EP3614349B1 - Method for inspecting the surface of coins - Google Patents
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- EP3614349B1 EP3614349B1 EP19191278.1A EP19191278A EP3614349B1 EP 3614349 B1 EP3614349 B1 EP 3614349B1 EP 19191278 A EP19191278 A EP 19191278A EP 3614349 B1 EP3614349 B1 EP 3614349B1
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenprüfung von Münzen auf Verschmutzung, insbesondere aufgrund von chemischen Prozessen gemäß Patentanspruch 1.The invention relates to a method for checking the surface of coins for contamination, in particular due to chemical processes according to
Aus dem Stand der Technik sind Münzbearbeitungs- bzw. Münzzählmaschinen bekannt, die technisch in der Lage sind, Fälschungen zu detektieren. Dazu werden geometrische und physikalische, z.B. elektromagnetische, Eigenschaften der Münzen bestimmt, sodass gefälschte Münzen anhand von Abweichungen von vorgegebenen geometrischen oder physikalischen Parametern detektiert werden können. Aufgrund der EU-Verordnung Nr.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesbezüglich Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren bereitzustellen, das optisch veränderte bzw. verschmutzte Münzen automatisiert detektiert.The object of the invention is therefore to provide a remedy in this regard and to provide a method that automatically detects optically altered or soiled coins.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Oberflächenprüfung von Münzen auf Verschmutzung, insbesondere aufgrund von chemischen Prozessen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass
- eine zu untersuchende Münze relativ zu einem optischen Aufnahmegerät derart bewegt wird, dass sich Bereiche der Oberfläche des Münzbilds im Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts befinden,
- während der Bewegung der zu untersuchenden Münze mit dem optischen Aufnahmegerät entlang zumindest eines Oberflächenbereichs und während dieser Zeit Oberflächenpunkte des Münzbilds in zumindest zwei optischen Wellenlängenbereichen aufgenommen werden, wobei derart für jeden der Wellenlängenbereiche jeweils ein Profil erstellt wird, das die Reflexion in dem betreffenden Wellenlängenbereich für eine Anzahl von zeitlich aufeinander folgenden Aufnahmen darstellt, die vom Münzbild der zu untersuchenden Münze während ihrer Bewegung erstellt wurden,
- vorab zumindest ein Referenzprofil einer Referenzmünze aufgenommen und zur Verfügung gehalten wird, das derart zentriert ist, dass die Mitte des im Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts erfassten Münzbilds der Mitte des erstellten Referenzprofils entspricht, und das derart gestreckt oder gestaucht ist, dass die Breite des erfassten Münzbilds im erstellten Referenzprofil einer vorgegebenen Standardbreite entspricht,
- das erstellte Profil der zu untersuchenden Münze derart verschoben und gestreckt oder gestaucht wird, dass die Mitte des erfassten Münzbilds der zu untersuchenden Münze in der Mitte des erstellten Profils liegt und dass die Breite des erfassten Münzbilds im erstellten Profil der vorgegebenen Standardbreite entspricht,
- das erstellte Profil der zu untersuchenden Münze mit dem zumindest einen Referenzprofil der Referenzmünze verglichen und ein diesbezüglicher Übereinstimmungsmaßwert ermittelt wird, und
- eine Verschmutzung festgestellt wird, wenn der ermittelte Übereinstimmungsmaßwert eine einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitende Übereinstimmung indiziert.
- a coin to be examined is moved relative to an optical recording device in such a way that areas of the surface of the coin image are in the recording area of the recording device,
- during the movement of the coin to be examined with the optical recording device along at least one surface area and during this time surface points of the coin image are recorded in at least two optical wavelength ranges, with a profile being created for each of the wavelength ranges that reflects the reflection in the relevant wavelength range for represents a number of chronologically consecutive recordings that were made of the coin image of the coin to be examined during its movement,
- at least one reference profile of a reference coin is recorded and made available in advance, which is centered in such a way that the center of the coin image recorded in the recording area of the recording device corresponds to the center of the reference profile created, and which is stretched or compressed in such a way that the width of the recorded coin image created reference profile corresponds to a specified standard width,
- the created profile of the coin to be examined is shifted and stretched or compressed in such a way that the center of the recorded coin image of the coin to be examined lies in the center of the created profile and that the width of the recorded coin image in the created profile corresponds to the specified standard width,
- the created profile of the coin to be examined is compared with the at least one reference profile of the reference coin and a corresponding measure of conformity is determined, and
- contamination is detected when the ascertained degree of conformity indicates a conformity that falls below a predetermined threshold value.
Für eine derartige Überprüfung von Münzen auf Verschmutzung mit Hilfe von in verschiedenen optischen Wellenlängenbereichen aufgenommenen Reflektionsverläufen bietet im Vergleich zu einer Überprüfung mit Hilfe von Bildverarbeitungsalgorithmen den Vorteil, dass ein geringerer Rechenaufwand erforderlich ist und die Hardwarekosten für die Implementierung eines derartigen Vergleichsverfahren deutlich niedriger sind. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass im Gegensatz zu einem Bildverarbeitungsverfahren mittels eines Münzbildvergleichs unterschiedliche Motive von Münzen gleicher Denomination nicht berücksichtigt werden brauchen.Such a check of coins for contamination using reflection profiles recorded in different optical wavelength ranges offers the advantage compared to checking using image processing algorithms that less computing effort is required and the hardware costs for the implementation of such a comparison method are significantly lower. A further advantage of the method according to the invention is that, in contrast to an image processing method using a coin image comparison, different motifs of coins of the same denomination do not have to be taken into account.
Eine besonders zuverlässige Detektion verschmutzter Münzen kann gewährleistet werden, wenn von der zu untersuchenden Münze entlang einer vorgegebenen Anzahl von Oberflächenbereichen jeweils Oberflächenpunkte des Münzbilds in zumindest zwei optischen Wellenlängenbereichen aufgenommen werden, wobei derart für jeden der Oberflächenbereiche jeweils ein Profil für jeden der Wellenlängenbereiche erstellt wird. Derart ist es möglich, für jede Münze Messprofile von mehreren Oberflächenbereichen bzw. Spuren zu erfassen und mit dem Referenzprofil zu vergleichen, sodass verschmutzte Münzen zuverlässig erkannt werden.A particularly reliable detection of dirty coins can be ensured if surface points of the coin image are recorded along a predetermined number of surface areas of the coin to be examined in at least two optical wavelength ranges, with a profile being created for each of the wavelength ranges for each of the surface areas. In this way it is possible to record measurement profiles from a number of surface areas or tracks for each coin and to compare them with the reference profile, so that soiled coins are reliably detected.
