JPH06274736A

JPH06274736A - 貨幣識別装置

Info

Publication number: JPH06274736A
Application number: JP6561893A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Kumano; 信太郎熊野; Kazumasa Miyamoto; 一正宮本; Shigeo Okamoto; 茂生岡本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】大きさが同じで、材質もほぼ同じ貨幣の場合
でも、また、貨幣の円周方向の向きや表裏に関係なく貨
幣の種類を確実に識別する。【構成】画像入力装置１は、貨幣の表面模様を撮像し
て２次元画像データを得る。中心点検出装置２は、上記
画像データから貨幣部分の最上点、最下点、最右点、最
左点を求め、その交点を貨幣中心として検出する。座標
変換装置３は、貨幣の中心に関して、２次元画像ｇ
（ｘ，ｙ）を極座標変換してｆ（ｒ，θ）とし、フーリ
エ変換装置４に出力する。このフーリエ変換装置４は、
座標変換装置３により変換されたデータの円周方向の分
布に関して直交変換を行ない、パワースペクトルを求め
てパターン識別装置５へ出力する。このパターン識別装
置５は、フーリエ変換装置４で求められた特徴量と、予
め記憶している各種貨幣の表、裏の特徴量のテンプレー
トとを比較して対象貨幣の種類を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、貨幣の種類を識別する
貨幣識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、貨幣を識別する場合には、貨幣の
大きさ及び材質を計測し、これに基づいて分類を行なう
か、貨幣表面の２次元画像をとり、既知の貨幣の模様と
のパターンマッチング等で分類を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように貨幣の大きさ及び材質を計測する方法では、
例えば５００円貨幣（硬貨）と韓国の５００ウォンのよ
うに大きさが同じで、材質もほぼ同じ貨幣の場合には識
別することができない。

【０００４】また、貨幣表面の２次元画像と既知の貨幣
の模様とのパターンマッチングを行なう方法では、貨幣
の回転角度を補正する必要があるが、貨幣は一般的に円
形であるので、回転角の計算は画像による貨幣識別と同
等の困難さを有し、一般的な手法もなく、失敗する危険
性が大きいという問題があった。

【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、大きさが同じで、材質もほぼ同じ貨幣の場合であっ
ても、また、貨幣の円周方向の向きや表裏に関係なく貨
幣の種類を確実に識別し得る貨幣識別装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る貨幣識別装
置は、貨幣の表面模様を撮像する画像入力装置と、この
画像入力装置から入力される画像データから貨幣の中心
点を検出する中心点検出装置と、この中心点検出装置に
より検出された中心に関して画像を極座標変換する座標
変換装置と、この座標変換装置により変換されたデータ
の円周方向の分布に関して直交変換を行ない、パワース
ペクトルを求める直交変換装置と、この直交変換装置値
で求められた特徴量と予め記憶している各種貨幣の特徴
量のテンプレートとを比較して対象貨幣の種類を分類す
るパターン識別装置とを具備したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】カメラ、スキャナ等の画像入力装置により、識
別対象である貨幣の表面模様を撮像して中心点検出装置
に入力する。この場合、撮像時の背景になる部分は、貨
幣の輝度とは大きく異なる輝度を持つ色を設定して貨幣
の輪郭を明確にする。上記中心点検出装置は、画像入力
装置から入力される２次元画像データから、貨幣部分の
最上点、最下点、最右点、最左点を求め、その交点を貨
幣中心として検出し、その検出データを座標変換装置に
出力する。この座標変換装置は、上記中心点検出装置に
より検出された中心に関して、２次元画像を極座標変換
し、直交変換装置としてのフーリエ変換装置へ出力す
る。このフーリエ変換装置は、座標変換装置により変換
されたデータの円周方向の分布に関して直交変換を行な
い、パワースペクトルを求める。パワースペクトルよ
り、模様には依存するが、回転には依存しない特徴量を
求めることができる。パターン識別装置は、予め各種貨
幣の表、裏の特徴量のテンプレートを記憶しており、こ
のテンプレートと上記フーリエ変換装置で求めた特徴量
とを比較して対象貨幣の種類を識別する。これにより、
大きさ、材質がほぼ同じ貨幣であっても、回転角の補正
等を行なうことなく、貨幣の種類を確実に識別すること
ができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る貨幣識別装置
の構成を示す機能ブロック図である。図１において、１
は例えばカメラ、スキャナ等の画像入力装置で、貨幣の
表面模様を撮像して中心点検出装置２に入力する。この
中心点検出装置２は、画像入力装置１から入力される画
像データから、貨幣部分の最上点、最下点、最右点、最
左点を求め、その交点を貨幣中心として検出し、その検
出データを座標変換装置３に出力する。この座標変換装
置３は、上記中心点検出装置２により検出された中心に
関して、２次元画像ｇ（ｘ，ｙ）を極座標変換してｆ
（ｒ，θ）とし、直交変換装置としてのフーリエ変換装
置４に出力する。このフーリエ変換装置４は、座標変換
装置３により変換されたデータの円周方向の分布に関し
て直交変換を行ない、パワースペクトルを求め、パター
ン識別装置５へ出力する。このパターン識別装置５は、
予め各種貨幣の表、裏の特徴量のテンプレートを記憶し
ており、このテンプレートと上記フーリエ変換装置４で
求められた特徴量とを比較して対象貨幣の種類を識別す
る。

