JP6357897B2 - メダル識別装置及びメダル識別方法 - Google Patents

Description

本発明は、メダルを撮影して得られた画像を利用してメダルを識別するためのメダル識別装置及びメダル識別方法に関する。

従来より、回胴遊技機などの遊技機には、有価価値を持つメダル（コインとも呼ばれる）が投入されると、そのメダルに応じて遊技者が遊技できる回数などを決定するために、投入されたメダルを識別するメダル識別装置が搭載されている。このようなメダルが利用される店舗では、他店のメダルが不正に利用されることを防ぐために、店舗独自の模様を持つメダルが用いられる。そのため、メダル識別装置には、そのメダル識別装置が実装された遊技機が設置された店舗で利用されているメダルと、他の店舗で利用されているメダルとを識別できることが求められる。そこで、表面形状が微妙に異なる適正メダルを適正と判定できるコイン識別装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に開示されたコイン識別装置は、識別対象コインの表面を撮像して得た撮像データに基づいて識別対象コインを識別する。その際、このコイン識別装置は、識別の基準となる第１の基準コインに関する撮像データから特徴部位を決定した後、その特徴部位に関する第１の特徴データを登録するとともに、第１の基準コインと同種の第２の基準コインに関する撮像データの特徴部位に相当する部位に関する第２の特徴データを登録し、識別対象コインに関する撮像データのうちの特徴部位に相当する部位に関する識別データと、第１及び第２の特徴データのそれぞれとを比較することにより、識別対象コインを識別する。

特開２０１０−１６０７０２号公報

特許文献１に開示されたコイン識別装置では、２種類の特徴データをメダルの識別に利用するので、識別対象のメダルがその２種類の特徴データの何れかに近い特徴を有していれば、そのコイン識別装置は、識別対象のメダルを適正か否かを正確に判断できる。
しかしながら、メダルの製法などによっては、メダルの表面に刻印された模様の位置がずれることがある。このような場合、模様の位置がずれたメダルが写った画像から得られる特徴データは、事前に準備された特徴データとの差が大きくなり、メダルが適切に識別されないおそれがあった。

そこで、本発明は、メダルの表面に表された模様の位置がずれていてもメダルを正確に識別できるメダル識別装置及びメダル識別方法を提供することを目的とする。

本発明の一つの形態として、メダル識別装置が提供される。このメダル識別装置は、メダルが通過する通路を形成する通路形成部と、通路の一部を撮影範囲とするように配置され、撮影範囲の画像を生成する撮像部と、所定のメダルのモデルを表し、そのモデルが写った領域であるモデル領域内のモデルの表面の模様のエッジに対応するエッジ画素を含むモデル画像を記憶する記憶部と、撮像部により生成された画像から、通路内を流下する識別対象メダルが写った領域であるメダル領域及びメダル領域の中心を検出するメダル領域検出部と、メダル領域内で、識別対象メダルの表面の模様のエッジが写っているエッジ画素を検出するエッジ検出部と、モデル領域内のエッジ画素の分布に対するメダル領域内のエッジ画素の分布の位置を相対的に変えながら、モデル領域内のエッジ画素の分布とメダル領域内のエッジ画素の分布が最も一致するときのメダル領域内のエッジ画素の分布の回転角度及び平行移動量を求め、メダル領域の中心を回転中心としてその回転角度でメダル領域を回転し、かつその平行移動量だけメダル領域内の各エッジ画素を移動させることで補正画像を生成するエッジ位置補正部と、モデル領域の中心と補正画像のメダル領域の中心とを位置合わせして、メダル領域の中心を回転中心として、モデル画像と撮像部により生成された画像間の回転角度を所定角度ずつ変えながら、メダル領域内のエッジ画素の分布とモデル領域内のエッジ画素の分布の一致度合を表す一致度を算出し、一致度の最大値を求める一致度算出部と、一致度の最大値に応じて識別対象メダルが所定のメダルか否か判定する判定部とを有する。

このメダル識別装置において、一致度算出部は、一致度の最大値以外の回転角度ごとの一致度と一致度の最大値の差が大きいほど、モデルの表面の模様の向きと識別対象メダルの表面の模様の向きを一致させたときの一致度とモデルの表面の模様の向きと識別対象メダルの表面の模様の向きを一致させないときの一致度との差を表す指標である向き一致度が大きくなるようにその向き一致度を算出し、判定部は、向き一致度に応じて識別対象メダルが所定のメダルか否か判定することが好ましい。

また本発明の他の形態によれば、メダルが通過する通路を形成する通路形成部と、通路の一部を撮影範囲とするように配置され、その撮影範囲の画像を生成する撮像部とを有するメダル識別装置における、メダル識別方法が提供される。このメダル識別方法は、画像から、通路内を流下する識別対象メダルが写った領域であるメダル領域及びメダル領域の中心を検出するステップと、メダル領域内で、識別対象メダルの表面の模様のエッジが写っているエッジ画素を検出するステップと、記憶部に記憶された、所定のメダルのモデルを表すモデル画像上でのモデルが写った領域であるモデル領域内のエッジ画素の分布に対するメダル領域内のエッジ画素の分布の位置を相対的に変えながら、モデル領域内のエッジ画素の分布とメダル領域内のエッジ画素の分布が最も一致するときのメダル領域内のエッジ画素の分布の回転角度及び平行移動量を求め、メダル領域の中心を回転中心としてその回転角度でメダル領域を回転し、かつその平行移動量だけメダル領域内の各エッジ画素を移動させることで補正画像を生成するステップと、モデル領域の中心と補正画像のメダル領域の中心とを位置合わせして、メダル領域の中心を回転中心として、モデル画像と撮像部により生成された画像間の回転角度を所定角度ずつ変えながら、メダル領域内のエッジ画素の分布とモデル領域内のエッジ画素の分布の一致度合を表す一致度を算出し、一致度の最大値を求めるステップと、一致度の最大値に応じて識別対象メダルが所定のメダルか否か判定するステップとを含む。

本発明に係るメダル識別装置及びメダル識別方法は、メダルの表面に表された模様の位置がずれていてもメダルを正確に識別できるという効果を奏する。

本発明の一つの実施形態によるメダル識別装置の概略上面図である。 メダル識別装置の概略背面図である。 図１のＡＡ’で示された断面を矢印の方向から見た、メダル識別装置の概略断面図である。 図２のＢＢ’で示された断面を矢印の方向から見た、メダル識別装置の概略断面図である。 メダル識別装置の回路ブロック図である。 メダル識別装置の制御回路の機能ブロック図である。 サンプル用メダルの模式図である。 エッジ分布情報の一例を示す図である。 回転角度と一致度の関係の一例を示す図である。 仮モデルのエッジ分布情報と着目するサンプル画像上のメダルのエッジ分布情報の一例を示す図である。 回転角算出処理の動作フローチャートである。 モデル画像の一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、モデル画像上のメダル領域に設定される部分領域の一例を示す図である。 モデル登録処理の動作フローチャートである。 模様の位置が正しいメダルと模様の位置がずれたメダルの一例を示す図である。 位置補正されたエッジ画像の一例を示す図である。 メダル識別処理の動作フローチャートである。 メダル識別処理の動作フローチャートである。 本発明の一つの実施形態に係るメダル識別装置を備えた回胴遊技機の概略斜視図である。 前面パネルを開いた状態における、本発明の一つの実施形態に係るメダル識別装置を備えた回胴遊技機の概略斜視図である。 回胴遊技機の回路ブロック図である。 メダル識別装置の他の形態であるメダル計数装置の外観斜視図である。 メダル計数装置の上面カバーを外した状態の斜視図である。 搬送部の立体図である。 搬送部の平面図である。 ガイド近傍におけるメダルを搬送する際の動作を説明する図である。 搬送部の分解図である。 ストッパピンの説明図である。 メダル計数装置の回路ブロック図である。

以下、図を参照しつつ、本発明の一つの実施形態によるメダル識別装置について説明する。このメダル識別装置は、メダル識別装置内の通路を流下するメダルを撮影する撮像部により得られた、識別対象のメダルが写った画像を利用して、そのメダルが、使用が認められている適正なメダルか否かを判定する。その際、このメダル識別装置は、画像上でメダルが写っている領域（以下、メダル領域と呼ぶ）内のエッジ分布と、予め登録された、適正なメダルのモデルを表すモデル画像上のメダル領域内のエッジ分布とが最も一致するときのメダル領域内のエッジ分布の回転角度及び平行移動量を求め、その回転角度及び平行移動量によりメダル領域内のエッジが写っている各画素の位置を補正する。そしてこのメダル識別装置は、その補正により得られた画像を用いて、識別対象メダルが適正なメダルか否かを判定する。これにより、このメダル識別装置は、メダルの表面に表された模様の位置ずれによる識別精度の低下を抑制する。

なお、本実施形態では、メダルの外形形状は、略円形であるとする。また、本明細書では、メダル識別装置が実装された装置において使用が認められているメダルを適正メダルと呼ぶ。一方、メダル識別装置が実装された装置において使用されることが認められていないメダルを不適正メダルと呼ぶ。さらに、本明細書では、特に断りが無い限り、メダルの両側の面を特に区別せず、何れも表面と呼ぶ。

図１は、本発明の一つの実施形態によるメダル識別装置１の概略平面図であり、図２は、メダル識別装置１の概略背面図である。図３は、図１のＡＡ’で示された断面を矢印の方向から見た、メダル識別装置１の概略断面図である。図４は、図２のＢＢ’で示された断面を矢印の方向から見た、メダル識別装置１の概略断面図である。また図５は、メダル識別装置１の回路ブロック図である。
メダル識別装置１は、筐体２と、光源３と、撮像部４と、制御基板５とを有する。光源３及び撮像部４は、筐体２内に収容されており、筐体２の外部に設けられた基板（図示せず）上に配置された制御基板５と信号線を介して接続されている。なお、制御基板５も、筐体２の内部に収容されていてもよい。さらに制御基板５は、メダル識別装置１が搭載される遊技機の主制御回路といった上位制御装置（図示せず）と信号線を介して接続され、その上位制御装置へ、メダルが適正メダルか否かの判定結果を表す通知信号を出力する。

筐体２は、例えば、図１に示されたu軸の方向が、回胴遊技機の前面と略平行となり、かつ図２に示されたw軸の方向が、回胴遊技機の縦方向と略平行となるように、回胴遊技機に取り付けられる。そこで、以下では、便宜上、u方向を幅方向と呼び、w方向を高さ方向と呼ぶ。また、図１に示されたv軸の方向を奥行き方向と呼ぶ。

図１に示されるように、筐体２の上面には、メダル投入口２ａが形成されている。メダル投入口２ａは、筐体２の幅方向に沿って、メダルの直径に所定のオフセット（例えば、1mm〜2mm）を加えた長さを持ち、筐体２の奥行き方向に、メダルの厚さに所定のオフセット（例えば、0.5mm〜1mm）を加えた長さを持つ。

図３に示されるように、筐体２は、通路形成部の一例であり、メダルが流下する通路６をその内部に形成するとともに、光源３及び撮像部４を収容する。そのために、筐体２は、例えば、樹脂を成型することにより所望の形状となるように形成された複数の部品を組み合わせることにより構成される。あるいは、筐体２は、鉄、アルミニウム、銅などの金属により形成されてもよく、あるいは、金属により形成された部品と樹脂により形成された部品とが組み合わされていてもよい。

筐体２内に形成された通路６は、筐体２の上端側では高さ方向に沿って形成され、途中で筐体２の幅方向に沿って湾曲した後、右下方へ向けて斜めに形成されている。そして通路６の上端はメダル投入口２ａと直結し、一方通路６の下端は、筐体２の右端に形成されたメダル排出口２ｂと直結されている。そのため、メダル投入口２ａから投入されたメダルは、矢印で示されるように、通路６に沿って筐体２内を流下した後、筐体２の右側のメダル排出口２ｂからメダル識別装置１の外に排出される。なお、この矢印で示される、メダルの流下方向を、以下では便宜上、順方向と呼び、逆にメダル排出口２ｂからメダル投入口２ａへ向かう方向を、逆方向と呼ぶ。

通路６は、メダルがスムーズに流下可能なように、筐体２の幅方向及び高さ方向に沿って、メダルの直径に所定のオフセット（例えば、1mm〜2mm）を加えた長さを持ち、筐体２の奥行き方向に沿って、メダルの厚さに所定のオフセット（例えば、0.5mm〜1mm）を加えた長さを持つ。

