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JP3359986B2 - Coin recognition device - Google Patents
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JP3359986B2 - Coin recognition device - Google Patents

Coin recognition device

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JP3359986B2
JP3359986B2 JP08136795A JP8136795A JP3359986B2 JP 3359986 B2 JP3359986 B2 JP 3359986B2 JP 08136795 A JP08136795 A JP 08136795A JP 8136795 A JP8136795 A JP 8136795A JP 3359986 B2 JP3359986 B2 JP 3359986B2
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coin
unit
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image data
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、硬貨等の種類や真偽を
認識するために使用される硬貨認識装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coin recognizing device used for recognizing the type and authenticity of coins and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、硬貨を受け入れて取り扱う装置が
多く用いられており、特に金融機関などにおいては、預
貯金の取り扱いや振込処理等を自動化するために自動取
引装置(ATM)等の自動化機器が広く用いられてい
る。このような自動化機器では、顧客によって硬貨が投
入されると、その硬貨の種類や真偽の認識が行われる。
この処理は、自動化機器内の硬貨鑑別部である硬貨認識
装置によって行われるが、その認識を行うために以下の
ようなものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, devices that accept and handle coins have been widely used. In particular, in financial institutions and the like, automated equipment such as an automatic transaction device (ATM) has been used in order to automate the handling of deposits and deposits and the transfer processing. Widely used. In such an automated device, when a coin is inserted by a customer, the type and authenticity of the coin are recognized.
This process is performed by a coin recognizing device which is a coin discriminating unit in the automated equipment, and the following is known to perform the recognition.

【0003】例えば特公昭63−67714号に記載さ
れているように、硬貨の外径や材質によって認識をおこ
なう装置や、特公平3−63780号に記載されている
ように、硬貨の厚さによって認識を行う装置がある。ま
た、硬貨の外径を検出する装置として、例えば、特公平
2−48951号に記載されているものがあり、さら
に、硬貨の厚さを検出する装置として、特公平4−12
518号に記載されているものがある。
[0003] For example, as described in JP-B-63-67714, a device for recognizing coins based on the outer diameter and material of the coin, and as described in JP-B-3-63780, depending on the thickness of the coin. There are devices that perform recognition. As a device for detecting the outer diameter of a coin, there is, for example, a device described in Japanese Patent Publication No. 2-48951. Further, as a device for detecting the thickness of a coin, Japanese Patent Publication No. 4-12
No. 518.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の硬貨認識装置では、硬貨の外径や材質が近
似している場合、例えば外国硬貨の500ウォン硬貨と
500円硬貨とは外径と材質がほぼ近似し、厚さが10
0μm程度異なるだけであるため、この違いを検出する
ために、厚さ検知センサを必要としたり、複雑な判定回
路を必要とし、コスト上昇の原因となっていた。
However, in the conventional coin recognition device as described above, when the outer diameters and materials of the coins are similar, for example, the 500-yen coin and the 500-yen coin of foreign coins have the same outer diameter. And the material is almost similar, and the thickness is 10
Since the difference is only about 0 μm, a thickness detection sensor is required to detect this difference, or a complicated determination circuit is required, which causes an increase in cost.

【0005】また、材質センサは、その検知特性が温度
の影響を受けて変化するため、これを補正する補助回路
を要し、これもコスト上昇の原因となっていた。従っ
て、低コストでかつ硬貨認識を正確に行うことのできる
硬貨認識装置が望まれていた。
[0005] Further, since the detection characteristics of the material sensor change under the influence of the temperature, an auxiliary circuit for compensating the change is required, which also causes an increase in cost. Therefore, there has been a demand for a coin recognizing device that can accurately recognize coins at low cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、判定対象の硬
貨からの反射光を受光して、その硬貨の面をアナログ画
像として読み取る読み取り部と、前記硬貨のアナログ画
像を取り込んでデジタル画像データに変換し、かつその
硬貨の中心点座標を抽出する画像取り込み部と、そのデ
ジタル画像データから前記中心点座標を基に硬貨表面に
設けられているリングパタンを抽出して1次元配列のデ
ジタル画像データに変換する変換部と、この変換部が出
力する1次元配列のデジタル画像データにおける各画素
二値化データで表す二値化部と、前記変換部で得られ
た二値化データを解析し、前記リングパタンの数を基準
データと比較することによって前記硬貨の真偽を判定す
判定部とを備えたことを特徴とする
According to the present invention, there is provided a method for determining the hardness of an object to be determined.
By receiving the reflected light from the currency to convert the surface of its coins and reading unit for reading an analog image, the analog image of the coin taken into Dede digital image data, and the center point coordinates of the <br/> coin and an image capture unit that extracts, the de
From the digital image data to the coin surface based on the coordinates of the center point
The provided ring pattern is extracted and a one-dimensional array
And a conversion unit for converting the image data into digital image data.
Each pixel in one-dimensional array of digital image data
To determine the authenticity of the coin by the binarization unit represented by binary data, the binary data obtained in the pre-Symbol conversion unit analyzes and compares the number of the ring pattern and the reference data
Characterized in that a that the determination unit.

【0007】[0007]

【作用】読み取り部は判定対象の硬貨からの反射光を受
光して、その硬貨の面をアナログ画像として読み取り、
この硬貨のアナログ画像を画像取り込み部が取り込んで
デジタル画像データに変換し、かつその硬貨の中心点座
標を抽出する。
The reading unit receives reflected light from a coin to be determined.
Light up, read the coin's face as an analog image,
The image capture unit captures the analog image of this coin
Convert to digital image data and the center point of the coin
Extract the target.

【0008】そして、変換部がそのデジタル画像データ
から前記中心点座標を基に硬貨表面に設けられているリ
ングパタンを抽出して1次元配列のデジタル画像データ
に変換し、この変換部が出力する1次元配列のデジタル
画像データにおける各画素を二値化部が二値化する
の二値化データを判定部が解析し、前記リングパタンの
数を基準データと比較することによって前記硬貨の真偽
を判定する
[0008] Then, the conversion unit is the digital image data
From the center provided on the coin surface based on the coordinates of the center point.
Extracts ring pattern is converted into digital image data of the one-dimensional array, a digital one dimensional array output from the converter unit
Each pixel in the image data is binarized by the binarization unit . This
The decision unit analyzes the binarized data of
Authenticity of Thus the coin to compare the number with the reference data
Is determined . You .

【0009】このように本発明では、判定対象である硬
貨の表面に設けられているリングパタンを抽出して、こ
のリングパタンを基準データと比較することにより、硬
貨の真偽を判定するようにしている。
As described above, according to the present invention, the hard discrimination target is determined.
Extract the ring pattern provided on the surface of the coin
By comparing the ring pattern of
Judges the authenticity of the coin.

【0010】このため、硬貨の判定認識を従来の場合に
比べて正確かつ迅速に行うことができるようになり、外
径や厚さ等が近似している硬貨の認識も、高精度の認識
を行うことができるようになる。
[0010] For this reason, the recognition of coins can be performed more accurately and promptly as compared with the conventional case, and the recognition of coins having similar outer diameters and thicknesses can be performed with high accuracy. Will be able to do it.

【0011】[0011]

【実施例】以下に、図を参照して、本発明の実施例を説
明する。 第1実施例 図1は、第1実施例の構成説明図である。図1の(a)
は、搬送中の硬貨1を上から見た状態を示しており、
(b)はその硬貨1を側面から見た状態を表している。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a first embodiment. FIG. 1 (a)
Indicates a state in which the coin 1 being transported is viewed from above,
(B) shows the coin 1 as viewed from the side.

【0012】図において、2は搬送路であり、スリット
状の窓3を設けてある。硬貨1は搬送路2上を、例えば
図の矢印Aの方向に搬送されることになる。4は光源で
あり、例えば蛍光灯やラインフィラメントランプ等のラ
イン光源から成る。この光源4からの光は、スリット5
を介して用いられる。6はハーフミラーを示しており、
スリット5からの光の照射方向を硬貨1の面に対して垂
直にするように設置してある。
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a transport path, which is provided with a slit-shaped window 3. The coin 1 is transported on the transport path 2 in the direction of arrow A in the figure, for example. Reference numeral 4 denotes a light source, for example, a line light source such as a fluorescent lamp or a line filament lamp. The light from the light source 4 is transmitted through a slit 5
Used through. Reference numeral 6 denotes a half mirror,
The light is radiated from the slit 5 in a direction perpendicular to the surface of the coin 1.

