(57)【要約】【課題】処理対象の硬貨の種類が増加しても認識精度及び認識速度を安定して保つことが可能な硬貨識別装置を提供すること。【解決手段】この硬貨識別装置１は、硬貨の画像データを取得する撮像素子６、及び出力バッファ部８を有する画像取込ユニット２と、画像取込ユニット２接続用のコネクタＣ１、画像データを受信して転送する入力バッファ部９、識別処理ユニット５接続用のコネクタＣ２、及び、画像データに基づいて硬貨の識別処理を行うＣＰＵ１４ａを有する識別処理ユニット３と、識別処理ユニット３接続用のコネクタＣ４、画像データを受信して転送する入力バッファ部１６、増設用のコネクタＣ５、及び、画像データに基づいて硬貨の識別処理を行うＣＰＵ２１ａを有する識別処理ユニット５とを備え、ＣＰＵ１４ａは両方のＣＰＵの識別結果データに基づいた識別結果を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬貨の画像データを取得して、前記画像データと予め保持された基準データとを用いることによって前記硬貨の識別を行う硬貨識別装置において、
前記硬貨の画像データを取得する撮像素子、及び前記画像データを前記撮像素子の外部に転送する出力バッファ部を有する画像取込ユニットと、
前記出力バッファ部に接続するための第１の入力端子部、前記第１の入力端子部に接続され、前記出力バッファ部から前記画像データを受信して前記画像データを転送する第１の入力バッファ部、前記第１の入力バッファ部の出力側に接続された第１の出力端子部、及び、前記第１の入力バッファ部から出力された前記画像データに基づいて前記硬貨の識別処理を行うことにより、第１の識別結果データを生成する第１の制御部を有する第１の識別処理ユニットと、
前記第１の出力端子部に接続するための第２の入力端子部、前記第２の入力端子部に接続され、前記第１の入力バッファ部から前記画像データを受信して前記画像データを転送する第２の入力バッファ部、前記第２の入力バッファ部の出力側に接続された第２の出力端子部、及び、前記第２の入力バッファ部から出力された前記画像データに基づいて前記硬貨の識別処理を行うことにより、第２の識別結果データを生成する第２の制御部を有する第２の識別処理ユニットとを備え、
前記第１の制御部は、前記第２の制御部から前記第２の識別結果データを受信して前記第１及び第２の識別結果データの両方に基づいた識別結果を出力する、
ことを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項２】
前記第２の制御部における前記基準データは、前記第１の制御部と異なるものである、
ことを特徴とする請求項１記載の硬貨識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬貨の画像データを取得してその画像データに基づいて硬貨の識別を行う硬貨識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、硬貨やメダル等の表面画像データを撮像素子によって取り込み、その表面画像データに基づいてある特定の硬貨やメダルを識別する装置が知られている。このような装置における表面画像データを対象にした識別方法としては、画像データを予め保持した基準データと比較する方法として様々な方法が提案されている（下記特許文献１〜３参照）。具体的には、表面画像データから円周上のデータを抽出して、そのデータを基準データと比較する方法、表面画像データの特定領域データの特徴値を予め決められた閾値と比較する方法、表面画像データとテンプレートとの類似度を算出して、その類似度と閾値を比較する方法等が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２８４９３４号公報
【特許文献２】特開２００５−０３７３５０号公報
【特許文献３】特開２００５−０３１９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような硬貨識別装置はゲームセンター等の店舗において特定の硬貨を識別して特定の硬貨以外の使用を禁止するために用いられるので、他店舗用の異なる種類の硬貨を識別してその使用を排除したいという要求がある。しかしながら、上述した表面画像データを基にしたデータと基準データとを比較する方法を使用する場合、対象硬貨の種類が増えた場合に確実に特定種類の硬貨を識別するためには、装置の識別アルゴリズムや基準データを更新する必要があるのでシステム更新のための作業工数が増大する。