(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の明るさの撮像対象の画像を取得可能な画像処理装置を提供する。【解決手段】画像処理装置は、撮像部、制御部２、ＰＣ、及び照明部を含む。撮像部は撮像素子及び駆動回路を含む。制御部はＦＰＧＡ２０、メモリ２１、水晶発振器２２及びゲイン値記憶ＲＯＭ２３を含む。ＦＰＧＡは撮像部から画像デジタル信号を受け取り、所定の画像処理を行った画像データをＰＣに出力する。照明部はＬＥＤなどの発光素子で構成され、ＦＰＧＡの制御により撮像対象物である硬貨に対して光を照射する。光を照射する期間及びタイミングはＦＰＧＡにより制御される。ＦＰＧＡはゲイン値記憶ＲＯＭに記憶されたゲイン値を読み出し、所定のゲイン値で画像データの濃度を変更する処理を行う。【選択図】図３
2017028631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象に対して光を照射する照明部と、
前記撮像対象を撮像し画像データを取得する撮像部と、
前記画像データに対して、予め設定されたゲイン値に基づく濃度調整処理を行う画像処理部と、を備える
画像処理装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記濃度処理調整後の前記画像データを所定のデータフォーマットに変換する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記照明部は、前記撮像対象に対して光を照射する時間を変更可能である
請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記撮像対象が硬貨であり、
前記画像処理部により生成された前記画像データに基づいて前記硬貨の種類を識別する硬貨識別部と、をさらに備える
請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、撮像対象の画像を取得して所定の処理を行う画像処理装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、撮像対象を撮像し、その撮像結果に基づいて所定の画像処理を行い、撮像対象の分析などを行う画像処理装置がある。このような画像処理装置は、例えば、硬貨を撮像対象とする硬貨判別装置などとしても採用される。特許文献１には、ＦＰＧＡを利用して画像処理を行い、イメージフォーマットの変換を行う技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術を採用した場合、撮像対象に照射する撮像光と露光時間を一定にしていたため、取得画像が明るすぎる、または暗すぎるなどの問題が生じることがあり、その結果、撮像対象の判別が不能になることなどがあった。つまり、撮像した画像を所望の明るさにすることなどが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
撮像対象に対して光を照射する照明部（４）と、
前記撮像対象を撮像し画像データを取得する撮像部（１）と、
前記画像データに対して、予め設定されたゲイン値に基づく濃度調整処理を行う画像処理部（制御部２）と、を備える
画像処理装置である。
【０００７】
上記の画像処理装置によれば、所定のゲイン値に基づいて、撮像された画像の画像データに対する濃度調整処理を行っているため、所望の濃度（明るさ）の画像データを生成することができる。これにより、撮像された画像に基づいて行われる撮像対象の種類の判別（例えば硬貨の判別）などをより正確に行うことなどが可能となる。
【０００８】
上記画像処理装置において、好ましくは、
前記画像処理部が、前記濃度処理調整後の前記画像データを所定のデータフォーマットに変換する。
【０００９】
上記構成の画像処理装置によれば、撮像した画像を、所望の濃度（明るさ）かつデータフォーマットの画像データに変換することが可能となる。
【００１０】
上記画像処理装置において、好ましくは、
