TW574673B - Coin discriminating device and coin discriminating method - Google Patents

Description

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登ϋ之技術領媸 本發明係關於投入硬幣進行遊戲的投幣式遊戲機台、計 算硬幣的數幣機以及無人販賣商品的自動販賣機^機器 中，判別硬幣真偽的硬幣判別裝置及硬幣判別方法等。 f景技術 對於投幣式的遊戲機台、數幣機和自動販賣機等而言， 會，為硬幣投人時的角度不同、硬幣投人後旋轉等因素， 使侍利用圖像辨識技術判別硬幣真偽的難度加深。 使用圖像辨識技術來判別硬幣真偽的方法中，例如圖工 所不的万:¾’其原理是，以CCD攝影機等拍攝投入機器 中的檢查對象硬幣’旋轉朝向不特定方向（角度）的檢查對 象硬幣之圓形圖像而產生新的圓形，再將如此產生出 的數個圓形圖像與標準的主圓形圖像進行比較。 八也說明之，就是當拍攝到朝向圖丨（a)所示的方向之 檢查對象圓形圖像“時，將此檢查對象圓形圖像以如圖 1 (b)至（f)加以旋轉，產生各種方向的檢查對象圓形圖像 3 K 4、κ 5、Κ ό，然後將這些檢查對象圓形圖像

Kl」Κ2、Κ3、Κ4、Κ5、Κ6與主圓形圖像進行比較， 而田任何個檢查對象圓形圖像（例如檢查對象圓形圖像 Κ6)與王圓形圖像一致時，即判定檢查對象硬幣為真幣。 相對的，如任何一個檢查對象圓形圖像κι、Κ2、〃κ3、 Κ4、Κ5、艮6與主圓形圖像不一致時，則判定檢查對象 硬幣為偽幣。 、一 然而，過去這種旋轉所有的檢查對象圓形圖像、再與主

A7 B7 五、發明説明（2 圓形圖像進行比較的硬 理，且於此別万法，必須進行圖像旋轉處 “η (正弦函數），佥万土 、進仃旋轉厘標變更上的 起來不但較費時： 十异等精密計算’因此處理 置。 、、印，必須依賴處理能力高的電辉等裝 象圓：圖判:方法’係將朝向任意方向的檢查對 - 疋万向做杈正後，與主圓形圖像進行比 =種判別方法，必須進行圓形圖像的旋轉方向校 正，處理上㈣複雜，且具有處料間㈣時等問題。 :外，雖亦可雇用作業員以目視或人工操作來判定硬幣 的真偽，但必須花費龐大的時間及人力。 =明的過去採用之硬幣判別方法，無論是旋轉檢查 象更幣的圓形圖像’或是校正旋轉方向後，再進行檢查 對象圓形圖像與主圓形圖像之比較，其硬幣判別的準確度 都偏低’而欲正確判別硬幣真偽，其判別處理又傾向於複 雜化，因此具有處理時間耗時的問題。也就是說，處理時 間一旦較長，在遇到數枚硬幣連續投入的情況時，便難以 判別硬幣真偽。 發明之描示 本發明即基於上述等過去例子的問題點為鑑構想而成 者，其目的在於提供一種可藉由簡易的處理，正確而迅速 地判足硬幣真偽之硬幣判別裝置、硬幣判別方法，以及可 讀取所記錄的硬幣判別程式之媒體。 本發明相關的硬幣判別方法，係藉由透過攝影裝置所拍 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公爱) /4673 五、發明説明（3 ==硬幣之圖像’與預先記憶作為判定基準的主 前述攝以判別檢查對象硬繁’其係將透過 硬Ξ:矩形圖像，與預先記憶作為判定基準的主 象硬幣的真^ 較，而報據此比較結果來判別檢查對 檢發Γ硬幣判別方法’令透過攝影裝置所拍攝的 圖^ 圓形圖像變形成㈣圖像，再比較此矩形 先記憶的苑形圖像，若兩者的矩形圖像-致，則 • 〃旦對象硬幣為真幣；若兩者的矩形圖像不一致，則 旦對象硬幣為偽幣。藉由本發明，如上述般將硬幣 勺®形圖像轉換成矩形圖像後進行比較，在比較檢查對象 ，幣的圖像，主硬帶的圖像時，無需如同以往旋轉圓形圖 ’故也狗藉由簡易的處理，迅速判別出硬幣的真偽。 此外，為比較檢查對象硬幣的矩形圖像與主硬幣的矩形 圖像’必須切開-部分的檢查對象硬幣之圓形圖像並轉換 成矩形圖像，然而要將此切開處錯開以取得多數的矩形圖 像丄需要較長的處理時間，而本發明相關的硬幣判別方法 之實施形態，係使位在矩形圖像邊緣的部分圖像朝反方向 的一端移動，產生檢查對象硬幣的新矩形圖像，藉此即可 幸里易製作出不同的圓形圖像切開位置之矩形圖像。 此外，本發明相關的硬幣判別裝置，係將透過攝影裝置 所拍攝的檢查對象硬幣之圖像，與預先記憶作為判定基準 的主硬幣之圖像進行比較者，其具備··矩形圖像產生手

