JP6002921B2 - ディスク判別方法、ディスク判別装置およびディスク選別装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク判別方法およびディスク判別装置に関し、詳しくは、ディスクの表面または裏面の模様を撮像して撮像画像を取得し、当該撮像画像を基準画像と比較することによりディスクの真偽を判別するディスク判別方法およびディスク判別装置に関する。

また、本発明は、ディスク選別装置に関し、詳しくは、ディスクの表面または裏面の模様を撮像して撮像画像を取得し、当該撮像画像を基準画像と比較することによりディスクの真偽を判別し、当該判別結果に基づいてディスクを選別するディスク選別装置に関する。

なお、本明細書におけるディスクは、遊技機に用いられるメダルやトークン、通貨である硬貨をも含む概念である。

メダルや硬貨の表面または裏面の模様を撮像し、撮像画像を用いて金種や真偽を判別する技術は、従来から種々提案されており、例えば、特許文献１〜３に開示されたものがある。

特許文献１の画像識別方法および画像識別装置では、識別対象物の凹凸模様を高分解能に読み取り、得られた画像データに基づいて対象物の中心位置を算出し、算出された中心位置を基準にして画像データを対象物の模様が判別できる範囲で圧縮する。基準画像データを各種回転角度で回転させたデータをそれぞれ用意し、各種回転角度で回転させた基準画像データと圧縮画像データとを照合する。照合により得られた不一致点の累積個数が最小となる回転角度の基準画像データを特定し、特定された基準画像データに対する圧縮画像データの一致点および不一致点と所定の許容範囲とを比較して、圧縮画像データと基準画像データとの一致／不一致を識別している。

特許文献２の硬貨識別装置では、硬貨のパターンを読み取って得た画像データにより硬貨の外径および中心位置を抽出し、抽出された外径と予め記録された既存の硬貨の外径とを比較することにより、硬貨の金種を判別する。抽出された中心位置を基に硬貨の中心位置と画像データの中心位置が等しくなるように画像データの位置を修正し、中心位置が修正された画像データと１次マッチング用辞書データとを用いて回転マッチングを行う。回転マッチングでマッチング率が一定の閾値を超えた場合、その角度を硬貨の回転角度とし、当該回転角度を基に画像データの回転角度を補正する。回転角度が補正された画像データと２次マッチング用辞書とを用いてパターンマッチングを行い、硬貨の真偽を判別している。

特許文献３に開示された画像判別方法では、所定の回転角度毎に取得した回転角度別画像データと当該回転角度別データに対して回転角度情報を挿入し、角度別の画像データを重ね合わせ収納した参照辞書と、取り込んだ画像データの画素と参照辞書の画素とを照合し、回転角度別画像データの画素の一致度によって取り込んだ画像の判別を行っている。また、所定の位置ズレ毎に取得した位置ズレ別画像データと当該位置ズレ別画像データに対して位置ズレ情報を挿入し、位置ズレ別の画像データを重ね合わせ収納した参照辞書と、取り込んだ画像データの画素と参照辞書の画素とを照合し、位置ズレ別画像データの画素の一致度によって取り込んだ画像の判別を行っている。

特開平９−２７０５６号公報（図１〜３、段落番号００１５〜００２１） 特開平１０−６３９１１（図１、段落番号００１３〜００１８） 特開２００６−３９７３２号公報（図９〜１２、段落番号００３０、００３８〜００４３）

ところで、ディスクの表面または裏面の模様は、ディスクの中心を基準にして位置決めされた状態で形成される。ところが、遊技用メダルや外国硬貨のようなディスクの場合、ディスクの中心に対する模様の位置ズレが大きく、上記特許文献１の画像識別方法および画像識別装置のように基準画像データを各種回転角度で回転させたデータを用いて照合しても、判別精度が不十分であるという問題がある。すなわち、模様の位置ズレ量が大きい場合、ディスクの中心を基準に基準画像を回転しても、模様は位置ズレを含んだ状態（換言すれば、偏心状態）で回転されるため、不正確な回転画像となってしまい、判別精度が低下する。

特許文献２の硬貨識別装置では、硬貨の中心位置を求め、硬貨の中心位置と画像データの中心位置が等しくなるように画像データの位置を修正した後、回転マッチングを行って硬貨の回転角度求め、求められた回転角度で画像データの回転を補正している。この場合、単に硬貨の中心位置と画像データの中心位置とが一致するだけであり、模様の位置ズレに対しては何ら考慮されていない。したがって、特許文献１の場合と同様に、判別精度が不十分であるという問題がある。

特許文献３の画像判別方法では、回転する硬貨の認識において、回転角度別画像データを重ね合わせたデータを参照辞書として用い、取り込んだ画像データと参照辞書とを照合している。この場合、模様の位置ズレに対しては何ら考慮されていないため、特許文献１および特許文献２の場合と同様に、判別精度が不十分であるという問題がある。

また、透かしや印刷の位置ズレの大きい紙幣の認識において、位置ズレ別画像データを重ね合わせたデータを参照辞書として用い、取り込んだ画像データと参照辞書とを照合している。しかし、回転するディスクにおいて模様が位置ズレした場合については考慮されておらず、やはり判別精度が不十分であるという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、ディスクの中心に対し模様の位置ズレがある場合にも高い精度で判別できるディスク判別方法およびディスク判別装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ディスクの中心に対し模様の位置ズレがある場合にも判別精度が高く、かつ、判別に要する時間を短縮できるディスク判別方法およびディスク判別装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ディスクの中心に対し模様の位置ズレがある場合にも高い精度で判別でき、選別精度の高いディスク選別装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ディスクの中心に対し模様の位置ズレがある場合にも選別精度が高く、かつ、高速選別が可能なディスク選別装置を提供することにある。
ここに明記しない本発明の他の目的は、以下の説明および添付図面から明らかである。

この目的を達成するため、本発明にかかるディスク判別方法、ディスク判別装置およびディスク選別装置は以下のように構成される。

本発明のディスク判別方法は、基準ディスクに対応する複数の基準画像を準備し、判別対象ディスクの一面を撮像手段で撮像して撮像画像を取得し、取得した前記判別対象ディスクの撮像画像に基づく被判別画像と前記複数の基準画像とを対比することにより判別手段が前記判別対象ディスクの真偽を判別するディスク判別方法において、前記基準ディスクの少なくとも一面を前記撮像手段により撮像し、取得された前記基準ディスクの撮像画像に基づく第１の基準画像と、前記第１の基準画像をそれぞれ異なる複数の回転角度で回転した画像に相当する複数の第２の基準画像と、前記第１および第２の基準画像をそれぞれ座標変換により平行移動してなる複数の第３の基準画像とを準備する基準画像登録工程と、前記被判別画像と前記第１、第２および第３の基準画像とを対比し、当該対比結果から前記判別対象ディスクの真偽を判別する画像対比判定工程と、を含み、前記画像対比判定工程において、前記被判別画像と前記第１および第２の基準画像との対比結果から３つの回転角度を特定し、前記被判別画像と前記第３の基準画像とを対比する場合には当該特定された３つの回転角度に対応する前記第３の基準画像に対してのみ対比が行われることを特徴とするディスク判別方法である。

本発明のディスク判別方法では、基準ディスクの少なくとも一面を撮像手段により撮像し、取得された基準ディスクの撮像画像に基づいて第１の基準画像を得ると共に、当該第１の基準画像をそれぞれ異なる複数の回転角度で回転した画像に相当する複数の第２の基準画像を得る。さらに、第１および第２の基準画像をそれぞれ座標変換により平行移動して複数の第３の基準画像を得る。こうして、基準ディスクに対応する第１、第２および第３の基準画像が準備される。他方、判別対象ディスクの一面を撮像手段で撮像して撮像画像を取得し、取得した判別対象ディスクの撮像画像に基づいて被判別画像を得る。そして、被判別画像と第１、第２および第３の基準画像とをそれぞれ対比し、対比結果から判別対象ディスクの真偽を判別する。複数の第２の基準画像は、第１の基準画像に対してそれぞれ回転角度が異なるため、被判別画像において判別対象ディスクの模様が回転していても、その回転角度と同一または近似する回転角度の基準画像との対比が可能となる。換言すれば、模様の回転ズレが除去または減少される。また、複数の第３の基準画像は、第１および第２の基準画像に対して平行移動されているため、平行移動における方向および移動量が適正であれば、被判別画像における判別対象ディスクの模様が位置ズレしていても、その位置ズレが補正された基準画像との対比が可能となる。換言すれば、位置ズレが除去または減少される。したがって、被判別画像と第１、第２および第３の基準画像とを対比することにより、被判別画像における模様の回転および位置ズレの双方の影響が除去または減少され、判別精度を高めることができる。さらに、第１、第２および第３の基準画像は予め準備されているため、判別対象ディスクの撮像画像を回転および平行移動させるよりも処理時間を短縮できる。よって、判別に要する時間を短縮できる。
さらに、被判別画像と第１および第２の基準画像との対比結果から３つの回転角度を特定し、被判別画像と第３の基準画像とを対比する場合には当該特定された３つの回転角度に対応する前記第３の基準画像に対してのみ対比が行われる。この場合、被判別画像と対比する第３の基準画像の数が減少するので、判別に要する時間をより短縮できる利点がある。

なお、本発明において、「平行移動」とは、座標平面上において任意の座標点に画像が移動することを意味し、例えば、画像がＸ−Ｙ平面上に形成される場合においてＸ方向および／またはＹ方向に移動することである。また、「対比結果」とは、基準画像との差の度合いを意味し、例えば、基準画像に対する相違度または類似度である。

本発明のディスク判別方法の好ましい例では、前記基準画像登録工程において、前記第１および第２の基準画像の平行移動が平行移動の方向を変えながら繰り返し実行されることによって前記複数の第３の基準画像が生成される。この場合、平行移動の方向を変えることで位置ズレの補正が最適となり得る基準画像を予め準備できるため、判別精度を一層高めることができる利点がある。

本発明のディスク判別方法の他の好ましい例では、前記画像対比判定工程において、前記被判別画像と前記第１、第２および第３の基準画像との対比結果のうち最良の対比結果に基づき前記判別対象ディスクの真偽を判別する。この場合、被判別画像における模様の回転および位置ズレの双方の影響が最も少ない基準画像との対比結果により真偽の判別がなされるため、判別の基準値（換言すれば、閾値）を厳しく設定することができ、より正確な判別が可能となる利点がある。

本発明のディスク判別装置は、基準ディスクに対応する複数の基準画像を基準画像保持手段に保持し、判別対象ディスクの一面を撮像手段で撮像して撮像画像を取得し、取得した前記判別対象ディスクの撮像画像に基づく被判別画像と前記複数の基準画像とを対比することにより判別手段が前記判別対象ディスクの真偽を判別するディスク判別装置において、前記基準画像保持手段が、前記基準ディスクの撮像画像に基づく第１の基準画像と、前記第１の基準画像をそれぞれ異なる複数の回転角度で回転した画像に相当する複数の第２の基準画像と、画像移動手段により前記第１および第２の基準画像をそれぞれ平行移動してなる複数の第３の基準画像と、を保持し、前記判別手段が、前記被判別画像と前記第１、第２および第３の基準画像とを対比し、当該対比結果から前記判別対象ディスクの真偽を判別し、前記判別手段が、前記被判別画像と前記第１および第２の基準画像との対比結果から３つの回転角度を特定し、前記被判別画像と前記第３の基準画像とを対比する場合には当該特定された３つの回転角度に対応する前記第３の基準画像に対してのみ対比を行うことを特徴とするディスク判別装置である。

