JPH07101464B2 - Pattern recognition device for coins - Google Patents

Pattern recognition device for coins

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JPH07101464B2
JPH07101464B2 JP9190590A JP9190590A JPH07101464B2 JP H07101464 B2 JPH07101464 B2 JP H07101464B2 JP 9190590 A JP9190590 A JP 9190590A JP 9190590 A JP9190590 A JP 9190590A JP H07101464 B2 JPH07101464 B2 JP H07101464B2
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pattern
data
ring
unit
coins
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一雄 東浦
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Nidec Sankyo Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、硬貨等の円形物体の表面のパターンを認識し
選別することができる装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus capable of recognizing and selecting a pattern on a surface of a circular object such as a coin.

(従来の技術) 従来知られているパターン認識装置は、被検体の画像を
入力した後これを処理してパターンを認識するものであ
り、画像処理方式によって次のようなものがある。
(Prior Art) A conventionally known pattern recognition apparatus recognizes a pattern by inputting an image of a subject and then processing the image, and there are the following types depending on an image processing method.

入力された画像データを2値化し、領域の面積、重
心、周囲長その他の幾何学的特徴量を求め、これを基準
値と比較する方式。
A method in which the input image data is binarized, the area feature, the center of gravity, the perimeter, and other geometrical feature quantities are determined, and this is compared with a reference value.

2値画あるいは多値画のパターンマッチングによって
入力パターンを認識する方式。例えば、対象物の入力文
字パターンと予め用意された標準文字パターンとを重ね
あわせ、その類似の度合いによって入力文字パターンを
認識する方式。
A method of recognizing an input pattern by pattern matching of a binary image or a multivalued image. For example, a method in which an input character pattern of an object and a standard character pattern prepared in advance are superimposed and the input character pattern is recognized based on the degree of similarity.

入力画像のX−Y座標又はr−θ座標に濃度射影を行
い、その強度分布の特徴を比較する方式。例えば、第9
図はX−Y座標に濃度射影を行って文字パターンを認識
する例を示すもので、入力された文字パターン20のX座
標軸への濃度射影21とY座標軸への濃度射影22とを求
め、その強度分布の波形を特徴としてパターンを認識す
る。r−θ座標に濃度射影を求めてパターンを認識する
方式も原理は同じであって、回転方向への濃度射影を求
める点が異なるだけである。
A method of performing density projection on XY coordinates or r-θ coordinates of an input image and comparing the characteristics of the intensity distribution. For example, 9th
The figure shows an example of recognizing a character pattern by performing density projection on X-Y coordinates. The density projection 21 of the input character pattern 20 on the X coordinate axis and the density projection 22 on the Y coordinate axis are obtained, and The pattern is recognized by using the waveform of the intensity distribution as a feature. The method of recognizing the pattern by obtaining the density projection at the r-θ coordinate has the same principle, and is different only in that the density projection in the rotation direction is obtained.

(発明が解決しようとする課題) 上述の従来のパターン認識装置は、何れの方式にせよ、
回転方向の位置関係が一定せず、回転方向に自由な対象
物、例えば硬質等の認識には合理的とはいえない。即
ち、前記の方式で硬貨等の認識を行おうとする場合
は、2値化後、ラベリング処理又は領域分割と称して、
例えば一度に複数の文字が入力された場合などに、各文
字ごとに領域を分割する処理を行い、各領域の中心座
標、面積、外径、周囲長などの幾何学的特徴を求めるた
め、相当に面倒な処理を行うことになり、パターン認識
に長時間を要するという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) The above-described conventional pattern recognition device uses any method,
The positional relationship in the rotation direction is not constant, which is not rational for recognizing an object that is free in the rotation direction, such as a hard object. That is, when trying to recognize coins or the like by the above method, after binarization, it is called labeling processing or area division,
For example, when multiple characters are input at one time, the area is divided into each character, and geometrical characteristics such as center coordinates, area, outer diameter, and perimeter of each area are calculated. However, there is a problem in that it takes a long time to perform pattern recognition because it requires complicated processing.