【0013】7は読み取り部であり、例えばCCD等の
ラインイメージセンサによって構成され、前記ハーフミ
ラー6を通して硬貨面からの正反射光を受けるように、
硬貨面の垂直軸上に設置されている。なお、正反射光と
は、硬貨1の表面に対する垂直方向軸で、左右対称に光
源4と読み取り部7を設置した場合の読み取りセンサに
受光される反射光である。
Reference numeral 7 denotes a reading unit, which is constituted by, for example, a line image sensor such as a CCD, and receives regular reflection light from a coin surface through the half mirror 6.
It is set on the vertical axis of the coin plane. Note that the specularly reflected light is reflected light received by the reading sensor when the light source 4 and the reading unit 7 are installed symmetrically with respect to a vertical axis with respect to the surface of the coin 1.

【0014】上記の各構成要素は、光源4からの光がス
リット5を通って照射され、ハーフミラー6によってそ
の照射方向が硬貨面の垂直軸方向となり、かつ、この垂
直軸上に読み取り部7が位置していて、硬貨面からの正
反射光を受光するように配置されている。また、窓3や
読み取り部7等の上記構成要素は、認識対象とする硬貨
のうちの最大の直径をもつ硬貨の直径以上の長さに設定
されていて、認識対象硬貨種の全てについて走査可能と
してある。
Each of the above components is irradiated with light from the light source 4 through the slit 5, the irradiation direction of the light is in the direction of the vertical axis of the coin surface by the half mirror 6, and the reading unit 7 is positioned on this vertical axis. And is arranged to receive specularly reflected light from the coin surface. In addition, the above-mentioned components such as the window 3 and the reading unit 7 are set to have a length equal to or longer than the diameter of the coin having the largest diameter among the coins to be recognized, and can scan all the coin types to be recognized. There is.

【0015】8は画像取り込み部であり、読み取り部7
によって読み取られたアナログ画像データである硬貨1
の反射光強度のデータを取り込み、A/D変換してデジ
タル画像データを作成し、これを例えばフレームメモリ
等から成る画像記憶部9に書き込んで記憶させる。ま
た、画像取り込み部8は、硬貨1の外径とその中心点を
抽出することもできる。
Reference numeral 8 denotes an image capturing unit, and a reading unit 7
1 which is analog image data read by
The data of the reflected light intensity is taken in, and digital image data is created by A / D conversion, and the digital image data is written and stored in the image storage unit 9 composed of, for example, a frame memory. The image capturing unit 8 can also extract the outer diameter of the coin 1 and its center point.

【0016】10は二値化部であり、上記デジタル画像
データから、二値化を行うための閾値を設定し、かつ、
この閾値と画像データとの比較によって、二値化した画
像データを出力するものである。11は変換部であり、
前記二値化部10から出力された画像データから特徴デ
ータを抽出し、その特徴データの画像空間を回転や縮小
に有利な他の画像空間に対応させて、当該特徴データを
当該他の画像空間の座標データに変換して出力するもの
である。
Reference numeral 10 denotes a binarizing unit which sets a threshold value for performing binarization from the digital image data, and
By comparing the threshold value with the image data, binarized image data is output. 11 is a conversion unit,
The feature data is extracted from the image data output from the binarization unit 10, and the feature data is associated with another image space advantageous for rotation or reduction, and the feature data is extracted from the other image space. Is output after being converted into coordinate data.

【0017】12は判定部を示しており、前記変換部1
1での座標データと、登録パタン格納部13に格納され
ている基準データである登録パタンとを比較し、硬貨1
の金種および真偽を判定する機能を有している。前記登
録パタン格納部13は、例えばROMやRAMあるいは
磁気ディスク装置等から成る記憶手段により構成されて
いる。また、その基準データである登録パタンは、例え
ば、国内の硬貨500円、100円、50円、10円、
5円、1円を受け入れ対象としている場合には、それぞ
れの硬貨について予め後述の空間変換等を施したデータ
として登録パタン格納部13に記憶しておく。尚、硬貨
の種類は上述の場合に限定されず、発行される硬貨に対
応することができる。
Numeral 12 denotes a judging unit.
1 is compared with the registered pattern, which is reference data stored in the registered pattern storage unit 13, and the coin 1
Has a function of judging the denomination and authenticity. The registration pattern storage unit 13 is configured by a storage unit including, for example, a ROM, a RAM, or a magnetic disk device. Also, the registration pattern as the reference data is, for example, domestic coins of 500 yen, 100 yen, 50 yen, 10 yen,
When 5 yen and 1 yen are to be accepted, the coins are stored in the registration pattern storage unit 13 as data that has been subjected to space conversion and the like described below in advance for each coin. It should be noted that the type of coin is not limited to the case described above, and can correspond to the coin to be issued.

【0018】次に、上記構成の硬貨認識装置の動作につ
いて説明する。硬貨1が硬貨認識装置内に投入される
と、光源4が点灯し、スリット5を通過した光がハーフ
ミラー6で反射して硬貨1の下側面を照射する。硬貨面
より正反射した光は、ハーフミラー6を透過して、読み
取り部7に入射する。ここで、硬貨1の面の模様を成す
面上の凹凸パタンは、下記のようにして鮮明に抽出され
ることになる。
Next, the operation of the coin recognition device having the above configuration will be described. When the coin 1 is inserted into the coin recognition device, the light source 4 is turned on, and the light passing through the slit 5 is reflected by the half mirror 6 to irradiate the lower surface of the coin 1. Light specularly reflected from the coin surface passes through the half mirror 6 and enters the reading unit 7. Here, the uneven pattern on the surface forming the pattern of the coin 1 is clearly extracted as described below.

【0019】図2は凹凸パタン抽出の説明図であり、硬
貨面の模様を形成する面上の凹凸部分を示している。図
1の(b)では硬貨下面を、ハーフミラー6によって反
射した光が、下から上方向に照射するように示してある
が、図2では分かりやすく図示するために、この上下関
係を逆転させて表現してある。すなわち、図2において
は、ハーフミラー6からの照射光14が硬貨1の面に反
射し、硬貨1からの反射光15として反射することにな
る。
FIG. 2 is an explanatory view of the extraction of the concavo-convex pattern, showing the concavo-convex portions on the surface forming the pattern of the coin surface. In FIG. 1B, the light reflected by the half mirror 6 illuminates the lower surface of the coin so that the light is irradiated upward from below. However, in FIG. Is expressed. That is, in FIG. 2, the irradiation light 14 from the half mirror 6 is reflected on the surface of the coin 1 and is reflected as the reflected light 15 from the coin 1.

【0020】まず、図2の(a)では、照射光14は硬
貨1の平坦な部分を照射するため、反射光15aは照射
光14の方向の逆方向へ向かう。このことにより、反射
光15aは正反射光として、図1に示したようにハーフ
ミラー6を透過して読み取り部7に入射する。一方、図
2の(b)に示す場合には、照射光14が硬貨面上の凸
部の図2における左上がり部分を照射するため、反射光
15bは正反射光の方向とは異なる方向へ向かう。この
ため、反射光15bはハーフミラー6には向かわず、し
たがって読み取り部7には入射しない。
First, in FIG. 2A, the irradiation light 14 irradiates the flat portion of the coin 1, so that the reflected light 15a goes in the direction opposite to the direction of the irradiation light 14. As a result, the reflected light 15a passes through the half mirror 6 and enters the reading unit 7 as regular reflected light as shown in FIG. On the other hand, in the case shown in FIG. 2B, since the irradiation light 14 irradiates the upwardly raised portion in FIG. 2 of the convex portion on the coin surface, the reflected light 15b is directed in a direction different from the direction of the regular reflected light. Heading. Therefore, the reflected light 15b does not go to the half mirror 6, and does not enter the reading unit 7.

