JP2002183722A - 貨幣識別方法及び装置 - Google Patents

貨幣識別方法及び装置

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JP2002183722A
JP2002183722A JP2000377568A JP2000377568A JP2002183722A JP 2002183722 A JP2002183722 A JP 2002183722A JP 2000377568 A JP2000377568 A JP 2000377568A JP 2000377568 A JP2000377568 A JP 2000377568A JP 2002183722 A JP2002183722 A JP 2002183722A
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JP2000377568A
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Masanori Sugata
正徳 菅田
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Nippon Conlux Co Ltd
Original Assignee
Nippon Conlux Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬貨通過位置及びその周辺に配設された複数
のテストパターンの画像信号を定期的に取得することに
よって、汚れ等による光学系の経時変化をモニタするこ
とで、安定した画像信号を取得できる貨幣識別方法及び
装置を提供する。 【解決手段】 硬貨Cが硬貨通路101に投入されてい
ない間、光源部104からの光で所定周期で硬貨通路壁
102に配置されているテストパターンを照射してテス
トパターンの画像をエリアセンサ105で取得し、この
取得したテストパターンの画像信号の類似度をテストパ
ターン画像特徴抽出部110で各々算出し、テストパタ
ーン画像判定処理部111は、類似度の最小値が閾値よ
り大きければ異常無し、小さければ異常有りと判定し、
また、類似度の最大値と最小値の差が閾値より小さけれ
ば異常無し、大きければ異常有りと判定し、判定が異常
有りだった場合、警告通達部112は、外部に対して警
告を通達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、貨幣識別方法及び
装置に関し、貨幣の画像を光学センサで取得し、貨幣の
種類及び真偽の識別を行う貨幣識別装置において、光学
系の経時変化をモニタし、必要に応じて光学系を補正す
ることで、安定した貨幣の画像を取得することが可能な
貨幣識別方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、硬貨を使用する自動販売機、両
替機においては、投入された硬貨の種類及び真偽を識別
する必要がある。
【0003】従来、この種の硬貨識別装置は、硬貨投入
口から投入された硬貨が通過する硬貨通路に1または複
数の磁気センサを配設し、この磁気センサの検出出力に
基づき硬貨の材質、材厚、大きさを判別して、該検出結
果に基づき硬貨の種類及び真偽を識別するように構成さ
れている。
【0004】しかし、近年、国内の正貨の材質及び形状
が類似した外国通貨を加工した変造硬貨の加工精度が高
まるに連れて、従来技術の磁気センサを用いて硬貨の種
類及び真偽の識別が困難になる問題が発生してきた。
【0005】そこで、この種の変造硬貨を判別するため
に、更に高精度に硬貨を識別することの必要性が生じて
おり、その中で硬貨の表面または側面の模様形状を硬貨
識別の1つの識別要素として用いることが考えられてい
る。
【0006】例えば、硬貨の表面または側面に照明が光
を照射し、反射光を光学センサで受光して得られる画像
情報に基づき硬貨の表面または側面の模様形状を識別す
る構成が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光源及び光学
センサを含む光学系は磁気センサと比べて汚れによる影
響を受け易く、長期間に渡って安定した画像情報を取得
するのが困難という問題がある。
【0008】そこで、本発明は、硬貨通過位置及びその