本発明のディスク判別装置では、基準画像保持手段が、基準ディスクの撮像画像に基づく第１の基準画像、第１の基準画像をそれぞれ異なる複数の回転角度で回転した画像に相当する複数の第２の基準画像、および画像移動手段により第１および第２の基準画像をそれぞれ平行移動してなる複数の第３の基準画像を保持している。そして、判別手段が、判別対象ディスクの撮像画像に基づく被判別画像と第１、第２および第３の基準画像とを対比し、対比結果から判別対象ディスクの真偽を判別する。複数の第２の基準画像は、第１の基準画像に対してそれぞれ回転角度が異なるため、被判別画像において判別対象ディスクの模様が回転していても、その回転角度と同一または近似する回転角度の基準画像との対比が可能となる。換言すれば、模様の回転ズレが除去または減少される。また、複数の第３の基準画像は、第１および第２の基準画像に対して平行移動されているため、平行移動における方向および移動量が適正であれば、被判別画像における判別対象ディスクの模様が位置ズレしていても、その位置ズレが補正された基準画像との対比が可能となる。換言すれば、位置ズレが除去または減少される。したがって、被判別画像と第１、第２および第３の基準画像とを対比することにより、被判別画像における模様の回転および位置ズレの双方の影響が除去または減少され、判別精度を高めることができる。さらに、第１、第２および第３の基準画像は予め準備されているため、判別対象ディスクの撮像画像を回転および平行移動させるよりも処理時間を短縮できる。よって、判別に要する時間を短縮できる。
さらに、被判別画像と第１および第２の基準画像との対比結果から３つの回転角度を特定し、被判別画像と第３の基準画像とを対比する場合には当該特定された３つの回転角度に対応する前記第３の基準画像に対してのみ対比を行う。この場合、被判別画像と対比する第３の基準画像の数が減少するので、判別に要する時間をより短縮できる利点がある。

本発明のディスク判別装置の好ましい例では、前記画像移動手段による前記第１および第２の基準画像の平行移動が平行移動の方向を変えながら繰り返し実行される。この場合、平行移動の方向を変えることで位置ズレの補正が最適となり得る基準画像を基準画像保持手段によって保持できるため、判別精度を一層高めることができる利点がある。

本発明のディスク判別装置の他の好ましい例では、前記判別手段が、前記被判別画像と前記第１、第２および第３の基準画像との対比結果のうち最良の対比結果に基づき前記判別対象ディスクの真偽を判別する。この場合、被判別画像における模様の回転および位置ズレの双方の影響が最も少ない基準画像との対比結果により真偽の判別がなされるため、判別の基準値（換言すれば、閾値）を厳しく設定することができ、より正確な判別が可能となる利点がある。

本発明のディスク判別方法では、（ａ）ディスクの中心に対し模様の位置ズレがある場合にも高い精度で判別できる、（ｂ）ディスクの中心に対し模様の位置ズレがある場合にも判別精度が高く、かつ、判別に要する時間を短縮できる、といった効果が得られる。

本発明のディスク判別装置では、（ａ）ディスクの中心に対し模様の位置ズレがある場合にも高い精度で判別できる、（ｂ）ディスクの中心に対し模様の位置ズレがある場合にも判別精度が高く、かつ、判別に要する時間を短縮できる、といった効果が得られる。

本発明の実施例１のメダル選別装置を示す概略正面図である。 図１のメダル選別装置のII−II線に沿った概略断面図である。 図１のメダル選別装置を構成する撮像タイミングセンサが直径の異なるメダルを検知する際の状態を示す模式図である。 図１のメダル選別装置の概略構成図である。 図１のメダル選別装置の画像処理部を示すブロック図である。 図１のメダル選別装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図６の前処理ステップの詳細を示すフローチャートである。 図６の基準画像登録ステップの詳細を示すフローチャートである。 図８の平行移動ステップの詳細を示すフローチャートである。 図９の平行移動ステップにおける画像の移動を示す模式図である。 図６の画像対比判定ステップの詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施例２のメダル選別装置の動作を説明するためのフローチャートで、図６の基準画像登録ステップの詳細を示す。 図１２の前処理ステップの詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施例２のメダル選別装置の動作を説明するためのフローチャートで、図６の画像対比判定ステップの詳細を示す。 本発明の実施例２のメダル選別装置の動作を説明するためのフローチャートで、図１４の続きである。 本発明の実施例３のメダル選別装置の動作を説明するためのフローチャートで、図６の画像対比判定ステップの詳細を示す。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

（構成）
本発明のディスク選別装置の一例として、図１〜４に示すメダル選別装置１００について説明する。このメダル選別装置１００は、ゲーム機等に内蔵されて使用されるもので、投入されたメダルの真偽を判別して偽メダルＦＭをメダル返却口１０１へ振り分けると共に、真正メダルＴＭをメダル受入口１０２へ案内する機能を有する。メダル選別装置１００は、本体１０３、メダル投入口１０４、メダル通路１０５、振分ゲート１０６、二次元撮像装置１２０、撮像タイミングセンサ１１１、メダルカウントセンサ１１３、制御装置１４０、ＲＯＭ１４２、ＲＡＭ１４３、ユーザインターフェース１５１、状態表示器１５２、登録スイッチ１５３およびセキュリティボリューム１５４を含んでいる。

本体１０３は、メダル投入口１０４およびメダル通路１０５が形成され、振分ゲート１０６、二次元撮像装置１２０、撮像タイミングセンサ１１１およびメダルカウントセンサ１１３が取り付けられる機能を有する。本体１０３は、矩形箱形であって、樹脂により製造されている。本体１０３において、メダル通路１０５の一側壁に矩形の撮像窓１１０が設けられている。

メダル投入口１０４は、ゲーム機等の投入口(図示せず)に投入された硬貨を受け入れる機能を有する。メダル投入口１０４は、本体１０３の上面の左端部に片寄せて形成され、スリット状の断面形状を有している。

メダル通路１０５は、メダル投入口１０４に投入され、落下又は転動するメダルＭを案内する機能を有する。メダル通路１０５は、本体１０３内に形成され、メダル投入口１０４とほぼ同一のスリット状の断面形状を有している。メダル通路１０５は、図１に示すように、メダル投入口１０４から垂下する垂立メダル通路１０５Ｖおよびその下流において左斜め下方へ下向きに傾斜する傾斜メダル通路１０５Ｓを含んでいる。よって、メダル投入口１０４に投入されたメダルＭは、垂立メダル通路１０５Ｖを垂直に落下した後、ガイドレール１０８によって案内される。ガイドレール１０８は、図１に示すように、案内線ＧＬに沿って形成された案内面１０８ａを有し、メダルＭの転動方向に向かって前下がりに傾斜している。そのため、メダルＭはガイドレール１０８により右側へ案内され、ガイドレール１０８の案内面１０８ａ上を転動して傾斜メダル通路１０５Ｓを移動する。換言すれば、傾斜メダル通路１０５Ｓにおいて、メダルＭの周面は案内線ＧＬを介してガイドレール１０８に接触し、ガイドレール１０８により支持されつつ案内線ＧＬに沿って右側に案内される。なお、ガイドレール１０８として平板以外の形状のものも使用可能であり、例えば、ガイドレール１０８を棒状体で構成してもよい。その場合、メダルＭは、傾斜メダル通路１０５Ｓ内において本体１０３に形成される案内面１０３ａにもたれ掛かりつつ、周面をガイドレール１０８に支持されて案内線ＧＬ上を転動する。

振分ゲート１０６は、傾斜メダル通路１０５Ｓに進退自在に配置された振分板１０９を有している。振分板１０９が傾斜メダル通路１０５Ｓに進入した場合、転動するメダルＭをガイドレール１０８上から逸らせて落下させ、メダル返却口１０１へ返却する。振分板１０９が傾斜メダル通路１０５Ｓから退出した場合、メダルＭはガイドレール１０８上を転動して振分ゲート１０６を通過する。振分板１０９は、制御装置１４０からのゲート制御信号ＧＣＳによって傾斜メダル通路１０５Ｓへ進入する。なお、通常、振分板１０９は傾斜メダル通路１０５Ｓに進入した状態（すなわち、振分ゲート１０６が閉じた状態）で保持されている。

二次元撮像装置１２０は、メダル通路１０５を移動するメダルＭの一面の画像を二次元で撮像する機能を有する。二次元撮像装置１２０は、投光装置１２１、ハーフミラー１２２、集光レンズ１２３および撮像素子１２４を含んでいる。

投光装置１２１はハーフミラー１２２を介してメダル通路１０５を移動するメダルＭの一面に光を投光する機能を有する。投光装置１２１は、例えば、面投光装置１３０である。面投光装置１３０を用いることにより、メダルＭの回転位相が異なっても影の影響のない撮像が可能となるからである。面投光装置１３０は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）１３１、導光体１３２、反射シート１３３および拡散シート１３４を含んでいる。

ＬＥＤ１３１は、メダルＭへ投光するための光源である。ＬＥＤ１３１には三色ＬＥＤが使用され、ＬＥＤ１３１が白色可視光を照射する。しかし、ＬＥＤ１３１として、白色ＬＥＤを用いることもできる。ＬＥＤ１３１は、図２に示すように、導光体１３２の側端面に面して配置されているので、メダル通路１０５と平行な面内に配置することができ、設置スペースは小さい。なお、図２に示すＬＥＤ１３１の位置は便宜的に図示したものである。

導光体１３２は、本実施例において、低コストの観点から樹脂にて製造された矩形薄板状をしており、メダル通路１０５に対しその面が平行に配置されている。樹脂は、透明又は拡散材の混入により乳白色を呈する。拡散材を混入した場合、拡散シート１３４は不要となる。導光体１３２は、ガラス基板によって構成することもできる。本実施例では、撮像窓１１０に導光体１３２が相対している。

反射シート１３３は、導光体１３２からメダル通路１０５の反対側へ光が拡散するのを防止し、メダル通路１０５側に反射する機能を有する。反射シート１３３は、導光体１３２のメダル通路１０５の反対側に位置する面に密着されている。なお、反射シート１３３に代えて、導光体１３２に銀幕を蒸着しても良い。

拡散シート１３４は、導光体１３２のメダル通路１０５側の面から投光される光を面均一に拡散させる機能を有する。したがって、導光体１３２によって導かれ、または、反射シート１３３によって反射されたＬＥＤ１３１からの投射光は、拡散シート１３４によって面全体に亘って均一な光量にされ、メダル通路１０５に向けて投光される。これにより、メダルＭに均一な投光がなされる。拡散シート１３４から投射される投射光は、メダル通路１０５、換言すれば、メダル通路１０５を移動するメダルＭに対し直角に投射される。これは、メダルＭの表面の凹凸による光学的な影を作らないためである。導光体１３２、反射シート１３３および拡散シート１３４は薄いので、投光装置１２１を小型にすることができる。

ハーフミラー１２２は、光の一部を反射すると共に、一部を透過する機能を有する。具体的には、投光装置１２１からの投光は透過し、メダルＭからの反射光は反射する機能を有する。換言すれば、ハーフミラー１２２は、投光装置１２１からの投光をメダル通路１０５におけるメダルＭに対し直角に投光し、かつ、メダルＭからの反射光をメダル通路１０５と平行な方向に反射させる。本実施例において、ハーフミラー１２２は薄い透明樹脂にクロムを蒸着メッキしたものである。これは、低コスト化のためである。しかし、ガラス板にクロムをメッキしてもよい。ハーフミラー１２２は、撮像窓１１０の側方において、メダル通路１０５の面に対し４５度の角度でメダル通路１０５から離れるほど左下方に位置するよう傾斜配置されている。具体的には、ハーフミラー１２２は、傾斜メダル通路１０５Ｓの左下領域においてメダル通路１０５に対し４５度の角度で傾斜している。ハーフミラー１２２の長手軸線ＬＬは、対面するメダル通路１０５におけるメダルＭの進行線ＤＬ(傾斜メダル通路１０５Ｓに相対しているので僅かに傾斜した水平線になる)に対して所定角度傾斜する方向に配置されている。

集光レンズ１２３は、ハーフミラー１２２によって反射された光を所定の小さな範囲に集光する機能を有する。集光レンズ１２３は、上記機能から、所定の屈折率を有する凸レンズであり、本体１０３内においてハーフミラー１２２の左側方（図１では、左斜め下方）に配置され、ハーフミラー１２２と同等又は小さい直径を有している。投光装置１２１等の形状を工夫し、集光レンズ１２３を小型化することが好ましい。これは、低価格化及び小型化のためである。

