JP2003296790A - 硬貨識別方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬貨の外周最先端位置を精度良く検出するこ
とが可能な硬貨識別方法および装置を提供する。 【解決手段】 硬貨の外周部の画像１０１において、Ｙ
方向に向かって各Ｘ座標毎のＹ方向ライン（Ｙ１、Ｙ
２、…、Ｙｘ）上の濃淡波形を作成し、作成した各Ｘ座
標毎のＹ方向ライン（Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｘ）上の濃淡
波形から微分波形を作成する。ここで、グラフ１０３の
濃淡微分波形において、最小ピーク１０４（濃淡変化が
大きい部分）が硬貨の外周端部に相当し、各Ｘ座標毎の
外周端部のＹ座標値Yt(X)を検出してメモリに保管し、
検出した全Ｘ座標の外周端部のＹ座標値（Yt(1)、Yt
(2)、…Yt(X)）における最大値Ymaxを検出する。検出さ
れたYmaxを示すＸ座標とYmaxとが、硬貨の外周最先端位
置の座標になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬貨識別方法およ
び装置に関し、特に、硬貨の外周部の画像を取得し、該
取得した画像に基づいて硬貨の識別を行う硬貨識別方法
および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、硬貨を使用する自動販売機、両
替機等においては、投入された硬貨の種別、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、この磁気センサで硬貨の材
質、材厚、大きさ、穴の有無等を判別し、該判別結果に
基づき硬貨の種別及び真偽を識別するように構成されて
いる。

【０００４】更に、撮像素子との光学的センサを用いて
硬貨の材厚、大きさ等を検出する構成も提案されてき
た。

【０００５】しかし近年、国内の正貨と材質及び形状が
類似した外国通貨を、国内の正貨で得られる光学的セン
サ若しくは磁気センサのパターンと一致するように加工
した変造硬貨が出回り、変造硬貨の加工精度が高まるに
連れて、従来の磁気センサ若しくは光学的センサでの真
偽の判定が困難になる問題が発生してきた。特に、５０
０円硬貨は高額貨幣であることから外国通貨の不正使用
等で大きな問題となっている。

【０００６】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、硬貨の模様の特徴を利用する方法が提案され、例
えば、硬貨の縁部の突起模様を含む画像を取得し、硬貨
の外周と突起模様との間の距離および隣接する突起模様
間の距離を検出し、該検出した距離に基づいて硬貨を識
別する方法がある。

【０００７】ここで、硬貨の表面に刻設された模様を認
識するためには、硬貨位置を検出して各模様の相対位置
を知る必要があり、例えば、硬貨全体の画像を扱う場
合、当該硬貨位置は硬貨の中心位置や中心から外周まで
の距離（半径）になる。そして、硬貨の画像から硬貨位
置を求める方法として、２組の直線と硬貨の画像との外
接点の座標から求める方法が開示されているが、硬貨の
外周を含む部分画像において十分な長さの外周を含まな
い場合、２組の直線が極めて近い位置にしか引けないた
め、外接点は１組分しか有効にならずに硬貨の中心を通
る直線を求めることはできても、硬貨の中心位置そのも
のは求めることができず、当該方法を利用することはで
きない。

【０００８】そこで、特開平９−２５９３２０号で、硬
貨全体の画像の内、外周付近の部分画像を利用して硬貨
の進行方向での中心座標位置を求める方法が開示されて
いる。ただし、特開平９−２５９３２０号において、部
分画像とは言え、硬貨の直径に近い距離分離れた２つの
エッジを含む画像を対象として当該エッジを検出し、検
出した２つのエッジの中点に基づいて中心座標位置を求
めているため、特に処理の高速化や低価格化を狙って画
素数の少ない撮像センサを用いて硬貨の外周部の部分画
像を拡大して取得する場合、十分離れた２つのエッジを
取得することができず、当該方法を利用することはでき
ないという問題がある。

