JP3394984B2 - 硬貨認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硬貨等の種類や真偽を
認識するために使用される硬貨認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、硬貨を受け入れて取り扱う装置が
多く用いられており、特に金融機関などにおいては、預
貯金の取り扱いや振込処理等を自動化するために自動取
引装置（ＡＴＭ）等の自動化機器が広く用いられてい
る。このような自動化機器では、顧客によって硬貨が投
入されると、その硬貨の種類や真偽の認識が行われる。
この処理は、自動化機器内の硬貨鑑別部である硬貨認識
装置によって行われるが、その認識を行うために以下の
ようなものが知られている。

【０００３】例えば特公昭６３−６７７１４号に記載さ
れているように、硬貨の外径や材質によって認識をおこ
なう装置や、特公平３−６３７８０号に記載されている
ように、硬貨の厚さによって認識を行う装置がある。ま
た、硬貨の外径を検出する装置として、例えば、特公平
２−４８９５１号に記載されているものがあり、さら
に、硬貨の厚さを検出する装置として、特公平４−１２
５１８号に記載されているものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の硬貨認識装置では、硬貨の外径や材質が近
似している場合、例えば外国硬貨の５００ウォン硬貨と
５００円硬貨とは外径と材質がほぼ近似し、厚さが１０
０μｍ程度異なるだけであるため、この違いを検出する
ために、厚さ検知センサを必要としたり、複雑な判定回
路を必要とし、コスト上昇の原因となっていた。

【０００５】また、材質センサは、その検知特性が温度
の影響を受けて変化するため、これを補正する補助回路
を要し、これもコスト上昇の原因となっていた。従っ
て、低コストでかつ硬貨認識を正確に行うことのできる
硬貨認識装置が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送される硬
貨の面を照射する光源と、その硬貨の面の正反射光を硬
貨のアナログ画像として読み取る読み取り部と、その硬
貨のアナログ画像を取り込んでデジタル画像データに変
換する画像取り込み部と、そのデジタル画像データを記
憶する画像記憶部と、そのデジタル画像データにおける
各画素を二値化データで表す二値化部と、硬貨を判定す
るための基準データを格納した登録パタン格納部と、二
値化部で得られた二値化データを解析し、登録パタン格
納部の基準データと比較することによって硬貨の判定を
行う判定部とを備える。

【０００７】

【作用】前記画像取り込み部が、硬貨の中心点データを
抽出し、前記判定部が、前記画像取り込み部において抽
出された中心点データに基づき、二値化部により得られ
た二値化データの当該硬貨のある直径に対応する部分を
解析し、その二値のうちの予め定めた一方の値が最も長
く連続したところの長さを最大連続長として抽出する。

【０００８】更に、前記判定部が、前記直径と所定の角
度を成す複数の直径についてもそれぞれの最大連続長を
抽出して最大連続長分布を取り出し、該最大連続長分布
と予め登録パタン格納部に格納された基準データとを比
較することにより硬貨の判定を行う。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図を用いて説明す
る。 第１実施例 図１は、第１実施例の構成説明図である。図１の（ａ）
は、搬送中の硬貨１を上から見た状態を示しており、
（ｂ）はその硬貨１を側面から見た状態を表している。

【００１０】図において、２は搬送路であり、スリット
状の窓３を設けてある。硬貨１は搬送路２上を、例えば
図の矢印Ａの方向に搬送されることになる。４は光源で
あり、例えば蛍光灯やラインフィラメントランプ等のラ
イン光源から成る。この光源４からの光は、スリット５
を介して用いられる。６はハーフミラーを示しており、
スリット５からの光の照射方向を硬貨１の面に対して垂
直にするように設置してある。

【００１１】７は読み取り部であり、例えばＣＣＤ等の
ラインイメージセンサによって構成され、前記ハーフミ
ラー６を通して硬貨面からの正反射光を受けるように、
硬貨面の垂直軸上に設置されている。上記の各構成要素
は、光源４からの光がスリット５を通って照射され、ハ
ーフミラー６によってその照射方向が硬貨面の垂直軸方
向となり、かつ、この垂直軸上に読み取り部７が位置し
ていて、硬貨面からの正反射光を受光するように配置さ
れている。また、窓３や読み取り部７等の上記構成要素
は、認識対象とする硬貨のうちの最大の直径をもつ硬貨
の直径以上の長さに設定されていて、認識対象硬貨種の
全てについて走査可能としてある。

