专利名称：介质识别装置和介质识别方法
技术领域：
本发明涉及以光学方式检测介质的表面图案从而识别种类和真伪的识别装置和识别方法。
背景技术：
在现有的硬币识别装置和介质识别方法中，检测硬币的外径、材质、厚度，或者以光学方式检测表面图案，从而识别币种或真伪。例如，在专利文献I中记载了，利用一个摄像单元对硬币的上表面和下表面两面进行摄像，从而识别硬币的种类和真伪。
现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2009-276951号公报
发明内容
发明要解决的课题在专利文献I所记载的发明中，当由于某些原因而在多个介质彼此接近的状态下进行输送时，在先行的介质位于介质下表面的摄像位置时，有时后续的介质位于介质上表面的摄像位置。该情况下，在相同图像中混合存在有先行介质和后续介质的状态下进行摄像，但是，在通过图像处理来进行币种判定或真伪判定时，由于边界不鲜明等的要因，在图像上无法分离先行介质和后续介质，无法进行准确的种类和真伪判定。并且，该情况下，这些多个介质均不作为真币受理，而成为排除对象。但是，在由于多个介质比通常更接近地被输送而在同一图像中混合存在情况下，在至少一个介质是可能在输送中堵塞而破坏设备的曲别针等介质的情况下，有时不仅希望作为排除对象，为了保护设备，还希望停止输送。用于解决课题的手段本发明的介质识别装置的特征在于，具有第I发光单元，朝向所输送的介质的单侧表面发光；第2发光单元，朝向介质的另一个表面发出波长与第I发光单元不同的光；多个反射单元，改变来自第I发光单元的光在介质的表面反射后的反射光的朝向；摄像单元，接受第I发光单元发出的光在介质的表面反射后的光和第2发光单元发出的光在介质的表面反射后的光并进行摄像；图像存储单元，存储与第I发光单元对应的第I介质图像和与第2发光单元对应的第2介质图像；以及判别单元，使用存储在图像存储单元中的图像判定介质的外形，根据外形判定结果进行币种和真伪的判别。发明效果根据本发明，即使在同一图像中混合存在有多个介质图像的情况下，通过在图像上分离各个介质进行判定，由此，也能够进行更加适当的识别。
图I是本发明的实施例的对输送介质的上表面进行摄像的介质识别装置的侧视图。图2是本发明的实施例的对输送介质的上表面进行摄像的介质识别装置的俯视图。图3是本发明的实施例的对输送介质的下表面进行摄像的介质识别装置的侧视图。图4是本发明的实施例的对输送介质的下表面进行摄像的介质识别装置的俯视图。图5是本发明的实施例的硬币识别装置的功能框图。图6是本发明的实施例的识别处理流程图。 图7是本发明的实施例的综合判定处理流程图。图8是本发明的实施例的在同一图像中混合存在有多个介质并进行摄像的图像例。图9是本发明的实施例的在同一图像中混合存在有多个介质并进行摄像的图像例。图10是本发明的另一实施例的识别处理流程图。标号说明I :输送路径；la :输送路径的透明部分；2 :硬币；3 :输送方向；11A、11B :介质检测单元；IIAaUIBa :投光器；IIAbUIBb :受光器;12A、12B :发光单元；13 :反射单元；14 :摄像单元；53 :图像存储单元；54 :基准数据存储单元；55 :识别单元；56 :存储单元；57 :综合判定单元。