五、發明説明（4 ) 段，其係將透過前述攝影裝置所拍攝的檢查對象硬幣之圓 形圖像，變形成矩形圖像；矩形圖像記憶手段，其係預先 記憶儲存作為判定基準的主硬幣之矩形圖像；以及比較手 段丄其係比較以前述矩形圖像產生手段而得的矩形圖像， 與前述矩形圖像記憶手段所記憶的矩形圖像；最後再根據 此比較結果來判別檢查對象硬幣的真偽。 根據本發明的硬幣判別裝置，利用矩形圖像產生手段將 攝影裝置所拍攝的檢查對象硬幣之圓形圖像變形成矩形圖 像，再以比較手段來比較此矩形圖像與矩形圖像記憶手段 下記憶的矩形圖像，如兩者的矩形圖像一致，則判斷檢查 對象硬幣為真幣；如兩者的矩形圖像不一致，則判斷檢查 對象硬幣為偽幣。冑由本發明，如上述般將硬幣的圓形圖 像轉換成矩形圖像後進行比較，由於在比較檢查對象硬幣 的圖像與主硬幣的圖像時，無需如同以往旋轉圓形圖像， 故能夠藉由簡化的構造及簡易的處理，迅速判別出硬幣的 真偽。 將檢查對象硬幣及主硬幣等硬幣的圓形圖像轉換成矩形 圖像的方法，例如從硬幣的圓形圖像之中心點和該圓形圖 像的圓周上的點連成的線上取一圖像，將其重新配置到與 矩形圖像區域其中一邊平行的線上，藉由移動圓形圖像圓 周上的點之同時，使矩形圖像的線沿著垂直於前述的邊之 方向移動，即可輕易將圓形圖像轉換成矩形圖像。 此外’為比較以矩形圖像產生手段產生的矩形圖像與利 用圖像記憶手段所記憶的圖像，必須切開一部分的圓形圖 -8 - 本紙張尺度適财國ϋ家標準(CNS) A4規格(21GX 297公爱) 574673 A7

像並轉換成矩形时，然而要將此切開處錯開以取得多數 的矩形圖I，需要較長的處理時間。而本發明相關的硬幣 判別裝置之實施形‘態’因具備以矩形圖像產生手段對矩形 圖像進行位置調整之功能’因此可藉由矩形圖像的位置調 整，輕易製作出圓形圖像切開位置不同的矩形圖像。 所謂矩形圖像的位置調整功能’具體而言，是將例如矩 形圖像的其中一端之部分圖像（例如1至數像素寬的圖像）

朝另一端移動並接合，而製作出新的矩形圖像。. 矩形圖像產生手段下所產生的矩形圖像，與矩形圖像記 憶手段所記憶的矩形圖像之比較方法有很多種，然其最主 裝 要的方法，只要判定兩種矩形圖像是否大致相同即可。具 體來說，只要將利用矩形圖像產生手段予以變形的矩形圖 $，與矩形圖像記憶手段所記憶的矩形圖像進行各像素的 訂 ;辰度（照度、党度）之比較，即可藉此進行近乎視覺的判 另•卜 或者’根據矩形圖像產生手段下加以變形的矩形圖像與 則逑矩形圖像記憶手段所記憶的矩形圖像之差異圖像，比 較是否為大致相同的圖像，較為容易進行比較判定。此 時，只要先以矩形圖像記憶手段，預先記憶數個從不同於 判足基準的主硬幣之角度拍攝而得的矩形圖像，便能夠省 去利用矩形圖像產生手段進行的位置調整作業。 此外’以矩形圖像產生手段產生的矩形圖像，與矩形圖 像記憶手段所記憶的矩形圖像之比較方法，亦可採用依前 述矩形圖像產生手段產生的矩形圖像之分佈圖化資料，與

574673 五、發明説明（6 ) 前述矩形圖像記憶手段所記憶的矩形圖像之分佈圖化資料 進行比較。藉由此方法，便無需進行矩形圖像的位置調敕 等，又不必比對圖像，僅需比較分佈圖的資料即可。正 、或者’亦可在具有··矩形圖像產生手段，其係將 迷攝影裝置拍攝而得的檢查對象硬幣之圓形圖像，變形 矩形圖像；矩形圖像記憶手段其係預先記憶分伟圖化的 疋基準之主硬幣圖像資料；以及比較手段，其係比較前述 矩形圖像產生手段下所得的矩形圖像之分伟圖化資料，血 前述矩形圖像記憶手段所記憶的分佈圖化資料等手段下了 根據此比較結果來判別檢查對象硬幣之真偽。如此=用分 t圖進行比較’處理上會比直接比較圖像更為簡易，並可 縮短處理時間。 而檢查對象硬幣的矩形圖像或分佈圖化資料 或分佈圖化資料之比較，只要是在圓形圖像轉 為形圖像的精密度高的圖像區域内進行，比較精度便 不:致於低落’又可減少資料處理量且加快處理速度。此 外’使用分佈圖的情形時，若使用低色調分佈圖， 一步加快處理速度。 幣在其他實施形態中’對於連續或斷續投入的硬 开圖C步執行前述矩形圖像產生手段之處理、矩 之處理’以及前述比較手段之處理。藉由 的處理速度:並能Γ:! 續投入’均可提升整體 之真偽。，π確判足數枚連續或斷續投入的硬幣 本紙張尺度適用' 574673 五、發明説明（ 此外，在本發明進一步的其他實施形態中，由於具有感 測檢查對象硬幣通過與否之通過感測手段，故可配合硬幣 通過的時點來拍攝硬幣的圖像。如更進一步具有照射硬幣 的發光器，即可藉由照亮硬幣以獲得鮮明的圓形圖像。 此外，記錄有本發明相關的硬幣判別程式之可讀取媒 體，係於處理裝置中執行··將檢查對象硬幣的圓形圖像變 形成矩形圖像之處理；使位於前述矩形圖像的一端之部分 圖像朝相反的一端移動，藉此產生檢查對象硬幣的新矩形 圖像之處理，以及將檢查對象硬幣的矩形圖像，與預先記 隐作為判足基準的主硬幣之矩形圖像做比較，以判別檢查 對象硬幣的真偽足處理。此處的處理裝置，係指個人電 腦、CPU、MPU等可依據程式執行處理之裝置。此外， 媒體的種類以硬碟、R 〇 M或EEpR〇M等為主，但亦包括 軟碟MO、CD、ZIP及DV等。藉由此等媒體並將其安 裝於處理裝置内，即可執行本發明的硬幣判別方法。、 里^之簡要說明 圖1 (a)至（f)為硬幣的圓形圖像示意圖，用以說明以往 的硬幣判別方法之處理。 圖2為本發明的第1實施形態相關之硬幣判別裝置的系 統構造圖。 圖3為顯示本發明的第1實施形態相關之硬幣判別裝置 的電性構造之區塊圖。 押圖4⑷、及(b)為說明圖3中以變形處理手段將圓形圖像 皮形成長方形圖像的原理之說明圖。 -11- 574673 A7