周辺に配設された複数のテストパターンの画像情報を定
期的に取得することによって、汚れ等による光学系の経
時変化をモニタすることで、安定した画像情報を取得で
きる貨幣識別方法及び装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の貨幣識別方法
は、光源からの光を貨幣の表面に照射し、その反射光を
光学センサで受光して得られる画像情報に基き貨幣の表
面の画像を認識して貨幣を識別する貨幣識別方法におい
て、貨幣が本貨幣識別装置に投入されてないタイミング
で、前記光学センサから得られる前記テストパターン画
像情報に基き光源及び前記光学センサを含む光学系をモ
ニタし、光学系が予め設定された許容値を超えた場合は
異常と判断することを特徴とする。
【0010】ここで、貨幣とは硬貨を含むとともに紙幣
等も含む。また、貨幣の表面画像とは、硬貨の場合は表
面及び裏面の画像を含むとともに、側面の画像も含み、
紙幣の場合は、表面及び裏面の画像を含む。
【0011】また、本発明の貨幣識別方法は、前記貨幣
は硬貨であり、前記硬貨が通貨する硬貨通路の側壁の硬
貨通過位置及びその周辺に複数のテストパターンを配設
し、硬貨が硬貨通路を通過していないタイミングで複数
のテストパターンの画像情報を定期的に取得し、取得し
た複数のテストパターンの画像情報を予め設定したテス
トパターンの画像情報と比較して類似度を算出する。
【0012】また、算出したテストパターンの類似度の
最小値が予め設定したしきい値より大きい場合は前記光
源からの光の照射強度の補正、若しくは照射時間の補正
を行い、算出したテストパターンの類似度の最小値が予
め設定したしきい値より小さい場合は異常と判断する。
【0013】また、算出したテストパターンの類似度の
最大値と最小値との差が予め設定したしきい値より小さ
い場合は前記光源からの光の照射強度の補正、若しくは
照射時間の補正を行い、算出したテストパターンの類似
度の最大値と最小値との差が予め設定したしきい値より
大きい場合は異常と判断する。
【0014】また、本発明の貨幣識別装置は、光源から
の光を貨幣の表面に照射し、その反射光を光学センサで
受光して得られる画像情報に基づき前記貨幣の表面の画
像を認識して該貨幣を識別する貨幣識別装置において、
前記光源からの光で所定のテストパターンを照射すると
ともに、その反射光を前記光学センサで受光して前記テ
ストパターンの画像情報を取得するテストパターン画像
取得手段と、前記テストパターン画像取得手段で取得し
た前記テストパターンの画像情報が予め設定された許容
値の範囲内である場合は、前記光源からの光の照射強度
の補正、若しくは照射時間の補正を行う光学系補正手段
と、前記テストパターン画像取得手段で取得した前記テ
ストパターンの画像情報が許容値を越えた場合は異常と
判断する異常判断手段とを具備することを特徴とする。
【0015】ここで、前記貨幣は硬貨であり、前記テス
トパターンは、前記硬貨が通過する硬貨通路の側壁の硬
貨通過位置およびその周辺に配設された複数のテストパ
ターンからなり、前記テストパターン画像取得手段は、
前記硬貨が前記硬貨通路を通過していないタイミングで
前記複数のテストパターンの画像情報を定期的に取得す
ることを特徴とする。
【0016】また、前記テストパターン画像取得手段で
取得した前記テストパターンの画像情報を予め設定した
テストパターンの画像情報と比較してその類似度をそれ
ぞれ求める類似度算出手段と、を更に具備し、前記光学
系補正手段は、前記類似度算出手段で求めた類似度の最
小値が予め設定したしきい値より大きい場合に前記光源
からの光の照射強度の補正、若しくは照射時間の補正を
行い、前記異常判断手段は、前記類似度算出手段で求め
た類似度の最小値が予め設定したしきい値より小さくな
った場合に異常と判断することを特徴とする。
【0017】また、前記テストパターン画像取得手段で
取得した前記テストパターンの画像情報を予め設定した
テストパターンの画像情報と比較してその類似度をそれ
ぞれ求める類似度算出手段を更に具備し、前記光学系補
正手段は、前記類似度算出手段で求めた類似度の最大値
と最小値との差が予め設定したしきい値より小さい場合
に前記光源からの光の照射強度の補正、若しくは照射時
間の補正を行い、前記異常判断手段は、前記類似度算出
手段で求めた類似度の最大値と最小値との差が予め設定
したしきい値より大きくなった場合に異常と判断するこ