一方、複数種類の硬貨を対象にした識別処理の精度を向上させることも考えられるが、その場合は識別処理が複雑になる結果、処理速度が低下する傾向にある。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、処理対象の硬貨の種類が増加しても認識精度及び認識速度を安定して保つことが可能な硬貨識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の硬貨識別装置は、硬貨の画像データを取得して、画像データと予め保持された基準データとを用いることによって硬貨の識別を行う硬貨識別装置において、硬貨の画像データを取得する撮像素子、及び画像データを撮像素子の外部に転送する出力バッファ部を有する画像取込ユニットと、出力バッファ部に接続するための第１の入力端子部、第１の入力端子部に接続され、出力バッファ部から画像データを受信して画像データを転送する第１の入力バッファ部、第１の入力バッファ部の出力側に接続された第１の出力端子部、及び、第１の入力バッファ部から出力された画像データに基づいて硬貨の識別処理を行うことにより、第１の識別結果データを生成する第１の制御部を有する第１の識別処理ユニットと、第１の出力端子部に接続するための第２の入力端子部、第２の入力端子部に接続され、第１の入力バッファ部から画像データを受信して画像データを転送する第２の入力バッファ部、第２の入力バッファ部の出力側に接続された第２の出力端子部、及び、第２の入力バッファ部から出力された画像データに基づいて硬貨の識別処理を行うことにより、第２の識別結果データを生成する第２の制御部を有する第２の識別処理ユニットとを備え、第１の制御部は、第２の制御部から第２の識別結果データを受信して第１及び第２の識別結果データの両方に基づいた識別結果を出力する。
【０００６】
なお、ここでいう「硬貨」とは、１００円硬貨等のいわゆる貨幣には限定されず、ゲームセンター等で使用されるメダル等の金属で鋳造されたコインを含む概念である。
【０００７】
このような硬貨識別装置によれば、画像取込ユニットの撮像素子によって取得された硬貨の画像データが出力バッファ部及び第１の入力端子部を介して第１の識別処理ユニットの第１の入力バッファ部に入力され、第１の入力バッファ部から出力された画像データに基づいて、第１の制御部により硬貨の識別処理が行われる。その一方で、画像データは、第１の識別処理ユニットの第１の入力バッファ部から第２の入力端子部を介して、第２の識別処理ユニットの第２の入力バッファ部に並行して入力され、第２の入力バッファ部から出力された画像データに基づいて、第２の制御部により硬貨の識別処理が行われる。その後、第１の制御部により２つのユニットにおける識別結果を併せて最終的な識別結果が出力される。これにより、第１の識別処理ユニットにおける硬貨の識別処理の識別アルゴリズム又は基準データと、第２の識別処理ユニットにおける識別アルゴリズム又は基準データとが異なるように設定可能にされるとともに、第２の識別処理ユニットの第２の出力端子部に他の識別処理ユニットを直列的に接続することで識別処理ユニットの増設が容易になるので、識別対象の硬貨の種類が追加された場合であっても特定種類の硬貨の識別精度を安定化させることができる。併せて、画像取込ユニットで取得された画像データは、第１及び第２の入力バッファ部を経由することによって、並行して第１及び第２の制御部に転送されるので、対象硬貨の種類が増加しても識別処理の処理速度を安定化することができる。
【０００８】
第２の制御部における基準データは、第１の制御部と異なるものであることが好ましい。この場合、例えば、第１の制御部と第２の制御部とで異なる種類の硬貨を識別させることができ、処理対象の硬貨の種類が増加した場合により確実に識別精度を安定化させること可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の硬貨識別装置によれば、処理対象の硬貨の種類が増加しても認識精度及び認識速度を安定して保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る硬貨識別装置について詳細に説明する。
【００１１】
図１に示す硬貨識別装置１は、遊技用メダル、１００円硬貨等の対象硬貨の表面画像を取得してその硬貨の種類を識別する装置であり、画像取込ユニット２及び識別処理ユニット３からなる基本ユニット群４と識別処理ユニット５とを備えている。これらの画像取込ユニット２、識別処理ユニット３、及び識別処理ユニット５は、それぞれの回路基板上に回路部や電気素子等が実装されてなるものであり、識別処理ユニット５は、硬貨識別装置１の筐体内の拡張スロット等に収容されることにより硬貨識別装置１に容易に着脱可能にされている。
