JPH03290786A - Pattern recognizing device for coin or the like - Google Patents
Pattern recognizing device for coin or the likeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、硬貨等の円形物体の表面のパターンを認識し
選別することができる装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an apparatus capable of recognizing and sorting patterns on the surface of circular objects such as coins.
(従来の技術)
従来知られているパターン認識装置は、被検体の画像を
入力した後これを処理してパターンを認識するものであ
り、画像処理方式によって次のようなものがある。(Prior Art) Conventionally known pattern recognition devices input an image of a subject and then process it to recognize a pattern, and there are the following types depending on the image processing method.
■入力された画像データを2値化し、領域の面積、重心
、周囲長その他の幾何学的精微量を求め、これを基準値
と比較する方式。■A method in which the input image data is binarized, the area, center of gravity, perimeter, and other geometrical precision quantities are determined, and these are compared with reference values.
■2値画あるいは多値側のパターンマツチングによって
入カバターンを認識する方式。例えば、対象物の入力文
字パターンと予め用意された標準文字パターンとを重ね
あわせ、その類似の度合いによって入力文字パターンを
21mする方式。■A method of recognizing input cover patterns by pattern matching on the binary image or multilevel side. For example, a method in which an input character pattern of an object is superimposed on a standard character pattern prepared in advance, and the input character pattern is divided into 21 meters depending on the degree of similarity.
■入力画像のX−Y座標又はr−θ座標に濃度射影を行
い、その強度分布の特徴を比較する方式。(2) A method of performing density projection on the X-Y coordinates or r-θ coordinates of the input image and comparing the characteristics of the intensity distribution.
例えば、第9図はX−Y/I標に濃度射影を行って文字
パターンを認識する例を示すもので、入力された文字パ
ターン20のX座標軸への濃度射影21とY座標軸への
濃度射影22とを求め、その強度分布の波形を特徴とし
てパターンを認識する。For example, FIG. 9 shows an example of recognizing a character pattern by performing density projection on an X-Y/I mark, in which density projection 21 of an input character pattern 20 onto the X coordinate axis and density projection onto the Y coordinate axis are performed. 22, and the pattern is recognized using the waveform of the intensity distribution as a feature.
r−θ座標に濃度射影を求めてパターンを認識する方式
も原理は同じであって、回転方向への濃度射影を求める
点が異なるだけである。The principle of the method of recognizing a pattern by determining the density projection on the r-θ coordinate is the same, and the only difference is that the density projection in the rotational direction is determined.
(発明が解決しようとする課題)
上述の従来のパターン認識装置は、何れの方式にせよ、
回転方向の位置関係か一定せず、回転方向に自由な対象
物、例えば硬貨等の認識には合理的とはいえない。即ち
、前記■の方式で硬貨等の認識を行おうとする場合は、
2値化後、ラベリング処理又は領域分割と称して、例え
ば−度に複数の文字が入力された場合などに、各文字ご
とに領域を分割する処理を行い、各領域の中心座標、面
積、外径、周囲長などの幾何学的特徴を求めるため、相
当に面倒な処理を行うことになり、パターン認識に長時
間を要するという問題がある。(Problem to be Solved by the Invention) Regardless of the method used by the conventional pattern recognition device described above,
The positional relationship in the rotational direction is not constant, and it cannot be said to be rational for recognizing objects that are free in the rotational direction, such as coins. In other words, when attempting to recognize coins, etc. using the method described in (■) above,
After binarization, a process called labeling processing or area division is performed to divide the area for each character, for example when multiple characters are input at - degrees, and the center coordinates, area, and outer area of each area are divided. In order to obtain geometrical features such as diameter and circumference, a considerably troublesome process is performed, and there is a problem in that pattern recognition takes a long time.
前記■の方式で硬貨等の認識を行おうとする場合は、硬
貨等の方向を含む位置の正規化が必要であり、方向を求
めるのに時間がかかるという問題がある。When attempting to recognize a coin, etc. using the method (2) above, it is necessary to normalize the position of the coin, etc., including the direction, and there is a problem in that it takes time to determine the direction.
前記■の方式のうちr−θ座標に濃度射影する方式によ
れば、硬貨等の認識を行うことが可能であるが、この方
式によれば、入力画像データから硬貨等の中心を求め、
次に濃度射影を行い、参照硬貨等との相関を1回転分求
めることが必要であり、パターン認識に長時間を要する
という問題がある。According to the method of projecting the density onto the r-θ coordinate of the method (2) above, it is possible to recognize coins, etc., but according to this method, the center of the coin, etc. is determined from the input image data,
Next, it is necessary to perform density projection and find the correlation with a reference coin or the like for one rotation, which poses a problem in that pattern recognition takes a long time.
