JP5054188B2 - 硬貨中心検出装置および硬貨中心検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、硬貨を撮像した硬貨画像における硬貨中心を検出する硬貨中心検出装置および硬貨中心検出方法に関し、特に、硬貨の外縁に付着物があったり硬貨の外縁に欠けがあったりする場合であっても硬貨画像における硬貨中心を高精度に検出することができる硬貨中心検出装置および硬貨中心検出方法に関するものである。

搬送路を搬送される硬貨を撮像した硬貨画像と、硬貨の金種ごとにあらかじめ用意されたテンプレート画像とを照合することで硬貨の金種を判別したり、不正硬貨をリジェクトしたりする硬貨識別装置が知られている。

このような硬貨識別装置では、所定の向き（たとえば、１０円硬貨の場合「１０」という文字が正立する向き）のテンプレート画像を用意しておき、さまざまな向きで搬送される硬貨の硬貨画像を回転補正してテンプレート画像と照合する処理が行われる。

ここで、回転補正を行うためには、硬貨画像における硬貨の中心位置（以下、「硬貨中心」と記載する）を取得する必要がある。たとえば、特許文献１や特許文献２には、硬貨画像上に直交するＸ軸およびＹ軸を設定し、硬貨画像における各画素の画素値を用いてＸ軸およびＹ軸についてそれぞれ射影ヒストグラムを生成し、各射影ヒストグラムが所定値を上回る領域に硬貨が存在すると仮定して硬貨中心を検出する技術が開示されている。

特許３２７１８８９号公報 特許３３６１５９０号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２のように射影ヒストグラムを用いて硬貨中心を検出する手法をとった場合、硬貨の外縁（エッジ部分）に異物が付着していたり、硬貨の外縁に欠けがあったりすると、硬貨中心を誤検出してしまうという問題がある。その理由は、「異物の付着」あるいは硬貨の「欠け」が射影ヒストグラムに反映されてしまい、硬貨の存在範囲を誤検出してしまうためである。

また、近年では、硬貨の外縁部分に凹みが設けられた硬貨も登場してきており、このような外縁が真円ではない硬貨に、上記した射影ヒストグラムを用いる手法をとった場合にも、「異物の付着」や「欠け」と同様な問題が発生する。

これらのことから、硬貨の外縁に付着物があったり硬貨の外縁に欠けがあったりする場合であっても硬貨画像における硬貨中心を高精度に検出することができる硬貨中心検出装置あるいは硬貨中心検出方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。なお、かかる課題は、硬貨画像における硬貨中心を用いて回転補正を行う硬貨識別装置についても同様に発生する課題である。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、硬貨の外縁に付着物があったり硬貨の外縁に欠けがあったりする場合であっても硬貨画像における硬貨中心を高精度に検出することができる硬貨中心検出装置および硬貨中心検出方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、硬貨を撮像した硬貨画像における硬貨中心を検出する硬貨中心検出装置であって、あらかじめ用意されたテンプレート画像から硬貨の外縁の一部を切り出した複数の外縁部分テンプレートを記憶部へ登録する登録手段と、前記外縁部分テンプレートと前記硬貨画像とを照合することで当該外縁部分テンプレートを当該硬貨画像における適合する位置へそれぞれ対応付ける対応付け手段と、前記対応付け手段によって前記硬貨画像へそれぞれ対応付けられた前記外縁部分テンプレート間の相対位置に基づいて前記硬貨中心を算出する硬貨中心算出手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記対応付け手段は、前記外縁部分テンプレートと前記硬貨画像との相対位置を変更しつつ、双方においてそれぞれ対応する画素における画素値同士の積を当該外縁部分テンプレート全体にわたって足し合わせた照合値に基づいて当該外縁部分テンプレートを対応付けることを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、磁気センサを用いて硬貨の金種を判別する金種判別手段をさらに備え、前記対応付け手段は、前記金種判別手段によって判別された前記金種に係る前記外縁部分テンプレートを選択したうえで、一つの前記外縁部分テンプレートの初期位置を前記硬貨画像における硬貨と硬貨搬送路の硬貨片寄せ側壁との接点に基づいて推定するとともに、他の前記外縁部分テンプレートの初期位置を前記テンプレート画像における各前記外縁部分テンプレートの位置を用いて推定し、推定された各初期位置を基準として各外縁部分テンプレートと各硬貨画像との相対位置を所定の範囲内で変更することを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明において、前記テンプレート画像は、特定の金種の硬貨について複数の前記硬貨画像を平均化した平均画像であることを特徴とする。

