識別装置
【課題】正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物（硬貨等）の撮像データにおいて、該識別対象物の中心位置を求める。
【解決手段】識別装置の識別部２は、撮像データＤ２における識別対象物１５の中心位置Ｃを算出する際に、識別対象物１５の縁上にある端点Ａ１，Ａ２を結ぶ線分ＬＳ１１と、識別対象物１５の縁上にある端点Ｂ１，Ｂ２を結ぶ線分であって、線分ＬＳ１１と平行であり且つ長さが等しい線分ＬＳ１２とを特定し、端点Ｂ１，Ｂ２のうち端点Ａ１とは逆側にある端点Ｂ２と端点Ａ１とを結ぶ線分ＬＳ１３、並びに端点Ｂ１，Ｂ２のうち端点Ａ２とは逆側にある端点Ｂ１と端点Ａ２とを結ぶ線分ＬＳ１４を求め、線分ＬＳ１３と線分ＬＳ１４との交点を中心位置Ｃとする。
【解決手段】識別装置の識別部２は、撮像データＤ２における識別対象物１５の中心位置Ｃを算出する際に、識別対象物１５の縁上にある端点Ａ１，Ａ２を結ぶ線分ＬＳ１１と、識別対象物１５の縁上にある端点Ｂ１，Ｂ２を結ぶ線分であって、線分ＬＳ１１と平行であり且つ長さが等しい線分ＬＳ１２とを特定し、端点Ｂ１，Ｂ２のうち端点Ａ１とは逆側にある端点Ｂ２と端点Ａ１とを結ぶ線分ＬＳ１３、並びに端点Ｂ１，Ｂ２のうち端点Ａ２とは逆側にある端点Ｂ１と端点Ａ２とを結ぶ線分ＬＳ１４を求め、線分ＬＳ１３と線分ＬＳ１４との交点を中心位置Ｃとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正偶数角形等の平面形状を有する識別対象物（例えば硬貨等）を識別する識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の硬貨識別装置は、例えばコイルにより発生する磁界中に硬貨を通過させることにより、硬貨の磁気的特性または電気的特性を検出するように構成される。そして、検出した磁気的特性または電気的特性に基づいて、硬貨の外径や断面積を判定している。この硬貨識別装置は、判定した硬貨の外径や断面積等に基づいて、該硬貨の種類を識別する。
【０００３】
近年、上記識別方法に加えて、硬貨表面の模様や凹凸における特徴部分を判定することによって識別精度をより高めることが求められている。このような識別方法を実現するためには、硬貨表面を撮像して撮像データを作成し、この撮像データを用いて識別する方法が有効である。このような識別方法を適用した装置としては、例えば特許文献１〜３に開示された装置がある。
【０００４】
硬貨表面の撮像データを用いて該硬貨を識別する際には、撮像データにおける硬貨位置と基準データにおける硬貨位置とを互いに合致させる必要がある。このとき、撮像データにおける硬貨の中心位置を求め、この中心位置を基準データにおける硬貨の中心位置に一致させることによって、硬貨位置を合致させるとよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１７０１４７号公報
【特許文献２】特開２００５−２８４９１８号公報
【特許文献３】特開２００５−２８４９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、硬貨等の識別対象物の平面形状が例えば正偶数角形といった円形以外の形状を有する場合、その中心位置を求めることは容易ではない。例えば、上述した特許文献１では、撮像データにおける硬貨の中心位置を求める方法として、撮像データにおいてｙ座標が０である線分と硬貨の外縁部分との２交点を求め、該２交点を結ぶ垂直二等分線と硬貨の外縁部分との別の２交点を求め、該別の２交点の中心を硬貨の中心位置としている。しかし、この方法は識別対象物の平面形状が円形である場合のみ有効であり、平面形状が正六角形などの正偶数多角形である場合には適用することができない。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物（硬貨等）の撮像データにおいて、該識別対象物の中心位置を求めることができる識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明による第１の識別装置は、平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状である識別対象物を識別する識別装置であって、識別対象物の表面を撮像して該識別対象物に関する撮像データを生成する画像入力部と、撮像データにおける識別対象物の中心位置を算出し、識別対象物の所定の識別部位における識別データを撮像データから中心位置に基づいて抽出し、識別データと予め記憶された基準データとを比較することにより、識別対象物を識別する識別部とを備え、識別部が、識別対象物の中心位置を算出する際に、（Ａ）撮像データにおける識別対象物の縁上にある第１及び第２の端点を結ぶ第１の線分と、撮像データにおける識別対象物の縁上にある第３及び第４の端点を結ぶ線分であって、第１の線分と平行であり且つ長さが等しい第２の線分とを特定し、（Ｂ）第３及び第４の端点のうち第１の端点とは逆側にある端点と第１の端点とを結ぶ第３の線分、並びに第３及び第４の端点のうち第２の端点とは逆側にある端点と第２の端点とを結ぶ第４の線分を求め、第３の線分と第４の線分との交点を中心位置とすることを特徴とする。
【０００９】
この第１の識別装置によれば、上述した演算処理（Ａ）、（Ｂ）を識別部が行うことによって、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物（硬貨等）の撮像データにおける該識別対象物の中心位置を好適に求めることができる。
【００１０】
また、第１の識別装置は、識別部が、第１及び第２の線分をそれぞれ複数本決定及び特定することにより複数の交点を求め、該複数の交点から中心位置を算出することを特徴としてもよい。これにより、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物の中心位置を精度良く求めることができる。
【００１１】
また、本発明による第２の識別装置は、平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状である識別対象物を識別する識別装置であって、識別対象物の表面を撮像して該識別対象物に関する撮像データを生成する画像入力部と、撮像データにおける識別対象物の中心位置を算出し、識別対象物の所定の識別部位における識別データを撮像データから中心位置に基づいて抽出し、識別データと予め記憶された基準データとを比較することにより、識別対象物を識別する識別部とを備え、識別部が、識別対象物の中心位置を算出する際に、（Ａ）撮像データにおける識別対象物の縁上にある第１及び第２の端点を結ぶ第１の線分と、撮像データにおける識別対象物の縁上にある第３及び第４の端点を結ぶ線分であって、第１の線分と平行であり且つ長さが等しい第２の線分とを特定し、（Ｃ）第３及び第４の端点のうち第１の端点とは逆側にある端点と第１の端点とを結ぶ第３の線分を求め、第３の線分の中点を中心位置とすることを特徴とする。
【００１２】
この第２の識別装置では、識別部が、第１の識別装置と同様の演算処理（Ａ）を行ったのち、第１の識別装置とは異なる演算処理（Ｃ）を行っている。識別部が演算処理（Ａ）および（Ｃ）を行うことによっても、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物の中心位置を好適に求めることができる。
【００１３】
また、第２の識別装置は、識別部が、第１及び第２の線分をそれぞれ複数本決定及び特定することにより複数の第３の線分を求め、該複数の第３の線分それぞれの中点から中心位置を算出することを特徴としてもよい。これにより、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物の中心位置を精度良く求めることができる。
【００１４】
また、第１及び第２の識別装置は、識別部が、撮像データ上の直交座標系を設定し、第１の線分を該直交座標系の一の座標軸と平行とすることを特徴としてもよい。これにより、識別部における演算処理量を軽減することができる。
【００１５】
また、第１及び第２の識別装置は、撮像データが、Ｍ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは２以上の整数）に配置された複数の画素からなり、第１の線分が、撮像データの行方向又は列方向に延びる線分であることを特徴としてもよい。これにより、識別部における演算処理量を軽減することができる。
【００１６】
また、第１及び第２の識別装置は、正偶数角形が、正四角形、正六角形、正八角形、及び正十二角形のうち何れかであることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による識別装置によれば、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物（硬貨等）の撮像データにおいて、該識別対象物の中心位置を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る識別装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）撮像データの一例を示す図である。（ｂ）円周上のデータの一例を示すグラフである。
【図３】（ａ）基準対象物を示す図である。（ｂ）図３（ａ）に示された基準対象物の円周上におけるデータを示すグラフである。
【図４】識別対象物の中心算出処理を説明するための図であり、撮像データの一例を表している。
【図５】識別対象物の中心算出処理を説明するための図であり、撮像データの別の例を表している。
【図６】正六角形の識別対象物の画像を中央部に含む撮像データを示している。
【図７】中心位置算出方法の具体的な実施例を示すフローチャートである。
【図８】中心位置算出方法の具体的な実施例を示すフローチャートである。
【図９】画像入力部の構成図である。
【図１０】識別装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】閾値以上の階調値を有する画素の検出方向について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明による識別装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
本実施形態に係る識別装置が識別対象とする物は、その平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状といった、円形とは異なる平面形状を有する物である。正偶数角形とは、典型的には正四角形、正六角形、正八角形、及び正十二角形のうち何れかである。このような識別対象物は例えば硬貨であり、硬貨以外にも、例えば記念硬貨、メダル、或いはトークンといった他の識別対象物を識別することができる。
【００２１】
図１は、本実施形態による識別装置の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、識別装置１は、識別対象物の表面を撮像して該表面の撮像データＤ1を生成する画像入力部３と、撮像データＤ1に基づいて識別対象物を識別する識別部２と、画像入力部３及び識別部２を制御する制御部１１とを備えている。識別部２は、撮像データＤ1を処理する処理部５と、識別のための基準データなどを記憶する記憶部７と、識別対象物が識別基準に合致しているか否かを判定する判定部９とを備えている。処理部５は、例えば中央演算処理装置がプログラムを読み込むことにより構成されてもよく、また、電子回路によって構成されてもよい。処理部５は、撮像処理部５１と、中心算出部５３と、円周データ取込部５５と、特徴区間抽出部５７と、識別部位取込部５９とを有している。記憶部７は、例えばメモリといった記憶装置からなり、撮像データ記憶領域７１と、識別部位記憶領域７３と、基準データ記憶領域７５と、中心位置・姿勢角記憶領域７７とを有している。
【００２２】
撮像処理部５１は、画像入力部３から撮像データＤ1を取り込み、撮像データＤ1を識別部２における演算が容易になるように処理して記憶部７に記憶させるための手段である。具体的には、撮像処理部５１は、まず、画像入力部３からの撮像データＤ1をグレースケールデータ（濃淡画像）に変換する。そして、このグレースケールデータにおける色の濃さを各画素毎に数値化することにより、撮像データＤ2を生成する。撮像データＤ2の一例を図２（ａ）に示す。この例では、撮像データＤ2は識別対象物１５としてインドの２０パイス硬貨の画像を含んでいる。撮像処理部５１は、生成した撮像データＤ2を記憶部７に送る。記憶部７は、撮像データＤ2を撮像データ記憶領域７１に記憶する。
【００２３】
中心算出部５３は、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃ（図２（ａ）参照）を算出するための手段である。中心算出部５３は、撮像データＤ2を記憶部７の撮像データ記憶領域７１から読み出し、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出する。中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13を、円周データ取込部５５へ提供するとともに記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶させる。
【００２４】
ここで、中心算出部５３における識別対象物１５の中心算出方法について説明する。図４及び図５は、識別対象物１５の中心算出処理を説明するための図であり、それぞれ撮像データＤ2の例を表している。各撮像データＤ2の中央部には、識別対象物１５の画像が存在する。図４に示された撮像データＤ2には、正六角形の識別対象物１５が含まれている。また、図５に示された撮像データＤ2には、正六角形の各辺が内側に屈曲した形状の識別対象物１５が含まれている。なお、図４及び図５に示す撮像データＤ2の各画素は、直交する二方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向）に二次元配列されている。
【００２５】
（第１の算出方法）
まず、中心算出部５３は、図４及び図５に示される撮像データＤ2において、識別対象物１５と交差する直線Ｌ１を設定する。直線Ｌ１は、撮像データＤ2の行方向（ｘ軸方向）と平行な直線である。この直線Ｌ１は、識別対象物１５の縁上にある第１の端点Ａ１及び第２の端点Ａ２を通る。中心算出部５３は、撮像データＤ2において、直線Ｌ１を含む画素行内のデータ値の変化を読み取り、データ値が閾値以上である範囲の最初の点を端点Ａ１とし、最後の点を端点Ａ２とするとよい。こうして、中心算出部５３は、第１の端点Ａ１及び第２の端点Ａ２を結ぶ第１の線分ＬＳ１１が定義される。なお、端点Ａ１及びＡ２の各座標軸は、次のように表される。
