の点で製造ごとのばらつきが大きいことなどにより、判別性能の確保が困難である。
また、蛍光発光波長が１μｍ以上の中赤外域となる材料も多く、その場合に使用する赤外センサは、一般的に感度が低く、冷却が必要である上に、感度が温度に依存する。このように、出力が小さく、温度に対して安定ではないため、判別性能の確保も困難であり、また、赤外センサの実装上の取り扱いに手がかかるため、複雑かつ高価となる問題がある。
【０００６】
また、従来の判別方法では、特定波長の発光のみを選択的に受光するための構成として、狭域の光学フィルタを設けたり、励起光波長と蛍光発光波長とが近く、光学フィルタでの分離が困難である場合には、さらに励起光による反射光が受光されないように、構造的に遮光する必要があり、複雑かつ高価となる問題がる。
【０００７】
残光特性を利用した方法は、上記の構成上の問題について、励起光の照射に対して時間的あるいは位置的に受光をシフトすることにより、比較的に簡易に蛍光発光のみを受光することを実現しているが、蛍光体インク自体の問題については、その影響は防げない。
【０００８】
そこで、本発明は、赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した紙葉類に対して、赤外励起蛍光体の赤外透過特性を捉えて、簡易な構成で紙葉類を精度よく真偽判別することができる紙葉類の真偽判別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の紙葉類の真偽判別装置は、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を照射する光源と、この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ信号取得手段と、この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、この信号処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【００１０】
また、本発明の紙葉類の真偽判別装置は、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を含む光を照射する光源と、この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ信号取得手段と、この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、この信号処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【００１１】
また、本発明の紙葉類の真偽判別装置は、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を照射する光源と、この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ第１の信号取得手段と、この第１の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第１の信号処理手段と、前記光源の光照射による前記紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ第２の信号取得手段と、この第２の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第２の信号処理手段と、前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果を総合的に処理・演算する総合処理手段と、前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果および前記総合処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【００１２】
さらに、本発明の紙葉類の真偽判別装置は、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外波長域を含む光を照射する光源と、この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ第１の信号取得手段と、この第１の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第１の信号処理手段と、前記光源の光照射による前記紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ第２の信号取得手段と、この第２の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第２の信号処理手段と、前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果を総合的に処理・演算する総合処理手段と、前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果および前記総合処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段とを具備している。
【発明の効果】
【００１３】
赤外励起蛍光体インクによる印刷部は、照射された赤外光が励起に使われるか、あるいは反射してしまうため、その光は紙葉類を透過せず、赤外透過光学系で画像を取得した場合、その部分は赤外吸収があり、暗部となって現れる。通常、赤外透過画像においては、何も印刷されていない可視域で無色の部分や赤外吸収のないインクにより印刷した部分では明部となって現れるが、赤外蛍光体インクは可視域で無色でありながら暗部なって現れるため、その違いから分離が可能となる。
【００１４】
また赤外透過画像だけで判別した場合に、赤外吸収インクも赤外励起蛍光体インクと同様に暗部となるため分離できない。励起光の照射面側で赤外反射画像を取得した場合、赤外励起蛍光体インクでは、照射された赤外光の励起による発光あるいは照射光がそのまま反射した光により明部となって現れるが、赤外吸収インクによる印刷部は暗部となるため、その違いから分離が可能となる。
【００１５】