【００１２】８は画像取り込み部であり、読み取り部７
によって読み取られたアナログ画像データである硬貨１
の反射光強度のデータを取り込み、Ａ／Ｄ変換してデジ
タル画像データを作成し、これを例えばフレームメモリ
等から成る画像記憶部９に書き込んで記憶させる。ま
た、画像取り込み部８は、硬貨１の外径とその中心点を
抽出することもできる。

【００１３】１０は二値化部であり、上記デジタル画像
データから、二値化を行うための閾値を設定し、かつ、
この閾値と画像データとの比較によって、二値化した画
像データを出力するものである。１１は判定部を示して
おり、二値化部１０からの二値化データと、登録パタン
格納部１２に格納されている基準データである登録パタ
ンとを比較し、硬貨１の金種および真偽を判定する機能
を有している。その登録パタン格納部１２は、例えばＲ
ＯＭやＲＡＭあるいは磁気ディスク装置等から成る記憶
手段により構成されている。

【００１４】次に、上記構成の硬貨認識装置の動作につ
いて説明する。硬貨１が硬貨認識装置内に投入される
と、光源４が点灯し、スリット５を通過した光がハーフ
ミラー６で反射して硬貨１の下側面を照射する。硬貨面
より正反射した光は、ハーフミラー６を透過して、読み
取り部７に入射する。ここで、硬貨１の面の模様を成す
面上の凹凸パタンは、下記のようにして鮮明に抽出され
ることになる。

【００１５】図２は凹凸パタン抽出の説明図であり、硬
貨面の模様を形成する面上の凹凸部分を示している。図
１の（ｂ）では硬貨下面を、ハーフミラー６によって反
射した光が、下から上方向に照射するように示してある
が、図２では分かりやすく図示するために、この上下関
係を逆転させて表現してある。すなわち、図２において
は、ハーフミラー６からの照射光１３が硬貨１の面に反
射し、硬貨１からの反射光１４として反射することにな
る。

【００１６】まず、図２の（ａ）では、照射光１３は硬
貨１の平坦な部分を照射するため、反射光１４ａは照射
光１３の方向の逆方向へ向かう。このことにより、反射
光１４ａは正反射光として、図１に示したようにハーフ
ミラー６を透過して読み取り部７に入射する。一方、図
２の（ｂ）に示す場合には、照射光１３が硬貨面上の凸
部の図２における左上がり部分を照射するため、反射光
１４ｂは正反射光の方向とは異なる方向へ向かう。この
ため、反射光１４ｂはハーフミラー６には向かわず、し
たがって読み取り部７には入射しない。

【００１７】また、図２の（ｃ）では、照射光１３は硬
貨面上の凸部上の平坦な部分を照射するために、反射光
１４ｃは図２（ａ）の場合と同様に、正反射光としてハ
ーフミラー６を透過して読み取り部７に入射する。さら
に、図２（ｄ）に示す場合では、照射光１３は硬貨面上
の図２における左下がり部分を照射するため、反射光１
４ｄは正反射光の方向とは別の方向へ向かう、このた
め、反射光１４ｄは図２（ｂ）の場合と同様に読み取り
部７には入射しない。

【００１８】このようにして、硬貨１の面上の模様は、
この硬貨面の状態が平坦になっている部分では、その正
反射光によって明るくなり、一方、斜めに傾斜している
部分では、陰となり暗くなって現れてくるため、硬貨１
の面上の凹凸パタンを読み取ることができる。図３は画
像データの説明図であり、画像取り込み部によって得ら
れたデジタル画像データを概念的に示している。

【００１９】図において、１５はデジタル画像データで
ある。該画像データ１５の中の白抜きで示された部分が
硬貨の画像１６であり、該硬貨の画像１６部分に、硬貨
面の模様を形成する上述の凹凸パタンが存在する。この
画像データ１５から、硬貨１の外径および中心点位置を
抽出する。図にはｘ軸およびｙ軸が示されており、この
ｘ軸に対応して硬貨１の端点座標ｘ_s およびｘ_e が求め
られ、ｙ軸に対応して硬貨１の端点座標ｙ_s およびｙ_e
が求められる。また、前記端点座標から中心点座標（ｘ
_c ，ｙ_c ）が算出される。これらの外径データおよび中
心点データは判定部１１へ出力される。

