(57)【要約】【課題】処理時間の短縮化及び低コスト化を図ることができる読取装置を提供する。【解決手段】読取装置の硬貨識別部は、まず撮像素子によって得られた画像データを「０」と「１」に二値化する。次いで、前回設定した処理データが「０」か「１」かを判断する。このとき、前回設定した処理データが「０」のときは、二値化データがｋ個連続して「１」の時のみ処理データを「１」に設定し、そうでないときは処理データを「０」に設定する。一方、前回設定した処理データが「１」のときは、二値化データがｍ個連続して「０」の時のみ処理データを「０」に設定し、そうでないときは処理データを「１」に設定する。続いて、処理データにおける連続した「１」の個数のカウントし、一つの走査ラインにおける硬貨幅を求める。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取対象物を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により形成された前記読取対象物の画像データを第１のデータと第２のデータとに二値化する二値化手段と、
前記第１のデータが第１の所定個数連続するとき、該データを処理したこの処理データを前記第１のデータに設定し、前記第１のデータが前記第１の所定個数連続するものでないとき、該データを処理したこの処理データを前記第２のデータに設定する処理データ設定手段と、
前記処理データ設定手段で設定された前記処理データにおける前記第２のデータの個数を積算して、前記読取対象物の幅を求める幅算出手段とを備えたことを特徴とする読取装置。
【請求項２】
前記処理データ設定手段は、前回設定した処理データが前記第１のデータの場合、前記二値化手段により二値化されたデータが第２の所定個数連続して前記第２のデータのとき、前記処理データを前記第２のデータに設定し、前回設定した処理データが前記第２のデータの場合、前記二値化手段により二値化されたデータが前記第１の所定個数連続して前記第１のデータのとき、前記処理データを前記第１のデータに設定することを特徴とする請求項１記載の読取装置。
【請求項３】
前記幅算出手段は、前記第２の所定個数から前記第１の所定個数を減じた値を初期値として、前記処理データ設定手段で設定された前記第２のデータの個数を積算することを特徴とする請求項２記載の読取装置。
【請求項４】
前記処理データ設定手段は、前記読取対象物の領域に応じて前記第１の所定個数の値を変更して処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の読取装置。
【請求項５】
前記第１の所定個数の値は、前記読取対象物の中心部に対応する処理と前記読取対象物の端部に対応する処理とで異なっていることを特徴とする請求項４記載の読取装置。
【請求項６】
前記幅算出手段で求めた前記読取対象物の幅データに基づいて、前記読取対象物の種類及び真偽を判定する判定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬貨やメダル等を読み取るための読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
硬貨を読み取るための読取装置としては、例えば特許文献１に記載されているような硬貨識別装置がある。この硬貨識別装置は、硬貨の画像データを画像メモリに取り込み、画像処理して硬貨データの特徴抽出等を行うことによって、硬貨を識別するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−９１４８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、硬貨の画像情報を画像メモリに格納した後、複雑な演算処理を行うため、硬貨の識別処理に時間がかかってしまう。処理スピードを上げるには高速ＣＰＵを使用することが考えられるが、高速ＣＰＵは高価である。また、画像取込用の大容量画像メモリも高価である。
【０００５】
本発明の目的は、処理時間の短縮化及び低コスト化を図ることができる読取装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の読取装置は、読取対象物を撮像する撮像手段と、撮像手段により形成された読取対象物の画像データを第１のデータと第２のデータとに二値化する二値化手段と、第１のデータが第１の所定個数連続するとき、該データを処理したこの処理データを第１のデータに設定し、第１のデータが第１の所定個数連続するものでないとき、該データを処理したこの処理データを第２のデータに設定する処理データ設定手段と、処理データ設定手段で設定された処理データにおける第２のデータの個数を積算して、読取対象物の幅を求める幅算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