これにより、本発明によれば、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類に対して、赤外透過光信号、あるいは、赤外透過光信号と赤外反射光信号との組合わせを捉えて、簡易な構成で紙葉類を精度よく真偽判別することができる紙葉類の真偽判別装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した有価証券などの紙葉類１０の一例を模式的に示すもので、インクの種類により赤外吸収がない印刷部１１および赤外吸収がある印刷部１２があり、さらに、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３があるものとする。この場合、赤外励起蛍光体インク印刷部１３は、赤外吸収がない印刷部１１に重なっていてもよい。
【００１７】
図２は、第１の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示すものである。紙葉類１０は、搬送手段としての搬送部３０により１枚ずつ順次搬送され、読取位置Ｄに順次送出される。光源２０と第１の信号取得手段としての透過信号取得部２１は、読取位置Ｄに対して、搬送部３０を間に介在して相対向配設されている。光源２０は、読取位置Ｄにおいて紙葉類１０の一方の面に光を照射し、透過信号取得部２１は、読取位置Ｄでの紙葉類１０の透過光を受光して電気信号に変換する。この場合、光源２０および透過信号取得部２１の光軸は、紙葉類１０の搬送面に対してそれぞれ垂直でなくてもよい。
【００１８】
透過信号取得部２１は、紙葉類１０の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなる例えばラインセンサであり、ラインごとの電気信号を紙葉類１０の搬送に同期して逐次取得することにより、図３（ａ）に示すような２次元の信号を得るようになっている。
【００１９】
この場合、光源２０は、たとえば、ハロゲンランプのような赤外光を含む光を出力する光源で、透過信号取得部２１が赤外波長域の光のみを選択的に透過するフィルタとセンサで構成されており、これにより赤外透過画像を取得する。
【００２０】
あるいは、光源２０は、たとえば、赤外光ＬＥＤのような赤外光のみを放射する光源で、透過信号取得部２１が赤外波長域の光を含む領域に感度を持つセンサで構成されてもよく、このようにしても同様に赤外透過画像を取得することができる。
【００２１】
同様に、第２の信号取得手段としての反射信号取得部２２は、読取位置Ｄに対して光源２０と同一面側に配置されており、読取位置Ｄでの紙葉類１０の反射光を受光して電気信号に変換する。この場合、反射信号取得部２２は、読取位置Ｄに対して光源２０と正反射方向には配置されない。
【００２２】
反射信号取得部２２は、紙葉類１０の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなる例えばラインセンサであり、ラインごとの電気信号を紙葉類１０の搬送に同期して逐次取得することにより、図４（ａ）に示すような２次元の信号を得るようになっている。
【００２３】
透過信号取得部２１の出力信号は、第１の信号処理手段としての透過信号処理部２３に送られ、反射信号取得部２２の出力信号は、第２の信号処理手段としての反射信号処理部２４に送られる。透過信号処理部２３は、透過信号取得部２１から得られる電気信号（透過光信号）に基づき後述する種々の特徴量演算を行ない、また、反射信号処理部２４は、反射信号取得部２２から得られる電気信号（反射光信号）に基づき後述する種々の特徴量演算を行なう。
【００２４】
透過信号処理部２３および反射信号処理部２４の各出力は、それぞれ総合処理手段としての総合処理部２５に送られる。総合処理部２５は、透過光信号の演算結果と反射光信号の演算結果を基に、さらに総合的に後述する１つあるいは複数の処理・演算を行なう。
【００２５】
総合処理部２５の出力は、真偽判別手段としての真偽判別部２６に送られる。真偽判別部２６は、総合処理部２５から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類１０の真偽を判別する。
【００２６】
次に、このような構成において、図５に示すフローチャートを参照して第１の実施の形態に係る処理の流れについて説明する。
図１に示した紙葉類１０に対して透過信号取得部２１から得られる透過光信号は、図３（ａ）に示すような透過画像とになり、この透過画像を透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）とする。透過信号処理部２３では、図３（ａ）に示すように、この透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）に対して、あらかじめ真正な紙葉類から得られる赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３があると期待される領域Ｅと、赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３がないと期待される領域Ｆをそれぞれ設定するものとする。
図３（ａ）からわかるように、透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）は、赤外吸収がある印刷部１２と赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３の部分が暗くなり、赤外吸収がない印刷部１１とそれ以外の無地の部分は明るくなる。
【００２７】
また、図１に示した紙葉類１０に対して反射信号取得部２２から得られる反射光信号は、図４（ａ）に示すような反射画像とになり、この反射画像を反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）とする。反射信号処理部２４では、図４（ａ）に示すように、この反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）に対して、あらかじめ真正な紙葉類から得られる赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３があると期待される領域Ｅと、赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３がないと期待される領域Ｆをそれぞれ設定するものとする。