Ａ１（ｘ１１，ｙ１）
Ａ２（ｘ１２，ｙ１）
【００２６】
また、中心算出部５３は、撮像データＤ2において、識別対象物１５と交差する別の直線Ｌ２を設定する。直線Ｌ２は、撮像データＤ2の行方向（ｘ軸方向）と平行な直線であり、上記直線Ｌ１と平行である。この直線Ｌ２は、識別対象物１５の縁上にある第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２を通る。中心算出部５３は、撮像データＤ2において、直線Ｌ２を含む画素行内のデータ値の変化を読み取り、データ値が閾値以上である範囲の最初の点を端点Ｂ１とし、最後の点を端点Ｂ２とするとよい。こうして、第３の端点Ｂ１と第４の端点Ｂ２とを結ぶ第２の線分ＬＳ１２が定義される。なお、特定された端点Ｂ１及びＢ２の各座標軸は、次のように表される。
Ｂ１（ｘ２１，ｙ２）
Ｂ２（ｘ２２，ｙ２）
【００２７】
中心算出部５３は、第１の端点Ａ１と第２の端点Ａ２との距離ｌａ（すなわち線分ＬＳ１１の長さ）と、第３の端点Ｂ１と第４の端点Ｂ２との距離ｌｂ（すなわち線分ＬＳ１２の長さ）とが互いに等しくなるような直線Ｌ１，Ｌ２のｙ座標位置をそれぞれ求めることにより、２本の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２を特定する。
【００２８】
続いて、中心算出部５３は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２のうち第１の端点Ａ１とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｂ２）と、第１の端点Ａ１とを結ぶ第３の線分ＬＳ１３を求める。また、中心算出部５３は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２のうち第２の端点Ａ２とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｂ１）と、第２の端点Ａ２とを結ぶ第４の線分ＬＳ１４を求める。なお、ここでいう逆側の端点とは、線分ＬＳ１１におけるｘ座標が小さい側の端点Ａ１に対する、線分ＬＳ１２におけるｘ座標が大きい側の端点Ｂ２をいう。同様に、線分ＬＳ１１におけるｘ座標が大きい側の端点Ａ２に対する、線分ＬＳ１２におけるｘ座標が小さい側の端点Ｂ１をいう。
【００２９】
以上の演算ののち、中心算出部５３は、第３の線分ＬＳ１３と第４の線分ＬＳ１４との交点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。こうして、中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出することができる。
【００３０】
上述した中心位置算出方法では、ｘ軸と平行な第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２を求め、これらの線分ＬＳ１１，ＬＳ１２に基づいて識別対象物１５の中心位置Ｃを算出したが、ｙ軸と平行な第１及び第２の線分に基づいて中心位置Ｃを算出してもよい。
【００３１】
すなわち、中心算出部５３は、図４及び図５に示される撮像データＤ2において、識別対象物１５と交差する直線Ｌ３を設定する。直線Ｌ３は、撮像データＤ2の列方向（ｙ軸方向）と平行な直線である。この直線Ｌ３は、識別対象物１５の縁上にある第１の端点Ｃ１及び第２の端点Ｃ２を通る。中心算出部５３は、撮像データＤ2において、直線Ｌ３を含む画素行内のデータ値の変化を両端から読み取り、データ値が閾値以上である範囲の最初の点を端点Ｃ１とし、最後の点を端点Ｃ２とするとよい。こうして、第１の端点Ｃ１及び第２の端点Ｃ２を結ぶ第１の線分ＬＳ２１が定義される。なお、端点Ｃ１及びＣ２の各座標軸は、次のように表される。
Ｃ１（ｘ３，ｙ３１）
Ｃ２（ｘ３，ｙ３２）
【００３２】
また、中心算出部５３は、撮像データＤ2において、識別対象物１５と交差する別の直線Ｌ４を設定する。直線Ｌ４は、撮像データＤ2の列方向（ｙ軸方向）と平行な直線であり、上記直線Ｌ３と平行である。この直線Ｌ２は、識別対象物１５の縁上にある第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２を通る。中心算出部５３は、撮像データＤ2において、直線Ｌ４を含む画素行内のデータ値の変化を両端から読み取り、データ値が閾値以上である範囲の最初の点を端点Ｄ１とし、最後の点を端点Ｄ２とするとよい。こうして、第３の端点Ｄ１と第４の端点Ｄ２とを結ぶ第２の線分ＬＳ２２が定義される。なお、特定された端点Ｄ１及びＤ２の各座標軸は、次のように表される。
Ｄ１（ｘ４，ｙ４１）
Ｄ２（ｘ４，ｙ４２）
【００３３】
中心算出部５３は、第１の端点Ｃ１と第２の端点Ｃ２との距離ｌｃ（すなわち線分ＬＳ２１の長さ）と、第３の端点Ｄ１と第４の端点Ｄ２との距離ｌｄ（すなわち線分ＬＳ２２の長さ）とが等しくなるような直線Ｌ３，Ｌ４のｘ座標位置をそれぞれ求めることにより、２本の線分ＬＳ２１，ＬＳ２２を特定する。
【００３４】
続いて、中心算出部５３は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２のうち第１の端点Ｃ１とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｄ２）と、第１の端点Ｃ１とを結ぶ第３の線分ＬＳ２３を求める。また、中心算出部５３は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２のうち第２の端点Ｃ２とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｄ１）と、第２の端点Ｃ２とを結ぶ第４の線分ＬＳ２４を求める。なお、ここでいう逆側の端点とは、線分ＬＳ２１におけるｙ座標が小さい側の端点Ｃ１に対する、線分ＬＳ２２におけるｙ座標が大きい側の端点Ｄ２をいう。同様に、線分ＬＳ２１におけるｙ座標が大きい側の端点Ｃ２に対する、線分ＬＳ２２におけるｙ座標が小さい側の端点Ｄ１をいう。
【００３５】
以上の演算ののち、中心算出部５３は、第３の線分ＬＳ２３と第４の線分ＬＳ２４との交点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。こうして、中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出することができる。
【００３６】
なお、上記処理において、中心算出部５３は、第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２（又はＬＳ２１，ＬＳ２２）をそれぞれ複数本特定することにより複数の交点を求め、該複数の交点の座標を平均することにより中心位置Ｃを算出してもよい。これにより、撮像窓の汚れや識別対象物１５の表面の汚れ、識別対象物１５の外縁と搬送路の側面との接触等による影響を低減し、中心位置Ｃを精度良く求めることができる。
【００３７】
（第２の算出方法）
中心算出部５３は、上述した第１の算出方法と同様にして、第１の端点Ａ１及び第２の端点Ａ２を結ぶ第１の線分ＬＳ１１と、第１の線分ＬＳ１１と平行であり且つ長さが等しい第２の線分ＬＳ１２とを特定する。この第２の線分ＬＳ１２は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２を結ぶ。
【００３８】
続いて、中心算出部５３は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２のうち第１の端点Ａ１とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｂ２）と、第１の端点Ａ１とを結ぶ第３の線分ＬＳ１３を求める。そして、中心算出部５３は、第３の線分ＬＳ１３の中点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。或いは、中心算出部５３は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２のうち第２の端点Ａ２とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｂ１）と、第２の端点Ａ２とを結ぶ第４の線分ＬＳ１４を求める。そして、中心算出部５３は、第４の線分ＬＳ１４の中点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。こうして、中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出することができる。
【００３９】
上述した中心位置算出方法では、ｘ軸と平行な第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２を求め、これらの線分ＬＳ１１，ＬＳ１２に基づいて識別対象物１５の中心位置Ｃを算出したが、ｙ軸と平行な第１及び第２の線分に基づいて中心位置Ｃを算出してもよい。
【００４０】
すなわち、中心算出部５３は、上述した第１の算出方法と同様にして、第１の端点Ｃ１及び第２の端点Ｃ２を結ぶ第１の線分ＬＳ２１と、第１の線分ＬＳ２１と平行であり且つ長さが等しい第２の線分ＬＳ２２とを特定する。この第２の線分ＬＳ２２は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２を結ぶ。
【００４１】
続いて、中心算出部５３は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２のうち第１の端点Ｃ１とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｄ２）と、第１の端点Ｃ１とを結ぶ第３の線分ＬＳ２３を求める。そして、中心算出部５３は、第３の線分ＬＳ２３の中点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。或いは、中心算出部５３は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２のうち第２の端点Ｃ２とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｄ１）と、第２の端点Ｃ２とを結ぶ第４の線分ＬＳ２４を求める。そして、中心算出部５３は、第４の線分ＬＳ２４の中点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。こうして、中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出することができる。
【００４２】
なお、上記処理においても、中心算出部５３は、第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２（又はＬＳ２１，ＬＳ２２）をそれぞれ複数本特定することにより複数の第３の線分ＬＳ１３（又はＬＳ２３）を求め、複数の第３の線分ＬＳ１３（又はＬＳ２３）それぞれの中点を平均することにより中心位置Ｃを算出してもよい。同様に、中心算出部５３は、第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２（又はＬＳ２１，ＬＳ２２）をそれぞれ複数本特定することにより複数の第４の線分ＬＳ１４（又はＬＳ２４）を求め、複数の第４の線分ＬＳ１４（又はＬＳ２４）それぞれの中点を平均することにより中心位置Ｃを算出してもよい。これにより、撮像窓の汚れや識別対象物１５の表面の汚れ、識別対象物１５の外縁と搬送路の側面との接触等による影響を低減し、中心位置Ｃを精度良く求めることができる。
【００４３】
（第３の算出方法）
図６には、正六角形の識別対象物１５の画像を中央部に含む撮像データＤ2が示されている。図６に示す撮像データＤ2の各画素は、Ｍ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは２以上の整数）の二次元に配列されている。なお、以下の説明では、撮像データＤ2における識別対象物１５の縁に相当する画素での階調値が、所定の閾値を超えるものとする。
【００４４】
まず、座標（ｘ，ｙ）＝（０，０）から（ｘ，ｙ）＝（Ｍ−１，０）までの一行において、所定の閾値を超える階調値を有する画素を検出する。ｘ座標がｉ０≦ｘ≦ｉ０＋ｄ０を満たす画素群が所定の閾値を超える階調値を有するとき、その最初の画素の座標をＳ０（ｉ０，０）とし、最後の画素の座標をＥ０（ｉ０＋ｄ０，０）とする。この場合、Ｓ０とＥ０との画素間距離はｄ０である。
【００４５】
続いて、座標（ｘ，ｙ）＝（０，１）から（ｘ，ｙ）＝（Ｍ−１，１）までの一行において、所定の閾値を超える階調値を有する画素を検出する。ｘ座標がｉ１≦ｘ≦ｉ１＋ｄ１を満たす画素群が所定の閾値を超える階調値を有するとき、その最初の画素の座標をＳ１（ｉ１，１）とし、最後の画素の座標をＥ１（ｉ１＋ｄ１，１）とする。この場合、Ｓ１とＥ１との画素間距離はｄ１である。
【００４６】
このように、座標（ｘ，ｙ）＝（０，ｊ）の画素から（ｘ，ｙ）＝（Ｍ−１，ｊ）までの一行において、閾値を超える階調値を有する画素を検出する。ｘ座標がｉｊ≦ｘ≦ｉｊ＋ｄｊを満たす画素群が所定の閾値を超える階調値を有するとき、その最初の画素の座標をＳｊ（ｉｊ，ｊ）とし、最後の画素の座標をＥｊ（ｉｊ＋ｄｊ，ｊ）とする。この場合、ＳｊとＥｊとの画素間距離はｄｊである。このような演算を、ｙ＝０からＮ−１まで繰り返す。
【００４７】
こうして求められた画素間距離ｄ１〜ｄｎに関し、相互の比較を行う。すなわち、画素間距離ｄ１と、画素間距離ｄｎ，ｄｎ−１，・・・，ｄｎ／２のいずれかとが互いに等しいか否かを確認する。例えば画素間距離ｄｎと画素間距離ｄ１とが等しい場合、座標Ｓ１と座標Ｅｎとを結ぶ線分（第３の線分）と、座標Ｓｎと座標Ｅ１とを結ぶ線分（第４の線分）との交点は、識別対象物１５の中心位置とみなされる。或いは、座標Ｓ１と座標Ｅｎとを結ぶ線分（若しくは座標Ｓｎと座標Ｅ１とを結ぶ線分）の中点は、識別対象物１５の中心位置とみなされる。
【００４８】
更に、このような演算を画素間距離ｄ２〜ｄｎ／２のそれぞれについて行い、結果を平均することにより、識別対象物１５の中心位置を精度良く求めることができる。
【００４９】