圖5為顯示本發明的第丨實施形態相關之硬幣判別裝 的處理之時序圖。 圖6 (a)至（f)為顯示第i實施形態中對長方形圖像進行 位置調整的情形之示意圖。 圖7 (a)至（g)為說明第i實施形態中對檢查對象硬幣的 長方形圖像進行移位之方法，以及比較移位後的長方形圖 像與主圖像而得差異圖像的方法之說明圖。 圖8為顯示比較處理裝置的構造之概略圖。 圖9為顯示記錄於同上的比較處理裝置所含的記錄媒體 中之硬幣判別程式的構造之流程圖。 圖1 〇為顯示本發明的第2實施形態相關之硬幣判別裝置 的電性構造之區塊圖。 圖1 1為顯示本發明的第3實施形態相關之硬幣判別裝置 的電性構造之區塊圖。 主實施之最佳项態 以下針對實施本發明的最佳形態，參照圖式詳細說明 之。 (第1實施形態） 參照圖2，其係顯示本發明的第丨實施形態相關之硬幣 判別裝置的系統構造圖。此硬幣判別裝置具有：比較硬幣 的圖像並進行處理的比較處理裝置1 4 ;對發光器1 2供給 動作私壓的照明電源裝置1 3 ;為能感測硬幣通過而設置 於硬幣通過路徑1 5上的相關所定位置之光纖或發光元件 (LED ),包含受光元件（例如發光二極體等）等之感應器架 -12- 本紙張尺度適财@ ®家標準(CNS) A4規格(2i〗x297公复)_

裝 訂

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1 0 ;照設通過硬幣通過路徑1 5内的硬幣之發光器i 2 ;以 及拍攝通過硬幣通過路徑1 5内的硬幣圖像之C c d感應裝 置^ °又攝影裝置係由CCD感應裝置11與發光器12構 成；發光器12則是由發光二極體（LED)、閃光燈（Str〇be Light)及燈具等構成。 圖3為顯示第1實施形態中構成硬幣判別裝置的C C D感 應裝置1 1及比較處理裝置1 4的電性構造之區塊圖。C c D 感應裝置1 1係包含：接收來自發光器丨2照明下的硬幣a 〇 足拍攝光而轉換成圖像訊號之C C D感測頭1 1 3、使檢查 對象硬幣A0成像於CCD感測頭n3上之鏡頭u 1，及方 便任意裝卸鏡頭1 i i的轉接環（M〇unt)丨丨2而構成。此 外，鏡頭1 1 1因可任意裝卸於轉接環丨丨2，故可對應c c D 感測頭1 1 3與硬幣通過路徑丨5之距離或硬幣圖像的放大率 等’而更換為適當倍率或f值的鏡頭1 1 i。 比較處理裝置14具有：A/D轉換手段141，其係將輸出 自CCD感應裝置11的硬幣A〇之圓形圖像的類比訊號，轉 換成硬幣A0的圓形圖像之數位訊號（以下稱作圓形圖像訊 唬），變形處理手段1 42，其係將自此A/D轉換手段丨4 i 輸出的圓形圖像訊號，變形成長方形圖像的數位訊號（以 下稱作長方形圖像訊號）；位置調整手段丨4 3，其係將自 又形處理手段142輸出的長方形圖像訊號對準圖像上的位 置，以便與判定基準的主硬幣A之數位長方形圖像訊號 (乂下稱作主圖像訊號）做比較·，比較手段1 4 4，其係比 較··經此位置調整後的長方形圖像訊號，以及預先記憶於 _________- 13 -