具体实施例方式首先，以下说明本发明的特征。本发明的硬币识别装置的特征在于，具有第I发光单元，朝向所输送的硬币的单侧表面发光；第2发光单元，朝向硬币的另一个表面发出波长与第I发光单元不同的光；多个反射单元，改变来自第I发光单元的光在硬币的表面反射后的反射光的朝向；图像摄像单元，接受第I发光单元发出的光在硬币的表面反射后的光和第2发光单元发出的光在硬币的表面反射后的光并进行摄像；图像存储单元，存储与第I发光单元对应的第I硬币图像和与第2发光单元对应的第2硬币图像；以及判别单元，对存储在图像存储单元中的图像进行分离处理，判定硬币的外形，根据外形判定结果进行币种和真伪的判别。并且，其特征在于，在存储在图像存储单元中的图像中混合存在有第I硬币图像和第2硬币图像的情况下，判别单元对第I硬币图像和第2硬币图像进行分离，从而判别各个硬币的外形。进而，优选判别单元根据预定颜色的像素数对第I硬币图像和第2硬币图像进行分离。并且，本发明的硬币识别方法的特征在于，具有以下步骤朝向所输送的硬币的单侧表面发光的步骤；接受由第I发光单元发出的光在硬币的表面反射后的光并对第I硬币图像进行摄像的步骤；存储所摄像的第I硬币图像的步骤；朝向硬币的另一个表面发出波长与第I发光单元的发光不同的光的步骤；接受第2发光单元发出的光在硬币的表面反射后的光并对第2硬币图像进行摄像的步骤；存储所摄像的第2硬币图像的步骤；在同一图像中混合存在有第I硬币图像和第2硬币图像的情况下，判定第I硬币图像和第2硬币图像的外形的步骤；以及根据外形判定结果进行币种和真伪的判别的步骤。根据这些结构，即使在同一图像中包含多个硬币图像的情况下，也能够根据由于波长不同的光而引起的不同颜色进行分离，从而能够进行准确的识别。进而，优选硬币识别装置具有障碍诱发介质判定单元，根据分离后的硬币图像判定是否是诱发障碍的介质；以及控制单元，在由障碍诱发介质判定单元判定为第I硬币图像或第2硬币图像中的至少一方是诱发障碍的介质的情况下，停止硬币识别装置的功能。这样，根据分离后的图像判定是否存在诱发障碍的异物，在判定为存在异物的情况下停止装置的功能，由此，能够使障碍的产生防患于未然。并且，本发明的介质识别装置的特征在于，具有 第I介质检测单元，检测所输送的介质；第I发光单元，在由第I介质检测单元检测到介质的情况下，朝向所输送的介质的单侧表面发光;第2介质检测单元，检测所输送的介质;第2发光单元，在由第2介质检测单元检测到介质的情况下，朝向介质的另一个表面发出波长与第I发光单元不同的光；多 个反射单元，改变来自第I发光单元的光在介质的表面反射后的反射光的朝向；图像摄像单元，接受第I发光单元发出的光在介质的表面反射后的光和第2发光单元发出的光在介质的表面反射后的光并进行摄像；图像存储单元，存储与第I发光单元对应的第I介质图像和与第2发光单元对应的第2介质图像；以及判别单元，在利用第I介质检测单元检测介质的定时与利用第2介质检测单元检测介质的定时的时间差小于预定值的情况下，根据存储在图像存储单元中的图像判定介质的外形，根据外形判定结果进行介质的种类和真伪的判别。并且，其特征在于，根据第I发光单元发出的光的颜色和第2发光单元发出的光的颜色，对存储在图像存储单元中的图像进行分离，从而进行外形判定。由此，即使在由于介质堵塞被输送而在同一图像中包含多个介质图像的情况下，也能够根据由于波长不同的光而弓I起的不同颜色进行分离，从而能够进行准确的识别。接着，使用附图对本发明的实施例进行说明。另外，本发明不限于以下的实施例。(实施例I)图I和图2示出硬币识别装置的结构的一部分的侧面部和从上方观察的图。采用如下结构沿箭头3的方向在输送路径I上输送作为输送介质的硬币2，利用在输送路径I上设置的介质检测单元IlA和IlB掌握硬币2的位置。这里，介质检测单元IlA由投光器IlAa和受光器IlAb构成。在检测位置不存在硬币的情况下，从投光器IlAa投出的光被受光器IIAb接受，但是，当输送硬币2而到达检测位置时，投出的光被硬币2遮挡而不被受光器IlAb接受。