ここで、図７及び図８は、上述した中心位置算出方法の具体的な実施例を示すフローチャートである。図７に示されるように、まず、ｘ座標およびｙ座標の初期値を設定する（ステップＳ１，Ｓ２）。そして、当該座標（ｘ，ｙ）における画素の階調値が所定の閾値以上か否かを判定しながら（ステップＳ３）、ｙ座標がＮ−１に達するまでの各行について、ｘ座標を０からＭ−１まで繰り返し設定する（ステップＳ４〜Ｓ７）。そして、階調値が所定の閾値以上である場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、その閾値以上となる最初の階調値を有する最初の画素の座標Ｓ、及び最後の画素の座標Ｅをメモリに格納する（ステップＳ８）。そして、最初の画素の座標Ｓと最後の画素の座標Ｅとの距離ｄを求め（ステップＳ９）、このような距離ｄが存在する（すなわち、階調値が所定の閾値以上となる）箇所の総数ｎをメモリに格納する（ステップＳ１０）。
【００５０】
続いて、図８に示されるように、変数ｉ，ｋを初期化したのち、変数ｉが１ずつ増加してｎ／２に達するまで次の処理を繰り返す（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。まず、変数ｊを初期化し（ステップＳ１４）、変数ｊがｎ／２に達するまで１ずつ加算しながら（ステップＳ１５及びＳ１６）、ｄｉとｄｎ−ｊとが等しいか否かを判定する（ステップＳ１７）。ｄｉとｄｎ−ｊとが等しい場合（ステップＳ１７でＹｅｓ）、中心位置Ｃの座標を、次の数式
【数１】
によって求めることができる（ステップＳ１８）。そして、中心位置Ｃとして求められた座標の個数ｋに１を加える（ステップＳ１９）。
【００５１】
以上の処理が全て終了したのち、求められた中心位置Ｃに関する複数の座標の平均値を算出する（ステップＳ２０）。これにより、識別対象物１５の中心位置Ｃを精度良く求めることができる。以上が、識別部２の中心算出部５３における処理内容である。
【００５２】
再び図１を参照する。円周データ取込部５５は、識別対象物１５の中心位置Ｃを中心とする所定の円周上のデータＤ14を撮像データＤ2から抽出するための手段である。すなわち、円周データ取込部５５は、中心算出部５３から中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13を受け取る。また、円周データ取込部５５は、予め定められた円周情報（例えば半径など）Ｄ3を記憶部７の識別部位記憶領域７３から読み出す。また、円周データ取込部５５は、記憶部７の撮像データ記憶領域７１から撮像データＤ2を読み出す。そして、円周データ取込部５５は、中心位置情報Ｄ13及び円周情報Ｄ3に基づいて、中心位置Ｃを中心とする所定半径の円周（例えば図２（ａ）の円周Ａ）上のデータＤ14を撮像データＤ2から抽出する。円周上のデータＤ14の一例を図２（ｂ）に示す。なお、図２（ｂ）において、横軸は円周Ａにおける周方向位置であり、縦軸はデータ値である。円周データ取込部５５は、抽出した円周上のデータＤ14を特徴区間抽出部５７及び判定部９に提供する。
【００５３】
特徴区間抽出部５７は、円周上のデータＤ14において所定の特徴を有する特徴区間を決定するための手段である。すなわち、特徴区間抽出部５７は、円周データ取込部５５から円周上のデータＤ14を受け取る。そして、特徴区間抽出部５７は、予め定められた特徴、例えば円周上のデータＤ14が当該区間にわたって規定範囲内の値を有するといった特徴を有する特徴区間（例えば、図２（ｂ）において点ａ2及び点ｂ2に挟まれた区間）を決定する。なお、特徴区間の特徴としては、この他にも、例えば当該区間のデータ値が所定レベルの変化率で連続するといった特徴など、他に様々な特徴を用いることができる。特徴区間抽出部５７は、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置（例えば、図２（ｂ）における点ａ2及び点ｂ2の周方向位置）を求める。また、特徴区間抽出部５７は、例えば特徴区間の長さなどの情報を特徴区間情報Ｄ6として判定部９に提供する。
【００５４】
また、特徴区間抽出部５７は、抽出した特徴区間の位置と識別対象物の種類に応じて予め記憶された基準データにおける特徴区間の位置とに基づいて、特徴区間の位置関係を求める手段でもある。すなわち、特徴区間抽出部５７は、記憶部７の基準データ記憶領域７５から基準データの特徴区間の位置に関する基準位置情報Ｄ4を読み出す。ここで、図３（ａ）は、基準状態の識別対象物（以下、基準対象物という）１７を示す図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された基準対象物１７の円周Ａ上におけるデータ（基準データ）Ｄ8を示すグラフである。記憶部７は、基準データとして、例えば図３（ｂ）に示す基準データＤ8を基準データ記憶領域７５に記憶している。さらに、記憶部７は、基準位置情報Ｄ4として例えば図３（ｂ）に示す点ａ１及び点ｂ１の周方向における位置を基準データ記憶領域７５に記憶している。特徴区間抽出部５７は、記憶部７から読み出した基準位置情報Ｄ4と、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置との関係を求める。そして、特徴区間抽出部５７は、特徴区間の位置関係に関する位置関係情報Ｄ10を判定部９に提供する。なお、位置関係情報Ｄ10は、判定部９における円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8との関連付けに用いられる。
【００５５】
さらに、特徴区間抽出部５７は、姿勢角を求める手段でもある。すなわち、特徴区間抽出部５７は、記憶部７から読み出した基準位置情報Ｄ4と、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置との差を求めることにより、撮像データＤ2における識別対象物１５の基準状態に対する姿勢角を求める。具体的には、円周上のデータＤ14の全データ数をＮ、点ａ１と点ａ2との間隔（または点ｂ１と点ｂ2との間隔）をＬとすると、姿勢角θはθ＝Ｌ×３６０／Ｎとして求められる。
【００５６】
特徴区間抽出部５７は、こうして求めた識別対象物１５の姿勢角に関する姿勢角情報Ｄ5を、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶させる。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する基準位置情報Ｄ4を記憶しておくことが好ましい。そして、特徴区間抽出部５７は、特徴区間の長さ等に従って撮像データＤ2における識別対象物１５の表裏を判別し、識別対象物１５の表裏に応じた基準位置情報Ｄ4を用いて姿勢角を求めることが好ましい。
【００５７】
識別部位取込部５９は、識別対象物１５の所定の識別部位における識別データＤ11を、識別対象物１５の中心位置Ｃ及び姿勢角に基づいて撮像データＤ2から抽出するための手段である。すなわち、識別部位取込部５９は、記憶部７の撮像データ記憶領域７１から撮像データＤ2を読み出す。また、識別部位取込部５９は、記憶部７の識別部位記憶領域７３から識別部位情報Ｄ9を読み出す。ここで、識別部位情報Ｄ9とは、識別対象物１５を識別するための識別部位（例えば、図２（ａ）及び図３（ａ）の領域Ｂ）の、中心位置Ｃを基準とする位置や大きさといった情報である。記憶部７は、このような識別部位情報Ｄ9を予め識別部位記憶領域７３に記憶している。
【００５８】
識別部位取込部５９は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７から姿勢角情報Ｄ5及び中心位置情報Ｄ13を読み出す。識別部位取込部５９は、姿勢角情報Ｄ5及び中心位置情報Ｄ13に基づいて、識別部位情報Ｄ9に示された識別部位（図２（ａ）の領域Ｂ）を撮像データＤ2において特定する。そして、識別部位取込部５９は、特定した識別部位における識別データＤ11を撮像データＤ2から抽出し、該識別データＤ11を判定部９に提供する。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する識別部位情報Ｄ9を記憶しておくことが好ましい。そして、識別部位取込部５９は、識別対象物１５の表裏に応じた識別部位情報Ｄ9を用いて識別部位を抽出することが好ましい。
【００５９】
判定部９は、識別対象物１５の円周Ａ上のデータＤ14と、硬貨の種類に応じて予め記憶された該円周Ａ上の基準データＤ8とを特徴区間に基づいて比較することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定するための手段である。すなわち、判定部９は、識別対象物１５の円周Ａ上のデータＤ14を円周データ取込部５５から受け取る。また、判定部９は、記憶部７の基準データ記憶領域７５から、円周Ａ上の基準データＤ8を読み出す。また、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の位置関係情報Ｄ10を特徴区間抽出部５７から受け取る。判定部９は、位置関係情報Ｄ10に基づいて、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の位置及び基準データＤ8における特徴区間の位置を基準にして円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける。
【００６０】
円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける手法の一例としては、データＤ14と基準データＤ8とをそれぞれリングバッファ内に格納し、それぞれの特徴区間の位置を起点にしてデータを順次読み出すとよい。これにより、データＤ14及び基準データＤ8における同一部位のデータ同士が互いに関連付けられることとなる。なお、データＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける方法はこれに限られるものではなく、特徴区間の位置を基準にデータＤ14及び基準データＤ8を揃えてバッファ内に格納するなど、他に様々な方法を適用することができる。また、データＤ14及び基準データＤ8を格納するためのバッファとしては、記憶部７内にバッファ用の領域を設けてもよいし、ＣＰＵ内部のレジスタを用いてもよい。
【００６１】
判定部９は、互いに関連付けられた円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを比較し、これらの一致・不一致を判定することにより、識別対象物１５が基準対象物１７一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する基準データＤ8を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象物１５の表裏に応じた基準データＤ8を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００６２】
また、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の長さと基準データＤ8における特徴区間の長さとを比較することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定する機能をさらに備えている。すなわち、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間（ａ2−ｂ2間）の長さに関する特徴区間情報Ｄ6を特徴区間抽出部５７から受け取る。また、判定部９は、基準対象物１７における特徴区間の長さ（基準長さ）に関する標準特徴区間情報Ｄ7を記憶部７の基準データ記憶領域７５から読み出す。ここで、記憶部７は、図３（ａ）に示される基準対象物１７における特徴区間（ａ1−ｂ1間）の長さを標準特徴区間情報Ｄ7として基準データ記憶領域７５に記憶している。判定部９は、特徴区間情報Ｄ6と標準特徴区間情報Ｄ7とに基づき、識別対象物１５の特徴区間長さと基準対象物１７の特徴区間長さとを比較し、これらの長さの一致・不一致を判定することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する標準特徴区間情報Ｄ7を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象物１５の表裏に応じた標準特徴区間情報Ｄ7を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００６３】
また、判定部９は、次の機能をさらに備えている。すなわち、判定部９は、識別データＤ11と硬貨の種類に応じて予め記憶された基準識別データＤ12とを比較し、これらの一致・不一致を判定することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定する。具体的には、判定部９は、識別部位取込部５９から識別データＤ11を受け取るとともに、記憶部７の基準データ記憶領域７５から基準識別データＤ12を読み出す。ここで、記憶部７は、例えば図３（ａ）に示す基準対象物１７の領域Ｂにおけるデータを基準識別データＤ12として基準データ記憶領域７５に予め記憶している。判定部９は、識別データＤ11と基準識別データＤ12とを比較することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する基準識別データＤ12を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象物１５の表裏に応じた基準識別データＤ12を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００６４】
判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とが互いに一致しており、且つ識別対象物１５の特徴区間長さと基準対象物１７の特徴区間長さとが互いに一致しており、且つ識別データＤ11と基準識別データＤ12とが互いに一致している場合に、識別対象物１５が基準対象物１７と一致していることを示す一致信号Ｓｄを識別装置１の外部へ出力する。
【００６５】
なお、判定部９は、前述した処理部５と同様に、例えば中央演算処理装置がプログラムを読み込むことにより構成されてもよく、また、電子回路によって構成されてもよい。
【００６６】
