(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬貨、或いはメダルなどの円形の媒体を読み取って得られる画像中における該媒体画像の直径、及び中心位置を検出するために、
前記画像を構成する画素を単位として、第１の方向上に存在する前記媒体画像の縁をサーチするための２つの起点の初期位置を前記媒体画像を挟むように対向する位置に決定し、前記起点を第１の方向と交差する第２の方向に順次、移動させながら、前記初期位置毎に該媒体画像の縁を１つずつ検出し、該初期位置毎に検出した前記媒体画像の２つの縁の位置から、該媒体画像の直径、及び中心位置を特定する方法であって、
前記媒体画像の縁の検出は、前記媒体を読み取って得られた画像を構成する画素の値の分布から該媒体画像を表す画素と判定するうえでの閾値を設定し、該閾値を画素の値と比較することで行うものであり、２つの初期位置での第１及び第２の方向をそれぞれ反対方向にしてサーチを行い、前記初期位置毎に初めて閾値以上となった画素をそれぞれの縁として特定することを特徴とする媒体位置検出方法。
【請求項２】
前記第１の方向上のサーチは、先ず、予め定めた画素数おきに前記媒体画像を表す画素を探すサーチを行い、該画素数おきのサーチで前記媒体画像を表す画素を検出した場合に、該検出した画素付近を調べて該媒体画像の縁を特定することで行う、ことを特徴とする請求項１記載の媒体位置検出方法。
【請求項３】
硬貨、或いはメダルなどの円形の媒体を読み取って該媒体の直径、及び中心位置を検出し、これを基に、前記媒体の認識を行う装置であって、
前記媒体の画像を読み取る媒体読取手段と、
前記媒体読取手段が読み取った画像を対象に、第１の方向上をサーチするための２つの起点の初期位置を前記媒体画像を挟むように対向する位置に決定し、前記第１の方向と交差する第２の方向に前記起点を順次、移動させながら第１の方向上に存在する該媒体画像の縁を前記初期位置毎に１つずつ検出を行う縁検出手段と、
前記縁検出手段が前記初期位置毎に検出した前記媒体画像の２つの縁の位置から該媒体画像の直径、及び中心位置を特定する位置特定手段と、
前記位置特定手段が特定した直径、及び中心位置を基に、前記媒体の認識を行う媒体認識手段と、を具備し、
前記縁検出手段は、前記媒体を読み取って得られた画像を構成する画素の値の分布から該媒体画像を表す画素と判定するうえでの閾値を設定し、該閾値を画素の値と比較することで縁の検出を行うものであり、２つの初期位置での第１及び第２の方向をそれぞれ反対方向にしてサーチを行い、前記初期位置毎に初めて閾値以上となった画素をそれぞれの縁として特定することを特徴とする媒体認識装置。
【請求項４】
前記縁検出手段は、前記第１の方向上のサーチを行う際に、先ず、予め定めた画素数おきに前記媒体画像を表す画素を探すサーチを行い、該画素数おきのサーチで前記媒体画像を表す画素を検出した場合に、該検出した画素付近を調べて該媒体画像の縁を特定するものであることを特徴とする請求項３記載の媒体認識装置。
【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、或いはメダルなどの模様が形成された円形の媒体を読み取って得られる画像全体のなかにおけるその媒体画像の直径、及び中心位置をより迅速に検出できるようにするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、日本の５００円硬貨に類似し、且つそれよりも価値の低い外国の硬貨を使って自動販売機の釣り銭を盗む犯罪が多発している。その犯罪のために使用されている外国の硬貨は様々であるが、最も多いのはドリル等で表面または裏面を削って重さを５００円硬貨と同等にした韓国の５００Ｗｏｎ硬貨である。そのような偽の硬貨は自動販売機以外の貨幣処理装置でも混入しているケースが増えてきている。
そのような犯罪を防ぐためには、硬貨に刻印された模様を読み取ってその認識を行うのが有効である。媒体認識装置は、その認識を行うために、貨幣処理装置などに搭載されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
硬貨の認識を行うためには、読み取った画像全体のなかから、硬貨の画像の直径や中心位置を正確に求める必要がある。従来の媒体認識装置は、２つの方向から、全ての行で硬貨（媒体）の幅（縁から縁までの間隔）を検出し、各方向別に最も幅が大きかった行を特定し、その特定した行での幅を硬貨の直径として検出し、その直径の中心を中心位置として検出していた。そのように、読み取った画像全体をスキャンするようにして硬貨の画像の直径、及び中心位置を検出していたため、その直径、及び中心位置の検出に長い時間がかかるという問題点があった。