这样，通过监视受光器IlAb来检测硬币2的到达。这里，在本实施例中，为了检测介质而使用透射型光学传感器，但是，也可以使用反射型光学传感器和接近传感器等其他种类的传感器进行检测。并且，在输送路径的横向配置传感器，从水平方向检测硬币，但是，也可以在输送路径的上下配置传感器，从垂直方向检测硬币。接着，当通过介质检测单元IlA检测到硬币2的到达后，从发光单元12A朝向硬币2的上表面发光。然后,在硬币2的表面反射后的光在反射单元13反射而改变朝向,被导入摄像单元14。反射单元13与摄像单元14之间的输送路径Ia是透明的，以使反射光通过。接着，图3和图4示出硬币2通过介质检测单元IIA而被输送到介质检测单元IlB的位置的状态。这里，图3是侧视图，图4是从上方观察的图。介质检测单元IlB由投光器IlBa和受光器IlBb构成，通过与介质检测单元IlA相同的功能检测硬币2的到达。然后，当通过介质检测单元IlB检测到硬币2的到达后，从发光单元12B朝向硬币2的下表面发光。在硬币2的表面反射后的光被导入摄像单元14。这里，发光单元12A和12B采用分别发出波长不同的光的结构。具体而言，例如，发光单元12A发出蓝色的光，发光单元12B发出红色的光。这样，通过使用颜色不同的光(波长不同的光)，能够通过颜色对图像进行分离。并且，摄像单元14是彩色图形传感器，同时对蓝色成分的图像和红色成分的图像进行摄像。图5是介质识别装置的功能框图。在输送路径I上输送硬币2时，首先，介质检测单元IlA检测到硬币2的到达，通知给发光单元12A和摄像单元14。接收到通知的发光单元12A发光，利用摄像单元14对硬币图像进行摄像。这里，从发光单元12A对硬币2的上表面投射蓝色光，所投射的蓝色光在硬币2的表面反射，进而在反射单元13反射而被导入摄像单元14，通过摄像单元14对图像进行摄像。通过摄像单元14得到的硬币2的上表面 图像被存储在图像存储单元53中。然后，在识别单元55中，对存储在图像存储单元53中的硬币2的上表面图像与预先存储在基准数据存储单元54中的各币种的表面和背面的模板进行比较，由此，进行币种或真伪的识别，结果临时存储在存储单元56中。这里，表面或背面的某一方被拍摄为上表面图像。接着，进一步输送硬币2时，介质检测单元IlB检测到硬币2的到达，通知给发光单元12B和摄像单元14。接收到通知的发光单元12B发光，利用摄像单元14对硬币图像进行摄像。这里，从发光单元12B对硬币2的下表面投射红色光，所投射的红色光在硬币2的表面反射而到达摄像单元14，通过摄像单元14对图像进行摄像。通过摄像单元14得到的硬币2的下表面图像被存储在图像存储单元53中。然后，在识别单元55中，对存储在图像存储单元53中的硬币2的下表面图像与存储在基准数据存储单元54中的各币种的表面和背面的模板进行比较，由此，进行币种或真伪的识别。这里，上表面图像的相反面的图像被拍摄为下表面图像。硬币2的上表面和下表面的判别结果临时存储在存储单元56中，通知给综合判定单元57。然后，在综合判定单元57中，根据基于上表面图像的币种和真伪的判别结果等以及基于下表面图像的币种和真伪的判别结果等进行综合判别。这里，在介质接近而被输送的情况下，有时在同一图像中包含多个介质图像。由此，在同一图像中包含上表面图像和下表面图像的情况下，如图6所示，执行对两者进行分离的处理。通过摄像单元进行摄像而得到的图像是彩色图像，在该图像中包含蓝色成分或红色成分等颜色成分。通过每个像素的蓝色成分的明亮度和红色成分的明亮度来判断各颜色成分。