図４（ａ）からわかるように、反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）は、赤外吸収がある印刷部１２の部分のみが暗くなり、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３、赤外吸収がない印刷部１１およびそれ以外の無地の部分は明るくなる。
【００２８】
まず、透過信号処理部２３、反射信号処理部２４は、透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）、反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）について、下記数１に示す演算を行なうことにより、領域Ｅおよび領域Ｆの明るさの透過積分値ＩＴＥ、ＩＴＦ、反射積分値ＩＲＥ、ＩＲＦをそれぞれ求める（ステップＳ１，Ｓ２）。
【数１】
【００２９】
次に、透過信号処理部２３、反射信号処理部２４は、下記数２に示す演算を行なうことにより、透過入力画像ｐｔ（ｘ，ｙ）、反射入力画像ｐｒ（ｘ，ｙ）を、真正な紙葉類からあらかじめ得られる透過２値化スライスレベルθｔＢＩＮ、反射２値化スライスレベルθｒＢＩＮに対して２値化することにより、図３（ｂ）に示す透過２値化画像ｂｔ（ｘ，ｙ）、図４（ｂ）に示す反射２値化画像ｂｒ（ｘ，ｙ）に変換する（ステップＳ３，Ｓ４）。
【数２】
【００３０】
透過２値化画像ｂｔ（ｘ，ｙ）は、図３（ｂ）に示すように、赤外吸収がある印刷部１２と赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３が暗状態（１レベル）となり、赤外吸収がない印刷部１１とそれ以外の無地の部分は明状態（０レベル）となる。
反射２値化画像ｂｒ（ｘ，ｙ）は、図４（ｂ）に示すように、赤外吸収がある印刷部１２の部分のみが暗状態（１レベル）となり、赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３、赤外吸収がない印刷部１１およびそれ以外の無地の部分は明状態（０レベル）となる。
【００３１】
次に、総合処理部２５は、まず、得られた２値化画像ｂｔ（ｘ，ｙ）およびｂｒ（ｘ，ｙ）に対して、下記数３に示す排他的論理和の演算を行なうことにより、図６に示すような赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に変換する（ステップＳ５）。
【数３】
【００３２】
上記演算により、図３（ｂ）に示す透過２値化画像ｂｔ（ｘ，ｙ）と図４（ｂ）に示す反射２値化画像ｂｒ（ｘ，ｙ）で差異のある赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３のみが、図６に示すように抽出され（１レベル）、それ以外の部分は抽出されない（０レベル）。
【００３３】
次に、総合処理部２５は、先に得られた各積分値ＩＴＥ、ＩＴＦ、ＩＲＥ、ＩＲＦから、下記数４に示す演算を行なうことにより、比較値（ＩＴＦ−ＩＴＥ）、（ＩＴＦ／ＩＴＥ）、（ＩＲＦ−ＩＲＥ）、（ＩＲＦ／ＩＲＥ）、（ＩＲＥ−ＩＴＥ）、（ＩＲＥ／ＩＴＥ）をそれぞれ求める（ステップＳ６）。
【数４】
【００３４】
次に、総合処理部２５は、下記数５に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ５で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、明るさ重心Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）を求める（ステップＳ７）。
【数５】
【００３５】
次に、総合処理部２５は、下記数６に示す演算を行なうことにより、ステップＳ５で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、暗画素数（赤外励起蛍光体インク印刷部の画素数（面積））Ａを計数する（ステップＳ８）。
【数６】
【００３６】
次に、総合処理部２５は、下記数７に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ５で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、射影パターンＰｙ（ｘ）、Ｐｘ（ｙ）をそれぞれ求める（ステップＳ９）。
【数７】
【００３７】
次に、総合処理部２５は、下記数８に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ９で求めた射影パターンＰｙ（ｘ）、Ｐｘ（ｙ）に対して、それぞれＸ方向長さＬｘ、Ｙ方向長さＬｙを算出する（ステップＳ１０）。
【数８】
【００３８】
次に、総合処理部２５は、あらかじめ透過光信号の真正な参照パターン（基準画像）ｒ（ｘ，ｙ）を準備しておき、下記数９に示す演算式に基づき、赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）とのパターンマッチング処理を行なうことにより、類似度Ｓを算出する（ステップＳ１１）。
【数９】
【００３９】
次に、真偽判別部２６は、透過信号処理部２３、反射信号処理部２４および総合処理部２５で得られた種々の特徴量、すなわち、たとえば、明るさの積分値ＩＴＥ、ＩＴＦ、ＩＲＥ、ＩＲＦ、各積分値の比較値（ＩＴＦ−ＩＴＥ）、（ＩＴＦ／ＩＴＥ）、（ＩＲＦ−ＩＲＥ）、（ＩＲＦ／ＩＲＥ）、（ＩＲＥ−ＩＴＥ）、（ＩＲＥ／ＩＴＥ）、明るさ重心Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）、赤外励起蛍光体インク印刷部の画素数（面積）Ａ、Ｘ方向長さＬｘ、Ｙ方向長さＬｙ、および、類似度Ｓに対して、それぞれ真正なデータに基づきあらかじめ求められた同特徴の基準値との比較照合を行なうことにより、適正性を判定し、最終的な当該紙葉類１０に対する真偽判別を行なう。
【００４０】
次に、第２の実施の形態について説明する。
赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有する紙葉類が有価証券の場合、図１に示される赤外励起蛍光体インク印刷部を含む各印刷部の図柄が決まっている場合があり、それらを限定的に検査する場合には、より簡素な構成で実現可能である。また、本装置が複数の種類の異なる判別装置で構成され、それぞれが相補的に機能する判別システムの中の１ユニットとして動作する場合には、同様により簡素な構成で実現可能である。このような場合に適用されるのが第２の実施の形態である。