また、本発明は、硬貨を撮像した硬貨画像における硬貨中心を検出する硬貨中心検出方法であって、あらかじめ用意されたテンプレート画像から硬貨の外縁の一部を切り出した複数の外縁部分テンプレートを記憶部へ登録する登録工程と、前記外縁部分テンプレートと前記硬貨画像とを照合することで当該外縁部分テンプレートを当該硬貨画像における適合する位置へそれぞれ対応付ける対応付け工程と、前記対応付け工程によって前記硬貨画像へそれぞれ対応付けられた前記外縁部分テンプレート間の相対位置に基づいて前記硬貨中心を算出する硬貨中心算出工程とを含んだことを特徴とする。

本発明によれば、あらかじめ用意されたテンプレート画像から硬貨の外縁の一部を切り出した複数の外縁部分テンプレートを記憶部へ登録し、外縁部分テンプレートと硬貨画像とを照合することで外縁部分テンプレートを硬貨画像における適合する位置へそれぞれ対応付け、硬貨画像へそれぞれ対応付けられた外縁部分テンプレート間の相対位置に基づいて硬貨中心を算出することとしたので、硬貨の外縁を複数個所で正確に把握することによって、硬貨の外縁に付着物があったり硬貨の外縁に欠けがあったりする場合であっても硬貨画像における硬貨中心を高精度に検出することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、外縁部分テンプレートと硬貨画像との相対位置を変更しつつ、双方においてそれぞれ対応する画素における画素値同士の積を外縁部分テンプレート全体にわたって足し合わせた照合値に基づいて外縁部分テンプレートを対応付けることとしたので、外縁部分テンプレートを硬貨画像における適合位置へ精度良く対応付けることができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、磁気センサを用いて硬貨の金種を判別し、判別された金種に係る外縁部分テンプレートを選択したうえで、一つの外縁部分テンプレートの初期位置を硬貨画像における硬貨と硬貨搬送路の硬貨片寄せ側壁との接点に基づいて推定するとともに、他の外縁部分テンプレートの初期位置をテンプレート画像における各外縁部分テンプレートの位置を用いて推定し、推定された各初期位置を基準として各外縁部分テンプレートと各硬貨画像との相対位置を所定の範囲内で変更することとしたので、各外縁部分テンプレートを硬貨画像へ対応付ける際の初期位置を推定することで、対応付け処理を高速に行うことができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、テンプレート画像は、特定の金種の硬貨について複数の硬貨画像を平均化した平均画像であることとしたので、硬貨の個体差による影響を排除することができるという効果を奏する。また、外縁に凹みがある硬貨の場合、平均画像では外縁部分が厚みのある真円となるので、外縁部分テンプレートと硬貨画像との対応付けを精度良く行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る硬貨中心検出手法の概要を示す図である。 図２は、本実施例に係る硬貨中心検出装置の構成を示すブロック図である。 図３は、磁気センサ部および画像撮像部の位置関係を示す図である。 図４は、平均画像に基づく画像テンプレートおよび外縁部分テンプレートを示す図である。 図５は、硬貨の外縁部分に窪みがある場合の平均画像を示す図である。 図６は、最初の外縁部分テンプレートを硬貨画像に対応付ける際の初期位置推定の概要を示す図である。 図７は、他の外縁部分テンプレートを硬貨画像に対応付ける際の初期位置推定の概要を示す図である。 図８は、外縁部分テンプレートと硬貨画像との対応付け処理の概要を示す図である。 図９は、硬貨中心検出装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 硬貨中心検出装置
１１ 磁気センサ部
１２ 画像撮像部
１３ 制御部
１３ａ 金種判別部
１３ｂ テンプレート登録部
１３ｃ 画像入力部
１３ｄ ヒストグラム作成部
１３ｅ 初期位置推定部
１３ｆ 対応付け部
１３ｇ 硬貨中心算出部
１４ 記憶部
１４ａ、１４ａａ、１４ａｂ、１４ａｃ、１４ａｄ 外縁部分テンプレート
１４ｂ 硬貨画像
１４ｃ ヒストグラム
１５ 搬送路
１５ａ 硬貨寄せ側壁
８１ 外縁部分テンプレート画素
８２ 硬貨画像画素
１００ 硬貨
２００ 平均画像