【００１２】
画像取込ユニット２は、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ等の撮像素子６と、Ａ／Ｄ変換器７と出力バッファ部８と照明部Ｌとから構成されている。撮像素子６は、図示しない搬送手段によって搬送された硬貨の表面を撮像しその硬貨表面の画像信号を取得する。照明部Ｌは、識別処理ユニット３の制御に応じて発光するＬＥＤ等の発光素子を内蔵し、硬貨の搬送タイミングに同期して硬貨の表面に照明光を照射する。これにより、撮像素子６による画像信号の生成の際に硬貨表面の凸凹面を浮き上がらせる。これらの撮像素子６及び照明部Ｌの動作タイミングは、搬送手段における硬貨の到来を検知する図示しない到来センサからの検出信号に基づいて識別処理ユニット３により制御され、撮像素子６からの画像信号の出力も識別処理ユニット３によって制御される。Ａ／Ｄ変換器７は、撮像素子６から出力された硬貨表面の画像信号をアナログ−デジタル変換して画像データを生成した後、その画像データを出力バッファ部８に出力し、出力バッファ部８は、その画像データを画像取込ユニット２の外部に向けて転送する。
【００１３】
識別処理ユニット３は、画像取込ユニット２に対して電気的に接続されて相互に信号を送受信するためのコネクタ（入出力端子部）Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と、コネクタ（入力端子部）Ｃ１に入力側が接続され、コネクタ（出力端子部）Ｃ２に出力側が接続された入力バッファ部９と、バッファ部１０と、データ用メモリ１１と、プログラム用メモリ１２と、データバス１３、コネクタＣ３を介して画像取込ユニット２に接続されたＣＰＵ（制御部）１４ａ及びＰＬＤ（Programmable Logic Device）１４ｂと、通信部１５とを備えている。
【００１４】
入力バッファ部９はコネクタＣ１を介して出力バッファ部８と接続され、ＣＰＵ１４ａ及びＰＬＤ１４ｂのデータ読み出し制御に応じて出力バッファ部８から出力された画像データを受信すると、バッファ部１０に転送する。バッファ部１０は、入力バッファ部９から受け取った画像データをデータバス１３を介してデータ用メモリ１１に転送する。データ用メモリ１１及びプログラム用メモリ１２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶素子であり、データ用メモリ１１は、画像取込ユニット２から送られた硬貨表面の画像データを記憶し、プログラム用メモリ１２はＣＰＵ１４ａにおいて実行されるプログラムファイル、及びＣＰＵ１４ａにより実行される硬貨の識別処理時に用いられるマスタ画像データや閾値データ等の基準データを記憶する。
【００１５】
ＣＰＵ１４ａは、画像取込ユニット２の到来センサからの検出信号に基づいて、撮像素子６の撮像タイミング、及び照明部Ｌからの照明光の照射タイミングを制御する。また、ＣＰＵ１４ａは、撮像素子６による画像信号の取得をＰＬＤ１４ｂに通知し、ＰＬＤ１４ｂは、その通知に応じてＤＭＡ（Direct Memory Access）方式により撮像素子６からデータ用メモリ１１に向けて硬貨の画像データを転送するように制御する。さらに、ＣＰＵ１４ａは、ＰＬＤ１４ｂによるデータ転送制御後に、データ用メモリ１１から画像データを読み出すように制御して、その結果読み出された画像データを基に硬貨の識別処理を実行する。より詳細には、ＣＰＵ１４ａは、硬貨の画像データから特定領域の画像データを抽出して、プログラム用メモリ１２から読み出されたマスタ画像データと抽出した画像データとの相関値を算出する。そして、算出した相関値が、予めプログラム用メモリ１２内に設定された閾値より大きい場合は、対象の硬貨が特定種類の“硬貨Ａ”であることを示す識別結果データを生成し、相関値が閾値より小さい場合は、その硬貨が“硬貨Ａ”ではないことを示す識別結果データを生成する。なお、ＣＰＵ１４ａは、上記のような識別処理のアルゴリズム以外にも様々なアルゴリズムを応用可能であり、例えば、画像データの特定領域の画素値の総和等の特徴値を、予め設定された閾値と比較することによって硬貨を識別してもよい。また、プログラム用メモリ１２に予め設定されたマスタ画像データや閾値データは、必要に応じて書き換えてもよい。
【００１６】