【００２０】二値化部１０は、まず、画像取り込み部８
によって得られた画像データを、例えば画像記憶部９か
ら読み出すこと等によって取り出し、その濃淡値を表す
濃度の発生頻度分布を抽出する。硬貨１の画像を二値化
するためには、硬貨１毎の汚れや錆その他による出力の
変動や、読み取り部７の経時変化等の変動にとらわれな
いように、適切な閾値を決定するとよい。例えば、濃度
分布の平均値を算出し、これに基づいて最適閾値を決定
すること等による。

【００２１】図４は閾値決定の説明図である。図の横軸
には対象画像の濃度をとり、縦軸にはこの濃度の発生頻
度をとっている。図では濃度の平均値を閾値１７として
定めた場合を示しているが、この他にも、例えば濃度発
生頻度の分布形状が２つのピークを持つ場合に、そのピ
ークの谷となる部分を閾値として決定する方法等があ
る。これらの中から、対象となる硬貨の性質に最も適し
た方法を選んで、閾値を決定するとよい。この閾値に基
づいて二値化された二値化データは、判定部１１へ出力
される。

【００２２】判定部１１は、まず、画像取り込み部８よ
り出力された中心点（ｘ_c ，ｙ_c ）データを基に、二値
化部１０より出力された二値化データを読み出し、中心
点を通過する直線、すなわち直径の線上の黒（白）画素
をカウントするようにして、その線上に存在する黒
（白）画素の最大連続長を求める。図５は画素の最大連
続長検出の説明図であり、判定部１１の上記の動作を説
明するものである。

【００２３】図に示すように、二値画像の硬貨１の外縁
に対応する円において、その円の中心を通る直線の一つ
を基準軸１８として決定し、その円の中心を通るととも
にこの基準軸１８から角度θだけ傾いた直線１９を指定
して、この直線１９上の二値画像を抽出する。図のグラ
フ部分の横軸２０はその直線１９に対応している。ま
た、縦軸２１は二値画像出力に対応し、”１”が黒、”
０”が白である。

【００２４】上記横軸２０には直線１９の座標がとって
あり、この横軸２０に存在する画像の黒または白画素が
連続して発生している部分のうち、最も長く連続した部
分を黒（白）の最大連続長２２として抽出する。判定部
１１は、次に、傾斜角度θの値を変化させ、各θ値毎に
このような最大連続長２２を抽出して最大連続長分布を
得る。

【００２５】図６は最大連続長分布グラフである。この
グラフの横軸２３に傾斜角度θを、縦軸２４に最大連続
長をとった。２５は各傾斜角度θに対する最大連続長分
布を示している。また、２６はこのような最大連続長分
布２５においてピークとなった部分を示している。通
常、硬貨１は円形物体であるために、凹凸パタンの方向
性が安定していない。このため、異なる角度の状態で走
査された場合に、得られる最大連続長分布が相違してし
まう。

【００２６】図７は他の最大連続長分布グラフである。
図に示すように、同じ硬貨１を用いた場合でも、硬貨１
の角度によって、図６とは異なった分布形状の最大連続
長分布２７が得られる。なお、２８は最大連続長分布２
７のピークとなった部分を示している。上記の図６およ
び図７の最大連続長分布を、それぞれピークになった部
分を基準として取り直すことにより比較してみる。

【００２７】図８はピーク値の部分を基準とした最大連
続長分布グラフであり、図６および図７に示す分布はそ
れぞれのピーク値の部分を基準２９とすることにより、
この図８の最大連続長分布３０と同じ分布を示すことに
なる。このように、ピーク値の部分を基準として最大連
続長分布をとることにより、硬貨１の方向性に左右され
ず、常に安定したデータを抽出することができる。

【００２８】また、判定部１１は、画像取り込み部８よ
り出力された外径データを基にして、当該硬貨の金種を
判別する。すなわち、硬貨１の外径データを用いて、そ
の硬貨１が受け入れ対象である硬貨であるかどうかを調
べる。例えば国内の５００円、１００円、５０円、１０
円、５円、１円を受け入れ対象としている場合には、当
該硬貨１がこれらの金種のうちのどれに当たるかを判別
し、どの金種の外径データにも該当しない場合にはこれ
を除外する。