Um Verschmutzungen des Münzbilds in verschiedenen Farben zuverlässig zu detektieren, kann vorgesehen sein, dass jedes erstellte Profil einer zu untersuchenden Münze jeweils mehrere Einzelfarbprofile umfasst, wobei jedes der Einzelfarbprofile in jeweils anderen Wellenlängenbereichen aufgenommene Aufnahmen der Oberflächenpunkte desselben Oberflächenbereichs der jeweils zu untersuchenden Münze umfasst. Derart werden beispielsweise für jeden Oberflächenbereich bzw. jede Spur Einzelfarbprofile im roten, grünen oder blauen Spektralbereich erstellt, die mit dem Referenzprofil verglichen werden können, sodass auch färbige Verschmutzungen einfach und zuverlässig erkannt werden können.In order to reliably detect soiling of the coin image in different colors, it can be provided that each profile created for a coin to be examined comprises a plurality of individual color profiles, with each of the individual color profiles being recordings of the Includes surface points of the same surface area of each coin to be examined. In this way, for example, individual color profiles are created in the red, green or blue spectral range for each surface area or each track, which can be compared with the reference profile so that colored soiling can also be detected easily and reliably.
Ein besonders geringer Verarbeitungsaufwand bei der Überprüfung der zu untersuchenden Münze wird sichergestellt, wenn als Referenzmünze eine unverschmutzte Münze vorgegeben wird und bei der zu untersuchenden Münze eine Verschmutzung festgestellt wird, wenn der für das erstellte Profil der zu untersuchenden Münze ermittelte Übereinstimmungsmaßwert eine Abweichung vom Referenzprofil indiziert, die den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.A particularly low level of processing effort when checking the coin to be examined is ensured if an uncontaminated coin is specified as the reference coin and contamination is detected in the coin to be examined if the match value determined for the created profile of the coin to be examined indicates a deviation from the reference profile that exceeds the specified threshold.
Eine besonders zuverlässige Erkennung von auf unterschiedliche Arten verschmutzten Münzen kann sichergestellt werden, wenn
- eine Anzahl von Referenzprofilen für mehrere unterschiedliche Arten von Referenzmünzen vorgegeben wird, wobei die Referenzmünzen insbesondere eine oder mehrere unverschmutzte und eine oder mehrere auf unterschiedliche Weise verschmutzte Referenzmünzen umfassen,
- das für die zu untersuchende Münze erstellte Profil mit jedem der Referenzprofile verglichen wird und derart jeweils ein Übereinstimmungsmaßwert für jedes der Referenzprofile erhalten wird, und
- die zu untersuchende Münze als unverschmutzt oder verschmutzt erkannt wird, wenn aufgrund des jeweiligen Übereinstimmungsmaßwerts eine Übereinstimmung mit einem der Referenzprofile der Referenzmünzen ermittelt wird.
- a number of reference profiles is specified for several different types of reference coins, the reference coins in particular comprising one or more uncontaminated and one or more reference coins contaminated in different ways,
- the profile established for the coin to be examined is compared with each of the reference profiles and in this way a corresponding score is obtained for each of the reference profiles, and
- the coin to be examined is recognized as clean or dirty if a match with one of the reference profiles of the reference coins is determined on the basis of the respective match measure value.
Durch den Vergleich des für die zu untersuchende Münze erstellten Profils mit Referenzprofilen unterschiedlicher Arten von Referenzmünzen ist sichergestellt, dass Verschmutzungen verschiedenster Art bei der zu untersuchenden Münze erkannt werden.By comparing the profile created for the coin to be examined with reference profiles of different types of reference coins, it is ensured that soiling of the most varied types is detected on the coin to be examined.
Eine weitere Verbesserung der Detektion verschmutzter Münzen kann erzielt werden, wenn für jede Art von Referenzmünze jeweils ein Referenzprofil herangezogen wird, das eine Anzahl von für derartige Referenzmünzen erstellten Münzart-Referenzprofilen umfasst, wobei die Münzart-Referenzprofile jeweils einzeln zentriert und gestreckt oder gestaucht sind, und wenn das für die zu untersuchende Münze erstellte Profil mit jedem einzelnen Münzart-Referenzprofil verglichen und ein diesbezüglicher Übereinstimmungsmaßwert für jedes der Münzart-Referenzprofile ermittelt wird.A further improvement in the detection of soiled coins can be achieved if a reference profile is used for each type of reference coin, which includes a number of coin type reference profiles created for such reference coins, with the coin type reference profiles each being individually centered and stretched or compressed, and when the profile created for the coin to be examined is compared with each individual coin type reference profile and a corresponding match measure value is determined for each of the coin type reference profiles.
Derart ist sichergestellt, dass für jede Art von Referenzmünze bzw. für jede Art von Verschmutzung mehrere Münzart-Referenzprofile zur Verfügung stehen, bei denen beispielsweise auch unterschiedliche Grade der Verschmutzung für denselben Verschmutzungstyp des Münzbilds abgedeckt sind, sodass eine Verschmutzung bei der zu untersuchenden Münze zuverlässig erkannt wird.This ensures that for each type of reference coin or for each type of soiling, several coin type reference profiles are available, in which, for example, different degrees of soiling for the same type of soiling of the coin image are covered, so that soiling of the coin to be examined is reliable is recognized.
Für eine zuverlässige Detektion unterschiedlicher Arten von Verschmutzungen bei einer zu untersuchenden Münze kann weiters vorgesehen sein, dass jedes Referenzprofil jeweils mehrere Einzelreferenzfarbprofile umfasst, wobei jedes der Einzelreferenzfarbprofile in jeweils anderen Wellenlängenbereichen aufgenommene Aufnahmen der Oberflächenpunkte desselben Oberflächenbereichs der jeweiligen Referenzmünze umfasst. Derart ist es möglich, für eine zu untersuchende Münze ermittelte Einzelfarbprofile jeweils mit den entsprechenden Einzelreferenzfarbprofilen des jeweiligen Spektralbereichs zu vergleichen und derart zuverlässig Verschmutzungen zu erkennen.For reliable detection of different types of contamination in a coin to be examined, it can also be provided that each reference profile comprises a plurality of individual reference color profiles, with each of the individual reference color profiles comprising recordings of the surface points of the same surface area of the respective reference coin taken in different wavelength ranges. In this way it is possible to compare individual color profiles determined for a coin to be examined with the corresponding individual reference color profiles of the respective spectral range and thus to reliably detect contamination.
Um einen rechnerisch einfachen Vergleich des für die zu untersuchende Münze ermittelten Profils mit dem Referenzprofil zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung des Übereinstimmungsmaßwerts beim Vergleich des zumindest einen für die zu untersuchende Münze erstellten Profils mit dem zumindest einen Referenzprofil ein Ähnlichkeitsmaß, insbesondere die Kreuzkorrelation oder die Summe der quadratischen Abweichungen oder die Summe der absoluten Abweichungen, berechnet wird und/oder ein Vergleich basierend auf einer Merkmalsextraktion durchgeführt wird.In order to ensure a mathematically simple comparison of the profile determined for the coin to be examined with the reference profile, it can be provided that, in order to determine the measure of conformity value when comparing the at least one profile created for the coin to be examined with the at least one reference profile, a measure of similarity, in particular the cross-correlation or the sum of the squared deviations or the sum of the absolute deviations, is calculated and/or a comparison based on a feature extraction is carried out.