【0021】また、図2の(c)では、照射光14は硬
貨面上の凸部上の平坦な部分を照射するために、反射光
15cは図2(a)の場合と同様に、正反射光としてハ
ーフミラー6を透過して読み取り部7に入射する。さら
に、図2(d)に示す場合では、照射光14は硬貨面上
の図2における左下がり部分を照射するため、反射光1
5dは正反射光の方向とは別の方向へ向かう、このた
め、反射光15dは図2(b)の場合と同様に読み取り
部7には入射しない。
In FIG. 2C, since the irradiation light 14 irradiates a flat portion on the convex portion on the coin surface, the reflected light 15c is positive as in the case of FIG. The reflected light passes through the half mirror 6 and enters the reading unit 7. Further, in the case shown in FIG. 2D, the irradiation light 14 irradiates the lower left portion in FIG.
5d goes in a direction different from the direction of the specularly reflected light. Therefore, the reflected light 15d does not enter the reading section 7 as in the case of FIG. 2B.

【0022】このようにして、硬貨1の面上の模様は、
この硬貨面の状態が平坦になっている部分では、その正
反射光によって明るくなり、一方、斜めに傾斜している
部分では、陰となり暗くなって現れてくるため、硬貨1
の面上の凹凸パタンを読み取ることができる。図3は画
像データの説明図であり、画像取り込み部によって得ら
れたデジタル画像データを概念的に示している。
Thus, the pattern on the surface of the coin 1 is
In a portion where the state of the coin surface is flat, the light is brightened by the specular reflection light. On the other hand, in a portion which is obliquely inclined, the coin becomes darker and appears darker.
The uneven pattern on the surface can be read. FIG. 3 is an explanatory diagram of image data, and conceptually shows digital image data obtained by the image capturing unit.

【0023】図において、16はデジタル画像データで
ある。該画像データ16の中の白抜きで示された部分が
硬貨の画像17であり、該硬貨の画像17部分に、硬貨
面の模様を形成する上述の凹凸パタンが存在する。この
画像データ16から、硬貨1の外径および中心点位置を
抽出する。図にはx軸およびy軸が示されており、この
x軸に対応して硬貨1の端点座標xs およびxe が求め
られ、y軸に対応して硬貨1の端点座標ys およびye
が求められる。また、前記端点座標から中心点座標(x
c ,yc )が算出される。これらの外径データおよび中
心点データは画像取り込み部8を介して判定部12へ出
力される。
In the figure, reference numeral 16 denotes digital image data. A white portion of the image data 16 is a coin image 17, and the above-mentioned concavo-convex pattern for forming a pattern of a coin surface is present in the coin image 17 portion. From the image data 16, the outer diameter and the center point position of the coin 1 are extracted. The Figure has been shown x-axis and y-axis, the end point coordinates of the coin 1 corresponding to the x-axis x s and x e is determined, end point coordinates of the coin 1 corresponding to the y-axis y s and y e
Is required. Further, the coordinates of the center point (x
c, y c) are calculated. These outer diameter data and center point data are output to the determination unit 12 via the image capturing unit 8.

【0024】以下に、図を参照して、中心点座標
(xc ,yc )の算出について説明する。図4はx方向
の中心点配列の抽出を説明する説明図、図5はy方向の
中心点配列の抽出を説明する説明図である。符号は、図
3と同様である。x方向については、図4に示すよう
に、水平方向にラインを引き、硬貨1の画像17の左右
端点xs (1) 及びxe (1) を検出する。2本目のライン
についても、同様にxs (2) 及びxe (2) を求め、n本
のラインすべての左右端点配列xs(n) 及びxe (n) を
求める。このようにして左右端点配列を抽出した後、そ
れぞれの左右端点配列から中心点配列xc (n) を抽出す
る。すなわち、1本目のラインについては、xc (1) =
(xs (1) +xe (1) /2)で求め、同様にn本のライ
ンすべてについて中心点配列xc (n) を抽出する。
The calculation of the center point coordinates (x c , y c ) will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating extraction of the center point array in the x direction, and FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating extraction of the center point array in the y direction. The reference numerals are the same as in FIG. In the x direction, as shown in FIG. 4, a line is drawn in the horizontal direction, and the left and right end points x s (1) and x e (1) of the image 17 of the coin 1 are detected. Similarly, for the second line, xs (2) and xe (2) are obtained, and the left and right end point arrays xs (n) and xe (n) of all n lines are obtained. After the left and right end point arrays are extracted in this way, a center point array x c (n) is extracted from each of the left and right end point arrays. That is, for the first line, x c (1) =
( Xs (1) + xe (1) / 2), and similarly extract the center point array xc (n) for all n lines.

【0025】x方向における硬貨1の画像17の中心点
c (n) から求める。すなわち、x c (n) =(Σx
c (n) )/nで求めるものである。y方向については、
図5に示すように、垂直方向にラインを引き、硬貨1の
画像17の上下端点ys (1) 及びye (1) を検出する。
2本目のラインについても同様にys (2) 及びye (2)
を求め、n本のラインすべての上下端点配列ys (n) 及
びye (n) を求める。このようにして上下端点配列を抽
出した後、それぞれの上下端点配列から中心点配列yc
(n) から求める。
The center point of the image 17 of the coin 1 in the x direction
xcCalculate from (n). That is, x c(n) = (Σx
c(n)) / n. For the y direction,
As shown in FIG. 5, a line is drawn in the vertical direction, and the coin 1
Top and bottom points y of image 17s(1) and ye(1) is detected.
Similarly for the second line, ys(2) and ye(2)
, And the upper and lower end point array y of all n liness(n) and
YeFind (n). In this way, the upper and lower end point arrays are extracted.
After output, the center point array yc
Calculate from (n).

【0026】このようにして求めた硬貨1の画像17の
中心点座標(xc ,yc )を変換部12へ出力し、画像
記憶部9に書き込まれた画像を二値化部10へ出力す
る。二値化部10は、まず、画像取り込み部8によって
得られた画像データを、例えば画像記憶部9から読み出
すこと等によって取り出し、その濃淡値を表す濃度の発
生頻度分布を抽出する。
The coordinates (x c , y c ) of the center point of the image 17 of the coin 1 thus obtained are output to the conversion unit 12, and the image written in the image storage unit 9 is output to the binarization unit 10. I do. First, the binarizing unit 10 extracts the image data obtained by the image capturing unit 8 by, for example, reading it out from the image storage unit 9 and extracts the occurrence frequency distribution of the density representing the gray value.

【0027】硬貨1の画像を二値化するためには、硬貨
1毎の汚れや錆その他による出力の変動や、読み取り部
7の経時変化等の変動にとらわれないように、適切な閾
値を決定するとよい。例えば、濃度分布の平均値を算出
し、これに基づいて最適閾値を決定すること等による。
図6は閾値決定の説明図である。図の横軸には対象画像
の濃度をとり、縦軸にはこの濃度の発生頻度をとってい
る。図では濃度の平均値を閾値18として定めた場合を
示しているが、この他にも、例えば濃度発生頻度の分布
形状が2つのピークを持つ場合に、そのピークの谷とな
る部分を閾値として決定する方法等がある。これらの中
から、対象となる硬貨の性質に最も適した方法を選ん
で、閾値を決定するとよい。この閾値に基づいて二値化
された二値化データは、変換部11へ出力される。
In order to binarize the image of the coin 1, an appropriate threshold value is determined so as not to be affected by output fluctuations due to dirt, rust and the like of each coin 1 and fluctuations of the reading section 7 with time. Good to do. For example, the average value of the density distribution is calculated, and the optimum threshold value is determined based on the calculated average value.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the threshold value determination. In the figure, the horizontal axis indicates the density of the target image, and the vertical axis indicates the frequency of occurrence of this density. The figure shows the case where the average value of the density is set as the threshold value 18. However, in addition to this, for example, when the distribution shape of the density occurrence frequency has two peaks, the valley of the peak is set as the threshold value. There is a method to determine. From these, it is preferable to select a method most suitable for the properties of the target coin and determine the threshold value. The binarized data binarized based on the threshold is output to the conversion unit 11.