前記の方式で硬貨等の認識を行おうとする場合は、硬
貨等の方向を含む位置の正規化が必要であり、方向を求
めるのに時間がかかるという問題がある。
When trying to recognize a coin or the like by the above method, it is necessary to normalize the position including the direction of the coin or the like, and there is a problem that it takes time to find the direction.

前記の方式のうちr−θ座標に濃度射影する方式によ
れば、硬貨等の認識を行うことが可能であるが、この方
式によれば、入力画像データから硬貨等の中心を求め、
次に濃度射影を行い、参照硬貨等との相関を1回転分求
めることが必要であり、パターン認識に長時間を要する
という問題がある。
According to the method of density projection on the r-θ coordinate among the above methods, it is possible to recognize a coin or the like. According to this method, the center of the coin or the like is obtained from the input image data,
Next, it is necessary to perform density projection to obtain the correlation with a reference coin or the like for one rotation, which causes a problem that pattern recognition takes a long time.

以上、要するに、従来のパターン認識装置では、硬貨等
のパターンを認識するための画像処理の時間が長くなる
という問題がある。
As described above, in short, the conventional pattern recognition device has a problem that the image processing time for recognizing a pattern such as a coin becomes long.

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、硬貨等の回転方式に自由な対象物のパタ
ーン認識を高速処理によって行うことができ、しかも、
認識率を高く保つことができる硬貨等のパターン認識装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and can perform pattern recognition of a target object that is free to rotate a coin or the like by high-speed processing, and further,
An object of the present invention is to provide a pattern recognition device for coins or the like that can keep the recognition rate high.

(課題を解決するための手段) 本発明は、上記r−θ座標に濃度射影する方式を改良し
たもので、硬貨等のパターンを入力する画像入力部と、
入力した硬貨等のパターンを多値画像に処理し記憶する
画像メモリ部と、画像メモリ部に記憶された硬貨等のパ
ターンの中心を求めるとともにこの中心を同心とする複
数のリングを形成するリング形成部と、形成された複数
のリングに沿ってデータを上記画像メモリ部から取り込
み、このデータを記憶するリングデータ取り込み部と、
リングデータ取り込み部に記憶された上記複数のリング
に沿ったデータをフーリエ変換するフーリエ変換計算部
と、フーリエ変換された上記複数のリングに沿ったデー
タと予めフーリエ変換され記憶されている硬貨等の参照
パターンデータとを比較する比較部とを備えていること
を特徴とする。
(Means for Solving the Problem) The present invention is an improvement of the method of density projection on the r-θ coordinate, and includes an image input unit for inputting a pattern such as coins,
An image memory unit that processes and stores the input pattern of coins, etc. into a multi-valued image, and a ring formation that determines the center of the pattern of coins, etc. stored in the image memory unit and forms a plurality of rings concentric with this center And a ring data capturing unit that captures data from the image memory unit along a plurality of formed rings and stores the data,
Fourier transform calculation unit for Fourier transforming the data along the plurality of rings stored in the ring data capturing unit, and data along the plurality of Fourier transformed data along the plurality of rings and coins stored in advance by Fourier transform And a comparison unit for comparing the reference pattern data.

(作 用) 同心円の複数のリングに沿ってリングデータ取り込み部
に記憶された画像データは、上記リングの位置する部分
のパターンに従って明るさが変化する。この画像データ
をフーリエ変換計算部でフーリエ変換すると、上記画像
データの周波数強度が求められる。この周波数強度は対
象物である硬貨等のパターンによって異なるため、予め
フーリエ変換され記憶されている参照パターンと比較す
ることによってパターン認識を行うことができる。ま
た、上記周波数強度は対象物である硬貨等の回転位置と
は無関係である。
(Operation) The brightness of the image data stored in the ring data capturing unit along a plurality of concentric rings changes according to the pattern of the portion where the rings are located. When this image data is Fourier transformed by the Fourier transform calculation unit, the frequency intensity of the image data is obtained. Since this frequency intensity differs depending on the pattern of the coin or the like as the object, it is possible to perform pattern recognition by comparing it with a reference pattern which is Fourier-transformed and stored in advance. Further, the frequency intensity is irrelevant to the rotational position of the coin or the like as the object.