とを特徴とする。
【0018】また、前記テストパターン画像取得手段で
取得した前記テストパターンの画像情報を予め設定した
テストパターンの画像情報と比較して、その類似度をそ
れぞれ求める類似度算出手段を更に具備し、前記光学系
補正手段は、前記類似度算出手段で求めた類似度の最小
値が予め設定した第一のしきい値より大きい場合若しく
は前記類似度算出手段で求めた類似度の最大値と最小値
との差が予め設定した第二のしきい値より小さい場合に
前記光源からの光の照射強度の補正、若しくは照射時間
の補正を行い、前記異常判断手段は、前記類似度算出手
段で求めた類似度の最小値が予め設定した第一のしきい
値より小さくなった場合若しくは前記類似度算出手段で
求めた類似度の最大値と最小値との差が予め設定した第
二のしきい値より大きくなった場合に異常と判断するこ
とを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる貨幣識別方
法及び装置の実施の形態について添付図面を参照して詳
細に説明する。
【0020】図1は、本発明に係わる貨幣識別装置の概
略構成を示す図である。本識別装置においては、所定の
傾斜を持って形成された硬貨通路101を転動する被検
硬貨Cの表面をエリアセンサ105で撮像し、該撮像し
た画像信号に基づき被検硬貨Cの識別を行い、被検硬貨
Cが投入されていない場合、硬貨通路101上に配設し
てある硬貨通路壁102に配置されている後述するテス
トパターンをエリアセンサ105で撮像し、該撮像した
画像信号に基づき光学系の変動をモニタする。
【0021】被検硬貨Cが本識別装置に投入されると、
硬貨通路101を転動する被検硬貨Cの通過を硬貨通過
検知センサ103が検知し、光源部104が被検硬貨C
の表面を照射し、被検硬貨Cの表面で反射された光源部
104からの反射光をエリアセンサ105が受光して被
検硬貨Cの表面の画像信号を取得する。
【0022】エリアセンサ105で取得した被検硬貨C
の表面の画像信号は、A/D変換部106でディジタル
画像信号に変換され、ディジタル画像信号を画像メモリ
部107に記憶される。
【0023】そして、画像メモリ部107に記憶したデ
ィジタル画像信号から被検硬貨Cの識別に必要な特徴量
を硬貨画像特徴抽出部108で抽出し、硬貨画像判定処
理部109は該抽出された被検硬貨Cのディジタル画像
信号の特徴量に基づいて被検硬貨Cの真偽の判定をす
る。
【0024】また、本識別装置に被検硬貨Cが投入され
ていない間、光源部104が一定時間、一定の光量で硬
貨通路壁102に配置されているテストパターンに照射
し、テストパターンで反射された反射光を入力してテス
トパターンの画像信号をエリアセンサ105が取得し、
テストパターンの画像信号をA/D変換部106がディ
ジタル画像信号に変換し、ディジタル画像信号を画像メ
モリ部107で記憶する。
【0025】画像メモリ部107に記憶したディジタル
画像信号から光学系の異常の有無を判定するのに必要な
特徴量をテストパターン画像特徴抽出部110が抽出
し、テストパターン画像判定処理部111は該抽出した
テストパターンのディジタル画像信号の特徴量に基づい
て光学系の異常の有無を判定する。
【0026】テストパターン画像判定処理部111で光
学系が異常有りと判定された場合、警告通達部112が
外部に対して警告を通達し、光学系が異常無しと判定さ
れた場合、光源部104とエリアセンサ105の光学系
に補正命令が出力される。
【0027】図2は、光学系の経時変化をモニタする複
数のテストパターンの配置例を示す図である。
【0028】エリアセンサ105の撮像可能な範囲であ
る撮像領域201内の硬貨通路壁102上には、テスト
パターン202、203、204、205、206が中
央、左上、左下、右上、右下の計5箇所配設される。
【0029】ここで、テストパターン202〜206
は、例えば、図2に示すように、矩形の黒の画像の中に
矩形の白の画像が埋め込まれたパターンを用いることが
できる。
【0030】なお、このテストパターン202〜206
は、図2に示したものに限定されず、特徴量の抽出が容
易な形状であれば、任意のものを用いることができる。
【0031】図3は、図1に示した被検硬貨C(以下、
硬貨Cという)の表面画像、及びテストパターンの画像
を取得する詳細を示す図である。