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る硬貨中心検出手法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る硬貨中心検出手法の概要について図１を用いて説明した後に、本発明に係る硬貨中心検出手法を適用した硬貨中心検出装置についての実施例を図２〜図９を用いて説明することとする。

図１は、本発明に係る硬貨中心検出手法の概要を示す図である。同図に示すように、本発明に係る硬貨中心検出手法では、特定の金種の硬貨を撮像した撮像画像に基づいてあらかじめ生成されたテンプレート画像から、硬貨の外縁（エッジ）周辺の外縁部分テンプレートを切り出し（同図の（１）参照）、これらの外縁部分テンプレートを用いて硬貨中心を検出する点に主たる特徴がある。

なお、同図では、上下左右部分にそれぞれ対応する４つの外縁部分テンプレートを用いる場合について示しているが、少なくとも２つの外縁部分テンプレートを用いることで硬貨中心を検出することが可能である。また、２つの外縁部分テンプレートを用いる場合には、たとえば、同図に示す上下の組、左右の組のように対向する位置の外縁部分テンプレートを用いることが好ましい。

本発明に係る硬貨中心検出手法では、上記した外縁部分テンプレートをあらかじめ用意しておき、これらの外縁部分テンプレートと、搬送される硬貨を撮像した硬貨画像とを照合することで外縁部分テンプレートを硬貨画像上の適合する位置へ対応付ける処理を行う（同図の（２）参照）。そして、各外縁部分テンプレートが硬貨画像へ対応付けられたならば、各外縁部分テンプレート間の相対位置に基づいて硬貨中心を検出する（同図の（３）参照）。

たとえば、対向する位置（同図示す上下の組または左右の組）の外縁円部分テンプレートについて、外縁部分テンプレートの中心位置をそれぞれ直線で結び、２つの直線が交わる点を硬貨中心として検出する。

このように、本発明に係る硬貨中心検出手法では、硬貨画像における外縁（エッジ）位置を複数の外縁部分テンプレートで特定し、外縁部分テンプレート間の相対位置に基づいて硬貨中心を検出することとしたので、硬貨の外縁に付着物があったり硬貨の外縁に欠けがあったりする場合であっても硬貨画像における硬貨中心を高精度に検出することができる。

また、後述するように、外縁部分テンプレートを切り出すテンプレート画像として特定の金種についての平均画像を用いることで、硬貨の個体差や向きの影響を排除することができるとともに、エッジに窪みなどの加工が施された硬貨であっても硬貨中心を高精度に検出することができる。以下では、図１に示した本発明に係る硬貨中心検出手法を適用した硬貨中心検出装置の実施例を説明する。

図２は、本実施例に係る硬貨中心検出装置１０の構成を示すブロック図である。なお、同図では、硬貨中心検出装置１０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、硬貨の搬送機構などの記載を省略している。また、本実施例で説明する硬貨中心検出装置１０を含んだ硬貨識別装置を構成することとしてもよい。