制御部１１は、識別部２の処理部５及び判定部９を制御するための手段である。制御部１１は、硬貨投入口に硬貨（識別対象物１５）が投入されたことを示す投入信号Ｓａを画像入力部３から受け取る。そして、制御部１１は、投入信号Ｓａを受けると、撮像データＤ1の処理を開始するように処理部５に制御信号Ｓｂを送る。また、制御部１１は、特徴区間情報Ｄ6、位置関係情報Ｄ10、識別データＤ11、及びデータＤ14が処理部５から出力されると、判定部９に識別対象物１５を判定するよう指示信号Ｓｃを送る。
【００６７】
続いて、画像入力部３の構成について説明する。図９は、本実施形態による画像入力部３の構成図である。図９を参照すると、画像入力部３は、搬送ベルト３１と、搬送板３２と、透明ガラス３４と、透明板３５と、発光素子３６と、ＣＣＤ３７と、レンズ３８と、撮像タイミングセンサ３９と、制御回路４０とを備えている。
【００６８】
搬送ベルト３１と搬送板３２との間には、硬貨が搬送されるための空隙である搬送路３３が設けられている。また、搬送板３２は開口３２ａを有しており、この開口３２ａに透明ガラス３４が嵌め込まれている。この透明ガラス３４は、識別対象物１５を撮像するための窓となる。この開口３２ａは、識別対象物１５の大きさよりもやや大きく設けられるとよい。
【００６９】
透明板３５は、例えばアクリル板といった可視光や赤外光に対して透明な材料からなり、搬送板３２の搬送路３３とは反対側の面上に設けられている。透明板３５には、搬送板３２の開口３２ａに応じて開口３５ａが設けられている。また、透明板３５の内部には、発光素子３６といった光源が開口３２ａの周囲に配置されている。発光素子３６としては、例えば赤外光を照射する赤外光ＬＥＤといった赤外光源を好適に用いることができる。
【００７０】
ＣＣＤ３７は、識別対象物１５の表面を撮像するための撮像装置である。ＣＣＤ３７は、その受光面が透明ガラス３４と対向するように配置されており、識別対象物１５が透明ガラス３４を通過すると、発光素子３６から出射された光のうち識別対象物１５の表面において反射した光を撮像して撮像データＤ1を生成する。また、ＣＣＤ３７は、制御回路４０からの撮像信号Ｓｆに応じたタイミングで撮像する。ＣＣＤ３７は、生成した撮像データＤ1を制御回路４０へ送る。ＣＣＤ３７と透明ガラス３４との間にはレンズ３８が配置されており、レンズ３８は識別対象物１５の表面からの光を集光してＣＣＤ３７に好適に入射させる。
【００７１】
撮像タイミングセンサ３９は、搬送路３３において透明ガラス３４よりも上流側に設けられており、識別対象物１５が通過すると通過信号Ｓｅを制御回路４０へ送る。制御回路４０は、発光素子３６及びＣＣＤ３７を制御するための回路である。制御回路４０は、撮像タイミングセンサ３９から通過信号Ｓｅを受けると、発光素子３６に電源電圧Ｖ1を印加して発光素子３６を点灯させるとともに、ＣＣＤ３７に撮像信号Ｓｆを送る。そして、ＣＣＤ３７から撮像データＤ1を受け取り、該撮像データＤ1を識別部２へ送る。
【００７２】
図１０に示すフローチャートを参照しながら識別装置１の動作について説明する。まず、画像入力部３において識別対象物１５の表面が撮像され、撮像データＤ1が生成される（ステップＳ１０１）。続いて、撮像処理部５１において撮像データＤ1がグレースケール変換及び数値化されて撮像データＤ2が生成され、該撮像データＤ2が記憶部７の撮像データ記憶領域７１に記憶される（Ｓ１０３）。そして、中心算出部５３において、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃが求められる（Ｓ１０５）。識別対象物１５の中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶される。
【００７３】
続いて、円周データ取込部５５において、識別対象物１５の中心位置Ｃに基づいて撮像データＤ2から円周上のデータＤ14が抽出される（Ｓ１０７）。このとき、円周上のデータＤ14は、予め記憶部７の識別部位記憶領域７３に記憶されている円周情報Ｄ3に基づいて抽出される。そして、特徴区間抽出部５７において、円周上のデータＤ14から所定の特徴を有する特徴区間が決定される（Ｓ１０９）とともに、決定された特徴区間の長さに関する特徴区間情報Ｄ6と、特徴区間の位置とが求められる（Ｓ１１１）。続いて、求められた特徴区間の位置と予め記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶された基準位置情報Ｄ4とに基づいて、位置関係情報Ｄ10が生成されるとともに（Ｓ１１３）、識別対象物１５の姿勢角が求められる（Ｓ１１５）。識別対象物１５の姿勢角に関する姿勢角情報Ｄ5は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶される。
【００７４】
続いて、識別部位取込部５９において、識別対象物１５における所定の識別部位に対応する識別データＤ11が撮像データＤ2から抽出される（Ｓ１１７）。このとき、識別部位は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶されている中心位置情報Ｄ13及び姿勢角情報Ｄ5、並びに識別部位記憶領域７３に記憶されている識別部位情報Ｄ9に基づいて抽出される。
【００７５】
続いて、判定部９において、位置関係情報Ｄ10に基づいて、基準データＤ8と円周Ａ上のデータＤ14とが互いに関連付けられ、円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8との一致／不一致が判定される。また、判定部９において、記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶されている標準特徴区間情報Ｄ7と特徴区間情報Ｄ6とに基づいて、データＤ14における特徴区間の長さが基準データＤ8における特徴区間の長さと一致しているか否かが判定される。また、判定部９において、記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶されている基準識別データＤ12と識別データＤ11とが相互に比較され、これらの一致／不一致が判定される。そして、判定部９においてこれらの判定結果が全て一致している場合に、一致信号Ｓｄが識別装置１の外部へ出力される（Ｓ１１９）。
【００７６】
以上に説明した本実施形態による識別装置１は、次の効果を有する。すなわち、本実施形態による識別装置１によれば、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物１５の撮像データＤ２における該識別対象物１５の中心位置Ｃを好適に求めることができる。特に、上述した第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２（又はＬＳ２１，ＬＳ２２）を任意に特定できるので、磨耗している頂点や、撮影条件の都合で明確でない輪郭部分を避けることが可能となり、撮像データＤ２における識別対象物１５の中心位置Ｃをより精度良く求めることができる。従って、識別対象物１５を精度良く識別できる。
【００７７】
また、本実施形態のように、識別部２の中心算出部５３は、撮像データＤ２上の直交座標系を設定し、第１の線分ＬＳ１１（又はＬＳ２１）を該直交座標系の一の座標軸であるｘ軸（又はｙ軸）と平行とすることが好ましい。或いは、撮像データＤ２が、Ｍ行Ｎ列に配置された複数の画素からなり、第１の線分ＬＳ１１（又はＬＳ２１）が、撮像データＤ２の行方向又は列方向に延びる線分であることが好ましい。これにより、識別部２の中心算出部５３における演算処理量を軽減することができる。
【００７８】
本実施形態の識別装置１は、前述したように、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状といった、円形とは異なる平面形状を有する識別対象物を精度良く識別することができる。より正確には、識別装置１が識別する識別対象物の平面形状は、中心位置Ｃとそれぞれの頂点とを結ぶ各直線を挟んで線対称となる形状である。このような形状には、星形正偶数角形や、星形正偶数角形の角が丸められた形状も含まれる。
【００７９】
このような識別対象物の例としては、以下のものが挙げられる。
＜正四角形若しくはその角が丸められた形状＞
・インドの５パイス硬貨、旧２アンナ白銅貨、旧５アンナ白銅貨
・ビルマの２パイス白銅貨
・バングラデシュの５イシャアルミ貨
・ブータンの５チェトラムアルミ貨
・オランダ領アンチルの５セント白銅貨
・キュラソーの５セント白銅貨
・バハマの１５セント白銅貨
・パキスタンの旧１／２アンナ白銅貨、５パイスニッケル黄銅貨、５パイスアルミ貨
＜正六角形若しくはその角が丸められた形状＞
・インドの２０パイス硬貨、旧３パイスアルミ貨
・エジプトの旧２ピアストル銀貨
・ビルマの旧２５パイス白銅貨
＜正八角形若しくはその角が丸められた形状＞
・インドの旧１ルピー銀貨
・マルタの２５セント青銅貨
＜正十二角形若しくはその角が丸められた形状＞
・イスラエルの５シュケル硬貨
・オーストラリアの５０セント白銅貨
・フィジーの５０セント白銅貨
・アルゼンチンの１０ペソニッケル張り鉄貨
・コロンビアの５０センタボニッケル張り鉄貨
＜正十二角形の各辺が内側に屈曲した形状＞
・エジプトの旧５ミリエム青銅貨
・スーダンの５ミリム黄銅貨、１０ミリム黄銅貨
・パキスタンの２パイス青銅貨
・インドの旧１０パイス白銅貨、旧１０パイスアルミ貨
・香港の旧２０セント黄銅貨
【００８０】
なお、本実施形態では、撮像データＤ２において所定の閾値以上の階調値を有する画素に基づいて、識別対象物１５の縁上の端点Ａ１，Ａ２，Ｂ１，及びＢ２等を特定している。実際の識別対象物１５には模様などの刻印があり、閾値以上の階調値を有する画素であっても、識別対象物１５の縁上の画素とは限らない。そこで、本実施形態の中心算出部５３は、画素間の距離が最長となる画素（すなわち、階調値が閾値以上となる範囲の最初及び最後の画素）を抽出している。これにより、端点Ａ１，Ａ２，Ｂ１，及びＢ２等を精度良く特定できる。
【００８１】
本発明による識別装置は、上記実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、図１１に示されるように、上記実施形態では、閾値以上の階調値を有する画素の検出を、ｘ軸方向（行方向）またはｙ軸方向（列方向）の一端から他端へ向けて行なっている（図１１の矢印Ｆ１）。しかしながら、閾値以上の階調値を有する画素の検出方向はこれに限られず、例えば、閾値以上の階調値を有する画素の検出を、ｘ軸方向（行方向）またはｙ軸方向（列方向）の両端から内側へ向けて行ってもよい（図１１の矢印Ｆ２，Ｆ３）。
【００８２】
また、上記実施形態では、識別部２が、識別対象物１５の中心位置Ｃを求めたのち、この中心位置Ｃを中心とする円周上の特徴区間や所定の識別部位を基準対象物と比較することにより識別対象物１５を識別している。しかしながら、識別のための識別対象物の領域はこれらに限られず、例えば中心位置を求めた上で抽出される識別対象物の外形を、識別パラメータとして利用してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１…識別装置、２…識別部、３…画像入力部、５…処理部、７…記憶部、９…判定部、１１…制御部、１５…識別対象物、１７…基準対象物、５１…撮像処理部、５３…中心算出部、５５…円周データ取込部、５７…特徴区間抽出部、５９…識別部位取込部、７１…撮像データ記憶領域、７３…識別部位記憶領域、７５…基準データ記憶領域、７７…中心位置・姿勢角記憶領域、Ａ１，Ｃ１…第１の端点、Ａ２，Ｃ２…第２の端点、Ｂ１，Ｄ１…第３の端点、Ｂ２，Ｄ２…第４の端点、Ｃ…中心位置、ＬＳ１１，ＬＳ２１…第１の線分、ＬＳ１２，ＬＳ２２…第２の線分、ＬＳ１３，ＬＳ２３…第３の線分、ＬＳ１４，ＬＳ２４…第４の線分。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正偶数角形等の平面形状を有する識別対象物（例えば硬貨等）を識別する識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の硬貨識別装置は、例えばコイルにより発生する磁界中に硬貨を通過させることにより、硬貨の磁気的特性または電気的特性を検出するように構成される。そして、検出した磁気的特性または電気的特性に基づいて、硬貨の外径や断面積を判定している。この硬貨識別装置は、判定した硬貨の外径や断面積等に基づいて、該硬貨の種類を識別する。
【０００３】
近年、上記識別方法に加えて、硬貨表面の模様や凹凸における特徴部分を判定することによって識別精度をより高めることが求められている。このような識別方法を実現するためには、硬貨表面を撮像して撮像データを作成し、この撮像データを用いて識別する方法が有効である。このような識別方法を適用した装置としては、例えば特許文献１〜３に開示された装置がある。
【０００４】
硬貨表面の撮像データを用いて該硬貨を識別する際には、撮像データにおける硬貨位置と基準データにおける硬貨位置とを互いに合致させる必要がある。このとき、撮像データにおける硬貨の中心位置を求め、この中心位置を基準データにおける硬貨の中心位置に一致させることによって、硬貨位置を合致させるとよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１７０１４７号公報
【特許文献２】特開２００５−２８４９１８号公報
【特許文献３】特開２００５−２８４９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、硬貨等の識別対象物の平面形状が例えば正偶数角形といった円形以外の形状を有する場合、その中心位置を求めることは容易ではない。例えば、上述した特許文献１では、撮像データにおける硬貨の中心位置を求める方法として、撮像データにおいてｙ座標が０である線分と硬貨の外縁部分との２交点を求め、該２交点を結ぶ垂直二等分線と硬貨の外縁部分との別の２交点を求め、該別の２交点の中心を硬貨の中心位置としている。しかし、この方法は識別対象物の平面形状が円形である場合のみ有効であり、平面形状が正六角形などの正偶数多角形である場合には適用することができない。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物（硬貨等）の撮像データにおいて、該識別対象物の中心位置を求めることができる識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明による第１の識別装置は、平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状である識別対象物を識別する識別装置であって、識別対象物の表面を撮像して該識別対象物に関する撮像データを生成する画像入力部と、撮像データにおける識別対象物の中心位置を算出し、識別対象物の所定の識別部位における識別データを撮像データから中心位置に基づいて抽出し、識別データと予め記憶された基準データとを比較することにより、識別対象物を識別する識別部とを備え、識別部が、識別対象物の中心位置を算出する際に、（Ａ）撮像データにおける識別対象物の縁上にある第１及び第２の端点を結ぶ第１の線分と、撮像データにおける識別対象物の縁上にある第３及び第４の端点を結ぶ線分であって、第１の線分と平行であり且つ長さが等しい第２の線分とを特定し、（Ｂ）第３及び第４の端点のうち第１の端点とは逆側にある端点と第１の端点とを結ぶ第３の線分、並びに第３及び第４の端点のうち第２の端点とは逆側にある端点と第２の端点とを結ぶ第４の線分を求め、第３の線分と第４の線分との交点を中心位置とすることを特徴とする。