Um mit möglichst großer Sicherheit zu verhindern, dass Münzen für fehlerfrei befunden werden, die auf irgendeine Weise verschmutzt sind, kann vorgesehen sein, dass sofern Profile für eine Anzahl von Oberflächenbereichen der zu untersuchenden Münze zur Verfügung stehen, beim Vergleich des für die zu untersuchende Münze erstellten Profils mit dem zumindest einen Referenzprofil bei der zu untersuchenden Münze bereits eine Verschmutzung festgestellt wird, wenn der für das Profil eines einzigen der Oberflächenbereiche ermittelte Übereinstimmungsmaßwert eine Verschmutzung indiziert.In order to prevent coins that are soiled in any way from being found to be free of defects with the greatest possible certainty, it can be provided that, if profiles are available for a number of surface areas of the coin to be examined, when comparing the for the coin to be examined created profile with the at least one reference profile, contamination is already detected in the coin to be examined if the degree of conformity determined for the profile of a single surface area indicates contamination.
Um das für die zu untersuchende Münze erstellte Profil nicht mit allen zur Verfügung stehenden Referenzprofilen vergleichen zu brauchen, kann vorgesehen sein, dass die Denomination der zu untersuchenden Münze festgestellt wird und das zumindest eine Referenzprofil anhand der festgestellten Denomination ausgewählt wird. Derart ist es möglich, den Vergleich auf Referenzprofile einzuschränken, die für die festgestellte Denomination zur Verfügung stehen, sodass der mit dem Vergleich verbundene Rechenaufwand minimiert wird.In order not to have to compare the profile created for the coin to be examined with all available reference profiles, it can be provided that the denomination of the coin to be examined is determined and the at least one reference profile is selected on the basis of the denomination determined. It is like that possible to limit the comparison to reference profiles available for the identified denomination, thereby minimizing the computational effort associated with the comparison.
Um zu verhindern, dass Profile erstellt werden, obwohl sich während der Bewegung der zu untersuchenden Münze kein Bereich des Münzbilds der zu untersuchenden Münze im Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts befindet, kann vorgesehen sein, dass die Aufnahme vorgegebener Oberflächenbereiche mit dem optischen Aufnahmegerät inaktiviert wird, wenn die festgestellte Denomination indiziert, dass sich Oberflächenbereiche der zu untersuchenden Münze außerhalb des Aufnahmebereichs des Aufnahmegeräts befinden.In order to prevent profiles from being created although no area of the coin image of the coin to be examined is in the recording area of the recording device during the movement of the coin to be examined, it can be provided that the recording of predetermined surface areas with the optical recording device is deactivated if the detected denomination indicates that surface areas of the coin to be examined are outside the recording area of the recording device.
Auf diese Art wird vermieden, dass Profile erstellt werden, in denen nur Hintergrundmesswerte enthalten sind, die aufgenommen werden, ohne dass sich Bereiche des Münzbilds einer Münze im Aufnahmebereich befinden.This avoids creating profiles that only include background readings that are captured without having areas of a coin's coin image in the capture area.
Zur besonders zuverlässigen Detektion von Verschmutzungen bei einer zu untersuchenden Münze kann weiters vorgesehen sein, dass
- für jede Münzseite der zu untersuchenden Münze für zumindest einen Oberflächenbereich Oberflächenpunkte des Münzbilds in zumindest zwei optischen Wellenlängenbereichen aufgenommen werden, wobei derart für jeden der Wellenlängenbereiche jeweils ein Profil erstellt wird,
- das für die zweite Münzseite erstellte Profil zentriert und gestreckt oder gestaucht wird, sodass die Mitte des erfassten Münzbilds in der Mitte des erstellten Profils liegt und dass die Breite des erfassten Münzbilds im erstellten Profil der vorgegebenen Standardbreite entspricht, und
- das zumindest eine für die zweite Münzseite erstellte Profil mit zumindest einem Referenzprofil verglichen wird und ein diesbezüglicher Übereinstimmungsmaßwert ermittelt wird.
- for each coin side of the coin to be examined, surface points of the coin image are recorded in at least two optical wavelength ranges for at least one surface area, with a profile being created for each of the wavelength ranges in this way,
- the profile generated for the second face of the coin is centered and stretched or squashed so that the center of the captured coin image is at the center of the generated profile and the width of the captured coin image in the generated profile is the specified standard width, and
- the at least one profile created for the second side of the coin is compared with at least one reference profile and a corresponding degree of conformity is determined.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Verschmutzungen, die sich nur auf einer Seite der zu untersuchenden Münze befinden, zuverlässig erkannt werden, da beide Münzseiten der zu untersuchenden Münze aufgenommen werden.This ensures that contamination that is only on one side of the coin to be examined is reliably detected, since both sides of the coin to be examined are recorded.
Um den Rechenaufwand bei der Verarbeitung der erstellten Profile zu minimieren, wenn jeweils beide Münzseiten einer zu untersuchenden Münze überprüft werden, kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine für die zweite Münzseite erstellte Profil mit demselben Referenzprofil verglichen wird, wie das für die erste Münzseite erstellte Profil und/oder dass das zumindest eine für die zweite Münzseite der zu untersuchenden Münze erstellte Profil gemäß der Zentrierung und/oder Streckung oder Stauchung, die für das entsprechende für die erste Münzseite erstellte Profil ermittelt wurden, zentriert und/oder gestreckt oder gestaucht wird.In order to minimize the computing effort when processing the created profiles when both coin sides of a coin to be examined are checked, it can be provided that the at least one profile created for the second coin side is compared to the same reference profile as the profile created for the first side of the coin and/or that the at least one profile created for the second side of the coin to be examined according to the centering and/or stretching or compression that for the corresponding profile created for the first side of the coin were determined, is centered and/or stretched or compressed.
Auf diese Weise kann für das für die zweite Münzseite erstellte Profil einfach die Zentrierung bzw. Streckung oder Stauchung, die für das im entsprechenden Profil der ersten Münzseite ermittelt wurde, übernommen werden.In this way, the centering or stretching or compression that was determined for the corresponding profile of the first side of the coin can be adopted for the profile created for the second side of the coin.
Um beispielsweise sich verändernde Lichtverhältnisse oder durch das Aufnahmegerät bedingte Messwert-Ungenauigkeiten bei der Erstellung der Profile zu korrigieren, kann vorgesehen sein, dass die Gerätedrift des optischen Aufnahmegeräts anhand desjenigen Helligkeitswerts erfolgt, der ohne zu untersuchende Münze ermittelt wird und die derart ermittelte Gerätedrift zur Korrektur des für die zu untersuchende Münze erstellten Profils herangezogen wird.In order to correct, for example, changing lighting conditions or measured value inaccuracies caused by the recording device when creating the profiles, it can be provided that the device drift of the optical recording device is carried out using the brightness value that is determined without the coin to be examined and the device drift determined in this way for correction of the profile created for the coin to be examined.
Um das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise auch bei bereits bestehenden Münzbearbeitungsgeräten anwenden zu können, kann vorgesehen sein, dass die Bewegung der zu untersuchenden Münze relativ zum optischen Aufnahmegerät bewirkt wird, indem die zu untersuchende Münze entlang einer geneigten Ebene abrollt oder, insbesondere auf einem Förderband oder Riemen, gefördert wird oder entlang einer Freiflugstrecke am optischen Aufnahmegerät vorbei transportiert wird.In order to be able to use the method according to the invention, for example, with existing coin processing devices, it can be provided that the movement of the coin to be examined is effected relative to the optical recording device by the coin to be examined rolling along an inclined plane or, in particular, on a conveyor belt or belt , is promoted or transported along a free-flight route past the optical recording device.