本紙張尺度適财@ @家標準(CNS) A4規格(21G 574673 A7 ___ _ B7 五、發明説明（1〇 ) 主圖像記憶體（主圖像記憶手段）1 4 8之主圖像訊號；判定 手段1 4 5，其係判定此比較結果；以及收納此判定結果的 記憶體（例如FIFO記憶體）1 4 9。 此外，在圖3的框L 1中，A 1係表示檢查對象硬幣A 0的 圓形圖像（例如圖1所示的硬幣之圓形圖像）；B 1係表示以 變形處理手段142將圓形圖像A 1變形（後述圖4之處理）並 展開成長方形之長方形圖像。圖3的框L 2内，係表示以位 置調整手段1 4 3使長方形圖像位置調整之情形（後述的圖6 或圖7 ( a )〜（c ))。框内L 4中，A係表示判定基準的主硬幣 之圓形圖像；B係表示以變形處理手段1 4 2預先將主圓形 圖像A加以變形並記憶於主圖像記憶體1 4 8的主硬幣之長 方形圖像（以下稱作主圖像）。此外，亦可於主圖像記憶體 1 4 8之中，預先記憶從不同方向拍攝主硬幣後，由主圓形 圖像而得的邊端位置不同之數個主圖像B。於框L3中， B 2係表示位置調整後的檢查對象之長方形圖像之一；B 係表示記憶於主圖像記憶體1 4 8之主圖像。此外，C係表 示以比較手段1 4 4進行兩者比較後的結果之圖像（差異圖 像）（後述的圖7 ( d )〜（g )之處理）。以框l 3的情形而言， 由於檢查對象硬幣A0的長方形圖像B2與主圖像B幾乎相 同，故圖像C極不明顯。亦即，檢查對象硬幣a 0之判定 結果為真，判定結果的圖像便十分淡薄。 此外，比較處理裝置1 4係具有分別控制a / D轉換手段 1 4 1、變形處理手段1 4 2、位置調整手段1 4 3、比較手段 i 4 4、判定手段1 4 5、記憶體（例如FIFO記憶體）1 4 9及主 -14- 本紙張尺度家標準(CNS) A4規格(21〇X297公爱] ' 纖 574673 五、發明説明（11 ) 圖像記憶體148之控制電路〗47 n e | %4、^ 弘各147，且具有對控制電路147 所：制的CCD感測頭113施以時脈訊號之時脈電路146。 圖4係說明以前述變形處理手段142將 硬 幣< 圓形圖像A1變形成圖4(b 文 口1b)所717的長万形圖像B1之原 :即圖3的框L1之處理)圖。以下即針對此變形處理手 又《處理違行說明：首先，利用圓形圖像^的圓周2 上的三點座標進行運算，求出圓形圖像幻的中心、位置（中 心點)1 ;或者’亦可假設一具有與圓形圖像川目同質量 的囫形物體，纟出該圓形物體的重心位置，再以該重心位 置作為幾何圓形圖像A1之中心位置1;或者，亦可以通過 0形圖像A i的橫向中央之垂直緣與通過圓形圖像^的縱 向中央〈水平線的交點’作為圓形圖像A i的中心位置。 然後對此求出後的圖像，從位於圓形圖像Αι之中心位置i 朝向圓形圖像A1的圓周2上的任意位置(移動點)之線8 上，進行：從矩形圖像區域上的邊3朝邊4移動而轉換（傳 送）成線7上的圖像之處理。 亦即，將圓形圖像A 1上的線8分作數等分，然後算出沿 著線的區域内之像素，《者使用其關的像素算^ 平均的亮度，再將線8上的各區域之平均亮度，分攤至矩 形圖像區域的線7上（縱軸方向），接著移動圓周2上的位 置，進行同樣的處理。亦即，使圓周2上的點以相同間隔 朝向例如箭頭5的方向移動，並重複上述處理，則轉換後 的像素會沿著箭頭6的方向覆蓋矩形圖像區域，完成3 6 〇 度的圖像轉換處理後，即於矩形圖像區域内，得到沿著縱 __ - 15· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) /4673 五、發明説明（12 轴方向7的像素數签 ..m 、 寺於線8的分割數、且橫軸的像素數等 於圓周2上的點夕孩 ”、、占 <移動次數之長方形圖像B1。 # ^轉換後的長方形圖像B 1之特徵是，線7所示的方向之 、、、列大致對應於圓形圖像A 1在線8上的像素列；而邊4 ^方向《像素列大致對應於圓形圖像A 1在圓周2的方向之 素列。又於上述的例子中，係沿著圓周2的方向來移動 素轉換位置，但不限於此，亦可先固定住像素轉換位 置然後旋轉圓形圖像。亦即，使像素轉換位置（線8 )與 ®形圖像A 1相對移動’亦可獲得同樣的長方形圖像b工。 、圖5為顯不第丨實施形態相關之硬幣識別裝置中的處理 、時序圖如圖5所示，將攝影裝置拍攝的檢查對象硬幣 Α〇《圓形圖像A1變形成長方形圖像Β1，對此長方形圖 、進行移位轉換及位置調整，再比較此長方形圖像與 王硬幣的長方形圖像B，這-連串到判定檢查對象硬幣 A〇的真偽為止之處理，即A/D轉換處理、變形處理、位 置凋整處理、比較處理及判定處理，於數個檢查對象硬幣 A〇連續投入之情況下，係依照各個投入時間依次同步執 =。圖5係顯示以c c D感應裝置丨丨拍攝通過硬幣通過路 杈15的第一枚至第十牧硬幣A〇之時，同步處理各硬幣圖 像之時序，例如，於第一枚硬幣A 0的長方形圖像進行比 較時，依序同步處理··對第二牧硬幣八〇的長方形圖像進 行位置凋整處理；對第三牧硬幣A 0的長方形圖像進行變 形處理；對第四牧硬幣A0的圓形圖像進行A/d轉換。 如此，當數個檢查對象硬幣A 0連續投入時，會根據各 __ - 16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) )/4673

個投入時間順序逯终去 幣A〇即使是複數，：—連串的處理，因此檢查對象硬 仍曰針對各個硬幣A 0同步執行一連串 的處理，故可缩知夂货占 4 订逆甲 ^ ""處理流程的待機時間，提高整體的 硬幣判別處理效率，並能夠高速完成處理。 圖6 (a)係參照圖 —圓形圖心的圓7二：；：，代表檢查對象硬幣 形處理而彳曰的X、 口周上心移動點，向右旋轉進行變

圖像B1推于/交万形圖像B1 ;圖6 (b)〜（f)則顯示長方形 ==位轉換過程中之情形⑷的框之處 移位轉換、^7係說明檢查對象硬幣AG的長方形圖像之 長FiZ R ，以及移位轉換後的長方形圖像與主硬幣的 裝 如方法(圖3的框L2、L3之處理)。 二」a不檢查對象硬幣的長方形圖{象，例如B 1 ; r „χ ^ 圖像向左移位並錯開一像素而 :、万，圖像B11。圖7(c)顯示在圖7(b)的左移位下 從矩形圖像區域挪出一 ^ 、 像素，而使其朝矩形圖像區域的右 ^一多動而传（圖像β12 (圖中係將_像素的份量予以誇張

