(57)【要約】  コイン受付部に導入されたコインの正確な中心を決定する方法であって、センサ配置により推定中心が決定され、コインの調査対象の画像が記録される方法であって、コインの画像を利用して、コインのエッジ領域は推定中心の回り、およびその推定エッジの上方に展開をなし、コインのエッジは、推定中心が正確な中心へ位置をずらされると少なくとも略正弦線として撮像され、選択された開始点の振幅と位相角度とを利用する少なくとも略正弦線の分析から、正確な中心を決定することを特徴とする、方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一のコイン受付部に導入された一のコインの正確な中心を決定する方法であって、一のセンサ配置により推定中心が決定され、前記コインの調査対象の画像が記録される方法であって、
前記コインの前記画像を利用して、前記コインのエッジ領域は前記推定中心の回り、およびその推定エッジの上方に一の展開をなし、前記コインのエッジは、前記推定中心が前記正確な中心へ位置をずらされると少なくとも略正弦線として撮像され、一の選択された開始点の振幅と位相角度とを利用する前記少なくとも略正弦線の分析から、前記正確な中心を決定することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記推定中心と正確な中心との間の逸脱の大きさは、前記少なくとも略正弦線の最大振幅と最小振幅との間の差異の半分から決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記推定中心と正確な中心との間の逸脱の方向は、前記最大振幅の位置と前記最小振幅の位置との平均を、前記少なくとも略正弦線を示す位相角度の１／２周期でオフセットすることで決定することを特徴とする、請求項１あるいは請求項２に記載の方法。
【請求項４】
コーナあるいは起伏を持つ一のコインの一のエッジ輪郭の場合、前記少なくとも略正弦線は、前記コーナあるいは起伏を表す一の曲線に重複し、一の平均値フィルタを利用して前記少なくとも略正弦線を決定することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
コーナあるいは起伏の数は、フィルタされた略正弦線について線全体の最大値および／または最小値の数により決定されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
展開領域の一の境界線に比して前記正弦線の最大振幅が決定され、前記正確な中心は、前記最大振幅の値と、前記境界線についての前記正弦線の位相角度−９０度における振幅の値との間の差異を利用して決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記コインの正確な半径は、前記エッジ領域の内部境界線の半径の合計および、前記少なくとも略正弦線の最大振幅および最小振幅の合計の半分から決定されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主たるクレームの先行部により、コイン受付部に導入されたコインの正確な中心を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コインを検知する方法は、コイン画像が画像センサにより記録される、ＷＯ  ２００４／０７５１２４  Ａ１からも知られている。記録領域（つまり、画像センサのコインの重複領域）の大きさを決定するのに、コインの直径は画像センサのコラムにより頂点をスキャンすることで決定される。知られた先行技術では、さらに時間を決定する目的から、速度はコインの中心の線上のフロントエッジをスキャンすることで算出される。重複領域においては、コイン画像が記録され、さらなる処理ステップにおいてエンボスあるいはパターンの認識が実行される。このパターン認識は、コインの円状の領域、あるいは略円状の領域が中心の回りに３６０度で展開される、コインの変換画像の分析に基づく。したがって、正確な中心を知ることが重要である、というのも、中心を不正確に定義してしまうと、上述の評価プロセスの再現性に直接影響が出るからである。上述の先行技術に対応する中心検知は十分正確ではないことが示されている。
【０００３】
従い、本発明が基とする目的は、コイン受付部に導入されたコインの正確な中心を決定する方法の生成であり、この方法では、目下の先端技術に対応する推定中心の検知から始まり、特に計算を大きく複雑にすることなしに、正確な中心を決定する。
【発明の開示】
【０００４】
この目的は、本発明によれば、主たるクレームの特徴部分を先行部の特徴との組み合わせることにより達成される。
【０００５】
サブクレームが示唆する方策の結果、有利な展開および改善が可能となる。
【０００６】
前記コインの前記エッジ領域が前記推定中心の回り、およびその推定エッジの上方に一の展開をなす事実の結果、前記推定中心が前記正確な中心へ位置をずらされると、エッジ画像が少なくとも略正弦線として生成される。この正確な中心は、一の選択された開始点の振幅と位相角度とを利用する前記少なくとも略正弦線の分析から決定できる。従って、少ない算出複雑性で、推定エッジの上方のエッジ領域の変換を少しに抑えて中心の正確な決定ができる。
【０００７】
推定中心の、正確な中心からの逸脱、あるいはオフセットの大きさが、最大振幅と最小振幅との間の差異から決定され、オフセットの位相角度は、最大振幅の位相角度と最小振幅の反対回りの位相角度との平均として決定されることは利点である。コインの正確な半径は、エッジ領域の内半径と、最小振幅と最大振幅との平均との合計として決定される。
【０００８】