同図に示すように、硬貨中心検出装置１０は、磁気センサ部１１と、画像撮像部１２と、制御部１３と、記憶部１４とを備えている。また、制御部１３は、金種判別部１３ａと、テンプレート登録部１３ｂと、画像入力部１３ｃと、ヒストグラム作成部１３ｄと、初期位置推定部１３ｅと、対応付け部１３ｆと、硬貨中心算出部１３ｇとをさらに備えている。また、記憶部１４は、外縁部分テンプレート１４ａと、硬貨画像１４ｂと、ヒストグラム１４ｃとを記憶する。

磁気センサ部１１は、搬送路に設けられた磁気センサで構成され、搬送路を搬送される硬貨によって変化する出力信号を制御部１３の金種判別部１３ａへ渡す処理を行う。また、画像撮像部１２は、搬送路に設けられたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラやＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラなどのカメラと、硬貨に対して可視光あるいは不可視光を照射する発光デバイスと、発光デバイスを発光させるタイミングを取得するタイミングセンサとから構成される。

ここで、磁気センサ部１１および画像撮像部１２の位置関係について図３を用いて説明する。図３は、磁気センサ部１１および画像撮像部１２の位置関係を示す図である。なお、同図の（１）には搬送路の側面図を、同図の（２）には搬送路の正面図を、それぞれ示している。

図３の（１）に示すように、硬貨１００は搬送路１５上を搬送されていくが、磁気センサ部１１は、画像撮像部１２よりも搬送方向の上流側に設けられている。磁気センサ部１１は、搬送される硬貨１００によって変化する出力信号を制御部１３の金種判別部１３ａへ渡し、金種判別部１３ａが硬貨１００の金種を判定する。そして、硬貨１００は、画像撮像部１２へと搬送され、この画像撮像部１２によって硬貨画像が撮像される。

また、同図の（２）に示すように、硬貨１００は、搬送路の２つの壁のうち片側の壁（硬貨寄せ側壁１５ａ）に接するように搬送されており、硬貨１００がタイミングセンサを遮ると発光デバイスが発光し、硬貨画像が撮像されることになる。たとえば、このタイミングセンサは、搬送路の上面に設けられ常時発光している発光部と下面に設けられた受光部とで構成され、光を感知していた受光部が光を感知しなくなったタイミングで発光デバイスを発光させる。

制御部１３は、外縁部分テンプレート１４ａを記憶部へ登録するとともに、磁気センサ部１１から受け取った出力信号に基づいて硬貨の金種を判別し、判別した金種に対応する外縁部分テンプレート１４ａを選択し、画像撮像部１２によって撮像された硬貨画像上に外縁部分テンプレート１４ａを対応付け、対応付けた外縁部分テンプレート１４ａの相対位置に基づいて硬貨中心を検出する処理を行う処理部である。

金種判別部１３ａは、磁気センサ部１１から出力信号を受け取り、受け取った出力信号に基づいて硬貨の金種を判別する処理を行う処理部である。たとえば、この金種判別部１３ａは、磁気センサ部１１から受け取った出力信号のパターンが、あらかじめ用意された金種毎のパターンのいずれかと合致したならば、判別対象となる硬貨を、合致するパターンに対応する金種であると判別する。なお、この金種判別部１３ａは、判別結果を、初期位置推定部１３ｅおよび対応付け部１３ｆへ出力する処理を併せて行う。

テンプレート登録部１３ｂは、金種ごとに予め用意されたテンプレート画像から切り出した硬貨外縁部分のテンプレートである外縁部分テンプレート１４ａを記憶部１４へ登録する処理を行う処理部である。ここで、テンプレート登録部１３ｂが行う処理の概要について図４および図５を用いて説明する。図４は、平均画像に基づく画像テンプレートおよび外縁部分テンプレート１４ａを示す図である。

図４に示すように、テンプレート登録部１３ｂは、特定の金種の硬貨をさまざまな向きで撮像した画像（同図に示す１００ａ、１００ｂおよび１００ｃなど）を重ね合わせて平均化した平均画像２００を、テンプレート画像として使用する。このように、平均画像２００を用いることで、硬貨の向きや個体差による影響を排除することができる。ここで、平均画像２００に示した射線部分は、硬貨の模様（同図では「１０」という文字）が平均化された部分である。