【０００９】そこで、硬貨の外周を含む部分画像の場
合、外周の最も外に突出している部分（硬貨の外周最先
端位置）の座標が硬貨位置の基準になる。

【００１０】図３は、硬貨の外周部の画像３０１から外
周最先端位置３０５を検出する従来の硬貨位置を求める
方法を示す図である。

【００１１】図３（ａ）は、硬貨の外周部の画像３０１
である。なお、画像３０１の横方向をＸ方向、縦方向を
Ｙ方向とする。

【００１２】図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ方向ライン
（Ｘ）上の濃淡波形の一例を示すグラフ３０７である。
なお、グラフ３０７の横軸はＸ方向、縦軸は濃淡強度で
ある。

【００１３】図３（ａ）に示す画像３０１の外周３０２
とＸ方向ライン（Ｘ）との２つの交点（３０３、３０
４）は、図３（ｂ）のグラフ３０７における濃淡変化
（３０８、３０９）に基づいて検出され、検出された２
つの交点（３０３、３０４）のＸ座標をＸ１、Ｘ２とし
て、２つの交点（３０３、３０４）の中点Ｘｃ（＝｛Ｘ
１＋Ｘ２｝／２）を求める。当該Ｘｃが硬貨の外周最先
端位置３０５のＸ座標であり、Ｙ方向に並行で当該Ｘｃ
を通る直線３０６と硬貨の外周３０２との交点を外周最
先端位置３０５とし、外周最先端位置３０５の座標（Ｘ
ｃ、Ｙｃ）を検出することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示す外
周最先端位置３０５の検出方法では、図４に示すような
問題がある。

【００１５】図４は、図３に示す外周最先端位置３０５
の検出方法における問題点の一例を示す図である。な
お、図４（ａ）および図４（ｂ）の横方向と縦方向とに
ついては図３（ａ）と同様である。

【００１６】図４（ａ）に示す硬貨の外周部の画像４０
１において、硬貨の外周（実線）と外周（点線）とで、
Ｙ方向のずれ４０２が僅かであっても、交点のＸ方向の
ずれ４０３が大きくなってしまう問題がある。

【００１７】また、図４（ａ）の問題により、図４
（ｂ）に示す硬貨の外周部の画像４０４において、Ｘ方
向ライン（Ｘ）は硬貨の外周４０５に対して浅い角度で
交差しているため、２つの交点（４０６、４０７）の検
出精度は極めて低くなり、２つの交点（４０６、４０
７）の中点Ｘｃを精度良く検出するのは困難である。

【００１８】そこで、本発明は、硬貨の外周最先端位置
を精度良く検出することが可能な硬貨識別方法および装
置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、光源から光を被検硬貨の表面に
照射し、該表面からの反射光を撮像センサで受光するこ
とにより、該被検硬貨の画像を取得し、該取得した画像
に基づいて該被検硬貨を識別する硬貨識別方法におい
て、前記画像の構成において、前記被検硬貨の中心から
先端に向かう方向をＹ方向とし、前記Ｙ方向に垂直な方
向をＸ方向とし、前記画像からＸ方向に一定の間隔で区
切ったＹ方向に平行な複数のライン画像を抽出し、前記
ライン画像毎における濃淡変化を示す微分値を算出し、
該算出した微分値の最小値を前記被検硬貨の外周位置と
し、前記ライン画像毎の外周位置のＹ方向座標を検出
し、前記被検硬貨の最外側に位置する外周位置を有する
ライン画像を検索し、該検索されたライン画像のＸ方向
座標と外周位置のＹ方向座標とを前記被検硬貨の外周の
最先端位置の位置座標と認識することを特徴とする。

【００２０】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、前記濃淡変化を示す微分値は、微分波形で表
され、前記微分波形の最小ピーク値を前記被検硬貨の外
周位置とすることを特徴とする。

【００２１】また、請求項３の発明は、請求項２の発明
において、前記微分波形の最小ピーク値が予め設定され
た基準値に達した際に、前記被検硬貨の外周位置として
認識することを特徴とする。

【００２２】また、請求項４の発明は、請求項１の発明
において、前記外周位置のＹ方向座標において、同値の
Ｙ方向座標を有する複数のライン画像が隣接して存在す
る場合、前記複数のライン画像のＸ方向座標の最大値と
最小値との中点を前記被検硬貨の外周の最先端位置のＸ
方向座標とすることを特徴とする。