また、もし必要であれば正弦線の性質が影響を持つよう、逸脱あるいはオフセットの大きさ、およびオフセットの方向は、他の方法で決定することもできる。
【０００９】
例えば、位相角度は、最大振幅あるいは最小振幅の位置を決定することによって決定することもできる。逸脱の大きさは任意の位相角度における最大振幅と、−９０度あるいは＋９０度の位相角度から最大値あるいは最小値の位相角度において決定される振幅との差異から決定することができる。コインの正確な半径は、エッジ領域の内半径と、−９０度あるいは＋９０度の位相角度から最大振幅の位置の位相角度における振幅との合計として決定することができる。
【００１０】
画像データ送信時間を節約すべく、中心を画像の一部だけから（例えば、撮像されたコインの上半分だけから）決定することができる。変換展開はこれによりサイン関数の半分だけとなる。
【００１１】
本発明の方法は、コーナあるいは起伏を持つコインにも適用することができることは利点であり、コインのエッジの正弦線と曲線は重複し、その曲線の周期は、コーナあるいは起伏の数、あるいはコーナあるいは起伏の深さについての振幅を表す。
【００１２】
逸脱の大きさ、位相角度、および起伏あるいはコーナの数は、これにより、例えば、変換されたエッジ線のフーリエ変換により決定することができる。
【００１３】
基本的に、発明構想は、本質的な正弦曲線は、コインのエッジ線からの極変換の助けにより生成され、その分析によりコインの中心が迅速に正確に決定される、というところにある。既に示唆された方法に加えて、他の既知の方法を利用してエッジ線のパラメタを決定することもできる。
【００１４】
正確な算出形式に加えて、各々のアプリケーションが与える境界条件の適切な結果を提供する概算を利用することもできる（連続生産の再現性など）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明による方法を、図面を参照しながら次の開示でより詳細に述べる。ＷＯ  ２００４／０７５１２４の先端技術に関して既に述べたように（この開示内容は本出願の一部として意図されている）、中心あるいは直径はそこに開示された方法により決定できる。しかしながら、直径あるいは中心は、光バリアおよびセンサによっても見つけることができる。しかし、この決定は中心の回りに３６０度の円状領域を画像記録、展開することによるパターン認識をするには十分正確ではない（つまり、極変換）。故に、この中心は推定中心として説明される。画像センサによるコイン記録中に実際に存在する中心は、正確な中心として説明される。
【００１６】
図１は、正確な中心Ａおよび、略４５度右下方向δＲ位置をずらされる中心Ｂを持つコイン１を表す。これら中心は同様に極変換時に中心となる。本発明による方法においては、極変換を推定中心Ｂおよびそれに対応する直径から始める（つまり、極座標がデカルト座標に変換されるコインのエッジ領域の展開である）。
【００１７】
一方、図２においては、正確な中心Ａを持つコイン１のエッジ領域の展開と、一方、δＲ位置をずらされた推定中心Ｂの回りの展開が表されている。このように展開は、変換を加速すべく、外側には半径Ｒ２で境界線３により範囲が定められ、内側には半径Ｒ１で境界線２により範囲が定められるようにエッジ領域が表されるようになされる。コイン１の正確な半径はＲＭ、および推定半径はＲＯで表され、これはコインを計測領域へ導入すると決定される。エッジ領域の幅は、δＲ位置をずらされた中心を持つコインがこのエッジ領域内に依然含まれるように選択されねばならない。よって、エッジ領域の半径にも当てはまる。
【数１】
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【００１８】
ΔＲｍａｘは、よって、推定中心δＲｍａｘを決定する際、およびコインの推定半径ｄＲｍａｘを決定する際の最大誤差幅（ｍａｘｉｍｕｍ  ｐｏｓｓｉｂｌｅ  ｅｒｒｏｒｓ）の合計である。
【数２】
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【００１９】
推定中心と正確な中心とが対応している場合には、変換図においては、コイン１のエッジは図２ａに対応する直線４を生じる。推定中心（つまり極変換でずらされた中心）の展開例においては、少なくとも略正弦状の線５がエッジ（図２ｂ）について生じ、これを以下で正弦線として表すことにする。
【００２０】
図５では、変換されたエッジ線（正弦線５）の形状のより詳細な記載が意図されている。図５の例においては、Ｏ１は極変換の中心であり、Ｏ０が半径ｒ０を持つコインの中心である。変換中心Ｏ１とコインの中心Ｏ０との間のオフセットはｄである。コインＰのエッジ点は、コインの中心からｒ０の距離を持ち、変換の中心からはｒ１の距離を持ち、位相角度はそれぞれ、φ０およびφ１と特徴付けられる。
【００２１】
変換の中心からの距離ｒ１についての式は以下のように表すことができる（図２および図４における画像の変換座標系の縦座標）。
【数３】
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【００２２】
変換中心Ｏ１とコインの中心Ｏ０との間のオフセットが、コインの半径ｒ０よりもずっと小さいと仮定すると以下のようになる。
【数４】
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すると、位相角度間の差異もまた小さい。
【数５】
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上述の式は以下のように変換できる。
【数６】
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あるいは、距離の偏差だけを考慮に入れると以下のようになる。