Da das erfindungsgemäße Verfahren unempfindlich gegenüber der Art des Transportes ist, die zur Bewegung der zu untersuchenden Münze relativ zum Aufnahmegerät führt, ist das erfindungsgemäße Verfahren einfach bei einer Vielzahl an bekannten Münzbearbeitungsgeräten implementierbar.Since the method according to the invention is insensitive to the type of transport that leads to the movement of the coin to be examined relative to the recording device, the method according to the invention can be implemented easily in a large number of known coin processing devices.
Um die Aufnahme von Oberflächenpunkten des Münzbilds erst dann zu starten, wenn sich tatsächlich eine zu untersuchende Münze im Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts befinden, kann vorgesehen sein, dass der Zeitpunkt, insbesondere durch eine unmittelbar vor dem Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts angeordnete Triggereinheit, bestimmt wird, zu dem die zu untersuchende Münze in den Aufnahmebereich gelangt und in einem vorgegebenen Zeitabstand nach der Detektion des Eintretens in den Aufnahmebereich der Vergleich des zumindest einen für die zu untersuchende Münze erstellten Profils mit dem zumindest einen Referenzprofil durchgeführt wird. Auf diese Weise wird vermieden, dass die erstellten Profile eine große Anzahl an Hintergrundmesswerten enthalten, in denen keine Information über die Reflektionen des Münzbilds enthalten sind.In order to only start recording surface points of the coin image when a coin to be examined is actually located in the recording area of the recording device, it can be provided that the point in time is determined, in particular by a trigger unit arranged directly in front of the recording area of the recording device, at which the coin to be examined enters the recording area and the comparison of the at least one profile created for the coin to be examined with the at least one reference profile is carried out a predetermined time interval after the detection of entry into the recording area. In this way it is avoided that the profiles created contain a large number of background readings, which do not contain information about the reflections of the coin design.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawings.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von besonders vorteilhaften, aber nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben.In the following, the invention is shown schematically in the drawings using particularly advantageous, but non-limiting, exemplary embodiments and is described by way of example with reference to the drawings.
Im Folgenden zeigen:
-
Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einemAufnahmegerät 20 mit einemDetektor 2, -
Fig. 2 eine alternative Anordnung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Aufnahmegerät mit drei Detektoren zu Aufnahme von drei Spuren bzw. Oberflächenbereichen, -
Fig. 3a zeigt die während des Abrollens einer 2-Euro-Münze aufgenommenen Oberflächenpunkte des Münzbilds eines Oberflächenbereichs, -
Fig. 3b die die während einer linearen Bewegung aufgenommenen Oberflächenpunkte des Münzbilds eines Oberflächenbereichs einer 2-Euro-Münze, -
Fig. 4a den Verlauf dreier Oberflächenbereiche, entlang denen Oberflächenpunkte des Münzbilds aufgenommen wurden, während einer rollenden Bewegung, -
Fig. 4b den Verlauf dreier Oberflächenbereiche, die während einer linearen Bewegung der Münze aufgenommen wurden, -
Fig. 5 beispielhaft ein Referenzprofil und ein ermitteltes Profil mit jeweils drei Einzelreferenzfarbprofilen bzw. Einzelfarbprofilen, -
Fig. 6 beispielhaft für drei Oberflächenbereiche einer zu untersuchenden Münze ermittelte Profile und zwei Referenzprofile, -
Fig. 7 beispielhaft drei Münzart-Referenzprofile und drei ermittelte Profile, -
Fig. 8 ein Beispiel für die Ermittlung des Übereinstimmungsmaßwerts mit Hilfe einer Merkmalsextraktion.
-
1 an arrangement for carrying out a method according to the invention with arecording device 20 with adetector 2, -
2 an alternative arrangement for carrying out a method according to the invention with a recording device with three detectors for recording three tracks or surface areas, -
Figure 3a shows the surface points of the coin image of a surface area recorded during the rolling of a 2 euro coin, -
Figure 3b the surface points of the coin image recorded during a linear movement of a surface area of a 2-euro coin, -
Figure 4a the course of three surface areas along which surface points of the coin image were recorded during a rolling movement, -
Figure 4b the course of three surface areas that were recorded during a linear movement of the coin, -
figure 5 as an example a reference profile and a determined profile, each with three individual reference color profiles or individual color profiles, -
6 profiles determined as an example for three surface areas of a coin to be examined and two reference profiles, -
7 exemplarily three coin type reference profiles and three determined profiles, -
8 an example for the determination of the measure of conformity with the help of a feature extraction.
Mit dem im Folgenden beschriebenen Verfahren können vorteilhafterweise auf verschiedenste Weise verschmutzte Münzen erkannt werden. Bei den Verschmutzungen der Münzen kann es sich beispielsweise um vollständige oder teilweise Verfärbungen des Münzbilds handeln. Als weitere Verschmutzung sind beispielsweise bekannt, dass das Münzbild der Münzen durch Muster oder Abbildungen zumindest teilweise verdeckt ist oder durch chemische Verfahren, mechanische Einwirkung oder Wärmebehandlung verändert oder teilweise entfernt wurde.With the method described below, soiled coins can advantageously be recognized in a wide variety of ways. The soiling of the coins can be, for example, complete or partial discoloration of the coin image. Another known type of contamination is, for example, that the design of the coins is at least partially covered by patterns or images or has been changed or partially removed by chemical processes, mechanical action or heat treatment.