なお、通路６の側面には、メダルとの接触面積を減らすために、メダルの流下方向の沿って複数の溝が形成されていてもよい。また通路６の側壁を形成する部材は、撮像部４により得られた画像上でメダルとの識別が容易となるように、メダルと異なる色または異なる反射率を持つ材料により形成されることが好ましい。一般に、メダルは金属製であり、光の反射率が高いので、画像上ではメダルが写っているメダル領域に含まれる画素の輝度値は、メダルが写っていない背景領域に含まれる画素の輝度値よりも高くなる。そこで、メダル領域に含まれる画素の輝度値と背景領域に含まれる画素の輝度値との差が大きくなるように、通路６の側壁を形成する部材には、光源３が発する波長の光に対して吸収性を持つ塗料が塗布されることが好ましい。

図３及び図４に示されるように、通路６の湾曲部の下方には、後述するように、撮像部４が通路６を通過するメダルＭを撮影できるように、通路６よりも筐体２の背面側に空隙が生じている。そこで、この空隙においてメダルＭが通路６から逸脱することを防止するために、通路６の湾曲部の下方において、通路６の上端と下端には、それぞれ、通路６よりも筐体２の背面側に、奥行き方向へのメダルの動きを規制するガイド部材７ａ、７ｂが配置されている。そしてガイド部材７ａの下端とガイド部材７ｂの上端間の間隔は、撮像部４がメダルＭの大部分を撮影できるように、例えば、メダルＭの直径よりも僅かに小さく、例えば、メダルＭの直径から1mm〜2mmを引いた値となっている。

なお、ガイド部材７ａ、７ｂは、撮像部４がメダルＭ全体を撮影できるように、光源３からの光に対して透明な部材、例えば、光学樹脂またはガラスで形成されてもよい。

図４に示されるように、光源３は、通路６のガイド部材７ａと７ｂとの間に挟まれた区間に設定された、撮像部４の撮影範囲４ａを通過するメダルＭを照明し、かつ撮像部４がメダルＭの模様を撮影できるよう、その区間の近傍において、通路６に対して撮像部４と同じ側に配置される。さらに光源３は、撮影範囲４ａを一様に照明可能なように、例えば、撮像部４の周囲に配置された一つまたは複数の発光ダイオードといった発光素子を有する。さらに、発光素子の前面に、発光素子からの光を通路６側へ拡散させて出射させる、板状の拡散シートが設けられてもよい。
光源３は、メダル識別装置１が動作している間、通路６を照明する。あるいは、光源３は、撮像部４が撮影するタイミングだけ発光するように、制御基板５によって制御されていてもよい。

撮像部４は、通路６の一部に設定された撮影範囲４ａを通過するメダルＭを撮影し、そのメダルＭの像が写った画像を生成する。そのために、撮像部４は、通路６の湾曲部の下方において、通路６に対して光源３と同じ側に位置するように、筐体２内の通路６の背面側に配置される。そして撮像部４は、例えば、２次元状に配列されたCCDイメージセンサまたはC-MOSイメージセンサといったイメージセンサと、そのイメージセンサ上に撮影範囲４ａに含まれる通路６の一部区間及びその区間を通過するメダルＭの像を結像する撮像光学系とを有する。また撮像部４は、画像上でメダルＭの表面の模様を識別できるように、例えば、横320×縦240画素を有する。各画素の輝度値は、例えば、0〜255で表され、輝度値が大きいほど、輝度が高いことを表す。

撮像部４は、メダル識別装置１が動作している間、所定の時間間隔で撮影範囲４ａを連続的に撮影する。所定の時間間隔は、例えば、メダル識別装置１に投入されたメダルが撮影範囲４ａを通過している間に少なくとも１枚の画像が生成されるように、例えば、50msec〜100msec間隔に設定される。撮像部４は、撮影する度に、生成した画像を制御基板５へ出力する。

また撮影範囲４ａよりもよりもメダル投入口側に、メダルの通過を検知するセンサが設けられていてもよい。このセンサは、例えば、通路を挟んで対向するように配置された光源と受光素子とを有する光学センサ、あるいは、マグネット式の近接センサとすることができる。そして制御基板５は、このセンサからの検知信号を受信してから所定期間経過した時点で撮像部４に撮影を実行させることで、一枚の画像上に、確実にメダルＭ全体が表されるようにしてもよい。

図５に示されるように、制御基板５は、制御回路５１と、メモリ５２と、通信インターフェース５３とを有する。制御回路５１は、例えば、プロセッサとその周辺回路とを有する。そして制御回路５１は、撮像部４から受け取った画像を解析することにより、通路６を通過する識別対象のメダルが適正なメダルか否かを判定する。

メモリ５２は、記憶部の一例であり、例えば、不揮発性の読み出し専用の半導体メモリと、揮発性の読み書き可能な半導体メモリとを有する。そしてメモリ５２は、制御回路５１で実行されるメダル識別処理のプログラム、及び、メダル識別処理で用いられるパラメータ及びメダル識別処理の途中で算出される様々な中間計算値などを記憶する。さらに、メモリ５２は、適正メダルのモデルを表すモデル画像を記憶する。なお、モデル画像の詳細については後述する。またメモリ５２は、撮像部４から受け取った画像のうち、最新の複数枚の画像を記憶してもよい。

通信インターフェース５３は、上位の制御装置（図示せず）、光源３及び撮像部４と接続するためのインターフェースであり、光源３または撮像部４への制御信号を制御回路５１から受け取って、光源３または撮像部４に出力する。また通信インターフェース５３は、上位の制御装置からの各種の制御信号を、信号線を介して受け取って、制御回路５１へ渡す。さらに、通信インターフェース５３は、制御回路５１からメダルの識別結果を表す通知信号を受け取って、その通知信号を上位の制御装置へ出力する。

図６は、制御回路５１の機能ブロック図である。制御回路５１は、メダル領域検出部６１と、エッジ検出部６２と、回転角算出部６３と、モデル生成部６４と、モデルエッジ数調整部６５と、形状補正部６６と、エッジ位置補正部６７と、向き一致度算出部６８と、類似度算出部６９と、判定部７０とを有する。制御回路５１が有するこれらの各部は、例えば、制御回路５１上で実行されるコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。

また、制御回路５１が有するこれらの各部のうち、メダル領域検出部６１及びエッジ検出部６２は、識別対象のメダルが適正メダルか否かを判定するメダル識別処理と、メダル識別処理において利用される適正メダルのモデルが表されたモデル画像を生成するためのモデル登録処理の両方で利用される。一方、回転角算出部６３、モデル生成部６４及びモデルエッジ数調整部６５は、モデル登録処理に利用される。そして、形状補正部６６、エッジ位置補正部６７、向き一致度算出部６８、類似度算出部６９及び判定部７０は、メダル識別処理で利用される。

以下、モデル登録処理とメダル識別処理とに分けて、制御回路５１が有する各部の処理を説明する。

（モデル登録処理）
モデル登録処理では、モデル画像を生成するために、複数のサンプル用メダルが利用される。なお、メダル識別装置１が実装された遊技機が設置された店舗において、その店舗が使用するメダルを適正メダルとする場合、店舗において実際に用いられているメダルがサンプル用メダルとしてモデル登録処理で利用される。その際、サンプル用メダルの枚数が多いと、自店舗では使用されない不適正メダル、例えば、他店舗で使用されるメダルがサンプル用メダルに紛れ込む可能性がある。そこで、本実施形態では、メダル識別装置１は、以下の手順に従ってモデル画像を生成することで、モデル画像を生成するために利用される複数のサンプル用メダルのうちに、少数の不適正メダルが紛れ込んでいても、適切なモデル画像を生成できるようにする。

モデル登録処理を開始する場合には、例えば、制御回路５１は、上位の制御装置（図示せず）から、モデル登録用の画像撮影を行う旨の制御信号を受信することで、モデル登録用の画像撮影の待機状態となる。そしてこの状態においてメダル識別装置１にメダルが投入されると、制御回路５１は、撮像部４により得られた画像をモデル登録処理用のサンプル画像としてメモリ５２に記憶する。その後、制御回路５１は、上位の制御装置から、モデル登録処理を開始する旨の制御信号を受信すると、モデル登録処理を開始する。

同一のメダルであっても、光源３及び撮像部４に対するメダルの表面の模様の向きが異なれば、その模様に対する照明方向が異なるので、メダル表面の模様により生じる陰影も異なる。そのため、画像上に表されたメダルの見え方も異なる。そこで本実施形態では、複数のサンプル用メダルのそれぞれについて、複数回メダル識別装置１に投入される。これにより、個々のサンプル用メダルについて、光源３及び撮像部４に対する表面の模様の向きが異なる状態で撮影された複数の画像が得られ得る。
本実施形態では、例えば、数百枚〜数万枚のサンプル用メダルのそれぞれについて、数回〜３０回程度メダル識別装置１に投入される。したがって、サンプル用メダルの枚数に、個々のメダルの投入回数を乗じた数のサンプル画像が得られる。制御回路５１は、これらのサンプル画像を利用して、モデル登録処理を実行する。

図７は、サンプル用メダルの模式図である。メダル７００では、その表面に模様７０１が刻印されている。したがって、画像上でこの模様７０１に応じた陰影を利用して、メダルを識別するための特徴が得られる。本実施形態では、制御回路５１は、メダル表面の模様に応じた陰影のエッジに相当するエッジ画素を検出してエッジの分布をメダルを識別するための特徴とする。

メダル領域検出部６１は、各サンプル画像から、メダルが写っているメダル領域を抽出し、メダル領域の中心の座標及び半径を求める。
例えば、メダル領域検出部６１は、着目するサンプル画像について、画像上の水平方向及び垂直方向に沿って、それぞれ、複数の走査線を設定する。そしてメダル領域検出部６１は、各走査線上で、画像端から画像中心へ向けて順番に、着目する画素の輝度値から、その着目する画素に対して画像端側に隣接する画素の輝度値を減じて、輝度差分値を求める。そしてメダル領域検出部６１は、輝度差分値が最初に所定の閾値を超えたときの着目する画素を、メダルの外周に相当する画素の候補（以下、外周候補画素と呼ぶ）とする。なお、走査線上で何れの画素についても輝度差分値が所定の閾値を超えない走査線については、メダル領域検出部６１は、その走査線上では外周候補画素を求めなくてもよい。

メダル領域検出部６１は、各走査線について、外周候補画素を求めると、それら複数の外周候補画素から任意の３個の外周候補画素を選択して外周候補画素の組とする。メダル領域検出部６１は、選択する外周候補画素を異ならせて、所定数の外周候補画素の組を求める。なお、所定数は、２以上の整数、例えば、１２に設定される。メダル領域検出部６１は、外周候補画素の組ごとに、その組に含まれる３個の外周候補画素を通る円の方程式を求め、その円の方程式で表される円の中心を求める。メダル領域検出部６１は、各組の円の中心のうち、最も一致する数が多い中心を、メダル中心候補として求める。なお、着目する二つの中心間の距離が１画素未満であれば、メダル領域検出部６１は、その二つの中心は一致すると判定する。メダル領域検出部６１は、メダル中心候補における一致した円の中心の数と、そのメダル中心候補を中心とし、かつ、メダル中心候補と一致した円の半径の平均値から求められるメダル候補の外周上に位置する外周候補画素の数を計数する。そしてメダル領域検出部６１は、メダル中心候補の座標、メダル中心候補における一致した円の中心の数、そのメダル中心候補について計数されたメダル候補の外周上の外周候補画素の数をメモリ５２に記憶する。

メダル領域検出部６１は、外周候補画素を検出するための所定の閾値の値を変更して上記と同様の処理を実行することを、複数回繰り返す。例えば、所定の閾値を、最初に、50に設定し、以後、閾値の値を5ずつ加算する。そしてメダル領域検出部６１は、一致した円の中心の数が一定値（例えば、外周候補画素の組の半数）以上となるメダル中心候補のうちで、外周候補画素の総数に対するメダル候補の外周上に位置する外周候補画素の数の比率が最大となるメダル中心候補を、メダル領域の中心とし、そのメダル中心候補について求められた半径を、メダル領域の半径とする。