【００２９】判別部１１は、このようにして硬貨１の金
種が判別されると、登録パタン格納部１２に予め格納さ
れたいくつかの最大連続長分布の基準の分布のうち、最
も外径データが近似する最大連続長分布の基準の分布を
取り出し、この基準データである登録パタンと、当該硬
貨１の最大連続長分布とを比較して、その真偽を判別す
るものである。

【００３０】したがって、外径や厚さ等が近似している
硬貨であっても、硬貨面の凹凸パタンからのデータを比
較することにより、高精度の判別を行うことができる。
例えば、国内の硬貨を受け入れ対象としているところ
に、外径や厚さ等が類似した外国の硬貨が投入された場
合であっても、正確な判定を行ってこれを排除すること
ができる。

【００３１】また、硬貨１の認識を必要とする硬貨面の
全領域の画像を読み取って、その画像から一定の統計量
を抽出して、二値化閾値を決定するようにしたので、認
識対象の判別データは硬貨表面における局所的な汚れや
錆に影響されないものとなり、常に安定した認識が可能
となる。さらに、二値化した画像から、黒または白画素
が分布する特徴を、硬貨の回転角度に関わらずに抽出可
能としたことにより、硬貨１の投入角度や搬送状況に関
わらず常に安定した高精度の認識が可能となる。

【００３２】また、対象とする硬貨の外径データを基に
予め金種を想定し、その金種に対応する登録パタンを基
準データとして選択して真偽判別処理を行うこととした
ので、無用の判別処理を省略し、処理時間を短縮するこ
とができる。そして、このように処理時間が短縮される
ため、硬貨の搬送スピードのばらつきを抑えることがで
きる。

【００３３】なお、本発明は上記構成の装置に限定され
るものではなく、硬貨面を走査して解析することができ
る装置であればどのような構成としてもよい。図９はそ
の他の構成例の説明図であり、この例では、図１のスリ
ット５の代わりに光学レンズ３１を用いている。この光
学レンズ３１は、例えば非球面レンズやセルフォッグレ
ンズ等から成り、その焦点位置は硬貨面と読み取り部７
の受光面である。したがって、この光学レンズ３１で光
が収束されることにより、光源４からの光はハーフミラ
ー６で反射して硬貨１の面を照射した後、読み取り部７
に入射され、上記説明と同様に解析・判別が行われるこ
とになる。

【００３４】第２実施例 図１０は、第２実施例の構成説明図である。図１０の
（ａ）は、搬送中の硬貨１を上から見た状態を示してお
り、（ｂ）はその硬貨１を側面から見た状態を表してい
る。図において、２は搬送路であり、スリット状の窓３
を設けてある。硬貨１は搬送路２上を、例えば図の矢印
Ａの方向に搬送されることになる。

【００３５】４は光源であり、例えば蛍光灯やラインフ
ィラメントランプ等のライン光源から成る。この光源４
からの光は、スリット５を介して用いられる。６はハー
フミラーを示しており、スリット５からの光の照射方向
を硬貨１の面に対して垂直にするように設置してある。
７は読み取り部であり、例えばＣＣＤ等のラインイメー
ジセンサによって構成され、前記ハーフミラー６を通し
て硬貨面からの正反射光を受けるように、硬貨面の垂直
軸上に設置されている。

【００３６】上記の各構成要素は、光源４からの光がス
リット５を通って照射され、ハーフミラー６によってそ
の照射方向が硬貨面の垂直軸方向となり、かつ、この垂
直軸上に読み取り部７が位置していて、硬貨面からの正
反射光を受光するように配置されている。８は画像取り
込み部であり、読み取り部７によって読み取られたアナ
ログ画像データである硬貨１の反射光強度のデータを取
り込み、Ａ／Ｄ変換してデジタル画像データを作成し、
これを例えばフレームメモリ等から成る画像記憶部９に
書き込んで記憶させる。また、画像取り込み部８は、硬
貨１の外径とその中心点を抽出することもできる。