(実施例) 以下、第1図ないし第8図を参照しながら本発明にかか
る硬貨等のパターン認識装置の実施例について説明す
る。
(Embodiment) An embodiment of a pattern recognition device for coins and the like according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.

第1図において、画像入力部1はテレビカメラなどで構
成され、硬貨等のパターンを撮像することによって得ら
れる画像信号が取り込まれる。画像入力部1は一次元セ
ンサ又は二次元センサが用いられる。何れにせよ、二次
元画像として処理することができるようにする。従っ
て、一次元センサの場合は対象物との間で相対移動させ
て一画面を入力する。画像入力部1で取り込まれた画像
信号はA/D変換部2で多値のデジタル画像信号に変換さ
れ、画像処理部3に入力される。
In FIG. 1, the image input unit 1 is composed of a television camera or the like, and an image signal obtained by capturing an image of a pattern of coins or the like is captured. The image input unit 1 uses a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor. In any case, it can be processed as a two-dimensional image. Therefore, in the case of a one-dimensional sensor, one screen is input by moving it relative to the object. The image signal captured by the image input unit 1 is converted into a multi-valued digital image signal by the A / D conversion unit 2 and input to the image processing unit 3.

画像処理部3は、画像メモリ部4、リング形成部5、リ
ングデータ取り込み部6、高速フーリエ変換計算部(以
下「FFT計算部」という)7、参照パターン記憶部8及
び比較部9を有する。
The image processing unit 3 includes an image memory unit 4, a ring formation unit 5, a ring data acquisition unit 6, a fast Fourier transform calculation unit (hereinafter referred to as “FFT calculation unit”) 7, a reference pattern storage unit 8 and a comparison unit 9.

上記画像メモリ部4は、上記多値のデジタル画像信号を
記憶する。上記リング形成部5は、画像メモリ部4に記
憶された硬貨等のパターンの中心を求めるとともにこの
中心を同心とする複数のリングを形成する。
The image memory unit 4 stores the multivalued digital image signal. The ring forming unit 5 determines the center of the pattern of coins or the like stored in the image memory unit 4 and forms a plurality of rings concentric with the center.

上記リングデータ取り込み部6は、上記リング形成部5
で形成されたリングに沿って上記画像メモリ部4からデ
ータを取り込み、このデータを記憶する。
The ring data fetching unit 6 is the ring forming unit 5
The data is fetched from the image memory unit 4 along the ring formed in 1 and stored.

上記FFT計算部7は、リングデータ取り込み部6に記憶
された上記複数のリングに沿ったデータを高速フーリエ
変換する。
The FFT calculation unit 7 performs a fast Fourier transform on the data stored in the ring data acquisition unit 6 along the plurality of rings.

上記参照パターン記憶部8は、予め硬貨等の参照パター
ンデータをフーリエ変換された形で記憶している。
The reference pattern storage unit 8 stores reference pattern data such as coins in a Fourier-transformed form in advance.

上記比較部9は、FFT計算部7でフーリエ変換されたデ
ータと、参照パターン記憶部8に記憶されている参照パ
ターンデータとを比較し、双方のデータが類似している
か否かによって硬貨等のパターンを認識し、その結果を
出力する。
The comparison unit 9 compares the data Fourier-transformed by the FFT calculation unit 7 with the reference pattern data stored in the reference pattern storage unit 8 and determines whether the data such as coins is similar to each other. Recognize the pattern and output the result.

次に、上記実施例によるパターン認識動作の詳細を第2
図ないし第6図を併せて参照しながら説明する。
Next, the details of the pattern recognition operation according to the above embodiment will be described in the second
The description will be made with reference to FIGS.