なお、メダル領域検出部６１は、上記の例に限られず、画像上に写っている所定の物体をその画像から抽出する様々な処理の何れかを利用して、サンプル画像からメダル領域を抽出してもよい。例えば、サンプル画像上で、メダルが写っている領域の輝度とメダルが写っていない背景領域の輝度の差が大きい場合には、メダル領域検出部６１は、サンプル画像の各画素の輝度値を所定の閾値と比較して、その所定の閾値よりも大きい画素の集合をメダル領域として検出してもよい。そしてメダル領域検出部６１は、検出したメダル領域の重心をメダル領域の中心とし、メダル領域の中心からメダル領域の外周までの距離の平均値をメダル領域の半径としてもよい。

メダル領域検出部６１は、サンプル画像ごとに求めたメダル領域の中心の座標及びメダル領域の半径を、そのサンプル画像と対応付けてメモリ５２に保存する。

エッジ検出部６２は、各サンプル画像について、メダル表面の模様により生じる陰影のエッジを表す、メダル領域内のエッジ画素を検出する。

本実施形態では、エッジ検出部６２は、メダル領域内の各画素に対してエッジ検出フィルタを適用することでエッジ強度を算出し、エッジ強度が所定のエッジ閾値以上となる画素をエッジ画素として検出する。エッジ検出部６２は、エッジ検出フィルタとして、ラプラシアンフィルタといった２次微分フィルタを用いることが好ましい。この場合、エッジ閾値は、例えば、200に設定される。これにより、メダル表面の模様がなだらかに変化することで輝度変化が複数の画素にわたる場合でも、エッジ検出部６２は、その複数の画素のうちの近傍画素間での輝度変化の差分が大きい画素をエッジ画素として検出できる。

エッジ検出部６２は、各サンプル画像について、エッジ画素の値を'1'、エッジ画素以外の画素の値を'0'として、メダル領域の中心を原点とし、時計回り方向を正とする極座標で各エッジ画素を表したエッジ分布情報を生成する。そしてエッジ検出部６２は、生成したエッジ分布情報を、元のサンプル画像と対応付けてメモリ５２に記憶する。

図８は、エッジ分布情報の一例を示す図である。エッジ分布情報８００では、各画素の座標は、基準となる方向に対する角度θとメダル領域の中心からの距離Lにより表される。そしてエッジ画素に対応する座標では、値が'1'となり、それ以外の画素に対応する座標では、値が'0'となっている。なお、基準となる方向は、任意に定められればよく、例えば、サンプル画像の水平方向あるいは垂直方向とすることができる。

回転角算出部６３は、各サンプル画像のエッジ分布情報に基づいて、サンプル画像ごとに、メダルの仮モデルにおける、表面の模様の向きに対するそのサンプル画像に写っているメダルの表面の模様の向きの回転角を算出する。なお、回転角は、各サンプル画像をメダル領域の中心を回転中心とした回転方向について位置合わせするために利用される。

本実施形態では、回転角算出部６３は、複数のサンプル画像のうちの一つに写っているメダルを仮モデルとする。そして回転角算出部６３は、他のサンプル画像を一つずつ、順番に、着目するサンプル画像とする。回転角算出部６３は、仮モデルに対応するサンプル画像から得られたエッジ分布情報に対して、着目するサンプル画像のメダル領域の中心を回転中心としてエッジ分布情報の相対的な回転角を所定角度（例えば、１度）ずつ変えながら、エッジ分布の一致度合を表す一致度を算出する。本実施形態では、回転角算出部６３は、次式に従って、回転角θのときの一致度C(θ)を算出する。

ここで、NumCは、回転角θだけ着目するサンプル画像のエッジ分布情報を回転させたときの、サンプル画像のエッジ画素のうち、仮モデルのエッジ画素と一致するエッジ画素の数であり、NumEは、着目するサンプル画像のエッジ画素の総数である。すなわち、NumEは、着目するサンプル画像のエッジ画素のうちで仮モデルの何れのエッジ画素とも一致しないエッジ画素の総数NumDとNumCの和である。エッジ分布情報に含まれる各エッジ画素の座標が極座標系で表されているので、サンプル画像に表されたメダルの各エッジ画素を回転角θだけ回転させるには、回転角算出部６３は、そのサンプル画像についてのエッジ分布情報に含まれる各エッジ画素の座標の角度値を回転角θだけずらせばよい。

図９は、回転角度と一致度の関係の一例を示す図である。図９において、横軸は回転角を表し、縦軸は一致度を表す。そして上側に示されたグラフ９０１は、着目するサンプル画像に表されたメダルの模様と仮モデルが表すメダルの模様が同一の場合における、回転角と一致度の関係を表す。一方、グラフ９０２は、着目するサンプル画像に表されたメダルの模様と仮モデルが表すメダルの模様が異なる場合における、回転角と一致度の関係を表す。

着目するサンプル画像に写っているメダルの模様と、仮モデルが表すメダルの模様が同一であれば、メダルに表された模様の向きが一致する回転角において、サンプル画像上の各エッジ画素の位置と仮モデルにおける各エッジ画素の位置はほぼ一致する。そのため、一致度C(θ)は高い値となる。一方、それ以外の回転角では、メダルに表された模様が回転対称な模様でない限り、サンプル画像上の各エッジ画素のうち、仮モデルにおける何れかのエッジ画素と同じ位置となるエッジ画素は少ないので、一致度C(θ)は、回転角θによらず一様に低い値となる。一方、着目するサンプル画像に写っているメダルの模様と、仮モデルが表すメダルの模様が異なっていれば、どの回転角でも、サンプル画像上の各エッジ画素のうち、仮モデルにおける何れかのエッジ画素と同じ位置となるエッジ画素は少ないので、一致度C(θ)は回転角θによらず一様に低い値となる。

したがって、グラフ９０１に示されるように、着目するサンプル画像に写っているメダルの模様と、仮モデルが表すメダルの模様が同一であれば、一致度の最大値C1と２番目に大きい一致度の極大値C2の差は大きくなる。このような場合、一致度C1に対応する回転角θ1が、仮モデルが表すメダルの表面の模様の向きに対する、着目するサンプル画像に表されたメダルの表面の模様の向きの方向差に相当すると推定される。

一方、グラフ９０２に示されるように、着目するサンプル画像に写っているメダルの模様と、仮モデルが表すメダルの模様が異なっていれば、一致度の最大値C1と２番目に大きい一致度の極大値C2の差が小さく、C1/C2は1に近い。そのため、着目するサンプル画像に表されたメダルの表面の模様の向きと仮モデルが表すメダルの表面の模様の向きとの方向差がどの回転角に対応しているかがはっきりしない。

そこで、回転角算出部６３は、回転角θに対する一致度C(θ)の関数における一致度C(θ)の極大値のうち、一致度の最大値C1に対応する回転角θ1と、２番目に大きい一致度の極大値C2に対応する回転角θ２とを求める。そして回転角算出部６３は、２番目に大きい一致度の極大値に対する一致度の最大値の比C1/C2を、所定の一致度比閾値と比較する。そしてその比C1/C2が一致度比閾値以上であれば、回転角算出部６３は、そのサンプル画像についての一致度の最大値C1に対応する回転角θ1を、仮モデルの表面の模様の向きに対するサンプル画像上のメダルの表面の模様の向きの回転角として、そのサンプル画像と対応付けてメモリ５２に記憶する。さらに、回転角算出部６３は、回転角が算出されたことを表すフラグを、そのサンプル画像と対応付けてメモリ５２に記憶する。
また回転角算出部６３は、そのサンプル画像についてのエッジ分布情報を回転角θ１だけ回転させ、回転されたエッジ分布情報に含まれる各エッジ画素の値'1'を、仮モデルの対応する画素の値に加算する。

図１０は、仮モデルのエッジ分布情報と着目するサンプル画像上のメダルのエッジ分布情報の一例を示す図である。上述したように、エッジ分布情報では、各エッジ画素は極座標系で表示されているが、ここでは、理解を容易にするために、各エッジ画素を直交座標系で表している。
この例では、着目するサンプル画像を回転させないときと、90度、180度、270度回転させたときの画素単位のエッジ分布１００１〜１００４が示されている。なお、各エッジ分布において、0でない画素がエッジ画素である。この例では、着目するサンプル画像を90度回転させたとき、そのエッジ分布と仮モデルのエッジ分布１０００とが最も一致する。そこで回転角算出部６３は、仮モデルのエッジ分布１０００において、着目するサンプル画像を90度回転させたときの各エッジ画素に対応する画素に'1'を加算する。

一方、着目するサンプル画像についての比C1/C2が一致度比閾値未満であれば、回転角算出部６３は、一致度の最大値C1と、仮モデルに加算されていないことを表すフラグを、そのサンプル画像と対応付けてメモリ５２に記憶する。

回転角算出部６３は、全てのサンプル画像について、上記の処理を繰り返す。これにより、仮モデルに表されたメダルと同種のメダルが写っているサンプル画像のエッジ画素が仮モデルに順次加算されるので、仮モデルでは、エッジが存在する可能性が高い画素ほど大きな値となる。

しかし、一般的に、照明条件あるいは撮影時のメダルの向き、もしくはメダル自体の傷などにより、各サンプル画像について、エッジ分布情報を回転角θ１だけ回転させて仮モデルと位置合わせしたとしても、サンプル画像上の全てのエッジ画素が仮モデルに含まれるエッジ画素と一致するわけではない。その結果、仮モデルに加算されるサンプル画像の数が増えるほど、仮モデルにおいて'0'でない値を持つ画素、すなわちエッジ画素の割合が増える。例えば、再度図１０を参照すると、仮モデルのエッジ分布１０００において、着目するサンプル画像を90度回転させたときの各エッジ画素に対応する画素に'1'を加算すると、画素１０１０のように、画素値が'0'から'1'となり、新たにエッジ画素となる画素がある。そして仮モデルに含まれるエッジ画素の数が多過ぎると、一致度が正確に算出されなくなる。

そこで、仮モデルのメダル領域に含まれる画素のうちのエッジ画素の割合が高くなり過ぎないように、回転角算出部６３は、仮モデルに所定枚数（例えば、10〜100枚）のサンプル画像のエッジ画素が加算される度に、仮モデルの各画素から一定の値を減じる。その際、回転角算出部６３は、その減算によって負の値となった画素については、その画素の値を'0'とする。なお、一定の値は、例えば、所定枚数の半分とすることができる。

あるいは、回転角算出部６３は、仮モデルについてのメダル領域に占めるエッジ画素の比率が所定値（例えば、0.4）以下となるように閾値を調整し、その閾値で仮モデルのメダル領域内の各画素の値を２値化してもよい。２値化の際、回転角算出部６３は、画素の値が閾値以上である画素について、エッジ画素であることを表す値、例えば'1'とし、一方、回転角算出部６３は、画素の値が閾値未満である画素について、エッジ画素でないことを表す'0'とする。

上記の処理を全てのサンプル画像について実行した後に、回転角算出部６３は、フラグを参照して、エッジ画素が仮モデルに加算されなかったサンプル画像について、一致度の最大値C1が高い方から順に並び替える。そして回転角算出部６３は、それらのサンプル画像について上記の処理を繰り返す。これにより、２回目以降の処理では、仮モデルが適正メダルのエッジ分布をより正確に表せるようになっている可能性が高いので、前回の処理では、仮モデルに対する回転角が決定されなかったサンプル画像についても、仮モデルに対する回転角が決定される可能性が高くなる。その際、一致度比閾値を所定量（例えば、0.02）だけ小さくしてもよい。そして回転角算出部６３は、全てのサンプル画像についてエッジ画素が仮モデルに加算されるか、あるいは、一致度比閾値が下限値まで低下すると、処理を終了する。

なお、仮モデルとして最初に採用されたサンプル画像が、不適正メダルが写った画像である場合、(C1/C2)が一致度比閾値以上となるサンプル画像の数が非常に少なくなる。そこで、全てのサンプル画像について１回目の回転角の算出を行った際に、回転角が決定されたサンプル画像の数が一定数（例えば、サンプル画像の総数の1/100）以下である場合、回転角算出部６３は、最初に仮モデルとするサンプル画像を入れ替えて、上記の一連の処理を再度実行してもよい。