そして、テンプレート登録部１３ｂは、平均画像２００から硬貨外縁周辺部分（同図では、上下左右の４カ所）を切り出すことで、外縁部分テンプレート１４ａａ、外縁部分テンプレート１４ａｂ、外縁部分テンプレート１４ａｃおよび外縁部分テンプレート１４ａｄを作成する。そして、作成した各外縁部分テンプレート１４ａを記憶部１４へ登録する。

なお、一組の外縁部分テンプレート１４ａは金種ごとに用意される。また、本実施例では、登録部１３ｂが平均画像２００から外縁部分テンプレート１４ａを切り出して記憶部１４へ登録する場合について示したが、外縁部分テンプレート１４ａを予め他装置で作成してテンプレート登録部１３ｂへ読み込ませることとしてもよい。

また、本実施例では、図４に示したように４つの外縁部分テンプレート１４ａ（１４ａａ〜１４ａｄ）を用いる場合について説明するが、対向する位置の外縁部分テンプレート１４ａを２つのみ用いることとしてもよい。この場合、同図に示す１４ａａおよび１４ａｂ、または、１４ａｃおよび１４ａｄの組が用いられることになる。なお、２つ以上の外縁テンプレート１４ａ（１４ａａ〜１４ａｄ）を任意に組み合わせることとしてもよい。また、本実施例では、平均画像２００から外縁部分テンプレート１４ａを切り出す場合について説明するが、特定の硬貨を撮像した生画像から外縁部分テンプレート１４ａを切り出すこととしてもよい。

図５は、硬貨の外縁部分に窪みがある場合の平均画像２１０を示す図である。同図に示した１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃは、外縁部分に窪みが形成された硬貨をさまざまな向きで撮像した画像である。このように、外縁部分に窪みがある硬貨の場合の平均画像２１０は、同図に示すように、外縁部分（エッジ部分）が厚みのあるものとなる。このように、平均画像２１０を用いることとすれば、外縁部分に窪みがある硬貨であっても、窪みの位置（すなわち、撮像された硬貨の向き）の影響を排除することができる。

画像入力部１３ｃは、画像撮像部１２によって撮像された画像データを硬貨画像１４ｂとして記憶部１４へ格納するとともに、かかる画像データをヒストグラム作成部１３ｄへ渡す処理を行う処理部である。

ヒストグラム作成部１３ｄは、画像入力部１３ｃから受け取った画像データから射影ヒストグラムを生成し、生成した射影ヒストグラムをヒストグラム１４ｃとして記憶部１４へ格納する処理を行う処理部である。このヒストグラム作成部１３ｄは、画像データ上に直交するＸ軸およびＹ軸を設定し（たとえば、図６参照）、各軸に対して各画素の画素値を足し合わせていくことで、Ｘ軸についての射影ヒストグラムおよびＹ軸についての射影ヒストグラムをそれぞれ生成する。

初期位置推定部１３ｅは、硬貨画像１４ｂへ外縁部分テンプレート１４ａを対応付ける際に、最初に外縁部分テンプレート１４ａを配置する位置を推定する処理を行う処理部である。この初期位置推定部１３ｅは、金種判別部１３ａから受け取った金種および記憶部１４から読み出したヒストグラム１４ｃに基づいて各外縁部分テンプレート１４ａの初期位置を推定する。ここで、初期位置推定部１３ｅが行う初期位置推定の概要について図６および図７を用いて説明する。

図６は、最初の外縁部分テンプレート１４ａ（外縁部分テンプレート１４ａａ）を硬貨画像１４ｂに対応付ける際の初期位置推定の概要を示す図である。なお、同図の（１）には、硬貨画像１４ｂが撮像されるタイミングについて、同図の（２）には、撮像画像１４ｂにおいて硬貨１００と硬貨寄せ側壁１５ａとが接する位置の検出について、それぞれ示している。