【0032】図3(a)において、硬貨通路101を転
動する硬貨Cの硬貨表面301は、光源部104からの
光302によってパルス的に照射され、この照射により
硬貨Cの硬貨表面301から反射された反射光303を
エリアセンサ105が受光して硬貨Cの静止表面画像を
取得する。
【0033】図3(b)において、本識別装置に硬貨C
が投入されていない間、硬貨通路壁102に配置されて
いるテストパターン202〜206は、光源部104か
らの一定時間、一定の光量の光302によってパルス的
に照射され、この照射によりテストパターンから反射さ
れた反射光303をエリアセンサ105が受光してテス
トパターンの画像を取得する。
【0034】図4は、本識別装置に硬貨Cが投入されて
いない間のテストパターンの撮像タイミングと、硬貨C
が投入された時の硬貨Cの撮像タイミングを示したもの
である。
【0035】本識別装置に硬貨Cが投入されていない
間、定期的にテストパターン202〜206の画像信号
を取得するために、テストパターン撮像制御信号が定期
的に出力され、光源部104に光照射のON信号が出力
される。
【0036】本識別装置に硬貨Cが投入されたとき、硬
貨通過検知センサ103が硬貨Cの通過を検知すると、
硬貨通過検知信号が出力され、テストパターン撮像制御
信号を一定時間中断させて、硬貨撮像制御信号が出力さ
れ、光源部104に光照射のON信号が出力される。
【0037】図5は、テストパターン画像特徴抽出部1
10がテストパターン202〜206の画像信号を予め
設定したテストパターンの画像信号と比較して求めた特
徴量を表に示したものである。
【0038】テストパターン画像特徴抽出部110で
は、取得したテストパターン202〜206の画像信号
を予め設定したテストパターンの画像信号と比較して類
似度を各々算出する。算出した類似度の最小値と、類似
度の最大値と最小値との差を抽出する。
【0039】テストパターン画像特徴抽出部110で抽
出されたテストパターン画像信号の類似度の最小値及び
最大値と最小値の差は、テストパターン画像判定処理部
111へ出力される。
【0040】図6は、テストパターンの特徴量の時間経
過における変動の一例をグラフ化で示したものである。
【0041】図6(a)は、類似度の最小値の時間経過
における変動の一例をグラフ化で示したものである。テ
ストパターン画像判定処理部111では、類似度の最小
値が警告用閾値より大きければ異常無し、小さければ異
常有りと判定する。
【0042】すなわち、類似度の最小値が警告用閾値よ
り大きいということは、少なくともこの類似度が最小値
を示すテストパターンの部分で光学系が正常に硬貨の識
別ができない程度に汚れていることを意味し、この場合
は、光学系に異常有りと判定する。
【0043】図6(b)は、類似度の最大値と最小値の
差の時間経過における変動の一例をグラフ化で示したも
のである。
【0044】テストパターン画像判定処理部111で
は、類似度の最大値と最小値の差が警告用閾値より小さ
ければ異常無し、大きければ異常有りと判定する。
【0045】すなわち、類似度の最大値と最小値の差が
警告用閾値より大きくなると、類似度が最小値を示すテ
ストパターンの部分で光学系が正常に硬貨の識別ができ
ない程度に汚れていることを意味し、この場合も、光学
系に異常有りと判定する。
【0046】テストパターン画像判定処理部111で類
似度の最小値の判定が異常有り、若しくは最大値と最小
値の差の判定が異常有りだった場合、異常有りの判定が
警告通達部112へ出力され、警告通達部112は、外
部に対して警告を通達する。
【0047】テストパターン画像判定処理部111で類
似度の最小値かつ最大値と最小値の差の判定が異常無し
だった場合、光源部104に照射光量及び照射時間の補
正命令、及びエリアセンサ105にセンサの出力ゲイン
の補正命令が出力される。
【0048】なお、上記実施の形態においては識別対象
が硬貨である場合について説明したが、この発明は、識
別対象が紙幣等の他の貨幣である場合も同様に適応可能
である。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、貨
幣が本識別装置に投入されていない時は、定期的にテス
トパターンの画像信号を取得することで、光学系の経時
変化のモニタを行い、異常無しの場合は必要に応じて光
学系を補正し、異常有りの場合は外部に対して警告を通