このような読取装置において、例えば硬貨の識別を行う場合は、まず撮像手段により形成された硬貨の画像データを所定の基準値と比較して、第１のデータ（例えば「０」）と第２のデータ（例えば「１」）とに二値化する。そして、「０」が第１の所定個数連続するときは、処理データを「０」に設定し、「０」が第１の所定個数連続するものでないときは、処理データを「１」に設定する。そして、処理データの「１」の個数を積算して硬貨幅を求める。このとき、識別対象の硬貨と識別対象でない硬貨とで、処理データ設定手段で設定される処理データのパターンが異なって最終的に得られる硬貨幅の値が異なるように、二値化のための基準値及び第１の所定個数を設定する。
【０００８】
このようにして読取対象物の識別を行うことにより、特徴抽出等の複雑な画像処理を行う必要がなくなる。従って、特に高速ＣＰＵを使わなくても、読取対象物の識別処理に要する時間を短縮することができる。また、読取対象物の画像データを大容量の画像メモリに取り込む必要もなくなる。このように高速ＣＰＵや大容量の画像メモリを使わなくて済むため、コスト削減を図ることができる。
【０００９】
好ましくは、処理データ設定手段は、前回設定した処理データが第１のデータの場合、二値化手段により二値化されたデータが第２の所定個数連続して第２のデータのとき、処理データを第２のデータに設定し、前回設定した処理データが第２のデータの場合、二値化手段により二値化されたデータが第１の所定個数連続して第１のデータのとき、処理データを第１のデータに設定する。
【００１０】
例えば、前回設定した処理データが「０」の場合、二値化データが第２の所定個数連続して「１」のときは、処理データを「１」に設定し、そうでないときは処理データを「０」に設定する。また、前回設定した処理データが「１」の場合、二値化データが第１の所定個数連続して「０」のときは、処理データを「０」に設定し、そうでないときは処理データを「１」に設定する。つまり、前回設定した処理データが「０」の場合、二値化データが「１」であっても、その「１」が第２の所定個数連続しないときは、処理データは「０」に設定される。従って、例えば撮像面に付いたゴミ等が撮像されて、二値化データが瞬間的に「１」となっても、その「１」が第２の所定個数続かない限りは無視されることになるため、ゴミ等を読取対象物の一部と誤認識することが防止される。
【００１１】
この場合、好ましくは、幅算出手段は、第２の所定個数から第１の所定個数を減じた値を初期値として、処理データ設定手段で設定された第２のデータの個数を積算する。処理データ設定手段では、第１のデータ及び第２のデータの連続性を見て処理データを設定するため、処理データ設定手段で設定された第２のデータの個数から求められる読取対象物の幅は、実際の読取対象物の幅と若干異なることがある。そこで、上記のような初期値を設定して第２のデータの個数を積算することにより、読取対象物の幅がほぼ正確な値として得られるようになる。これにより、特に径の小さな読取対象物の識別において有利となる。
【００１２】
また、好ましくは、処理データ設定手段は、読取対象物の領域に応じて第１の所定個数の値を変更して処理する。これにより、読取対象物とこれに類似する物とで、処理データ設定手段で設定される処理データのパターンの違いをより明確にすることが可能となるため、読取対象物の識別が行いやすくなる。
【００１３】
このとき、好ましくは、第１の所定個数の値は、読取対象物の中心部に対応する処理と読取対象物の端部に対応する処理とで異なっている。この場合には、例えば同じ径を有する５００円硬貨と５００ウォン硬貨とで、処理データ設定手段で設定される処理データのパターンの違いを十分に出すことができる。
【００１４】
さらに、好ましくは、幅算出手段で求めた読取対象物の幅データに基づいて、読取対象物の種類及び真偽を判定する判定手段を更に備える。これにより、読取対象物の幅の読み取りだけでなく、読取対象物の種類及び真偽の判定が自動的に行われるので、ユーザー等の負担を軽減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る読取装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る読取装置の一実施形態を示す概略構成図である。同図において、読取装置１は、銀行用ＡＴＭや卓上機等の硬貨搬送部に組み込まれ、硬貨２の判別・識別を行う装置である。
【００１７】
読取装置１はケース３を有し、このケース３の上面に形成された開口部には、サファイアガラス等からなる窓ガラス４が配置されている。また、ケース３の上面には、搬送路５が窓ガラス４を挟むように配置されている。搬送路５の上部には、硬貨２を矢印方向に搬送するためのベルトコンベア６が配置されている。搬送路５の両側には、図２に示すように、硬貨２の搬送中に硬貨２が搬送路５の外側にはみ出るのを防ぐための規制ガイド７が配置されている。
【００１８】
ケース３の内部における窓ガラス４の近傍には、ベルトコンベア６によって搬送される硬貨２の表面を下方より照らすための照明用光源８が配置されている。この照明用光源８は、例えば硬貨２の搬送方向に対して垂直な方向に配列された複数対のＬＥＤで構成されている（図２参照）。
