JP3130974B2 - 硬貨識別装置 - Google Patents

硬貨識別装置

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JP3130974B2
JP3130974B2 JP03222142A JP22214291A JP3130974B2 JP 3130974 B2 JP3130974 B2 JP 3130974B2 JP 03222142 A JP03222142 A JP 03222142A JP 22214291 A JP22214291 A JP 22214291A JP 3130974 B2 JP3130974 B2 JP 3130974B2
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    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/005Testing the surface pattern, e.g. relief

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Coins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬貨の模様を識別する
硬貨識別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】硬貨を識別する技術として、例えば特公
昭47−45039号公報に記載されたものがある。こ
れは、硬貨表面の同心円上のパターンを光学的に検出す
るものであり、同心円上の反射光を多数のライトガイド
によって光電変換素子に導き、これらの光電変換素子で
検出された光線量の総和を基準値と比較することによっ
て、硬貨の表面状態を検知するようになっている。しか
しながらこの技術は、厳密な意味では硬貨の表面パター
ンを検出しているとは言い難いものである。つまり、表
面が平らな単なる円板であっても光線反射率さえ一致し
ていれば、真の硬貨と判別してしまい、硬貨表面の凹凸
模様自体を判別できないという問題があるからである。
【0003】この問題を解決して、硬貨の表面の模様パ
ターンを確実に読み取るようにした技術が特公昭63−
51315号公報に開示されている。これは、硬貨の模
様による反射光を同心円上に設けられた光ファイバから
受光素子に導き、各素子から得られた信号を一列にして
予め回転量毎に多数設けらた基準パターンと逐次比較照
合し、一致度がある値以上のときに正貨と判断するもの
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
63−51315号公報に述べられた技術は、検出パタ
ーンに汚れ、キズ等によるノイズが含まれていると、基
準パターンとの比較照合の際に一致度が低く識別不可能
になるという問題があった。現実に、実際の流通硬貨は
通常、汚れ、キズ等を含んでおり、ノイズが多いため上
記公報に記載の技術では確実な識別ができていなかっ
た。
【0005】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
本発明の目的は、汚れ、キズ等のある硬貨でも確実に識
別できる硬貨識別装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、硬貨の模様を
識別する硬貨識別装置に関するもので、本発明の上記目
的は、硬貨の表面の模様により陰影を生ずる角度で、硬
貨面の周囲から光を照射する照射手段と、前記照射手段
によって光が照射された硬貨の表面全体の反射光を受光
するイメージセンサと、前記イメージセンサによる前記
硬貨全体のデータを複数の円環領域に区分けする区分手
段と、前記区分手段によって区分けされたそれぞれの前
記円環領域内での所定角度毎の特徴量の個数を求めて前
記円環領域毎に特徴パターンを形成する特徴パターン形
成手段と、前記特徴パターン形成手段による形成された
円環領域毎の特徴パターンと予め各金種の各円環領域毎
に記憶された基準パターンのうちの外径が等しい金種の
基準パターンとの類似度を角度を回転させながら判断
し、最も類似するときの回転角度を前記円環領域毎に求
める回転角度判断手段と、前記回転角度判断手段により
最も類似すると判断されたときの回転角度が全ての円環
領域でほぼ等しいときにその比較した基準パターンに係
る金種であると決定する金種決定手段とを設けることに
よって達成される。
【0007】
【作用】本発明は硬貨の識別を、硬貨の中心に対する同
心円の円環領域についての2値データを求め、各円環領
域毎に求めた特徴量について同様に各金種の各円環領域
毎に求めておいた基準パターンと角度を回転させながら
比較することによって行なうようになっている。角度を
回転させながら類似度を判断するようになっているの
で、多少のノイズに関係なく正確な識別を行なうことが
できる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示しており、所定
の搬送路を搬送される硬貨1は照射手段10によって全
面に照射され、硬貨面からの反射光は光学系20を介し
てイメージセンサ30に入力され、硬貨の表面全体から