【００３７】１０は二値化部であり、上記デジタル画像
データから、二値化を行うための閾値を設定し、かつ、
この閾値と画像データとの比較によって、二値化した画
像データを出力するものである。３２は判定部を示して
おり、二値化部１０からの二値化データと、登録パタン
格納部３３に格納されている基準データである登録パタ
ンとを比較し、硬貨１の金種および真偽を判定する機能
を有している。その登録パタン格納部３３は、例えばＲ
ＯＭやＲＡＭあるいは磁気ディスク装置等から成る記憶
手段により構成されている。

【００３８】図１１は判定部と登録パタン格納部のブロ
ック図であり、この図を用いて判定部３２についてさら
に詳述する。３４は境界線成分抽出部であり、二値化さ
れた画像の白／黒境界線を抽出するためのものである。
３５は圧縮部であり、境界線線分抽出部３４から出力さ
れた二値画像である境界線成分画像を一般的に知られて
いる圧縮方式により圧縮してそのデータサイズを小さく
し、圧縮二値画像データを得る。３６は照合部であり、
その圧縮二値画像データと、登録パタン格納部３３に格
納された基準データとを比較し、硬貨の金種および真偽
を判定する。

【００３９】このように、判定部３２は上記の境界線成
分抽出部３４、圧縮部３５および照合部３６から構成さ
れており、登録パタン格納部３３とともにはたらいて、
硬貨認識処理を行うことになる。次に、上記構成の硬貨
認識装置の動作について説明する。硬貨１が硬貨認識装
置内に投入されると、光源４が点灯し、スリット５を通
過した光がハーフミラー６で反射して硬貨１の下側面を
照射する。

【００４０】硬貨面より正反射した光は、ハーフミラー
６を透過して、読み取り部７に入射する。ここで、硬貨
１の面の模様を成す面上の凹凸パタンは、下記のように
して鮮明に抽出されることになる。図２は凹凸パタン抽
出の説明図であり、硬貨面の模様を形成する面上の凹凸
部分を示している。図１０の（ｂ）では硬貨下面を、ハ
ーフミラー６によって反射した光が、下から上方向に照
射するように示してあるが、図２では分かりやすく図示
するために、この上下関係を逆転させて表現してある。
すなわち、図２においては、ハーフミラー６からの照射
光１３が硬貨１の面に反射し、硬貨１からの反射光１４
として反射することになる。

【００４１】まず、図２の（ａ）では、照射光１３は硬
貨１の平坦な部分を照射するため、反射光１４ａは照射
光１３の方向の逆方向へ向かう。このことにより、反射
光１４ａは正反射光として、図１に示したようにハーフ
ミラー６を透過して読み取り部７に入射する。一方、図
２の（ｂ）に示す場合には、照射光１３が硬貨面上の凸
部の図２における左上がり部分を照射するため、反射光
１４ｂは正反射光の方向とは別の方向へ向かう。このた
め、反射光１４ｂはハーフミラー６には向かわず、した
がって読み取り部７には入射しない。

【００４２】また、図２の（ｃ）では、照射光１３は硬
貨面上の凸部上の平坦な部分を照射するために、反射光
１４ｃは図２（ａ）の場合と同様に、正反射光としてハ
ーフミラー６を透過して読み取り部７に入射する。さら
に、図２（ｄ）に示す場合では、照射光１３は硬貨面上
の図２における左下がり部分を照射するため、反射光１
４ｄは正反射光の方向とは別の方向へ向かう、このた
め、反射光１４ｄは図２（ｂ）の場合と同様に読み取り
部７には入射しない。

【００４３】このようにして、硬貨１の面上の模様は、
この硬貨面の状態が平坦になっている部分では、その正
反射光によって明るくなり、一方、斜めに傾斜している
部分では、陰となり暗くなって現れてくるため、硬貨１
の面上の凹凸パタンを読み取ることができる。図３は画
像データの説明図であり、画像取り込み部によって得ら
れたデジタル画像データを概念的に示している。