【００１９】
また、ケース３の内部における照明用光源８の下方には、硬貨２で反射した光を所定の方向に反射させる光学ミラー９，１０と、光学ミラー１０で反射した光を結像させる結像レンズ１１と、この結像レンズ１１によって結像された硬貨２の表面の像を撮像する撮像素子１２とが配置されている。撮像素子１２は、例えばラインイメージセンサである。
【００２０】
さらに、ケース３の内部には硬貨識別部１３が配置されている。硬貨識別部１３は、撮像素子１２により形成された硬貨２の画像データを入力し、硬貨２の識別処理を行う。このような硬貨識別部１３による硬貨識別処理の手順を図３に示す。
【００２１】
図３において、まず撮像素子１２によって得られた走査方向の画像データを入力し、図４に示すような各走査ラインＬにおける硬貨２の幅Ｗを求める（手順５１）。
【００２２】
図５は、一つの走査ラインＬにおける硬貨２の幅Ｗを求める処理手順の詳細を示すフローチャートである。同図において、まず初期設定として、処理データを全て「０」とする（手順６１）。ここで、処理データとは、直径が等しい５００円硬貨（図６（ａ）参照）と５００ウォン硬貨（図６（ｂ）参照）とが識別可能となるように、後述する二値化データを補正したデータである。
【００２３】
続いて、撮像素子１２の画素データ（画像アナログデータ）をＡ／Ｄ変換し、画像デジタルデータを生成する（手順６２）。続いて、画像デジタルデータと所定の基準値（二値化閾値）とを比較することにより、画像デジタルデータを「０」と「１」に二値化する（手順６３）。なお、「０」は黒データであり、「１」は白データである。
【００２４】
次いで、前回設定した処理データが「０」かどうかを判断する（手順６４）。このとき、前回設定した処理データが「０」のときは、二値化データがｋ個連続して「１」かどうかを判断する（手順６５）。そして、二値化データがｋ個連続して「１」のときは、処理データを「１」に設定し（手順６６）、そうでないときは処理データを「０」に設定する（手順６７）。
【００２５】
一方、手順６４で、前回設定した処理データが「０」でなく「１」と判断されたときは、二値化データがｍ個連続して「０」かどうかを判断する（手順６８）。そして、二値化データがｍ個連続して「０」のときは、処理データを「０」に設定し（手順６９）、そうでないときは処理データを「１」に設定する（手順７０）。
【００２６】
ここで、二値化閾値及びｋ，ｍの値は、図２に示すような硬貨２の向きにかかわらず、５００円硬貨と５００ウォン硬貨とで処理データのパターンに違いが生じるように設定されている。また、両者の処理データのパターンの違いをより鮮明にすべく、ｍの値は、硬貨２の中心部に対応する部分の処理と硬貨２の周縁部に対応する部分の処理とで異なるように設定されている。なお、このような設定条件は、予め実験等を行うことで導き出される。
【００２７】
次いで、処理データが「０」から「１」に変化したかどうかを判断し（手順７１）、処理データが「０」から「１」に変化したときは、カウンタの値（初期値）を「ｋ−ｍ」に設定する（手順７２）。そして、カウンタをリセットして、処理データにおける連続した「１」の個数のカウントを開始する（手順７３）。
【００２８】
一方、手順７１で、処理データが「０」から「１」に変化していないと判断されたときは、処理データが引き続き「１」であるかどうかを判断する（手順７４）。そして、処理データが引き続き「１」のときは、連続した「１」の個数のカウントをそのまま継続し（手順７５）、処理データが引き続き「１」でないときは、処理データが「１」から「０」に変化したかどうかを判断する（手順７６）。このとき、処理データが「１」から「０」に変化したと判断されたときは、連続した「１」の個数のカウントを停止する（手順７７）。また、処理データが「１」から「０」に変化していない、つまり処理データが引き続き「０」であると判断されたときは、何も処理を行わない。
【００２９】
次いで、一つの走査ラインの全ての画像データについて処理データの設定が終了したかどうかを判断する（手順７８）。このとき、全ての画像データについての処理データの設定が未だ終了していないと判断されたときは、ｍの値を変更するタイミングか、つまり硬貨２の周縁部に対応する部分の処理から硬貨２の中心部に対応する部分の処理に切り替わったか、或いは硬貨２の中心部に対応する部分の処理から硬貨２の周縁部に対応する部分の処理に切り替わったかどうかを判断する（手順７９）。そして、ｍの値を変更するタイミングのときは、ｍの値を、硬貨の中心部または周縁部に対応する部分の処理に用いる値に変更し、手順６４に戻り（手順８０）、ｍの値を変更するタイミングでないときは、そのまま手順６４に戻る。
【００３０】
一方、手順７８で、一つの走査ラインの全ての画像データについての処理データの設定が終了したときは、上記の連続した「１」のカウント数から、その走査ラインにおける硬貨２の幅Ｗを求める（手順８１）。
【００３１】