Als erster Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Ausführungsbeispiel in
Im gezeigten Ausführungsbeispiel rollt bzw. rutscht die zu untersuchende Münze 1, angetrieben durch die Schwerkraft, entlang einer geneigten Ebene, im Ausführungsbeispiel einer Schiene, ab und passiert dabei den Aufnahmebereich des optischen Aufnahmegeräts 20. Durch die zumindest teilweise rollende Bewegung, die die zu untersuchende Münze 1 vollführt, werden vom Aufnahmegerät 20 zwischen den Zeitpunkten t0 und te Oberflächenpunkte des Münzbilds 10 bzw. der Oberflächenfarbe des Münzbilds 10 erfasst, die sich entlang einer Kurve auf der Oberfläche der zu untersuchenden Münze 1 befinden, wie dies in
Alternativ dazu kann die Bewegung der zu untersuchenden Münze 1 relativ zum optischen Aufnahmegerät beispielsweise auch bewirkt werden, indem die zu untersuchende Münze 1 auf einem Förderband oder Riemen linear gefördert wird oder entlang einer Freiflugstrecke am optischen Aufnahmegerät 20 vorbei transportiert wird. Ein Beispiel für den zwischen den Zeitpunkten t0 und te aufgenommenen Oberflächenbereich O einer linear am Aufnahmegerät 20 vorbeitransportierten zu untersuchenden Münze 1 ist in
Um die Aufnahme der Oberflächenpunkte gezielt zu starten, wenn die zu untersuchende Münze 1 in den Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts 20 eintritt, und in einem vorgegebenen Zeitabstand dazu die weitere Verarbeitung der ermittelten Daten zu starten, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Lichtschranke vorgesehen, die unmittelbar vor dem Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts 20 angeordnet ist und den Zeitpunkt detektiert, zu dem die zu untersuchende Münze 1 in den Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts 20 gelangt. Die Lichtschranke stellt in diesem Fall ein Signal bereit, das die Aufnahme von Oberflächenpunkten der zu untersuchenden Münze 1 startet und in einem vorgegebenen Zeitabstand nach der Detektion eine weitere Bearbeitung der aufgenommenen Daten auslöst.In order to start the recording of the surface points in a targeted manner when the
Eine derartige Lichtschranke ist jedoch keinesfalls zwingend erforderlich für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Alternativ dazu kann das Aufnahmegerät 20 auch fortlaufend Aufnahmen erstellen, wobei anschließend mit Hilfe von Signalverarbeitungsalgorithmen diejenigen Aufnahmen ermittelt werden, die die Reflektionen von Oberflächenpunkten des Münzbilds 10 einer zu untersuchenden Münze 1 beinhalten.However, such a light barrier is by no means absolutely necessary for carrying out a method according to the invention. As an alternative to this, the
Beim Farbsensor 2 des Aufnahmegeräts 20 handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel in
Aus den, wie zuvor beschrieben, in zumindest zwei optischen Wellenlängenbereichen aufgenommenen Oberflächenpunkten des Münzbilds 10 wird jeweils ein Profil P für jeden der Wellenlängenbereiche erstellt, die die Reflexion darstellt, die die aufgenommenen Oberflächenpunkte in dem betreffenden Wellenlängenbereich für eine Anzahl von zeitlich aufeinander folgenden Aufnahmen aufweisen.From the surface points of the
Bei der Erstellung des Profils P kann auch die Gerätedrift des optischen Aufnahmegeräts 20 berücksichtigt werden, indem der Helligkeitswert, der ohne zu untersuchende Münze 1 ermittelt wird, für eine Korrektur des Profils P herangezogen wird.When creating the profile P, the device drift of the
Dabei kann beispielsweise ein einzelnes Profil P für einen Oberflächenbereich O der zu untersuchenden Münze 1 erstellt werden, wenn der Farbsensor 2 des Aufnahmegeräts 20, die Reflexionen der aufgenommenen Oberflächenpunkte des Münzbilds 10 ungefiltert registriert. Alternativ dazu kann das Aufnahmegerät 20 auch einen Farbsensor 2 mit Fotodetektorgruppen für den roten, grünen bzw. blauen Spektralbereich umfassen, sodass, während die zu untersuchende Münze 1 durch den Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts 20 transportiert wird, Oberflächenpunkte des Münzbilds 10 in mehreren verschiedenen Wellenlängenbereichen aufgenommen werden, sodass für jeden aufgenommenem Oberflächenbereich O des Münzbilds 10 Einzelfarbprofile PFr, PFg, PFb beispielsweise für den roten, grünen und blauen Spektralbereich erstellt werden können. Optional dazu kann eine Helligkeitsmessung durchgeführt werden, wenn das Aufnahmegerät 20 eine ungefilterte Detektorgruppe umfasst.For example, a single profile P for a surface area O of the
Ein derartiges Profil P einer zu untersuchenden Münze 1 umfassend drei Einzelfarbprofile PFr, PFg, PFb der Aufnahmen der Oberflächenpunkte desselben Oberflächenbereichs O des Münzbilds 10 im roten, grünen und blauen Spektralbereich ist in
Für diesen Vergleich wird vorab zumindest ein Referenzprofil R einer Referenzmünze aufgenommen und beispielsweise in der Verarbeitungseinheit 4 hinterlegt und zur Verfügung gehalten. Als Referenzmünze kann beispielsweise eine unverschmutzte Münze vorgegeben werden, bei der das Münzbild weder verfärbt noch beispielsweise durch den Einfluss von Wärme oder chemischen Substanzen verändert wurde. Beispiele für die erstellten Profile einer sauberen bzw. unverschmutzten 2-Euro-Münze sind in den
In den
Für eine gute Vergleichbarkeit des zumindest einen Referenzprofils R mit dem zumindest einen für die zu untersuchende Münze 1 erstellten Profil P wird das Referenzprofil R derart zentriert, dass die Mitte des im Aufnahmebereich des Aufnahmegeräts 20 erfassten Münzbilds der Referenzmünze der Mitte des erstellten Referenzprofils R entspricht. Weiters wird das Referenzprofil R derart gestreckt oder gestaucht, dass die Breite des erfassten Münzbilds im erstellten Referenzprofil R einer vorgegebenen Standardbreite entspricht. Das derart aufgenommene und verarbeitete Referenzprofil R wird schließlich für das erfindungsgemäße Verfahren zur Verfügung gehalten.For good comparability of the at least one reference profile R with the at least one profile P created for the
Das erstellte Profil P der zu untersuchenden Münze 1 wird ebenfalls derart verschoben und gestreckt oder gestaucht, dass die Mitte des erfassten Münzbilds 10 der zu untersuchenden Münze 1 in der Mitte des erstellten Profils P liegt. Weiters wird die Breite des erfassten Münzbilds 10 derart gestreckt oder gestaucht, dass sie im erstellten Profil P der vorgegebenen Standardbreite entspricht. Diese Zentrierung bzw. Streckung oder Stauchung der Profile P bewirkt vorteilhafterweise, dass die durch unterschiedliche Roll- bzw. Rutschgeschwindigkeiten der zu untersuchenden Münzen 1 bedingte unterschiedliche Breite der Profile P vereinheitlicht wird bzw. die Mitte des erstellten Profils P mit der Mitte der Messpunkte auf der zu untersuchenden Münze 1 in Übereinstimmung gebracht wird.The created profile P of the