なお、C1/C2は、その定義から、最小値が1なので、一致度比閾値の下限値を1よりもある程度大きな値、例えば、1.5〜2.0に設定することで、回転角算出部６３は、サンプル用メダルに、不適正メダル、または、疵または摩耗の度合いが激しい適正メダルが含まれる場合に、その不適正メダルあるいは疵または摩耗の度合いが激しい適正メダルが写ったサンプル画像をモデルの作成から除外できる。
一方、回転角算出部６３は、一致度比閾値の下限値を1または1に近い値、例えば、1.0〜1.1に設定することで、ほぼすべてのサンプル画像をモデルの作成に利用できる。あるいは、回転角算出部６３は、一致度比閾値をその下限値まで低下させても、(C1/C2)が一致度比閾値未満となるサンプル画像についても、回転角算出部６３は、ｓ一致度の最大値C1に対応する回転角θ１を、仮モデルの表面の模様の向きに対するサンプル画像上のメダルの表面の模様の向きの回転角として、そのサンプル画像と対応付けてメモリ５２に記憶してもよい。

図１１は、回転角算出処理の動作フローチャートである。
回転角算出部６３は、仮モデルの表面の模様の向きに対する着目するサンプル画像上のメダルの表面の模様の向きの回転角を変えつつ、エッジ分布の一致度の最大値C1と２番目の極大値C2を算出する（ステップＳ１０１）。

回転角算出部６３は、２番目の極大値C2に対する一致度の最大値C1の比(C1/C2)が一致度比閾値Th以上か否か判定する（ステップＳ１０２）。比(C1/C2)が一致度比閾値Th以上である場合（ステップＳ１０２−Ｙｅｓ）、回転角算出部６３は、仮モデルの表面の模様の向きに対するサンプル画像上のメダルの表面の模様の向きの回転角を、C1に対応する回転角θ1とし、その回転角θ１だけサンプル画像上の各エッジ画素を回転させて、サンプル画像上の各エッジ画素に対応する仮モデルを表す画像上の画素に'1'を加算する（ステップＳ１０３）。さらに回転角算出部６３は、仮モデルに含まれるエッジ画素の数を調整してもよい。

ステップＳ１０３の後、あるいは、ステップＳ１０２にて比(C1/C2)が一致度比閾値Th未満である場合（ステップＳ１０２−Ｎｏ）、回転角算出部６３は、未着目のサンプル画像が残っているか否か判定する（ステップＳ１０４）。未着目のサンプル画像が残っていれば（ステップＳ１０４−Ｙｅｓ）、回転角算出部６３は、次の順序の未着目のサンプル画像を着目するサンプル画像に設定する（ステップＳ１０５）。そして回転角算出部６３は、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

一方、未着目のサンプル画像が残っていなければ（ステップＳ１０４−Ｎｏ）、回転角算出部６３は、一致度比閾値Thが下限値Thminに達しているか否か判定する（ステップＳ１０６）。一致度比閾値Thが下限値Thminに達していれば（ステップＳ１０６−Ｙｅｓ）、回転角算出部６３は、仮モデルに未加算のサンプル画像が残っていても、回転角算出処理を終了する。

一方、一致度比閾値Thが下限値Thminに達していなければ（ステップＳ１０６−Ｎｏ）、回転角算出部６３は、一致度比閾値を所定量δだけ小さくする（ステップＳ１０７）。そして回転角算出部６３は、仮モデルに未加算のサンプル画像が残っているか否か判定する（ステップＳ１０８）。

未加算のサンプル画像が残っていれば（ステップＳ１０８−Ｙｅｓ）、回転角算出部６３は、それら未加算のサンプル画像をC1が大きい方から順に並び替える（ステップＳ１０９）。そして回転角算出部６３は、それら未加算のサンプル画像のうち、C1最大のサンプル画像を着目するサンプル画像とし、残りを未着目のサンプル画像として、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

一方、未加算のサンプル画像が残っていなければ（ステップＳ１０８−Ｎｏ）、回転角算出部６３は、回転角算出処理を終了する。

モデル生成部６４は、回転角θ１が算出された各サンプル画像のメダル領域内のエッジ画素を累積加算することで、メダル識別処理に用いられるメダルのモデルが表されたモデル画像を生成する。

モデル生成部６４は、回転角θ１が算出された各サンプル画像について、エッジ検出部６２と同様に、エッジ検出フィルタ処理を実行して、メダル領域内の各画素のエッジ強度を算出する。そしてモデル生成部６４は、エッジ強度に対する２値化閾値を変えつつ、メダル領域内の各画素に対して２値化閾値以上のエッジ強度を持つ画素をエッジ画素とする２値化処理を行って、メダル領域内に含まれるエッジ画素の比率が所定値（例えば、0,4）未満となるようにする。この２値化処理により、回転角θ１が算出された各サンプル画像について、メダル領域内のエッジ画素の値を'1'とし、メダル領域外、あるいは、メダル領域内でエッジ画素でない画素の値を'0'とする２値画像が得られる。
モデル生成部６４は、各２値画像を、それぞれ、メダル領域の中心を回転中心として、対応するサンプル画像について求められた回転角θ１だけ回転した後、メダル領域の中心で位置合わせして、各画素の値を加算することで、適正メダルのモデルを表すモデル画像を生成する。したがって、モデル画像上では、エッジ画素と判定されたサンプル画像が多い画素ほど、大きな値を持つ。

モデル生成部６４は、最後に、モデル画像上で画素値の最大値Pmaxを検出し、各画素の値に対して(255/Pmax)を乗じることで、画素値の最大値が255となるように、モデル画像上の各画素の値を正規化する。

図１２は、得られたモデル画像の一例を示す図である。モデル画像１２００では、多数のサンプル画像においてエッジ画素と判定された画素ほど大きな値を持つ。したがって、個々のサンプル画像に写っているサンプル用のメダルの個体の特性、例えば、疵によるエッジは、モデル画像１２００上に表された適正メダルのモデルには反映されず、適正メダルのモデルでは、各メダルで共通の模様によるエッジが強調される。また一部のサンプル用メダルに汚れが付着して模様の一部が見えなくなっていたとしても、他のサンプル用メダルにおいてその模様の一部に相当するエッジが検出されていれば、モデル画像１２００上でも、そのエッジが表現される。

モデル生成部６４は、最初に位置合わせされた２枚のサンプル画像のうちの基準とした方のサンプル画像におけるメダル領域の中心を、モデル画像におけるメダル領域の中心とする。そしてモデル生成部６４は、モデル画像の生成に利用された各サンプル画像におけるメダル領域の半径の平均値を、モデル画像におけるメダル領域の半径とする。
モデル生成部６４は、モデル画像と、モデル画像上のメダル領域の中心の座標及びメダル領域の半径をメモリ５２に記憶する。

モデルエッジ数調整部６５は、モデル画像に表された適正モデルのメダル領域に占める、１以上の画素値を持つエッジ画素の数の比率が所定値以下となるように、エッジ画素の数を調整する。

本実施形態では、モデルエッジ数調整部６５は、メダル領域中の局所ごとのエッジ画素の数が均等化されるように、モデル画像上のメダル領域の中心を基準点として、メダル領域を、円周方向に沿って所定数の部分領域に分割する。図１３（ａ）に示されるように、メダル領域１３００に設定される各部分領域１３０１は、扇状の領域となる。所定数は、例えば、36とする（すなわち、各部分領域の中心角は10度となる）。そしてモデルエッジ数調整部６５は、部分領域ごとに、その部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率を算出する。モデルエッジ数調整部６５は、その比率が0.8以上である場合、各エッジ画素の値から1を減じる。なお、画素値が0となった画素については、モデルエッジ数調整部６５は、その画素をエッジ画素から除外する。モデルエッジ数調整部６５は、各部分領域について、部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率が0.8未満となるまで、上記の処理を繰り返す。

円周方向に分割された全ての部分領域について、上記の処理が終了すると、モデルエッジ数調整部６５は、メダル領域を、モデル画像上のメダル領域の中心から放射方向に沿って複数の部分領域に分割する。すなわち、図１３（ｂ）に示されるように、メダル領域１３００に設定される各部分領域１３０２は、最も中心の円状の部分領域を除いて、リング状の領域となる。また、各部分領域の放射方向に沿った幅は、例えば、２画素に設定される。
モデルエッジ数調整部６５は、扇状の部分領域について行った処理と同様の処理を、各部分領域について実行する。その際、モデルエッジ数調整部６５は、部分領域に占めるエッジ画素の数の比率が0.5未満となるまで、エッジ画素の値を小さくする。
これにより、モデル画像上のメダル領域ではエッジ画素が全体的に略均等に分布するようになる。また、メダル領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率は、0.4(=0.8x0.5)未満となる。

なお、モデルエッジ数調整部６５は、上記のエッジ画素数の調整処理を、リング状の各部分領域について行った後に、扇状の各部分領域について実行してもよい。また、モデルエッジ数調整部６５は、各部分領域に占めるエッジ画素の数の比率の上限値を0.5または0.8以外に設定してもよい。ただし、後述するメダル識別処理において、識別対象のメダルが写った画像とモデル画像の比較を適切に行えるようにするために、最終的に得られるモデル画像において、メダル領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率が0.3〜0.5程度になるように、エッジ画素の数が調整されることが好ましい。

モデルエッジ数調整部６５は、エッジ画素の数が調整されたモデル画像を、メダル識別処理で使用するモデル画像としてメモリ５２に記憶する。さらに、モデルエッジ数調整部６５は、各エッジ画素の位置をメダル領域の中心を原点とする極座標系で表した、モデル画像のエッジ分布情報を生成し、そのエッジ分布情報もメモリ５２に記憶する。

図１４は、モデル登録処理の動作フローチャートである。
メダル領域検出部６１は、各サンプル画像からメダル領域を検出する（ステップＳ２０１）。そしてエッジ検出部６２は、各サンプル画像のメダル領域内のエッジ画素を検出する（ステップＳ２０２）。

回転角算出部６３は、各サンプル画像について、適正メダルの仮モデルに対するサンプル画像上のメダルの回転角を求める（ステップＳ２０３）。そしてモデル生成部６４は、各サンプル画像について、そのサンプル画像上の各エッジ画素を対応する回転角だけ回転させ、メダル領域の中心で位置合わせして、エッジ画素となる画素ごとに'1'を加算し、画素値の最大値が所定値となるよう各画素の値を正規化することで適正メダルのモデルを表すモデル画像を生成する（ステップＳ２０４）。

モデル画像が生成された後、モデルエッジ数調整部６５は、モデル画像上のメダル領域を、その中心を基準点として円周方向に沿って複数の部分領域に分割し、各部分領域に含まれるエッジ画素の数を、部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率が所定比率未満となるように調整する（ステップＳ２０５）。さらに、モデルエッジ数調整部６５は、モデル画像上のメダル領域を、その中心から放射方向に沿って複数の部分領域に分割し、各部分領域に含まれるエッジ画素の数を、部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率が所定比率未満となるように調整する（ステップＳ２０６）。そしてモデルエッジ数調整部６５は、エッジ画素の数が調整されたモデル画像をメモリ５２に保存して、モデル登録処理を終了する。

（メダル識別処理）
次に、識別対象のメダルが適正メダルか否かを判定するメダル識別処理について説明する。メダル識別装置１の制御回路５１は、例えば、メダル識別装置１が実装された遊技機が動作している場合において、メダル識別装置１にメダルが投入される度に、その投入されたメダルを識別対象メダルとして、メダル識別処理を実行する。その際、制御回路５１は、投入されたメダルが撮像部４の撮影範囲にいる間に撮像部４がそのメダルを撮影して得られる画像（以下、識別対象画像と呼ぶ）を用いてメダル識別処理を実行する。

メダル領域検出部６１は、サンプル画像に対して行った処理と同様の処理を識別対象画像に対して実行して、識別対象画像上で識別対象メダルが写っているメダル領域を検出する。そしてメダル領域検出部６１は、検出されたメダル領域の中心の座標、及び、その中心の座標を求める際に利用された、各外周候補画素の座標を形状補正部６６へ渡す。

メダルが通路６を通過する際のメダルの姿勢によっては、メダルの表面が撮像部４の光軸に対して直交せず、傾くことがある。また、通路６の幅によっては、撮像部４からメダルまでの距離が一定とならないことがある。このような場合、識別対象画像上で、メダルが楕円形状となったり、あるいは、メダル領域のサイズがモデル画像上のメダル領域のサイズと異なることがある。そこで形状補正部６６は、識別対象画像上でのメダル領域の形状の歪みを補正する。さらに、形状補正部６６は、モデル画像上のメダル領域のサイズと識別対象画像上でのメダル領域のサイズとを一致させる。