撮像素子１２４は、集光レンズ１２３によって集光された像を撮像する機能を有する。撮像素子１２４は、集光レンズ１２３の左側方（図１では、左斜め下方）に配置されている。撮像素子１２４は、小型化のため、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが採用される。

撮像タイミングセンサ１１１は、メダル通路１０５を転動するメダルＭが撮像窓１１０に相対するタイミングを検知する機能を有する。撮像タイミングセンサ１１１は、撮像窓１１０下流の傾斜メダル通路１０５Ｓに配置され、メダルＭの中心がハーフミラー１２２の長手軸線ＬＬ上方（換言すれば、後述の基準線ＢＬ上）に達したときに撮像タイミングセンサ１１１がメダルＭを検知できるよう配置されている。そのため、撮像タイミングセンサ１１１は、メダルＭを最適に撮像できるタイミングを示すタイミング信号ＴＳをメダルＭの検知信号として出力する。

撮像タイミングセンサ１１１としては、メダルＭの位置をより正確に検知できる光電式のセンサを用いるのが好ましい。本実施例では、撮像タイミングセンサ１１１は、発光部１１２ａ、受光部１１２ｂおよびプリズム１１２ｃを含む光電センサ１１２である。発光部１１２ａから出射した光がプリズム１１２ｃを介して受光部１１２ｂに入射するよう発光部１１２ａ、受光部１１２ｂおよびプリズム１１２ｃが配置され、メダルＭが発光部１１２ａから出射した光を遮ることによりメダルＭの通過が検知されるよう構成されている。換言すれば、発光部１１２ａから出射される光の軸（すなわち、光軸ＬＡ）によりメダルＭを検知する検知軸線ＤＡＬが形成され、検知軸線ＤＡＬをメダルＭの周面が横切ることによりメダルＭが検知される。

検知軸線ＤＡＬは、撮像窓１１０に直角な方向（図１の紙面表側から裏側に向かう方向）から見て、メダルＭの進行線ＤＬにほぼ直角な方向に配置されるのが好ましい。換言すれば、検知軸線ＤＡＬは傾斜メダル通路１０５Ｓにおいてガイドレール１０８の案内線ＧＬにほぼ直角な方向に配置されるのが好ましい。これにより、検知軸線ＤＡＬが傾斜メダル通路１０５Ｓを最短距離で横切ることとなり、撮像タイミングセンサ１１１を最も効率良く設置できるからである。すなわち、案内線ＧＬに対し直角な方向から見て、撮像タイミングセンサ１１１の設置に必要な領域が最小となるので、メダル選別装置１００を小型化できる利点がある。しかし、検知軸線ＤＡＬの案内線ＧＬに対する角度は、９０度に限定されるものではなく、メダル通路１０５の形状や撮像タイミングセンサ１１１の配置に応じて適宜に設定できる。

なお、撮像タイミングセンサ１１１の受光部１１２ｂは、傾斜メダル通路１０５Ｓを挟んで発光部１１２ａと対向する位置に配置することもできる。その場合、プリズム１１２ｃは不要となる。

撮像窓１１０は、傾斜メダル通路１０５Ｓの一側壁に設けられた平面視矩形の開口からなり、傾斜メダル通路１０５Ｓを転動するメダルＭの撮像領域を画定する機能を有する。図３に示すように、撮像窓１１０の高さＨ（換言すれば、長辺ＬＳの長さ）は、最大径の選別対象メダルＭ１の直径よりも幅広に形成されている。縦方向においてメダルＭの直径に関する情報を取得するためである。撮像窓１１０の幅Ｗ（換言すれば、短辺ＳＳの長さ）は、最小径の選別対象メダルＭ３の直径よりも僅かに小さく形成してある。転動するメダルＭが傾斜メダル通路１０５Ｓから外れることを防止すると共に、ハーフミラー１２２の横方向の大きさを規制し、メダル通路１０５に対し４５度の角度で傾斜配置されるハーフミラー１２２の離れ量を規制し、装置を小型化するためである。しかし、他の飛び出し防止手段を設けることにより、撮像窓１１０の幅ＷをメダルＭの直径よりも大きくすることができる。

撮像窓１１０に直角な方向から見て、ガイドレール１０８の案内線ＧＬと撮像タイミングセンサ１１１の検知軸線ＤＡＬとのなす角ＡＮＧの二等分線を基準線ＢＬとした場合、撮像窓１１０の長辺が基準線ＢＬと平行になるよう撮像窓１１０が配置される。換言すれば、撮像窓１１０は基準線ＢＬに沿って延在している。なお、ハーフミラー１２２の長手軸線ＬＬは、基準線ＢＬに平行であり、撮像窓１１０に直角な方向に基準線ＢＬから所定距離を隔てて配置される。換言すれば、撮像窓１１０に直角な方向から見て長手軸線ＬＬと基準線ＢＬとが重なるよう配置される。

メダルカウントセンサ１１３は、振分ゲート１０６を通過したメダルＭを検知する機能を有する。メダルカウントセンサ１１３は、振分ゲート１０６の下流の傾斜メダル通路１０５Ｓの端部に配置され、１つまたは複数設けられる。本実施例では、１つのメダルカウントセンサ１１３が設けられている。メダルカウントセンサ１１３は、真正メダルＴＭと判断されたメダルＭを検知するメダル検知信号ＤＳを出力する。よって、メダル検知信号ＤＳを計数することにより、受け入れた真正メダルＴＭの個数を判別することができる。メダルカウントセンサ１１３としては、光電式や磁気式のセンサが用いられる。本実施例では、メダルカウントセンサ１１３は、発光部１１４ａおよび受光部１１４ｂを有する光電センサ１１４である。発光部１１４ａから出射した光が受光部１１４ｂに入射するよう発光部１１４ａおよび受光部１１４ｂが配置され、メダルＭが発光部１１４ａから出射した光を遮ることによりメダルＭの通過が検知されるよう構成されている。

制御装置１４０は、撮像タイミングセンサ１１１から出力されるタイミング信号ＴＳに基づき撮像素子１２４およびＬＥＤ１３１の作動を制御すると共に、撮像素子１２４から出力される撮像画像信号ＩＳを受けてメダルＭの真偽を判別し、その判別結果に基づき振分ゲート１０６の開閉を制御してメダル通路１０５を転動するメダルＭを選別する機能を有する。また、制御装置１４０は、メダルカウントセンサ１１３から出力されるメダル検出信号ＤＳに基づき、真正メダルＴＭと判別された個数を計数する機能も有する。制御装置１４０は、例えば、所定のプログラムに基づき動作するマイクロコンピュータ１４１によって構成される。制御装置１４０は、種々の画像処理を実行する画像処理部１６０を含んでいる。画像処理部１６０の詳細については後述する。

ＲＯＭ１４２は、制御装置１４０を動作させるプログラムおよびデータを格納する機能を有する。ＲＯＭ１４２は、図５に示すように、後述の基準画像を保持する基準画像保持部１７１を含んでいる。

ＲＡＭ１４３は、制御装置１４０の動作中に必要なデータを一時的に格納する機能を有する。ＲＡＭ１４３は、図５に示すように、二次元撮像装置１２０により撮像されたメダルＭの撮像画像を保持する撮像画像保持部１７２と、画像処理部１６０で生成された画像を保持する処理画像保持部１７３とを含んでいる。

ユーザインターフェース１５１は、メダル選別装置１００が組み込まれるゲーム機などの本体機器（図示せず）に電気的に接続する機能を有する。ユーザインターフェース１５１を介して本体機器をメダル選別装置１００に接続することにより、本体機器に対して所望の信号を入出力可能である。

状態表示器１５２は、メダル選別装置１００の動作状態を表示する機能を有する。状態表示器１５２は、例えば、発光色の異なる複数のＬＥＤ（図示せず）により構成され、それらＬＥＤの発光が制御装置１４０により制御されることにより、メダル選別装置１００の様々な状態（例えば、正常動作やエラー発生等）が報知される。なお、状態表示器１５２としては、液晶パネルなどのディスプレイ装置も使用可能である。

登録スイッチ１５３は、後述する基準画像の登録において使用され、登録の開始および終了を制御装置１４０に指示する機能を有する。

セキュリティボリューム１５４は、メダル選別装置１００において偽メダルＦＭと判別する基準値を設定する機能を有する。制御装置１４０は、セキュリティボリューム１５４により設定された基準値に基づいてメダルＭの真偽を判別する。

次に、図４を参照しながら、画像処理部１６０について説明する。画像処理部１６０は、中心抽出部１６１、エッジ強調部１６２、２値化部１６３、膨張・収縮部１６４、サイズ変換部１６５、画像回転部１６６、画像移動部１６７および判別部１６８を含んでいる。

中心抽出部１６１は、ＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に保持された撮像画像に基づき、撮像画像におけるメダルＭの中心位置を抽出する機能を有する。換言すれば、撮像画像においてメダルＭの中心を示す座標値を算出する。後述するように、メダルＭの中心は基準線ＢＬ上に位置するため、撮像画像において基準線ＢＬに対応する直線上におけるメダルＭの周縁部の一方と他方とを検出し、両周縁部間の中点をメダルＭの中心位置とする。なお、中心位置の抽出には公知の方法を用いてもよい。例えば、撮像画像において縦軸（Ｙ軸）方向に延びる各ラインに対しメダルＭの周縁部の一方と他方とを検出し、検出された両周縁部の間隔が最大となるラインにおける両周縁部間の中点をメダルＭの中心位置とする。しかし、基準線ＢＬ上において中心位置を抽出する方法は、上記公知の方法に比べ遥かに単純かつ容易であり、中心位置の抽出に要する時間を短縮できる。また、メダルＭの直径を検出する直径センサを設け、検出された直径に基づきメダルＭの中心位置を算出することもできる。この場合、基準線ＢＬに対応する直線上において、案内線ＧＬから直径の１／２の値（すなわち、半径）だけ離れた点をメダルＭの中心とすればよいので、メダルＭの周縁部を検出する必要がなく、中心位置の抽出に要する時間をさらに短縮できる。

エッジ強調部１６２は、撮像画像保持部１７２に保持された撮像画像においてエッジを強調する機能を有する。エッジ強調とは、画像の輪郭部の濃度勾配を急峻にし、画像をシャープにする処理である。エッジ強調は、もとの画像からその２次微分を引くこと(ラプラシアンフィルタ）やアンシャープマスクにより行なうことができる。

２値化部１６３は、エッジ強調部１６２でエッジ強調された画像を２値化する機能を有する。２値化とは、濃淡画像を２値画像に変換する処理である。２値化では、画素値（すなわち、輝度）が所定の閾値以上の場合にその画素値を「１」とし、それ以外の場合に画素値を「０」とする。

膨張・収縮部１６４は、２値化部１６３で２値化された画像に対し、注目画素の周辺に１画素でも白の画素があれば白に置き換える膨張処理と、注目画素の周辺に１画素でも黒の画素があれば黒に置き換える収縮処理とを繰り返し実行する機能を有する。膨張処理および収縮処理を繰り返し実行することにより、２値化された画像においてノイズが除去されると共にパターン欠陥（特に、線状パターンの欠陥）が修復される。

サイズ変換部１６５は、膨張・収縮部１６４で膨張・収縮処理された画像の画像サイズを縮小する機能を有する。サイズ変換は、公知のアフィン変換を用い、座標原点（Ｘ＝０、Ｙ＝０）を基準に所定の縮小率で実行される。

画像回転部１６６は、撮像画像保持部１７２に保持された撮像画像または膨張・収縮部１６４で膨張・収縮処理された画像を回転する機能を有する。回転は、公知のアフィン変換を用い、中心抽出部１６１で抽出されたメダル中心位置を基準に所定の回転角度で実行される。