二:” 7 (d)係將圖7 (b)的長方形圖像Β11及圖7 (c) 相互合成而製作成的圖像，亦即長方形圖像 ’、· 7 〇則為王圖像B。圖7⑴、（g)均為檢查對象 的長万形圖像與圖7(e)所示的主圖像β相比之下的差显圖 fC，其中圖7⑴係顯示如圖了⑷的長方形圖像B2般比 較結果的差異小時之長方形圖像(差異圖像C);圖了⑷則 顯：其比較結果的差異大時之長方形圖像(差異圖像C)。 從這些比較結果可知，檢查對象的長方形圖像與主圖像大 -17- 574673 A7 B7 五、發明説明（14

致相同、且檢查對象的長方形圖像與主圖像的比較結果之 差务小的差異圖像為單一色調；而檢查對象的長方形圖像 與王圖像的比較結果之差異越大，差異圖像的濃淡就越顯 著。因此’藉由將差異圖像的濃淡不均數值化，再以此與 既足的臨限值做比較，即可自動判定檢查對象硬幣A 〇之 真偽。 以下參照圖2〜圖7，針對第1實施形態的動作進行說 明。例如，當第一牧硬幣A 〇投入投幣式機器的硬幣投入 口時’該硬幣A0會通過硬幣通過路徑ι5，此時，感應器 架1 〇會在該硬幣A 0通過圖像擷取位置時，感測到硬幣a 〇 通過’並將硬幣A 0的移動速度的同步化硬幣通過訊號， 傳送到比較處理裝置14，相應於此，比較處理裝置丨4便 將感應器架1 0傳來的硬幣通過訊號之同步化隨機快門啟 動（Trigger Shutter)命令，傳至CCD感應裝置11，藉此， c C D裝置1 1便在發光器1 2的照明下拍攝硬幣A 〇，而比 車父處理裝置1 4則以硬幣通過速度同步化的情況下，擷取 拍攝到的圖像。比較處理裝置1 4 一旦取得該圖像後，即 切換成圖像解模式並執行解析程式。解析程式具有：A/D 轉換手段1 4 1、變形處理手段丨4 2、位置調整手段丨4 3、 比較手段1 4 4及判定手段1 4 5等功能。 在此針對解析程式之處理進行說明：自C C D感應裝置 1 1輸出的類比圓形圖像訊號會被輸入到A / d轉換手段 141 ’轉換成數位圓形圖像訊號後輸出；自a/d轉換手段 1 4 1輸出的數位圓形圖像訊號會被輸入到變形處理手段 ________-18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) A7 B7 五、發明説明（15 ) … 久形成長方形圖像訊號，並在位置調整手段143下 …/亍位置調正，以便與主圖像訊號做比較。此位置調整後 的長方形圖像訊號，會在比較手段144下，與讀取自主圖 記隱把1 4 8的主圖像訊號做比較，而此比較結果科被輸 入至判定手段1 4 5。 判定手段145會根據輸入的比較結果，判定投入的硬幣 〇之真偽，並將此判定結果收納於記憶體丨4 9。當檢查 對象硬幣A 0 6勺某長方形圖|，經過真偽判別的結果被判 f為偽幣時，即以位置調整手段143將長方形圖像移位出 早獨一像素，並再度比較長方形圖像與主圖像B，如任何 個長方形圖像與主圖像B 一致，即判斷檢查對象硬幣 A〇為真幣；如任何一個長方形圖像與主圖像B不一致， 則最終判斷檢查對象硬幣A〇為偽幣。如此一來，順序投 入的硬幣A0便會經由同樣的處理而判定出真偽。 圖8係顯示執行圓形圖像的圖像處理和比較判定之上逑 比較處理裝置Μ的構造之概略斜視圖，其中包含個人電 腦、CPU或MPU等處理裝置16、硬碟或R〇M等的可^ 取記錄媒體17，以及包含電路基板或IC晶片等的電子^ 路1 8而構成。記錄媒體丨7中記錄有硬幣判別程式，而= 以記錄媒體1 7中記錄的硬幣判別程式使處理裝置丨6 ^ 作，即實現A/D轉換手段141、變形處理手段142、位置 調整手段143、比較手段144及判定手段145等功能。此 外，A/D轉換手段141等亦可藉由電子電路18而構成。 圖9係顯π記錄於上述記錄媒體丨7的硬幣判別程式之處 574673 A7 B7 五、發明説明（16 理演算法之例的流程圖。此硬幣判別程式的處理流程是： 擴取攝影裝置所拍攝的硬幣之圓形圖像（步騾s丨），並將 孩類比圓形圖像訊號轉換成數位訊號（步騾S 2 );接著， 藉由參照圖4 ( a )、（ b )所說明的原理，將圓形圖像轉換成 長方形圖像（步騾S 3 )，然後從主圖像記憶體丨* 8讀出主硬 幣的長方形圖像，並比較轉換成長方形圖像的檢查對象硬 幣之圖像與主硬幣的長方形圖像（步騾s 4)後，輸出比較 結果（步驟S 5 )。根據此比較結果，當檢查對象硬幣的長 万形圖像與主硬幣的長方形圖像一致時（步驟s 6為一致 時），即判定檢查對象圖像為真幣。 相對的，若得到檢查對象硬幣的長方形圖像與主硬幣的 長方形圖像不一致之比較結果時（步驟s 6為不一致時）， 則將檢查#象硬幣的長方形圖像其中—端的像素列朝相反 的-端料，以產生新的長方形圖像（亦即進行長方 像的位置調整）（S9)。接著，再度⑽經位置調整後的檢 查對象硬幣之新的長方形圖像與主硬幣的長方形圖像(步 驟S 4 ) ’並輸出比較結果（步驟s 5 )。 ’ 如此重複執行長方形圖像的位置調整並與主硬幣的 進行比較，直到比較結果一致而判斷為真幣為止；若 長方形圖像整個範圍内的長方形圖像之位置： 對象硬幣的長方形圖像仍然與主圖像不—致且 YES時），即最終判定檢查對象硬幣為偽幣。（步㈣為 (第2實施形態）

