JPH09161077A - 硬貨識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 パターン読み取り部４によって読み取ら
れた硬貨１のイメージは、その中心５を同心的に取り巻
く画像信号群により構成される。リング状の画像信号中
には黒ドットと白ドットが混在する。この黒ドット数と
半径との関係をグラフに示すと硬貨の向きに関わりなく
一定の曲線が得られる。この曲線の曲率が変化した変化
点を特徴点とする。 【効果】 中心から順に黒ドットの累積値を用いて曲線
を描くと、その変化点は局部的なノイズに影響されず一
定になる。これを真貨の特徴点と比較すれば、判別精度
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬貨等の真偽を判
別するために使用される硬貨識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電話機、自動販売機等には通常、硬貨が
使用され、その鑑定処理等を含む識別処理はこれらの装
置の最も重要な機能の１つとなっている。金融機関等に
おける預貯金自動取引用装置にも硬貨の識別機能が要求
される。また、遊園地やアミューズメントセンターにお
いてゲームマシン等には硬貨の代用としてメダルが使用
される。これらの種類や真偽判定も各マシンの重要な機
能となっている。従来、この種の装置には硬貨の真偽鑑
定、種類の判別等を行うために硬貨の材質、厚み、穴の
有無や外径といった特徴を抽出し、真貨と比較するよう
にしていた。ところが、国際的な商取引が盛んになった
今日、材質や外径の類似する外国硬貨が混入するケース
が増加し、従来の認識方法では誤認識を生じるおそれが
あった。そこで、各種の精度の高い硬貨識別装置等が開
発されている（特開昭５８−１４６９８８号公報、特開
平４−１９５４７７号公報、特開平３−２９０７８６号
公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の硬貨識別装置には次のような解決すべき課題が
あった。硬貨の真偽判別、種類の識別等の精度を上げる
ためには、硬貨のイメージを認識し、真貨のそれと比較
することが好ましい。ところが、硬貨は通常、円板状を
しており方向性が無く、そのイメージの特徴を抽出した
としても、真貨の特徴との比較が容易でない。また、硬
貨の表面に付着した汚れ等によって、そのパターンの特
徴にノイズが混入し判別を困難にしている。判定の基準
を厳しくすれば真貨も受付を拒否し、逆に基準を緩和す
れば偽貨も受け入れてしまうという解決すべき課題があ
った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈構成１〉硬貨表面の模様を光学的に読み取り、画像信
号に変換するパターン読み取り部と、硬貨の中心から見
て、同一半径上の位置にある黒画素数を全周にわたって
カウントして、その黒画素数と半径上の位置とを対応さ
せてみたとき、その半径方向に見た黒画素数の分布の変
化点を基準として、その硬貨の特徴点を認識し、真貨の
特徴点と比較して真偽判別を行う真偽判別部を備える。

【０００５】〈説明〉硬貨には凹凸模様があるが、その
色は一色である。従って、例えば、硬貨表面に適当な方
向から光を照射して、その反射光を光電変換すると、硬
貨表面の模様を光学的に読み取ることができる。硬貨の
中心から見て同一半径上の黒画素数をカウントすると、
円形の硬貨の場合、その向きに関係なくデータの収集が
できる。なお、ここで硬貨には、現金として通用してい
るものの他、ゲームマシン等で使用するメダルも含まれ
る。黒画素というのは、例えば、画像信号のレベルを所
定の閾値と比較して、閾値以下あるいは閾値以上と判定
された特定の信号のことをいい、その部分の硬貨のパタ
ーンが黒色であるということではない。黒画素数の分布
の変化点とは、黒画素数が半径の増加に従って他の部分
以上に変化している点をいい、極大値、変曲点等の位置
をいう。この点が硬貨表面の模様の特徴を最も良く表し
ているから、これを真貨と比較すれば精度の高い識別が
できる。