画像移動部１６７は、サイズ変換部１６５でサイズ変換された画像を平行移動する機能を有する。平行移動は、公知のアフィン変換を用い、所定の方向および移動距離で実行される。換言すれば、画素で示されたＸ軸方向およびＹ軸方向の移動距離（例えば、Ｘ軸方向に１ピクセル、Ｙ軸方向に０ピクセル）に基づき、画像全体が平行移動される。

なお、画像処理部１６０は、中心抽出部１６１、エッジ強調部１６２、２値化部１６３、膨張・収縮部１６４、サイズ変換部１６５、画像回転部１６６、画像移動部１６７および判別部１６８のそれぞれの機能を有するものであれば、ハードウェアおよびソフトウェアのいずれで構成してもよい。一部をハードウェアとし残りをソフトウェアとすることも可能である。本実施例では、処理速度を高める上で有利なハードウェアにより画像処理部１６０の全体を構成している。

上記の構成を有するメダル選別装置１００では、傾斜メダル通路１０５ＳにおいてメダルＭがガイドレール１０８に支持されつつ案内線ＧＬに沿って斜め下方に移動し、メダルＭの進行方向側の周面が撮像タイミングセンサ１１１の検知軸線ＤＡＬ（すなわち、光電センサ１１２の光軸ＬＡ）上に位置したときにメダルＭが撮像窓１１０の所定位置（すなわち、撮像位置）に達したものとして検知される。そのため、メダルＭが撮像位置に達した場合、メダルＭの直径に関係なくメダルＭの周面が検知軸線ＤＡＬ上に位置することとなる。他方、メダルＭの周面はガイドレール１０８により案内線ＧＬに沿って案内されるため、メダルＭが撮像位置に達した場合、メダルＭの周面は案内線ＧＬ上に位置する。すなわち、図３に示すように、撮像窓１１０に直角な方向から見て、最大径メダルＭ１、中間径メダルＭ２および最小径メダルＭ３のそれぞれの外周が検知軸線ＤＡＬおよび案内線ＧＬに接した状態となる。これは、撮像窓１１０に直角な方向から見て、メダルＭ１、Ｍ２、Ｍ３の中心Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が案内線ＧＬと検知軸線ＤＡＬとのなす角の二等分線上に位置することを意味する。したがって、この二等分線を基準線ＢＬとし、その基準線ＢＬに沿って撮像窓１１０を延在させることにより、異なる直径を有するメダルＭであってもその一面に形成された模様の全体を容易かつ確実に撮像することができる。よって、容易かつ確実な判別および選別が可能となる。換言すれば、模様の全体を撮像できるメダルＭの直径範囲が広くなるので、判別および選別可能な直径範囲が広くなる。しかも、撮像窓１１０に直角な方向から見て基準線ＢＬに直角な方向については、異なる直径のメダルＭであっても中心位置の移動を考慮せずに撮像窓１１０の幅Ｗを設定できるため、撮像窓１１０の幅Ｗを比較的小さくできる。換言すれば、メダルＭの中心位置のシフトやズレに伴って撮像領域を大きくする必要がない。したがって、メダル選別装置１００を小型化できる。また、複数の撮像タイミングセンサ１１１を必要としないので、低コストであり、かつ、煩雑な調整も不要であり、容易に実現できる。また、画像判別の基準となるメダルＭの中心位置を求める際に、基準線ＢＬ上に中心位置が存在するため、中心位置の抽出は単純かつ容易であり、判別に必要な処理時間が短縮される。換言すれば、選別に要する時間が短縮され、より高速な選別が可能となる。

撮像窓１１０の形状は長辺ＬＳおよび短辺ＳＳを有する矩形であり、矩形の長辺ＬＳが基準線ＢＬにほぼ平行になるよう撮像窓１１０が配置される。一般に撮像素子１２４は矩形の有効撮像面を有するため、撮像窓１１０を矩形状とすることにより、撮像素子１２４における撮像面の利用効率を向上させることができる。

撮像窓１１０に対し直角な方向から見て、基準線ＢＬに対し対称となるよう撮像窓１１０が配置される。換言すれば、撮像窓１１０の短辺方向の中心軸線が基準線ＢＬと重なるよう撮像窓１１０が配置される。これにより、撮像タイミングセンサ１１１によるメダルＭの検知から撮像素子１２４によるメダルＭの撮像までの時間差が無視できる程度であれば、撮像窓１１０において矩形の短辺方向の中心にメダルＭの中心が配置されるので、模様の全体をより効率よく撮像できる。

撮像タイミングセンサ１１１として光電センサ１１２を用い、光電センサ１１２の光軸ＬＡが検知軸線ＤＡＬを形成する。したがって、指向性および直線性の高い光によりメダルＭを検知するため、検知精度を高めることができる。

（動作）
次に、図６〜図１２を参照しながら、メダル選別装置１００の動作について説明する。以下、制御装置１４０の処理を中心に説明する。

まず、図６に示すように、ステップＳ１において、初期化がなされる。初期化では、撮像素子１２４のフレームレート、撮像タイミングセンサ１１１およびメダルカウントセンサ１１３の感度などが設定される。

次のステップＳ２において、基準画像を登録するか否かが判定される。すなわち、登録スイッチ１５３がオンされたか否かが判定される。登録スイッチ１５３がオンの場合、ステップＳ３に進み、後述の基準画像の登録が実行される。登録スイッチ１５３がオフの場合、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、撮像タイミングセンサ１１１がオンしたか否かが判定される。換言すれば、メダル通路１０５を転動するメダルＭが撮像位置に到達したか否かが判定される。メダル投入口１０４にメダルＭが投入された場合、投入されたメダルＭは垂立メダル通路１０５Ｖを落下した後、傾斜メダル通路１０５Ｓを転動し、撮像タイミングセンサ１１１がオンする。すなわち、メダル投入口１０４へのメダルＭの投入に対応して、撮像タイミングセンサ１１１がオンする。撮像タイミングセンサ１１１がオンの場合、ステップＳ５に進む。メダル投入口１０４にメダルＭが投入されない場合、撮像タイミングセンサ１１１がオフの状態に保たれ、ステップＳ４が繰り返し実行される。換言すれば、メダル投入口１０４にメダルＭが投入される迄は、待機状態となる。

次のステップＳ５では、制御装置１４０がＬＥＤ１３１に点灯制御信号ＬＣＳを出力し、ＬＥＤ１３１が点灯制御信号ＬＣＳに基づいて短時間点灯（すなわち、フラッシュ）される。これにより、投光装置１２１から撮像窓１１０に向かう拡散光が発せられ、撮像窓１１０と相対するメダルＭが投光される。

次のステップＳ６では、制御装置１４０が撮像素子１２４に撮像制御信号ＩＣＳを出力し、撮像素子１２４が撮像制御信号ＩＣＳに基づいてメダルＭを撮像する。換言すれば、二次元撮像装置１２０によりメダルＭの撮像画像が取得される。撮像素子１２４は、取得された撮像画像を含む撮像画像信号ＩＳを制御装置１４０に出力する。制御装置１４０は、供給された撮像画像信号ＩＳに含まれる撮像画像を図５に示すバスラインＢＳを介してＲＡＭ１４３に転送する。ＲＡＭ１４３は、送られた撮像画像を撮像画像保持部１７２に格納し保持する。

なお、ステップＳ６で取得される撮像画像は、選別対象のメダルＭにおける表面および裏面のいずれかの画像である。そのため、メダルＭの表面および裏面の模様が異なる場合、後述の基準メダルＳＭの表面および裏面のそれぞれの基準画像と対比する必要がある。本実施例では、メダルＭの表面および裏面の模様が異なるものとして説明する。

次のステップＳ７では、制御装置１４０の画像処理部１６０が撮像画像保持部１７２に保持された撮像画像に対し前処理を実行する。前処理は、図７に示すように、中心抽出、エッジ強調、２値化、膨張・収縮、サイズ変換の順で実行される。まず、ステップＳ４１において、中心抽出部１６１が撮像画像保持部１７２に保持された撮像画像における基準メダルＳＭの中心位置を抽出する。抽出された中心位置の座標値はＲＡＭ１４３に格納される。

次のステップＳ４２では、エッジ強調部１６２が撮像画像保持部１７２に保持された撮像画像についてエッジ強調の処理を実行する。エッジ強調された画像は、ＲＡＭ１４３の処理画像保持部１７３に保持される。

続くステップＳ４３では、２値化部１６３が処理画像保持部１７３に保持されたエッジ強調後の画像を２値化する。２値化された画像は、処理画像保持部１７３に保持される。

その後、ステップＳ４４において、膨張・収縮部１６４が処理画像保持部１７３に保持された２値化後の画像に対し膨張・収縮処理を実行する。膨張・収縮処理により、２値化された画像のノイズ除去やパターン欠陥の修復等がなされる。膨張・収縮された画像は、処理画像保持部１７３に保持される。

さらに、ステップＳ４５では、サイズ変換部１６５が処理画像保持部１７３に保持された膨張・収縮後の画像をサイズ変換する処理を実行する。サイズ変換処理により、膨張・収縮処理された画像が縮小されて画素数が減少する。サイズ変換された画像は、処理画像保持部１７３に保持される。こうして図６のステップＳ７の前処理が完了し、当該前処理が施された撮像画像が被判別画像として処理画像保持部１７３に保持される。

次のステップＳ８では、画像対比判定が実行される。画像対比判定では、ステップＳ３において登録された基準画像とステップＳ７において処理画像保持部１７３に保持された被判別画像とを対比し、その対比結果によりメダルの真偽が判別される。換言すれば、基準画像との対比結果が所定の基準を満たした場合に一致（真正メダルＴＭ）と判定され、それ以外の場合に不一致（偽メダルＦＭ）と判定される。このステップＳ８における画像対比判定の詳細については後述する。

次のステップＳ９では、ステップＳ８の画像対比判定において一致と判定されたか否かが判定される。換言すれば、真正メダルと判別されたか否かが判定される。一致と判定された場合（すなわち、真正メダルと判別された場合）、ステップＳ１０に進み、不一致（すなわち、偽メダルと判別された場合）と判定された場合、ステップＳ２に戻る。

次のステップＳ１０では、制御装置１４０がゲート制御信号ＧＣＳを振分ゲート１０６に出力し、振分板１０９がメダル通路１０５から退出して振分ゲート１０６が開かれる。これにより、傾斜メダル通路１０５Ｓを転動する真正メダルＴＭは振分ゲート１０６を通過し、メダル受入口１０２を介して本体機器（図示せず）に導入される。換言すれば、メダル投入口１０４に投入されたメダルＭが真正メダルＴＭと判別され、振分ゲート１０６により真正メダルＴＭとして選別される。

次のステップＳ１１では、メダルカウントセンサ１１３がオンしたか否かが判定される。メダルカウントセンサ１１３がオフの場合、ステップＳ１１が繰り返し実行される。換言すれば、メダルカウントセンサ１１３が待機状態となる。ステップＳ９において真正メダルＴＭとして選別された場合、振分ゲート１０６を通過した真正メダルＴＭによりメダルカウントセンサ１１３がオンされ、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、制御装置１４０がゲート制御信号ＧＣＳを振分ゲート１０６に出力し、振分板１０９がメダル通路１０５内に進入して振分ゲート１０６が閉ざされた後、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ９において不一致（すなわち、偽メダルと判別された場合）と判定された場合、振分ゲート１０６の閉じた状態が保持されているので、メダル通路１０５を転動するメダルＭは振分ゲート１０６を通過することができず、メダル返却口１０１に振り分けられる。換言すれば、メダルＭは偽メダルＦＭとして選別され、メダル返却口１０１から放出される。

（基準画像登録）
次に、図８を参照しながら、図６のステップＳ３で実行される基準画像の登録について説明する。基準画像の登録は、真偽判別の基準となるメダル（以下、基準メダルＳＭという）の表面および裏面の画像を二次元撮像装置１２０により取得して行われる。基準メダルＳＭとしては、判別精度を高める上で未使用のメダルＭを使用することが好ましいが、使用済みのメダルＭでもよい。図８の基準画像登録では、最初のステップＳ２１において、登録設定がなされる。登録設定では、例えば、登録する画像がメダルＭの表面および裏面のいずれであるかの選択がなされる。