【００４４】図において、１５はそのデジタル画像デー
タである。該画像データ１５の中の白抜きで示された部
分が硬貨の画像１６であり、該硬貨の画像１６部分に、
硬貨面の模様を形成する上述の凹凸パタンが存在する。
この画像データ１５から、硬貨１の外径および中心点位
置を抽出する。図にはｘ軸およびｙ軸が示されており、
このｘ軸に対応して硬貨１の端点座標ｘ_s およびｘ_e が
求められ、ｙ軸に対応して硬貨１の端点座標ｙ_s および
ｙ_e が求められる。また、前記端点座標から中心点座標
（ｘ_c ，ｙ_c ）および外径データが算出される。これら
の外径データおよび中心点データは判定部３２へ出力さ
れる。

【００４５】二値化部１０は、まず、画像取り込み部８
によって得られた画像データを、例えば画像記憶部９か
ら読み出すこと等によって取り出し、その濃淡値を表す
濃度の発生頻度分布を抽出する。硬貨１の画像を二値化
するためには、硬貨１毎の汚れや錆その他による出力の
変動や、読み取り部７の経時変化等の変動にとらわれな
いように、適切な閾値を決定するとよい。例えば、濃度
分布の平均値を算出し、これに基づいて最適閾値を決定
すること等による。

【００４６】図４は閾値決定の説明図である。図の横軸
には対象画像の濃度をとり、縦軸にはこの濃度の発生頻
度をとっている。図では濃度の平均値を閾値１７として
定めた場合を示しているが、この他にも、例えば濃度発
生頻度の分布形状が２つのピークを持つ場合に、そのピ
ークの谷となる部分を閾値として決定する方法等があ
る。これらの中から、対象となる硬貨の性質に最も適し
た方法を選んで、閾値を決定するとよい。この閾値に基
づいて二値化された二値化データは、判定部３２へ出力
される。

【００４７】この判定部３２は、まず、境界線成分抽出
部３４によって、その二値化データの白／黒の境界線成
分画像を抽出する。図１２は境界線成分抽出のためのテ
ンプレートの説明図である。ここでは一例として、３×
３で構成するテンプレート３７を挙げてある。このテン
プレート３７には白画素３８と黒画素３９があり、白／
黒の境界がテンプレートの中心を通るように構成されて
いる。認識対象となるデータが、図中のいずれかのテン
プレートに一致していれば、そこが白／黒境界線である
と判断し、これに対応させて黒画素を出力することによ
り、境界線成分画像を得る。

【００４８】圧縮部３５は、このようにして出力された
二値画像である境界線成分画像を変換し、一般的に知ら
れている圧縮方式を適応することにより、そのデータサ
イズを小さくする。図１３は圧縮方式の一例の説明図で
ある。図において、４０は境界線成分抽出部３４から出
力された境界線成分画像であり、４１はその出力画像４
０を分割したサブ領域を示している。図のｘ方向、ｙ方
向それぞれを、例えば４分の１に圧縮する場合には、こ
のサブ領域は４×４の大きさとする。このサブ領域中の
１６個の画素のうち、例えば１つか２つ等の所定の数の
黒画素があれば、これに対応して黒画像を出力するとい
うようにして圧縮を行う。その所定の画素数は、３つま
たは４つ等とする場合もあり、認識対象に応じて適宜定
めるものとする。

【００４９】なお、ここでは図のｘ方向、ｙ方向それぞ
れについて４分の１に圧縮する例を挙げて説明したが、
これはその他の圧縮率としてもよく、例えば５分の１や
８分の１等としてもよい。圧縮率が大きいほどデータの
量が減って処理量が少なくなり、高速化が図れるが、判
別の精度は逆に低下することになるので、認識の対象に
応じて最適の圧縮率を定めるとよい。

【００５０】照合部３６は、まず、画像取り込み部８よ
り出力された外径データを基に、当該硬貨１の金種を判
別する。すなわち、硬貨１の外径データを用いて、その
硬貨１が受け入れ対象である硬貨であるかどうかを調べ
る。例えば国内の５００円、１００円、５０円、１０
円、５円、１円を受け入れ対象としている場合には、当
該硬貨１がこれらの金種のうちのどれに当たるかを判別
し、どの金種の外径データにも該当しない場合にはこれ
を除外する。