図６の（１）に示すように、硬貨寄せ側壁１５ａに接するように搬送される硬貨１００は、同図の６１に示す位置へ搬送されるとタイミングセンサを遮るので、画像撮像部１２によって撮像され同図の（２）に示す硬貨画像１４ｂが生成される。ここで、同図の（２）に示すＸ１およびＹ１は、硬貨画像１４ｂにおける硬貨部分と壁部分とが接する位置である。

初期位置推定部１３ｅは、タイミングセンサの位置および金種に基づき、Ｙ１を推定するとともに、同図の６２に示したＸ軸ヒストグラム６２が所定値６３を下回る位置に基づいてＸ１を推定する。なお、図示しないＹ軸ヒストグラムに基づいてＹ１を推定することとしてもよい。初期位置推定部１３ｅは、このようにして推定したＸ１およびＹ１に基づいて最初の外縁部分テンプレート１４ａの初期位置を推定する。

図７は、他の外縁部分テンプレート１４ａ（外縁部分テンプレート１４ａｂ〜１４ａｄ）を硬貨画像１４ｂ上に対応付ける際の初期位置推定の概要を示す図である。なお、同図に示す外縁部分テンプレート１４ａａは、Ｙ軸方向の中心部がＹ１となり、写りこんだ外縁部分の最も外側の座標がＸ１となる初期位置へ配置されるものとする。

図７に示すように、外縁部分テンプレート１４ａｂは、Ｙ軸方向の中心部がＹ１となり、金種に基づく硬貨の直径を加味したＸ軸方向の初期位置へ配置される。また、外縁部分テンプレート１４ａｃおよび外縁部分テンプレート１４ａｄについても、金種に基づく硬貨の直径を加味した初期位置へそれぞれ配置される。

なお、本実施例では、初期位置推定部１３ｅが、金種判別部１３ａから受け取った金種に基づいて各外縁部分テンプレート１４ａの初期位置を推定する場合について示したが、一組の外縁部分テンプレート１４ａａ／１４ａｂ／１４ａｃ／１４ａｄ間の相対位置を、外縁部分テンプレート１４ａへ含めておき、最初の外縁部分テンプレート１４ａａの初期位置を推定したならば、かかる相対位置を用いて他の外縁部分テンプレート１４ａｂ、１４ａｃおよび１４ａｄの初期位置を決定することとしてもよい。

対応付け部１３ｆは、初期位置推定部１３ｅが推定した初期位置を基準位置として各外縁テンプレート１４ａを硬貨画像１４ｂ上でずらしつつ照合することで、各外縁テンプレート１４ａを硬貨画像１４ｂの適合する位置へ対応付ける処理を行う処理部である。また、この対応付け部１３ｆは、金種判別部１３ａから受け取った金種に対応する外縁部分テンプレート１４ａを使用する。なお、対応付け部１３ｆは、対応付け結果を硬貨中心算出部１３ｇへ出力する処理を併せて行う。

ここで、この対応付け部１３ｆが行う対応付け処理の概要について図８を用いて説明する。図８は、外縁部分テンプレート１４ａと硬貨画像１４ｂとの対応付け処理の概要を示す図である。なお、同図の（１）には、初期位置を基準として外縁部分テンプレート１４ａｃと硬貨画像１４ｂとの相対位置を変更しつつ照合値を算出する様子を、同図の（２）には対応付け結果を、それぞれ示している。

図８の（１）に示すように、対応付け部１３ｆは、外縁部分テンプレート１４ａｃ上の所定の画素８１の画素値と、この画素８１に対応する硬貨画像１４上の画素８２の画素値との積を外縁部分テンプレート１４ａｃ全体にわたって足し合わせた値を照合値として算出する。そして、外縁部分テンプレート１４ａｃと硬貨画像１４ｂとの相対位置をＸ軸の正負方向およびＹ軸の正負方向へ１画素ずつずらしながら、各相対位置における照合値を算出し、照合値が最も大きくなる位置へ外縁部分テンプレート１４ａｃを対応付ける。なお、他の外縁部分テンプレート１４ａ（１４ａａ、１４ａｂおよび１４ａｄ）についても同様に対応付けを行う。