次のステップＳ２２では、登録が終了したか否かが判定される。登録終了は、登録スイッチ１５３がオフされたか否かで判定される。登録スイッチ１５３がオフされた場合、図６のステップＳ２に戻り、登録スイッチ１５３がオフされていない場合、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、図６のステップＳ４と同様に、撮像タイミングセンサ１１１がオンしたか否かが判定される。メダル投入口１０４に基準メダルＳＭが投入され、撮像タイミングセンサ１１１がオンとなった場合、ステップＳ２４に進む。撮像タイミングセンサ１１１がオフの場合、ステップＳ２３が繰り返し実行される。換言すれば、メダル投入口１０４に基準メダルＳＭが投入される迄は、待機状態となる。

次のステップＳ２４では、図６のステップＳ５と同様に、制御装置１４０がＬＥＤ１３１に点灯制御信号ＬＣＳを出力し、ＬＥＤ１３１が点灯制御信号ＬＣＳに基づいて短時間点灯（すなわち、フラッシュ）される。これにより、投光装置１２１から撮像窓１１０に向かう拡散光が発せられ、撮像窓１１０と相対する基準メダルＳＭが投光される。

次のステップＳ２５では、図６のステップＳ６と同様に、制御装置１４０が撮像素子１２４に撮像制御信号ＩＣＳを出力し、撮像素子１２４が撮像制御信号ＩＣＳに基づいて基準メダルＳＭを撮像する。換言すれば、二次元撮像装置１２０により基準メダルＳＭの撮像画像が取得される。撮像素子１２４は、取得された撮像画像を含む撮像画像信号ＩＳを制御装置１４０に出力する。制御装置１４０は、供給された撮像画像信号ＩＳに含まれる撮像画像をＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に格納し保持する。

次のステップＳ２６では、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎに「０」を設定する。換言すれば、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎが初期化（すなわち、リセット）される。

次のステップＳ２７では、図６のステップＳ７と同様に、撮像画像保持部１７２に保持された基準メダルＳＭの撮像画像に対し、図８のステップＳ４１〜Ｓ４５において、中心抽出、エッジ強調、２値化、膨張・収縮、サイズ変換の順で前処理が実行される。このとき、前処理が施された撮像画像は、ＲＡＭ１４３の処理画像保持部１７３に保持される。ＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に保持されていた撮像画像は、継続して撮像画像保持部１７２に保持される。

次のステップＳ２８では、データがＲＯＭ１４２に格納される。すなわち、前処理を施された撮像画像は、バスラインＢＳを介してＲＡＭ１４３からＲＯＭ１４２に転送され、基準画像保持部１７１に「θ＝０、ｎ＝０」の基準画像として格納され保持される。換言すれば、基準画像が回転角度θおよび画像移動カウント数ｎと関連付けられて基準画像保持部１７１に保持される。このとき、ＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に保持されていた撮像画像は、継続して撮像画像保持部１７２に保持される。

次のステップＳ２９では、新たな回転角度θとして現在の回転角度θに回転角度増分θｄを加算した「θ＋θｄ」が設定される。換言すれば、回転角度θに回転角度増分θｄを加算することにより、回転角度θが更新される。本実施例では、画像を１回転したときに「θ＝０」の基準画像を含めて全６４枚の基準画像が得られるように、θｄが設定される。この場合のθｄは「５．６２５°」である。

次のステップＳ３０では、回転角度θが３６０°以上であるか否かが判定される。回転角度θが３６０°未満（すなわち、「θ＜３６０°」）の場合、ステップＳ３１においてＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に保持された撮像画像を設定された回転角度θで回転した後、ステップＳ２７に戻り、ステップＳ２７〜Ｓ３１が繰り返し実行される。これにより、複数の回転角度θにそれぞれ対応する複数の基準画像がＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に格納され保持される。換言すれば、基準メダルＳＭに対応する画像およびその画像をそれぞれ異なる複数の回転角度θで回転させた画像からなる複数の基準画像が基準画像保持部１７１に保持される。このとき、画像移動カウント数ｎは「０」として各基準画像に関連付けされる。上記により生成された「θ≠０」の各基準画像は、「θ＝０」の基準画像をそれぞれ異なる回転角度θで回転した画像に相当する。

ステップＳ３０において回転角度θが３６０°以上（すなわち、「θ≧３６０°」）の場合、ステップＳ３１に進み、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎに「０」が設定される。換言すれば、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎが再度初期化（すなわち、リセット）される。

次のステップＳ３３では、基準画像保持部１７１に保持された基準画像から回転角度θのデータが選択される。ステップＳ３０において「θ＝０、ｎ＝０」に設定されているので、最初に「θ＝０、ｎ＝０」に対応する基準画像が選択される。

次のステップＳ３４では、画像移動カウント数ｎが「８」以上であるか否かが判定される。画像移動カウント数ｎが「８」以上でない場合（すなわち、「ｎ＜８」の場合）、ステップＳ３５に進み、図９に示す平行移動処理が実行される。

図９の平行移動処理では、ステップＳ３３で選択された基準画像が、画像移動カウント数ｎに対応した所定の方向に平行移動される。すなわち、ステップＳ９１では、画像移動カウント数が「０」か否かが判定され、「ｎ＝０」の場合、ステップＳ９８において基準画像が右上方に１ピクセル移動（図１０（Ａ）の位置Ｐ１に移動、すなわち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に各「＋１」ピクセル移動）された後、図９のステップＳ３５に戻る。「ｎ≠０」の場合、ステップＳ９２に進み、画像移動カウント数ｎが「１」か否かが判定される。「ｎ＝１」の場合、ステップＳ９９において基準画像が上方に１ピクセル移動（図１０（Ｂ）の位置Ｐ２に移動、すなわち、Ｙ軸方向に「＋１」ピクセル移動）された後、図９のステップＳ３５に戻る。「ｎ≠１」の場合、ステップＳ９３に進み、画像移動カウント数ｎが「２」か否かが判定される。「ｎ＝２」の場合、ステップＳ１００において基準画像が左上方に１ピクセル移動（図１０（Ｃ）の位置Ｐ３に移動、すなわち、Ｘ軸方向に「−１」およびＹ軸方向に「＋１」ピクセル移動）された後、図９のステップＳ３５に戻る。「ｎ≠２」の場合、ステップＳ９４に進み、画像移動カウント数ｎが「３」か否かが判定される。「ｎ＝３」の場合、ステップＳ１０１において基準画像が左方に１ピクセル移動（図１０（Ｄ）の位置Ｐ４に移動、すなわち、Ｘ軸方向に「−１」ピクセル移動）された後、図９のステップＳ３５に戻る。「ｎ≠３」の場合、ステップＳ９５に進み、画像移動カウント数ｎが「４」か否かが判定される。「ｎ＝４」の場合、ステップＳ１０２において基準画像が右方に１ピクセル移動（図１０（Ｅ）の位置Ｐ５に移動、すなわち、Ｘ軸方向に「＋１」ピクセル移動）された後、図９のステップＳ３５に戻る。「ｎ≠４」の場合、ステップＳ９６に進み、画像移動カウント数ｎが「５」か否かが判定される。「ｎ＝５」の場合、ステップＳ１０３において基準画像が右下方に１ピクセル移動（図１０（Ｆ）の位置Ｐ６に移動、すなわち、Ｘ軸方向に「＋１」およびＹ軸方向に「−１」ピクセル移動）された後、図９のステップＳ３５に戻る。「ｎ≠５」の場合、ステップＳ９７に進み、画像移動カウント数ｎが「６」か否かが判定される。「ｎ＝６」の場合、ステップＳ１０４において基準画像が下方に１ピクセル移動（図１０（Ｇ）の位置Ｐ７に移動、すなわち、Ｙ軸方向に「−１」ピクセル移動）された後、図９のステップＳ３５に戻る。「ｎ≠６」の場合、ステップＳ１０５に進み、基準画像が左下方に１ピクセル移動（図１０（Ｈ）の位置Ｐ８に移動、すなわち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に各「−１」ピクセル移動）された後、図９のステップＳ３５に戻る。なお、図１０では、平行移動の方向を明瞭に示すため、便宜的に移動距離を大きく示している。

ステップＳ３５の後に実行されるステップＳ３６では、現在の画像移動カウント数ｎに「１」が加算され、新たな画像移動カウント数ｎが設定される。換言すれば、画像移動カウント数ｎが更新される。

なお、ここでは、平行移動の移動量を８方向に各１ピクセルとしているが、メダルの中心位置に対して模様のズレが大きい場合、必要に応じて２ピクセル以上とすることもできる。その場合、図９の平行移動処理において、画像移動カウント数ｎやピクセル数を適宜設定することにより、ピクセル数を徐々に増やすことも可能である。

次のステップＳ３７では、データがＲＯＭ１４２に格納される。すなわち、平行移動された基準画像が現在の回転角度θおよび画像移動カウント数ｎに関連付けされてＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に格納され保持される。その後、ステップＳ３４に戻り、ステップＳ３４において画像移動カウント数ｎが「８」以上と判定されるまでステップＳ３５〜Ｓ３７が繰り返し実行される。これにより、回転角度θの基準画像が平行移動の方向を変えながら平行移動され、平行移動により生成された８枚の基準画像が対応する画像移動カウント数ｎ（「ｎ＝１」〜「ｎ＝７」）に関連付けされてＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に格納され保持される。

ステップＳ３４において画像移動カウント数ｎが「８」以上と判定された場合（すなわち、「ｎ≧８」の場合）、ステップＳ３８に進み、現在の回転角度θに回転角度増分θｄを加算して得られた値が新たな回転角度θとして設定される。換言すれば、回転角度θが更新される。

次のステップＳ３９では、ステップＳ３８で更新された回転角度θが「３６０°」以上であるか否かが判定される。θが「３６０°」未満の場合（すなわち「θ＜３６０°」の場合）、ステップＳ３３に戻り、ステップＳ３３〜Ｓ３７が繰り返し実行される。これにより、回転角度θを増加させながら、各回転角度θに対応する基準画像のそれぞれについて平行移動の方向を変えながら平行移動され、平行移動により生成された８枚の基準画像が対応する画像移動カウント数ｎ（「ｎ＝１」〜「ｎ＝７」）に関連付けされてＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に格納され保持される。こうして、「０≦θ＜３６０°」の範囲で３６枚の基準画像のそれぞれについて平行移動された図１０（Ａ）〜（Ｈ）に示す各８枚の基準画像が生成され、平行移動されていない基準画像を含めると総計３２４枚の基準画像が回転角度θおよび画像移動カウント数ｎに関連付けされてＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に格納され保持される。

ステップＳ３９において回転角度θが「３６０°」以上の場合（すなわち、θ≧３６０°」の場合、ステップＳ２１に戻り、上記ステップＳ２１〜Ｓ３９が繰り返し実行可能である。これにより、基準メダルＳＭの表面および裏面のそれぞれについて、複数の基準画像が登録可能である。

なお、基準画像の登録において、基準メダルＳＭの表面および裏面のいずれかを特定する面番号ｋが設定される。すなわち、基準メダルＳＭの表面に対応する基準画像には、面番号ｋとして「０」が設定される。同様に、基準メダルＳＭの裏面に対応する基準画像には、面番号ｋとして「１」が設定される。そして、基準画像保持部１７１には、面番号ｋが各基準画像と共に格納され保持される。これにより、面番号ｋに基づき、基準メダルＳＭにおける表面の基準画像と裏面の基準画像とを区別することができる。したがって、各基準画像は面番号ｋ、回転角度θ、画像移動カウント数ｎに関連付けされる。

（画像対比判定）
次に、図１１を参照しながら、図６のステップＳ８における画像対比判定について説明する。まず、図１１のステップＳ５１において、制御装置１４０が上述の面番号ｋに「０」を設定する。これにより、初めに「ｋ＝０」に対応する基準画像（換言すれば、基準メダルＳＭの表面の基準画像）との対比がなされる。