裝 訂

藉由上述的解析程式 可進行檢查對象的 長方形圖像與 -20-

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五、發明説明（17 主長方形圖像之比較，並判別檢查對象硬幣之真偽， 進一步採用分佈圖比較法或低色調分佈圖比較法，或 用圖像的特徵點之孤立數比較法等，來進行檢查對象的^ 方形圖像與主長方形圖像之比較處理時，將可望以灵快合、 處理速度來判別硬幣之真偽。 ' 圖1 0為顯示有關本發明的第2實施形態中，採用了分伟 圖比較法的硬幣判別裝置之電性構造之區塊圖。所謂^佈 圖比較法，係將檢查對象的硬幣圖像予以分佈圖化，而取 得例如照度為25 6階的照度色調資料，而藉由此照度色調 貝料與主圖像的照度色调資料之比較處理，以適合度進行 判足之方法。在此圖1 〇所示的硬幣判別裝置中，c C D感 應裝置1 1之構造包含：接收攝影光並轉換成圖像訊號之 C C D感測頭1 1 3 ;使檢查對象硬幣a 〇的影像成像於c c D 感測頭1 1 3上的鏡頭1 1 1，以及方便任意裝卸此鏡頭、n 的轉接環1 1 2。 比較處理裝置160中具有·· A/D轉換手段141，其係將 c C D感應裝置1 1所傳來的硬幣A 〇之類比圖像訊號，轉換 成數位圖像訊號；變形處理手段1 4 2，其係將此a / D轉換 手段141傳來的數位圓形圖像訊號，變形成數位長方形圖 像訊號；分佈圖化手段1 5 0，其係以此變形處理手段 1 4 2，將變形後的數位長方形圖像訊號予以分佈圖化；比 較手段1 4 4 ’其係將此分佈圖化的照度色調資料，與記憶 於主圖像記憶體1 5 1的主圖像之分佈圖化之主照度色調資 料進行比較；判定手段1 4 5，其係判定此比較結果；以及 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 574673 A7 B7 五、發明説明（18 記憶體1 4 9，其係收納此判定結果。 此外’比較處理裝置1 60中具有：分別控制a/d轉換手 段141、變形處理手段142、分佈圖化手段15〇、比較手 段1 4 4、判定手段1 4 5、記憶體丨4 9及主圖像記憶體i 5丄 之控制電路147，且具有對控制電路147所控制的CCD感 測頭1 1 3施以時脈訊號之時脈電路丨4 6。 此硬幣判別裝置係採用分佈圖比較法，在此針對分佈圖 比較法的原理進行說明：在本實施形態中，係將圓形圖像 分割為數個並變形成長方形圖像，再將各長方形圖像予以 分佈圖化。例如，在圖1 〇中，作為檢查對象的硬幣A 〇之 圓形圖像，係被分割成兩個圖像a丨、a2，而位於外側呈 環狀的圓形圖像a 1轉換成長方形圖像後，即成為a丨丨所示 的勿佈圖化照度色調資料；位於内側的小圓形圖像& 2轉 換成長方形圖像後，即成為a2 2所示的分佈圖化照度色調 資料。此外，主硬幣的圓形圖像亦同樣被分割成兩個圖像 b 1 b 2，而位於外側呈環狀的主硬幣之圓形圖像b i轉換 成長方形圖像後，即成為b丨1所示的分钸圖化照度色調資 料；位於内側的小的主硬幣之圓形圖像b 2轉換成長方形 圖像後，即成為b22所示的分佈圖化照度色調資料。利用 此分佈圖比較法將主硬幣的長方形圖像予以分佈圖化的照 度色調資料，會預先記憶（登錄）於主圖像記憶體Mi作為 王照度色調資料bll、b22，因此，本硬幣判別裝置之處 理，係將檢查對象硬幣A0分割為數個，以比較由分割後 的圖像轉換而成的長方形圖像之各照度色調資料a丨i、 -22-

574673 A7 ^^----- -21 五、發明説明（19 ) 、、以及其對應的各主照度色調資料b 1 1、b 2 2，藉此 達成檢查對象硬幣AO之真偽判定。 接著參照圖10，說明第2實施形態下的硬幣判別裝置之 動作。CCD感應裝置丨丨拍攝檢查對象硬幣的圖像之前的 動作，已於第1實施形態中進行說明，故在此省略。 比較處理裝置i 6 〇 一旦取得檢查對象硬幣A 〇的圖像 後，即切換成圖像解模式並執行解析程式。解析程式具 ^ · A/D轉換手段141、變形處理手段142、分佈圖化手 段1 5 0、比較手段丨4 4及判定手段丨4 $等功能。 在此針對解析程式之處理進行說明··自C C D感應裝置 1 1輸出的類比圓形圖像訊號會被輸入到A / D轉換手段 14 1，轉換成數位圓形圖像訊號後輸出；自A/D轉換手段 1 4 1輸出的數位圓形圖像訊號會被輸入至變形處理手段 1 4 2，並於分割成數個圖像區域後分別予以變形成長方形 圖像訊號，接著再以分佈圖化手段15〇加以分佈圖化，成 為例如照度2 5 6階的照度色調資料（檢查對象的照度色調 貝料）a 1 1、a 2 2。此分佈圖化的檢查對象之照度色調資 料’會在比較手段1 4 4下，與讀取自主圖像記憶體丨5 1的 王照度色調資料b 1 1、b 2 2分別進行比較，其比較結果會 輸入至判足手段1 4 5。判定手段丨4 5則根據輸入的比較結 果，判足投入的硬幣A 0之真偽，並將此判定結果收納於 記憶體1 4 9。如此一來，順序投入的硬幣a 〇便會經由同 樣的處理而判定其真偽。 在此第2實施形態中，係比較：檢查對象硬幣A 〇的長方 _____-23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X公爱） 574673 A7