光学的データを取得するようになっている。イメージセ
ンサ30の出力は区分手段40に入力され、イメージセ
ンサ30で取得された硬貨全体のデータを複数の円環領
域に区分する。区分されたデータは特徴パターン形成手
段50に入力され、区分けされた各円環内での所定角度
毎の特徴量の個数を求めて各円環領域毎に特徴パターン
を形成する。この特徴パターンは回転角度判断手段60
に入力され、各円環領域毎の特徴パターンと予め各金種
の各円環領域毎に基準メモリ80に記憶されたパターン
のうちの外径が等しい金種の基準パターンとの、角度を
回転させながらの類似度を判断し、最も類似するときの
回転角度を各円環領域毎に求める。この各円環領域毎の
回転角度は金種決定手段70に入力され、全ての円環領
域で回転角度が等しいときに対応する金種を決定する。
【0009】次に各部の動作を説明する。図2は硬貨1
と、照射手段10と、イメージセンサ30との一構成例
を示しており、図3及び図4は他の構成例を示してい
る。
【0010】図2の(A)は平面図であり、同図(B)
は側面断面図であり、硬貨1はガラス等の透明材で成る
搬送路2上をベルト3に挾持されながら搬送される。搬
送路2の下方には光ファイバ群11が硬貨1に対して円
環状に配設されており、硬貨1の表面全体に光ファイバ
群11を介して、光を浅い角度で照射するようになって
いる。また、図3は多数の発光ダイオード12を硬貨1
に対して円環状に配設した例であり、発光ダイオード1
2の発光によって、搬送される硬貨1の表面全体を浅い
角度で照射するようになっている。更に、図4は円管蛍
光灯13を配設した例を示しており、これによっても硬
貨1の表面全体を浅い角度で照射することができる。
【0011】硬貨1の表面に浅い角度で光を照射する
と、図5に示すように水平部が暗部となり、垂直部が明
部となる。従って、硬貨1の表面を光学系20を介して
イメージセンサ30で撮像してエッジ抽出を行ない2値
化すると、図6に示すような2値画像が得られる。な
お、図6では区分された円環の枠も示されている。この
ような2値画像は特徴パターン形成手段50及び回転角
度判断手段60で処理されるが、実際にはCPU,RO
M,RAM等のコンピュータシステムで、硬貨搬送系か
らのタイミングセンサの信号を入力してソフトウエア的
に処理される。
【0012】図7に示すフローチャートを参照して、本
発明の動作を説明する。先ず硬貨搬送系で搬送される硬
貨1の表面からの反射光を、光学系20を介してイメー
ジセンサ30で読取り、図6に示す如く得られた硬貨模
様データをRAM内の記憶部(図示せず)に記憶する
(ステップS1)。すなわち、搬送されて来る硬貨1が
別途設けられたタイミングセンサによって検出されたと
き、イメージセンサ30により硬貨1の模様を読取り、
記憶部に2値化して一旦取込む。そして、記憶された内
容から外径を判断して例えば500円硬貨なら5、10
0円硬貨又は10円硬貨なら4の円環領域にデータを区
分する(ステップS2)。図8は1〜5の円環領域に区
分した例を示しており、中心部は画像が安定しないとい
う理由で除かれている。円環領域の区分を行なって後、
各円環領域内における微少な所定角度毎の黒又は白の画
素数を特徴パターン形成手段50で算出し、各円環領域
毎に、特徴パターンを形成する(ステップS3)。例え
ば、ある半径を基準として図8に示すように1度毎の半
径方向における黒の画素数を各円環領域毎に算出する
と、全ての円環領域で各360個のデータが得られる。
ここで、1つの円環領域で360個のデータを並べると
1つの特徴パターンができる。この特徴パターンは円環
領域毎に得られる。
【0013】次に、各円環領域の特徴パターンを回転さ
せながら基準パターンと比較する(ステップS4)。す
なわち、例えば第1の円環領域における特徴パターン
を、この貨幣と外径が等しい金種の第1の円環領域の基
準パターンと比較する。このとき、特徴パターンの回転
角度を1度ずつ変えて順次比較する。類似度の比較方法
は、チエビシェフの距離、相関関数等を用いて行なう。
すなわち、チエビシェフ距離は、
【0014】
【数1】 であり、重み付きチエビシェフ距離は、
【0015】
【数2】 である。なお、重みW(W1,W2,W3,…,Wi,
…,Wn)は評価パラメータa,bの確率分布を正規分
布と仮定したときに、重なり度合いが最も小さくなるよ
うにマハラノビスの汎距離を用いて決定する。また、相
関係数は、
【0016】
【数3】 で表わされる。
【0017】次に、各円環領域で最も類似する回転角度
を記憶する(ステップS5)。すなわち、特徴パターン
の回転角度を1度ずつ変えての基準パターンのとの比較
において、最も類似したときの回転角度を記憶するとい
う処理を全ての円環領域の特徴パターンについて行な
う。
【0018】最後に、ステップS5において求めた各円
環領域の回転角度がそれぞれ相互にほぼ等しいか否かを
判断する(ステップS6)。比較の結果、各円環領域に
ついての回転角度が全てほぼ等しいと判断された場合は
金種を決定する(ステップS7)。一方、回転角度のず
れが所定値以上の場合には識別不能と判断する(ステッ
プS8)。
【0019】図9は、本発明を説明するための具体例を
示す図である。ここで、同図(A−1)は基準2値画像