なお、直径、及び中心位置の検出に長い時間がかかると、それに伴い、硬貨の投入から認識を完了するまでに要する時間も長くなる。このことから、認識を完了するまでの時間を短縮するためにも、それらの検出をより迅速に行えるようにすることが望まれていた。
本発明は、媒体を読み取って得られる画像全体のなかでのその媒体画像の直径、及び中心位置の検出をより迅速に行えるようにするための技術を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の媒体位置検出方法は、硬貨、或いはメダルなどの円形の媒体を読み取って得られる画像中における該媒体画像の直径、及び中心位置を検出するために、前記画像を構成する画素を単位として、第１の方向上に存在する前記媒体画像の縁をサーチするための２つの起点の初期位置を前記媒体画像を挟むように対向する位置に決定し、前記起点を第１の方向と交差する第２の方向に順次、移動させながら、前記初期位置毎に該媒体画像の縁を１つずつ検出し、該初期位置毎に検出した前記媒体画像の２つの縁の位置から、該媒体画像の直径、及び中心位置を特定する方法であって、前記媒体画像の縁の検出は、前記媒体を読み取って得られた画像を構成する画素の値の分布から該媒体画像を表す画素と判定するうえでの閾値を設定し、該閾値を画素の値と比較することで行うものであり、２つの初期位置での第１及び第２の方向をそれぞれ反対方向にしてサーチを行い、前記初期位置毎に初めて閾値以上となった画素をそれぞれの縁として特定する。
なお、上記の手順において、第１の方向上のサーチは、先ず、予め定めた画素数おきに媒体画像を表す画素を探すサーチを行い、該画素数おきのサーチで媒体画像を表す画素を検出した場合に、該検出した画素付近を調べて該媒体画像の縁を特定することで行う、ことが望ましい。
本発明の媒体認識装置は、硬貨、或いはメダルなどの円形の媒体を読み取って該媒体の直径、及び中心位置を検出し、これを基に、前記媒体の認識を行う装置であって、前記媒体の画像を読み取る媒体読取手段と、前記媒体読取手段が読み取った画像を対象に、第１の方向上をサーチするうえでの２つの起点の初期位置を前記媒体画像を挟むように対向する位置に決定し、前記第１の方向と交差する第２の方向に前記起点を順次、移動させながら第１の方向上に存在する該媒体画像の縁を前記初期位置毎に１つずつ検出を行う縁検出手段と、前記縁検出手段が前記初期位置毎に検出した前記媒体画像の２つの縁の位置から該媒体画像の直径、及び中心位置を特定する位置特定手段と、前記位置特定手段が特定した直径、及び中心位置を基に、前記媒体の認識を行う媒体認識手段と、を具備し、前記縁検出手段は、前記媒体を読み取って得られた画像を構成する画素の値の分布から該媒体画像を表す画素と判定するうえでの閾値を設定し、該閾値を画素の値と比較することで縁の検出を行うものであり、２つの初期位置での第１及び第２の方向をそれぞれ反対方向にしてサーチを行い、前記初期位置毎に初めて閾値以上となった画素をそれぞれの縁として特定することで縁の検出を行うものである。
なお、上記の構成において、前記縁検出手段は、前記第１の方向上のサーチを行う際に、先ず、予め定めた画素数おきに前記媒体画像を表す画素を探すサーチを行い、該画素数おきのサーチで前記媒体画像を表す画素を検出した場合に、該検出した画素付近を調べて該媒体画像の縁を特定するものである、ことが望ましい。
【０００５】
本発明では、硬貨、或いはメダルなどの円形の媒体を読み取って得られる画像中における媒体画像の直径、及び中心位置を、第１の方向上に存在する媒体画像の縁をサーチするうえでの起点を該第１の方向と交差する第２の方向に順次、移動させながら、該媒体画像の縁を検出するための起点の初期位置を偶数個、決定し、その決定した偶数個の初期位置のなかで対向する位置関係にある２つの初期位置での第１及び第２の方向をそれぞれ反対方向にしてサーチを行うことにより、初期位置毎に媒体画像の縁を検出し、初期位置毎に検出した媒体画像の縁の位置から特定する。
そのようにして媒体画像の縁を検出する場合、その縁を検出するためにサーチする領域が非常に小さくなる。その結果、その縁をより迅速に検出することが可能となる。それに伴い、縁の位置から求める媒体画像の直径、及び中心位置もより迅速に検出することが可能となる。それを媒体認識装置に適用した場合には、媒体画像の直径、及び中心位置の検出にかかる時間の迅速化に伴い、媒体の認識も迅速化されることになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