【０００９】次に上記実施例の動作を説明する。まず、
対象貨幣を画像入力装置１により撮像し、例えば図２に
示す画像データを中心点検出装置２に入力する。この
際、撮像時の背景になる部分は、貨幣の輝度とは大きく
異なる輝度を持つ色を設定する。この場合、白色は高い
輝度、黒色は低い輝度となる。図２は５００円貨幣を撮
像した場合の画像データ例を示している。上記のように
背景色を設定することにより、貨幣の輪郭を明確にで
き、中心点検出装置２による検出処理が容易になる。

【００１０】中心点検出装置２は、２次元画像データｇ
（ｘ，ｙ）（但し、ｘは画像の横方向の位置、ｙは縦方
向の位置、ｇはその場所での輝度を表している。）が与
えられたとき、以下の手順で対象貨幣の中心を検出す
る。

【００１１】(1) 輝度が背景輝度から有意に変わる最も
ｘの大きい位置（ｘ_R，ｙ_R：最右点）、最もｘの小さ
い位置（ｘ_L，ｙ_L：最左点）、最もｙの大きい位置
（ｘ_d，ｙ_d：最下点）、最もｙの小さい位置（ｘ_u，
ｙ_u：最上点）を求める。 (2) 貨幣の中心座標（ｘ_M，ｙ_M）をｘ_M＝（ｘ_R＋ｘ_L）／２ｙ_M＝（ｙ_d＋ｙ_u）／２により定める。

【００１２】即ち、貨幣部分の最上点、最下点、最右
点、最左点を求め、その交点を貨幣中心として検出す
る。この方法による（ｘ_M，ｙ_M）の位置は、貨幣の回
転角によらず、常に貨幣の中心と一致する。上記中心点
検出装置２で検出された貨幣の中心点を示すデータ（ｘ
_M，ｙ_M）は、座標変換装置３に送られる。

【００１３】座標変換装置３は、２次元画像データｇ
（ｘ，ｙ）と貨幣の中心点を示すデータ（ｘ_M，ｙ_M）
が与えられたとき、これに基づき局座標変換したデータ
ｆ（ｒ，θ）を次式により求める。ｆ（ｒ，θ）＝ｇ（ｘ_M＋ｒcos θ，ｙ_M＋ｒsin θ）

【００１４】ここで、ｒは貨幣の中心からの半径、θは
ｙ＝ｙ_Mという直線からの角度を示している。図３は極
座標変換画像例を示し、図４（ａ），（ｂ）は原画像と
極座標変換画像との対応関係を示したものである。上記
のように２次元画像データｇ（ｘ，ｙ）を極座標変換
し、ｆ（ｒ，θ）とすることで、次のフーリエ変換装置
４によるフーリエ変換処理が容易となる。フーリエ変換
装置４は、上記極座標データｆ（ｒ，θ）からθに関す
るフーリエ変換

【００１５】

【数１】

【００１６】を行なう。Ｆは複素数となるので、そのパ
ワースペクトルＰ（ｒ，ω）を求める。この場合、Ｆ＝
Ｆ_R＋ｉＲ_Iとすると、パワースペクトルＰは、Ｐ＝Ｆ
_R ² ＋Ｒ_I ² により求められる。図５はパワースペクト
ルの例を示したものである。このパワースペクトルＰ
（ｒ，ω）を特徴量とすることで、貨幣の撮像時の円周
方向の向きには不変であるが、貨幣の模様そのものには
敏感な特徴を計算でき、同じ貨幣なら図６（ａ），
（ｂ）に示すように貨幣の向きが違っていても近い特徴
量となり、異なる貨幣は遠い特徴量となる。