まず、画像入力部1から硬貨の画像信号を入力する。第
3図(a)は硬貨の画像10の例を示す。入力された画像
信号はA/D変換部2で多値の、例えば256階調のデジタル
画像信号に変換し、これを画像メモリ部4に記憶する。
First, an image signal of a coin is input from the image input unit 1. FIG. 3 (a) shows an example of the image 10 of a coin. The input image signal is converted by the A / D conversion unit 2 into a multivalued, for example, 256-gradation digital image signal, which is stored in the image memory unit 4.

次に、リング形成部5で上記画像信号を演算して中心位
置を求める。ここでは、例えば画像信号のエッジ上に複
数の点をとり、この複数の点から最小自乗法などを用い
てできるだけ正確に求める。第3図(b)は、上記のよ
うにして画像信号のエッジ11から中心点Oを求めた状態
を示す。求めた画像信号の中心点Oは画像メモリ部4に
記憶する。リング形成部5ではさらに、求めた中心点O
を同心とする複数のリングを形成する。第3図(c)
は、上記のようにして求めた複数のリング13,14,15の例
を示す。
Next, the ring forming section 5 calculates the image signal to obtain the center position. Here, for example, a plurality of points are taken on the edge of the image signal, and the least square method or the like is used to obtain the points as accurately as possible from the plurality of points. FIG. 3B shows a state in which the center point O is obtained from the edge 11 of the image signal as described above. The obtained central point O of the image signal is stored in the image memory unit 4. Further, in the ring forming portion 5, the obtained center point O
Forming a plurality of rings concentric with each other. Fig. 3 (c)
Shows an example of the plurality of rings 13, 14, 15 obtained as described above.

次に、リングデータ取り込み部6において上記複数のリ
ングに沿って上記画像メモリ部4から画像データを取り
込み、各リングごとに画像データをメモリする。各リン
グに沿って取り込まれた上記画像データは、各リングに
沿ったパターンに応じて濃度が変化するデータとなる。
第3図(d)の左半部は上記リングに沿った濃度変化の
各種の例を示すもので、各リングに沿ったパターンの変
化に応じて、含まれる周波数成分が異なっている。
Next, the ring data fetching unit 6 fetches the image data from the image memory unit 4 along the plurality of rings and stores the image data for each ring. The image data taken along each ring becomes data whose density changes according to the pattern along each ring.
The left half of FIG. 3 (d) shows various examples of changes in density along the ring, and the frequency components included differ depending on the change in the pattern along each ring.

次に、FFT計算部7において上記各リングに沿ったデー
タごとにFFT計算を行う。FFT計算を行うことにより、各
リング状のデータの周波数強度が求められる。周波数強
度とは、リングが1回転する間の濃度変化を1Hz,2Hz…
…というように周波数で表したとき、同じ周波数成分が
含まれている頻度のことをいう。第3図(d)右半部は
上記リング状濃度変化のデータをFFT計算して求めた例
を示すものであって、横軸が周波数、縦軸が振幅(強
度)となっている。第3図(d)右半部からもわかるよ
うに、リング状濃度の周波数成分が比較的小さいときは
FFT振幅は低い周波数域で大きく、リング状濃度の周波
数成分が比較的大きいときはFFT振幅は高い周波数域で
大きい。換言すれば、FFT振幅波形は前記リングに沿う
パターンに依存して変化することになる。
Next, the FFT calculation unit 7 performs FFT calculation for each data along each ring. By performing the FFT calculation, the frequency intensity of each ring-shaped data can be obtained. Frequency intensity is the change in concentration during one rotation of the ring, 1Hz, 2Hz ...
When expressed in terms of frequency, it means the frequency at which the same frequency component is included. The right half of FIG. 3 (d) shows an example of data obtained by FFT calculation of the ring-shaped density change data, where the horizontal axis is frequency and the vertical axis is amplitude (intensity). As can be seen from the right half of FIG. 3 (d), when the frequency component of the ring-shaped density is relatively small,
The FFT amplitude is large in the low frequency range and is large in the high frequency range when the frequency component of the ring-shaped density is relatively large. In other words, the FFT amplitude waveform will change depending on the pattern along the ring.