以上、要するに、従来のパターン認識装置では、硬貨等
のパターンを認識するための画像処理の時間が長くなる
という問題がある。In summary, conventional pattern recognition devices have a problem in that image processing for recognizing patterns on coins and the like takes a long time.
本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、硬貨等の回転方向に自由な対象物のパタ
ーン認識を高速処理によって行うことができ、しかも、
認識率を高く保つことができる硬貨等のパターン認識装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and allows pattern recognition of objects such as coins that are free in the rotational direction by high-speed processing.
It is an object of the present invention to provide a pattern recognition device for coins, etc., which can maintain a high recognition rate.
(課題を解決するための手段)
本発明は、上記r−θ座標に濃度射影する方式を改良し
たもので、硬貨等のパターンを入力する画像入力部と、
入力した硬貨等のパターンを多値画像に処理し記憶する
画像メモリ部と、画像メモリ部に記憶された硬貨等のパ
ターンの中心を求めるとともにこの中心を同心とする複
数のリングを形成するリング形成部と、形成された複数
のリングに沿ってデータを上記画像メモリ部から取り込
み、このデータを記憶するリングデータ取り込み部と、
リングデータ取り込み部に記憶された上記複数のリング
に沿ったデータをフーリエ変換するフーリエ変換計算部
と、フーリエ変換された上記複数のリングに沿ったデー
タと予めフーリエ変換され記憶されている硬貨等の参照
パターンデータとを比較する比較部とを備えていること
を特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention improves the method of projecting the density onto the r-θ coordinates, and includes an image input section for inputting a pattern of a coin or the like;
An image memory unit that processes and stores the input pattern of coins, etc. into a multivalued image, and a ring formation unit that determines the center of the pattern of coins, etc. stored in the image memory unit and forms a plurality of rings concentric with this center. a ring data capture unit that captures data from the image memory unit along the plurality of formed rings and stores this data;
a Fourier transform calculating section that performs Fourier transform on the data along the plurality of rings stored in the ring data import section; The present invention is characterized by comprising a comparison section that compares the pattern data with reference pattern data.
(作 用)
同心円の複数のリングに沿ってリングデータ取り込み部
に記憶された画像データは、上記リングの位置する部分
のパターンに従って明るさが変化する。この画像データ
をフーリエ変換計算部でフーリエ変換すると、上記画像
データの周波数強度が求められる。この周波数強度は対
象物である硬貨等のパターンによって異なるため、予め
フーリエ変換され記憶されている参照パターンと比較す
ることによってパターン認識を行うことができる。(Function) The image data stored in the ring data import unit along a plurality of concentric rings changes in brightness according to the pattern of the portion where the rings are located. When this image data is Fourier-transformed by a Fourier-transform calculation section, the frequency intensity of the image data is determined. Since this frequency intensity varies depending on the pattern of the target object, such as a coin, pattern recognition can be performed by comparing it with a reference pattern that has been Fourier-transformed and stored in advance.
また、上記周波数強度は対象物である硬貨等の回転位置
とは無関係である。Furthermore, the frequency intensity is independent of the rotational position of the object such as a coin.
(実施例)
以下、第1図ないし第8図を参照しながら本発明にかか
る硬貨等のパターン認識装置の実施例について説明する
。(Example) Hereinafter, an example of the pattern recognition apparatus for coins, etc. according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
第1図において、画像入力部1はテレビカメラなどで構
成され、硬貨等のパターンを撮像することによって得ら
れる画像信号が取り込まれる。画像入力部1は一次元セ
ンサ又は二次元センサが用いられる。何れにせよ、二次
元画像として処理することができるようにする。従って
、−次元センサの場合は対象物との間で相対移動させて
一画面を入力する。画像入力部1で取り込まれた画像信
号はA/D変換部2で多値のデジタル画像信号に変換さ
れ、画像処理部3に入力される。In FIG. 1, an image input section 1 is composed of a television camera or the like, and receives an image signal obtained by imaging a pattern of a coin or the like. The image input unit 1 uses a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor. In any case, it should be possible to process it as a two-dimensional image. Therefore, in the case of a -dimensional sensor, one screen is input by moving it relative to the object. The image signal taken in by the image input section 1 is converted into a multivalued digital image signal by the A/D conversion section 2 and input to the image processing section 3.
画像処理部3は、画像メモリ部4、リング形成部5、リ
ングデータ取り込み部6、高速フーリエ変換計算部(以
下rFFT計算部」という)7゜参照パターン記憶部8
及び比較部9を有する。The image processing section 3 includes an image memory section 4, a ring forming section 5, a ring data import section 6, a fast Fourier transform calculation section (hereinafter referred to as "rFFT calculation section") 7° reference pattern storage section 8
and a comparison section 9.