そのために、形状補正部６６は、識別対象画像上に、様々な方向を向いた、メダル領域の中心を通る任意の直線を設定し、その直線上でメダル領域の中心を挟んで対向する二つの外周候補画素を特定する。そして形状補正部６６は、その二つの外周候補画素間の距離を、その方向におけるメダル領域の直径とする。形状補正部６６は、このようにして、各方向の直線に沿ったメダル領域の直径を求める。そして形状補正部６６は、各方向の直径のうち、最も長い直径を長径として求める。形状補正部６６は、長径に対応する方向に直交し、かつ、メダル領域の中心を通る直線上で、メダル領域の中心を挟んで対向する二つの外周候補画素を特定し、その二つの外周候補画素間の距離をメダル領域の短径とする。形状補正部６６は、長径に対する短径の比が所定の閾値（例えば、0.95）以下である場合、あるいは、長径と短径の差が所定の閾値（例えば、3画素）以上である場合、短径が長径と等しくなるように、メダル領域の中心を原点として、識別対象画像のメダル領域内の各画素に対して短径方向に沿って補間処理を行う。これにより、メダル領域の形状が略円形となる。

さらに、形状補正部６６は、モデル画像上でのメダル領域の半径に対する、識別対象画像上でのメダル領域の長径の比を算出する。その比が、1.0よりも所定量大きい第１の閾値（例えば、1.05〜1.1）よりも大きければ、形状補正部６６は、識別対象画像上でのメダル領域の長径がモデル画像上でのメダル領域の半径と等しくなるように、メダル領域の中心を原点として、識別対象画像のメダル領域内の各画素に対して水平方向及び垂直方向に沿って補間処理を行う。また、モデル画像上でのメダル領域の半径に対する、識別対象画像上でのメダル領域の長径の比が1.0よりも所定量小さい第２の閾値（例えば、0.95〜0.9）よりも小さい場合も、形状補正部６６は、識別対象画像上でのメダル領域の長径がモデル画像上でのメダル領域の半径と等しくなるように、メダル領域の中心を原点として、識別対象画像のメダル領域内の各画素に対して水平方向及び垂直方向に沿って補間処理を行う。

形状補正部６６は、形状補正された識別対象画像を改めて識別対象画像としてメモリ５２に保存する。

エッジ検出部６２は、識別対象画像について、サンプル画像からエッジ画素を検出する処理と同様のエッジ検出フィルタ処理を実行して、メダル表面の模様により生じる陰影のエッジを表す、メダル領域内のエッジ画素を検出する。ただし、エッジ検出部６２は、各エッジ画素の値を２値化せず、メダル領域の各画素についてエッジ検出フィルタ処理を行うことにより得られたエッジ強度そのものを、そのエッジ画素の値とする。また、エッジ検出部６２は、画素値が'0'でない画素をエッジ画素とする。エッジ検出部６２は、メダル領域内の各画素のエッジ強度を表すエッジ画像をメモリ５２に保存する。

なお、エッジ検出部６２は、検出されるエッジ画素の数が過剰にならないように、エッジ検出フィルタ処理を実行する前に、識別対象画像について、ガウシアンフィルタといった平滑化フィルタ処理を実行してもよい。

メダルによっては、製造時の工程の影響などによって、メダル表面に表された模様の位置がずれることがある。図１５は、模様の位置が正しいメダルと模様の位置がずれたメダルの一例を示す図である。メダル１５００では、その表面の模様１５１０がメダル１５００の中心に刻印されている。一方、メダル１５０１では、その表面の模様１５１１の位置がメダル１５０１の中心から左上方へずれている。このような模様の位置ずれがあるメダルが識別対象メダルである場合、エッジ検出部６２により検出されたエッジ画素の座標をそのままモデル画像との比較に利用すると、その位置ずれの影響により、本来、メダル表面の模様についての同じ部分を示す識別対象画像上のエッジ画素の位置とモデル画像上のエッジ画素の位置がずれてしまい、一致度の算出精度が低下する。そこでエッジ位置補正部６７は、識別対象画像上のメダル領域とモデル画像上のメダル領域とで最も一致する位置を求めることで、識別対象画像に写った識別対象メダルの表面の模様の位置ずれを補正する。

本実施形態では、エッジ位置補正部６７は、最初に、エッジ画像のメダル領域の中心と、モデル画像のメダル領域の中心とを位置合わせする。エッジ位置補正部６７は、その位置合わせされた状態から、モデル画像のメダル領域の中心に対して、エッジ画像のメダル領域の中心の位置を水平方向または垂直方向に対して所定の探索範囲（例えば、±2画素）で相対的に平行にずらしつつ、エッジ画像のメダル領域内の各エッジ画素とモデル画像のメダル領域内の各エッジ画素間の一致度を算出する。なお、一致度は、例えば、上記の（１）式に従って算出される。そしてエッジ位置補正部６７は、一致度が最大となるときの、モデル画像のメダル領域の中心に対する、エッジ画像のメダル領域の中心の位置ずれ量を求める。

エッジ位置補正部６７は、エッジ画像を、メダル領域の中心を回転中心として、所定角度（例えば、1度）ずつ回転させつつ、上記の処理を繰り返す。そしてエッジ位置補正部６７は、一致度が最大となるときの回転角度及び中心の位置ずれ量を特定する。エッジ位置補正部６７は、エッジ画像上の各エッジ画素を、メダル領域の中心を回転中心としてその特定された回転角度だけ回転し、さらに、特定された位置ずれ量を打ち消すように、各エッジ画素を平行移動する。そしてエッジ位置補正部６７は、エッジ画素の位置が補正されたエッジ画像をメモリ５２に保存する。このエッジ画素の位置が補正されたエッジ画像は、補正画像の一例である。さらに、エッジ位置補正部６７は、各エッジ画素の座標を、メダル領域の中心を原点とし、時計回りを正とする極座標に変換して、その極座標表示された各エッジ画素の座標を、識別対象画像の識別対象メダルのエッジ分布情報としてメモリ５２に保存する。

図１６は、位置補正されたエッジ画像の一例を示す図である。エッジ画像１６００では、表面の模様に相当するエッジ１６０１が、メダル領域１６０２の略中心に位置していることが分かる。

なお、変形例によれば、エッジ位置補正部６７は、識別対象画像を、メダル領域の中心を回転中心として、所定角度（例えば、1度）ずつ回転させつつ、識別対象画像のメダル領域の中心とモデル画像のメダル領域の中心を位置合わせして、一致度を算出し、その一致度が最大となる回転角度を求めてもよい。そしてエッジ位置補正部６７は、識別対象画像の各画素を、メダル領域の中心を回転中心としてその回転角度だけ回転させてから、上記の探索範囲内で識別対象画像のメダル領域の中心の位置をモデル画像のメダル領域の中心の位置に対して平行にずらしつつ、一致度を算出し、その一致度の最大値をもとめてもよい。そしてエッジ位置補正部６７は、その一致度の最大値に対応する、モデル画像のメダル領域の中心に対する識別対象画像のメダル領域の中心の位置ずれ量を打ち消すように、各エッジ画素の位置を平行移動させてもよい。

向き一致度算出部６８は、一致度算出部の一例であり、モデル画像上のメダル領域の中心とエッジ画素の位置が補正されたエッジ画像のメダル領域の中心とを位置合わせして、そのエッジ画像のメダル領域の中心を回転中心として、モデル画像とエッジ画像間の回転角度を所定角度ずつ変えながら、エッジ画像のメダル領域内のエッジ画素の分布とモデル画像のメダル領域内のエッジ画素の分布の一致度合を表す一致度を算出し、一致度の最大値を求める。さらに、本実施形態では、向き一致度算出部６８は、その一致度の最大値から、モデル画像上の適正メダルのモデルにおける模様の向きに対する、識別対象画像に写っている識別対象メダルの模様の向きの回転角を算出するとともに、回転方向に関して、識別対象メダルと適正メダルのモデルを位置合わせしたときの一致度と位置合わせしない場合の一致度の差を表す指標である向き一致度を算出する。

向き一致度算出部６８は、回転角算出部６３により実行される、仮モデルに対するサンプル画像上のメダルの回転角及び一致度を算出する処理と同様の処理を、モデル画像上の適正メダルのモデルと識別対象画像の識別メダルについて行うことで、モデル画像上の適正メダルのモデルの表面の模様の向きに対する、識別対象メダルの表面の模様の向きの回転角を算出する。すなわち、向き一致度算出部６８は、モデル画像及び識別対象画像のエッジ分布情報を利用して、識別対象画像上の各エッジ画素を、メダル領域の中心を回転中心として回転角を所定角度（例えば、１度）ずつ変えながら、モデルのエッジ分布と識別対象メダルのエッジ分布の一致度を算出する。なお、この例でも、一致度は、（１）式により算出される。なお、向き一致度算出部６８は、識別対象画像上の各エッジ画素を回転させる代わりに、モデル画像上の各エッジ画素を回転させて一致度を算出してもよい。

向き一致度算出部６８は、一致度が最大となる回転角を、モデル画像上の適正メダルのモデルの表面の模様の向きと、識別対象画像に写っている識別対象メダルの表面の模様の向きとを一致させるための補正回転角とする。さらに、向き一致度算出部６８は、回転角ごとの一致度から、全ての回転角についての一致度の平均値と、その平均値及び一致度の最大値についての偏差値を算出する。そして向き一致度算出部６８は、一致度の平均値の偏差値に対する、一致度の最大値の偏差値の比を、向き一致度とする。したがって、向き一致度は、モデル画像上の適正メダルのモデルの表面の模様の向きと、識別対象画像に写っている識別対象メダルの表面の模様の向きとが一致している場合に限り、一致するエッジ画素の数が多く、逆に、モデル画像上の適正メダルのモデルの表面の模様の向きと、識別対象画像に写っている識別対象メダルの表面の模様の向きがずれると一致するエッジ画素の数が少ないほど、大きな値となる。すなわち、適正メダルに表された模様の回転対称性が低いほど、向き一致度は大きくなる。
この向き一致度は、個々のメダルの個体差から受ける影響が小さいので、識別対象メダルに傷、摩耗または汚れなどがあっても、識別対象メダルと適正メダルのモデルとの一致度合を正確に表すことができる。

なお、変形例によれば、向き一致度算出部６８は、回転角ごとに求めた一致度のうち、一致度の最大値（すなわち、一致度の極大値のうちで１番大きい極大値）C1と一致度の極大値のうちの２番目に大きい極大値C2の差(C1-C2)、あるいは、その差をC1で正規化した値(C1-C2)/C1を、向き一致度として算出してもよい。あるいはまた、向き一致度算出部６８は、２番目に大きい一致度の極大値C2に対する一致度の最大値C1の比(C1/C2)を、向き一致度として算出してもよい。
向き一致度算出部６８は、補正回転角及び向き一致度をメモリ５２に記憶する。

類似度算出部６９は、モデル画像上の適正メダルのモデルの中心及び模様の向きと識別対象画像上の識別対象メダルの中心及び模様の向きを一致させた上で、適正メダルのモデルの表面の模様と識別対象メダルの表面の模様の類似度合いを表す類似度を算出する。

本実施形態では、類似度算出部６９は、類似度を正確に評価できるようにするために、モデルエッジ数調整部６５と同様の処理を識別対象画像から得たエッジ画像のメダル領域に適用して、エッジ画素の数を調節する。すなわち、類似度算出部６９は、エッジ画像のメダル領域の中心を基準点として、メダル領域を、円周方向に沿って所定数の扇形の部分領域に分割する。なお、類似度算出部６９は、個々の分割領域を、モデルエッジ数調整部６５における扇形の部分領域よりも大きくすることが好ましい。そこで、例えば、所定数は18に設定される（すなわち、各部分領域の中心角は20度となる）。これにより、何れかの部分領域全体に、メダル表面の模様が細かく変化する部分が含まれて、その部分領域の面積に占めるエッジ画素数の比率が非常に高くなってしまい、その部分領域に含まれるエッジ画素数を減らさざるを得なくなって模様の特徴が正確に表されなくなることが抑制される。