【００２３】また、請求項５の発明は、光を被検硬貨の
表面に照射する光源と、該表面からの反射光を受光する
ことにより該被検硬貨の画像を取得する撮像センサと、
前記撮像センサで取得した画像に基づいて該被検硬貨を
識別する識別手段とを具備する硬貨識別装置において、
前記画像の構成において、前記被検硬貨の中心から先端
に向かう方向をＹ方向とし、前記Ｙ方向に垂直な方向を
Ｘ方向とし、前記画像からＸ方向に一定の間隔で区切っ
たＹ方向に平行な複数のライン画像を抽出し、前記ライ
ン画像毎における濃淡変化を示す微分値を算出する算出
手段と、前記算出手段で算出した微分値の最小値を前記
被検硬貨の外周位置とし、前記ライン画像毎の外周位置
のＹ方向座標を検出する検出手段と、前記被検硬貨の最
外側に位置する外周位置を有するライン画像を検索する
検索手段と、前記検索手段で検索されたライン画像のＸ
方向座標と外周位置のＹ方向座標とを前記被検硬貨の外
周の最先端位置の位置座標と認識する認識手段とを具備
することを特徴とする。

【００２４】また、請求項６の発明は、請求項５の発明
において、前記算出手段は、前記濃淡変化を示す微分値
を微分波形で表し、前記検出手段は、前記算出手段で算
出した微分波形の最小ピーク値を前記被検硬貨の外周位
置とすることを特徴とする。

【００２５】また、請求項７の発明は、請求項６の発明
において、前記認識手段は、前記微分波形の最小ピーク
値が予め設定された基準値に達した際に、前記被検硬貨
の外周位置として認識することを特徴とする。

【００２６】また、請求項８の発明は、請求項５の発明
において、前記外周位置のＹ方向座標において、同値の
Ｙ方向座標を有する複数のライン画像が隣接して存在す
る場合、前記複数のライン画像のＸ方向座標の最大値と
最小値との中点を前記被検硬貨の外周の最先端位置のＸ
方向座標とすることを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる硬貨識別方
法およ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。

【００２８】図１は、本発明に係わる硬貨識別方法にお
いて、硬貨の外周部の画像１０１から外周最先端位置を
検出する方法を示す図である。

【００２９】図１（ａ）は、硬貨の外周部の画像１０１
である。なお、画像１０１の横方向をＸ方向、縦方向を
Ｙ方向とする。まず、Ｙ方向に向かって各Ｘ座標毎のＹ
方向ライン（Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｘ）上の濃淡波形を作
成する。

【００３０】図１（ｂ）は、図１（ａ）のＹ方向ライン
（Ｙｘ）の濃淡波形の一例を示すグラフ１０２である。
なお、グラフ１０２の横軸はＹ方向、縦軸は濃淡強度で
ある。そして、作成した各Ｘ座標毎のＹ方向ライン（Ｙ
１、Ｙ２、…、Ｙｘ）上の濃淡波形から微分波形を作成
する。

【００３１】図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＹ方向ライン
（Ｙｘ）の濃淡波形から作成した濃淡微分波形の一例を
示すグラフ１０３である。なお、グラフ１０３の横軸は
Ｙ方向、縦軸は濃淡微分である。ここで、図１（ｃ）の
グラフ１０３の濃淡微分波形において、最小ピーク１０
４（濃淡変化が大きい部分）が硬貨の外周端部に相当
し、各Ｘ座標毎の外周端部のＹ座標値Yt(X)を検出して
メモリに保管し、検出した全Ｘ座標の外周端部のＹ座標
値（Yt(1)、Yt(2)、…Yt(X)）における最大値Ymaxを検
出する。検出されたYmaxを示すＸ座標とYmaxとが、硬貨
の外周最先端位置の座標になる。