そこで次に、比較部9において、各リングごとにもとめ
られたFFT振幅データと、参照パターン記憶部8に予め
フーリエ変換されて記憶されている参照パターンのFFT
振幅データとを比較し、その評価量によって対象物とし
ての硬貨等がどの硬貨等に該当するかを認識する。ここ
で、評価量Skは、 ただし、 はリングの番号、 は周波数、Wijはウエイト、Fijは入力画像のFFT振幅、R
ijkは参照硬貨のFFT振幅 で表される。上記ウエイトWijは、対象物の特徴あるパ
ターンを表す部分を大きな値として重み付けする。上の
式では、評価量Skが小さいほど参照パターンに類似して
いるものと判断する。以上のようにして硬貨等のパター
ンを認識することができる。
Therefore, next, in the comparison unit 9, the FFT amplitude data obtained for each ring and the FFT of the reference pattern stored in the reference pattern storage unit 8 in advance by Fourier transform are stored.
The amplitude data is compared to recognize which coin or the like the coin or the like as the object corresponds to by the evaluation amount. Here, the evaluation amount Sk is However, Is the ring number, Is the frequency, Wij is the weight, Fij is the FFT amplitude of the input image, R
ijk is represented by the FFT amplitude of the reference coin. The weight Wij weights the portion representing the characteristic pattern of the object as a large value. In the above equation, it is determined that the smaller the evaluation amount Sk, the more similar to the reference pattern. The pattern of coins or the like can be recognized as described above.

以上の一連の画像処理によるパターン認識の中で、FFT
計算について100円硬貨の場合を例に挙げてさらに説明
する。第4図に示すように、100円硬貨の裏面のパター
ン10は比較的単純なパターンであるから、これに所定の
半径のリング14を設定してこのリング14に沿った画像信
号の明るさ階調データをとると、第4図(b)に示すよ
うに、リング14が1回転してその回転角度θが0から2
πとなるまでの間の明るさ階調の変化周期は比較的長
く、周波数成分は比較的低い。従って、この階調データ
をFFT処理すると、第4図(c)に示すように、周波数
が1Hzあるいは2Hzというように低い領域での振幅(強
度)が大きく、比較的高い周波数領域での振幅(強度)
は小さい。
In the pattern recognition by the above series of image processing, FFT
The calculation will be further described by taking the case of a 100-yen coin as an example. As shown in FIG. 4, since the pattern 10 on the back surface of the 100-yen coin is a relatively simple pattern, a ring 14 having a predetermined radius is set on the pattern 10 and the brightness level of the image signal along the ring 14 is set. When the key data is obtained, as shown in FIG. 4 (b), the ring 14 makes one rotation and the rotation angle θ becomes 0 to 2
The change period of the brightness gradation until reaching π is relatively long, and the frequency component is relatively low. Therefore, when this gradation data is subjected to FFT processing, as shown in FIG. 4 (c), the amplitude (intensity) is large in a low frequency region of 1 Hz or 2 Hz, and the amplitude (intensity) in a relatively high frequency region ( Strength)
Is small.

一方、第5図に示すように、100円硬貨の表面のパター
ン10Aは複雑なパターンであるから、これに所定の半径
のリング14を設定してこのリング14に沿った画像信号の
明るさ階調データをとると、第5図(b)に示すよう
に、リング14が1回転してその回転角度θが0から2π
となるまでの間の明るさ階調の変化周期は短く、周波数
成分は比較的高い。従って、この階調データをFFT処理
すると、第5図(c)に示すように、比較的高い周波数
である5Hzでの振幅(強度)にピークが見られ、これが
特徴となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, since the pattern 10A on the surface of the 100-yen coin is a complicated pattern, a ring 14 having a predetermined radius is set on the pattern 10A and the brightness level of the image signal along the ring 14 is set. When the key data is obtained, as shown in FIG. 5 (b), the ring 14 makes one rotation and the rotation angle θ becomes 0 to 2π.
The change cycle of the brightness gradation is short, and the frequency component is relatively high. Therefore, when this gradation data is subjected to FFT processing, as shown in FIG. 5 (c), a peak is seen in the amplitude (intensity) at a relatively high frequency of 5 Hz, which is a characteristic feature.