類似度算出部６９は、部分領域ごとに、その部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率を算出する。類似度算出部６９は、その比率が所定比率（例えば、0.4）以上である場合、各エッジ画素の値から1を減じる。そして画素値がエッジ画素か否かの判定に用いるエッジ閾値未満となった画素については、類似度算出部６９は、その画素をエッジ画素から除外する。エッジ閾値の値は、モデル登録処理においてエッジ検出部６２が利用するエッジ閾値と同じ値とすることができる。類似度算出部６９は、各部分領域について、部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率が所定比率未満となるまで、上記の処理を繰り返す。逆に、類似度算出部６９は、部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率が所定比率未満となるまで、エッジ閾値を増加させてもよい。
なお、類似度算出部６９は、部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率が最初から所定比率未満である場合、その比率が所定比率に達するまで、部分領域内の各画素の値に1を加算してもよい。この場合、類似度算出部６９は、画素値がエッジ閾値以上となると、その画素をエッジ画素に加える。

類似度算出部６９は、各部分領域のエッジ画素の数の調整が終了すると、モデル画像上のメダル領域の中心とエッジ画像上のメダル領域の中心とを位置合わせする。そして類似度算出部６９は、エッジ画像上の各エッジ画素を、メダル領域の中心を回転中心として、補正回転角だけ回転させる。そして類似度算出部６９は、次式に従って、適正メダルのモデルの表面の模様と識別対象メダルの表面の模様間の第１の類似度S1を算出する。

ここで、NumCは、エッジ画像のエッジ画素のうち、モデル画像のエッジ画素と一致するエッジ画素の数である。NumD1は、エッジ画像のエッジ画素のうちでモデル画像の何れのエッジ画素とも一致しないエッジ画素の数である。そしてNumD2は、モデル画像のエッジ画素のうちでエッジ画像の何れのエッジ画素とも一致しないエッジ画素の数である。

さらに、類似度算出部６９は、エッジ画像のメダル領域を、そのメダル領域の中心から放射方向に沿って所定数のリング状の部分領域に分割する。この場合も、類似度算出部６９は、個々の分割領域を、モデルエッジ数調整部６５におけるリング状の部分領域よりも大きくすることが好ましい。そこで、例えば、類似度算出部６９は、個々の部分領域の放射方向の幅を10画素に設定する。そして類似度算出部６９は、個々の部分領域について上記と同様の処理を行って各部分領域の面積に占めるエッジ画素の数の比率が所定比率（例えば、0.4）未満となるように、エッジ画素の数を調整する。ただし、エッジ画素の数の調整対象となるのは、円周方向の部分領域ごとのエッジ画素の数が調整される前のエッジ画像である。

類似度算出部６９は、各部分領域のエッジ画素の数の調整が終了すると、モデル画像上のメダル領域の中心とエッジ画像上のメダル領域の中心とを位置合わせする。そして類似度算出部６９は、エッジ画像上の各エッジ画素を、メダル領域の中心を回転中心として、補正回転角だけ回転させる。そして類似度算出部６９は、次式に従って、適正メダルのモデルの表面の模様と識別対象メダルの表面の模様間の第２の類似度S2を算出する。なお、第２の類似度S2も、（２）式に従って算出される。

類似度算出部６９は、第１の類似度S1と第２の類似度S2の平均値S(=(S1+S2)/2)を、最終的に得られる適正メダルのモデルの表面の模様と識別対象メダルの表面の模様の類似度とする。このようにして得られる類似度は、識別対象メダルの個体差に影響を受けるものの、適正メダル及び識別対象メダルの表面の模様が回転対称な模様であっても、両者の類似度合いを表すことができる。
類似度算出部６９は、算出した類似度をメモリ５２に記憶する。

判定部７０は、向き一致度と類似度に基づいて、識別対象メダルが適正メダルか否かを判定する。本実施形態では、判定部７０は、向き一致度に類似度を乗じて得られる値を総合評価点とし、その総合評価点が予め設定された判定閾値以上である場合、識別対象メダルを適正メダルと判定し、一方、その総合評価点が判定閾値未満である場合、識別対象メダルを適正メダルでないと判定する。なお、判定閾値は、例えば、1.0に設定され、予めメモリ５２に記憶される。

制御回路５１は、メダルが適正メダルか否かの判定結果を、上位の制御装置（図示せず）へ出力する。

図１７及び図１８は、制御回路５１により実行されるメダル識別処理の動作フローチャートである。制御回路５１は、撮像部４から画像を受け取る度に、このメダル識別処理を実行する。

メダル領域検出部６１は、識別対象画像からメダル領域を検出する（ステップＳ３０１）。形状補正部６６は、メダル領域の形状が略円形となり、かつ、メダル領域のサイズがモデル画像上のメダル領域のサイズと略一致するように識別対象画像を補正する（ステップＳ３０２）。そしてエッジ検出部６２は、識別対象画像のメダル領域内のエッジ画素を検出する（ステップＳ３０３）。

エッジ位置補正部６７は、識別対象画像のメダル領域の中心と、モデル画像のメダル領域の中心とを位置合わせした状態で、識別対象画像を、メダル領域の中心を回転中心として、所定角度（例えば、1度）ずつ回転させつつ、識別対象画像のメダル領域内のエッジ分布とモデル画像のメダル領域内のエッジ分布が最も一致する識別対象画像の平行移動量を算出する（ステップＳ３０４）。そしてエッジ位置補正部６７は、識別対象画像のメダル領域内のエッジ分布とモデル画像のメダル領域内のエッジ分布が最も一致するときの回転角度だけ識別対象画像を回転させた上で、その回転角における平行移動量だけ識別対象画像上のメダル領域内の各エッジ画素を平行移動する（ステップＳ３０５）。そしてエッジ位置補正部６７は、補正後のエッジ画素の位置を極座標で表すエッジ分布情報をメモリ５２に記憶する。

向き一致度算出部６８は、モデル画像上のメダル領域内のエッジ分布と識別対象画像のメダル領域内のエッジ分布とが最も一致するときの識別対象画像の回転角から補正回転角を算出する（ステップＳ３０６）。さらに、向き一致度算出部６８は、適正メダルのモデルにおける模様の向きと識別対象メダルの模様の向きを一致させたときの一致度と、向きを一致させない時の一致度に基づいて識別対象メダルの向き一致度DMを算出する（ステップＳ３０７）。

図１８に示されるように、類似度算出部６９は、モデル画像上のメダル領域の中心と識別対象画像上のメダル領域の中心とを位置合わせした上で、得られた回転角だけ識別対象画像を回転させることで、適正メダルのモデルの中心及び向きと識別対象メダルの中心及び向きを一致させる（ステップＳ３０８）。そして類似度算出部６９は、円周方向に沿って識別対象画像上のメダル領域を複数の部分領域に分割し、各部分領域に含まれるエッジ画素の比率が所定比率未満となるように、部分領域ごとに、エッジ強度の高い画素から順にエッジ画素を選択することで、エッジ画素の数を調整する（ステップＳ３０９）。その後、類似度算出部６９は、モデル画像上のエッジ画素と識別対象画像上のエッジ画素間で一致するエッジ画素の数と一致しないエッジ画素の数を求めることで第１の類似度S1を算出する（ステップＳ３１０）。

また、類似度算出部６９は、メダル領域の中心からの放射方向に沿って識別対象画像上のメダル領域を複数の部分領域に分割し、各部分領域に含まれるエッジ画素の比率が所定比率未満となるように、部分領域ごとに、エッジ強度の高い画素から順にエッジ画素を選択することで、エッジ画素の数を調整する（ステップＳ３１１）。その後、類似度算出部６９は、モデル画像上のエッジ画素と識別対象画像上のエッジ画素間で一致するエッジ画素の数と一致しないエッジ画素の数を求めることで第２の類似度S2を算出する（ステップＳ３１２）。類似度算出部６９は、第１の類似度S1と第２の類似度S2の平均値を類似度Sとして算出する（ステップＳ３１３）。

判定部７０は、向き一致度DMに類似度Sを乗じた値を総合評価点Tとして算出する（ステップＳ３１４）。そして判定部７０は、総合評価点Tが判定閾値ThD以上か否か判定する（ステップＳ３１５）。総合評価点Tが判定閾値ThD以上である場合（ステップＳ３１５−Ｙｅｓ）、判定部７０は、識別対象メダルを適正メダルと判定し、その旨を表す通知信号を上位制御装置へ出力する（ステップＳ３１６）。一方、総合評価点Tが判定閾値ThD未満である場合（ステップＳ３１５−Ｎｏ）、判定部７０は、識別対象メダルを適正メダルでないと判定し、その旨を表す通知信号を上位制御装置へ出力する（ステップＳ３１７）。
ステップＳ３１６またはＳ３１７の後、制御回路５１は、メダル識別処理を終了する。

以上に説明してきたように、このメダル識別装置は、メダル識別装置に投入された識別対象メダルを撮影して得られる画像から検出したそのメダルの表面の模様と予め作成された適正メダルのモデルの表面の模様とを比較することで、識別対象メダルが適正メダルか否かを判定する。その際、このメダル識別装置は、識別対象画像上のメダル領域内のエッジ分布と、モデル画像上のメダル領域内のエッジ分布とが最も一致するときの識別対象画像上のメダル領域内のエッジ分布の回転角度及び平行移動量を求め、その回転角度及び平行移動量により識別対象画像上のメダル領域内の各エッジ画素の位置を補正する。そしてこのメダル識別装置は、その補正により得られた画像を用いて、識別対象メダルが適正なメダルか否かを判定する。これにより、このメダル識別装置は、メダルの表面に表された模様の位置ずれによる識別精度の低下を抑制できる。またこのメダル識別装置は、メダルの個体差による影響が少ない向き一致度に基づいて、識別対象メダルが適正メダルか否かの判定を行うので、識別対象メダルに傷、摩耗または汚れがある場合でも、正確に識別対象メダルが適正メダルか否かを判定できる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。例えば、適正メダルの一方の面の模様と他方の面の模様が異なることがある。このような場合、メダル識別装置は、メダルの面ごとに、上記のモデル登録処理を実行することで、メダルの面ごとにモデル画像を生成し、メモリに記憶させてもよい。そしてメダル識別装置は、モデル画像ごとに、上記のメダル識別処理を実行し、何れか一方のモデル画像について識別対象メダルが適正メダルとの判定結果が得られれば、識別対象メダルが適正メダルであると判定してもよい。

同様に、異なる種別の複数のメダルが利用されることがある。このような場合、メダル識別装置は、メダルの種別ごとに、上記のモデル登録処理を実行することで、メダルの種別ごとにモデル画像を生成し、メモリに記憶させてもよい。そしてメダル識別装置は、モデル画像ごとに、上記のメダル識別処理を実行し、何れか一つのモデル画像について識別対象メダルが適正メダルとの判定結果が得られれば、識別対象メダルは、そのモデル画像に表された種別のメダルであると判定し、上位制御装置へ、そのメダルの種別を表す通知信号を出力してもよい。一方、このメダル識別装置は、何れのモデル画像についても、識別対象メダルが適正メダルでないと判定されれば、識別対象メダルは適正メダルでないとの判定結果を表す通知信号を上位制御装置へ出力すればよい。

また他の変形例によれば、各サンプル画像に対して形状補正部６６の処理が行われてもよい。あるいは、通路内でのメダルの傾き及び撮像部４からメダルまでの距離のバラツキが無視できる程度であれば、形状補正部６６の処理は省略されてもよい。

さらに他の変形例によれば、適正メダルの表面の模様の回転対称性が低い場合には、判定部は、向き一致度そのものを、総合評価値としてもよい。この場合には、類似度算出部６９の処理は省略されてもよい。あるいはまた、判定部は、向き一致度算出部６８により求められた、一致度の最大値を、総合評価値としてもよい。

さらに他の変形例によれば、モデル登録処理は、メダル識別装置と異なる装置において実行され、最終的に得られたモデル画像がメダル識別装置のメモリに保存されてもよい。この場合、例えば、制御回路５１は、撮像部４によりサンプル画像が生成される度に、そのサンプル画像を通信インターフェース５３を介してモデル登録処理を実行する装置へ出力する。

モデル登録処理を実行する装置は、例えば、コンピュータのように、プロセッサと、メモリ回路と、メダル識別装置と接続するための通信インターフェースとを有する。そしてその装置のプロセッサは、制御回路５１が有する各部のうち、モデル登録処理で利用される各部の処理を実行する。そしてその装置がモデル登録処理を実行してモデル画像を生成すると、メダル識別装置の制御回路５１は、通信インターフェース５３を介してその装置からモデル画像を受け取って、メモリ５２にそのモデル画像を保存する。
この変形例では、メモリ５２に多数のサンプル画像を記憶しなくてよいので、メモリ５２のメモリ容量を削減できる。