为了判定在利用介质检测单元IlA检测到介质的定时取得的介质图像和在利用介质检测单元IlB检测到介质的定时取得的介质图像的双方的介质是否包含在同一图像中，进行颜色分析处理(S61)。具体而言，针对图像中的各像素，判定蓝色的明亮度明亮还是红色的明亮度明亮，或者除此之外的明亮度明亮。然后，最终，在图像全体中，如果蓝色的明亮度高于预定值的像素的个数为规定值以上，则判断为是在利用介质检测单元IlA检测到介质的定时进行摄像而得到的介质的上表面图像。另一方面，如果红色的明亮度高于预定值的像素的个数为规定值以上，则判断为是在利用介质检测单元IlB检测到介质的定时进行摄像而得到的介质的下表面图像。另外，这些判定原则上独立执行，所以，有时也包含介质的上表面图像和下表面图像的双方。并且，通过控制单元59控制所述各单元，采用利用控制单元59执行各单元的功能的结构也没有任何问题。I.所取得的介质图像的颜色为单一颜色的情况接着，关于各个颜色，检查像素间的连接性，切出相同颜色的区域。然后，判定是否混合存在有蓝色的介质图像和红色的介质图像的双方(S62)。这里，当判定为没有混合存在时，针对切出的单一区域进行外形判定、币种判定或真伪判定等的识别(S67)。在外形判定中，还根据外形的形状判定是否是可能在输送路径中堵塞的介质。接着，判定识别后的图像是上表面图像还是下表面图像(S68)，当判定为是上表面图像时，结束该上表面图像的识另IJ，等待取得下一个下表面图像。另一方面，当判定为识别后的图像是下表面图像时，结合上表面图像的识别结果进行综合判定处理(S66)。2.所取得的介质图像的颜色不是单一颜色的情况
在同一图像中混合存在有蓝色的介质图像和红色的介质图像的双方的情况下，存储表示多个输送介质接近而被输送的连锁标志(S63)。这里，使用所切出的上表面图像区域，与存储在基准数据存储单元54中的基准数据进行比较，由此执行外形判定、币种判定或真伪判定。然后，将该判定结果存储在存储单元56中(S64)。在外形判定中，还根据外形的形状判定是否是可能在输送路径中堵塞的介质。接着，使用所切出的下表面图像区域，与存储在基准数据存储单元54中的基准数据进行比较，由此执行外形判定、币种判定或真伪判定。然后，将该判定结果存储在存储单元56中(S65)。在外形判定中，还根据外形的形状判定是否是可能在输送路径中堵塞的介质。然后，结合下一个介质的上表面图像区域的识别结果进行综合判定处理(S66)。3.综合判定处理接着，使用图7具体说明综合判定处理。在执行了介质的下表面图像的识别处理后执行综合判定处理。(I)首先，根据介质的上表面图像或下表面图像的识别结果，判定至少某一方是否是成为堵塞要因的介质(S71)。在是成为堵塞要因的介质的情况下，停止输送介质以降低障碍(S79)，综合判定处理结束。(2)在不是成为障碍要因的介质的情况下，判定是否存在介质的上表面图像的识别结果和下表面图像的识别结果的双方(S72)。在仅存在某一方的情况下，不受理该介质而排除(S78)。(3)在存在双方的识别结果的情况下，确认是否设置连锁标志(S73)，如果已设置，则作为连锁而排除该介质(S78)。另一方面，如果未设置连锁标志，则确认是否存在表面图像的识别结果和背面图像的识别结果的双方(S74)。在仅存在某一方的情况下，排除该介质(S78)。(4)在存在表面图像的识别结果和背面图像的识别结果的双方的情况下，确认两者的币种是否一致(S75)。如果不一致，则排除该介质(S78)。(5)如果币种一致，则确认表面图像和背面图像的双方为真币(S76)。如果至少某一方为伪币，则排除该介质(S78)。如果表面图像和背面图像均为真币，则作为真币受理介质(S77)。接着，图8和图9示出混合存在有多个介质的所摄像的图像的例子。