達するような機能を有することで、安定した貨幣の画像
を随時取得することが可能になり、また、早期に光学系
の異常を検出し、警告を通達することで装置のクリーニ
ング及びメンテナンスが早い段階に行うことが可能にな
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる貨幣識別装置の概略構成を示す
図である。
【図2】複数のテストパターンの配置例を示す図であ
る。
【図3】硬貨の表面の画像信号及び、テストパターンの
画像信号を取得する詳細を示す図である。
【図4】本識別装置に硬貨が投入されていない間のテス
トパターンの撮像タイミングと、硬貨が投入された時の
硬貨の撮像タイミングを示す図である。
【図5】テストパターンの画像信号を予め設定したテス
トパターンの画像信号と比較して求めた特徴量を示す図
である。
【図6】類似度の最小値及び最大値と最小値の差の時間
経過における変動の一例をグラフ化で示したものであ
る。
【符号の説明】
C 硬貨 101 硬貨通路 102 硬貨通路壁 103 硬貨通過検知センサ 104 光源部 105 エリアセンサ 106 A/D変換部 107 画像メモリ部 108 硬貨画像特徴抽出部 109 硬貨画像判定処理部 110 テストパターン画像特徴抽出部 111 テストパターン画像判定処理部 201 撮像領域 202、203、204、205、206 テストパ
ターン 301 硬貨表面 302 光 303 反射光

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光を貨幣の表面に照射し、そ
    の反射光を光学センサで受光して得られる画像情報に基
    づき前記貨幣の表面の画像を認識して該貨幣を識別する
    貨幣識別方法において、 前記光源からの光で所定のテストパターンを照射すると
    ともに、その反射光を前記光学センサで受光し、 前記光学センサから得られる前記テストパターンの画像
    情報に基づき前記光源および前記光学センサを含む光学
    系をモニタすることを特徴とする貨幣識別方法。
  2. 【請求項2】 前記光学センサから得られる前記テスト
    パターンの画像情報が予め設定された許容値の範囲内で
    ある場合は、前記光源からの光の照射強度の補正、若し
    くは照射時間の補正を行い、 前記光学センサから得られる前記テストパターンの画像
    情報が予め設定された許容値を越えた場合は異常と判断
    することを特徴とする請求項1記載の貨幣識別方法。
  3. 【請求項3】 前記貨幣は硬貨であり、 前記テストパターンは、前記硬貨が通過する硬貨通路の
    側壁の硬貨通過位置およびその周辺に配設された複数の
    テストパターンからなり、 前記複数のテストパターンの画像情報は、前記硬貨通路
    を前記硬貨が通過していないタイミングで定期的に取得
    されることを特徴とする請求項1記載の貨幣識別方法。
  4. 【請求項4】 前記複数のテストパターンの画像情報を
    予め設定したテストパターンの画像情報と比較してその
    類似度をそれぞれ求め、 該求めた類似度の最小値が予め設定したしきい値より大
    きい場合は、前記光源からの光の照射強度の補正、若し
    くは照射時間の補正を行い、 該求めた類似度の最小値が予め設定したしきい値より小
    さくなった場合は異常と判断することを特徴とする請求
    項3記載の貨幣識別方法。
  5. 【請求項5】 前記複数のテストパターンの画像情報を
    予め設定したテストパターンの画像情報と比較してその
    類似度をそれぞれ求め、 該求めた類似度の最大値と最小値との差が予め設定した
    しきい値より小さい場合は、前記光源からの光の照射強
    度の補正、若しくは照射時間の補正を行い、 該求めた類似度の最大値と最小値との差が予め設定した
    しきい値より大きくなった場合は異常と判断することを
    特徴とする請求項3記載の貨幣識別方法。
  6. 【請求項6】 前記複数のテストパターンの画像情報を
    予め設定したテストパターンの画像情報と比較してその
    類似度をそれぞれ求め、 該求めた類似度の最小値が予め設定した第一のしきい値
    より大きい場合若しくは該求めた類似度の最大値と最小
    値との差が予め設定した第二のしきい値より小さい場合