參圖、像之刀佈圖化照度色調資料，以及主圖像（長方形圖 )之刀佈圖化照度色碉資料，以判別檢查對象硬幣之真 故相較於第1實施形態，可省去位置調整手段，而可 =以更快的處理速度判定出硬幣的真偽。此外，藉由預先 刀剳成兩個區域，再逐一比較各個區域的分佈圖，可提升 判定的準確度。 (第3實施形態） 圖11為顯示有關本發明的第3實施形態中，採用了低色 凋分佈圖比較法之硬幣判別裝置的電性構造之區塊圖。在 圖11中，凡對應於圖1 〇所示的構成要素者，均註以相同 兀件符號並省略其說明。 此第3實施形態相關之硬幣判別裝置，係採用低色調分 佈圖比較法，在此針對低色調分佈圖比較法的原理進行說 明：在本實施形態中，係將圓形圖像分割為數個並變形成 長方形圖像’再將各長方形圖像予以低色調分佈圖化。 例如’在圖1 1中，作為檢查對象的硬幣A 〇之圓形圖 像，係被分割成兩個圖像a丨、a2，而位於外側呈環狀的 圓形圖像a 1轉換成長方形圖像後，即成為&丨3所示的低色 v周分佈圖化照度色階資料；位於内側的小圓形圖像a 2轉 換成長方形圖像後，即成為a 2 3所示的低色調分佈圖化照 度色階資料。此外，主硬幣的圓形圖像亦同樣被分割成兩 個圖像b 1、b 2，而位於外側呈環狀的主硬幣之圓形圖像 b 1轉換成長方形圖像後，即成為b 1 3所示的低色調分飾圖 化照度色階資料；位於内側的小的主硬幣之圓形圖像b 2 L -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 574673 A7 B7 五、發明説明（21 ) 轉換成長方形圖像後，即成為b23所示的低色調分佈圖化 照度色階資料。利用此分佈圖比較法將主硬幣的長方形圖 像予以低色調分佈圖化的照度色階資料，會預先記憶（登 錄）於主圖像記憶體151作為主照度色階資料bl3、， 因此，本硬幣判別裝置之處理，係將檢查對象硬幣A 〇分 割為數個”乂比較由分割後的，像轉換而《的長方形圖像 <各照度色階資料al3、a23，以及其對應的各主照度色 P白貝料b 1 3、b 2 3，藉此達成檢查對象硬幣A 〇之真偽判 定。 此外，知用此種低色1周分佈圖比較法之硬腎判別裝置， 相較於前述第2實施形態所採用的分佈圖比較法之判別裝 置，其判別的精確度雖然稍差，但由於比較處理簡化，故 能提升比較處理速度。 (其他事項） ^上^實施形態中，皆在於說明以單面的硬幣 二然而當檢查對象的硬幣投入後，哪一面朝上的情形 4·面亦：ΐ由攝影裝置拍攝硬幣的兩面後，選擇欲檢 再將該圖像等與儲存於主圖像記憶體的 主硬幣0 ώ β;圖像圮憶體中儲存 敝之= 形圖像等’再將攝影裝置所拍攝的硬 中足兩面長万形圖像等，與主 行比較。 口1豕忑L缸内的王圖像等進 此外’在各實施形態中’主圖像記憶體中係 數個對應於判定基準的主硬幣而從不同角度拍攝而得：長 25- X297^iy 適用中 574673 A7

裝 訂 線

574673 A7 發明説明（23 幣亦可。再者，在比較處理裝置14的處理中，亦可處理 任何類型的圖像。 主硬幣的登錄方法’包括·分析最初第一枚的硬幣之登 錄方法（設定於登錄模式後投入硬幣），以及擷取數枚硬幣 的特徵進行統計性的登錄方法等，這些登錄方法之選擇均 可由使用者輕易變更，且均可正確地判別硬幣。 此外，本發明的硬幣判別裝置及硬幣判別方法，不限於 用在投幣式機器等的遊戲機台、使用硬幣進行遊戲的其他 遊戲機台，及遊樂場中的數幣機等之硬幣判別，亦可運用 在使用貨幣（硬幣）進行特定處理的販賣機和售票機等，作 為貨幣判別之用。 產業上利用之可能性 根據本發明的硬幣判別裝置及硬幣判別方法等，利用變 形處理手段將攝影裝置所拍制檢查對象硬幣之圓形圖= 變形成矩形圖像，再以比較手段來比較此矩形圖像與矩形 圖像記憶手段下記憶的矩形圖像，如兩者的矩形圖像二 致’則判斷檢查對象硬幣為真幣；如兩者的矩形圖像不一 致’則判斷檢查對象硬幣為偽幣。藉由本發明，如上述七 將硬幣的圓形圖像轉換成矩形圖像後進行比較，由於= 較檢查對象硬幣的圖像與主硬幣的圖像盏' ::圓形圖像’故能夠藉由簡易的處理，迅速:!：：：; 器等遊戲 ’即可正 因此，可將此種硬幣判別裝置裝設於投幣式機 機台、數幣機等的機器、自動販賣機和售票機等 -27- 574673 A7 B7 五、發明説明（24 ) 確而迅速地查出例如他店專用的硬幣或偽幣等不當硬幣的 使用情形，此外並可提升硬幣判別之可靠性。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

Claims (1)