在图8中，在所摄像的图像81中包含介质的下表面图像82和上表面图像83。能够通过颜色成分对它们进行分离。下表面图像位于接近摄像单元的位置，所以，介质全体被摄像，但是，上表面介质位于远离摄像单元的位置，所以，通过下表面图像遮挡局部或全体。万一上表面图像全体被下表面介质遮挡时，不进行该介质的下表面图像的识别，判定为不存在图7中的上表面图像/下表面图像的识别结果，作为排除对象。并且，在图9中，在图像91中包含介质的下表面图像93(曲别针)和介质的上表面图像92。下表面图像93(曲别针)埋入上表面图像92的图案中，但是，能够通过颜色成分进行分离。(实施例2)作为本发明的另一实施例，也可以构成为，通过定时器测定从介质检测单元IlA检测到所输送的介质的定时到介质检测单元IlB检测到所输送的介质的定时的时间，以该时间小于预定值为条件，开始图6所示的颜色分析处理，或者建立连锁标志。上述时间小于预定值是因为，多个介质接近，在同一图像内混合存在而被摄像的可能性高。该情况下，在 上述时间为预定值以上的情况下，认为正常地输送多个或单一的介质，所以，不进行颜色分析，可以省略图6中的S61 S62。其结果，处理时间不会延长，能够进行准确的识别。I.介质检测间隔为预定时间以上的情况使用图10进行说明时，首先，通过定时器测定从介质检测单元IlA检测到所输送的介质的定时到介质检测单元IlB检测到所输送的介质的定时的时间，判定是否小于预先确定的预定时间(SlOl)。这里，在大于预先确定的预定时间的情况下，认为正常地(不是堵塞状态)输送多个介质，所以，执行介质图像的识别处理(S107)。然后，判定进行了识别处理后的介质图像是否是下表面图像(S108)。这里，当判定为是上表面图像时，结束该上表面图像的识别，等待取得下一个下表面图像。另一方面，当判定为识别后的图像是下表面图像时，结合上表面图像的识别结果进行综合判定处理(S106)。综合判定处理与实施例I相同。2.介质检测间隔小于预定时间的情况在SlOl中判定为小于预先确定的预定时间的情况下，执行颜色分析处理(S102)，存储表示多个输送介质接近而被输送的连锁标志(S103)。这里，使用所切出的上表面图像区域，与存储在基准数据存储单元54中的基准数据进行比较，由此执行外形判定、币种判定或真伪判定。然后，将该判定结果存储在存储单元56中(S104)。在外形判定中，还根据外形的形状判定是否是可能在输送路径中堵塞的介质。接着，使用所切出的下表面图像区域，与存储在基准数据存储单元54中的基准数据进行比较，由此执行外形判定、币种判定或真伪判定。然后，将该判定结果存储在存储单元56中(S105)。在外形判定中，还根据外形的形状判定是否是可能在输送路径中堵塞的介质。然后，如图7中说明的那样执行综合判定处理(S106)。
权利要求
1.一种硬币识别装置，其特征在于，具有 第I发光单元，朝向所输送的硬币的单侧表面发光； 第2发光单元，朝向所述硬币的另一个表面发出波长与所述第I发光单元不同的光；多个反射单元，改变来自所述第I发光单元的光在所述硬币的表面反射后的反射光的朝向； 图像摄像单元，接受所述第I发光单元发出的光在所述硬币的表面反射后的光和所述第2发光单元发出的光在所述硬币的表面反射后的光并进行摄像； 图像存储单元，存储与所述第I发光单元对应的第I硬币图像和与所述第2发光单元对应的第2硬币图像；以及 判别单元，对存储在所述图像存储单元中的图像进行分离处理，判定硬币的外形，根据 该外形判定结果进行币种和真伪的判别。