以上の硬貨幅の算出処理において、上記の手順６８〜７０により、前回設定した処理データが「１」の場合には、二値化データとして「０」がｍ個連続するときのみ、処理データが「０」に設定される。このため、二値化データ群における硬貨２に相当する部分に「０」があっても、その「０」がｍ個続かない限り、処理データは「１」に設定される。
【００３２】
また、上記の手順６５〜６７により、前回設定した処理データが「０」の場合には、二値化データとして「１」がｋ個連続するときのみ、処理データが「０」に設定される。このため、例えば撮像面である窓ガラス４にゴミ等が付いた場合、硬貨２が窓ガラス４まで搬送される前に、ゴミ等が撮像されることで二値化データとして不要な「１」が立っても、その「１」がｋ個続かない限り、処理データは「０」に設定される。従って、窓ガラス４に付着したゴミ等が、硬貨２の一部として誤認識されることは無い。
【００３３】
また、そのように処理データは「０」、「１」の連続性を見て設定されるものであるため、ｋの値とｍの値とが異なっていると、処理データにおける連続した「１」の数が、硬貨幅に対応する「１」の数と異なることがある。これに対し本処理では、上記の手順７２によりカウンタの値を「ｋ−ｍ」に設定してから、処理データにおける連続した「１」の数をカウントするので、連続した「１」のカウント数（積算値）は、硬貨幅に対応する「１」の数に一致するようになる。従って、一つの走査ラインにおける硬貨幅を高精度に求めることができる。
【００３４】
図７は、二値化データ及び処理データの一例を示したものであり、ｋの値は「２」、ｍの値は「４」に設定されている。このとき、カウンタの値を「−２（ｋ−ｍ）」に設定した後に、処理データの「１」の数がカウントされるので、処理データにおける「１」の数が２２個であるにもかかわらず、「１」のカウント数は２０個となり、硬貨幅に相当する「１」の数に合致する。
【００３５】
図３に戻り、上述した硬貨幅の算出処理を全ての走査ラインについて実行し（手順５１）、走査ライン毎の硬貨幅データの分布（図９参照）を生成する。そして、その硬貨幅データの分布に基づいて、硬貨２の金種及び真偽の判定を行う（手順５２）。
【００３６】
以上のような硬貨識別部１３において、図５に示す手順６２，６３は、撮像手段１２により形成された読取対象物２の画像データを第１のデータと第２のデータとに二値化する二値化手段を構成する。同手順６１，６４〜７０，７９，８０は、第１のデータが第１の所定個数連続するときは、該データを処理したこの処理データを第１のデータに設定し、第１のデータが第１の所定個数連続するものでないときは、該データを処理したこの処理データを第２のデータに設定する処理データ設定手段を構成する。同手順７１〜７８，８１は、処理データ設定手段で設定された処理データにおける第２のデータの個数を積算して、読取対象物２の幅を求める幅算出手段を構成する。また、図３に示す手順５２は、幅算出手段で求めた読取対象物２の幅データに基づいて、読取対象物２の種類及び真偽を判定する判定手段を構成する。
【００３７】
次に、硬貨識別部１３によって５００円硬貨と５００ウォン硬貨を識別処理したときの様子を比較して説明する。
【００３８】
まず、５００円硬貨の画像アナログデータをＡ／Ｄ変換することで、図８（ａ）に示すような画像デジタルデータが得られる。ここで、図８（ａ）は、図６（ａ）に示す５００円硬貨画像Ｉｙの走査ラインＬｙにおける画像データを示したものである。図８（ａ）の縦軸は白黒レベルを示しており、白レベルが高くなっている領域が５００円硬貨に相当する部分である。
【００３９】
このような画像データを二値化閾値と比較することで、図８（ｂ）に示すような二値化データが得られる。そして、この二値化データに対して図５に示す手順６４〜７０の処理を行うことで、図８（ｃ）に示すような処理データが得られる。
【００４０】
このとき、図８（ｂ）に示す二値化データにおいて、「０」から「１」に変化したときは、必ずその「１」がｋ個以上連続し、また「１」から「０」に変化しても、その「０」がｍ個以上連続することはない。従って、二値化データから得られる処理データとしては、図８（ｃ）に示すように、「１」パルスを一つだけ有するものとなる。
【００４１】
そして、このような処理データにおける「１」の個数をカウントすることで、５００円硬貨画像Ｉｙの走査ラインＬｙにおける硬貨幅が得られる。
【００４２】
以上のような硬貨幅の算出は、５００円硬貨画像Ｉｙの全ての走査ラインＬｙについて行われる。これにより、図９に示すような走査ライン毎の硬貨幅データの分布が得られる。なお、図９の縦軸は、５００円硬貨画像Ｉｙに対応する走査ラインを示し、図９の横軸は、各走査ラインにおける硬貨幅を示している。図９から分かるように、５００円硬貨の中心部を通る走査ラインにおける硬貨幅データに多少のデータ抜けが見られるが、硬貨幅は各走査ラインに応じてほぼ適正に変化している。
【００４３】
一方、５００ウォン硬貨の画像アナログデータをＡ／Ｄ変換することで、図１０（ａ）に示すような画像デジタルデータが得られる。ここで、図１０（ａ）は、図６（ｂ）に示す５００ウォン硬貨画像Ｉｗの走査ラインＬｗにおける画像データを示したものである。