【0028】次に、変換部11の動作を説明する。図7
は、変換部のブロック図である。19は境界線成分抽出
部であり、二値化された画像17の白/黒境界線を抽出
するものである。この境界線成分抽出部19は、テンプ
レートを使用してその抽出を行う。図8は、境界線成分
抽出のためのテンプレートの説明図である。ここでは一
例として、3×3で構成するテンプレート21を挙げて
ある。このテンプレート21には白画素22と黒画素2
3があり、白/黒の境界がテンプレートの中心を通るよ
うに構成されている。認識対象となるデータが、図中の
いずれかのテンプレートに一致していれば、そこが白/
黒境界線であると判断し、これに対応させて黒画素を出
力することにより、境界線成分画像を得る。
Next, the operation of the converter 11 will be described. FIG.
FIG. 3 is a block diagram of a conversion unit. Reference numeral 19 denotes a boundary line component extraction unit for extracting a white / black boundary line of the binarized image 17. The boundary line component extraction unit 19 performs the extraction using a template. FIG. 8 is an explanatory diagram of a template for extracting a boundary line component. Here, a template 21 composed of 3 × 3 is exemplified as an example. The template 21 includes a white pixel 22 and a black pixel 2
3 so that the white / black border passes through the center of the template. If the data to be recognized matches any of the templates in the figure,
The boundary component image is obtained by determining that the pixel is a black boundary line and outputting a black pixel corresponding to the black boundary line.

【0029】20は空間変換部であり、前記境界線成分
抽出部19より出力された二値画像x−y空間をu−v
空間に変換し、かつ、回転、圧縮を行うものである。以
下、図9及び図10を参照して、空間の変換の一例を説
明する。図9は、変換前のx−y空間における硬貨の画
像の説明図である。図において、21は上記中心点座標
(xc ,yc )からの半径が硬貨1の画像17の円の半
径よりも一回り大きい画像であり、Pは画像17中に存
在する硬貨1の黒画素であり、x−y空間では座標P
(x,y)と記述される。
Reference numeral 20 denotes a space conversion unit which converts the binary image xy space output from the boundary line component extraction unit 19 into a uv
It converts to space, and performs rotation and compression. Hereinafter, an example of space conversion will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is an explanatory diagram of an image of a coin in the xy space before conversion. In the figure, reference numeral 21 denotes an image whose radius from the center point coordinates (x c , y c ) is slightly larger than the radius of the circle of the image 17 of the coin 1, and P denotes the black of the coin 1 existing in the image 17. Pixel and coordinates P in xy space
(X, y).

【0030】図10は、変換後のu−v空間における硬
貨の画像の説明図である。図において、24はx−y空
間での画像17の領域に対応した領域であり、Qは、前
記座標Pに対応する点でありQ(u,v)と記述され
る。x−y空間において、硬貨1の画像17中の座標P
(x,y)に黒画素が存在したとき、中心点座標
(xc ,yc )からP(x,y)までの距離をrとし、
x軸とのなす角、すなわち、中心点から右の水平方向の
地点から反時計方向の角度をθとし、一回り大きい画像
21の半径をRとして、例えば、次式のようにしてx−
y空間をu−v空間に変換する。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a coin image in the uv space after the conversion. In the figure, reference numeral 24 denotes an area corresponding to the area of the image 17 in the xy space, and Q denotes a point corresponding to the coordinates P, which is described as Q (u, v). Coordinate P in image 17 of coin 1 in xy space
When a black pixel exists at (x, y), the distance from the center point coordinates (x c , y c ) to P (x, y) is r,
The angle formed with the x-axis, that is, the angle in the counterclockwise direction from the horizontal point to the right from the center point is θ, and the radius of the slightly larger image 21 is R, for example, x−
Convert y space to uv space.

【0031】u=K・(θ/2π) …式(1) v=K・logR (r)…式(2) ここで、logR は、画像21の半径Rを基数とする対
数である。その半径Rは、認識対象とする硬貨の内で最
大の径を持つものに対して一回り大きい径として固定
し、その固定した値を全ての硬貨の認識時に上記式
(2)に使用してx−y空間からu−v空間への変換を
行うようにした。例えば、国内流通硬貨500円、10
0円、10円、50円、5円、1円の各硬貨を認識対象
とした場合に、半径Rは、上記各硬貨の内で最大の径の
500円硬貨の径よりも一回り大きい値に固定する。こ
のように半径Rを設定すると、最大の径の硬貨(例え
ば、500円)を含めて全ての認識対象の硬貨(例え
ば、500円、100円、10円、50円、5円、1
円)の画像の境界を認識することができるようになる。
U = K · (θ / 2π) Equation (1) v = K · log R (r) Equation (2) where log R is a logarithm based on the radius R of the image 21. . The radius R is fixed as a diameter slightly larger than the coin having the largest diameter among the coins to be recognized, and the fixed value is used in the above equation (2) when recognizing all coins. The conversion from the xy space to the uv space was performed. For example, domestic circulation coin 500 yen, 10
In the case where coins of 0 yen, 10 yen, 50 yen, 5 yen, and 1 yen are to be recognized, the radius R is a value which is slightly larger than the diameter of the largest diameter 500 yen coin among the above coins. Fixed to. When the radius R is set in this manner, all the coins to be recognized (for example, 500 yen, 100 yen, 10 yen, 50 yen, 5 yen, 1 yen, including the largest diameter coin (for example, 500 yen))
It becomes possible to recognize the boundary of the image of (circle).

【0032】また、Kの値は、1未満の値とする。これ
により、上式により算出されるu及びvの値を小さくし
て解像度を下げ、x−y空間の画像17より画像データ
量を減らすことができるようになり、硬貨認識処理の簡
略化を図ることができるようになる。なお、Kの値は、
画像21の半径Rの約1/2から約1/4ほどの大きさ
が好ましい。半径Rの約1/2から約1/4ほどの大き
さとすると、硬貨認識処理に必要な画像データ量として
の観点と、その処理の簡略化の観点との調和点として適
切なものとなり、硬貨認識処理に必要な画像データ量の
最小値となるからである。また、その調和点の設定は、
すなわち、Kの値は、最小値をどの程度のものとして画
像データ量をどの程度減らせるかは対象とする硬貨の性
質によって異なるため、最終的には経験によって適宜設
定されるものである。このようにKの値を適宜設定する
ことにより、硬貨認識が、対象とする硬貨に応じて正確
かつ迅速に行うことができるようになる。
The value of K is a value less than 1. This makes it possible to reduce the resolution by lowering the values of u and v calculated by the above equation, to reduce the amount of image data from the image 17 in the xy space, and to simplify the coin recognition process. Will be able to do it. Note that the value of K is
It is preferable that the size is about 1/2 to about 1/4 of the radius R of the image 21 . When the size is about 1/2 to about 1/4 of the radius R, the point is appropriate as a harmony point between the viewpoint of the amount of image data necessary for coin recognition processing and the viewpoint of simplification of the processing, and This is because the image data amount required for the recognition processing becomes the minimum value. The setting of the harmony point is
That is, the value of K depends on the nature of the coin to be used and how much the minimum value is set and the amount of image data can be reduced, and is ultimately appropriately set by experience. By appropriately setting the value of K in this manner, coin recognition can be performed accurately and promptly in accordance with the target coin.

【0033】上記変換によると、x−y空間の画像デー
タ量よりも少ない画像データ量のu−v空間に変換して
対象を認識するようにしたので、画像データ量の少ない
分だけ処理の簡略化を図ることができるようになる。上
記2式により、硬貨1の画像17の座標P(x,y)に
存在する黒画素は、u−v空間の座標Q(u,v)へ
換された2値画像として、判定部12に出力される。以
下に、判定部12の処理を説明する。
According to the above conversion, the object is recognized by converting the image data into the uv space having a smaller image data amount than the image data amount in the xy space. Can be achieved. According to the above two equations, the black pixel existing at the coordinates P (x, y) of the image 17 of the coin 1 is a binary image converted into the coordinates Q (u, v ) in the uv space. Are output to the determination unit 12. Hereinafter, the processing of the determination unit 12 will be described.