【０００９】
この第１の識別装置によれば、上述した演算処理（Ａ）、（Ｂ）を識別部が行うことによって、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物（硬貨等）の撮像データにおける該識別対象物の中心位置を好適に求めることができる。
【００１０】
また、第１の識別装置は、識別部が、第１及び第２の線分をそれぞれ複数本決定及び特定することにより複数の交点を求め、該複数の交点から中心位置を算出することを特徴としてもよい。これにより、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物の中心位置を精度良く求めることができる。
【００１１】
また、本発明による第２の識別装置は、平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状である識別対象物を識別する識別装置であって、識別対象物の表面を撮像して該識別対象物に関する撮像データを生成する画像入力部と、撮像データにおける識別対象物の中心位置を算出し、識別対象物の所定の識別部位における識別データを撮像データから中心位置に基づいて抽出し、識別データと予め記憶された基準データとを比較することにより、識別対象物を識別する識別部とを備え、識別部が、識別対象物の中心位置を算出する際に、（Ａ）撮像データにおける識別対象物の縁上にある第１及び第２の端点を結ぶ第１の線分と、撮像データにおける識別対象物の縁上にある第３及び第４の端点を結ぶ線分であって、第１の線分と平行であり且つ長さが等しい第２の線分とを特定し、（Ｃ）第３及び第４の端点のうち第１の端点とは逆側にある端点と第１の端点とを結ぶ第３の線分を求め、第３の線分の中点を中心位置とすることを特徴とする。
【００１２】
この第２の識別装置では、識別部が、第１の識別装置と同様の演算処理（Ａ）を行ったのち、第１の識別装置とは異なる演算処理（Ｃ）を行っている。識別部が演算処理（Ａ）および（Ｃ）を行うことによっても、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物の中心位置を好適に求めることができる。
【００１３】
また、第２の識別装置は、識別部が、第１及び第２の線分をそれぞれ複数本決定及び特定することにより複数の第３の線分を求め、該複数の第３の線分それぞれの中点から中心位置を算出することを特徴としてもよい。これにより、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物の中心位置を精度良く求めることができる。
【００１４】
また、第１及び第２の識別装置は、識別部が、撮像データ上の直交座標系を設定し、第１の線分を該直交座標系の一の座標軸と平行とすることを特徴としてもよい。これにより、識別部における演算処理量を軽減することができる。
【００１５】
また、第１及び第２の識別装置は、撮像データが、Ｍ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは２以上の整数）に配置された複数の画素からなり、第１の線分が、撮像データの行方向又は列方向に延びる線分であることを特徴としてもよい。これにより、識別部における演算処理量を軽減することができる。
【００１６】
また、第１及び第２の識別装置は、正偶数角形が、正四角形、正六角形、正八角形、及び正十二角形のうち何れかであることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による識別装置によれば、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物（硬貨等）の撮像データにおいて、該識別対象物の中心位置を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る識別装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）撮像データの一例を示す図である。（ｂ）円周上のデータの一例を示すグラフである。
【図３】（ａ）基準対象物を示す図である。（ｂ）図３（ａ）に示された基準対象物の円周上におけるデータを示すグラフである。
【図４】識別対象物の中心算出処理を説明するための図であり、撮像データの一例を表している。
【図５】識別対象物の中心算出処理を説明するための図であり、撮像データの別の例を表している。
【図６】正六角形の識別対象物の画像を中央部に含む撮像データを示している。
【図７】中心位置算出方法の具体的な実施例を示すフローチャートである。
【図８】中心位置算出方法の具体的な実施例を示すフローチャートである。
【図９】画像入力部の構成図である。
【図１０】識別装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】閾値以上の階調値を有する画素の検出方向について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明による識別装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
本実施形態に係る識別装置が識別対象とする物は、その平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状といった、円形とは異なる平面形状を有する物である。正偶数角形とは、典型的には正四角形、正六角形、正八角形、及び正十二角形のうち何れかである。このような識別対象物は例えば硬貨であり、硬貨以外にも、例えば記念硬貨、メダル、或いはトークンといった他の識別対象物を識別することができる。
【００２１】
図１は、本実施形態による識別装置の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、識別装置１は、識別対象物の表面を撮像して該表面の撮像データＤ1を生成する画像入力部３と、撮像データＤ1に基づいて識別対象物を識別する識別部２と、画像入力部３及び識別部２を制御する制御部１１とを備えている。識別部２は、撮像データＤ1を処理する処理部５と、識別のための基準データなどを記憶する記憶部７と、識別対象物が識別基準に合致しているか否かを判定する判定部９とを備えている。処理部５は、例えば中央演算処理装置がプログラムを読み込むことにより構成されてもよく、また、電子回路によって構成されてもよい。処理部５は、撮像処理部５１と、中心算出部５３と、円周データ取込部５５と、特徴区間抽出部５７と、識別部位取込部５９とを有している。記憶部７は、例えばメモリといった記憶装置からなり、撮像データ記憶領域７１と、識別部位記憶領域７３と、基準データ記憶領域７５と、中心位置・姿勢角記憶領域７７とを有している。
【００２２】
撮像処理部５１は、画像入力部３から撮像データＤ1を取り込み、撮像データＤ1を識別部２における演算が容易になるように処理して記憶部７に記憶させるための手段である。具体的には、撮像処理部５１は、まず、画像入力部３からの撮像データＤ1をグレースケールデータ（濃淡画像）に変換する。そして、このグレースケールデータにおける色の濃さを各画素毎に数値化することにより、撮像データＤ2を生成する。撮像データＤ2の一例を図２（ａ）に示す。この例では、撮像データＤ2は識別対象物１５としてインドの２０パイス硬貨の画像を含んでいる。撮像処理部５１は、生成した撮像データＤ2を記憶部７に送る。記憶部７は、撮像データＤ2を撮像データ記憶領域７１に記憶する。
【００２３】
中心算出部５３は、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃ（図２（ａ）参照）を算出するための手段である。中心算出部５３は、撮像データＤ2を記憶部７の撮像データ記憶領域７１から読み出し、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出する。中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13を、円周データ取込部５５へ提供するとともに記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶させる。
【００２４】
ここで、中心算出部５３における識別対象物１５の中心算出方法について説明する。図４及び図５は、識別対象物１５の中心算出処理を説明するための図であり、それぞれ撮像データＤ2の例を表している。各撮像データＤ2の中央部には、識別対象物１５の画像が存在する。図４に示された撮像データＤ2には、正六角形の識別対象物１５が含まれている。また、図５に示された撮像データＤ2には、正六角形の各辺が内側に屈曲した形状の識別対象物１５が含まれている。なお、図４及び図５に示す撮像データＤ2の各画素は、直交する二方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向）に二次元配列されている。
【００２５】
（第１の算出方法）
まず、中心算出部５３は、図４及び図５に示される撮像データＤ2において、識別対象物１５と交差する直線Ｌ１を設定する。直線Ｌ１は、撮像データＤ2の行方向（ｘ軸方向）と平行な直線である。この直線Ｌ１は、識別対象物１５の縁上にある第１の端点Ａ１及び第２の端点Ａ２を通る。中心算出部５３は、撮像データＤ2において、直線Ｌ１を含む画素行内のデータ値の変化を読み取り、データ値が閾値以上である範囲の最初の点を端点Ａ１とし、最後の点を端点Ａ２とするとよい。こうして、中心算出部５３は、第１の端点Ａ１及び第２の端点Ａ２を結ぶ第１の線分ＬＳ１１が定義される。なお、端点Ａ１及びＡ２の各座標軸は、次のように表される。
Ａ１（ｘ１１，ｙ１）
Ａ２（ｘ１２，ｙ１）
【００２６】
また、中心算出部５３は、撮像データＤ2において、識別対象物１５と交差する別の直線Ｌ２を設定する。直線Ｌ２は、撮像データＤ2の行方向（ｘ軸方向）と平行な直線であり、上記直線Ｌ１と平行である。この直線Ｌ２は、識別対象物１５の縁上にある第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２を通る。中心算出部５３は、撮像データＤ2において、直線Ｌ２を含む画素行内のデータ値の変化を読み取り、データ値が閾値以上である範囲の最初の点を端点Ｂ１とし、最後の点を端点Ｂ２とするとよい。こうして、第３の端点Ｂ１と第４の端点Ｂ２とを結ぶ第２の線分ＬＳ１２が定義される。なお、特定された端点Ｂ１及びＢ２の各座標軸は、次のように表される。
Ｂ１（ｘ２１，ｙ２）
Ｂ２（ｘ２２，ｙ２）
【００２７】
中心算出部５３は、第１の端点Ａ１と第２の端点Ａ２との距離ｌａ（すなわち線分ＬＳ１１の長さ）と、第３の端点Ｂ１と第４の端点Ｂ２との距離ｌｂ（すなわち線分ＬＳ１２の長さ）とが互いに等しくなるような直線Ｌ１，Ｌ２のｙ座標位置をそれぞれ求めることにより、２本の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２を特定する。
【００２８】
続いて、中心算出部５３は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２のうち第１の端点Ａ１とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｂ２）と、第１の端点Ａ１とを結ぶ第３の線分ＬＳ１３を求める。また、中心算出部５３は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２のうち第２の端点Ａ２とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｂ１）と、第２の端点Ａ２とを結ぶ第４の線分ＬＳ１４を求める。なお、ここでいう逆側の端点とは、線分ＬＳ１１におけるｘ座標が小さい側の端点Ａ１に対する、線分ＬＳ１２におけるｘ座標が大きい側の端点Ｂ２をいう。同様に、線分ＬＳ１１におけるｘ座標が大きい側の端点Ａ２に対する、線分ＬＳ１２におけるｘ座標が小さい側の端点Ｂ１をいう。
【００２９】
以上の演算ののち、中心算出部５３は、第３の線分ＬＳ１３と第４の線分ＬＳ１４との交点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。こうして、中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出することができる。
【００３０】
上述した中心位置算出方法では、ｘ軸と平行な第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２を求め、これらの線分ＬＳ１１，ＬＳ１２に基づいて識別対象物１５の中心位置Ｃを算出したが、ｙ軸と平行な第１及び第２の線分に基づいて中心位置Ｃを算出してもよい。
【００３１】
すなわち、中心算出部５３は、図４及び図５に示される撮像データＤ2において、識別対象物１５と交差する直線Ｌ３を設定する。直線Ｌ３は、撮像データＤ2の列方向（ｙ軸方向）と平行な直線である。この直線Ｌ３は、識別対象物１５の縁上にある第１の端点Ｃ１及び第２の端点Ｃ２を通る。中心算出部５３は、撮像データＤ2において、直線Ｌ３を含む画素行内のデータ値の変化を両端から読み取り、データ値が閾値以上である範囲の最初の点を端点Ｃ１とし、最後の点を端点Ｃ２とするとよい。こうして、第１の端点Ｃ１及び第２の端点Ｃ２を結ぶ第１の線分ＬＳ２１が定義される。なお、端点Ｃ１及びＣ２の各座標軸は、次のように表される。
Ｃ１（ｘ３，ｙ３１）
Ｃ２（ｘ３，ｙ３２）
【００３２】