第4図(c)および第5図(c)における各周波数ごと
の振幅(強度)は、前述の評価量Skを求める式における
入力硬貨のFFT振幅Fij又は参照硬貨のFFT振幅Rijkを表
しており、入力硬貨のFFT振幅Fijと参照硬貨のFFT振幅R
ijkとの差を評価することによって硬貨の種類およびそ
の硬貨が表であるか裏であるかを認識することができ
る。
The amplitude (intensity) for each frequency in FIG. 4 (c) and FIG. 5 (c) represents the FFT amplitude Fij of the input coin or the FFT amplitude Rijk of the reference coin in the formula for obtaining the evaluation amount Sk described above. , FFT amplitude Fij of input coin and FFT amplitude R of reference coin
By evaluating the difference from ijk, it is possible to recognize the type of coin and whether the coin is front or back.

以上説明した実施例によれば、硬貨等の円形の対象物に
対して同心円状のリングを設定し、このリングに沿って
入力画像のデータを取り込み、これをさらにFFT計算し
てリング状のデータの周波数強度を求め、これを参照パ
ターンデータと比較してパターン認識を行うようにした
ため、最終的にパターン認識に用いる上記周波数強度は
対象物の回転方向に無関係のデータとなり、回転方向に
自由な硬貨等の対象物であっても、比較的簡単な処理で
短時間にパターン認識を行うことができるし、認識率も
高く保つことができる。また、同心円状のリングに沿っ
て画像データを取り込むため、回転位置0での値は回転
位置2πでの値となり、データの折り返しの影響もない
し、ある種のパターン認識装置のようにウインドウを設
定して0の値と2πの値を一致させる処理を行う必要も
ない。
According to the embodiment described above, a concentric ring is set for a circular object such as a coin, the input image data is taken along this ring, and the ring-shaped data is further calculated by FFT calculation. Since the frequency intensity is calculated and the pattern recognition is performed by comparing this with the reference pattern data, the frequency intensity finally used for the pattern recognition becomes data irrelevant to the rotation direction of the object, and is free in the rotation direction. Even for objects such as coins, pattern recognition can be performed in a short time with a relatively simple process, and the recognition rate can be kept high. Further, since the image data is taken in along the concentric ring, the value at the rotational position 0 becomes the value at the rotational position 2π, there is no influence of the data folding, and the window is set like a certain pattern recognition device. It is not necessary to perform the process of matching the value of 0 with the value of 2π.

さらに、同心円状のリングを複数設定して各リングに沿
い画像データを取り込み、これを処理するようになって
いるため、対象物のパターンの特徴をより的確に認識す
ることができ、認識率を向上させることができる。よっ
て、各リングは硬貨等のパターンの特徴をもっとも良く
とらえることができる部分に設定することが望ましい。
Furthermore, since multiple concentric rings are set and image data is captured along each ring and processed, it is possible to more accurately recognize the characteristics of the pattern of the target object and improve the recognition rate. Can be improved. Therefore, it is desirable to set each ring in a portion that can best capture the characteristics of the pattern such as coins.

なお、対象物としての硬貨等は、新しいものであるか使
い古されたものであるかにより、あるいは、硬貨等の種
類の違いによる材質の違いによっても反射強度が異な
り、リングに沿って取り込んだ画像信号に差が生じて、
パターン認識の信頼度を低下させることがありうる。そ
こで、他のデータ、例えばリングごとの明るさの和の比
較を行い、その結果に応じてデータを正規化するなどし
て信頼度を確保する。第6図はデータの正規化の一例を
示すもので、FFT計算後の強度を補正した例である。曲
線aは新硬貨の場合、曲線bは流通硬貨の場合を示して
いる。1Hzでの流通硬貨の強度を1Hzでの新硬貨の強度に
換算し、この換算値にあわせて他の周波数での流通硬貨
の強度をシフトさせ、これを評価に供する。
It should be noted that the coins, etc. as the object have different reflection intensities depending on whether they are new or used ones, or due to the difference in the material due to the difference in the type of coins etc. The signal is different,
This may reduce the reliability of pattern recognition. Therefore, other data, for example, the sum of the brightness of each ring is compared, and the reliability is secured by normalizing the data according to the result. FIG. 6 shows an example of data normalization, in which the intensity after FFT calculation is corrected. The curve a shows the case of a new coin, and the curve b shows the case of a circulating coin. The strength of circulating coins at 1 Hz is converted to the strength of new coins at 1 Hz, the strength of circulating coins at other frequencies is shifted according to this converted value, and this is used for evaluation.