【0034】この判定部12は、変換部11が出力した
u−v空間の二値画像を登録パタン格納部13にあらか
じめ記憶した幾つかの基準の基準画像とのマッチングを
行い、比較して、対象の硬貨1の真偽を判別し、その硬
貨1が受け入れ対象である硬貨であるかどうかを調べ
る。すなわち、図10のu−v空間で水平方向へ式
(3)に基づいて平行移動をして硬貨1表面の凹凸パタ
ンの真偽を判別しながら比較するものである。また、そ
の判別時に、硬貨1が回転して搬送されて投入角度の補
正が必要な場合には、u−v空間の画像のように少ない
データ量で、複雑な回転処理を要しない簡単な平行移動
処理により硬貨1の投入状況に応じて投入角度を補正し
て登録パタンと比較するようにした。
The judging unit 12 matches the binary image in the uv space output from the converting unit 11 with some reference images stored in advance in the registered pattern storage unit 13 and compares them. The authenticity of the target coin 1 is determined, and it is checked whether the coin 1 is a coin to be accepted. That it is intended to be compared with to determine the authenticity of the uneven pattern of the coin 1 surface by the translation based on the equation (3) in the horizontal direction between u-v empty FIG. Further, at the time of the determination, if the coin 1 is necessary to correct the turned angle is conveyed by rotating, a small amount of data as the images of the u-v space, simple does not require a complicated rotation process The insertion angle is corrected according to the insertion state of the coin 1 by the parallel movement process, and the coin is compared with the registered pattern.

【0035】例えば、硬貨として、国内の500円、1
00円、50円、10円、5円、1円を受け入れ対象と
している場合には、これらの金種のうちのどれに当たる
かを判別し、どの金種の登録パタンにも該当しない場合
にはこれを除外するものである。なお、上記投入角度の
補正が、回転する角度だけ平行移動する処理により行う
ことができるのは、上述のようにx−y空間からu−v
空間に変換したことにより、x−y空間の画像17の中
心点座標(xc ,yc )をもとにした回転がu−v空
は横軸方向へ平行移動させることに等しいからであ
る。すなわち、回転角度をθ’とすると、図10に示す
u−v空間における画像の平行移動量kは、次式により
与えられるからである。
For example, as a coin, 500 yen in Japan, 1
In the case of accepting 00 yen, 50 yen, 10 yen, 5 yen, and 1 yen, it is determined which of these denominations corresponds, and if none of the denominations corresponds to the registered pattern, This is excluded. It should be noted that the correction of the throw angle can be performed by the process of performing parallel movement by the rotation angle, as described above, from the xy space as a uv
By converted into space, the center point coordinates (x c, y c) of the x-y space of the image 17 rotation based on the u-v spatial
This is because equivalent to move in parallel in the lateral axis direction by. That is, when the rotation angle and theta ', parallel movement amount k of images in u-v space shown in FIG. 10, is because it is given by the following equation.

【0036】k=K・(θ’/2π)…式(3) 従って、回転処理が、u−v空間で平行移動するのみで
よくなるので、処理の高速化を図ることができるように
なる。上記実施例1によると、二値化した画像のx−y
空間からu−v空間に変換することにより、画像サイズ
が小さくなり、処理量を減らすことができ、処理時間の
短縮化を図ることができ、回転処理では、u−v空間の
なかで平行移動するのみで良く、処理時間の短縮化を図
ることができるようになる。また、登録パタン格納部に
格納するデータも少量で済むようになる。
K = K · (θ ′ / 2π) Equation (3) Accordingly, the rotation process only needs to be translated in the uv space, so that the speed of the process can be increased. According to the first embodiment, the xy of the binarized image
By converting from the space to the uv space, the image size can be reduced, the amount of processing can be reduced, and the processing time can be shortened. And the processing time can be shortened. In addition, a small amount of data is stored in the registration pattern storage unit.

【0037】したがって、外径や厚さ等が近似している
硬貨であっても、u−v空間の画像23のように少ない
データ量で、かつ、簡単な水平移動のみで、硬貨面の凹
凸パタンからのデータを比較することにより、高精度の
判別を行うことができる。例えば、国内の硬貨を受け入
れ対象としているところに、外径や厚さ等が類似した外
国の硬貨が投入された場合であっても、正確な判定を行
ってこれを排除することができるようになる。
Therefore, even with coins having similar outer diameters and thicknesses, the unevenness of the coin surface can be reduced by a small amount of data and simple horizontal movement as in the image 23 in the uv space. By comparing the data from the patterns, a highly accurate determination can be made. For example, even if foreign coins with similar outer diameters and thicknesses are inserted while accepting domestic coins, accurate judgment can be made and this can be eliminated. Become.

【0038】また、硬貨1の認識を必要とする硬貨面の
全領域の画像を読み取って、その画像から一定の統計量
を抽出して、二値化閾値を決定するようにしたので、認
識対象の判別データは硬貨表面における局所的な汚れや
錆に影響されないものとなり、常に安定した認識ができ
るようになる。さらに、二値化した画像から、硬貨の投
入状況に応じた登録パタンとの角度のずれの補正を平行
移動による処理にしたので、硬貨の回転角度に関わらず
に抽出可能としたことにより、硬貨1の投入角度や搬送
状況に関わらず常に安定した高精度の認識が可能とな
り、回転移動に比べてその補正処理の簡略化、処理時間
の短縮化を図ることができるようになる。
Further, since the image of the entire area of the coin surface requiring recognition of the coin 1 is read, a certain statistical amount is extracted from the image, and the binarization threshold value is determined. Is not affected by local dirt or rust on the coin surface, and stable recognition can be always performed. Furthermore, from the binarized image, the correction of the angle deviation from the registration pattern according to the coin insertion status is performed by parallel movement, so that the coin can be extracted regardless of the rotation angle of the coin. Regardless of the throwing angle and the transport condition, stable and highly accurate recognition can always be performed, and the correction processing and the processing time can be simplified as compared with the rotational movement.

【0039】なお、本発明は上記構成の装置に限定され
るものではなく、硬貨面を走査して解析することができ
る装置であればどのような構成としてもよい。図11は
その他の構成例の説明図であり、この例では、図1のス
リット5の代わりに光学レンズ24を用いている。この
光学レンズ24は、例えば非球面レンズやセルフォッグ
レンズ等から成り、その焦点位置は硬貨面と読み取り部
7の受光面である。したがって、この光学レンズ24で
光が収束されることにより、光源4からの光はハーフミ
ラー6で反射して硬貨1の面を照射した後、読み取り部
7に入射され、上記説明と同様に解析・判別が行われる
ことになる。
The present invention is not limited to the apparatus having the above-described configuration, but may have any configuration as long as it can scan and analyze a coin surface. FIG. 11 is an explanatory diagram of another configuration example. In this example, an optical lens 24 is used instead of the slit 5 in FIG. The optical lens 24 is composed of, for example, an aspherical lens, a self-fog lens, or the like, and its focal position is on the coin surface and the light receiving surface of the reading unit 7. Accordingly, when the light from the light source 4 is converged by the optical lens 24, the light from the light source 4 is reflected by the half mirror 6, irradiates the surface of the coin 1, and then enters the reading unit 7, where the light is analyzed in the same manner as described above. -A determination is made.

【0040】第2実施例 図12は、第2実施例の構成説明図である。図12の
(a)は、搬送中の硬貨1を上から見た状態を示してお
り、(b)はその硬貨1を側面から見た状態を表してい
る。図において、2は搬送路であり、スリット状の窓3
を設けてある。硬貨1は搬送路2上を、例えば図の矢印
Aの方向に搬送されることになる。
Second Embodiment FIG. 12 is an explanatory view of the configuration of the second embodiment. FIG. 12A shows a state in which the coin 1 being transported is viewed from above, and FIG. 12B shows a state in which the coin 1 is viewed from the side. In the figure, reference numeral 2 denotes a conveyance path, which is a slit-shaped window 3.
Is provided. The coin 1 is transported on the transport path 2 in the direction of arrow A in the figure, for example.