また、中心算出部５３は、撮像データＤ2において、識別対象物１５と交差する別の直線Ｌ４を設定する。直線Ｌ４は、撮像データＤ2の列方向（ｙ軸方向）と平行な直線であり、上記直線Ｌ３と平行である。この直線Ｌ２は、識別対象物１５の縁上にある第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２を通る。中心算出部５３は、撮像データＤ2において、直線Ｌ４を含む画素行内のデータ値の変化を両端から読み取り、データ値が閾値以上である範囲の最初の点を端点Ｄ１とし、最後の点を端点Ｄ２とするとよい。こうして、第３の端点Ｄ１と第４の端点Ｄ２とを結ぶ第２の線分ＬＳ２２が定義される。なお、特定された端点Ｄ１及びＤ２の各座標軸は、次のように表される。
Ｄ１（ｘ４，ｙ４１）
Ｄ２（ｘ４，ｙ４２）
【００３３】
中心算出部５３は、第１の端点Ｃ１と第２の端点Ｃ２との距離ｌｃ（すなわち線分ＬＳ２１の長さ）と、第３の端点Ｄ１と第４の端点Ｄ２との距離ｌｄ（すなわち線分ＬＳ２２の長さ）とが等しくなるような直線Ｌ３，Ｌ４のｘ座標位置をそれぞれ求めることにより、２本の線分ＬＳ２１，ＬＳ２２を特定する。
【００３４】
続いて、中心算出部５３は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２のうち第１の端点Ｃ１とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｄ２）と、第１の端点Ｃ１とを結ぶ第３の線分ＬＳ２３を求める。また、中心算出部５３は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２のうち第２の端点Ｃ２とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｄ１）と、第２の端点Ｃ２とを結ぶ第４の線分ＬＳ２４を求める。なお、ここでいう逆側の端点とは、線分ＬＳ２１におけるｙ座標が小さい側の端点Ｃ１に対する、線分ＬＳ２２におけるｙ座標が大きい側の端点Ｄ２をいう。同様に、線分ＬＳ２１におけるｙ座標が大きい側の端点Ｃ２に対する、線分ＬＳ２２におけるｙ座標が小さい側の端点Ｄ１をいう。
【００３５】
以上の演算ののち、中心算出部５３は、第３の線分ＬＳ２３と第４の線分ＬＳ２４との交点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。こうして、中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出することができる。
【００３６】
なお、上記処理において、中心算出部５３は、第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２（又はＬＳ２１，ＬＳ２２）をそれぞれ複数本特定することにより複数の交点を求め、該複数の交点の座標を平均することにより中心位置Ｃを算出してもよい。これにより、撮像窓の汚れや識別対象物１５の表面の汚れ、識別対象物１５の外縁と搬送路の側面との接触等による影響を低減し、中心位置Ｃを精度良く求めることができる。
【００３７】
（第２の算出方法）
中心算出部５３は、上述した第１の算出方法と同様にして、第１の端点Ａ１及び第２の端点Ａ２を結ぶ第１の線分ＬＳ１１と、第１の線分ＬＳ１１と平行であり且つ長さが等しい第２の線分ＬＳ１２とを特定する。この第２の線分ＬＳ１２は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２を結ぶ。
【００３８】
続いて、中心算出部５３は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２のうち第１の端点Ａ１とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｂ２）と、第１の端点Ａ１とを結ぶ第３の線分ＬＳ１３を求める。そして、中心算出部５３は、第３の線分ＬＳ１３の中点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。或いは、中心算出部５３は、第３の端点Ｂ１及び第４の端点Ｂ２のうち第２の端点Ａ２とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｂ１）と、第２の端点Ａ２とを結ぶ第４の線分ＬＳ１４を求める。そして、中心算出部５３は、第４の線分ＬＳ１４の中点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。こうして、中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出することができる。
【００３９】
上述した中心位置算出方法では、ｘ軸と平行な第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２を求め、これらの線分ＬＳ１１，ＬＳ１２に基づいて識別対象物１５の中心位置Ｃを算出したが、ｙ軸と平行な第１及び第２の線分に基づいて中心位置Ｃを算出してもよい。
【００４０】
すなわち、中心算出部５３は、上述した第１の算出方法と同様にして、第１の端点Ｃ１及び第２の端点Ｃ２を結ぶ第１の線分ＬＳ２１と、第１の線分ＬＳ２１と平行であり且つ長さが等しい第２の線分ＬＳ２２とを特定する。この第２の線分ＬＳ２２は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２を結ぶ。
【００４１】
続いて、中心算出部５３は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２のうち第１の端点Ｃ１とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｄ２）と、第１の端点Ｃ１とを結ぶ第３の線分ＬＳ２３を求める。そして、中心算出部５３は、第３の線分ＬＳ２３の中点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。或いは、中心算出部５３は、第３の端点Ｄ１及び第４の端点Ｄ２のうち第２の端点Ｃ２とは逆側にある端点（図４及び図５では端点Ｄ１）と、第２の端点Ｃ２とを結ぶ第４の線分ＬＳ２４を求める。そして、中心算出部５３は、第４の線分ＬＳ２４の中点座標を、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃとみなす。こうして、中心算出部５３は、識別対象物１５の中心位置Ｃを算出することができる。
【００４２】
なお、上記処理においても、中心算出部５３は、第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２（又はＬＳ２１，ＬＳ２２）をそれぞれ複数本特定することにより複数の第３の線分ＬＳ１３（又はＬＳ２３）を求め、複数の第３の線分ＬＳ１３（又はＬＳ２３）それぞれの中点を平均することにより中心位置Ｃを算出してもよい。同様に、中心算出部５３は、第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２（又はＬＳ２１，ＬＳ２２）をそれぞれ複数本特定することにより複数の第４の線分ＬＳ１４（又はＬＳ２４）を求め、複数の第４の線分ＬＳ１４（又はＬＳ２４）それぞれの中点を平均することにより中心位置Ｃを算出してもよい。これにより、撮像窓の汚れや識別対象物１５の表面の汚れ、識別対象物１５の外縁と搬送路の側面との接触等による影響を低減し、中心位置Ｃを精度良く求めることができる。
【００４３】
（第３の算出方法）
図６には、正六角形の識別対象物１５の画像を中央部に含む撮像データＤ2が示されている。図６に示す撮像データＤ2の各画素は、Ｍ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは２以上の整数）の二次元に配列されている。なお、以下の説明では、撮像データＤ2における識別対象物１５の縁に相当する画素での階調値が、所定の閾値を超えるものとする。
【００４４】
まず、座標（ｘ，ｙ）＝（０，０）から（ｘ，ｙ）＝（Ｍ−１，０）までの一行において、所定の閾値を超える階調値を有する画素を検出する。ｘ座標がｉ０≦ｘ≦ｉ０＋ｄ０を満たす画素群が所定の閾値を超える階調値を有するとき、その最初の画素の座標をＳ０（ｉ０，０）とし、最後の画素の座標をＥ０（ｉ０＋ｄ０，０）とする。この場合、Ｓ０とＥ０との画素間距離はｄ０である。
【００４５】
続いて、座標（ｘ，ｙ）＝（０，１）から（ｘ，ｙ）＝（Ｍ−１，１）までの一行において、所定の閾値を超える階調値を有する画素を検出する。ｘ座標がｉ１≦ｘ≦ｉ１＋ｄ１を満たす画素群が所定の閾値を超える階調値を有するとき、その最初の画素の座標をＳ１（ｉ１，１）とし、最後の画素の座標をＥ１（ｉ１＋ｄ１，１）とする。この場合、Ｓ１とＥ１との画素間距離はｄ１である。
【００４６】
このように、座標（ｘ，ｙ）＝（０，ｊ）の画素から（ｘ，ｙ）＝（Ｍ−１，ｊ）までの一行において、閾値を超える階調値を有する画素を検出する。ｘ座標がｉｊ≦ｘ≦ｉｊ＋ｄｊを満たす画素群が所定の閾値を超える階調値を有するとき、その最初の画素の座標をＳｊ（ｉｊ，ｊ）とし、最後の画素の座標をＥｊ（ｉｊ＋ｄｊ，ｊ）とする。この場合、ＳｊとＥｊとの画素間距離はｄｊである。このような演算を、ｙ＝０からＮ−１まで繰り返す。
【００４７】
こうして求められた画素間距離ｄ１〜ｄｎに関し、相互の比較を行う。すなわち、画素間距離ｄ１と、画素間距離ｄｎ，ｄｎ−１，・・・，ｄｎ／２のいずれかとが互いに等しいか否かを確認する。例えば画素間距離ｄｎと画素間距離ｄ１とが等しい場合、座標Ｓ１と座標Ｅｎとを結ぶ線分（第３の線分）と、座標Ｓｎと座標Ｅ１とを結ぶ線分（第４の線分）との交点は、識別対象物１５の中心位置とみなされる。或いは、座標Ｓ１と座標Ｅｎとを結ぶ線分（若しくは座標Ｓｎと座標Ｅ１とを結ぶ線分）の中点は、識別対象物１５の中心位置とみなされる。
【００４８】
更に、このような演算を画素間距離ｄ２〜ｄｎ／２のそれぞれについて行い、結果を平均することにより、識別対象物１５の中心位置を精度良く求めることができる。
【００４９】
ここで、図７及び図８は、上述した中心位置算出方法の具体的な実施例を示すフローチャートである。図７に示されるように、まず、ｘ座標およびｙ座標の初期値を設定する（ステップＳ１，Ｓ２）。そして、当該座標（ｘ，ｙ）における画素の階調値が所定の閾値以上か否かを判定しながら（ステップＳ３）、ｙ座標がＮ−１に達するまでの各行について、ｘ座標を０からＭ−１まで繰り返し設定する（ステップＳ４〜Ｓ７）。そして、階調値が所定の閾値以上である場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、その閾値以上となる最初の階調値を有する最初の画素の座標Ｓ、及び最後の画素の座標Ｅをメモリに格納する（ステップＳ８）。そして、最初の画素の座標Ｓと最後の画素の座標Ｅとの距離ｄを求め（ステップＳ９）、このような距離ｄが存在する（すなわち、階調値が所定の閾値以上となる）箇所の総数ｎをメモリに格納する（ステップＳ１０）。
【００５０】
続いて、図８に示されるように、変数ｉ，ｋを初期化したのち、変数ｉが１ずつ増加してｎ／２に達するまで次の処理を繰り返す（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。まず、変数ｊを初期化し（ステップＳ１４）、変数ｊがｎ／２に達するまで１ずつ加算しながら（ステップＳ１５及びＳ１６）、ｄｉとｄｎ−ｊとが等しいか否かを判定する（ステップＳ１７）。ｄｉとｄｎ−ｊとが等しい場合（ステップＳ１７でＹｅｓ）、中心位置Ｃの座標を、次の数式
【数１】
によって求めることができる（ステップＳ１８）。そして、中心位置Ｃとして求められた座標の個数ｋに１を加える（ステップＳ１９）。
【００５１】
以上の処理が全て終了したのち、求められた中心位置Ｃに関する複数の座標の平均値を算出する（ステップＳ２０）。これにより、識別対象物１５の中心位置Ｃを精度良く求めることができる。以上が、識別部２の中心算出部５３における処理内容である。
【００５２】
再び図１を参照する。円周データ取込部５５は、識別対象物１５の中心位置Ｃを中心とする所定の円周上のデータＤ14を撮像データＤ2から抽出するための手段である。すなわち、円周データ取込部５５は、中心算出部５３から中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13を受け取る。また、円周データ取込部５５は、予め定められた円周情報（例えば半径など）Ｄ3を記憶部７の識別部位記憶領域７３から読み出す。また、円周データ取込部５５は、記憶部７の撮像データ記憶領域７１から撮像データＤ2を読み出す。そして、円周データ取込部５５は、中心位置情報Ｄ13及び円周情報Ｄ3に基づいて、中心位置Ｃを中心とする所定半径の円周（例えば図２（ａ）の円周Ａ）上のデータＤ14を撮像データＤ2から抽出する。円周上のデータＤ14の一例を図２（ｂ）に示す。なお、図２（ｂ）において、横軸は円周Ａにおける周方向位置であり、縦軸はデータ値である。円周データ取込部５５は、抽出した円周上のデータＤ14を特徴区間抽出部５７及び判定部９に提供する。
【００５３】
特徴区間抽出部５７は、円周上のデータＤ14において所定の特徴を有する特徴区間を決定するための手段である。すなわち、特徴区間抽出部５７は、円周データ取込部５５から円周上のデータＤ14を受け取る。そして、特徴区間抽出部５７は、予め定められた特徴、例えば円周上のデータＤ14が当該区間にわたって規定範囲内の値を有するといった特徴を有する特徴区間（例えば、図２（ｂ）において点ａ2及び点ｂ2に挟まれた区間）を決定する。なお、特徴区間の特徴としては、この他にも、例えば当該区間のデータ値が所定レベルの変化率で連続するといった特徴など、他に様々な特徴を用いることができる。特徴区間抽出部５７は、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置（例えば、図２（ｂ）における点ａ2及び点ｂ2の周方向位置）を求める。また、特徴区間抽出部５７は、例えば特徴区間の長さなどの情報を特徴区間情報Ｄ6として判定部９に提供する。
【００５４】