図１は、本実施の形態による媒体認識装置の構成を示す図である。
その媒体認識装置は、例えば自動販売機などの貨幣処理装置に搭載されたものであり、図１に示すように、認識の対象とする硬貨（媒体）１１に光を照射する複数のＬＥＤ１２と、そのＬＥＤ１２で光を照射することで生じる媒体１１からの反射光を集光するレンズ１３と、そのレンズ１３によって集光された反射光が入射されるイメージセンサー１４と、そのイメージセンサー１４を駆動して、媒体１１からの反射光が入射されることによってイメージセンサー１４により取り込まれた濃淡画像データを出力する濃淡画像出力部１５と、その濃淡画像データに対する前処理を行う前処理部１６と、その前処理部１６が前処理を行った濃淡画像データを対象にして、そのなかにおける媒体１１の画像の直径、及び中心位置を算出する中心／直径算出部１９と、その算出部１９が算出した直径、及び中心位置を用いて、前処理部１６が前処理を行った濃淡画像データから媒体１１の認識を行う認識部２０と、を備えて構成されている。
上記前処理部１６は、濃淡画像出力部１５から入力した濃淡画像データに対するシェーディング補正を行うシェーディング補正部１７、及びその補正部１７がシェーディング補正を施した後の濃淡画像データを構成する画素の値の分布から、パーセンタイル法を用いて媒体１１の画像を表していると見なす画素の値の閾値を決定するパーセンタイル閾値決定部１８を備えている。
【０００７】
以上の構成において動作を説明する。
認識の対象とする硬貨１１は、例えば貨幣処理装置の利用者が投入したものである。その利用者が投入した硬貨１１にＬＥＤ１２から光を照射し、レンズ１３を介してそれからの反射光をイメージセンサー１４に入射させることにより、その画像を取り込み、その取り込んだ画像を対象にして硬貨１１の認識を行うようになっている。
イメージセンサー１４に取り込まれた画像は濃淡画像出力部１５から濃淡画像データとして前処理部１６に出力される。その前処理部１６は、その濃淡画像データに対して、シェーディング補正部１７によりシェーディング補正などの処理を施して中心／直径算出部１９、及び認識部２０に出力する。その算出部１９には、パーセンタイル閾値決定部１８がパーセンタイル法を用いて決定した、媒体１１の画像を表していると見なす画素の値の閾値も出力する。その閾値は、具体的には、シェーディング補正部１７がシェーディング補正などを施した後の濃淡画像データを構成する画素のなかで、値が下から２５％以下のものを区別するためのものである。
そのように、閾値をイメージセンサー１４により取り込んだ画像別に設定すると、硬貨１１に対する照明の強さやその汚れなどによる影響を排除することができるようになる。その結果、濃淡画像データ中における硬貨１１の画像データの直径や中心座標もより高精度に検出できるようになり、認識率の低下も抑えられるようになる。
【０００８】
図２は、イメージセンサーにより取り込まれた画像データのイメージを説明する図である。その図２において、２１はイメージセンサー１４により取り込まれた画像データ、２２はその画像データ中で硬貨１１を表す部分の画像データ（以降、硬貨画像データと呼ぶ）である。その図２から明らかなように、本実施の形態では、イメージセンサー１４により取り込んだ画像データをＸＹ座標系で表現する平面画像データとして扱っている。
図２に示すような画像データ２１を対象にして、中心／直径算出部１９は、以下のようにして硬貨画像データの直径、及びその中心位置（座標）を算出している。図３、及び図４に示す説明図を参照しつつ、詳細に説明する。なお、図３及び図４は、硬貨画像データの縁の検出方法を説明する図である。図３は、Ｘ軸上の中心座標を検出する場合のものであり、図４は、Ｙ軸上の中心座標を検出する場合のものである。
Ｘ軸上の中心座標を算出するために必要な硬貨画像データ２２の縁は、Ｙ軸に沿った方向上に存在するその縁（に対応する画素）を探すためのサーチを行ううえでの起点をＸ軸に沿って順次、移動させながら検出する。図３中のａ、及びｂは、その起点の初期位置を表している。それら初期位置ａ、ｂは、図３に示すように、硬貨画像データ２２を挟む形で対向する位置関係となっている。それにより、初期位置ａからのサーチは、Ｙ軸上の正方向に向かって（Ｘ軸上の位置は変えずにＹ軸上の位置だけをその正方向に変化させながら）縁を探すサーチの起点をＸ軸の正方向に順次、移動させながら行う。他方の初期位置ｂからのサーチはその逆に、Ｙ軸上の負方向に向かって縁を探すサーチの起点をＸ軸の負方向に順次、移動させながら行う。