【００４１】
図８は、第２の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示すものである。第２の実施の形態の第１の実施の形態（図２）と異なる点は、反射信号取得部２２、反射信号処理部２４および総合処理部２５が削除された点にあり、それ以外の部分は第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【００４２】
次に、このような構成において、図９に示すフローチャートを参照して第２の実施の形態に係る処理の流れについて説明する。
図１に示した紙葉類１０に対して透過信号取得部２１から得られる透過光信号は図３（ａ）に示すような透過画像とになり、この透過画像を透過入力画像ｐ（ｘ，ｙ）とする。透過信号処理部２３では、図３（ａ）に示すように、この透過入力画像ｐ（ｘ，ｙ）に対して、あらかじめ真正な紙葉類から得られる赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３があると期待される領域Ｅと、赤外励起蛍光体インクによる印刷部１３がないと期待される領域Ｆをそれぞれ設定するものとする。
【００４３】
まず、透過信号処理部２３は、透過入力画像ｐ（ｘ，ｙ）について、前記数１に示す演算を行なうことにより、領域Ｅおよび領域Ｆの明るさの透過積分値ＩＥ、ＩＦをそれぞれ求める（ステップＳ２１）。
【００４４】
次に、透過信号処理部２３は、ステップＳ２１で得られた各積分値ＩＥ、ＩＦから、下記数１０に示す演算を行なうことにより、比較値（ＩＦ−ＩＥ）、（ＩＦ／ＩＥ）をそれぞれ求める（ステップＳ２２）。
【数１０】
【００４５】
次に、透過信号処理部２３は、前記数２に示す演算を行なうことにより、透過入力画像ｐ（ｘ，ｙ）を、真正な紙葉類からあらかじめ得られる透過２値化スライスレベルθＢＩＮに対して２値化することにより、図３（ｂ）に示す透過２値化画像ｂ（ｘ，ｙ）に変換する（ステップＳ２３）。
透過２値化画像ｂ（ｘ，ｙ）は、図３（ｂ）に示すように、赤外吸収がある印刷部１２と赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部１３が暗状態（１レベル）となり、赤外吸収がない印刷部１１とそれ以外の無地の部分は明状態（０レベル）となる。
【００４６】
次に、透過信号処理部２３は、紙葉類１０の図柄が一定であるため、赤外励起蛍光体インク印刷部があると期待される領域が既知であるので、それに基づくマスクパターンをあらかじめ用意しておき、ステップＳ２３で選られた透過２値化画像ｂ（ｘ，ｙ）に対してマスクすることで、赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）を生成する（ステップＳ２４）。
【００４７】
次に、透過信号処理部２３は、前記数５に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ２４で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、明るさ重心Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）を求める（ステップＳ２５）。
【００４８】
次に、透過信号処理部２３は、前記数６に示す演算を行なうことにより、ステップＳ２４で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、明画素数（赤外励起蛍光体インク印刷部の画素数（面積））Ａを計数する（ステップＳ２６）。
【００４９】
次に、透過信号処理部２３は、前記数７に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ２４で得られた赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）に対して、射影パターンＰｙ（ｘ）、Ｐｘ（ｙ）をそれぞれ求める（ステップＳ２７）。
【００５０】
次に、透過信号処理部２３は、前記数８に示す演算を行なうことにより、図７に示すように、ステップＳ２７で求めた射影パターンＰｙ（ｘ）、Ｐｘ（ｙ）に対して、それぞれＸ方向長さＬｘ、Ｙ方向長さＬｙを算出する（ステップＳ２８）。
【００５１】
次に、透過信号処理部２３は、あらかじめ透過光信号の真正な参照パターン（基準画像）ｒ（ｘ，ｙ）を準備しておき、前記数９に示す演算式に基づき、赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像ｐｌ（ｘ，ｙ）とのパターンマッチング処理を行なうことにより、類似度Ｓを算出する（ステップＳ２９）。
【００５２】
次に、真偽判別部２６は、透過信号処理部２３で得られた種々の特徴量、すなわち、たとえば、明るさの積分値ＩＥ、ＩＦ、各積分値の比較値（ＩＦ−ＩＥ）、（ＩＦ／ＩＥ）、明るさ重心Ｇ（Ｘｇ、Ｙｇ）、赤外励起蛍光体インク印刷部の画素数（面積）Ａ、Ｘ方向長さＬｘ、Ｙ方向長さＬｙ、および、類似度Ｓに対して、それぞれ真正なデータに基づきあらかじめ求められた同特徴の基準値との比較照合を行なうことにより、適正性を判定し、最終的な当該紙葉類１０に対する真偽判別を行なう。
【００５３】
このように、上記実施の形態においては、赤外領域に感度を有する透過光学系、あるいは、透過光学系と反射光学系との組合わせの光学手段を構成し、得られる紙葉類の透過光信号あるいは反射光信号に対して、光量、パターンの違いを検出することにより、赤外励起蛍光体インク特徴の有無を判断し、紙葉類の真偽判別を行なうものである。これにより、赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した紙葉類に対して、赤外励起蛍光体インクの赤外光学特性を捉えて、簡易な構成で紙葉類を精度よく真偽判別することが可能となる。
【００５４】
なお、透過信号取得部２１および反射信号取得部２２は、読取位置Ｄで紙葉類１０の赤外励起蛍光体インク印刷部１３が通過する位置に配置される単一の受光素子で１次元信号を取得することとしてもよい。
また、搬送部３０を持たずに、透過信号取得部２１および反射信号取得部２２を紙葉類１０の全域あるいは一部の２次元の信号を取得できるエリアセンサ（カメラ）としてもよい。