【０００６】〈構成２〉硬貨表面の模様を光学的に読み
取り、画像信号に変換するパターン読み取り部と、硬貨
の中心から見て、同一半径上の位置にある黒画素数を全
周にわたってカウントして、半径上の位置から見たその
黒画素数の累積値を表す曲線を描いたとき、その曲線の
曲率の変化点を基準として、その硬貨の特徴点を認識
し、真貨の特徴点と比較して真偽判別を行う真偽判別部
を備える。

【０００７】〈説明〉半径上の位置から見たその黒画素
数の累積値を使用すると、硬貨表面に部分的な汚れがあ
っても、その曲線の曲率の変化点には大きな影響を与え
ない。従って、信頼性の高い硬貨の真偽判定が可能にな
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。 〈具体例１〉図１は、本発明の硬貨識別装置具体例を示
すブロック図である。この図を用いて本発明の概略構成
を説明する。まず、硬貨１は、例えばアルミニウムや銅
等から製造されたものとする。これには表面の凹凸によ
り模様が描かれているが、その色だけではパターンの読
取りができない。そこで、照明２を適当に傾斜させて硬
貨１を照射する。その反射光には凹凸による影が含ま
れ、これをイメージラインセンサ３で読み取って画像信
号に変換する。このような画像信号はパターン読み取り
部４により処理され、図の中央部分に示すように中心５
を取り巻く同心円状の画像信号列を得る。中心５からｘ
の距離だけ離れた、即ち半径ｘの円周上には、図に示す
ように黒ドット６がその模様に該当するだけ含まれる。
この黒ドット数をカウントして、図の下側に示すような
グラフを得る。

【０００９】グラフは、その横軸に硬貨の半径上の位置
（ｘ）をとり、縦軸に黒ドットの累積値（個）をとった
ものである。即ち、画像信号の中心５から１周ずつ黒ド
ット数をカウントし、１周毎にその黒ドット数を累積し
て合計値を図のグラフにプロットする。従って、例えば
半径上の位置ｘ２の累積値Ａ２は、半径ｘ２の円内に含
まれる黒ドットの総数となる。こうして得た画像信号の
半径方向に見た黒画素数の分布の変化点Ａ１〜Ａ４を基
準にとらえて、これを硬貨の特徴点を得る。なお、特徴
点ｘ１〜ｘ４は変化点Ａ１〜Ａ４の部分の半径上の位置
を表している。真偽判別部８は、このような特徴点を受
け入れ、予め用意した真貨の特徴点７と比較し、硬貨の
種類や真偽の判別を行う。そして、その判別結果が装置
の出力として得られる。

【００１０】以上が本発明の装置の概略であるが、以
下、本発明の装置の具体的なブロック構成及び動作を順
に説明する。図２は、本発明の硬貨識別装置のブロック
図である。図の装置は、硬貨１のパターンを読み取るた
めのパターン読み取り部１１、Ａ／Ｄ変換部１２、パタ
ーンメモリ部１３、画像２値化部１４、中心・径抽出部
１５、画素計測部１６、特徴点抽出部１７、貨種判別部
１８、真偽判別部１９及びテーブル格納部２０から構成
される。パターン読み取り部１１としては、移動する硬
貨１の表面を走査し、その模様を光学的に読み取るＣＣ
Ｄカメラ等の二次元センサ、あるいはＣＣＤリニアセン
サ等の一次元センサが用いられる。Ａ／Ｄ変換部１２は
画像信号を多値の画像信号に変換する回路で、Ａ／Ｄコ
ンバータ等が用いられる。パターンメモリ部１３は、Ａ
／Ｄ変換部１２から出力される画像信号を一時的に記憶
して、判別処理等のために保持するメモリである。