そのサーチは、パーセンタイル閾値決定部１８が決定した閾値と画素の値を比較しながら行う。そのようなサーチをＹ軸上の正方向に向かって行った結果、縁を検出できなければ、言い換えれば値が閾値以上の画素が存在していなければ、起点をＸ軸に沿って移動させた後、そのサーチを再度、行う。そのようにして、硬貨画像データ２２の縁を検出するまで、起点を順次、移動させながら、Ｙ軸に沿った方向上のサーチを行う。
本実施の形態では、そのサーチをより高速化するために、Ｙ軸に沿った方向上のサーチは予め定めた数の画素をとばして行っている。それにより、閾値以上の画素が見つかると、その画素から戻る方向に閾値以上となっている画素のつながりを調べることで初めて閾値以上となった画素を特定し、その画素からＹ軸に沿った方向上に所定数以上、その閾値以上の画素が連なっていれば、その特定した画素を縁として検出する。所定数以上、閾値以上の画素が連なっていなければ、特定した画素は縁と検出せず、更にサーチを続ける。その結果、縁に対応する画素を検出できなければ、起点を移動させてから、再度、サーチを行う。なお、Ｙ軸に沿った方向上ではなく、Ｘ軸に沿った方向上に起点を移動させる際に予め定めた画素数をとばしても良い。当然のことながら、それらを組み合わせても良い。そのようにして画素をとばした形でのサーチには、局所的に発生したノイズを処理に取り込んでしまう可能性を低減できるという効果もある。
【０００９】
図３の３１は、上述したようにして行う初期位置ａからのサーチによって硬貨画像データ２２の縁として検出した画素、同図３２は、初期位置ｂからのサーチによって硬貨画像データ２２の縁として検出した画素、同図３３は、それら画素３１、３２の座標から算出されるＸ軸上の中心座標をそれぞれ表している。
その図３から明らかなように、上述したようにして初期位置ａ、ｂからのサーチを行って硬貨画像データ２２の縁を検出することで、その硬貨画像データ２２の直径に対応する縁を検出することになる。その検出のためにサーチするのは画像データ２１の一部だけである。このため、その画像データ２１全体をサーチしていた従来と比較して、精度を低下させることなく、より短時間で直径、及びＸ軸上の中心座標（位置）３３を検出できるようになる。その結果、認識全体にかかる時間も短縮することになる。
中心／直径算出部１９は、上述したようにして検出した画素３１、３２の各座標から、硬貨画像データ２２のＸ軸上の中心座標３３を算出する。その算出は、画素３１の座標を（Ｘ01，Ｙ01）、画素３２のそれを（Ｘ11，Ｙ11）、Ｘ軸上の中心座標３３をＸ1 とすると、Ｘ1 ＝（Ｘ01＋Ｘ11）／２により算出する。
一方、Ｙ軸上の中心座標を算出するために必要な硬貨画像データ２２の縁は、図４に示すように、Ｘ軸に沿った方向上に存在するその縁（に対応する画素）を探すためのサーチを行ううえでの起点をＹ軸に沿って順次、移動させながら検出する。本実施の形態では、その初期位置はＸ軸上の中心座標を算出するために硬貨画像データの縁を検出するためのものと同じとしている。それにより、初期位置ａからのサーチは、Ｘ軸上の正方向に向かって（Ｙ軸上の位置は変えずにＸ軸上の位置だけをその正方向に変化させながら）縁を探すサーチの起点をＹ軸の正方向に順次、移動させながら行う。他方の初期位置ｂからのサーチはその逆に、Ｘ軸上の負方向に向かって縁を探すサーチの起点をＹ軸の負方向に順次、移動させながら行う。そのサーチの具体的な方法はＸ軸上の中心座標３３を算出するために硬貨画像データの縁を検出する場合と同様である。
【００１０】
図４の４１は、初期位置ａから向きを変えたサーチによって硬貨画像データ２２の縁として検出した画素、同図４２は、初期位置ｂから向きを変えたサーチによって硬貨画像データ２２の縁として検出した画素、同図４３は、それら画素４１、４２の座標から算出されるＹ軸上の中心座標をそれぞれ表している。
その図４から明らかなように、初期位置ａ、ｂから向きを変えてのサーチを行って硬貨画像データ２２の縁を検出しても、その硬貨画像データ２２の直径に対応する縁を検出することになる。その検出のためにサーチするのは画像データ２１の一部だけである。このため、その画像データ２１全体をサーチしていた従来と比較して、精度を低下させることなく、より短時間で直径、及びＹ軸上の中心座標（位置）４３を検出できるようになる。その結果、認識全体にかかる時間も短縮することになる。
中心／直径算出部１９は、上述したようにして検出した画素４１、４２の各座標から、硬貨画像データ２２のＹ軸上の中心座標を算出する。その算出は、画素４１の座標を（Ｘ21，Ｙ21）、画素４２のそれを（Ｘ31，Ｙ31）、Ｙ軸上の中心座標４３をＹ1 とすると、Ｙ1 ＝（Ｙ21＋Ｙ31）／２により算出する。