前記照明部は、前記撮像対象に対して光を照射する時間を変更可能である。
【００１１】
上記構成の画像処理装置によれば、光の照射時間を変更することが可能となり、これにより、光の照射時間の調整と、ゲイン値を利用した濃度調整の双方の組み合わせにより、所望の濃度（明るさ）の画像データをより効果的に生成することが可能となる。
【００１２】
上記画像処理装置において、好ましくは、
前記撮像対象が硬貨であり、
前記画像処理部により生成された前記画像データに基づいて前記硬貨の種類を識別する硬貨識別部（ＰＣ３）と、をさらに備える。
【００１３】
上記構成の画像処理装置によれば、硬貨の種類を正確に識別可能な画像処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像処理装置の構成例を示す図。
【図２】撮像部の構成例を示す図。
【図３】制御部の構成例を示す図。
【図４】画像処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
（１）画像処理装置の構成例
（２）動作例
２．補足事項
【００１６】
＜１．実施形態＞
本実施形態の画像処理装置の特徴のひとつは、撮像した画像の画像データに対してゲイン値を用いた濃度調整を行い、これにより所望の濃度（明るさ）の画像データを取得する点である。なお、本実施形態では撮像対象物が硬貨である例について説明するが、これに限定されるものではない。以下、本実施形態の画像処理装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
＜（１）画像処理装置の構成例＞
図１は、本実施形態の画像処理装置の機能的構成を示す図である。図１に示されるように、画像処理装置は、撮像部１、制御部２、ＰＣ３、及び照明部４を含んで構成される。なお、本実施形態ではこれらの構成全てを含む構成を画像処理装置として説明しているが、画像処理装置は必ずしもこれらの全ての構成を含まなくてもよい。例えば、画像処理装置は、撮像部１及び制御部２のみを含む構成、または、撮像部１、制御部２、及び照明部４を含む構成としてもよい。
【００１８】
＜撮像部１＞
図２は、撮像部１の具体的構成を示す図である。図２に示されるように、撮像部１は、撮像素子１０、及び駆動回路１１を含んで構成される。なお、撮像部１はここに記載のない構成をさらに備えてもよく、例えば撮像素子と撮像対象物との間に光学レンズなどを含んでもよい。
【００１９】
＜撮像素子１０＞
撮像素子１０は、撮像対象物である硬貨などを撮像するよう構成されており、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどで構成される。撮像素子１０と撮像対象物との間には、上記のように光学レンズなどが含まれる場合がある。撮像素子１０と撮像対象物との間には、開閉可能なシャッターなどが含まれてもよい。撮像素子１０は、駆動回路１１の制御により、所定のタイミングで撮像した画像を画像データとして駆動回路１１に出力する。なお、撮像素子１０は、必要に応じて他部材、例えば、カバーガラス等のカバー部材を含んでいてもよい。なお、本願明細書や特許請求の範囲において、「撮像素子」という用語は、カバー部材など他部材を含まない撮像素子だけでなく、カバー部材など他部材を含む撮像素子も意味するものとして使用する。
【００２０】
＜駆動回路１１＞
駆動回路１１は、制御部２から入力される制御信号に基づき撮像素子１０による撮像タイミングを決定して、撮像素子１０を駆動するよう構成される。また、駆動回路１１は、撮像素子１０から画像データを受け取り、この画像データ（画像デジタル信号）を制御部２に対して出力する。
【００２１】
＜制御部２＞
図３は、制御部２の具体的構成を示す図である。図３に示されるように、制御部２は、ＦＰＧＡ２０、メモリ２１、水晶発振器２２、及びゲイン値記憶ＲＯＭ２３を含んで構成される。なお、ＦＰＧＡ２０は、例えばＦＰＧＡではない半導体回路、またはソフトウェアによって実現されるＣＰＵとメモリとの組み合わせなどに置き換えられてもよい。また、メモリ２１とゲイン値記憶ＲＯＭ２３とは、記憶装置として一体的に構成されていてもよい。