【００１１】中心・径抽出部１５は、パターンメモリ部
１３に格納された画像信号から硬貨１の中心及び外径を
算出する部分である。この方法としては、例えば特定の
方向に見た画像信号値の総和を求め、その変化点より硬
貨１の中心と径を算出する。貨種判別部１８は、中心・
径抽出部１５から出力される硬貨の外径データを元にそ
の貨種を判別する部分である。例えば、図示しない硬貨
径記憶部に予め既存の硬貨の外径を記録しておき、これ
と比較することによって硬貨の貨種を判別する。画像２
値化部１４は、パターンメモリ部１３に記録されている
多値画像信号を適当な閾値と比較し２値化するための回
路である。画素計測部１６は、硬貨の中心からある半径
内に存在する画素数を算出する部分である。

【００１２】特徴点抽出部１７は、画素計測部１６から
出力される硬貨中心からの画素数データを元に、硬貨の
半径に対する画素数の変曲点を求め、その位置を特徴点
として出力する部分である。なお、この特徴点の抽出方
法は、後でグラフを用いて具体的に説明する。テーブル
格納部２０は、真偽を識別するべき各流通通貨に対する
特徴点を格納する部分である。即ち、ここに真貨の特徴
点を含む各種データが格納される。真偽判別部１９は、
このテーブル格納部２０に格納された真貨の特徴点と特
徴点抽出部１７から出力される判別対象となる硬貨の特
徴点と比較し、その判別結果を出力する部分である。

【００１３】この図２に示す装置の動作を説明する。ま
ず、識別処理をされる硬貨１が図示しない搬送手段によ
って図２に示すパターン読み取り部１１の部分に搬送さ
れる。パターン読み取り部１１では、搬送された硬貨１
の表面の模様を光学的に読み取り、その出力をＡ／Ｄ変
換部１２に渡す。Ａ／Ｄ変換部１２では、渡されたアナ
ログ信号をディジタル化し画像信号を得て、これをパタ
ーンメモリ部１３に格納する。中心・径抽出部１５は、
パターンメモリ部１３に記憶された画像信号より硬貨１
の中心及び外径を算出し、硬貨１の外径を貨種判別部１
８に送る。また、硬貨１の中心座標データを画素計測部
１６に出力する。

【００１４】貨種判別部１８は、中心・径抽出部１５か
ら出力された硬貨１の外径の値を予め用意した真貨の外
径リストと比較し、硬貨１の貨種を判別する。この結果
は真偽判別部１９に出力される。画像２値化部１４はパ
ターンメモリ部１３に格納された多値の画像信号を所定
の閾値を用いて２値化し、その結果を画素計測部１６に
渡す。画素計測部１６は、画像２値化部１４から渡され
た二値画像信号の硬貨の中心に該当する部分から半径ｘ
の内部にある黒画素の総数を算出する。そして、半径ｘ
を変化させながらこの総数を順にプロットする。こうし
て算出した図１に示したような黒画素の総数と半径との
対応を行った結果は特徴点抽出部１７へ渡される。特徴
点抽出部１７では、こうして渡された半径に対する黒画
素の総数分布データからその変化点を特徴点として抽出
し、真偽判別部１９に向け出力する。

【００１５】図４には、図１に示したものと同様に、横
軸に半径上の位置（ｘ）をとり、縦軸に黒ドットの累積
値（個）を示したグラフを図示した。この図によれば、
半径ｘ１の円内に含まれる画素数はＡ１、半径ｘ２の円
内に含まれる画素数はＡ２、半径ｘ３の円内に含まれる
画素数はＡ３になっている。このような分布曲線Ｋ１を
見ると、半径がｘ１までは黒画素数は単純に一定割合で
増加し、半径ｘ１を越えるとその増加の割合が低くなっ
ている。また、半径ｘ２を越えると、今度は再び増加の
割合が高くなる。半径ｘ３を越えると黒画素数は増加し
ない。このような分布曲線Ｋ１の傾きの変化が最も激し
い場所に特徴点をとる。即ち、図に示したＡ１，Ａ２，
Ａ３のような変化点がこの曲線の特徴を表している。そ
こで、各変化点に対応する半径上の位置ｘ１，ｘ２，ｘ
３を特徴点とする。