【００４４】
このような画像データを二値化閾値と比較することで、図１０（ｂ）に示すような二値化データが得られる。そして、この二値化データに対して図５に示す手順６４〜７０の処理を行うことで、図１０（ｃ）に示すような処理データが得られる。
【００４５】
このとき、図１０（ｂ）に示す二値化データにおいて、「０」から「１」に変化したときに、その「１」がｋ個以上連続しない部分があり、また「１」から「０」に変化したときに、その「０」がｍ個以上連続する部分がある。従って、二値化データから得られる処理データとしては、図１０（ｃ）に示すように、「１」のデータ抜けによって「１」パルスを複数有するものとなる。
【００４６】
そして、このような処理データにおける「１」の個数をカウントすることで、５００ウォン硬貨画像Ｉｗの走査ラインＬｗにおける硬貨幅が得られる。このとき、複数の「１」パルスの中で、例えば最後に得られた「１」パルスのカウント数が、走査ラインＬｗにおける硬貨幅として選択される。
【００４７】
以上のような硬貨幅の算出を５００ウォン硬貨画像Ｉｗの全ての走査ラインＬｗについて行うことで、図１１に示すような走査ライン毎の硬貨幅データの分布が得られる。図１１から分かるように、５００ウォン硬貨の中心部を通る走査ラインにおける硬貨幅データの大部分にデータ抜けが発生している。また、硬貨幅の最大値が、図９に示す５００円硬貨の硬貨幅の最大値よりも小さくなっている。
【００４８】
このように５００円硬貨と５００ウォン硬貨とで走査ライン毎の硬貨幅データの分布が全く異なるので、５００円硬貨と５００ウォン硬貨との判別が確実に行える。
【００４９】
以上のように本実施形態にあっては、二値化データにおける「０」、「１」の所定の連続性に応じた処理データを生成し、この処理データから硬貨２の幅を求めると共に、硬貨幅情報に基づいて硬貨２の金種・真偽判定を行うので、特徴抽出等といった複雑な画像処理が不要となる。従って、硬貨２の識別処理に要する時間が短縮化される。これにより、処理スピードを上げるために高価な高速ＣＰＵを使用しなくてすむ。また、高価な大容量画像メモリに画像データを取り込む必要もない。従って、読取装置１のコストを大幅に削減できる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、処理データにおける「１」の個数をカウントして硬貨幅データを得るものとしたが、データの「０」と「１」とを反転させて、処理データにおける「０」の個数をカウントしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態の読取装置１は、５００円硬貨を識別するものであるが、本発明は、他の硬貨の識別を行うものにも適用可能である。また、本発明は、そのような硬貨には限定されず、メダル等の識別にも適用できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、第１のデータが第１の所定個数連続するとき、該データを処理したこの処理データを第１のデータに設定し、第１のデータが第１の所定個数連続するものでないとき、該データを処理したこの処理データを第２のデータに設定し、その第２のデータの個数を積算して読取対象物の幅を求めるので、読取対象物の読み取り処理を高速にかつ安価で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る読取装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す硬貨の搬送経路を示す平面図である。
【図３】硬貨識別部による硬貨識別処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】硬貨画像の走査ラインを示す図である。
【図５】図３に示す各走査ラインにおける硬貨幅の算出処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図６】５００円硬貨画像及び５００ウォン硬貨画像を示す図である。
【図７】二値化データ及び処理データの一例を示す表である。
【図８】５００円硬貨を撮像したときの画像データ、二値化データ、処理データの一例を示す図である。
【図９】５００円硬貨を撮像したときの走査ライン毎の硬貨幅データの分布の一例を示す図である。
【図１０】５００ウォン硬貨を撮像したときの画像データ、二値化データ、処理データの一例を示す図である。
【図１１】５００ウォン硬貨を撮像したときの走査ライン毎の硬貨幅データの分布の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…読取装置、２…硬貨（読取対象物）、１２…撮像素子（撮像手段）、１３…硬貨識別部（二値化手段、処理データ設定手段、幅算出手段、判定手段）。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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