【００２２】
＜ＦＰＧＡ２０＞
ＦＰＧＡ２０は、半導体回路であって、制御部２における種々の処理を実行可能に構成される。ＦＰＧＡ２０は、ＰＣ３から制御ソフト信号を受信し、撮像部１に対して制御信号を出力する。また、ＦＰＧＡ２０は、撮像部１から画像デジタル信号（画像データ）を受け取り、所定の画像処理を行った画像データをＰＣ３に出力する。ＦＰＧＡ２０は、メモリ２１に記憶されたソフトウェアまたはファームウェアなどに基づき、必要に応じてゲイン値記憶ＲＯＭ２３に記憶されたゲイン値を参照し、所定の処理を行う。ＦＰＧＡ２０は、水晶発振器２２から入力される所定のクロック信号に基づいて動作する。ＦＰＧＡ２０は、本実施形態の特徴となる画像処理を実行するが、具体的な動作については後述する。
【００２３】
＜メモリ２１＞
メモリ２１は、例えば不揮発性のメモリであって、種々のデータまたは情報を記憶するよう構成される。例えば、メモリ２１は、上記のように、ＦＰＧＡ２０で実行されるソフトウェアまたはファームウェアなどを記憶する。
【００２４】
＜水晶発振器２２＞
水晶発振器２２は、ＦＰＧＡ２０における動作の基準クロックを生成し、この基準クロックをＦＰＧＡ２０に出力するよう構成される。なお、水晶発振器２２は、必ずしも水晶を含む必要はなく、所定の基準クロックを生成可能な構成に置き換えてもよいが、安価で安定的にクロックを生成可能な水晶発振器を利用することが好ましい。また、水晶発振器２２は、ＦＰＧＡ２０と一体的に構成されていてもよいし、画像処理装置の外部に配置されてもよい。
【００２５】
＜ゲイン値記憶ＲＯＭ２３＞
ゲイン値記憶ＲＯＭ２３は、ＦＰＧＡ２０で行われる画像処理に利用されるゲイン値を記憶するよう構成される。ゲイン値記憶ＲＯＭ２３は、製品出荷時に設定されることが好ましいが、製品出荷後にユーザが調整するようにしてもよい。なお、ゲイン値記憶ＲＯＭ２３は、必ずしもＲＯＭ（読み取り専用メモリ）である必要はなく、不揮発性のメモリなどであってもよい。
【００２６】
＜ＰＣ３＞
ＰＣ３は、いわゆる情報処理装置であって、ユーザ操作に基づいて制御部２に対して制御信号を送信し、これに応答した制御部２から画像データ（画像デジタル信号）を受信するよう構成される。ＰＣ３は、受信した画像データに基づいて種々の処理を実行することができ、例えば、撮像対象物である硬貨の種類を判別する処理を行う。すなわち、ＰＣ３は、硬貨の種類を識別する硬貨識別部として機能することがある。ＰＣ３は、必ずしもＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である必要はなく、その他の情報処理装置であってもよい。
【００２７】
＜照明部４＞
照明部４は、例えばＬＥＤなどの発光素子を含んで構成され、制御部２のＦＰＧＡ２０の制御により、撮像対象物である硬貨に対して光を照射するよう構成される。光を照射する期間（時間的長さ）、及びタイミングは、ＦＰＧＡ２０により制御される。
【００２８】
＜（２）動作例＞
次に、本実施形態の画像処理装置における画像処理の具体的動作について、図４を参照しながら説明する。図４は、画像処理の流れを示すフローチャートである。
【００２９】
＜Ｓ１００〜Ｓ１１０＞
例えば、ユーザが硬貨の判別を実行するためにＰＣ３を操作して画像処理を開始すると（Ｓ１００）、ＰＣ３から撮像指示を受信した制御部２のＦＰＧＡ２０は、撮像部１に対して撮像対象物である硬貨の画像を取得するよう指示する。撮像部１は、撮像対象物である硬貨を撮像して画像データを取得すると、その画像データを制御部２のＦＰＧＡ２０に対して出力する。ＦＰＧＡ２０は、ゲイン値記憶ＲＯＭ２３に記憶されたゲイン値を読み出し、所定のゲイン値で画像データの濃度（明るさ）を変更する処理を行う（Ｓ１１０）。このとき、ＦＰＧＡ２０では、撮像部１で撮像された撮像対象物である硬貨の凹凸を、硬貨の種類を判別可能な程度に検出できるように濃度（明るさ）の変更が行われる。
【００３０】
＜Ｓ１２０＞