また、特徴区間抽出部５７は、抽出した特徴区間の位置と識別対象物の種類に応じて予め記憶された基準データにおける特徴区間の位置とに基づいて、特徴区間の位置関係を求める手段でもある。すなわち、特徴区間抽出部５７は、記憶部７の基準データ記憶領域７５から基準データの特徴区間の位置に関する基準位置情報Ｄ4を読み出す。ここで、図３（ａ）は、基準状態の識別対象物（以下、基準対象物という）１７を示す図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された基準対象物１７の円周Ａ上におけるデータ（基準データ）Ｄ8を示すグラフである。記憶部７は、基準データとして、例えば図３（ｂ）に示す基準データＤ8を基準データ記憶領域７５に記憶している。さらに、記憶部７は、基準位置情報Ｄ4として例えば図３（ｂ）に示す点ａ１及び点ｂ１の周方向における位置を基準データ記憶領域７５に記憶している。特徴区間抽出部５７は、記憶部７から読み出した基準位置情報Ｄ4と、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置との関係を求める。そして、特徴区間抽出部５７は、特徴区間の位置関係に関する位置関係情報Ｄ10を判定部９に提供する。なお、位置関係情報Ｄ10は、判定部９における円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8との関連付けに用いられる。
【００５５】
さらに、特徴区間抽出部５７は、姿勢角を求める手段でもある。すなわち、特徴区間抽出部５７は、記憶部７から読み出した基準位置情報Ｄ4と、円周上のデータＤ14における特徴区間の位置との差を求めることにより、撮像データＤ2における識別対象物１５の基準状態に対する姿勢角を求める。具体的には、円周上のデータＤ14の全データ数をＮ、点ａ１と点ａ2との間隔（または点ｂ１と点ｂ2との間隔）をＬとすると、姿勢角θはθ＝Ｌ×３６０／Ｎとして求められる。
【００５６】
特徴区間抽出部５７は、こうして求めた識別対象物１５の姿勢角に関する姿勢角情報Ｄ5を、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶させる。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する基準位置情報Ｄ4を記憶しておくことが好ましい。そして、特徴区間抽出部５７は、特徴区間の長さ等に従って撮像データＤ2における識別対象物１５の表裏を判別し、識別対象物１５の表裏に応じた基準位置情報Ｄ4を用いて姿勢角を求めることが好ましい。
【００５７】
識別部位取込部５９は、識別対象物１５の所定の識別部位における識別データＤ11を、識別対象物１５の中心位置Ｃ及び姿勢角に基づいて撮像データＤ2から抽出するための手段である。すなわち、識別部位取込部５９は、記憶部７の撮像データ記憶領域７１から撮像データＤ2を読み出す。また、識別部位取込部５９は、記憶部７の識別部位記憶領域７３から識別部位情報Ｄ9を読み出す。ここで、識別部位情報Ｄ9とは、識別対象物１５を識別するための識別部位（例えば、図２（ａ）及び図３（ａ）の領域Ｂ）の、中心位置Ｃを基準とする位置や大きさといった情報である。記憶部７は、このような識別部位情報Ｄ9を予め識別部位記憶領域７３に記憶している。
【００５８】
識別部位取込部５９は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７から姿勢角情報Ｄ5及び中心位置情報Ｄ13を読み出す。識別部位取込部５９は、姿勢角情報Ｄ5及び中心位置情報Ｄ13に基づいて、識別部位情報Ｄ9に示された識別部位（図２（ａ）の領域Ｂ）を撮像データＤ2において特定する。そして、識別部位取込部５９は、特定した識別部位における識別データＤ11を撮像データＤ2から抽出し、該識別データＤ11を判定部９に提供する。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する識別部位情報Ｄ9を記憶しておくことが好ましい。そして、識別部位取込部５９は、識別対象物１５の表裏に応じた識別部位情報Ｄ9を用いて識別部位を抽出することが好ましい。
【００５９】
判定部９は、識別対象物１５の円周Ａ上のデータＤ14と、硬貨の種類に応じて予め記憶された該円周Ａ上の基準データＤ8とを特徴区間に基づいて比較することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定するための手段である。すなわち、判定部９は、識別対象物１５の円周Ａ上のデータＤ14を円周データ取込部５５から受け取る。また、判定部９は、記憶部７の基準データ記憶領域７５から、円周Ａ上の基準データＤ8を読み出す。また、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の位置関係情報Ｄ10を特徴区間抽出部５７から受け取る。判定部９は、位置関係情報Ｄ10に基づいて、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の位置及び基準データＤ8における特徴区間の位置を基準にして円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける。
【００６０】
円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける手法の一例としては、データＤ14と基準データＤ8とをそれぞれリングバッファ内に格納し、それぞれの特徴区間の位置を起点にしてデータを順次読み出すとよい。これにより、データＤ14及び基準データＤ8における同一部位のデータ同士が互いに関連付けられることとなる。なお、データＤ14と基準データＤ8とを互いに関連付ける方法はこれに限られるものではなく、特徴区間の位置を基準にデータＤ14及び基準データＤ8を揃えてバッファ内に格納するなど、他に様々な方法を適用することができる。また、データＤ14及び基準データＤ8を格納するためのバッファとしては、記憶部７内にバッファ用の領域を設けてもよいし、ＣＰＵ内部のレジスタを用いてもよい。
【００６１】
判定部９は、互いに関連付けられた円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とを比較し、これらの一致・不一致を判定することにより、識別対象物１５が基準対象物１７一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する基準データＤ8を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象物１５の表裏に応じた基準データＤ8を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００６２】
また、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間の長さと基準データＤ8における特徴区間の長さとを比較することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定する機能をさらに備えている。すなわち、判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14における特徴区間（ａ2−ｂ2間）の長さに関する特徴区間情報Ｄ6を特徴区間抽出部５７から受け取る。また、判定部９は、基準対象物１７における特徴区間の長さ（基準長さ）に関する標準特徴区間情報Ｄ7を記憶部７の基準データ記憶領域７５から読み出す。ここで、記憶部７は、図３（ａ）に示される基準対象物１７における特徴区間（ａ1−ｂ1間）の長さを標準特徴区間情報Ｄ7として基準データ記憶領域７５に記憶している。判定部９は、特徴区間情報Ｄ6と標準特徴区間情報Ｄ7とに基づき、識別対象物１５の特徴区間長さと基準対象物１７の特徴区間長さとを比較し、これらの長さの一致・不一致を判定することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する標準特徴区間情報Ｄ7を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象物１５の表裏に応じた標準特徴区間情報Ｄ7を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００６３】
また、判定部９は、次の機能をさらに備えている。すなわち、判定部９は、識別データＤ11と硬貨の種類に応じて予め記憶された基準識別データＤ12とを比較し、これらの一致・不一致を判定することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定する。具体的には、判定部９は、識別部位取込部５９から識別データＤ11を受け取るとともに、記憶部７の基準データ記憶領域７５から基準識別データＤ12を読み出す。ここで、記憶部７は、例えば図３（ａ）に示す基準対象物１７の領域Ｂにおけるデータを基準識別データＤ12として基準データ記憶領域７５に予め記憶している。判定部９は、識別データＤ11と基準識別データＤ12とを比較することにより、識別対象物１５が基準対象物１７と一致しているか否かを判定する。なお、記憶部７は、識別対象物１５の表面及び裏面の双方に対応する基準識別データＤ12を記憶しておくことが好ましい。そして、判定部９は、撮像データＤ2における識別対象物１５の表裏に応じた基準識別データＤ12を用いて上記判定を行うことが好ましい。
【００６４】
判定部９は、円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8とが互いに一致しており、且つ識別対象物１５の特徴区間長さと基準対象物１７の特徴区間長さとが互いに一致しており、且つ識別データＤ11と基準識別データＤ12とが互いに一致している場合に、識別対象物１５が基準対象物１７と一致していることを示す一致信号Ｓｄを識別装置１の外部へ出力する。
【００６５】
なお、判定部９は、前述した処理部５と同様に、例えば中央演算処理装置がプログラムを読み込むことにより構成されてもよく、また、電子回路によって構成されてもよい。
【００６６】
制御部１１は、識別部２の処理部５及び判定部９を制御するための手段である。制御部１１は、硬貨投入口に硬貨（識別対象物１５）が投入されたことを示す投入信号Ｓａを画像入力部３から受け取る。そして、制御部１１は、投入信号Ｓａを受けると、撮像データＤ1の処理を開始するように処理部５に制御信号Ｓｂを送る。また、制御部１１は、特徴区間情報Ｄ6、位置関係情報Ｄ10、識別データＤ11、及びデータＤ14が処理部５から出力されると、判定部９に識別対象物１５を判定するよう指示信号Ｓｃを送る。
【００６７】
続いて、画像入力部３の構成について説明する。図９は、本実施形態による画像入力部３の構成図である。図９を参照すると、画像入力部３は、搬送ベルト３１と、搬送板３２と、透明ガラス３４と、透明板３５と、発光素子３６と、ＣＣＤ３７と、レンズ３８と、撮像タイミングセンサ３９と、制御回路４０とを備えている。
【００６８】
搬送ベルト３１と搬送板３２との間には、硬貨が搬送されるための空隙である搬送路３３が設けられている。また、搬送板３２は開口３２ａを有しており、この開口３２ａに透明ガラス３４が嵌め込まれている。この透明ガラス３４は、識別対象物１５を撮像するための窓となる。この開口３２ａは、識別対象物１５の大きさよりもやや大きく設けられるとよい。
【００６９】
透明板３５は、例えばアクリル板といった可視光や赤外光に対して透明な材料からなり、搬送板３２の搬送路３３とは反対側の面上に設けられている。透明板３５には、搬送板３２の開口３２ａに応じて開口３５ａが設けられている。また、透明板３５の内部には、発光素子３６といった光源が開口３２ａの周囲に配置されている。発光素子３６としては、例えば赤外光を照射する赤外光ＬＥＤといった赤外光源を好適に用いることができる。
【００７０】
ＣＣＤ３７は、識別対象物１５の表面を撮像するための撮像装置である。ＣＣＤ３７は、その受光面が透明ガラス３４と対向するように配置されており、識別対象物１５が透明ガラス３４を通過すると、発光素子３６から出射された光のうち識別対象物１５の表面において反射した光を撮像して撮像データＤ1を生成する。また、ＣＣＤ３７は、制御回路４０からの撮像信号Ｓｆに応じたタイミングで撮像する。ＣＣＤ３７は、生成した撮像データＤ1を制御回路４０へ送る。ＣＣＤ３７と透明ガラス３４との間にはレンズ３８が配置されており、レンズ３８は識別対象物１５の表面からの光を集光してＣＣＤ３７に好適に入射させる。
【００７１】
撮像タイミングセンサ３９は、搬送路３３において透明ガラス３４よりも上流側に設けられており、識別対象物１５が通過すると通過信号Ｓｅを制御回路４０へ送る。制御回路４０は、発光素子３６及びＣＣＤ３７を制御するための回路である。制御回路４０は、撮像タイミングセンサ３９から通過信号Ｓｅを受けると、発光素子３６に電源電圧Ｖ1を印加して発光素子３６を点灯させるとともに、ＣＣＤ３７に撮像信号Ｓｆを送る。そして、ＣＣＤ３７から撮像データＤ1を受け取り、該撮像データＤ1を識別部２へ送る。
【００７２】
図１０に示すフローチャートを参照しながら識別装置１の動作について説明する。まず、画像入力部３において識別対象物１５の表面が撮像され、撮像データＤ1が生成される（ステップＳ１０１）。続いて、撮像処理部５１において撮像データＤ1がグレースケール変換及び数値化されて撮像データＤ2が生成され、該撮像データＤ2が記憶部７の撮像データ記憶領域７１に記憶される（Ｓ１０３）。そして、中心算出部５３において、撮像データＤ2における識別対象物１５の中心位置Ｃが求められる（Ｓ１０５）。識別対象物１５の中心位置Ｃに関する中心位置情報Ｄ13は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶される。
【００７３】
続いて、円周データ取込部５５において、識別対象物１５の中心位置Ｃに基づいて撮像データＤ2から円周上のデータＤ14が抽出される（Ｓ１０７）。このとき、円周上のデータＤ14は、予め記憶部７の識別部位記憶領域７３に記憶されている円周情報Ｄ3に基づいて抽出される。そして、特徴区間抽出部５７において、円周上のデータＤ14から所定の特徴を有する特徴区間が決定される（Ｓ１０９）とともに、決定された特徴区間の長さに関する特徴区間情報Ｄ6と、特徴区間の位置とが求められる（Ｓ１１１）。続いて、求められた特徴区間の位置と予め記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶された基準位置情報Ｄ4とに基づいて、位置関係情報Ｄ10が生成されるとともに（Ｓ１１３）、識別対象物１５の姿勢角が求められる（Ｓ１１５）。識別対象物１５の姿勢角に関する姿勢角情報Ｄ5は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶される。
【００７４】
続いて、識別部位取込部５９において、識別対象物１５における所定の識別部位に対応する識別データＤ11が撮像データＤ2から抽出される（Ｓ１１７）。このとき、識別部位は、記憶部７の中心位置・姿勢角記憶領域７７に記憶されている中心位置情報Ｄ13及び姿勢角情報Ｄ5、並びに識別部位記憶領域７３に記憶されている識別部位情報Ｄ9に基づいて抽出される。