Um das Referenzprofil R bzw. das ermittelte Profil P auf die vorgegebene Standardbreite zu bringen, wird eine lineare Interpolation zwischen den für die einzelnen Oberflächenpunkte erfassten Reflexionen durchgeführt. Das Zentrieren der ermittelten Profile P bzw. der Referenzprofile R erfolgt durch Bilden der kumulativen Summe und Schieben des betreffenden Profils P bzw. Referenzprofils R von der Mittenposition H des verschobenen Profils auf die zentrale Profilmittenposition bei N/2. Die Position H des verschobenen Profils ist dabei gegeben durch die Position der halben Gesamtsumme der Einzelmesswerte in einem Profil und wird rechnerisch ermittelt durch
Die Streckung bzw. Stauchung wird für ein Trainingsset ermittelt, beispielsweise für die vorab untersuchten Referenzmünzen. Dabei wird beispielsweise für jede Referenzmünze mittels der bekannten Untersuchungsverfahren zur Feststellung der Denomination anhand von geometrischen bzw. physikalischen Parametern die Denomination festgestellt, für jede untersuchte Denomination eine durchschnittliche Weite
Die Breite w des Münzprofils kann beispielsweise durch eine Geschwindigkeitsmessung geschätzt werden, wozu beispielsweise eine zweite Triggereinheit 5, bzw. eine Lichtschranke, die vor dem Aufnahmegerät 20 angebracht ist, herangezogen werden kann. Aus der Zeitdifferenz zwischen dem Passieren der ersten und der zweiten Lichtschranke lässt sich so die Geschwindigkeit der zu untersuchenden Münze 1 errechnen und auf die anzuwendende Streckung bzw. Stauchung schließen. Die Streckung bzw. Stauchung um den Faktor
Ist nun das für die zu untersuchende Münze 1 erstellte Profil P auf diese Weise vorverarbeitet, wird das erstellte Profil mit dem zumindest einen Referenzprofil R der Referenzmünze, das zur Verfügung gehalten wird, verglichen und ein diesbezüglicher Übereinstimmungsmaßwert ermittelt. Wenn dieser ermittelte Übereinstimmungsmaßwert eine einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitende Übereinstimmung mit der Referenzmünze indiziert, wird bei der zu untersuchenden Münze 1 eine Verschmutzung festgestellt.If the profile P created for the
Wird beispielsweise das für eine verschmutzte zu untersuchende Münze 1 erstellte Profil P mit dem für eine unverschmutzte bzw. saubere Referenzmünze erstellten Referenzprofil R verglichen und ein diesbezüglicher Übereinstimmungsmaßwert ermittelt, wird bei der zu untersuchenden Münze 1 eine Verschmutzung festgestellt, wenn beispielsweise der für das erstellte Profil P ermittelte Übereinstimmungsmaßwert eine Abweichung vom Referenzprofil R indiziert, die den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. D.h. dass die übermittelte Übereinstimmung für eine verschmutzte zu untersuchende Münze 1 so gering ist, dass der ermittelte Übereinstimmungsmaßwert den vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.If, for example, the profile P created for a
Ist dies der Fall, kann beispielsweise von der Verarbeitungseinheit 4 festgestellt werden, dass die zu untersuchende Münze 1 zu stark verschmutzt ist. Das Ergebnis ist ein Signal welches entweder in die bestehende Maschinensteuerung gesendet wird oder z.B. einen Hubmagnet zum Münzauswurf ansteuert. Die Münze wird zurückgewiesen und beispielsweise über eine mechanische Auswurfeinheit 6, die von der Verarbeitungseinheit 4 angesteuert wird, wieder ausgegeben. Weiter können optional auch noch weitere Messwerte, z.B. Farbmesswerte, an die Maschinensteuerung übertragen werden.If this is the case, the
Wie bereits zuvor für das für die zu untersuchende Münze 1 ermittelte Profil P beschrieben, kann ein derartiges für eine Referenzmünze erstelltes Referenzprofil R auch mehrere Einzelfarbreferenzprofile RFr, RFg, RFb beispielsweise im roten, grünen und blauen Spektralbereich umfassen. Ein derartiges Referenzprofil R mit drei Einzelfarbreferenzprofilen RFr, RFg, RFb ist in
Wie in
Wird eine zu untersuchende Münze 1 an einem derartig aufgebauten Aufnahmegerät 20 vorbeibewegt, werden entlang von drei Oberflächenbereichen O1, O2, O3 jeweils Oberflächenpunkte des Münzbilds in zumindest zwei optischen Wellenlängenbereichen aufgenommen. Ein Beispiel für drei derartige Oberflächenbereiche O1, O2, O3 bzw. Spuren, die aufgenommene Oberflächenpunkte des Münzbilds 10a einer 2-Euro-Münze 1a enthalten, die während einer rollenden Bewegung am Aufnahmegerät 20 vorbei aufgenommen wurden, sind in
Für jeden der Oberflächenbereiche O1, O2, O3 wird jeweils ein Profil P1, P2, P3 für jeden der Wellenlängenbereiche erstellt. Ein Beispiel für drei derartige Profile P1, P2, P3, die für die in
Zusätzlich oder alternativ dazu können auch für jede Münzseite einer zu untersuchenden Münze 1 Oberflächenpunkte entlang eines oder mehrerer Oberflächenbereiche O1, O2, O3 aufgenommen und Profile P erstellt werden. Dabei können die Zentrierung und/oder Streckung oder Stauchung, die für das demselben Oberflächenbereich O1, O2, O3 auf der ersten Münzseite entsprechende Profil P ermittelt wurden, vorteilhafterweise übernommen werden.In addition or as an alternative to this, surface points along one or more surface areas O 1 , O 2 , O 3 can also be recorded for each coin side of a
Bei einem Aufnahmegerät 20 mit mehreren Farbsensoren 2a, 2b, 2c kann es, beispielsweise wenn Münzen mit kleinem Durchmesser, wie der in
Dies kann beispielsweise bei einem bekannten Münzzählgerät mit der zuvor erfolgten Ermittlung der Denomination verknüpft sein, sodass auf die zur Verfügung gehaltene Denomination der zu untersuchenden Münze zugegriffen wird und, wenn die festgestellte Denomination indiziert, dass sich Oberflächenbereiche der zu untersuchenden Münze außerhalb des Aufnahmebereichs des Aufnahmegeräts 20 befinden, dieser Oberflächenbereich inaktiviert wird.In a known coin counting device, for example, this can be linked to the previously performed determination of the denomination, so that the available denomination of the coin to be examined is accessed and, if the determined denomination indicates that surface areas of the coin to be examined are outside the recording area of the
Ist nun derart jeweils ein Profil P1, P2, P3 für mehrere Oberflächenbereiche O1, O2, O3 umfassend zwei oder mehr Einzelfarbprofile PFr, PFg, PFb erstellt, wird dieses, wie zuvor beschrieben, mit dem zumindest einen Referenzprofil R, das für eine Referenzmünze erstellt wurde und beispielsweise in der Verarbeitungseinheit 4 zur Verfügung gehalten wird, verglichen und ein diesbezüglicher Übereinstimmungsmaßwert wird ermittelt. Bei der Auswahl des für den Vergleich heranzuziehenden Referenzprofils R kann vorteilhafterweise auch die ermittelte Denomination herangezogen werden, um das zumindest eine Referenzprofil R anhand der festgestellten Denomination auszuwählen und somit einen umfangreicheren, aufwendigeren Vergleich zu vermeiden.If a profile P 1 , P 2 , P 3 is created for a plurality of surface areas O 1 , O 2 , O 3 comprising two or more individual color profiles PF r , PF g , PF b in this way, this is, as described above, with the at least a reference profile R, which was created for a reference coin and is kept available, for example, in the