【0041】4は光源であり、例えば蛍光灯やラインフ
ィラメントランプ等のライン光源から成る。この光源4
からの光は、スリット5を介して用いられる。6はハー
フミラーを示しており、スリット5からの光の照射方向
を硬貨1の面に対して垂直にするように設置してある。
7は読み取り部であり、例えばCCD等のラインイメー
ジセンサによって構成され、前記ハーフミラー6を通し
て硬貨面からの正反射光を受けるように、硬貨面の垂直
軸上に設置されている。例えば、256階調のグレース
ケールの画像を出力することができる。なお、正反射光
とは、硬貨1の表面に対する垂直方向軸で、左右対称に
光源4と読み取り部7を設置した場合の読み取りセンサ
に受光される反射光である。
Reference numeral 4 denotes a light source, which comprises a line light source such as a fluorescent lamp or a line filament lamp. This light source 4
Is used through the slit 5. Reference numeral 6 denotes a half mirror, which is installed so that the direction of light irradiation from the slit 5 is perpendicular to the surface of the coin 1.
Reference numeral 7 denotes a reading unit, which is constituted by, for example, a line image sensor such as a CCD, and is disposed on a vertical axis of the coin surface so as to receive specularly reflected light from the coin surface through the half mirror 6. For example, a grayscale image with 256 gradations can be output. Note that the specularly reflected light is reflected light received by the reading sensor when the light source 4 and the reading unit 7 are installed symmetrically with respect to a vertical axis with respect to the surface of the coin 1.

【0042】上記の各構成要素は、光源4からの光がス
リット5を通って照射され、ハーフミラー6によってそ
の照射方向が硬貨面の垂直軸方向となり、かつ、この垂
直軸上に読み取り部7が位置していて、硬貨面からの正
反射光を受光するように配置されている。また、窓3や
読み取り部7等の上記構成要素は、認識対象とする硬貨
のうちの最大の直径をもつ硬貨の直径以上の長さに設定
されていて、認識対象硬貨種の全てについて走査可能と
してある。
Each of the above-mentioned components is irradiated with light from the light source 4 through the slit 5, the irradiation direction of the light is in the direction of the vertical axis of the coin surface by the half mirror 6, and the reading unit 7 is positioned on this vertical axis. And is arranged to receive specularly reflected light from the coin surface. In addition, the above-mentioned components such as the window 3 and the reading unit 7 are set to have a length equal to or longer than the diameter of the coin having the largest diameter among the coins to be recognized, and can scan all the coin types to be recognized. There is.

【0043】8は画像取り込み部であり、読み取り部7
によって読み取られたアナログ画像データである硬貨1
の反射光強度のデータを取り込み、A/D変換してデジ
タル画像データを作成し、これを例えばフレームメモリ
等から成る画像記憶部9に書き込んで記憶させる。ま
た、画像取り込み部8は、硬貨1の外径とその中心点を
抽出することもできる。なお、この画像取り込み部8の
中心点座標等の算出動作は、上記実施例1で図3から図
5に基づいて説明した場合と同様であるので、その説明
を省略する。
Reference numeral 8 denotes an image capturing unit, and a reading unit 7
1 which is analog image data read by
The data of the reflected light intensity is taken in, and digital image data is created by A / D conversion, and the digital image data is written and stored in the image storage unit 9 composed of, for example, a frame memory. The image capturing unit 8 can also extract the outer diameter of the coin 1 and its center point. The operation of calculating the coordinates of the center point and the like of the image capturing unit 8 is the same as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 3 to 5, and a description thereof will be omitted.

【0044】25は変換部であり、前記読み取り部8か
ら出力され画像記憶部9に記憶された硬貨表面の画像デ
ータから同心円状に分布するリングパタンを抽出し、1
次元配列の画像データを出力するものである。26は二
値化部であり、上記画像データから、二値化を行うため
の閾値を設定し、かつ、この閾値と画像データとの比較
によって、二値化した画像データを出力するものであ
る。なお、この二値化部26の閾値決定の動作や濃度の
発生頻度分布の抽出は、上記実施例1で図6を参照して
説明した場合と同様であるので、その説明を省略する。
Reference numeral 25 denotes a conversion unit which extracts concentrically distributed ring patterns from the coin surface image data output from the reading unit 8 and stored in the image storage unit 9;
It outputs image data of a dimensional array. Reference numeral 26 denotes a binarization unit that sets a threshold value for performing binarization from the image data, and outputs binarized image data by comparing the threshold value with the image data. . The operation of the binarizing unit 26 for determining the threshold value and the extraction of the frequency distribution of the density are the same as those described in the first embodiment with reference to FIG.

【0045】27は判定部を示しており、前記二値化部
26によって出力された二値の画像データから硬貨表面
のリングパタンの大きさや数等を検出し、登録パタン格
納部28に格納されている登録パタンと比較することに
より、硬貨1の金種および真偽を判定する機能を有して
いる。前記登録パタン格納部28は、例えばROMやR
AMあるいは磁気ディスク装置等から成る記憶手段によ
り構成されている。また、その基準データである登録パ
タンは、例えば、国内の硬貨500円の場合には、その
硬貨表面の円周付近に同心円状に配列されたリングパタ
ンを適正な500円硬貨から予め抽出して登録しておく
ものである。尚、硬貨の種類は上述の場合に限定され
ず、発行される硬貨にこのようなリングパタンがある場
合には対応することができる。
Numeral 27 denotes a judging unit which detects the size and number of ring patterns on the coin surface from the binary image data output by the binarizing unit 26, and stores them in the registered pattern storing unit 28. It has a function of determining the denomination and authenticity of the coin 1 by comparing with the registered pattern. The registration pattern storage unit 28 is, for example, a ROM or an R
It is configured by storage means such as an AM or a magnetic disk device. In addition, for example, in the case of a domestic coin of 500 yen, a reference pattern as the reference data is obtained by extracting in advance a ring pattern arranged concentrically around the circumference of the coin surface from an appropriate 500 yen coin. It is to be registered. It should be noted that the type of coin is not limited to the above-described case, and it is possible to cope with a case where such an issued coin has such a ring pattern.

【0046】次に、上記構成の硬貨認識装置の動作につ
いて説明する。硬貨1が硬貨認識装置内に投入される
と、光源4が点灯し、スリット5を通過した光がハーフ
ミラー6で反射して硬貨1の下側面を照射する。硬貨面
より正反射した光は、ハーフミラー6を透過して、読み
取り部7に入射する。ここで、硬貨1の面の模様を成す
面上の凹凸パタンは、上記実施例1で図2等を参照して
説明したように鮮明に抽出され、上記実施例1の場合と
同様に、中心点座標等を算出し、抽出された硬貨1の画
像データは、画像記憶部9に記憶される。
Next, the operation of the coin recognition device having the above configuration will be described. When the coin 1 is inserted into the coin recognition device, the light source 4 is turned on, and the light passing through the slit 5 is reflected by the half mirror 6 to irradiate the lower surface of the coin 1. Light specularly reflected from the coin surface passes through the half mirror 6 and enters the reading unit 7. Here, the concavo-convex pattern on the surface forming the pattern of the surface of the coin 1 is clearly extracted as described with reference to FIG. 2 and the like in the first embodiment, and the center is similar to that in the first embodiment. The point coordinates and the like are calculated, and the extracted image data of the coin 1 is stored in the image storage unit 9.

【0047】前記変換部25は、上記実施例1で説明し
た前記境界線成分抽出部19の動作により、前記画像記
憶部9に記憶された硬貨1表面の画像データから同心円
状に分布するリングパタンを抽出する。以下に、図を参
照して、説明する。図13は、変換部の動作を説明する
説明図である。図中、29はリングパタンであり、硬貨
1表面の画像30のなかで額部近傍に同心円状に分布し
ているものである。
The conversion unit 25 operates in accordance with the operation of the boundary component extraction unit 19 described in the first embodiment to generate a ring pattern concentrically distributed from the image data of the coin 1 surface stored in the image storage unit 9. Is extracted. The following is a description with reference to the drawings. FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating the operation of the conversion unit. In the figure, reference numeral 29 denotes a ring pattern which is concentrically distributed near the forehead in the image 30 of the coin 1 surface.

【0048】31は中心点で、画像取り込み部8で抽出
した硬貨1の画像30の中心点座標(xc ,yc )であ
る。この中心点31を中心にしてリングパタン29が半
径rの同心円32上に分布している。すなわち、中心点
31からの距離rは、リングパタン29の中心を通過す
るように設定し、その同心円32上の点は、図中におい
てx軸の正方向の軸をから反時計回りに角度θ回転させ
た位置33にある場合には、次の式で求められる。
Reference numeral 31 denotes a center point, which is the coordinates (x c , y c ) of the center point of the image 30 of the coin 1 extracted by the image capturing unit 8. Ring patterns 29 are distributed on a concentric circle 32 having a radius r with the center point 31 as the center. That is, the distance r from the center point 31 is set so as to pass through the center of the ring pattern 29, and a point on the concentric circle 32 has an angle θ counterclockwise from the positive axis of the x-axis in the figure. When it is at the rotated position 33, it is obtained by the following equation.