形成するリングの幅は画像入力部の1画素分であって
も、前述のように複数のリングを形成することによりパ
ターン認識の信頼性を向上させることができるが、リン
グの幅を複数画素分にすれば、リングが1個であっても
パターン認識の信頼性を向上させることができる。第7
図、第8図はその例を示す。
Even if the width of the ring to be formed is one pixel of the image input unit, the reliability of pattern recognition can be improved by forming a plurality of rings as described above. By doing so, the reliability of pattern recognition can be improved even if there is only one ring. 7th
Figures and 8 show examples thereof.

第7図において、硬貨等の入力画像10に対してその同心
円状に形成されるリング17の幅wは3画素分に設定され
ている。第7図(c)は、3画素分の幅に設定されたリ
ング17の展開図であり、1列あたり3個の画素列が1列
からn列まで並んでいる。そこで、第7図(d)のよう
に各列の各画素の強度の和を求め、これをFFT計算に供
する。ここで、第8図に示すように各画素列を構成する
3個の画素からそれぞれa1,a2,a3の強度信号が得られる
ものとしたとき、各画素ごとに重み付けをするとよい。
例えば、a1,a3の重みを1とし、a2の重みを2とすれ
ば、1列の強度Aは、 A=a1+2a2+a3 となる。このような処理を行うことにより、対象物のパ
ターンの特徴を強く出すことができ、仮りにリングの中
心がずれたとしても認識率を高めることができる。
In FIG. 7, the width w of the ring 17 formed concentrically with respect to the input image 10 such as coins is set to 3 pixels. FIG. 7C is a development view of the ring 17 set to have a width of 3 pixels, and three pixel rows are arranged from one row to n rows per one row. Therefore, as shown in FIG. 7 (d), the sum of the intensities of the pixels in each column is calculated and used for the FFT calculation. Here, when it is assumed that the intensity signals a 1 , a 2 , and a 3 are obtained from the three pixels forming each pixel row as shown in FIG. 8, it is preferable to weight each pixel.
For example, if the weights of a 1 and a 3 are 1 and the weight of a 2 is 2, then the intensity A of one column is A = a 1 + 2a 2 + a 3 . By performing such a process, the feature of the pattern of the object can be made strong, and even if the center of the ring is deviated, the recognition rate can be increased.

なお、形成したリング全体の画素についてFFT計算する
のではなく、予め定めた数の画素を抽出し、この抽出し
た画素についてのみ計算するようにしてもよい。この場
合、抽出してFFT計算に供するデータ数は、2N(Nは整
数)にするのが一般的である。
The FFT calculation may not be performed on the pixels of the entire formed ring, but a predetermined number of pixels may be extracted and only the extracted pixels may be calculated. In this case, the number of data to be extracted and used for FFT calculation is generally 2 N (N is an integer).