次のステップＳ５２では、制御装置１４０が画像移動カウント数ｎに「０」を設定する。換言すれば、画像移動カウント数ｎが初期化（すなわち、リセット）される。

次のステップＳ５３では、制御装置１４０が回転角度θに「０」を設定する。換言すれば、回転角度θが初期化（すなわち、リセット）される。

次のステップＳ５４では、ＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に保持された複数の基準画像のうち、面番号ｋ、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎの基準画像が選択される。最初に「ｋ＝０、θ＝０、ｎ＝０」の基準画像が選択される。

次のステップＳ５５では、選択された基準画像と処理画像保持部１７３に保持された被判別画像（換言すれば、前処理後の撮像画像）とを対比する画像比較が実行される。画像比較では、選択された基準画像および被判別画像を画素単位で比較し、画素値の相違する画素数をカウントすることにより相違度ＤＦが算出される。

なお、相違度ＤＦに換えて類似度を算出してもよい。その場合、画素値の一致する画素数をカウントすることにより類似度が算出される。

次のステップＳ５６では、ステップＳ５５で算出された相違度ＤＦが所定閾値以下か否かが判定される。閾値以下の場合、ステップＳ５７において一致したと判定され、図６のステップＳ８に戻る。相違度ＤＦが閾値を超えている場合、ステップＳ５８に進む。

ステップＳ５８では、現在の回転角度θに回転角度増分θｄを加算して得られた値が新たな回転角度θとして設定される。換言すれば、回転角度θが更新される。回転角度増分θｄは、図７または図９における回転角度増分θｄと同一値である。

次のステップＳ５９では、ステップＳ５８で更新された回転角度θが「３６０°」以上であるか否かが判定される。「θ＜３６０°」の場合、ステップＳ５４に戻り、ステップＳ５４〜Ｓ５８が繰り返し実行される。回転角度θが「３６０°」以上の場合、次のステップＳ６０に進む。これにより、回転角度θを増加させながら、各回転角度θに対応する複数の基準画像のそれぞれについて相違度ＤＦが算出され、算出された相違度ＤＦが閾値以下となるか、または、回転角度θが「３６０°」以上となるまで基準画像と被判別画像との対比がなされる。

次のステップＳ６０では、現在の画像移動カウント数ｎに「１」が加算され、新たな画像移動カウント数ｎが設定される。換言すれば、画像移動カウント数ｎが更新される。

次のステップＳ６１では、画像移動カウント数ｎが「８」以上であるか否かが判定される。画像移動カウント数ｎが「８」以上でない場合（すなわち、「ｎ＜８」の場合）、ステップＳ５３に戻り、上記ステップＳ５３〜Ｓ６０が繰り返し実行される。これにより、更新された画像移動カウント数ｎに関連する各基準画像（換言すれば、平行移動された基準画像）と被判別画像との対比が回転角度θを増加させながらなされる。これにより、ステップＳ５１〜Ｓ６１において、面番号ｋが「０」の全ての基準画像と被判別画像との対比が可能となる。この対比の過程で相違度ＤＦが閾値以下となった場合に一致判定がなされ、図６のステップＳ６に戻る。

ステップＳ６１において画像移動カウント数ｎが「８」以上の場合（すなわち、「ｎ≧８」の場合）、次のステップＳ６２に進み、現在の面番号ｋに「１」が加算され、新たな面番号ｋが設定される。

次のステップＳ６３では、面番号ｋが「２」以上であるか否かが判定される。面番号ｋが「２」未満（すなわち、「ｋ＜２」）の場合、ステップＳ５２に戻る。換言すれば、「ｋ＝１」に設定された状態で、ステップＳ５２〜Ｓ６１の処理が再度実行される。すなわち、基準メダルＳＭの裏面の基準画像との対比が行われる。面番号ｋが「２」以上（すなわち、「ｋ≧２」）の場合、ステップＳ６４において不一致と判定され、図６のステップＳ８に戻る。

上述の通り、実施例１のメダル選別装置１００では、メダル通路１０５内を転動する基準メダルＳＭまたは選別対象のメダルＭの表面または裏面を撮像して撮像画像を取得する二次元撮像装置１２０と、二次元撮像装置１２０により取得された基準メダルの撮像画像に基づく複数の基準画像を保持する基準画像保持部１７１と、二次元撮像装置１２０により取得されたメダルＭの撮像画像に基づく被判別画像を基準画像保持部１７１に保持された複数の基準画像と対比し、メダルＭの真偽を判別する判別部１６８と、判別部１６８による判別結果に基づきメダルＭを真偽別に振り分ける振分ゲート１０６と、を含んでいる。

複数の基準画像は、基準メダルの撮像画像に所定の処理を施すことにより予め準備され、基準画像保持部１７１に保持される。複数の基準画像は、基準メダルの撮像画像に基づく基準画像（以下、第１の基準画像という）と、第１の基準画像をそれぞれ異なる複数の回転角度で回転した画像に相当する複数の基準画像（以下、第２の基準画像という）と、第１の基準画像および複数の第２の基準画像のそれぞれを平行移動してなる複数の基準画像（以下、第３の基準画像という）とにより構成される。平行移動は、その移動方向を変えながら実行される。換言すれば、回転角度および移動方向の異なる複数の基準画像が基準画像保持部１７１に保持されている。

判別部１６８は、被判別画像と複数の基準画像（換言すれば、第１の基準画像、第２の基準画像および第３の基準画像）のそれぞれとを順次対比し、その対比結果として相違度ＤＦを求める。換言すれば、対比結果が相違度ＤＦとして定量化される。そして、被判別画像と複数の基準画像との対比の過程において、相違度ＤＦが所定の閾値以下である場合にメダルＭが真正メダルＴＭであると判別する。

そのため、被判別画像において選別対象メダル（換言すれば、判別対象メダル）Ｍの模様が回転していても、その回転角度と同一または近似する回転角度の基準画像との対比が可能となる。また、被判別画像において模様の位置ズレが生じていても、その位置ズレと同一または近似する基準画像との対比が可能となる。換言すれば、被判別画像における模様の回転および位置ズレの双方の影響が除去または減少され、判別精度を高めることができる。よって、選別精度の高いディスク選別装置が実現される。さらに、複数の基準画像は予め準備されているため、判別対象メダルＭの撮像画像を回転または平行移動させるよりも時間短縮でき、短時間での判別が可能となる。よって、判別速度が向上し、高速選別が可能となる。

図１２〜図１５は、本発明の実施例２のメダル選別装置における基準画像登録処理および画像対比判定処理を示す。実施例２のメダル選別装置は、基準画像の登録および画像対比判定の処理効率を高めるために処理の一部を変更した点において実施例１のメダル選別装置１００と相違する。それ以外は、実施例１のメダル選別装置１００と同一である。そのため、ここでは基準画像登録処理および画像対比判定処理についてのみ説明する。

（基準画像登録）
最初に、図１２および図１３を参照しながら、基準画像登録処理について説明する。図１２および図１３の基準画像登録処理は、実施例１のメダル選別装置１００と同様に、図６のステップＳ８において実行される。

まず、ステップＳ２１１において、図８のステップＳ２１と同様に、登録設定がなされる。ここでは、基準メダルＳＭの表面に対応する基準画像を登録する場合とし、面番号ｋに「０」を設定する。ステップＳ２１２では、図８のステップＳ２２と同様に、登録が終了したか否かが判定される。登録スイッチ１５３がオフされた場合、図６のステップＳ２に戻り、登録スイッチ１５３がオフされていない場合、ステップＳ２１３に進む。

次のステップＳ２１３では、図８のステップＳ２３と同様に、撮像タイミングセンサ１１１がオンしたか否かが判定される。メダル投入口１０４に基準メダルＳＭが投入され、撮像タイミングセンサ１１１がオンとなった場合、ステップＳ２４に進む。撮像タイミングセンサ１１１がオフの場合、ステップＳ２３が繰り返し実行される。換言すれば、メダル投入口１０４に基準メダルＳＭが投入される迄は、待機状態となる。

次のステップＳ２１４では、図８のステップＳ２４と同様に、制御装置１４０がＬＥＤ１３１に点灯制御信号ＬＣＳを出力し、ＬＥＤ１３１が点灯制御信号ＬＣＳに基づいて短時間点灯（すなわち、フラッシュ）される。これにより、投光装置１２１から撮像窓１１０に向かう拡散光が発せられ、撮像窓１１０と相対する基準メダルＳＭが投光される。

次のステップＳ２１５では、図８のステップＳ２５と同様に、制御装置１４０が撮像素子１２４に撮像制御信号ＩＣＳを出力し、撮像素子１２４が撮像制御信号ＩＣＳに基づいて基準メダルＳＭを撮像する。換言すれば、二次元撮像装置１２０により基準メダルＳＭの撮像画像が取得される。撮像素子１２４は、取得された撮像画像を含む撮像画像信号ＩＳを制御装置１４０に出力する。制御装置１４０は、供給された撮像画像信号ＩＳに含まれる撮像画像をＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に格納し保持する。

次のステップＳ２１６では、前処理として図１３に示すステップＳ２４１〜Ｓ２４４が順次実行されることにより、中心抽出、エッジ強調、２値化、膨張・収縮の各処理がなされた後、前処理後の撮像画像としてＲＡＭ１４３の処理画像保持部１７３に格納され保持される。換言すれば、図７の前処理におけるステップＳ４５のサイズ変換を実行する前の画像が、前処理画像として処理画像保持部１７３に保持される。

次のステップＳ２１７では、処理画像保持部１７３に保持された前処理画像がＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に格納され保持される。換言すれば、撮像画像保持部１７２に保持された撮像画像が前処理画像に置換される。

次のステップＳ２１８では、回転角度θに「０」を設定する。換言すれば、回転角度θが初期化（すなわち、リセット）される。さらに、ステップＳ２１９では、画像移動カウント数ｎに「０」を設定する。換言すれば、画像移動カウント数ｎが初期化（すなわち、リセット）される。

次のステップＳ２２０では、図７のステップＳ４５と同様に、前処理画像がサイズ変換され、図８のステップＳ２７と同一の画像が得られる。

次のステップＳ２２１では、図８のステップＳ２８と同様に、データがＲＯＭ１４２に格納される。すなわち、前処理を施された撮像画像は、バスラインＢＳを介してＲＡＭ１４３からＲＯＭ１４２に転送され、基準画像保持部１７１に「ｋ＝０、θ＝０、ｎ＝０」の基準画像として格納され保持される。換言すれば、基準画像が面番号ｋ、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎと関連付けられて基準画像保持部１７１に保持される。このとき、ＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に保持されていた前処理画像は、継続して撮像画像保持部１７２に保持される。

次のステップＳ２２２では、図８のステップＳ３５と同様に、図９の平行移動処理が実行される。続くステップＳ２２３において、現在の画像移動カウント数ｎに「１」が加算され、新たな画像移動カウント数ｎが設定される。換言すれば、画像移動カウント数ｎが更新される。その後、ステップＳ２２４において、データがＲＯＭ１４２に格納される。すなわち、平行移動された基準画像が現在の面番号ｋ、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎに関連付けされてＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に格納され保持される。

次のステップＳ２１５では、画像移動カウント数ｎが「８」以上であるか否かが判定される。画像移動カウント数ｎが「８」以上でない場合（すなわち、「ｎ＜８」の場合）、ステップＳ２２２に戻り、ステップＳ２１５において画像移動カウント数ｎが「８」以上と判定されるまでステップＳ２２２〜Ｓ２２４が繰り返し実行される。これにより、回転角度θの基準画像が平行移動の方向を変えながら平行移動され、平行移動により生成された８枚の基準画像が対応する画像移動カウント数ｎ（「ｎ＝１」〜「ｎ＝７」）に関連付けされてＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に格納され保持される。

ステップＳ２１５において画像移動カウント数ｎが「８」以上の場合（すなわち、「ｎ≧８」の場合）、ステップＳ２１６に進み、新たな回転角度θとして現在の回転角度θに回転角度増分θｄを加算した「θ＋θｄ」が設定される。換言すれば、回転角度θに回転角度増分θｄを加算することにより、回転角度θが更新される。本実施例においても、実施例１の場合と同様に、画像を１回転したときに「θ＝０」の基準画像を含めて全６４枚の基準画像が得られるように、θｄが設定される。