なお、各外縁部分テンプレート１４ａおよび硬貨画像１４ｂとしては、２値化したものを用いることとしてもよく、多段階のもの（たとえば、０〜２５５の濃淡データ）を用いることとしてもよい。また、Ｘ軸の正負方向およびＹ軸の正負方向へ相対位置をずらす範囲は、あらかじめ定められているものとする。

このようにして、同図の（２）に示すように、硬貨画像１４上の適合する位置へ、各外縁部分テンプレート１４ａ（１４ａａ、１４ａｂ、１４ａｃおよび１４ａｄ）が対応付けられる。硬貨中心算出部１３ｇは、対応付け部１３ｆによって硬貨画像１４上へそれぞれ対応付けられた外縁部分テンプレート１４ａ間の相対位置に基づき、硬貨画像１４における硬貨中心を算出する。

たとえば、この硬貨中心算出部１３ｇは、図８の（２）に示した外縁部分テンプレート１４ａａの中心位置と外縁部分テンプレート１４ａｂの中心位置とを結んだ線と、外縁部分テンプレート１４ａｃの中心位置と外縁部分テンプレート１４ａｄの中心位置とを結んだ線との交点を硬貨中心として算出する。

記憶部１４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶デバイスで構成される記憶部であり、外縁部分テンプレート１４ａと、硬貨画像１４ｂと、ヒストグラム１４ｃとを記憶する。外縁部分テンプレート１４ａは、既に説明したように、特定の金種についての平均画像に基づくテンプレート画像から複数個所の外縁部分を切り出すことによって作成されたテンプレートである。なお、この外縁部分テンプレート１４ａは、金種ごとに用意される（たとえば、表用テンプレートおよび裏用テンプレート）。

硬貨画像１４ｂは、画像撮像部１２によって撮像された画像であり、画像入力部１３ｃによって記憶部１４へ格納される。なお、この硬貨画像１４ｂは、検出対象となる硬貨が撮像されるたびに、あらたな画像へと更新される。ヒストグラム１４ｃは、既に説明したように、画像撮像部１２によって撮像された画像についての射影ヒストグラムであり、検出対象となる硬貨が撮像されるたびに、あらたな射影ヒストグラムへと更新される。

次に、硬貨中心検出装置１０が実行する処理手順について図９を用いて説明する。図９は、硬貨中心検出装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、磁気センサ部１１へ硬貨が進入すると（ステップＳ１０１）、金種判別部１３ａは、センサ出力に基づいて金種判別を行う（ステップＳ１０２）。そして、対応付け部１３ｆは、金種に対応した外縁部分テンプレート１４ａを選択する（ステップＳ１０３）。なお、ステップＳ１０２の金種判別結果は、ステップＳ１０８においても用いられる。

つづいて、画像撮像部１２へ硬貨が進入すると（ステップＳ１０４）、画像撮像部１２は硬貨画像１４ｂを撮像する（ステップＳ１０５）。そして、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８の処理手順と、ステップＳ１０９の処理手順が並列して行われる。

ヒストグラム作成部１３ｄは、ヒストグラム（射影ヒストグラム）を算出し（ステップＳ１０６）、初期位置推定部１３ｅは、ヒストグラム検索方式（図６参照）にて基準側（硬貨寄せ側壁１５ａ）のエッジ位置（外縁位置）を検出し（ステップＳ１０７）、つづいて、他のエッジ位置を推定する（ステップＳ１０８）。一方、ステップＳ１０５において撮像された硬貨画像１４ｂは、記憶部１４へ格納される（ステップＳ１０９）。