(発明の効果) 本発明によれば、硬貨等の円形の対象物に対して同心円
状のリングを設定し、このリングに沿って入力画像のデ
ータを取り込み、これをさらにフーリエ変換してリング
状のデータの周波数強度を求め、これを予めフーリエ変
換されている参照パターンデータと比較してパターン認
識を行うようにしたため、最終的にパターン認識に用い
る上記周波数強度は対象物の回転方向に無関係のデータ
となり、回転方向に自由な硬貨等の対象物であっても、
比較的簡単な処理で短時間にパターン認識を行うことが
できるし、認識率も高く保つことができる。
(Effect of the Invention) According to the present invention, a concentric ring is set for a circular object such as a coin, the input image data is taken along this ring, and this is further Fourier transformed to form a ring. Since the frequency intensity of the data is obtained and the pattern is recognized by comparing it with the reference pattern data which has been Fourier transformed in advance, the frequency intensity finally used for the pattern recognition is independent of the rotation direction of the object. It becomes data, even for objects such as coins that can freely rotate,
Pattern recognition can be performed in a short time with a relatively simple process, and the recognition rate can be kept high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明にかかる硬貨等のパターン認識装置の一
実施例を示すブロック図、第2図は同上実施例の動作を
示すフローチャート、第3図は上記実施例による信号処
理過程を示す概念図、第4図は上記実施例による硬貨の
裏面の認識原理を段階的に示す説明図、第5図は上記実
施例による硬貨の裏面の認識原理を段階的に示す説明
図、第6図は対象物の条件の変動に対応して行う正規化
の概念を示す線図、第7図は硬貨等のパターン認識処理
の別の例を段階的に示す説明図、第8図は同上パターン
認識処理に供する1列の画素の様子を示す断面図、第9
図は従来のパターン認識方式の一つを説明するための概
念図である。 1……画像入力部、4……画像メモリ部、5……リング
形成部、6……リングデータ取り込み部、7……フーリ
エ変換計算部、9……比較部、10,10A……パターン、1
3,14,15……リング、O……パターンの中心。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pattern recognition device for coins and the like according to the present invention, FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the same embodiment as above, and FIG. 3 is a concept showing a signal processing process according to the above embodiment. FIGS. 4 and 5 are explanatory views showing the principle of recognizing the back side of coins according to the above-described embodiment stepwise, FIG. 5 is an explanatory view showing the principle of recognizing the back side of coins according to the embodiment above, and FIG. A diagram showing the concept of normalization performed in response to changes in the condition of the object, FIG. 7 is an explanatory diagram showing stepwise another example of pattern recognition processing of coins, etc., and FIG. 8 is the same as above. 9 is a cross-sectional view showing a state of one row of pixels used for
The figure is a conceptual diagram for explaining one of the conventional pattern recognition methods. 1 ... Image input unit, 4 ... Image memory unit, 5 ... Ring forming unit, 6 ... Ring data importing unit, 7 ... Fourier transform calculation unit, 9 ... Comparison unit, 10, 10A ... Pattern, 1
3,14,15 …… Ring, O …… Center of the pattern.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】硬貨等のパターンを入力する画像入力部
と、 入力した硬貨等のパターンを多値画像に処理し記憶する
画像メモリ部と、 画像メモリ部に記憶された硬貨等のパターンの中心を求
めるとともにこの中心を同心とする複数のリングを形成
するリング形成部と、 形成された複数のリングに沿ってデータを上記画像メモ
リ部から取り込み、このデータを記憶するリングデータ
取り込み部と、 リングデータ取り込み部に記憶された上記複数のリング
に沿ったデータをフーリエ変換するフーリエ変換計算部
と、 フーリエ変換された上記複数のリングに沿ったデータと
予めフーリエ変換され記憶されている硬貨等の参照パタ
ーンデータとを比較する比較部とを備えてなる硬貨等の
パターン認識装置。
1. An image input unit for inputting a pattern of coins or the like, an image memory unit for processing the inputted pattern of coins or the like into a multi-valued image and storing it, and a center of the pattern of coins or the like stored in the image memory unit. A ring forming unit that forms a plurality of rings concentric with the center, and a ring data capturing unit that captures data from the image memory unit along the plurality of formed rings and stores the data. A Fourier transform calculation unit that performs a Fourier transform on the data along the plurality of rings stored in the data acquisition unit, and a reference to coins and the like that have been Fourier transformed and stored in advance along with the data along the plurality of rings that have been Fourier transformed. A pattern recognition device for a coin or the like, comprising a comparison unit for comparing pattern data.
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