また、ＣＰＵ１４ａは、通信部１５とも接続されており、通信部１５を介して識別処理ユニット５のＣＰＵ２１ａとの間でデータを送受信可能に構成されている。ＣＰＵ１４ａは、この通信部１５を介してＣＰＵ２１ａから受信した識別結果データと自己の識別結果データとを基に、対象硬貨の最終的な識別結果を判定し、その識別結果を外部に出力する。
【００１７】
識別処理ユニット５は、識別処理ユニット３のコネクタＣ２に接続されて相互に信号を送受信するためのコネクタ（入力端子部）Ｃ４、増設された他の識別処理ユニットに接続するためのコネクタ（出力端子部）Ｃ５、コネクタＣ４に入力側が接続され、コネクタＣ５に出力側が接続された入力バッファ部１６、バッファ部１７、データ用メモリ１８、プログラム用メモリ１９、データバス２０、ＣＰＵ（制御部）２１ａ、ＰＬＤ２１ｂ、及び通信部２２を備えている。
【００１８】
入力バッファ部１６は、コネクタＣ２，Ｃ４を介して入力バッファ部９の出力側と接続され、ＰＬＤ１４ｂのデータ転送制御により入力バッファ部９から出力された画像データを受信すると、バッファ部１７に転送しデータ用メモリ１８に記憶させる。バッファ部１７、データ用メモリ１８、及びプログラム用メモリ１９の機能は、バッファ部１０、データ用メモリ１１、及びプログラム用メモリ１２と全く同様である。
【００１９】
ＣＰＵ２１ａは、ＣＰＵ１４ａと同様な機能を有し、ＰＬＤ１４ｂによるデータ転送制御後に、データ用メモリ１８から画像データを読み出すように制御して、その結果読み出された画像データを基に硬貨の識別処理を実行する。ここで、プログラム用メモリ１９には、プログラム用メモリ１２に設定されたマスタ画像データや閾値データ等の基準データとは異なるデータが設定されている。ＣＰＵ２１ａは、データ用メモリ１８から受け取った硬貨の画像データと、プログラム用メモリ１９から読み出された基準データとを用いることによって、対象の硬貨を特定種類の“硬貨Ｂ”であるか否かを判定して識別結果データを生成する。なお、ＣＰＵ２１ａにおいては、ＣＰＵ１４ａの識別処理のアルゴリズムとは異なる識別処理のアルゴリズムが使用されてもよい。また、ＣＰＵ２１ａは、識別処理ユニット３の通信部１５に対する通信機能を有する通信部２２に接続され、通信部２２及び通信部１５を介して識別結果データをＣＰＵ１４ａに送信する。
【００２０】
次に、図２〜図４を参照しながら、硬貨識別装置１の動作について説明する。図２、図３、及び図４は、それぞれ、硬貨識別装置１の画像取込ユニット２、識別処理ユニット３、及び識別処理ユニット５の動作を示すフローチャートである。
【００２１】
まず、図２を参照して、画像取込ユニット２は、識別処理ユニット３の制御により対象硬貨が撮像素子６の撮像可能な範囲に搬送されたタイミングで、照明部Ｌから硬貨の表面に向けて照明光が照射されると同時に、撮像素子６によってその硬貨表面の画像信号が取得される（ステップＳ１０１）。取得された画像信号はＡ／Ｄ変換器７によってアナログ−デジタル変換されて、識別処理ユニット３のデータ転送制御により画像データとして出力バッファ部８に出力され、コネクタＣ１及び入力バッファ部９を経由してバッファ部１０に転送されると同時に、入力バッファ部９からコネクタＣ２，Ｃ４及び入力バッファ部１６を経由してバッファ部１７に転送される（ステップＳ１０２）。
【００２２】
図３に移って、識別処理ユニット３のＣＰＵ１４ａは、画像取込タイミングが到来したか否かを判定し（ステップＳ２０１）、画像取込タイミングが到来していない場合は（ステップＳ２０１；ＮＯ）、処理を待機させる。この画像取込タイミングは、例えば、画像取込ユニット２の到来センサからの信号を検出することによって、画像取込ユニット２の搬送手段における硬貨の到来タイミングに同期するように設定されている。一方、画像取込タイミングが到来した場合は（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１４ａはＰＬＤ１４ｂに通知し、ＰＬＤ１４ｂが撮像素子６から対象硬貨の画像データをデータ用メモリ１１に取り込むように制御する（ステップＳ２０２）。次に、ＣＰＵ１４ａは、取り込んだ対象硬貨の画像データを対象に識別処理を実行し、対象硬貨の種類が“硬貨Ａ”であるかを示す識別結果データを生成する（ステップＳ２０３）。
【００２３】