つづいて、対応付け部１３ｆは、エッジ照合方式（図８）にて推定位置周辺のエッジ位置を検出し（ステップＳ１１０）、すべてのエッジ位置を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。そして、すべてのエッジ位置の検出が完了した場合には（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、硬貨中心算出部１３ｇは、硬貨中心位置を算出して（ステップＳ１１２）処理を終了する。一方、ステップＳ１１１の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１１１，Ｎｏ）、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。

上述してきたように、本実施例では、テンプレート登録部が、あらかじめ用意されたテンプレート画像から硬貨の外縁の一部を切り出した複数の外縁部分テンプレートを記憶部へ登録し、対応付け部が、外縁部分テンプレートと硬貨画像とを照合することで外縁部分テンプレートを硬貨画像における適合する位置へそれぞれ対応付け、硬貨中心算出部が、硬貨画像へそれぞれ対応付けられた外縁部分テンプレート間の相対位置に基づいて硬貨中心を算出することとしたので、硬貨の外縁を複数個所で正確に把握することによって、硬貨の外縁に付着物があったり硬貨の外縁に欠けがあったりする場合であっても硬貨画像における硬貨中心を高精度に検出することができる。

以上のように、本発明に係る硬貨中心検出装置および硬貨中心検出方法は、硬貨画像における硬貨中心を高精度に検出したい場合に有用であり、特に、硬貨画像を回転補正してテンプレート画像と照合する硬貨識別装置への適用に適している。

Claims (5)

1. 硬貨を撮像した硬貨画像における硬貨中心を検出する硬貨中心検出装置であって、
   あらかじめ用意されたテンプレート画像から硬貨の外縁の一部を切り出した複数の外縁部分テンプレートを記憶部へ登録する登録手段と、
   前記外縁部分テンプレートと前記硬貨画像とを照合することで当該外縁部分テンプレートを当該硬貨画像における適合する位置へそれぞれ対応付ける対応付け手段と、
   前記対応付け手段によって前記硬貨画像へそれぞれ対応付けられた前記外縁部分テンプレート間の相対位置に基づいて前記硬貨中心を算出する硬貨中心算出手段と
   を備えたことを特徴とする硬貨中心検出装置。
2. 前記対応付け手段は、
   前記外縁部分テンプレートと前記硬貨画像との相対位置を変更しつつ、双方においてそれぞれ対応する画素における画素値同士の積を当該外縁部分テンプレート全体にわたって足し合わせた照合値に基づいて当該外縁部分テンプレートを対応付けることを特徴とする請求項１に記載の硬貨中心検出装置。
3. 磁気センサを用いて硬貨の金種を判別する金種判別手段
   をさらに備え、
   前記対応付け手段は、
   前記金種判別手段によって判別された前記金種に係る前記外縁部分テンプレートを選択したうえで、一つの前記外縁部分テンプレートの初期位置を前記硬貨画像における硬貨と硬貨搬送路の硬貨片寄せ側壁との接点に基づいて推定するとともに、他の前記外縁部分テンプレートの初期位置を前記テンプレート画像における各前記外縁部分テンプレートの位置を用いて推定し、推定された各初期位置を基準として各外縁部分テンプレートと各硬貨画像との相対位置を所定の範囲内で変更することを特徴とする請求項２に記載の硬貨中心検出装置。
4. 前記テンプレート画像は、
   特定の金種の硬貨について複数の前記硬貨画像を平均化した平均画像であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の硬貨中心検出装置。
5. 硬貨を撮像した硬貨画像における硬貨中心を検出する硬貨中心検出方法であって、
   あらかじめ用意されたテンプレート画像から硬貨の外縁の一部を切り出した複数の外縁部分テンプレートを記憶部へ登録する登録工程と、
   前記外縁部分テンプレートと前記硬貨画像とを照合することで当該外縁部分テンプレートを当該硬貨画像における適合する位置へそれぞれ対応付ける対応付け工程と、
   前記対応付け工程によって前記硬貨画像へそれぞれ対応付けられた前記外縁部分テンプレート間の相対位置に基づいて前記硬貨中心を算出する硬貨中心算出工程と
   を含んだことを特徴とする硬貨中心検出方法。

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