2.如权利要求I所述的硬币识别装置，其特征在于， 在存储在所述图像存储单元中的图像中混合存在有所述第I硬币图像和所述第2硬币图像的情况下，所述判别单元对所述第I硬币图像和所述第2硬币图像进行分离，从而判别各个硬币的外形。
3.如权利要求I或2所述的硬币识别装置，其特征在于， 所述判别单元根据预定颜色的像素数对所述第I硬币图像和所述第2硬币图像进行分离。
4.如权利要求I或2所述的硬币识别装置，其特征在于， 所述硬币识别装置具有 障碍诱发介质判定单元，根据分离后的硬币图像判定是否是诱发障碍的介质；以及控制单元，在由所述障碍诱发介质判定单元判定为所述第I硬币图像或所述第2硬币图像中的至少一方是诱发障碍的介质的情况下，停止所述硬币识别装置。
5.一种介质识别装置，其特征在于，具有 第I介质检测单元，检测所输送的介质； 第I发光单元，在由所述第I介质检测单元检测到介质的情况下，朝向所输送的介质的单侧表面发光； 第2介质检测单元，检测所输送的介质； 第2发光单元，在由所述第2介质检测单元检测到介质的情况下，朝向介质的另一个表面发出波长与所述第I发光单元不同的光； 多个反射单元，改变来自所述第I发光单元的光在所述介质的表面反射后的反射光的朝向； 图像摄像单元，接受所述第I发光单元发出的光在所述介质的表面反射后的光和所述第2发光单元发出的光在所述介质的表面反射后的光并进行摄像； 图像存储单元，存储与所述第I发光单元对应的第I介质图像和与所述第2发光单元对应的第2介质图像；以及 判别单元，在利用所述第I介质检测单元检测介质的定时与利用所述第2介质检测单元检测介质的定时的时间差小于预定值的情况下，对存储在所述图像存储单元中的图像进行分离处理，判定所述介质的外形，根据该外形判定结果进行介质的种类和真伪的判别。
6.如权利要求5所述的介质识别装置，其特征在于， 根据所述第I发光单元发出的光的颜色和所述第2发光单元发出的光的颜色，对存储在所述图像存储单元中的图像进行分离，从而进行所述外形判定。
7.一种硬币识别方法，对硬币进行识别，其特征在于，具有以下步骤 朝向所输送的硬币的单侧表面发光的步骤； 接受由第I发光单元发出的光在所述硬币的表面反射后的光并对第I硬币图像进行摄像的步骤； 存储所摄像的所述第I硬币图像的步骤； 朝向所述硬币的另一个表面发出波长与所述第I发光单元的发光不同的光的步骤；接受第2发光单元发出的光在所述硬币的表面反射后的光并对第2硬币图像进行摄像的步骤； 存储所摄像的所述第2硬币图像的步骤； 在同一图像中混合存在有所述第I硬币图像和所述第2硬币图像的情况下，判定所述第I硬币图像和所述第2硬币图像的外形的步骤；以及根据所述外形判定结果进行币种和真伪的判别的步骤。
全文摘要
本发明提供一种硬币识别装置，即使在同一图像内混合存在有多个输送介质也能够进行分离判别。本发明的硬币识别装置的特征在于，具有第1发光单元，朝向所输送的硬币的单侧表面发光；第2发光单元，朝向硬币的另一个表面发出波长与第1发光单元不同的光；多个反射单元，改变来自第1发光单元的光在硬币的表面反射后的反射光的朝向；摄像单元，接受第1发光单元发出的光在硬币的表面反射后的光和第2发光单元发出的光在硬币的表面反射后的光并进行摄像；图像存储单元，存储与第1发光单元对应的第1硬币图像和与第2发光单元对应的第2硬币图像；以及判别单元，使用存储在图像存储单元中的图像判定硬币的外形，根据外形判定结果进行币种和真伪的判别。
文档编号G07D7/20GK102737437SQ201210109418
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月13日 优先权日2011年4月15日
发明者石谷常彦 申请人:日立欧姆龙金融系统有限公司