次に、ＦＰＧＡ２０は、濃度（明るさ）の変更が行われた画像データを、ＰＣ３から使用される所定のデータフォーマット（イメージフォーマット）に変換する処理を行う（Ｓ１２０）。
【００３１】
＜Ｓ１３０＞
次に、ＦＰＧＡ２０は、生成されたデータフォーマットの画像データをＰＣ３に対して出力する（Ｓ１３０）。
【００３２】
＜Ｓ１４０＞
画像データをＰＣ３に対して出力したら、制御部２のＦＰＧＡ２０は、制御を終了すべきか否かを判定する（Ｓ１４０）。例えば、ＰＣ３からの指示が１枚の画像を取得するという指示であった場合（Ｓ１４０でＹ）、ＦＰＧＡ２０は処理を終了すべきと判断する。一方、ＰＣ３からの指示が複数枚の画像を取得するという指示であった場合には（Ｓ１４０でＮ）、この指示に沿って連続的に複数枚の画像を取得する（Ｓ１１０の処理に戻る）。
【００３３】
＜Ｓ１５０＞
上記の処理の結果、ＦＰＧＡ２０が処理を終了すると判断した場合（Ｓ１４０でＮ）、画像処理が終了する（Ｓ１５０）。
【００３４】
上記の処理によって、制御部２からＰＣ３に対して、濃度の調整、及びデータフォーマットの変換が行われた画像データが入力されることとなる。ＰＣ３は、このようにして得られた画像データに基づいて、例えば撮像対象物である硬貨の凹凸に基づく硬貨の種類を判別する処理を行う。このような処理は、１枚の硬貨に対して行われてもよいが、複数の硬貨に対して連続的に行われることが多い。
【００３５】
また、ゲイン値記憶ＲＯＭ２３に記憶されるゲイン値は、工場出荷時に設定される。すなわち、撮像部１により撮像される撮像対象物である硬貨は、外光の入らない閉鎖空間で撮像され、ほぼ照明部４から照射される光だけを照射されて反射することになるが、照明部４の品質ばらつきや、撮像素子１０の品質ばらつきなどにより、撮像部１で取得される画像の濃度（明るさ）に変化が生じる。一方、ＰＣ３では、一定の濃度（明るさ）に基づく処理を行うことが想定されており、このような入力画像の濃度（明るさ）のばらつきが少ないことが望まれる。そのため、工場出荷時に、照明部４により照射される光の強さや、撮像素子１０の感度に基づき、適切なゲイン値がゲイン値記憶ＲＯＭ２３に記憶される。ただし、ゲイン値記憶ＲＯＭ２３に記憶されるゲイン値は、必ずしも上記のようなものに限定されるものではない。
【００３６】
本実施形態の画像処理装置では、上記のような動作を実行可能な構成としているため、所望の濃度（明るさ）の画像データを生成することが可能となる。これにより、取得された画像データに基づいて行われる撮像対象物の種類の判別（例えば硬貨の判別）などを、従来よりも正確に行うことなどが可能となる。
【００３７】
＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００３８】
上記実施形態では、硬貨の種類の判別を行う画像処理装置を例に挙げて説明したが、本発明の画像処理装置はこのような用途に限定されるものではない。ただし、上記実施形態の画像処理装置を硬貨の判別のための画像処理装置として利用することは、比較的安価な構成で、かつ効果の判別に必要な精度を提供しやすい構成となっているため好ましい。
【００３９】
上記実施形態では、ゲイン値記憶ＲＯＭ２３は、一の値を記憶するような具体例について説明したが、環境や条件に応じて複数のゲイン値を使い分けるような構成としてもよい。この場合、ＦＰＧＡ２０は、ＰＣ３から与えられた条件、または周辺環境などに応じて任意のゲイン値を選択的に利用することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、例えば、硬貨の種類を判別するために用いられる画像処理装置などに好適に適用される。
【符号の説明】
【００４１】
１…撮像部
２…制御部
３…ＰＣ
４…照明部
１０…撮像素子
１１…駆動回路
２０…ＦＰＧＡ
２１…メモリ
２２…水晶発振器
２３…ゲイン値記憶ＲＯＭ
【図１】
2017028631.tif 000003
【図２】
2017028631.tif 000004
【図３】
2017028631.tif 000005
【図４】
2017028631.tif 000006