    は、前記光源からの光の照射強度の補正、若しくは照射
    時間の補正を行い、 該求めた類似度の最小値が予め設定した第一のしきい値
    より小さくなった場合若しくは該求めた類似度の最大値
    と最小値との差が予め設定した第二のしきい値より大き
    くなった場合は異常と判断することを特徴とする請求項
    3記載の貨幣識別方法。
  7. 【請求項7】 光源からの光を貨幣の表面に照射し、そ
    の反射光を光学センサで受光して得られる画像情報に基
    づき前記貨幣の表面の画像を認識して該貨幣を識別する
    貨幣識別装置において、 前記光源からの光で所定のテストパターンを照射すると
    ともに、その反射光を前記光学センサで受光して前記テ
    ストパターンの画像情報を取得するテストパターン画像
    取得手段と、 前記テストパターン画像取得手段で取得した前記テスト
    パターンの画像情報が予め設定された許容値の範囲内で
    ある場合は、前記光源からの光の照射強度の補正、若し
    くは照射時間の補正を行う光学系補正手段と、 前記テストパターン画像取得手段で取得した前記テスト
    パターンの画像情報が許容値を越えた場合は異常と判断
    する異常判断手段とを具備することを特徴とする貨幣識
    別装置。
  8. 【請求項8】 前記貨幣は、硬貨であり、 前記テストパターンは、前記硬貨が通過する硬貨通路の
    側壁の硬貨通過位置およびその周辺に配設された複数の
    テストパターンからなり、 前記テストパターン画像取得手段は、前記硬貨が前記硬
    貨通路を通過していないタイミングで前記複数のテスト
    パターンの画像情報を定期的に取得することを特徴とす
    る請求項7記載の貨幣識別装置。
  9. 【請求項9】 前記テストパターン画像取得手段で取得
    した前記テストパターンの画像情報を予め設定したテス
    トパターンの画像情報と比較してその類似度をそれぞれ
    求める類似度算出手段と、 を更に具備し、 前記光学系補正手段は、前記類似度算出手段で求めた類
    似度の最小値が予め設定したしきい値より大きい場合に
    前記光源からの光の照射強度の補正、若しくは照射時間
    の補正を行い、 前記異常判断手段は、前記類似度算出手段で求めた類似
    度の最小値が予め設定したしきい値より小さくなった場
    合に異常と判断することを特徴とする請求項7記載の貨
    幣識別装置。
  10. 【請求項10】 前記テストパターン画像取得手段で取
    得した前記テストパターンの画像情報を予め設定したテ
    ストパターンの画像情報と比較してその類似度をそれぞ
    れ求める類似度算出手段を更に具備し、 前記光学系補正手段は、前記類似度算出手段で求めた類
    似度の最大値と最小値との差が予め設定したしきい値よ
    り小さい場合に前記光源からの光の照射強度の補正、若
    しくは照射時間の補正を行い、 前記異常判断手段は、前記類似度算出手段で求めた類似
    度の最大値と最小値との差が予め設定したしきい値より
    大きくなった場合に異常と判断することを特徴とする請
    求項7記載の貨幣識別装置。
  11. 【請求項11】 前記テストパターン画像取得手段で取
    得した前記テストパターンの画像情報を予め設定したテ
    ストパターンの画像情報と比較してその類似度をそれぞ
    れ求める類似度算出手段を更に具備し、 前記光学系補正手段は、前記類似度算出手段で求めた類
    似度の最小値が予め設定した第一のしきい値より大きい
    場合若しくは前記類似度算出手段で求めた類似度の最大
    値と最小値との差が予め設定した第二のしきい値より小
    さい場合に前記光源からの光の照射強度の補正、若しく
    は照射時間の補正を行い、 前記異常判断手段は、前記類似度算出手段で求めた類似
    度の最小値が予め設定した第一のしきい値より小さくな
    った場合若しくは前記類似度算出手段で求めた類似度の
    最大値と最小値との差が予め設定した第二のしきい値よ
    り大きくなった場合に異常と判断することを特徴とする
    請求項7記載の貨幣識別装置。
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