を示す図である、円環n、nについての2値データ
を基準データとして円環ヒストグラムに示したのが同図
(A−2)、(A−3)である。そこで、今ある硬貨の
模様を読取ったところ同図(B−1)に示すような測定
2値画像が得られたとする。本発明の手順に従って基準
2値画像と同一に円環領域の区分を行ない、円環n
についての測定データに基づいて円環ヒストグラム
を作成したのが、同図(B−2)、(B−3)である。
次に、各円環領域ごとに測定データを回転させながら基
準データと比較をし、距離が最小、すなわち最も類似す
る回転角度を探索する。同図(C−1)、(C−2)
は、円環n、nについて距離最小となる回転角度が
決定された様子を示す図である。同図に示すように測定
データにノイズが含まれていても距離が最小となる回転
角度はほぼ一意に決定できる。この具体例の場合、円環
については測定データを3/4I回転したら距離最
小となり、円環nについても測定データを3/4I回
転したら距離最小となった。次に、各円環毎の距離最小
となるまでの回転角度がほぼ等しいか否かを判断するの
であるが、この場合円環2つについてではあるものの回
転角度3/4Iで等しいので、測定した硬貨の種類は比
較した基準データに係る硬貨の種類と等しいと判断でき
る。
【0020】つまり、本発明では、複数の円環領域につ
いての距離最小となる回転角度の関係を調べ、距離最小
となる回転角度がそれぞれほぼ一致していれば比較した
硬貨と同じ種類と判断し、回転角度がそれぞれ異なって
いれば異なる種類であると判断する。尚、測定データに
多少のノイズが含まれていても距離最小となる回転角度
はそれに影響されずに求められる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、各円環領域の測定デー
タを回転しながら予め用意した基準データと比較し、最
も距離の近い回転角度を各円環領域毎に求め、その円環
毎の角度の関係により硬貨の金種判定を行なっているの
で、ノイズがあっても識別可能となり、識別率が向上し
て有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック構成図であ
る。
【図2】硬貨のデータ取得の一構成例を示す図である。
【図3】硬貨のデータ取得の他の構成例を示す図であ
る。
【図4】硬貨のデータ取得の更に他の構成例を示す図で
ある。
【図5】硬貨への光の照射によって明暗部が形成される
様子を示す図である。
【図6】硬貨の2値画像の例を示す図である。
【図7】本発明の動作例を示すフローチャートである。
【図8】円環領域の区分の例を示す図である。
【図9】本発明を説明するための具体例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 硬貨 2 搬送路 3 ベルト 10 照射手段 20 光学系 30 イメージセンサ 40 区分手段 50 特徴パターン形成手段 60 回転角度判断手段 70 金種決定手段 80 基準メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戎 富雄 兵庫県姫路市下手野一丁目3番1号 グ ローリー工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−290786(JP,A) 特開 平4−76689(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G07D 5/00 - 5/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硬貨の表面の模様により陰影を生ずる角
    度で、硬貨面の周囲から光を照射する照射手段と、前記
    照射手段によって光が照射された硬貨の表面全体の反射
    光を受光するイメージセンサと、前記イメージセンサに
    よる前記硬貨全体のデータを複数の円環領域に区分けす
    る区分手段と、前記区分手段によって区分けされたそれ
    ぞれの前記円環領域内での所定角度毎の特徴量の個数を
    求めて前記円環領域毎に特徴パターンを形成する特徴パ
    ターン形成手段と、前記特徴パターン形成手段により形
    成された円環領域毎の特徴パターンと予め各金種の各円
    環領域毎に記憶された基準パターンのうちの外径が等し
    い金種の基準パターンとの類似度を角度を回転させなが
    ら判断し、最も類似するときの回転角度を前記円環領域
    毎に求める回転角度判断手段と、前記回転角度判断手段
    により最も類似すると判断されたときの回転角度が全て
    の円環領域でほぼ等しいときにその比較した基準パター
    ンに係る金種であると決定する金種決定手段とを備える
    ようにしたことを特徴とする硬貨識別装置。
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JPH0676779U (ja) * 1992-01-27 1994-10-28 株式会社カクダイ 浄化水吐水口を備えた切換え弁

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