図１９は、本発明の実施形態または変形例によるメダル識別装置を備えた回胴遊技機１００の概略斜視図である。また図２０は、前面パネルを開いた状態における、回胴遊技機１００の概略斜視図である。そして図２１は、回胴遊技機１００の回路ブロック図である。図１９及び図２０に示すように、回胴遊技機１００は、遊技機本体である本体筐体１０１と、ドラム１０２ａ〜１０２ｃと、スタートレバー１０３と、ストップボタン１０４ａ〜１０４ｃと、前面パネル１０５とを有する。
また回胴遊技機１００は、本体筐体１０１内に、前面パネル１０５の背面側に取り付けられたメダル識別装置１０６と、各種の制御回路などが収容された制御ボックス１０７と、主制御回路１１０からの制御信号に応じてメダルを一時貯留し、かつメダルを排出するためのメダル貯留・排出機構１０８を有する。
そして図２１に示されるように、制御ボックス１０７内には、例えば、回胴遊技機１００全体を制御する主制御回路１１０と、遊技の演出に関連する各部を制御する演出用制御回路１１１と、回胴遊技機１００の各部に電力を供給する電源回路１１２などが収容されている。

前面パネル１０５の前面の中央上部には開口１０５ａが形成されており、その開口１０５ａを通じて、ドラム１０２ａ〜１０２ｃが視認可能になっている。また開口１０５ａの下側の枠１０５ｂの上面には、メダルを投入するための開口１０５ｃが形成されており、この開口１０５ｃとメダル識別装置１０６の上面に設けられたメダル投入口とが一致するように、メダル識別装置１０６が配置されている。なお、メダル識別装置１０６のメダル排出口は、メダル貯留・排出機構１０８と接続されており、メダル識別装置１０６から排出されたメダルは、メダル貯留・排出機構１０８に回収される。

前面パネル１０５の下部には、下パネルとして、複数の発光ダイオードを含む装飾装置が設けられていてもよい。さらに、装飾装置の下方において、前面パネル１０５には、メダルを排出するためのメダル排出口１０５ｄが形成されている。そしてメダル排出口１０５ｄの下方には、排出されたメダルが落下することを防止するためのメダル受け皿１０５ｅが取り付けられている。また前面パネル１０５の左上端近傍及び右上端近傍にはスピーカ（図示せず）が取り付けられてもよい。

ドラム１０２ａ〜１０２ｃは、演出用制御回路１１１からの制御信号に応じて、本体筐体１０１の前面に対して略平行かつ略水平な回転軸（図示せず）を回転中心として、それぞれ、別個に回転可能となっている。各ドラム１０２ａ〜１０２ｃの表面は、それぞれ、回転方向に沿って複数の略同一幅を持つ領域に区切られ、領域ごとに様々な図柄が描かれている。なお、ドラム１０２ａ〜１０２ｃの代わりに、液晶ディスプレイなどの表示装置が、その表示画面が開口１０５ａを介して視認可能なように設けられてもよい。この場合、表示装置は、演出用制御回路１１１からの制御信号に応じて、複数のドラムを模擬的に示した画像を表示画面に表示させる。
スタートレバー１０３は、前面パネル１０５の枠１０５ｂの前面に向かって左側に設けられている。また、枠１０５ｂの前面略中央には、ストップボタン１０４ａ〜１０４ｃが設けられている。ストップボタン１０４ａ〜１０４ｃは、それぞれ、ドラム１０２ａ〜１０２ｃに対応する。

メダル識別装置１０６は、上記の実施形態または変形例によるメダル識別装置である。そしてメダルが開口１０５ｃを通じてメダル識別装置１０６のメダル投入口に投入されると、メダル識別装置１０６は、投入されたメダルが適正メダルか否か判定し、その判定結果を表す通知信号を主制御回路１１０へ出力する。そして主制御回路１１０は、投入されたメダルが適正メダルであれば、そのメダルに応じて遊技の回数などを決定し、回胴遊技機１００が遊技を開始することを許可する。その後に、スタートレバー１０３が操作されると、スタートレバー１０３が操作されたことを示す信号が主制御回路１１０へ伝達される。そして主制御回路１１０は、演出用制御回路１１１に、ドラム１０２ａ〜１０２ｃの回転を開始させる。また演出用制御回路１１１は、ドラム１０２ａ〜１０２ｃの回転中、遊技者の興趣を高めるために、ドラム１０２ａ〜１０２ｃが停止しているときとは異なる効果音をスピーカを通じて出力させたり、装飾装置の発光ダイオードを明滅させたりしてもよい。

その後、ストップボタン１０４ａ〜１０４ｃの何れかが押下されると、主制御回路１１０は、その押下されたスイッチから押下されたことを示す信号を受信し、その押下されたスイッチに対応するドラムの回転を演出用制御回路１１１を介して停止させる。あるいは、主制御回路１１０は、ドラム１０２ａ〜１０２ｃのうち、回転を開始してから所定期間が経過するまでに、対応するストップボタンが押下されなかったドラムを、その所定期間経過後に、演出用制御回路１１１を介して停止させる。
そして全てのドラムが停止した時点で、同一の図柄が全てのドラムにわたって一列に並んでいると、主制御回路１１０は、その図柄に応じた所定枚数のメダルをメダル排出口を通じて排出する。またこの場合、演出用制御回路１１１は、ドラムの回転時及び同一の図柄が全てのドラムにわたって一列に並ばなかったときとは異なる効果音をスピーカを介して出力し、装飾装置の発光ダイオードをその最大輝度で点灯させてもよい。

一方、メダル識別装置１０６から通知された判定結果が、投入されたメダルが不適正メダルであることを示していれば、主制御回路１１０は、例えば、回胴遊技機１００が設置されたホールの管理システムへ、回胴遊技機１００の識別番号とともに、その旨を通知する。また主制御回路１１０は、不適正メダルと判定されたメダルを、メダル貯留・排出機構１０８を介して排出してもよい。

また、本発明によるメダル識別装置は、投入されたメダルを識別することが求められる様々な装置に適用できる。例えば、本発明によるメダル識別装置は、メダルの獲得数を計数するために用いられるメダル計数装置として実装されてもよい。

図２２は、メダル計数装置２００の外観斜視図であり、図２３は、メダル計数装置２００の上面カバーを外した状態の斜視図である。図２４は、搬送部２０１の立体図であり、図２５は、搬送部２０１の平面図であり、図２６は、ガイド近傍におけるメダルを搬送する際の動作を説明する図であり、図２７は、搬送部２０１の分解図である。

メダル計数装置２００は、正面左側に、開口部２０２が設けられており、開口部２０２からメダルが投入可能となっている。開口部２０２の底面部には、搬送部２０１が設けられている。搬送部２０１は、通路形成部の一例であり、投入されたメダルを物理的に計数するために、ガイド部２２４及び排出部２２２等から構成されるメダルの通路に沿って、投入されたメダルを撮像部２２６の撮影範囲を通るように流下させる。

表示部２０３は、例えば、液晶ディスプレイを有し、メダルの計数結果などを表示する。印字部２０４は、メダルの計数結果をレシートなどの紙に印刷し、その係数結果が印刷された紙を出力する。操作部２０５は、ボタンなどを有し、メダルの計数を開始するとき、または計数を終了するときなどに操作され、操作内容に対応した操作信号を生成して、制御部へ供給する。

搬送部２０１の分離部２１１は、円筒状の淵２１１ａ内に設けられた円盤上の底部が、図２５で示される矢印方向に回転することにより、投入された複数のメダル２２１を遠心力で外周部に移動させ、淵２１１ａに引き付けられるように挙動させる。この動作により、メダル２３１は、ある程度固まった状態、すなわち、集合状態であっても、個々に別れて淵２１１ａに引き付けられるように挙動することから、個別に分離されていく。また、投入されたメダル２３１は、淵２１１ａに引き付けられ当接されると、分離部２１１の回転により図２５で示される矢印方向に淵２１１ａ上を移動する。さらに、淵２１１ａ上を移動するメダル２３１は、図２５の下部で示されるように分離部２１１の円盤の接線方向に設けられた開口部より、誘導部２１２を経てガイド部２２４に搬送される。

図２６に示されるように、搬送プレート２２１上に設けられたガイド部２２４は、Ｕ字型のプレート状に形成されており、Ｕ字の開口部から穴部２２３までのメダルの通路を形成する。ガイド部２２４の開口部の幅は、メダル２３１の直径とほぼ等しく、ガイド部２２４は、メダル２３１を穴部２２３に誘導する。誘導部２１２を経て誘導されてきたメダル２３１は、図２６に示されるように、ガイド部２２４を経て、メダル２３１の直径と略同径の穴部２２３より蓄積ディスク２５１（図２７）に供給される。

図２７に示されるように、蓄積ディスク２５１には、メダル２３１と略同形の複数の穴部２５１ｅ〜２５１ｈが形成されている。蓄積ディスク２５１は、４枚のメダル２３１をそれぞれの穴部に蓄積した後、各メダル２３１を排出ディスク２５３のくぼみ２５３ｅから２５３ｈに装填する。排出ディスク２５３は、装填された４枚のメダル２３１を所定の間隔で排出部２２２から排出する。排出部２２２には、近接センサであるセンサ２２５と、撮像部２２６と、光源２２７とが設けられている。センサ２２５がメダル２３１の通過を検出すると、対応する検出信号を発生して後述する制御部２６１（図２９）へ出力する。制御部２６１は、センサ２２５よりもメダルの通路の下流側をその撮影範囲とする撮像部２２６に、光源２２７により照明されたメダル２３１を撮影させる。そして撮像部２２６は、メダル２３１が写った画像を制御部２６１へ出力する。

搬送プレート２２１の穴部２２１ａ、蓄積ディスク２５１の中心に形成された穴部２５１ｉ、および排出ディスク２５３の中心に形成された穴部２５３ｉは、同軸であり、シャフト２５９が貫通している。シャフト２５９は、ベルト２６０を介してモータ２５７のトルクを排出ディスク２５３に伝達する。そのため、シャフト２５９より伝達されるトルクにより排出ディスク２５３は、図２７の矢印方向に所定の回転速度で回転する。

このとき、蓄積ディスク２５１にメダル２３１が４枚全てが蓄積されていない場合、蓄積ディスク２５１と排出ディスク２５３とは、相互に重なり合った状態で排出ストッパピン２５８により係合されているため、排出ディスク２５３の回転に伴って蓄積ディスク２５１も回転する。

上述したように、蓄積ディスク２５１には、メダル２３１と略同形の穴部２５１ｅ〜２５１ｈが等間隔に形成されている。さらに、排出ディスク２５３には、メダル２３１を装填可能な、くぼみ２５３ｅ〜２５３ｈが等間隔に形成されている。そしてストッパピン２５２−１〜２５２−４により蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３が係合されている状態において、この穴部２５１ｅ〜２５１ｈと、くぼみ２５３ｅ〜２５３ｈとは、位相の異なる状態で係合された状態となっている。したがって、穴部２２３よりメダル２３１が投入されると、メダル２３１は、排出ディスク２５３により落下が停止され、蓄積ディスク２５１の穴部２５１ｅ〜２５１ｈにより固定され、穴部２５１ｅ〜２５１ｈに蓄積されることになる。

また、ストッパピン２５２−１〜２５２−４は、蓄積ディスク２５１側および排出ディスク２５３側のそれぞれに分割可能な構成とされている。より詳細には、図２８で示されるように、ストッパピン２５２は、上部ストッパピン２５２ａおよび下部ストッパピン２５２ｂから構成される。また、上部ストッパピン２５２ａおよび下部ストッパピン２５２ｂが収納される穴部２５３ａ〜２５３ｄの底部２５３ａ’〜２５３ｄ’には、バネまたはスプリングなどの弾性体（図示せず）が設けられ、上方向に反発力を与えるようになっている。底部２５３ａ’は（図２８では、底部２５３ａ’について示されているが、底部２５３ｂ’〜２５３ｄ’についても同様）、上部よりメダル２３１が落下してくると、メダル２３１の重みにより、弾性体の反発力が打ち負かされて上部ストッパピン２５２ａおよび下部ストッパピン２５２ｂが、底部２５３ａ’を押圧することにより、図中の右部の底部２５３ａ’’で示されるように下方向にスライドし、それぞれ穴部２５１ａ〜２５１ｄおよび穴部２５３ａ〜２５３ｄに内挿される。