次のステップＳ２１７では、回転角度θが３６０°以上であるか否かが判定される。回転角度θが３６０°未満（すなわち、「θ＜３６０°」）の場合、ステップＳ２１８においてＲＡＭ１４３の撮像画像保持部１７２に保持された前処理画像を更新された回転角度θで回転した後、ステップＳ２１９に戻り、ステップＳ２１９〜Ｓ２１６が繰り返し実行される。これにより、複数の回転角度θにそれぞれ対応する複数の基準画像およびそれらの基準画像を平行移動の方向を変えながら平行移動された基準画像がＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に格納され保持される。このとき、各基準画像は、面番号ｋ、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎに関連付けされて基準画像保持部１７１に保持される。

ステップＳ２１７において回転角度θが３６０°以上（すなわち、「θ≧３６０°」）の場合、ステップＳ２１１に戻る。基準メダルＳＭの裏面に対応する基準画像を登録する場合、ステップＳ２１１において面番号ｋに「１」を設定し、上記ステップＳ２１２〜Ｓ２１８を繰り返し実行可能する。これにより、基準メダルＳＭの表面および裏面のそれぞれに対応する基準画像が登録可能である。

本実施例における基準画像登録処理では、１つの撮像画像に対して中心抽出、エッジ強調、２値化、膨張・収縮の各処理を重複して実行する必要がない。そのため、図８の基準画像登録処理に比べて処理時間を短縮できる利点がある。

（画像対比判定）
次に、図１４および図１５を参照しながら、画像対比判定処理について説明する。まず、図１４のステップＳ２５１において、制御装置１４０が面番号ｋに「０」を設定する。これにより、初めに「ｋ＝０」に対応する基準画像（換言すれば、基準メダルＳＭの表面の基準画像）との対比がなされる。

次のステップＳ２５２では、制御装置１４０が画像移動カウント数ｎおよび回転角度θにそれぞれ「０」を設定する。換言すれば、画像移動カウント数ｎおよび回転角度θが初期化（すなわち、リセット）される。

次のステップＳ２５３では、ＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に保持された複数の基準画像のうち、面番号ｋ、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎの基準画像が選択される。最初に「ｋ＝０、θ＝０、ｎ＝０」の基準画像が選択される。

次のステップＳ２５４では、選択された基準画像と処理画像保持部１７３に保持された被判別画像（換言すれば、前処理後の撮像画像）とを対比する画像比較が実行される。画像比較では、選択された基準画像および被判別画像を画素単位で比較し、画素値の相違する画素数をカウントすることにより相違度ＤＦが算出される。

次のステップＳ２５５では、ステップＳ２５４で算出された相違度ＤＦが所定閾値以下か否かが判定される。閾値以下の場合、ステップＳ２５６において一致したと判定され、図６のステップＳ８に戻る。相違度ＤＦが閾値を超えている場合、ステップＳ２５７に進む。

ステップＳ２５７では、θが「０」であるか否かが判定される。「θ＝０」の場合、ステップＳ２５９に進み、「θ≠０」の場合、ステップＳ２５８に進む。

ステップＳ２５９では、相違度ＤＦの最小値を示す最小相違度ＤＦｍが設定される。ステップＳ２５７において「θ＝０」と判定された場合、ステップＳ２５５において算出された相違度ＤＦが最小相違度ＤＦｍとして設定され、ステップＳ２６０において最小相違度回転角度θｍとして「０」が設定される。設定された最小相違度ＤＦｍおよび最小相違度回転角度θｍは、ＲＡＭ１４３に格納される。

ステップＳ２５７において「θ≠０」の場合、ステップＳ２５８において、ステップＳ２５５で算出された相違度ＤＦが最小相違度ＤＦｍ未満であるか否かが判定される。「ＤＦ＜ＤＦｍ」の場合、すなわち、ステップＳ２５４で算出された相違度ＤＦが既に設定されている最小相違度ＤＦｍより小さい場合、ステップＳ２５９に進み、ステップＳ２５９およびＳ２６０において、最小相違度ＤＦｍおよび最小相違度回転角度θｍに現在の相違度ＤＦおよび回転角度θが設定される。換言すれば、最小相違度ＤＦｍおよび最小相違度回転角度θｍが更新される。「ＤＦ≧ＤＦｍ」の場合、ステップＳ２６１に進み、現在の最小相違度ＤＦｍおよび最小相違度回転角度θｍがそのまま維持される。

次のステップＳ２６１では、現在の回転角度θに回転角度増分θｄを加算して得られた値が新たな回転角度θとして設定される。換言すれば、回転角度θが更新される。

次のステップＳ２６２では、ステップＳ２６１で更新された回転角度θが「３６０°」以上であるか否かが判定される。「θ＜３６０°」の場合、ステップＳ２５３に戻り、ステップＳ２５３〜Ｓ２６１が繰り返し実行される。これにより、回転角度θを増加させながら、各回転角度θに対応する複数の基準画像のそれぞれについて相違度ＤＦが算出され、算出された相違度ＤＦのうちの最小値が最小相違度ＤＦｍとしてＲＡＭ１４３に保持される。また、その最小相違度ＤＦｍに対応する最小相違度角度θｍがＲＡＭ１４３に保持される。

ステップＳ２６２において「θ≧３６０°」と判定された場合、ステップＳ２６３に進み、平行移動カウント数ｎに「１」が加算され、新たな画像移動カウント数ｎが設定される。換言すれば、画像移動カウント数ｎが更新される。

次のステップＳ２６４では、画像移動カウント数ｎが「８」以上であるか否かが判定される。画像移動カウント数ｎが「８」以上でない場合（すなわち、「ｎ＜８」の場合）、図１５のステップＳ２７１に進み、回転角度カウント数ｍとして「０」が設定される。回転角度カウント数ｍは、ＲＡＭ１４３に保持される。

次のステップＳ２７２では、回転角度カウント数ｍが「０」と一致するか否かが判定される。「ｍ＝０」の場合、ステップＳ２７３において、回転角度θとして最小相違度回転角度θｍが設定された後、ステップＳ２７７に進む。「ｍ≠０」の場合、ステップＳ２７４に進む。

ステップＳ２７４では、回転角度カウント数ｍが「１」と一致するか否かが判定される。「ｍ＝１」の場合、ステップＳ２７５において、回転角度θとして最小相違度回転角度θｍから回転角度増分θｄを減算した「θｍ−θｄ」が設定された後、ステップＳ２７７に進む。「ｍ≠１」の場合、ステップＳ２７６において、回転角度θとして最小相違度回転角度θｍに回転角度増分θｄを加算した「θｍ＋θｄ」が設定された後、ステップＳ２７７に進む。

ステップＳ２７７では、ＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に保持された複数の基準画像のうち、ステップＳ２７３、Ｓ２７５およびＳ２７６のいずれかで設定された回転角度θに対応する基準画像が選択される。このとき、面番号ｋおよび画像移動カウント数ｎに対応する複数の基準画像の中から選択される。

次のステップＳ２７８では、図１４のステップＳ２５４と同様に、選択された基準画像とＲＡＭ１４３の処理画像保持部１７３に保持された被判別画像とを対比する画像比較が実行され、相違度ＤＦが算出される。

次のステップＳ２７９では、ステップＳ７８で算出された相違度ＤＦが所定閾値以下か否かが判定される。閾値以下の場合、ステップＳ２８０において一致したと判定され、図６のステップＳ８に戻る。相違度ＤＦが閾値を超えている場合、ステップＳ２８１に進む。

ステップＳ２８１では、新たな回転角度カウント数ｍとして現在の回転角度カウント数ｍに「１」を加算した「ｍ＋１」を設定する。

次のステップＳ２８２では、回転角度カウント数ｍが「２」以下であるか否かが判定される。「ｍ≦２」の場合、ステップＳ２７２に戻り、ステップＳ２７２〜Ｓ２８１が繰り返し実行される。

このように、画像移動カウント数ｎが「０」である（換言すれば、平行移動していない）複数の基準画像と被判別画像との対比結果から最小相違度ＤＦｍが得られる最小相違度回転角度θｍを第１回転角度として特定し、最小相違度回転角度θｍに回転角度増分θｄを減算した角度「θｍ−θｄ」を第２回転角度として特定し、最小相違度回転角度θｍに回転角度増分θｄを加算した角度「θｍ＋θｄ」を第３回転角度として特定しておき、画像移動カウント数ｎが「０」でない（換言すれば、平行移動された）基準画像と被判別画像とを対比する場合には、特定された第１〜第３回転角度に対応する基準画像のみを選択して対比する。換言すれば、面番号ｋおよび画像移動カウント数ｎが同一で、且つ、回転角度θの異なる６４枚の基準画像の中から３枚の基準画像を特定し、特定された３枚の基準画像についてのみ被判別画像との対比がなされる。そのため、全６４枚の基準画像について対比する場合に比べ、判定に要する時間を短縮できる。

ステップＳ２８２において「ｍ＞２」の場合、図１４のステップＳ２６３に戻り、ステップＳ２６３〜Ｓ２６４、Ｓ２７１〜Ｓ２８２が繰り返し実行される。これにより、ステップＳ２５４、Ｓ２７９において相違度ＤＦが閾値以下となるか、ステップＳ２６４において画像移動カウント数ｎが「８」以上となるまで基準画像保持部１７１に保持された複数の基準画像と被判別画像との対比がなされる。

ステップＳ２６４において画像移動カウント数ｎが「８」以上の場合、ステップＳ２６５に進み、現在の面番号ｋに「１」が加算され、新たな面番号ｋが設定される。

次のステップＳ２６６では、面番号ｋが「２」以上であるか否かが判定される。面番号ｋが「２」未満（すなわち、「ｋ＜２」）の場合、ステップＳ２５２に戻る。換言すれば、「ｋ＝１」に設定された状態で、ステップＳ２５２〜Ｓ２６４、Ｓ２７１〜２８２の処理が再度実行される。すなわち、基準メダルＳＭの裏面の基準画像との対比が行われる。面番号ｋが「２」以上（すなわち、「ｋ≧２」）の場合、ステップＳ２６７において不一致と判定され、図６のステップＳ８に戻る。

上述した実施例２のメダル選別装置では、実施例１とほぼ同じ効果が得られる。すなわち、被判別画像において選別対象メダル（換言すれば、判別対象メダル）Ｍの模様が回転していても、その回転角度と同一または近似する回転角度の基準画像との対比が可能となる。また、被判別画像において模様の位置ズレが生じていても、その位置ズレと同一または近似する基準画像との対比が可能となる。換言すれば、被判別画像における模様の回転および位置ズレの双方の影響が除去または減少され、判別精度を高めることができる。よって、選別精度の高いディスク選別装置が実現される。さらに、複数の基準画像は予め準備されているため、判別対象メダルＭの撮像画像を回転または平行移動させるよりも時間短縮でき、短時間での判別が可能となる。また、平行移動された基準画像と被判別画像とを対比する場合には、特定された第１〜第３回転角度に対応する基準画像のみを選択して対比する。そのため、実施例１のメダル選別装置１００に比べて判別に要する時間がより短縮される。よって、判別速度が一層向上し、より高速な選別が可能となる。

図１６は、本発明の実施例３のメダル選別装置における画像対比判定処理を示す。実施例３のメダル選別装置は、画像対比判定においてＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に保持された全ての基準画像と被判別画像とを対比し、その対比結果のうち最良の対比結果に基づき選別対象メダル（換言すれば、判別対象メダル）Ｍの真偽を判別する点において実施例１のメダル選別装置１００と相違する。それ以外は、実施例１のメダル選別装置１００と同一である。そのため、ここでは画像対比判定処理についてのみ説明する。