また、前述した各特徴量抽出の処理は実施の一形態であり、この例により何ら限定されるものではなく、また、各演算式も説明のための一般式であり、この演算式により何ら限定されるものではない。
さらに、本発明は、単一で簡易的な紙葉類の真偽判別装置として使用しても、複数の真偽判別機能を有した大規模な真偽判別装置の相補的な一機能として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る赤外励起蛍光体インクによる印刷部を有した有価証券などの紙葉類の一例を示す模式図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示す模式図。
【図３】図１の紙葉類に対する透過画像と透過２値化画像の一例を示す図。
【図４】図１の紙葉類に対する反射画像と反射２値化画像の一例を示す図。
【図５】第１の実施の形態に係る処理の流れについて説明するフローチャート。
【図６】赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像の一例を示す図。
【図７】図６の赤外励起蛍光体インク印刷部抽出画像に対する射影パターンの一例を示す図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る紙葉類の真偽判別装置の構成を概略的に示す模式図。
【図９】第２の実施の形態に係る処理の流れについて説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１０…紙葉類（有価証券）、１１…赤外吸収がない印刷部、１２…赤外吸収がある印刷部、１３…赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部、３０…搬送部（搬送手段）、Ｄ…読取位置、２０…光源、２１…透過信号取得部（第１の信号取得手段）、２２…反射信号取得部（第２の信号取得手段）、２３…透過信号処理部（第１の信号処理手段）、２４…反射信号処理部（第２の信号処理手段）、２５…総合処理部（総合処理手段）、２６…真偽判別部（真偽判別手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を照射する光源と、
この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ信号取得手段と、
この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、
この信号処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項２】
赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を含む光を照射する光源と、
この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ信号取得手段と、
この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、
この信号処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項３】
前記紙葉類を読取位置に順次搬送する搬送手段を有し、
前記信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送に同期して電気信号を逐次取得することを特徴とする請求項１または請求項２記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項４】
前記信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなり、ラインごとの電気信号を前記紙葉類の搬送に同期して逐次取得することにより２次元の信号を得ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項５】
赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を照射する光源と、
この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ第１の信号取得手段と、
この第１の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第１の信号処理手段と、
前記光源の光照射による前記紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ第２の信号取得手段と、
この第２の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第２の信号処理手段と、
前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果を総合的に処理・演算する総合処理手段と、
前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果および前記総合処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項６】
赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を含む光を照射する光源と、
この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ第１の信号取得手段と、
この第１の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第１の信号処理手段と、
前記光源の光照射による前記紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ第２の信号取得手段と、
この第２の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第２の信号処理手段と、
前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果を総合的に処理・演算する総合処理手段と、
前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果および前記総合処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項７】