【００１６】図２に示した特徴点抽出部１７がこのよう
な結果を真偽判別部１９に出力すると、真偽判別部１９
はテーブル格納部２０に格納された真貨の特徴点と比較
し、貨幣の種類、真偽等を判別する。なお、このような
特徴点を演算処理により自動的に求めるには、例えば図
４に示した曲線Ｋ１の微分係数や二次微分係数の極大
値、極小値あるいは変曲点等を求めればよい。こうした
特徴点をどのように抽出するかは自由に選定して差し支
えない。本発明の目的を達成するには、このような曲線
Ｋ１の曲率が急激に変化している点が求められればよ
い。また、ここでは画素数の累積値を曲線化している
が、半径ｘの位置における画素数の変化から特徴点を抽
出するようにしてもよい。なお、累積値から変化点を求
めると、次のような格別の効果が存在する。

【００１７】図３には、硬貨の汚れによってノイズがの
った場合の同様の曲線を示す。このグラフの横軸、縦軸
は図２のものと全く同様である。ここで、図の破線Ｋ２
は汚れていない、即ちノイズの無い場合の出力特性とす
る。そして、一点鎖線Ｋ４は、ノイズのみの特性とす
る。このノイズが加算された場合の特性を実線Ｋ３で示
す。このグラフを見て分かるように、たとえノイズがの
ったとしても、その累積値の曲率が急激に変化する変化
点Ａ１，Ａ２，Ａ３と、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３とは、それぞ
れほぼ同一半径上に存在する。従って、いずれの特徴点
を捉えてもその値はｘ１，ｘ２，ｘ３となり、ノイズに
影響されない。即ち、本発明の方法では、多少の汚れに
よるノイズの影響が特徴点抽出結果に現れず、高い精度
で硬貨の真偽判別が可能になる。

【００１８】以上説明したように、本発明によれば、硬
貨の識別のために使用する特徴点を、硬貨の中心から見
た半径方向の画素数の分布の変化点を利用して抽出する
ために、硬貨表面の汚れや傷等の影響によるノイズの影
響を受け難く、高精度で硬貨の真偽判別を行うことがで
きる。なお、上記の例では、硬貨の中心から硬貨の外周
まで順に画素数のカウントを行っているが、一般に硬貨
の外周近傍には模様を示すような画素は極めて少ない。
従って、無条件に中心から硬貨の半径方向に黒画素数を
カウントしていき、最終的に得られた特徴点のうち、半
径の最大のものをその硬貨の半径と判断して処理をして
も差し支えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の硬貨識別装置具体例を示す概略ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の硬貨識別装置の詳細なブロック図であ
る。

【図３】本発明による特徴点抽出のためのグラフであ
る。

【図４】ノイズがのった場合の特徴点抽出のためのグラ
フである。

【符号の説明】

１ 硬貨 ４ パターン読み取り部 ５ 中心 ６ 黒ドット ７ 真貨の特徴点 ８ 真偽判別部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬貨表面の模様を光学的に読み取り、画
   像信号に変換するパターン読み取り部と、 前記硬貨の中心から見て、同一半径上の位置にある黒画
   素数を全周にわたってカウントして、その黒画素数と半
   径上の位置とを対応させてみたとき、その半径方向に見
   た黒画素数の分布の変化点を基準として、その硬貨の特
   徴点を認識し、真貨の特徴点と比較して真偽判別を行う
   真偽判別部を備えたことを特徴とする硬貨識別装置。
2. 【請求項２】 硬貨表面の模様を光学的に読み取り、画
   像信号に変換するパターン読み取り部と、 前記硬貨の中心から見て、同一半径上の位置にある黒画
   素数を全周にわたってカウントして、半径上の位置から
   見たその黒画素数の累積値を表す曲線を描いたとき、そ
   の曲線の曲率の変化点を基準として、その硬貨の特徴点
   を認識し、真貨の特徴点と比較して真偽判別を行う真偽
   判別部を備えたことを特徴とする硬貨識別装置。