【００３２】また、本発明に係わる硬貨識別方法におい
て、硬貨の外周最先端位置付近では、外周端部のＹ座標
の変化が緩やかなため、同じYmaxを示すＸ座標が複数存
在してしまう。そこで、これら複数のＸ座標の中で最小
のXminと最大のXmaxとの中点を真の外周最先端位置のＸ
座標とする。

【００３３】次に、硬貨の外周部の画像が硬貨の側面等
に刻設されたエッジ（ギザ等）を含む際に、外周最先端
位置の検出について説明する。

【００３４】図２は、硬貨の外周部の画像２０１が硬貨
の側面等に刻設された微弱なエッジを含む際に、硬貨の
外周部の画像２０１から外周最先端位置を検出する方法
を示す図である。

【００３５】図２（ａ）は、側面等に微弱なエッジを含
む硬貨の外周部の画像２０１である。なお、横方向と縦
方向とについては図１（ａ）と同様である。まず、Ｙ方
向に向かって各Ｘ座標毎のＹ方向ライン（Ｙ１、Ｙ２、
…、Ｙｘ）上の濃淡波形を作成する。

【００３６】図２（ｂ）は、図２（ａ）のＹ方向ライン
（Ｙｘ）の濃淡波形の一例を示すグラフ２０２である。
なお、グラフ２０２の横軸と縦軸とについては図１
（ｂ）と同様である。そして、作成した各Ｘ座標毎のＹ
方向ライン（Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｘ）上の濃淡波形から
微分波形を作成する。ここで、図２（ｂ）のグラフ２０
２の濃淡波形には、硬貨の側面等に刻設された微弱なギ
ザを示す濃淡変化２０３が表れる。

【００３７】図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＹ方向ライン
（Ｙｘ）の濃淡波形から作成した濃淡微分波形の一例を
示すグラフ２０３である。なお、グラフ２０４の横軸と
縦軸とについては図１（ｃ）と同様である。ここで、図
２（ｃ）のグラフ２０４の濃淡微分波形においても、硬
貨の側面等に刻設された微弱なギザを示す濃淡変化２０
５が表れる。従って、微弱なギザを示す濃淡変化２０５
が大きい場合、当該濃淡変化２０５を硬貨の外周端部と
検出してしまう恐れがある。

【００３８】そこで、図２（ｃ）のグラフ２０４の濃淡
微分波形の最小ピークの値が予め設定した基準値２０６
に満たない場合は外周端部として検出しないことで、誤
って硬貨の背景が硬貨の外周最先端位置として検出され
ることを防ぐ。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、硬
貨の外周最先端位置を検出するために、座標位置誤差の
少ない硬貨先端と中心とを結ぶ方向に対する濃淡度の微
分波形から硬貨の外周端部を検出することで、硬貨の外
周最先端位置を精度良く検出する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】本発明に係わる硬貨識別方法において、硬貨の
外周部の画像１０１から外周最先端位置を検出する方法
を示す図である。