【００１７】そして、上記フーリエ変換装置４で求めた
特徴量に基づいてパターン識別装置５が貨幣の種類を識
別する。このパターン識別装置５は、各種貨幣の表、裏
の特徴量のテンプレートを記憶しており、フーリエ変換
装置４で求めた特徴量と予め記憶している特徴量とを比
較することにより、貨幣が表、裏のどちらを向いていて
も、回転角の補正等を行なわずに貨幣を識別することが
できる。

【００１８】次に具体例として、大きさが同じで、材質
もほぼ同じ５００円と韓国の５００ウォンの貨幣（硬
貨）を識別する場合について説明する。画像入力装置１
により、図２に示すように貨幣の表面の模様を撮像し、
２次元画像データとして中心点検出装置２に入力する。

【００１９】中心点検出装置２は、上記２次元画像デー
タから貨幣の中心点を求める。図２の例では、５００円
貨幣の外側は白色で高輝度である。画像の階調数を「２
５６」とすると、外側は「２５４」、貨幣部は「１２０
〜「８０」程度であり、貨幣部の輪郭は、輪郭は容易に
検出できる。輪郭の最上点、最下点、最右点、最左点を
それぞれ（ｘ_u，ｙ_u），（ｘ_d，ｙ_d），（ｘ_R，ｙ
_R），（ｘ_L，ｙ_L）とすると、中心（ｘ_M，ｙ_M）
は、ｘ_M＝（ｘ_R＋ｘ_L）／２ｙ_M＝（ｙ_d＋ｙ_u）／２で求められる。これは円形の貨幣の場合、円周方向の向
きに依存しない。座標変換装置３は、上記中心点検出装
置２で求めた中心点に関して、入力画像を図３に示すよ
うに極画像に変換する。

【００２０】そして、フーリエ変換装置４により、上記
座標変換装置３で求めた図４に示す極座標画像のｒ＝ｃ
ｏｎｓｔの部分について１次元フーリエ変換を行ない、
パワースペクトルを求める。この１次元フーリエ変換を
半径ｒが０からＲ（貨幣の半径）まで繰り返すことによ
り、図５に示すように貨幣表面の模様に対応した２次元
のパワースペクトルＰ（ｒ，ω）を得ることができる。

【００２１】図４に示した極座標画像において、斜線で
示すｒ＝ｃｏｎｓｔの部分は、原画像で円周方向の部分
であり、このパワースペクトルを求めることにより、模
様には依存するが、回転には依存しない特徴量を計算す
ることができる。

【００２２】パターン識別装置５は、上記フーリエ変換
装置４で得られた特徴量が５００円貨幣の表、裏、５０
０ウォン貨幣の表、裏のどのテンプレートに一番近いか
を計算し、最も近いテンプレートに対する貨幣種類が対
象貨幣の種類であると識別する。

【００２３】従って、大きさが同じで、材質もほぼ同じ
５００円と韓国の５００ウォンの貨幣であっても、その
パワースペクトルが異なるので、その種類を確実に識別
することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、識
別対象となる貨幣の表、裏の特徴量を示すテンプレート
を用意しておくだけで、大きさ、材質がほぼ同じ貨幣で
あっても、回転角の補正等を行なうことなく、貨幣の種
類を確実に識別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る貨幣識別装置の構成を
示すブロック図。

【図２】同実施例における画像入力装置により読込んだ
画像例を示す図。

【図３】同実施例における極座標変換画像例を示す図。

【図４】同実施例における原画像と極座標画像の対応関
係を示す図。

【図５】同実施例におけるフーリエ変換装置により求め
たパワースペクトル例を示す図。

【図６】同実施例における特徴量の回転不変性の例を示
す図。

【符号の説明】

１画像入力装置２中心点検出装置３座標変換装置４フーリエ変換装置５パターン識別装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貨幣の表面模様を撮像する画像入力装置
と、この画像入力装置から入力される画像データから貨
幣の中心点を検出する中心点検出装置と、この中心点検
出装置により検出された中心に関して画像を極座標変換
する座標変換装置と、この座標変換装置により変換され
たデータの円周方向の分布に関して直交変換を行ない、
パワースペクトルを求める直交変換装置と、この直交変
換装置値で求められた特徴量と予め記憶している各種貨
幣の特徴量のテンプレートとを比較して対象貨幣の種類
を分類するパターン識別装置とを具備したことを特徴と
する貨幣識別装置。