【００７５】
続いて、判定部９において、位置関係情報Ｄ10に基づいて、基準データＤ8と円周Ａ上のデータＤ14とが互いに関連付けられ、円周Ａ上のデータＤ14と基準データＤ8との一致／不一致が判定される。また、判定部９において、記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶されている標準特徴区間情報Ｄ7と特徴区間情報Ｄ6とに基づいて、データＤ14における特徴区間の長さが基準データＤ8における特徴区間の長さと一致しているか否かが判定される。また、判定部９において、記憶部７の基準データ記憶領域７５に記憶されている基準識別データＤ12と識別データＤ11とが相互に比較され、これらの一致／不一致が判定される。そして、判定部９においてこれらの判定結果が全て一致している場合に、一致信号Ｓｄが識別装置１の外部へ出力される（Ｓ１１９）。
【００７６】
以上に説明した本実施形態による識別装置１は、次の効果を有する。すなわち、本実施形態による識別装置１によれば、正偶数多角形等の平面形状を有する識別対象物１５の撮像データＤ２における該識別対象物１５の中心位置Ｃを好適に求めることができる。特に、上述した第１及び第２の線分ＬＳ１１，ＬＳ１２（又はＬＳ２１，ＬＳ２２）を任意に特定できるので、磨耗している頂点や、撮影条件の都合で明確でない輪郭部分を避けることが可能となり、撮像データＤ２における識別対象物１５の中心位置Ｃをより精度良く求めることができる。従って、識別対象物１５を精度良く識別できる。
【００７７】
また、本実施形態のように、識別部２の中心算出部５３は、撮像データＤ２上の直交座標系を設定し、第１の線分ＬＳ１１（又はＬＳ２１）を該直交座標系の一の座標軸であるｘ軸（又はｙ軸）と平行とすることが好ましい。或いは、撮像データＤ２が、Ｍ行Ｎ列に配置された複数の画素からなり、第１の線分ＬＳ１１（又はＬＳ２１）が、撮像データＤ２の行方向又は列方向に延びる線分であることが好ましい。これにより、識別部２の中心算出部５３における演算処理量を軽減することができる。
【００７８】
本実施形態の識別装置１は、前述したように、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状といった、円形とは異なる平面形状を有する識別対象物を精度良く識別することができる。より正確には、識別装置１が識別する識別対象物の平面形状は、中心位置Ｃとそれぞれの頂点とを結ぶ各直線を挟んで線対称となる形状である。このような形状には、星形正偶数角形や、星形正偶数角形の角が丸められた形状も含まれる。
【００７９】
このような識別対象物の例としては、以下のものが挙げられる。
＜正四角形若しくはその角が丸められた形状＞
・インドの５パイス硬貨、旧２アンナ白銅貨、旧５アンナ白銅貨
・ビルマの２パイス白銅貨
・バングラデシュの５イシャアルミ貨
・ブータンの５チェトラムアルミ貨
・オランダ領アンチルの５セント白銅貨
・キュラソーの５セント白銅貨
・バハマの１５セント白銅貨
・パキスタンの旧１／２アンナ白銅貨、５パイスニッケル黄銅貨、５パイスアルミ貨
＜正六角形若しくはその角が丸められた形状＞
・インドの２０パイス硬貨、旧３パイスアルミ貨
・エジプトの旧２ピアストル銀貨
・ビルマの旧２５パイス白銅貨
＜正八角形若しくはその角が丸められた形状＞
・インドの旧１ルピー銀貨
・マルタの２５セント青銅貨
＜正十二角形若しくはその角が丸められた形状＞
・イスラエルの５シュケル硬貨
・オーストラリアの５０セント白銅貨
・フィジーの５０セント白銅貨
・アルゼンチンの１０ペソニッケル張り鉄貨
・コロンビアの５０センタボニッケル張り鉄貨
＜正十二角形の各辺が内側に屈曲した形状＞
・エジプトの旧５ミリエム青銅貨
・スーダンの５ミリム黄銅貨、１０ミリム黄銅貨
・パキスタンの２パイス青銅貨
・インドの旧１０パイス白銅貨、旧１０パイスアルミ貨
・香港の旧２０セント黄銅貨
【００８０】
なお、本実施形態では、撮像データＤ２において所定の閾値以上の階調値を有する画素に基づいて、識別対象物１５の縁上の端点Ａ１，Ａ２，Ｂ１，及びＢ２等を特定している。実際の識別対象物１５には模様などの刻印があり、閾値以上の階調値を有する画素であっても、識別対象物１５の縁上の画素とは限らない。そこで、本実施形態の中心算出部５３は、画素間の距離が最長となる画素（すなわち、階調値が閾値以上となる範囲の最初及び最後の画素）を抽出している。これにより、端点Ａ１，Ａ２，Ｂ１，及びＢ２等を精度良く特定できる。
【００８１】
本発明による識別装置は、上記実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、図１１に示されるように、上記実施形態では、閾値以上の階調値を有する画素の検出を、ｘ軸方向（行方向）またはｙ軸方向（列方向）の一端から他端へ向けて行なっている（図１１の矢印Ｆ１）。しかしながら、閾値以上の階調値を有する画素の検出方向はこれに限られず、例えば、閾値以上の階調値を有する画素の検出を、ｘ軸方向（行方向）またはｙ軸方向（列方向）の両端から内側へ向けて行ってもよい（図１１の矢印Ｆ２，Ｆ３）。
【００８２】
また、上記実施形態では、識別部２が、識別対象物１５の中心位置Ｃを求めたのち、この中心位置Ｃを中心とする円周上の特徴区間や所定の識別部位を基準対象物と比較することにより識別対象物１５を識別している。しかしながら、識別のための識別対象物の領域はこれらに限られず、例えば中心位置を求めた上で抽出される識別対象物の外形を、識別パラメータとして利用してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１…識別装置、２…識別部、３…画像入力部、５…処理部、７…記憶部、９…判定部、１１…制御部、１５…識別対象物、１７…基準対象物、５１…撮像処理部、５３…中心算出部、５５…円周データ取込部、５７…特徴区間抽出部、５９…識別部位取込部、７１…撮像データ記憶領域、７３…識別部位記憶領域、７５…基準データ記憶領域、７７…中心位置・姿勢角記憶領域、Ａ１，Ｃ１…第１の端点、Ａ２，Ｃ２…第２の端点、Ｂ１，Ｄ１…第３の端点、Ｂ２，Ｄ２…第４の端点、Ｃ…中心位置、ＬＳ１１，ＬＳ２１…第１の線分、ＬＳ１２，ＬＳ２２…第２の線分、ＬＳ１３，ＬＳ２３…第３の線分、ＬＳ１４，ＬＳ２４…第４の線分。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状である識別対象物を識別する識別装置であって、
前記識別対象物の表面を撮像して該識別対象物に関する撮像データを生成する画像入力部と、
前記撮像データにおける前記識別対象物の中心位置を算出し、前記識別対象物の所定の識別部位における識別データを前記撮像データから前記中心位置に基づいて抽出し、前記識別データと予め記憶された基準データとを比較することにより、前記識別対象物を識別する識別部と
を備え、
前記識別部が、前記識別対象物の前記中心位置を算出する際に、前記撮像データにおける前記識別対象物の縁上にある第１及び第２の端点を結ぶ第１の線分と、前記撮像データにおける前記識別対象物の縁上にある第３及び第４の端点を結ぶ線分であって、前記第１の線分と平行であり且つ長さが等しい第２の線分とを特定し、前記第３及び第４の端点のうち前記第１の端点とは逆側にある端点と前記第１の端点とを結ぶ第３の線分、並びに前記第３及び第４の端点のうち前記第２の端点とは逆側にある端点と前記第２の端点とを結ぶ第４の線分を求め、前記第３の線分と前記第４の線分との交点を前記中心位置とする、識別装置。
【請求項２】
前記識別部が、前記第１及び第２の線分をそれぞれ複数本特定することにより複数の前記交点を求め、該複数の交点から前記中心位置を算出する、請求項１に記載の識別装置。
【請求項３】
平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状である識別対象物を識別する識別装置であって、
前記識別対象物の表面を撮像して該識別対象物に関する撮像データを生成する画像入力部と、
前記撮像データにおける前記識別対象物の中心位置を算出し、前記識別対象物の所定の識別部位における識別データを前記撮像データから前記中心位置に基づいて抽出し、前記識別データと予め記憶された基準データとを比較することにより、前記識別対象物を識別する識別部と
を備え、
前記識別部が、前記識別対象物の前記中心位置を算出する際に、前記撮像データにおける前記識別対象物の縁上にある第１及び第２の端点を結ぶ第１の線分と、前記撮像データにおける前記識別対象物の縁上にある第３及び第４の端点を結ぶ線分であって、前記第１の線分と平行であり且つ長さが等しい第２の線分とを特定し、前記第３及び第４の端点のうち前記第１の端点とは逆側にある端点と前記第１の端点とを結ぶ第３の線分を求め、前記第３の線分の中点を前記中心位置とする、識別装置。
【請求項４】
前記識別部が、前記第１及び第２の線分をそれぞれ複数本特定することにより複数の前記第３の線分を求め、該複数の第３の線分それぞれの中点から前記中心位置を算出する、請求項３に記載の識別装置。
【請求項５】
前記識別部が、前記撮像データ上の直交座標系を設定し、前記第１の線分を該直交座標系の一の座標軸と平行とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の識別装置。
【請求項６】
前記撮像データが、Ｍ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは２以上の整数）に配置された複数の画素からなり、
前記第１の線分が、前記撮像データの行方向又は列方向に延びる線分である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の識別装置。
【請求項７】
前記正偶数角形が、正四角形、正六角形、正八角形、及び正十二角形のうち何れかである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の識別装置。
【請求項１】
平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状である識別対象物を識別する識別装置であって、
前記識別対象物の表面を撮像して該識別対象物に関する撮像データを生成する画像入力部と、
前記撮像データにおける前記識別対象物の中心位置を算出し、前記識別対象物の所定の識別部位における識別データを前記撮像データから前記中心位置に基づいて抽出し、前記識別データと予め記憶された基準データとを比較することにより、前記識別対象物を識別する識別部と
を備え、
前記識別部が、前記識別対象物の前記中心位置を算出する際に、前記撮像データにおける前記識別対象物の縁上にある第１及び第２の端点を結ぶ第１の線分と、前記撮像データにおける前記識別対象物の縁上にある第３及び第４の端点を結ぶ線分であって、前記第１の線分と平行であり且つ長さが等しい第２の線分とを特定し、前記第３及び第４の端点のうち前記第１の端点とは逆側にある端点と前記第１の端点とを結ぶ第３の線分、並びに前記第３及び第４の端点のうち前記第２の端点とは逆側にある端点と前記第２の端点とを結ぶ第４の線分を求め、前記第３の線分と前記第４の線分との交点を前記中心位置とする、識別装置。
【請求項２】
前記識別部が、前記第１及び第２の線分をそれぞれ複数本特定することにより複数の前記交点を求め、該複数の交点から前記中心位置を算出する、請求項１に記載の識別装置。
【請求項３】
平面形状が、正偶数角形、正偶数角形の各辺が内側に屈曲した形状、又はこれらの角が丸められた形状である識別対象物を識別する識別装置であって、
前記識別対象物の表面を撮像して該識別対象物に関する撮像データを生成する画像入力部と、
前記撮像データにおける前記識別対象物の中心位置を算出し、前記識別対象物の所定の識別部位における識別データを前記撮像データから前記中心位置に基づいて抽出し、前記識別データと予め記憶された基準データとを比較することにより、前記識別対象物を識別する識別部と
を備え、
前記識別部が、前記識別対象物の前記中心位置を算出する際に、前記撮像データにおける前記識別対象物の縁上にある第１及び第２の端点を結ぶ第１の線分と、前記撮像データにおける前記識別対象物の縁上にある第３及び第４の端点を結ぶ線分であって、前記第１の線分と平行であり且つ長さが等しい第２の線分とを特定し、前記第３及び第４の端点のうち前記第１の端点とは逆側にある端点と前記第１の端点とを結ぶ第３の線分を求め、前記第３の線分の中点を前記中心位置とする、識別装置。
【請求項４】
前記識別部が、前記第１及び第２の線分をそれぞれ複数本特定することにより複数の前記第３の線分を求め、該複数の第３の線分それぞれの中点から前記中心位置を算出する、請求項３に記載の識別装置。
【請求項５】
前記識別部が、前記撮像データ上の直交座標系を設定し、前記第１の線分を該直交座標系の一の座標軸と平行とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の識別装置。
【請求項６】
前記撮像データが、Ｍ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは２以上の整数）に配置された複数の画素からなり、
前記第１の線分が、前記撮像データの行方向又は列方向に延びる線分である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の識別装置。
【請求項７】
前記正偶数角形が、正四角形、正六角形、正八角形、及び正十二角形のうち何れかである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の識別装置。
【図１】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２３８１２２（Ｐ２０１１−２３８１２２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１０４０６（Ｐ２０１０−１１０４０６）
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００１４３３９６）株式会社高見沢サイバネティックス (55)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００１４３３９６）株式会社高見沢サイバネティックス (55)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]