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Einzelreferenzfarbprofilen RFr, RFg, RFb kann jedes Referenzprofil R jeweils auch mehrere einzelne, für verschiedene Oberflächenbereiche der jeweiligen Referenzmünze erstellte Referenzprofile R1, R2 umfassen, die Aufnahmen der Oberflächenpunkte unterschiedlicher Oberflächenbereiche O1, O2, O3 der jeweiligen Referenzmünze enthalten, wie dies in
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch eine Anzahl von Referenzprofilen R für mehrere unterschiedliche Arten von Referenzmünzen vorgegeben werden. Die Referenzmünzen umfassen dabei beispielsweise eine oder mehrere unverschmutzte und eine oder mehrere auf unterschiedliche Arten verschmutzte Referenzmünzen. Somit ist vorteilhafterweise sichergestellt, dass verschiedenste Arten von verschmutzten Münzen hinterlegt sind, um diese mit der zu untersuchenden Münze 1 zu vergleichen. Bei den Arten von Verschmutzungen kann es sich beispielsweise um vollständige Verfärbungen oder Verfärbungen, die nur bestimmte Bereiche des Münzbilds betreffen, handeln. Als Referenzmünzen können beispielsweise auch Münzen herangezogen werden, bei denen das Münzbild beispielsweise durch Muster oder Abbildungen zumindest teilweise verdeckt wird oder durch chemische Verfahren, mechanische Verformung oder Wärmebehandlung verändert oder teilweise entfernt wurde.In a method according to the invention, a number of reference profiles R can also be specified for a number of different types of reference coins. The reference coins include, for example, one or more unpolluted reference coins and one or more reference coins soiled in different ways. This advantageously ensures that a wide variety of types of soiled coins are stored in order to compare them with the
Das für die zu untersuchende Münze erstellte Profil P wird dabei mit jedem dieser Münzart-Referenzprofile RM1, RM2, RM3 (siehe
Dabei kann jedes Münzart-Referenzprofil RM1; RM2, RM3 jeweils auch eine Anzahl von Referenzprofilen umfassen, die für verschiedene, auf dieselbe Art verschmutzte, Referenzmünzen erstellt wurden, die jeweils einzeln zentriert und gestreckt oder gestaucht sind. Somit stehen vorteilhafterweise für jede Art von Verschmutzung jeweils mehrere Münzart-Referenzprofile RM1; RM2, RM3 zur Verfügung, sodass die zu untersuchende Münze 1 nicht nur mit verschiedenen Arten von Referenzmünzen, sondern auch mit einer Anzahl an Münzart-Referenzprofilen RM, die jeweils die selbe Art von Verschmutzung repräsentieren, verglichen werden kann.Each coin type reference profile RM 1; RM 2 , RM 3 each also comprise a number of reference profiles made for different reference coins soiled in the same way, each individually centered and stretched or compressed. Thus, for each type of soiling, there are advantageously several coin type reference profiles RM 1; RM 2 , RM 3 are available, so that the
Wird nun das für eine verschmutzte zu untersuchende Münze 1 erstellte Profil P mit den für auf unterschiedliche Arten verschmutzte Referenzmünzen erstellten Münzart-Referenzprofilen RM1, RM2, RM3 verglichen, wird ein diesbezüglicher Übereinstimmungsmaßwert für jedes der Münzart-Referenzprofile RM1; RM2, RM3 ermittelt, gegebenenfalls auch jeweils für mehrere Oberflächenbereiche O1, O2, O3 bzw. Spektralbereiche derselben zu untersuchenden Münze 1. Dabei reicht es für die Feststellung einer Verschmutzung aus, wenn der für das Profil P1, P2, P3 eines einzigen der Oberflächenbereiche O1, O2, O3 ermittelte Übereinstimmungsmaßwert eine Verschmutzung indiziert, wie dies in
Der Vergleich des für die zu untersuchende Münze 1 erstellten Profils P mit dem zumindest einen Referenzprofil R kann beispielsweise mittels berechnender Kreuzkorrelation C der gemessenen Profile P mit einer Menge von Referenzprofilen {R} sauberer und verschmutzter Münzen in den drei Farbkanälen f = {r , g,b} erfolgen, wobei RF ein Referenzprofil aus der Menge aller Referenzprofile ist. Die Kreuzkorrelation für eine Verschiebung von k Messpunkten eines Profils im Farbkanal f, wobei f = {r,g,b}, gegeben ist durch
Die Verschiebung zwischen dem für die zu untersuchende Münze 1 erstellten Profil P und dem Referenzprofil R ergibt sich aus s = argmax k Cg (k), k=0,...,N-1.The shift between the profile P created for the
Die Profillänge N ist typischerweise gegeben durch
Die gesamte Kreuzkorrelation CC ist dann CC = Cr (s) + Cg (s) + Cb (s).The total cross-correlation CC is then CC = Cr ( s ) + Cg ( s ) + Cb ( s ).
Die Kreuzkorrelation wird also zwischen dem für die zu untersuchende Münze 1 erstellten Profil P und der Menge von Referenzprofilen R ermittelt, die beispielsweise Referenzprofile R in der Verarbeitungseinheit 4 hinterlegt sind. Ist der Übereinstimmungsmaßwert zwischen dem für die zu untersuchende Münze 1 erstellten Profil P und der Menge an Referenzprofilen R ermittelt, wird in einem Klassifikationsschritt der zu untersuchenden Münze 1 beispielsweise die Klasse sauber oder verschmutzt zugewiesen, wenn der ermittelte Übereinstimmungsmaßwert eine, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitende, Übereinstimmung beispielsweise mit Münzart-Referenzprofilen RM zeigt, die auf eine vollständige Umfärbung des Münzbilds hindeuten. Als Ähnlichkeitsmaß bei der Ermittlung des Übereinstimmungsmaßwerts kann anstelle der Kreuzkorrelation CC beispielsweise auch eine quadratische oder absolute Abweichung berechnet werden. Mögliche Klassifikatoren, die mittels Referenzprofilen für saubere und/oder verschmutze Münzen trainiert werden, sind beispielsweise Decision Trees, neuronale Netze, k-nearest neighbors, der k-Means, - oder eine lineare Diskriminanzanalyse.The cross-correlation is thus determined between the profile P created for the
Alternativ dazu kann zur Ermittlung des Übereinstimmungsmaßwerts eine Merkmalsextraktion durchgeführt werden. Dabei werden die Profile zentriert und gestreckt oder gestaucht und ein Merkmalsvektor wird ermittelt und mit Referenzmerkmalsvektoren verglichen. Ein möglicher Merkmalsvektor ist ein Triple von Einzelfarbprofilmittelwerten
Dieser Merkmalsvektor wird für die Referenzprofile R und die für die zu untersuchenden Münzen 1 erstellten Profile P berechnet und ein Klassifikator wird angewandt.