最初のステップＳ３０１において、図１１のステップＳ５１と同様に、制御装置１４０が面番号ｋに「０」を設定する。これにより、初めに「ｋ＝０」に対応する基準画像（換言すれば、基準メダルＳＭの表面の基準画像）との対比がなされる。

次のステップＳ３０２では、図１１のステップＳ５２と同様に、制御装置１４０が画像移動カウント数ｎに「０」を設定する。換言すれば、画像移動カウント数ｎが初期化（すなわち、リセット）される。

次のステップＳ３０３では、図１１のステップＳ５３と同様に、制御装置１４０が回転角度θに「０」を設定する。換言すれば、回転角度θが初期化（すなわち、リセット）される。

次のステップＳ３０４では、図１１のステップＳ５４と同様に、ＲＯＭ１４２の基準画像保持部１７１に保持された複数の基準画像のうち、面番号ｋ、回転角度θおよび画像移動カウント数ｎの基準画像が選択される。最初に「ｋ＝０、θ＝０、ｎ＝０」の基準画像が選択される。

次のステップＳ３０５では、図１１のステップＳ５５と同様に、選択された基準画像と処理画像保持部１７３に保持された被判別画像（換言すれば、前処理後の撮像画像）とを対比する画像比較が実行され、相違度ＤＦが算出される。

次のステップＳ３０６では、画像移動カウント数ｎが「０」であるか否かが判定される。「ｎ＝０」の場合、ステップＳ３０７に進み、回転角度θが「０」であるか否かが判定される。ステップＳ３０７において「θ＝０」と判定された場合、ステップＳ３０５で算出された相違度ＤＦが最小相違度ＤＦｍとして設定される。

ステップＳ３０６において「ｎ≠０」の場合、または、ステップＳ３０７において「θ≠０」の場合、ステップＳ３０５で算出された相違度ＤＦ最小相違度ＤＦｍ未満であるか否かが判定される。「ＤＦ＜ＤＦｍ」の場合、すなわち、ステップＳ３０５で算出された相違度ＤＦが既に設定されている最小相違度ＤＦｍより小さい場合、ステップＳ３０９に進み、最小相違度ＤＦｍとして現在の相違度ＤＦが設定される。換言すれば、最小相違度ＤＦｍが更新される。「ＤＦ≧ＤＦｍ」の場合、ステップＳ３１０に進み、現在の最小相違度ＤＦｍがそのまま維持される。

ステップＳ３１０では、現在の回転角度θに回転角度増分θｄを加算して得られた値が新たな回転角度θとして設定される。換言すれば、回転角度θが更新される。回転角度増分θｄは、図７または図１１における回転角度増分θｄと同一値である。

次のステップＳ３１１では、ステップＳ３１０で更新された回転角度θが「３６０°」以上であるか否かが判定される。「θ＜３６０°」の場合、ステップＳ３０４に戻り、ステップＳ３０４〜Ｓ３１０が繰り返し実行される。「θ≧３６０°」の場合、次のステップＳ３１２に進む。これにより、回転角度θを増加させながら、各回転角度θに対応する複数の基準画像のそれぞれについて相違度ＤＦが算出され、算出された相違度ＤＦが閾値以下となるか、または、回転角度θが「３６０°」以上となるまで基準画像と被判別画像との対比がなされる。

次のステップＳ３１２では、現在の画像移動カウント数ｎに「１」が加算され、新たな画像移動カウント数ｎが設定される。換言すれば、画像移動カウント数ｎが更新される。

次のステップＳ３１３では、画像移動カウント数ｎが「８」以上であるか否かが判定される。画像移動カウント数ｎが「８」以上でない場合（すなわち、「ｎ＜８」の場合）、ステップＳ３０３に戻り、上記ステップＳ３０３〜Ｓ３１２が繰り返し実行される。これにより、更新された画像移動カウント数ｎに関連する各基準画像（換言すれば、平行移動された基準画像）と被判別画像との対比が回転角度θを増加させながらなされる。これにより、ステップＳ３０１〜Ｓ３１２において、面番号ｋが「０」の全ての基準画像と被判別画像との対比がなされ、対比結果である相違度ＤＦの最小値を示す最小相違度ＤＦｍが求まる。

次のステップＳ３１４では、最小相違度ＤＦｍが所定の閾値以下であるか否かが判定される。最小相違度ＤＦｍが閾値以下の場合、ステップＳ３１５において一致したと判定され、図６のステップＳ８に戻る。最小相違度ＤＦｍが閾値を超えている場合、ステップＳ３１６に進み、現在の面番号ｋに「１」が加算され、新たな面番号ｋが設定される。

次のステップＳ３１７では、面番号ｋが「２」以上であるか否かが判定される。面番号ｋが「２」未満（すなわち、「ｋ＜２」）の場合、ステップＳ３０２に戻る。換言すれば、「ｋ＝１」に設定された状態で、ステップＳ３０２〜Ｓ３１６の処理が再度実行される。すなわち、基準メダルＳＭの裏面の基準画像との対比が行われる。面番号ｋが「２」以上（すなわち、「ｋ≧２」）の場合、ステップＳ３１８において不一致と判定され、図６のステップＳ８に戻る。

上述した実施例３のメダル選別装置では、実施例１とほぼ同じ効果が得られる。すなわち、被判別画像において選別対象メダル（換言すれば、判別対象メダル）Ｍの模様が回転していても、その回転角度と同一または近似する回転角度の基準画像との対比が可能となる。また、被判別画像において模様の位置ズレが生じていても、その位置ズレと同一または近似する基準画像との対比が可能となる。換言すれば、被判別画像における模様の回転および位置ズレの双方の影響が除去または減少され、判別精度を高めることができる。よって、選別精度の高いディスク選別装置が実現される。また、複数の基準画像は予め準備されているため、判別対象メダルＭの撮像画像を回転または平行移動させるよりも時間短縮でき、短時間での判別が可能となる。よって、判別速度が向上し、高速選別が可能となる。さらに、基準画像保持部１７１に保持された全ての基準画像と被判別画像とが対比され、その対比結果が最良となる最小相違度ＤＦｍに基づいて真偽が判別される。換言すれば、被判別画像における模様の回転および位置ズレの双方の影響が最も少ない対比結果に基づき真偽の判別がなされる。そのため、実施例１の場合に比べて判別の基準値（換言すれば、閾値）を厳しく設定することができ、より正確な判別が可能であり、ひいては、より正確な選別が可能となる。

（変形例）
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、相違度ＤＦに換えて類似度を求め、類似度を対比結果として定量化することもできる。この場合、類似度が所定の閾値以上の場合に真正メダルとして判別し、類似度が当該閾値未満の場合に偽メダルと判別すればよい。また、選別対象メダルＭの表面および裏面の模様が同一の場合には、面番号ｎに関連する処理を省略することで適用が可能となる。さらに、面番号ｋを適宜に設定することにより、それぞれ異なる模様を有する複数金種のメダルＭに対しても適用が可能である。

上記実施例では、凹凸模様を有するメダルを例に説明したが、印刷等により形成された模様を有するディスクに対しても適用できる。また、上記実施例では、遊技用メダルを例に説明したが、硬貨やトークン等の他の種類のディスクに対しても適用可能である。その場合にも、同様の効果が得られ、特に不正行為の防止に効果的である。

本発明は、ゲーム機、自動販売機、精算機等のディスク処理装置に好適に利用でき、特に、直径の異なる複数種類のディスクを処理する装置に好適である。

１００ メダル選別装置
１０１ メダル返却口
１０２ メダル受入口
１０３ 本体
１０３ａ 案内面
１０４ メダル投入口
１０５ メダル通路
１０５Ｓ 傾斜メダル通路
１０５Ｖ 垂立メダル通路
１０６ 振分ゲート
１０８ ガイドレール（ガイド体）
１０８ａ 案内面
１０９ 振分板
１１０ 撮像窓
１１１ 撮像タイミングセンサ
１１２ 光電センサ
１１２ａ 発光部
１１２ｂ 受光部
１１２ｃ プリズム
１１３ メダルカウントセンサ
１１４ 光電センサ
１１４ａ 発光部
１１４ｂ 受光部
１２０ 二次元撮像装置
１２１ 投光装置
１２２ ハーフミラー
１２３ 集光レンズ
１２４ 撮像素子
１３０ 面投光装置
１３１ ＬＥＤ
１３２ 導光体
１３３ 反射シート
１３４ 拡散シート
１４０ 制御装置
１４１ マイクロコンピュータ
１４２ ＲＯＭ
１４３ ＲＡＭ
１５１ ユーザインターフェース
１５２ 状態表示器
１５３ 登録スイッチ
１５４ セキュリティボリューム
１６０ 画像処理部
１６１ 中心抽出部
１６２ エッジ強調部
１６３ ２値化部
１６４ 膨張・収縮部
１６５ サイズ変換部
１６６ 画像回転部
１６７ 画像移動部
１６８ 判別部
１７１ 基準画像保持部
１７２ 撮像画像保持部
１７３ 処理画像保持部
ＢＳ バスライン
Ｍ メダル
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ メダル
ＦＭ 偽メダル
ＳＭ 基準メダル
ＴＭ 真正メダル
ＢＬ 基準線
ＤＡＬ 検知軸線
ＧＬ 案内線
ＬＡ 光軸
ＬＬ 長手軸線
ＬＳ 長辺
ＳＳ 短辺
ＤＦ 相違度
ＤＦｍ 最小相違度
ＤＬ 進行線
ＤＳ メダル検知信号
ＤＳ メダル検出信号
ＧＣＳ ゲート制御信号
ＩＣＳ 撮像制御信号
ＩＳ 撮像画像信号
ＬＣＳ 点灯制御信号
ＴＳ タイミング信号

Claims (2)

1. 基準ディスクに対応する複数の基準画像を準備し、判別対象ディスクの一面を撮像手段で撮像して撮像画像を取得し、取得した前記判別対象ディスクの撮像画像に基づく被判別画像と前記複数の基準画像とを対比することにより判別手段が前記判別対象ディスクの真偽を判別するディスク判別方法において、
   前記基準ディスクの少なくとも一面を前記撮像手段により撮像し、取得された前記基準ディスクの撮像画像に基づく第１の基準画像と、前記第１の基準画像をそれぞれ異なる複数の回転角度で回転した画像に相当する複数の第２の基準画像と、前記第１および第２の基準画像をそれぞれ座標変換により平行移動してなる複数の第３の基準画像とを準備する基準画像登録工程と、
   前記被判別画像と前記第１、第２および第３の基準画像とを対比し、当該対比結果から前記判別対象ディスクの真偽を判別する画像対比判定工程と、
   を含み、
   前記画像対比判定工程において、前記被判別画像と前記第１および第２の基準画像との対比結果から３つの回転角度を特定し、前記被判別画像と前記第３の基準画像とを対比する場合には当該特定された３つの回転角度に対応する前記第３の基準画像に対してのみ対比が行われることを特徴とするディスク判別方法。
2. 基準ディスクに対応する複数の基準画像を基準画像保持手段に保持し、判別対象ディスクの一面を撮像手段で撮像して撮像画像を取得し、取得した前記判別対象ディスクの撮像画像に基づく被判別画像と前記複数の基準画像とを対比することにより判別手段が前記判別対象ディスクの真偽を判別するディスク判別装置において、
   前記基準画像保持手段が、前記基準ディスクの撮像画像に基づく第１の基準画像と、前記第１の基準画像をそれぞれ異なる複数の回転角度で回転した画像に相当する複数の第２の基準画像と、画像移動手段により前記第１および第２の基準画像をそれぞれ平行移動してなる複数の第３の基準画像と、を保持し、
   前記判別手段が、前記被判別画像と前記第１、第２および第３の基準画像とを対比し、当該対比結果から前記判別対象ディスクの真偽を判別し、
   前記判別手段が、前記被判別画像と前記第１および第２の基準画像との対比結果から３つの回転角度を特定し、前記被判別画像と前記第３の基準画像とを対比する場合には当該特定された３つの回転角度に対応する前記第３の基準画像に対してのみ対比を行うことを特徴とするディスク判別装置。
   

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