前記紙葉類を読取位置に順次搬送する搬送手段を有し、
前記第１、第２の信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送に同期して電気信号を逐次取得することを特徴とする請求項５または請求項６記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項８】
前記第１、第２の信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなり、ラインごとの電気信号を前記紙葉類の搬送に同期して逐次取得することにより２次元の信号を得ることを特徴とする請求項項５または請求項６記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項１】
赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を照射する光源と、
この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ信号取得手段と、
この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、
この信号処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項２】
赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を含む光を照射する光源と、
この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ信号取得手段と、
この信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する信号処理手段と、
この信号処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項３】
前記紙葉類を読取位置に順次搬送する搬送手段を有し、
前記信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送に同期して電気信号を逐次取得することを特徴とする請求項１または請求項２記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項４】
前記信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなり、ラインごとの電気信号を前記紙葉類の搬送に同期して逐次取得することにより２次元の信号を得ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項５】
赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を照射する光源と、
この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ第１の信号取得手段と、
この第１の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第１の信号処理手段と、
前記光源の光照射による前記紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する赤外光を含む波長域に感度を持つ第２の信号取得手段と、
この第２の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第２の信号処理手段と、
前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果を総合的に処理・演算する総合処理手段と、
前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果および前記総合処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項６】
赤外励起蛍光体インクにより印刷された印刷部を有した紙葉類の印刷面に対し赤外光を含む光を照射する光源と、
この光源の光照射による前記紙葉類からの透過光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ第１の信号取得手段と、
この第１の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第１の信号処理手段と、
前記光源の光照射による前記紙葉類からの反射光を受光して電気信号に変換する赤外光の波長域に限定的に感度を持つ第２の信号取得手段と、
この第２の信号取得手段から得られる電気信号を処理・演算する第２の信号処理手段と、
前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果を総合的に処理・演算する総合処理手段と、
前記第１、第２の信号処理手段から得られる各処理・演算結果および前記総合処理手段から得られる処理・演算結果を基に当該紙葉類の真偽を判別する真偽判別手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類の真偽判別装置。
【請求項７】
前記紙葉類を読取位置に順次搬送する搬送手段を有し、
前記第１、第２の信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送に同期して電気信号を逐次取得することを特徴とする請求項５または請求項６記載の紙葉類の真偽判別装置。
【請求項８】
前記第１、第２の信号取得手段は、前記読取位置において前記紙葉類の搬送方向に対して直交方向にライン状に配設された複数の受光素子からなり、ラインごとの電気信号を前記紙葉類の搬送に同期して逐次取得することにより２次元の信号を得ることを特徴とする請求項項５または請求項６記載の紙葉類の真偽判別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２５９８７（Ｐ２００７−２５９８７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０５９４２（Ｐ２００５−２０５９４２）
【出願日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]