Alternativ dazu kann eine Klassifikation, z.B. mittels Decision Trees, neuronaler Netze, k-nearest neighbors, k-Means, oder linearer Diskriminanzanalyse, durchgeführt werden, bei der eine Unterscheidungsfunktion ermittelt wird, die angibt, ob ein für eine zu untersuchende Münze 1 erstelltes Profil P beispielsweise mit dem hinterlegten Referenzprofil R einer unverschmutzten oder verschmutzten Referenzmünze übereinstimmt.Alternatively, a classification can be performed, e.g. using decision trees, neural networks, k-nearest neighbors, k-means, or linear discriminant analysis, in which a differentiation function is determined that indicates whether a profile created for a
Claims (16)
- Method for inspecting the surface of coins (1) for contamination, particularly caused by chemical processes, wherein- a coin (1; 1a, 1b) is moved relative to an optical capturing device (20) such that regions of the surface of the coin design are located in the recording region of the capturing device (20),- during the movement of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected with the optical capturing device (20) along at least one surface region (O; O1, O2, O3) and during this time surface points of the coin design (10; 10a, 10b) are captured in at least two optical wavelength ranges, wherein in each case a profile (P; P1, P2, P3) is set in such a manner for each of the wavelength ranges which represents the reflection in the wavelength range concerned for a number of images following one another temporally, which were made of the coin design (10; 10a, 10b) of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected during its movement,- in advance at least one reference profile (R; R1, R2, R3) of a reference coin is captured and kept available, which is centred such that the middle of the coin design captured in the capture region of the capturing device (20) corresponds to the middle of the created reference profile (R, R1 R2, R3), and which is stretched or compressed such that the width of the captured coin image in the created reference profile (R, R1 R2, R3, R4) corresponds to a predetermined standard width,- the created profile (P; P1 P2, P3) of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected is displaced and stretched or compressed such that the middle of the detected coin design (10; 10a, 10b) of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected is situated in the middle of the created profile (P; P1, P2, P3) and that the width of the captured coin image (10; 10a, 10b) in the created profile (P; P1, P2, P3) corresponds to the predetermined standard width,- the created profile (P; P1, P2, P3) of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected is compared with the at least one reference profile (R; R1, R2, R3, R4) of the reference coin and a consistency value in this respect is determined, and- a contamination is ascertained when the determined consistency value indicates a consistency which undershoots a predetermined threshold value.
- Method according to claim 1, characterised in that from the coin to be inspected (1; 1a, 1b), respective surface points of the coin design (10; 10a, 10b) along a predetermined number of surface regions (O; O1, O2, O3) are captured in at least two optical wavelength ranges, wherein thus in each case a profile (P; P1, P2, P3) for each of the surface regions (O; O1, O2, O3) is created for each of the wavelength ranges.
- Method according to claim 1 or 2, characterised in that each created profile (P; P1, P2, P3) of a coin (1; 1a, 1b) to be inspected comprises in each case several individual colour profiles (PFr, PFg, PFb), wherein each of the individual colour profiles (PFr, PFg, PFb) includes images of the surface points of the same surface region (O; O1, O2, O3) of the respective coin (1; 1a, 1b) to be inspected which have been captured in respectively other wavelength ranges.
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that an uncontaminated coin is prespecified as a reference coin and a contamination is determined for the coin (1; 1a, 1b) to be inspected when the consistency value determined for the created profile P1, P2, P3) of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected indicates a deviation from the reference profile (R; R1, R2, R3) which overshoots the predetermined threshold value.
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that- a number of reference profiles (R; R1, R2, R3) is predetermined for several different types of reference coins, wherein the reference coins comprise in particular one or several reference coins which are uncontaminated and one or several reference coins which are contaminated in different ways,- the profile (P; P1 P2, P3) created for the coin (1; 1a, 1b) to be inspected is compared with each of the reference profiles R; R1, R2, R3) and thus in each case a consistency value is obtained for each of the reference profiles (R; R1, R2, R3), and- the coin (1; 1a, 1b) to be inspected is recognised as uncontaminated or contaminated when on the basis of the respective consistency value a consistency with one of the reference profiles (R; R1, R2, R3) of the reference coins is determined.
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that for each type of reference coin in each case one reference profile (R; R1, R2, R3) is used which comprises a number of coin type reference profiles (RM) for reference coins of this sort, wherein the coin type reference profiles (RM) are in each case individually centred and stretched or compressed, and
that the profile (P; P1 P2, P3) created for the coin to be inspected is compared with each single coin type reference profile (RM) and a consistency value in this regard is determined for each of the coin type reference profiles (RM). - Method according to any of the preceding claims, characterised in that each reference profile (R; R1, R2, R3)comprises in each case several individual reference colour profiles (RFr, RFg, RFb), wherein each of the individual reference colour profiles (RFr, RFg, RFb) includes images of the surface points of the same surface region of the respective reference coin captured in respectively different wavelength ranges.
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that for determining the consistency value when comparing the at least one profile (P; P1 P2, P3) created for the coin (1; 1a, 1b) to be inspected with the at least one reference profile (R; R1, R2, R3)a similarity value, in particular the cross-correlation or the sum of the quadratic deviations for the sum of the absolute deviations is calculated and/or a comparison is carried out based on a characteristic extraction.
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that if profiles (P; P1 P2, P3) for a number of surface regions of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected are available, when comparing the profile (P; P1, P2, P3) created for the coin (1; 1a, 1b) to be inspected with the at least one reference profile (R; R1 R2, R3) a contamination is determined in the case of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected if the consistency value determined for the profile (P; P1 P2, P3) of one single one of the surface regions indicates a contamination.
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that the denomination of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected is determined and the at least one reference profile (R; R1, R2, R3) is selected on the basis of the determined denomination.
- Method according to claim 10, characterised in that the capture of predetermined surface regions with the optical capturing device (20) is deactivated when the determined denomination indicates that surface regions (O; O1, O2, O3)of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected are located outside capturing region of the capturing device (20).
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that for each coin side of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected, for at least one surface region (O; O1, O2, O3), surface points of the coin design (10; 10a, 10b) are captured in at least two optical wavelength ranges, wherein thus respectively one profile (P; P1 P2, P3) is created for each of the wavelength ranges,- the profile (P; P1 P2, P3) created for the second coin side is centred and stretched or compressed, such that the middle of the captured coin design is situated in the middle of the created profile (P') and that the width of the captured coin design in the created profile (P; P1, P2, P3) corresponds to the predetermined standard width, and- the at least one profile (P; P1, P2, P3) created for the second coin side is compared with at least one reference profile (R; R1, R2, R3) and a consistency value is determined in this regard.
- Method according to claim 12, characterised in that the at least one profile (P; P1, P2, P3)created for the second coin side is compared with the same reference profile (R; R1, R2, R3) as the profile (P; P1, P2, P3) created for the first coin side and/or
that the at least one profile (P: P1, P2, P3) created for the second coin side of the coin to be inspected is centred and/or stretched or compressed according to the centring and/or stretching or compressing which were determined for the corresponding profile (P; P1 P2, P3) created for the first coin side. - Method according to any of the preceding claims, characterised in that the equipment drift of the optical capturing device (20) takes place on the basis of the brightness value which is determined without the coin (1; 1a, 1b) to be inspected and the equipment drift determined in this manner is used for correcting the profile (P; P1, P2, P3) created for the coin (1; 1a, 1b) to be inspected.
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that the movement of the coin (1; 1a, 1b) to be inspected is effected relative to the optical capturing device, in that the coin (1; 1a, 1b) to be inspected rolls along an inclined plane or is conveyed, in particular on a conveyor belt or belt, or is transported along a free flight path past the optical capturing device (20).
- Method according to any of the preceding claims, characterised in that the point in time is specified, particularly by means of a trigger unit (5) arranged directly prior to the capturing region of the capturing device (20), at which the coin (1; 1a, 1b) to be inspected enters into the capturing region and at a predetermined time interval after the detection of the entrance into the capturing region the comparison of the at least one profile (P; P1 P2, P3) created for the coin (1; 1a, 1b) to be inspected with the at least one reference profile (R; R1 R2, R3) is carried out.
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