【図２】硬貨の外周部の画像２０１が硬貨の側面等に刻
設された微弱なエッジを含む際に、硬貨の外周部の画像
２０１から外周最先端位置を検出する方法を示す図であ
る。

【図３】硬貨の外周部の画像３０１から外周最先端位置
３０５を検出する従来の硬貨位置を求める方法を示す図
である。

【図４】図３に示す外周最先端位置３０５の検出方法に
おける問題点の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１、４０１、４０４ 硬貨の外
周部の画像 １０２、２０２、３０７ 濃淡波形の一例を示すグラ
フ １０３、２０４ 濃淡微分波形の一例を示すグラフ ２０３、２０５ 微弱なギザを示す濃淡変化 ３０２ 外周 ３０３、３０４ ２つの交点 ３０５ 外周最先端位置 ３０６ Ｙ方向に並行で当該Ｘｃを通る直線 ３０８、３０９ 濃淡変化 ４０２ Ｙ方向のずれ ４０３ Ｘ座標のずれ ４０６、４０７ ２つの交点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA12 BB02 BB03 CC00 FF42 JJ03 JJ26 QQ13 QQ25 QQ26 QQ27 QQ28 QQ29 3E002 AA02 AA06 AA07 BD04 BD05 BD06 CA07 EA05 5L096 AA06 BA18 FA09 FA69 GA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から光を被検硬貨の表面に照射し、
   該表面からの反射光を撮像センサで受光することによ
   り、該被検硬貨の画像を取得し、該取得した画像に基づ
   いて該被検硬貨を識別する硬貨識別方法において、 前記画像の構成において、前記被検硬貨の中心から先端
   に向かう方向をＹ方向とし、前記Ｙ方向に垂直な方向を
   Ｘ方向とし、 前記画像からＸ方向に一定の間隔で区切ったＹ方向に平
   行な複数のライン画像を抽出し、前記ライン画像毎にお
   ける濃淡変化を示す微分値を算出し、 該算出した微分値の最小値を前記被検硬貨の外周位置と
   し、前記ライン画像毎の外周位置のＹ方向座標を検出
   し、 前記被検硬貨の最外側に位置する外周位置を有するライ
   ン画像を検索し、 該検索されたライン画像のＸ方向座標と外周位置のＹ方
   向座標とを前記被検硬貨の外周の最先端位置の位置座標
   と認識することを特徴とする硬貨識別方法。
2. 【請求項２】 前記濃淡変化を示す微分値は、微分波形
   で表され、 前記微分波形の最小ピーク値を前記被検硬貨の外周位置
   とすることを特徴とする請求項１記載の硬貨識別方法。
3. 【請求項３】 前記微分波形の最小ピーク値が予め設定
   された基準値に達した際に、前記被検硬貨の外周位置と
   して認識することを特徴とする請求項２記載の硬貨識別
   方法。
4. 【請求項４】 前記外周位置のＹ方向座標において、同
   値のＹ方向座標を有する複数のライン画像が隣接して存
   在する場合、前記複数のライン画像のＸ方向座標の最大
   値と最小値との中点を前記被検硬貨の外周の最先端位置
   のＸ方向座標とすることを特徴とする請求項１記載の硬
   貨識別方法。
5. 【請求項５】 光を被検硬貨の表面に照射する光源と、
   該表面からの反射光を受光することにより該被検硬貨の
   画像を取得する撮像センサと、前記撮像センサで取得し
   た画像に基づいて該被検硬貨を識別する識別手段とを具
   備する硬貨識別装置において、 前記画像の構成において、前記被検硬貨の中心から先端
   に向かう方向をＹ方向とし、前記Ｙ方向に垂直な方向を
   Ｘ方向とし、 前記画像からＸ方向に一定の間隔で区切ったＹ方向に平
   行な複数のライン画像を抽出し、前記ライン画像毎にお
   ける濃淡変化を示す微分値を算出する算出手段と、 前記算出手段で算出した微分値の最小値を前記被検硬貨
   の外周位置とし、前記ライン画像毎の外周位置のＹ方向
   座標を検出する検出手段と、 前記被検硬貨の最外側に位置する外周位置を有するライ
   ン画像を検索する検索手段と、 前記検索手段で検索されたライン画像のＸ方向座標と外
   周位置のＹ方向座標とを前記被検硬貨の外周の最先端位
   置の位置座標と認識する認識手段とを具備することを特
   徴とする硬貨識別装置。
6. 【請求項６】 前記算出手段は、 前記濃淡変化を示す微分値を微分波形で表し、 前記検出手段は、 前記算出手段で算出した微分波形の最小ピーク値を前記
   被検硬貨の外周位置とすることを特徴とする請求項５記
   載の硬貨識別装置。
7. 【請求項７】 前記認識手段は、 前記微分波形の最小ピーク値が予め設定された基準値に
   達した際に、前記被検硬貨の外周位置として認識するこ
   とを特徴とする請求項６記載の硬貨識別装置。
8. 【請求項８】 前記外周位置のＹ方向座標において、同
   値のＹ方向座標を有する複数のライン画像が隣接して存
   在する場合、前記複数のライン画像のＸ方向座標の最大
   値と最小値との中点を前記被検硬貨の外周の最先端位置
   のＸ方向座標とすることを特徴とする請求項５記載の硬
   貨識別装置。