その後、ＣＰＵ１４ａは、識別処理ユニット５のＣＰＵ２１ａから識別結果データを受信したか否かをチェックする（ステップＳ２０４）。その結果、識別結果データを受信していない場合は（ステップＳ２０４；ＮＯ）、処理を待機させる。これに対して、識別結果データを受信している場合は（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１４ａは、自己の識別結果データとＣＰＵ２１ａによる識別結果データとに基づいて硬貨Ａの最終的な識別結果を取得して、マスタＣＰＵ等の外部装置に出力する（ステップＳ２０５）。より詳細には、ＣＰＵ１４ａは、対象硬貨の種類が“硬貨Ａ”であると識別されており、且つ、“硬貨Ｂ”であると識別されている場合は、対象硬貨の種類は“硬貨Ａ”ではないことを示す最終の識別結果を出力する。これにより、ＣＰＵ１４ａにおける識別処理によっては“硬貨Ａ”と“硬貨Ｂ”とを判別することが困難であっても、識別結果において“硬貨Ｂ”が“硬貨Ａ”と誤認識されることを確実に排除する。
【００２４】
最後に、図４を参照しながら上記のステップＳ２０１〜ステップＳ２０５の処理に並行して実行される識別処理ユニット５の処理について説明する。すなわち、ＣＰＵ２１ａは、画像取込タイミングが到来したか否かを判定し（ステップＳ３０１）、画像取込タイミングが到来していない場合は（ステップＳ３０１；ＮＯ）、処理を待機する。一方、画像取込タイミングが到来した場合は（ステップＳ３０１；ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１ａは、ＰＬＤ２１ｂに通知し、ＰＬＤ２１ｂが撮像素子６から対象硬貨の画像データをデータ用メモリ１８に取り込むように制御する（ステップＳ３０２）。次に、ＣＰＵ２１ａは、取り込んだ対象硬貨の画像データを対象に識別処理を実行し、対象硬貨の種類が“硬貨Ｂ”であるかを示す識別結果データを生成する（ステップＳ３０３）。そして、ＣＰＵ２１ａは、生成した識別結果データを通信部１５，２２を介してＣＰＵ１４ａに送信する（ステップＳ３０４）。
【００２５】
以上説明した硬貨識別装置１によれば、画像取込ユニット２の撮像素子６によって取得された硬貨の画像データが出力バッファ部８及びコネクタＣ１を介して識別処理ユニット３の入力バッファ部９に入力され、入力バッファ部９から出力された画像データに基づいて、ＣＰＵ１４ａにより硬貨の識別処理が行われる。その一方で、この画像データは、入力バッファ部９からコネクタＣ２，Ｃ４を介して、識別処理ユニット５の入力バッファ部１６に並行して入力され、入力バッファ部１６から出力された画像データに基づいて、ＣＰＵ２１ａにより硬貨の識別処理が行われる。その後、ＣＰＵ１４ａにより２つのユニットにおける識別結果を併せて最終的な識別結果が出力される。これにより、識別処理ユニット３における硬貨の識別処理の識別アルゴリズム又は基準データと、識別処理ユニット５における識別アルゴリズム又は基準データとが異なるように設定可能にされるとともに、識別処理ユニット５のコネクタＣ５に他の識別処理ユニットを直列的に接続することで識別処理ユニットの増設が容易になる。従って、識別対象の硬貨の種類が追加された場合であっても、既存のハードウェアやソフトウェアの更新作業なしに特定種類の硬貨の識別精度を安定化させることができる。併せて、画像取込ユニット２で取得された画像データは、入力バッファ部９，１６を経由することによって、並行してＣＰＵ１４ａ，２１ａ用のデータ用メモリ１１，１８に転送されるので、対象硬貨の種類が増加しても識別処理の処理速度を安定化することができる。
【００２６】
特に、ＣＰＵ２１ａが識別処理に用いる基準データは、ＣＰＵ１４ａとは異なるデータを設定されることで、ＣＰＵ１４ａとＣＰＵ２１ａとで異なる種類の硬貨を識別させることができ、処理対象の硬貨の種類が増加した場合により確実に識別精度を安定化させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の好適な一実施形態である硬貨識別装置を示すブロック図である。
【図２】図１の硬貨識別装置の画像取込ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の硬貨識別装置の識別処理ユニット動作を示すフローチャートである。
【図４】図１の硬貨識別装置の識別処理ユニット動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１…硬貨識別装置、２…画像取込ユニット、３，５…識別処理ユニット、６…撮像素子、７…Ａ／Ｄ変換器、８…出力バッファ部、９，１６…入力バッファ部、１４ａ，２１ａ…ＣＰＵ（制御部）、Ｃ１，Ｃ４…コネクタ（入力端子部）、Ｃ２，Ｃ５…コネクタ（出力端子部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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