一方、硬貨画像データ２２の直径ｒについては、中心／直径算出部１９は以下の式により算出している。
ｒ＝（（Ｘ11−Ｘ01）2 ＋（Ｙ11−Ｙ01）2 ）0.5       ・・・  （１）
認識部２０は、特徴抽出法、或いはパターンマッチング法などの手法により硬貨１１の認識を行うものである。中心／直径算出部１９が算出した直径ｒから硬貨１１の認識に用いるパターンを特定し、それが算出した中心座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ）を基に、特定したパターンを硬貨画像データ２２と比較することにより、硬貨１１を認識する。媒体認識装置を搭載した貨幣処理装置には、その認識結果を通知する。
【００１１】
なお、本実施の形態では、硬貨１１を認識の対象とする媒体としているが、その媒体は硬貨１１でなくとも良い。本発明は、模様が形成された円形の媒体であれば、硬貨１１やメダルなどの種類に係わらず幅広く適用できるものである。
また、起点の初期位置としては、本実施の形態では２カ所（実質的には４カ所）とし、各初期位置から方向を変えた２通りのサーチを行っているが、硬貨画像データ２２の縁を検出するうえでの目的（どの軸上の中心座標を検出するためなのか、など）別に初期位置を決定しても良い。その初期位置の数については、サーチを行っている方向や初期位置によっては２個とし、そこからのサーチはそれぞれ一通りとすることもできる。しかし、直径に対応する縁を検出する必要上、その数は偶数とし、２つの初期位置は硬貨画像データ２２を挟み込む形で対向する位置関係とする必要がある。起点を動かす方向やその起点からサーチを行う方法については、それらは交差していれば良く、必ずしも直交させる必要はない。これらのことから明らかなように、本発明は様々な変形を行うことができるものである。
上述した媒体認識装置、或いはその変形例を実現させるようなプログラム、或いはその一部を実現させるようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、或いは光磁気ディスク等の記録媒体に記録させて配布しても良い。或いは、公衆網等に用いられる伝送媒体を介して、そのプログラムの一部、若しくは全部を配信するようにしても良い。そのようにした場合には、ユーザはプログラムを取得して媒体認識装置にロードすることにより、その媒体認識装置に本発明を適用させることができる。このことから、記録媒体は、プログラムを配信する装置がアクセスできるものであっても良い。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、硬貨、或いはメダルなどの円形の媒体を読み取って得られる画像中における媒体画像の直径、及び中心位置を、第１の方向上に存在する媒体画像の縁をサーチするうえでの起点を該第１の方向と交差する第２の方向に順次、移動させながら、該媒体画像の縁を検出するための起点の初期位置を偶数個、決定し、その決定した偶数個の初期位置のなかで対向する位置関係にある２つの初期位置での第１及び第２の方向をそれぞれ反対方向にしてサーチを行うことにより、初期位置毎に媒体画像の縁を検出し、初期位置毎に検出した媒体画像の縁の位置から特定する。
そのようにして媒体画像の縁を検出する場合、その縁を検出するためにサーチする領域が非常に小さくなる。このため、その縁をより短時間で検出することができる。それにより、縁の位置から求める媒体画像の直径、及び中心位置もより短時間で検出することができる。それを媒体認識装置に適用した場合には、媒体画像の直径、及び中心位置の検出にかかる時間の短縮化に伴い、媒体の認識もより短い時間で行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による媒体認識装置の構成を示す図である。
【図２】イメージセンサーにより取り込まれた画像データのイメージを説明する図である。
【図３】硬貨画像データの縁の検出方法を説明する図である。
【図４】硬貨画像データの縁の検出方法を説明する図である。
【符号の説明】
１１    硬貨（媒体）
１２    ＬＥＤ
１４    イメージセンサー
１５    濃淡画像出力部
１６    前処理部
１７    シェーディング補正部
１８    パーセンタイル閾値決定部
１９    中心／直径算出部
２０    認識部
【図１】
0004691644.tif 000002
【図２】
0004691644.tif 000003
【図３】
0004691644.tif 000004
【図４】
0004691644.tif 000005