【0049】x=xc +r・cosθ…式(4) y=yc −r・sinθ…式(5) 以上のリングパタン29の性質を踏まえて、式(4)、
(5)に角度θを0度から360度まで約0.5〜約1
度毎に変化させながら代入して、画像30中に存在する
半径rの同心円32上に分布するリングパタン29の画
像データを抽出する。なお、500円硬貨のリングパタ
ンを抽出する場合、リングパタンが101個あるため、
検出角度θの数は101の整数倍、4倍が好ましい。整
数倍に設定することでリングパタンの周期的なデータが
得られるものである。
X = x c + r · cos θ formula (4) y = y c −r · sin θ formula (5) In consideration of the above-mentioned properties of the ring pattern 29, formula (4)
In (5), the angle θ is from about 0.5 to about 1 from 0 to 360 degrees.
The image data of the ring pattern 29 distributed on the concentric circle 32 of the radius r existing in the image 30 is extracted while being changed every degree. When extracting a ring pattern of a 500 yen coin, there are 101 ring patterns.
The number of detection angles θ is preferably an integral multiple of 101, or 4 times. By setting it to an integral multiple, periodic data of the ring pattern can be obtained.

【0050】図14は、変換部25によって求められた
リングパタン29の画像データの1次元配列である。横
軸34は回転角度θで、縦軸35は画像レベルである。
なお、18は最適閾値であり、上記実施例1と同様にし
て求められるものである。図において、回転角度θを0
度から360度まで変化させる場合には、その変化に対
応して画像レベルが波形36として表れる。この波形3
6を前記変換部25が抽出して二値化部26に出力す
る。
FIG. 14 is a one-dimensional array of the image data of the ring pattern 29 obtained by the conversion unit 25. The horizontal axis 34 is the rotation angle θ, and the vertical axis 35 is the image level.
Here, reference numeral 18 denotes an optimum threshold, which is obtained in the same manner as in the first embodiment. In the figure, the rotation angle θ is 0
When the angle is changed from degrees to 360 degrees, the image level appears as a waveform 36 corresponding to the change. This waveform 3
6 is extracted by the conversion unit 25 and output to the binarization unit 26.

【0051】前記二値化部26は、上記波形36の1次
元の画像データを読み出し、その濃淡値を表す濃度発生
頻度分布を抽出する。そして、硬貨の画像5を二値化す
るためには、硬貨毎の汚れ、錆等による出力の変動や、
読み取りセンサの経時変化等の変動にとらわれないよ
う、適切な閾値を決定することが望ましい。従って、こ
の第2実施例では、閾値決定のため、濃度分布の平均値
を算出し、これを最適閾値に決定する。この最適閾値の
決定は、上記実施例1で図6を参照して説明した場合と
同様であるので、その説明を省略し、図14に示す最適
閾値18で濃度発生頻度分布を抽出する。その最適閾値
を考慮した濃度発生頻度分布は、図15に示すように、
二値画像37が横軸の角度θ方向に周期的に発生するパ
ルス波として表れる。このパルス波を二値化部26は、
前記判定部27に出力する。
The binarizing section 26 reads out one-dimensional image data of the waveform 36 and extracts a density occurrence frequency distribution representing the gray scale value. Then, in order to binarize the image 5 of the coin, output fluctuation due to dirt, rust, etc. of each coin,
It is desirable to determine an appropriate threshold value so as not to be affected by a change such as a temporal change of the reading sensor. Therefore, in the second embodiment, the average value of the density distribution is calculated to determine the threshold, and this is determined as the optimum threshold. The determination of the optimum threshold value is the same as that described with reference to FIG. 6 in the first embodiment, so that the description thereof will be omitted, and the density occurrence frequency distribution will be extracted using the optimum threshold value 18 shown in FIG. The density occurrence frequency distribution in consideration of the optimal threshold is, as shown in FIG.
The binary image 37 appears as a pulse wave periodically generated in the angle θ direction on the horizontal axis. The binarizing unit 26 converts this pulse wave into
Output to the determination unit 27.

【0052】前記判定部27は、二値化具26から出力
されるパルス波と、登録パタン格納部28に格納された
登録パタンとのリングパタンの個数や個々の黒画像の幅
等を比較して対象の硬貨の真偽を判別する。すなわち、
500円硬貨の場合、リングパタンの個数が101個で
あり、それ以外の個数が検出されたら除外するものであ
る。
The determination unit 27 compares the number of ring patterns and the width of each black image between the pulse wave output from the binarization tool 26 and the registered patterns stored in the registered pattern storage unit 28. To determine the authenticity of the target coin. That is,
In the case of a 500 yen coin, the number of ring patterns is 101, and if any other number is detected, it is excluded.

【0053】以上説明した第2実施例では、500円硬
貨の外周部に分布するリングパタンを抽出して判別を行
うようにして説明したが、500円硬貨に限らない。こ
の他の硬貨でも同心円状に分布する画像データがあれば
その特徴が抽出できるように半径r及び検出角度θの個
数を決定し、同様にして1次元の画像データを抽出する
ことができる。
In the second embodiment described above, the ring pattern distributed on the outer periphery of the 500-yen coin is extracted and discriminated. However, the present invention is not limited to the 500-yen coin. For other coins, if there is concentrically distributed image data, the radius r and the number of detection angles θ are determined so that the feature can be extracted, and one-dimensional image data can be extracted in the same manner.

【0054】また、リングパタンに限らず、個々の硬貨
の特徴的な模様を検出して、その模様を基に判断するよ
うにしてもよい。上記第2実施例によると、硬貨の認識
を必要とする硬貨の表面全領域の画像を読み取って、そ
の画像から硬貨の中心点を基にして一定の半径がなす同
心円状に分布する画像を抽出するようにしたので、硬貨
の位置、回転に左右されない判別データが抽出できるよ
うになる。
The present invention is not limited to the ring pattern, but may detect a characteristic pattern of each coin and make a determination based on the pattern. According to the second embodiment, an image of the entire surface of a coin requiring recognition of a coin is read, and concentrically distributed images having a constant radius are extracted from the image based on the center point of the coin. As a result, it is possible to extract discrimination data independent of the position and rotation of the coin.

【0055】したがって、外径や厚さ等が近似している
硬貨であっても、高精度の判別を行うことができる。例
えば、国内の硬貨を受け入れ対象としているところに、
外径や厚さ等が類似した外国の硬貨が投入された場合で
あっても、正確な判定を行ってこれを排除することがで
きるようになる。また、硬貨1の認識を必要とする硬貨
面の特徴部分の画像を読み取って、その画像から一定の
統計量を抽出して、二値化閾値を決定するようにしたの
で、認識対象の判別データは硬貨表面における局所的な
汚れや錆に影響されないものとなり、常に安定した認識
ができるようになる。
Therefore, even coins having similar outer diameters and thicknesses can be determined with high accuracy. For example, if you are accepting domestic coins,
Even when foreign coins with similar outer diameters and thicknesses are inserted, accurate judgment can be made and this can be eliminated. In addition, since the image of the characteristic portion of the coin surface requiring recognition of the coin 1 is read, a certain statistic is extracted from the image, and the binarization threshold is determined. Is not affected by local dirt or rust on the coin surface, and can always be stably recognized.