1. 574673 、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8

   種硬幣判別裝且’其係藉由比較以攝影裝置所拍攝的 檢查對象硬幣之圖像，與預先記憶作為判定基準的主硬 幣之圖像’來進行檢查對象硬幣的真偽判別者，其特徵 在於具有： 矩形圖像產生手段，其係將透過前述攝影裝置所拍攝 的檢查對象硬幣之圓形圖像，變形成矩形圖像； 矩形圖像記憶手段，其係預先記憶作為判定基準的主 硬幣之矩形圖像；以及 比較手段，其係比較以前述矩形圖像產生手段而得的 矩形圖像，與前述矩形圖像記憶手段所記憶的矩形圖 像； 而根據此比較結果來判別檢查對象硬幣之真偽。 2. 如申請專利範圍第1項之硬幣判別裝置，其中前述矩形 圖像產生手段，係從硬幣的圓形圖像之中心點與該圓形 圖像的圓周上的點連成的線上取一圖像，而將該圖像重 新配置到平行於矩形圖像區域其中一邊的線上。 如申請專利範圍第1項之硬幣判別裝置，其中前述矩形 圖像產生手段，係具有對於由圓形圖像變形而成的矩形 圖像進行位置調整之功能； 而刖述比較手段，係比較··以前述矩形圖像產生手段 所產生且經過位置調整的矩形圖像，以及前述矩形圖像 記憶手段所記憶的矩形圖像。 如申請專利範圍第1項之硬幣判別裝置，其中前述比較 手段’係判定：以前述矩形圖像產生手段所產生的矩形 -29- 本紙張尺度適财@时料(CNS) A4規格7^G_X297公爱） A B c D 574673 、申請專利範圍 圖像’與前述矩形圖像記憶手段所記憶的矩形圖像，是 否為大致相同的圖像。 5.如申請專利範圍第4項之硬幣判別裝置，其中前述比較 手^又’係針對以前述矩形圖像產生手段加以變形的矩形 圖像’與前述矩形圖像記憶手段所記憶的矩形圖像之各 像素的濃度，來比較兩者是否為大致相同的圖像。 6·如申請專利範圍第4項之硬幣判別裝置，其中前述比較 手段’係針對以前述矩形圖像產生手段加以變形的矩形 圖像’與前述矩形圖像記憶手段所記憶的矩形圖像之差 異圖像’來比較兩者是否為大致相同的圖像。 7. 如申請專利範圍第1項之硬幣判別裝置，其中前述矩形 圖像記憶手段，係預先記憶有作為判定基準的主硬幣在 邊端位置上的數個不同之矩形圖像；而前述比較手段， 係用來比較檢查對象的矩形圖像與前述記憶的數個矩形 圖像。 8. 如申請專利範圍第1項之硬幣判別裝置，其中前述比較 手段，係比較：以前述矩形圖像產生手段所產生的矩形 圖像之分佈圖化資料，以及前述矩形圖像記憶手段所記 憶的矩形圖像之分佈圖化資料。 9·如申請專利範圍第1項之硬幣判別裝置，其中檢查對象 硬幣的矩形圖像與主硬幣的矩形圖像之比較，僅於圓形 圖像變形成矩形圖像的轉換精密度高之圖像區域内進 行。 10· —種硬幣判別裝置，其係藉由比較以攝影裝置所拍攝的 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

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   其係將透過前述攝影裝置所拍攝 圖像，變形成矩形圖像； 檢查對象硬幣之圖I，舆預先記憶作為判定基準的主硬 幣《圖像，來進行檢查對象硬幣的真偽判 在於具有： / 矩形圖像產生手段， 的檢查對象硬幣之圓形 矩形圖像記憶手段，其係預先記憶儲存作為判定基準 的主硬幣圖像之分佈圖化資料；及 卞 比較手段，其係比較：以前述矩形圖像產生手段而得 的矩形圖像之分佈圖化資料，以及前述矩形圖像記憶手 段所記憶的分佈圖化資料； 〜 而根據此比較結果來判別檢查對象硬幣之真偽。 11·如申請專利範圍第1 0項之硬幣判別裝置，其中檢查對 象硬幣的分佈圖化資料與前述矩形圖像記憶手段所記憶 的分佈圖化資料之比較，僅以圓形圖像變形成矩形圖像 的轉換精密度高之圖像區域内的資料進行。 12.如申请專利範圍第1或1 〇項之硬幣判別裝置，其中對於 連續或斷績投入的硬幣，係依序同步執行：前述矩形圖 像產生手段之處理、矩形圖像記憶手段之處理，及前述 比較手段之處理。 13·如申請專利範圍第1或1 〇項之硬幣判別裝置，其中係具 有感測檢查對象硬幣通過與否之硬幣通過感測手段。 14.如申請專利範圍第i或1 〇項之硬幣判別裝置，其中係具 有照射檢查對象硬幣之發光器。 15· —種硬幣判別方法，其係藉由比較以攝影裝置所拍攝的 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

   裝 訂 六、申請專利範園 檢查對象硬 幣之圖像， 於： 幣之圖像，與預先記情 .^ ^ w作為判足基準的主硬 來進行檢查對象硬幣士 幣〈判別者，其特徵在 將透過前述攝影裝置所拍攝的 像，變形成矩形圖像， 4象硬幣I圓形圖 然=矩形圖像’與預先記憶作為判 幣I矩形圖像進行比較， T j ^ 而根據此比較結果來判別檢查對象硬幣之真偽。 16.如申請專利範圍第15項之硬幣判別方法，2中對於檢 查對象硬幣的前述矩形圖像’係、將位料矩形圖像的一 端（邵分圖像朝相反的-端移動，藉此產生檢查對象硬 幣的新矩形圖像，而將新產生的檢查對象硬幣之矩形圖 像與主硬幣的矩形圖像進行比較。 Π· —種可讀取所記錄的硬幣判別程式之媒體，其係記 硬幣判別程式，該程式係用以執行··將檢查對象硬幣的 圓形圖像變形成矩形圖像之處理； 將位於前述矩形圖像的一端之部分圖像朝相反的一端 移動，藉此產生檢查對象硬幣的新矩形圖像之處理；及 將檢查對象硬幣的矩形圖像，與預先記憶作為判定基 準的主硬幣之矩形圖像進行比較，以判別檢查對象硬幣 的真偽之處理。 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)