【００５１】そして、予め登録パタン格納部３３に記憶
しておいた基準画像のうち、最も外径データの値が近似
する基準画像を取り出し、圧縮部３５で圧縮して出力し
た圧縮二値画像データと、以下のようにマッチングで比
較し、当該硬貨１の真偽を判定する。図１４は照合部の
動作説明図である。図において、４２は圧縮部３５から
の出力画像である圧縮二値画像データを示している。４
３は基準データであり、硬貨を所定の角度毎に回転させ
て、対応する基準データをそれぞれ登録パタン格納部３
３に格納した状態を概念的に示している。

【００５２】照合部３６は当該硬貨１に対応する上記画
像データ４２を基準データ４３とマッチングして、一致
率が所定の基準値よりも大きい場合に、その画像データ
４２が真であると判定する。なお、登録パタン格納部３
３に納められている基準画像４３は、金種毎にその表裏
両面について、所定の刻み角度ずつ回転させたデータを
用意してある。例えばこの所定の刻み角度を５度とする
と、各硬貨の表裏面のそれぞれについて、５度刻みで１
周分回転させて基準データ化してあることになる。

【００５３】上記所定の角度は５度に限らず、例えば１
０度刻み等としてもよい。刻み角度が大きいほど処理量
が少なくなるが、認識の精度は逆に低下するので、認識
対象に応じて最適な刻み角度を用いるとよい。上述のよ
うに、対象となる硬貨面の凹凸パタンを比較することと
したため、外径や厚さ等が近似している硬貨であって
も、高精度の判別を行うことができる。例えば、国内の
硬貨を受け入れ対象としているところに、外径や厚さ等
が類似した外国の硬貨が投入された場合であっても、正
確な判定を行ってこれを排除することができる。

【００５４】また、硬貨１の認識対象となる硬貨面の全
領域の画像を読み取って、その画像から一定の統計量を
抽出して、二値化のための閾値を決定するようにしたの
で、認識対象の判別データは硬貨表面における局所的な
汚れや錆に影響されないものとなり、常に安定した認識
が可能となる。さらに、二値化した画像を圧縮すること
により、画像データサイズが小さくなり、処理量が減っ
て処理時間を短縮することができる。そして、このよう
に処理時間が短縮されるため、硬貨の搬送スピードのば
らつきを抑えることができる。

【００５５】また、登録パタン格納部３３に一定の角度
刻み毎の全回転角度領域についての基準画像を記憶させ
たことにより、認識時の複雑な回転補正が不要となり、
簡単な処理で正確に真偽判定を行うことができる。その
上、対象とする硬貨の外径データを基に予め金種を想定
し、その金種に対応する登録パタンを基準データとして
選択して真偽判別処理を行うこととしたので、無用の判
別処理を省略し、処理時間を短縮することができる。

【００５６】なお、本発明は上記構成の装置に限定され
るものではなく、硬貨面を走査して解析することができ
る装置であればどのような構成としてもよい。図１５は
その他の構成例の説明図であり、この例では、図１０の
スリット５の代わりに光学レンズ３１を用いている。こ
の光学レンズ３１は、例えば非球面レンズやセルフォッ
グレンズ等から成り、その焦点位置は硬貨面と読み取り
部７の受光面である。したがって、この光学レンズ３１
で光が収束されることにより、光源４からの光はハーフ
ミラー６で反射して硬貨１の面を照射した後、読み取り
部７に入射され、上記説明と同様に解析・判別が行われ
ることになる。

【００５７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、対象となる
硬貨面の凹凸パタンを基準データと比較することにより
硬貨の判定を行うこととしたため、外径や厚さ等が近似
している硬貨であっても、高精度の認識を行うことが可
能となる効果を有する。また、材質センサや厚さ検知セ
ンサ、その他複雑な回路等を用いずとも正確な判定を行
うことができるので、低コストで高精度の装置を提供す
ることが可能となる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の構成説明図