上記画像メモリ部4は、上記多値のデジタル画像信号を
記憶する。上記リング形成部5は1画像メモリ部4に記
憶された硬貨等のパターンの中心を求めるとともにこの
中心を同心とする複数のリングを形成する。The image memory section 4 stores the multivalued digital image signal. The ring forming section 5 finds the center of the pattern of a coin or the like stored in the one-image memory section 4, and forms a plurality of rings concentric with this center.
上記リングデータ取り込み部6は、上記リング形成部5
で形成されたリングに沿って上記画像メモリ部4からデ
ータを取り込み、このデータを記憶する。The ring data importing section 6 includes the ring forming section 5.
Data is taken in from the image memory unit 4 along the ring formed by the ring, and this data is stored.
上記FFT計算部7は、リングデータ取り込み部6に記
憶された上記複数のリングに沿ったデータを高速フーリ
エ変換する。The FFT calculation section 7 performs fast Fourier transform on the data along the plurality of rings stored in the ring data acquisition section 6.
上記参照パターン記憶部8は、予め硬貨等の参照パター
ンデータをフーリエ変換された形で記憶している。The reference pattern storage section 8 previously stores reference pattern data such as coins in a Fourier transformed form.
上記比較部9は、FFT計算部7でフーリエ変換された
データと、参照パターン記憶部8に記憶されている参照
パターンデータとを比較し、双方のデータが類似してい
るか否かによって硬貨等のパターンを!LIL、その結
果を出力する。The comparison section 9 compares the data Fourier transformed by the FFT calculation section 7 with the reference pattern data stored in the reference pattern storage section 8, and determines whether or not the data of both are similar. Pattern! LIL, output the result.
次ニ、上記実施例によるパターン認識動作の詳細を第2
図ないし第6図を併せて参照しながら説明する。Next, details of the pattern recognition operation according to the above embodiment will be explained in the second section.
This will be explained with reference to FIGS. 6 through 6.
まず1画像入力部1から硬貨の画像信号を入力する。第
3図(a)は硬貨の画像10の例を示す。First, an image signal of a coin is input from the 1-image input section 1. FIG. 3(a) shows an example of an image 10 of a coin.
入力された画像信号はA/D変換部2で多値の、例えば
256階調のデジタル画像信号に変換し、これを画像メ
モリ部4に記憶する。The input image signal is converted by the A/D converter 2 into a multivalued digital image signal, for example, 256 gradations, and is stored in the image memory 4.
次に、リング形成部5で上記画像信号を演算して中心位
置を求める。ここでは、例えば画像信号のエツジ上に複
数の点をとり、この複数の点から最小自乗法などを用い
てできるだけ正確に求める。Next, the ring forming section 5 calculates the image signal to find the center position. Here, for example, a plurality of points are taken on the edge of the image signal, and the least squares method is used to obtain the information as accurately as possible from the plurality of points.
第3図(b)は、上記のようにして画像信号のエツジ1
1から中心点○を求めた状態を示す、求めた画像信号の
中心点○は画像メモリ部4に記憶する。リング形成部5
ではさらに、求めた中心点○を同心とする複数のリング
を形成する。第3図(c)は、上記のようにして求めた
複数のリング13.14.15の例を示す。FIG. 3(b) shows edge 1 of the image signal as described above.
The obtained center point ◯ of the image signal, which indicates the state in which the center point ◯ is obtained from 1, is stored in the image memory section 4. Ring forming part 5
Next, we will further form a plurality of rings that are concentric with the found center point ○. FIG. 3(c) shows an example of a plurality of rings 13, 14, 15 obtained as described above.
次に、リングデータ取り込み部6において上記複数のリ
ングに沿って上記画像メモリ部4から画像データを取り
込み、各リングごとに画像データをメモリする。ここで
、各リングごとにノイズ除去のための平滑化処理を行う
ことが望ましい。もっとも、平滑化処理は必ずしもこの
ステップでなくてもよく、前述の多値化ステップで行っ
てもよい。しかし、リングデータ取り込み部6で平滑化
処理を行えば、リング状データのみを平滑化すればよい
ので、処理時間が短くなるという利点がある。各リング
に沿って取り込まれた上記画像データは、各リングに沿
ったパターンに応じて濃度が変化するデータとなる。第
3図(d)の左半部は上記リングに沿った濃度変化の各
種の例を示すもので、各リングに沿ったパターンの変化
に応じて、含まれる周波数成分が異なっている。Next, the ring data import section 6 imports image data from the image memory section 4 along the plurality of rings, and stores the image data for each ring. Here, it is desirable to perform smoothing processing for noise removal for each ring. However, the smoothing process does not necessarily have to be performed in this step, and may be performed in the multivalued step described above. However, if the smoothing process is performed by the ring data importing section 6, only the ring-shaped data needs to be smoothed, so there is an advantage that the processing time is shortened. The image data captured along each ring becomes data whose density changes according to the pattern along each ring. The left half of FIG. 3(d) shows various examples of density changes along the rings, and the included frequency components differ depending on the pattern changes along each ring.