【数７】
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【００２３】
故に、少なくともコインの中心と変換の中心との間のオフセットが、コインの半径に比して小さい場合、値ｒ０による変換画像のエッジ線の偏差は、実際のところ正弦関数（あるいは余弦関数）で表すことができることが明らかである。
【００２４】
しかし、上記中心間のオフセットが大きいほど、エッジ曲線の、正弦関数からの逸脱が大きい。図５の例から、例えば、ｒ１＞ｒ０である角度領域φｐｏｓ（Ｃへ反時計回りのＤのエッジ線の部分）は、角度領域φｎｅｇ（ｒ１＜ｒ０）より小さいことが明らかであり、オフセットｄが大きいほど、角度領域間の差異もまた大きくなることが明らかであり、これを「概算正弦線」と称することにする。
【００２５】
時計回りになされ、開始位相角度がФ＝０度である展開によると、振幅を図２ｂに関する正弦線について調査する。実際には、振幅の最大値あるいは最小値、および参照位相角度が見つかるように調査される。これは、開始角度から始まる所定の距離における正弦線５上の座標値間の差異を比較することによりなされる。
【００２６】
最大値Ａｍａｘの縦座標、最小値Ａｍｉｎの縦座標およびそれらの位相角度からは、コインの正確な半径ＲＭ、推定中心の、正確な中心からの逸脱（あるいはオフセット）の大きさδＲ、およびオフセットの位相角度δФを算出することができ、これにより変換の中心をコインの正確な中心に合わせることができる。
【数８】
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ここで、Ф'ｍｉｎは最小値の反対方向の位相角度である。図２ｂに関しては、Ф'ｍｉｎは例えばФ'ｍｉｎ＝Фｍｉｎ＋π、と算出される。ここで、角度はラジアンで算出される。ここでＲ１はエッジ領域の内部半径である（図１、２参照）。
【００２７】
本発明による方法は、輪郭が円状でなくて、コーナあるいは起伏を持つコインについても適用できる。このようなコインを図３の例に示す。
【００２８】
図４は、図３のコインのエッジ領域の展開を示している。図４ａは正確な中心の回りの展開を示しており（つまり、変形の中心とコインの中心とが対応している場合の展開）、一方、図４ｂは推定の、位置がずれた中心の回りの展開を示している。図４から検知できるように、エッジ曲線は複数の最大値および最小値間を繰り返しており、その周期Ｐは起伏の数と、最小値と最大値との間の振幅、および輪郭の深さＴを表している。
【００２９】
図４ｂにおいては、図４ａに対応するエッジ曲線と正弦線とが重複しており、平均値フィルタが推定中心の正確な中心からのオフセットを決定するのに使用され、平均値フィルタを使って調整されたスムーズな曲線を算出することができる。最大値、最小値、位相角度も上述と同様な方法で決定され、これにより推定中心の正確な中心からの逸脱の大きさと方向が決定される。
【００３０】
起伏の数の決定については、その深さＴおよび周期Ｐ、現状のエッジ線（図４ｂ）、あるいは現状のエッジ線の、調整された線からの移行数を利用することができる。
【００３１】
一例として、以下に、導入されたコインの正確な中心および正確な半径を算出する目的で意図される方法工程を記す。
ａ）コインの原画像を極変換して、これにより、変換領域の範囲を定めるのに、コインの推定半径および中心についての従前の知識を利用する。実際には、４００ｘ６００ピクセルの大きさの原画像上のコインのエッジ線の回りの関連領域を、略４０ｘ６０ピクセル（つまり１００ファクタのデータ量削減）でありながら、全ての関連情報を含む変換画像に変換することができる。
ｂ）変換画像において、エッジ線を求め、所定の閾値（バックグランド）を超える第一最大値の位置がこの目的上、例えば、各コラムの上から下まで記録される。
ｃ）エッジ線がきれいにされ（異常線が削除され）、ならされる。「角度のある」コインの場合（図３、４）、エッジの起伏およびコーナを記録すべく、エッジ線について二つの異なる調整されたコピーを生成する。例えば、調整されたエッジ曲線が、３ピクセルの大きさの一次元平均値フィルタにより生成でき、エッジ曲線の更なるコピーが、実質的により大きい平均値フィルタ（例えば、１５ピクセルの大きさのもの）により生成できる。そして、調整の程度の大きいエッジ線と小さいエッジ線間を比較することで、コーナの数と形状についての情報を取得することができる（図３、４の例参照）。
ｄ）調整されたエッジ線の最大値および最小値を算出し、その後、求めていたパラメタ（中心および半径）を見つける。
ｂ）、ｃ）については異なる既知の方法によってなすことができるので、ここでは詳細に取り扱わない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】正確な中心Ａ、および正確な中心の右下方に位置をずらされた推定中心Ｂの回りの極変換の座標を持つコインの概略図である。
【００３３】
【図２】ａ）正確な中心の回り、およびｂ）位置をずらされた推定中心の回り各々における、コインのエッジ領域の極変換である。
【００３４】
【図３】起伏するエッジ輪郭を持つコインである。
【００３５】
【図４】正確な中心と、位置をずらされた推定中心とを持つ、コインのエッジ領域の展開である。
【００３６】
【図５】変換されたエッジ線の形状を説明する目的の、互いにオフセットされた中心を持つ円を表す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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