【図２】凹凸パタン抽出の説明図

【図３】画像データの説明図

【図４】閾値決定の説明図

【図５】画素の最大連続長検出の説明図

【図６】最大連続長分布グラフ

【図７】他の最大連続長分布グラフ

【図８】ピーク値の部分を基準とした最大連続長分布グ
ラフ

【図９】その他の構成例の説明図

【図１０】第２実施例の構成説明図

【図１１】判定部と登録パタン格納部のブロック図

【図１２】境界線成分抽出のためのテンプレートの説明
図

【図１３】圧縮方式の一例の説明図

【図１４】照合部の動作説明図

【図１５】その他の構成例の説明図

【符号の説明】

１ 硬貨 ４ 光源 ７ 読み取り部 ８ 画像取り込み部 ９ 画像記憶部 １０ 二値化部 １１ 第１実施例の判定部 １２ 第１実施例の登録パタン格納部 ３２ 第２実施例の判定部 ３３ 第２実施例の登録パタン格納部 ３４ 境界線成分抽出部 ３５ 圧縮部 ３６ 照合部 ４１ サブ領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G07D 5/00 - 5/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送される硬貨の面を照射する光源と、 前記硬貨の面の正反射光をその硬貨のアナログ画像とし
   て読み取る読み取り部と、 前記硬貨のアナログ画像を取り込んでデジタル画像デー
   タに変換する画像取り込み部と、 そのデジタル画像データを記憶する画像記憶部と、 そのデジタル画像データにおける各画素を二値化データ
   で表す二値化部と、 前記硬貨を判定するための基準データを格納した登録パ
   タン格納部と、 前記二値化部で得られた二値化データを解析し、前記登
   録パタン格納部の基準データと比較することによって硬
   貨の判定を行う判定部とを備え、 前記画像取り込み部が、硬貨の中心点データを抽出し、 前記判定部が、前記画像取り込み部において抽出された
   中心点データに基づき、二値化部により得られた二値化
   データの当該硬貨のある直径に対応する部分を解析し、
   その二値のうちの予め定めた一方の値が最も長く連続し
   たところの長さを最大連続長として抽出し、前記直径と
   所定の角度を成す複数の直径についてもそれぞれの最大
   連続長を抽出して最大連続長分布を取り出し、該最大連
   続長分布と予め登録パタン格納部に格納された基準デー
   タとを比較することにより硬貨の判定を行うことを特徴
   とする硬貨認識装置。
2. 【請求項２】 搬送される硬貨の面を照射する光源と、 前記硬貨の面の正反射光をその硬貨のアナログ画像とし
   て読み取る読み取り部と、 前記硬貨のアナログ画像を取り込んでデジタル画像デー
   タに変換する画像取り込み部と、 そのデジタル画像データを記憶する画像記憶部と、 そのデジタル画像データにおける各画素を二値化データ
   で表す二値化部と、 前記硬貨を判定するための基準データを格納した登録パ
   タン格納部と、 前記二値化部で得られた二値化データを解析し、前記登
   録パタン格納部の基準データと比較することによって硬
   貨の判定を行う判定部とを備え、 前記判定部は、二値化部により得られた二値化データに
   ついてテンプレートと一致をとることで前記二値のいず
   れかの値による境界線成分画像を抽出する境界線成分抽
   出部と、該境界線成分画像によって得られる硬貨面全体
   の凹凸パタンを表す二値画像データと予め登録パタン格
   納部に登録パタンとして格納されている基準データとを
   比較して硬貨を判別する照合部を有することを特徴とす
   る硬貨認識装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 境界線成分抽出部から得られた境界線成分画像をサブ領
   域に分割して、各サブ領域の中で、二値のうちの一方の
   値を有する画素が所定数以上存在する場合に、その一方
   の値をそのサブ領域を代表する値として決定して圧縮二
   値画像データを抽出し、該圧縮二値画像データを照合部
   に出力する圧縮部を設け、 照合部が、その圧縮二値画像データと予め登録パタン格
   納部に格納しておいた基準データとを比較して判別を行
   うことを特徴とする硬貨認識装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３において、 予め登録パタン格納部に、硬貨の複数の回転角度に応じ
   た基準データを登録しておくことを特徴とする硬貨認識
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３、または
   請求項４において、 画像取り込み部が、硬貨の外径データを抽出し、 判別部が、該外径データに基づいてその硬貨の種類を判
   別し、登録パタン格納部の基準データのうちその硬貨の
   種類に対応した基準データのみを比較の対象として硬貨
   の真偽を判別することを特徴とする硬貨認識装置。
6. 【請求項６】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
   ４、または請求項５において、 二値化部が、硬貨の面の正反射光強度に対応させて閾値
   を決定し、該閾値に基づいて二値化を行うことを特徴と
   する硬貨認識装置。