【0056】なお、本発明は上記構成の装置に限定され
るものではなく、硬貨面を走査して解析することができ
る装置であればどのような構成としてもよい。また、上
記実施例1と同様に、スリット5の代わりに光学レンズ
24を用いるようにしてもよい。また、上記第1実施例
で説明した変換部を第2実施例に設け、すなわち、二値
化部26と判定部27との間に変換部25とは別に変換
部を設け、リングパタンの画像の二値化データをx−y
空間からu−v空間に変換して、その変換した二値化デ
ータで登録パタン格納部に予め登録しておいたリングパ
タンのデータとを比較することにより判別するようにし
てもよい。このようにすると、リングパタンの比較に要
する時間が速くなり、登録パタン格納部に格納しておく
データも少なくて済むようになる。
The present invention is not limited to the apparatus having the above-described configuration, but may have any configuration as long as it can scan and analyze a coin surface. Further, similarly to the first embodiment, an optical lens 24 may be used instead of the slit 5. Further, the conversion unit described in the first embodiment is provided in the second embodiment, that is, a conversion unit is provided separately from the conversion unit 25 between the binarization unit 26 and the determination unit 27, and the image of the ring pattern is provided. X-y
The space may be converted into the uv space, and the binarized data may be compared with ring pattern data registered in the registration pattern storage unit in advance to make the determination. By doing so, the time required for comparing ring patterns is shortened, and less data needs to be stored in the registered pattern storage unit.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、対象となる
硬貨面の凹凸パタンを基準データと比較することにより
硬貨の判定を行うこととしたため、外径や厚さ等が近似
している硬貨であっても、高精度の認識を行うことが可
能となる効果を有する。また、材質センサや厚さ検知セ
ンサ、その他複雑な回路等を用いずとも正確な判定を行
うことができるので、低コストで高精度の装置を提供す
ることが可能となる効果を有する。
As described in detail above, coins are determined by comparing the concavo-convex pattern of the target coin surface with reference data, so that coins having similar outer diameters and thicknesses are determined. However, there is an effect that highly accurate recognition can be performed. In addition, since accurate determination can be made without using a material sensor, a thickness detection sensor, and other complicated circuits, there is an effect that a low-cost and high-precision device can be provided.

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

【図1】第1実施例の構成説明図FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a first embodiment.

【図2】凹凸パタン抽出の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of extraction of a concavo-convex pattern

【図3】画像データの説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of image data.

【図4】x方向の中心点配列の抽出を説明する説明図FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating extraction of a center point array in the x direction.

【図5】y方向の中心点配列の抽出を説明する説明図FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating extraction of a center point array in the y direction.

【図6】閾値決定の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of threshold determination.

【図7】変換部のブロック図FIG. 7 is a block diagram of a conversion unit.

【図8】境界線成分抽出のためのテンプレートの説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of a template for extracting a boundary line component.

【図9】変換前のx−y空間における硬貨の画像の説明
FIG. 9 is an explanatory diagram of an image of a coin in an xy space before conversion.

【図10】変換後のu−v空間における硬貨の画像の説
明図
FIG. 10 is an explanatory diagram of a coin image in a uv space after conversion.

【図11】その他の構成例の説明図FIG. 11 is an explanatory diagram of another configuration example.

【図12】第2実施例の構成説明図FIG. 12 is a configuration explanatory view of a second embodiment.

【図13】変換部の動作を説明する説明図FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an operation of a conversion unit.

【図14】リングパタンの濃度発生頻度分布の説明図FIG. 14 is an explanatory diagram of a density occurrence frequency distribution of a ring pattern.

【図15】リングパタンのパルス波の説明図FIG. 15 is an explanatory diagram of a pulse wave of a ring pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 硬貨 4 光源 7 読み取り部 8 画像取り込み部 9 画像記憶部 10 二値化部 11 変換部 12 判定部 13 登録パタン格納部 25 変換部 26 二値化部 27 判定部 28 登録パタン格納部 REFERENCE SIGNS LIST 1 coin 4 light source 7 reading section 8 image capturing section 9 image storage section 10 binarization section 11 conversion section 12 determination section 13 registration pattern storage section 25 conversion section 26 binarization section 27 determination section 28 registration pattern storage section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G07D 5/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G07D 5/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 判定対象の硬貨からの反射光を受光し
て、その硬貨の面をアナログ画像として読み取る読み取
り部と、 前記硬貨のアナログ画像を取り込んでデジタル画像デー
タに変換し、かつその硬貨の中心点座標を抽出する画像
取り込み部と、そのデジタル画像データから前記中心点座標を基に硬貨
表面に設けられている外周部と同心円状のリングパタン
を抽出して1次元配列のデジタル画像データに変換する
変換部と、 この変換部が出力する1次元配列のデジタル画像データ
における各画素を 二値化データで表す二値化部と、 記変換部で得られた二値化データを解析し、前記リン
グパタンの数を基準データと比較することによって前記
硬貨の真偽を判定する判定部とを備えたことを特徴とす
る硬貨認識装置。
1. A method of receiving reflected light from a coin to be determined.
Te, a reading unit for reading the surface of the coin as an analog image, the converted coin analog image taken in Dede digital image data, and an image capture unit which extracts the center point coordinates of the coin, the digital image data Coin based on the coordinates of the center point from
Ring pattern concentric with the outer periphery provided on the surface
And convert it to a one-dimensional array of digital image data
A converter, and a one-dimensional array of digital image data output by the converter.
Each pixel is analyzed and the binarization unit represented by binary data, the binary data obtained in the pre-Symbol conversion units on the phosphorus
A coin recognizing device comprising: a determination unit that determines the authenticity of the coin by comparing the number of gpatterns with reference data.
【請求項2】 判定対象の硬貨からの反射光を受光し
て、その硬貨の面をアナログ画像として読み取る読み取
り部と、 前記硬貨のアナログ画像を取り込んでデジタル画像デー
タに変換し、かつその硬貨の中心点座標を抽出する画像
取り込み部と、 そのデジタル画像データから前記中心点座標を基に硬貨
表面に設けられている外周部と同心円状のリングパタン
を抽出して1次元配列のデジタル画像データに変換する
変換部と、 この変換部が出力する1次元配列のデジタル画像データ
における各画素を二値化データで表す二値化部と、 前記変換部で得られた二値化データを解析し、前記リン
グパタンの幅を基準データと比較することによって前記
硬貨の真偽を判定する判定部とを備えた ことを特徴とす
る硬貨認識装置。
2. A method for receiving reflected light from a coin to be determined.
Read the coin surface as an analog image
And an analog image of the coin to obtain a digital image data.
Image to convert to coins and extract the center point coordinates of the coin
A coin based on the coordinates of the center point from the capturing unit and the digital image data.
Ring pattern concentric with the outer periphery provided on the surface
And convert it to a one-dimensional array of digital image data
A converter, and a one-dimensional array of digital image data output by the converter.
Analyzing the binarized data representing each pixel in the binarized data and the binarized data obtained by the conversion unit;
By comparing the width of the pattern with the reference data,
A coin recognizing device, comprising: a determination unit that determines whether the coin is authentic .
【請求項3】 請求項1または請求項2において、 読み取り部が読み取る硬貨の読み取り領域は、判定対象
とする硬貨のうちの最大の直径を持つ硬貨の直径以上の
領域とした ことを特徴とする硬貨認識装置。
3. The coin reading area according to claim 1 or 2, wherein a coin reading area to be read by the reading unit is an object to be determined.
Greater than or equal to the diameter of the coin with the largest diameter
A coin recognition device characterized by being an area .
【請求項4】 請求項1または請求項2において、予め登録パタン格納部に、硬貨の複数の回転角度に応じ
た基準データを登録しておく ことを特徴とする硬貨認識
装置。
4. The method according to claim 1, wherein the registration pattern is stored in a registration pattern storage unit in advance according to a plurality of rotation angles of the coin.
A coin recognition device characterized in that registered reference data is registered .
【請求項5】 請求項1または請求項2において、 画像取り込み部が、硬貨の外径データを抽出し、 判定部が、該外径データに基づいてその硬貨の種類を判
別し、登録パタン格納部の基準データのうちその硬貨の
種類に対応した基準データのみを比較の対象として硬貨
の真偽を判別する ことを特徴とする硬貨認識装置。
5. An image capturing unit according to claim 1, wherein the image capturing unit extracts outer diameter data of the coin, and the determining unit determines the type of the coin based on the outer diameter data.
Separately, the reference data in the registration pattern storage
Coins that use only the reference data corresponding to the type for comparison
A coin recognizing device for determining the authenticity of a coin.
【請求項6】 請求項1または請求項において、二値化部が、硬貨の面の反射光強度に対応させて閾値を
決定し、該閾値に基づいて二値化を行う ことを特徴とす
る硬貨認識装置。
6. A was claim 1 or in claim 2, binarization unit, a threshold value so as to correspond to the reflected light intensity of the surface of the coin
A coin recognizing device , which determines and binarizes based on the threshold value .
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