このとき、上部ストッパピン２５２ａおよび下部ストッパピン２５２ｂは、それぞれ長さが蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３の厚さと略同一であるため、搬送プレート２２１、蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３が順次積み重ねられた状態では、それぞれ蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３の穴部２５１ａ〜２５１ｄおよび穴部２５３ａ〜２５３ｄに収納された状態となる。結果として、蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３の係合状態が解除される。

すなわち、ストッパピン２５２は、蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３が回転し、穴部２２３の範囲内に移動してくると、図２８の左部で示されるように、搬送プレート２２１および排出ディスク２５３により上下から付勢された状態より開放されることにより、凸部２５２ａ’が、穴部２２３内で飛び出した状態となるため、搬送プレート２２１と蓄積ディスク２５１とを係止させる。さらに、このとき、下部ストッパピン２５２ｂが蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３を係止し、蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３の回転が停止される。

また、この状態で、メダル２３１が、穴部２２３に挿入されると、図２８の右部で示されるように、メダル２３１によりストッパピン２５２が上部より押圧されることにより、上部ストッパピン２５２ａおよび下部ストッパピン２５２ｂが底部２５３ａ’を押圧し、底部２５３ａ’’で示されるように下方向にスライドされることにより、それぞれ穴部２５１ａ〜２５１ｄおよび穴部２５３ａ〜２５３ｄに収納される。

したがって、ガイド部２２４によりメダル２３１が誘導されて、順次穴部２２３に挿入されると、例えば、蓄積ディスク２５１の穴部２５１ｅに蓄積される。このときストッパピン２５２が搬送プレート２２１に係止された状態から開放されることになるので、蓄積ディスク２５１は排出プレート２５３と供に回転を始める。そして、略４５°の角度で回転したところで、メダル２３１が蓄積されていない、穴部２５１ｅの隣に配置されている穴部２５１ｆが穴部２２３と重なる位置で、再びストッパピン２５２により回転が停止する。

さらに、次のメダル２３１が穴部２２３より挿入されると、穴部２５１ｆに蓄積されることになり、蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３は、回転を開始する。以上のような動作が、メダル２３１が穴部２２３に挿入される度に連続して４回繰り返される。

排出ディスク２５３には、排出ストッパピン２５８が設けられている。排出ストッパピン２５８は、４枚目のメダル２３１が蓄積される蓄積ディスク２５１の穴部２５１ｈを係止する凸部２５８ｂと、排出ディスク２５３のくぼみ２５３ｈとを係止する凸部２５８ａからなるコの字型のピンであり、それぞれを係止することで蓄積ディスク２５１と排出ディスク２５３とを係合している。この排出ストッパピン２５８は、４枚目のメダル２３１が蓄積ディスク２５１の穴部２５１ｈに蓄積されると、メダル２３１の重さにより下方向にスライドし、蓄積ディスク２５１と排出ディスク２５３との係合を解除し、それぞれ独立して回転できるようにする。

この結果、排出ディスク２５３が、蓄積ディスク２４１と位相が一致するタイミング、すなわち、蓄積ディスク２５１の穴部２５１ｅ〜２５１ｈと、排出ディスク２５３のくぼみ２５３ｅ〜２５３ｈとが同位置に移動するタイミングで、それまで蓄積ディスク２５１の穴部２５１ｅ〜２５１ｈに蓄積されていた４枚のメダル２３１は、ほぼ同一のタイミングで対応するくぼみ２５３ｅ〜２５３ｈに装填される。

さらに、この状態で排出ディスク２５３は、所定の回転速度で回転を続けることにより、くぼみ２５３ｅ〜２５３ｈに装填されたメダル２３１は、ディスクガイド２５６に沿って移動し、排出ガイド２５４、２５５より排出部２２２に送出され、排出される。

また、蓄積ディスク２５１には、４枚のメダル２３１が蓄積可能であるが、端数などにより４枚のメダル２３１が蓄積できない場合、強制排出部２４１は、ストッパピン２５２１を直接押圧してメダル２３１が穴部２２３より蓄積されていない状態でも蓄積ディスク２５１および排出ディスク２５３の回転を進め、最終的に、排出ストッパピン２５８を押圧して、端数となったメダル２３１を排出ディスク２５３より排出させる。

図２９は、メダル計数装置２００の回路ブロック図である。メダル計数装置２００は、制御部２６１と、記憶部２６２と、通信インターフェース２６３とを有する。これらの各部は、メダル計数装置２００の内部に設けられた回路基板上に、それぞれ、別個の回路として設けられる。

制御部２６１は、例えば、１個若しくは複数のプロセッサを有し、メダル計数装置２００の各部を制御する。また制御部２６１は、撮像部２２６から得られた画像に対して上記の実施形態または変形例によるメダル識別装置の制御回路が有する各部の機能を実行することで、搬送されたメダル２３１が適正なメダルか否かを判定する。そして制御部２６１は、搬送されたメダル２３１が適正なメダルである場合、メダルのカウント数を１だけ増やす。そして制御部２６１は、投入されたメダルの計数が終了すると、その計数結果を表示部２０３に表示させる。さらに、制御部２６１は、計数結果を印字部２０４に伝えて、その計数結果を紙などに印刷させる。

記憶部２６２は、上記の実施形態または変形例によるメダル識別装置のメモリに対応し、揮発性又は不揮発性の読み書き可能な半導体メモリを有し、制御部２６１の動作に必要な様々なデータを記憶する。例えば、記憶部２６２は、モデル登録処理またはメダル識別処理で生じる、エッジ画像といった様々な中間データ、モデル画像、撮像部２２６から受け取った画像などを記憶する。

通信インターフェース２６３は、上記の実施形態または変形例によるメダル識別装置の通信インターフェースに対応し、センサ２２５、撮像部２２６、光源２２７、及び、ホールコンピュータといった上位の制御装置（図示せず）と接続するためのインターフェースであり、センサ２２５、撮像部２２６または光源２２７への制御信号を制御部２６１から受け取って、センサ２２５、撮像部２２６または光源２２７に出力する。また通信インターフェース２６３は、上位の制御装置からの各種の制御信号、センサ２２５からの信号、または撮像部２２６からの画像を、信号線を介して受け取って、制御部２６１へ渡す。

このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

１ メダル識別装置
２ 筐体
２ａ メダル投入口
２ｂ メダル排出口
３ 光源
４ 撮像部
５ 制御基板
５１ 制御回路
５２ メモリ
５３ 通信インターフェース
６１ メダル領域検出部
６２ エッジ検出部
６３ 回転角算出部
６４ モデル生成部
６５ モデルエッジ数調整部
６６ 形状補正部
６７ エッジ位置補正部
６８ 向き一致度算出部
６９ 類似度算出部
７０ 判定部
６ 通路
７ａ、７ｂ ガイド部材
１００ 回胴遊技機
１０１ 本体筐体
１０２ａ〜１０２ｃ ドラム
１０３ スタートレバー
１０４ａ〜１０４ｃ ストップボタン
１０５ 前面パネル
１０６ メダル識別装置
１０７ 制御ボックス
１０８ メダル貯留・排出機構
１１０ 主制御回路
１１１ 演出用制御回路
１１２ 電源回路
２００ メダル計数装置
２０１ 搬送部
２０２ 開口部
２０３ 表示部
２０４ 印字部
２０５ 操作部
２１１ 分離部
２１２ 誘導部
２２１ 搬送プレート
２２２ 排出部
２２４ ガイド部
２２６ 撮像部
２２７ 光源
２４１ 強制排出部
２５１ 蓄積ディスク
２５２−１〜２５２−４ ストッパピン
２５３ 排出ディスク
２５４、２５５ 排出ガイド
２５６ ディスクガイド
２５７ モータ
２５８ 排出ストッパピン
２５９ シャフト
２６０ ベルト
２６１ 制御部
２６２ 記憶部
２６３ 通信インターフェース

Claims (2)

1. メダルが通過する通路を形成する通路形成部と、
   前記通路の一部を撮影範囲とするように配置され、当該撮影範囲の画像を生成する撮像部と、
   所定のメダルのモデルを表し、当該モデルが写った領域であるモデル領域内の前記モデルの表面の模様のエッジに対応するエッジ画素を含むモデル画像を記憶する記憶部と、
   前記画像から、前記通路内を流下する識別対象メダルが写った領域であるメダル領域及び当該メダル領域の中心を検出するメダル領域検出部と、
   前記メダル領域内で、前記識別対象メダルの表面の模様のエッジが写っているエッジ画素を検出するエッジ検出部と、
   前記モデル領域内のエッジ画素の分布に対する前記メダル領域内のエッジ画素の分布の位置を相対的に変えながら、前記モデル領域内のエッジ画素の分布と前記メダル領域内のエッジ画素の分布が最も一致するときの前記メダル領域内のエッジ画素の分布の回転角度及び平行移動量を求め、前記メダル領域の中心を回転中心として当該回転角度で前記メダル領域を回転し、かつ当該平行移動量だけ前記メダル領域内の各エッジ画素を移動させることで補正画像を生成するエッジ位置補正部と、
   前記モデル領域の中心と前記補正画像の前記メダル領域の中心とを位置合わせして、当該メダル領域の中心を回転中心として、前記モデル画像と前記画像間の回転角度を所定角度ずつ変えながら、前記メダル領域内のエッジ画素の分布と前記モデル領域内のエッジ画素の分布の一致度合を表す一致度を算出し、前記一致度の最大値を求め、かつ、前記一致度の最大値以外の前記回転角度ごとの前記一致度と前記一致度の最大値の差が大きいほど、前記モデルの表面の模様の向きと前記識別対象メダルの表面の模様の向きを一致させたときの前記一致度と前記モデルの表面の模様の向きと前記識別対象メダルの表面の模様の向きを一致させないときの前記一致度との差を表す指標である向き一致度が大きくなるように前記向き一致度を算出する一致度算出部と、
   前記向き一致度に応じて前記識別対象メダルが前記所定のメダルか否か判定する判定部と、
   を有するメダル識別装置。
2. メダルが通過する通路を形成する通路形成部と、前記通路の一部を撮影範囲とするように配置され、当該撮影範囲の画像を生成する撮像部とを有するメダル識別装置における、メダル識別方法であって、
   前記画像から、前記通路内を流下する識別対象メダルが写った領域であるメダル領域及び当該メダル領域の中心を検出するステップと、
   前記メダル領域内で、前記識別対象メダルの表面の模様のエッジが写っているエッジ画素を検出するステップと、
   記憶部に記憶された、所定のメダルのモデルを表すモデル画像上での当該モデルが写った領域であるモデル領域内のエッジ画素の分布に対する前記メダル領域内のエッジ画素の分布の位置を相対的に変えながら、前記モデル領域内のエッジ画素の分布と前記メダル領域内のエッジ画素の分布が最も一致するときの前記メダル領域内のエッジ画素の分布の回転角度及び平行移動量を求め、前記メダル領域の中心を回転中心として当該回転角度で前記メダル領域を回転し、かつ当該平行移動量だけ前記メダル領域内の各エッジ画素を移動させることで補正画像を生成するステップと、
   前記モデル領域の中心と前記補正画像の前記メダル領域の中心とを位置合わせして、当該メダル領域の中心を回転中心として、前記モデル画像と前記画像間の回転角度を所定角度ずつ変えながら、前記メダル領域内のエッジ画素の分布と前記モデル領域内のエッジ画素の分布の一致度合を表す一致度を算出し、前記一致度の最大値を求め、かつ、前記一致度の最大値以外の前記回転角度ごとの前記一致度と前記一致度の最大値の差が大きいほど、前記モデルの表面の模様の向きと前記識別対象メダルの表面の模様の向きを一致させたときの前記一致度と前記モデルの表面の模様の向きと前記識別対象メダルの表面の模様の向きを一致させないときの前記一致度との差を表す指標である向き一致度が大きくなるように前記向き一致度を算出するステップと、
   前記向き一致度に応じて前記識別対象メダルが前記所定のメダルか否か判定するステップと、
   を含むメダル識別方法。

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