次に、FFT計算部7において上記各リングに沿ったデ
ータごとにFFT計算を行う。FFT計算を行うことに
より、各リング状のデータの周波数強度が求められる。Next, the FFT calculation unit 7 performs FFT calculation for each data along each ring. By performing FFT calculation, the frequency intensity of each ring-shaped data is determined.
周波数強度とは、リングが1回転する間の濃度変化をI
Hz、2Hz・・・・というように周波数で表したとき
、同し周波数成分が含まれている頻度のことをいう。第
3図(d)右半部は上記リング状濃度変化のデータをF
FT計算して求めた例を示すものであって、横軸が周波
数、縦軸が振幅(強度)となっている。第3図(d)右
半部からもわかるように、リング状濃度の周波数成分が
比較的小さいときはFFT振幅は低い周波数域で大きく
、リング状濃度の周波数成分が比較的大きいときはFF
T振幅は高い周波数域で大きい、換言すれば+ FFT
振幅波形は前記リングに沿うパターンに依存して変化す
ることになる。Frequency intensity refers to the change in concentration during one rotation of the ring.
When expressed as a frequency such as Hz, 2Hz, etc., it refers to the frequency at which the same frequency component is included. The right half of Figure 3(d) shows the data of the ring-shaped concentration change mentioned above.
This shows an example obtained by FT calculation, with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing amplitude (intensity). As can be seen from the right half of Figure 3(d), when the frequency component of the ring-shaped concentration is relatively small, the FFT amplitude is large in the low frequency range, and when the frequency component of the ring-shaped concentration is relatively large, the FF amplitude is large.
T amplitude is large in high frequency range, in other words +FFT
The amplitude waveform will vary depending on the pattern along the ring.
そこで次に、比較部9において、各リングごとにもとめ
られたFFT振幅データと、参照パターン記憶部8に予
めフーリエ変換されて記憶されている参照パターンのF
FT振幅データとを比較し、その評価量によって対象物
としての硬貨等がどの硬貨等に該当するかを認識する。Then, in the comparison section 9, the FFT amplitude data obtained for each ring and the FFT amplitude data of the reference pattern which has been Fourier transformed and stored in the reference pattern storage section 8 in advance are compared.
The FT amplitude data is compared with the evaluation amount, and it is recognized to which coin, etc., the target object corresponds.
ここで、評価量Skは、
Wijはウェイト、Fijは入力画像のFFT振幅、R
i j kは参照硬貨のFFT振幅で表される。上記ウ
ェイトWijは、対象物の特徴あるパターンを表す部分
を大きな値として重み付けする。上の式では、評価量S
kが小さいほど参照パターンに類似しているものと判断
する。以上のようにして硬貨等のパターンを認識するこ
とができる。Here, the evaluation amount Sk is as follows: Wij is the weight, Fij is the FFT amplitude of the input image, and R
i j k is represented by the FFT amplitude of the reference coin. The weight Wij weights a portion representing a characteristic pattern of the object as a large value. In the above formula, the evaluation amount S
It is determined that the smaller k is, the more similar the pattern is to the reference pattern. As described above, patterns on coins, etc. can be recognized.
以上の一連の画像処理によるパターン認識の中で、FF
T計算について100円硬貨の場合を例に挙げてさらに
説明する。第4図に示すように、100円硬貨の裏面の
パターン10は比較的単純なパターンであるから、これ
に所定の半径のリング14を設定してこのリング14に
沿った画像信号の明るさ階調データをとると、第4図(
b)に示すように、リング14か1回転してその回転角
度θがOから2πとなるまでの間の明るさ階調の変化周
期は比較的長く、周波数成分は比較的低い。Among the pattern recognition through the above series of image processing, FF
The T calculation will be further explained using the case of a 100 yen coin as an example. As shown in FIG. 4, since the pattern 10 on the back side of the 100 yen coin is a relatively simple pattern, a ring 14 of a predetermined radius is set on it, and the brightness level of the image signal along this ring 14 is Taking the key data, Figure 4 (
As shown in b), the period of change in brightness gradation during one rotation of the ring 14 until its rotation angle θ changes from O to 2π is relatively long, and the frequency component is relatively low.
従って、この階調データをFFT処理すると、第4図(
c)に示すように、周波数がlHzあるいは2Hzとい
うように低い領域での振@(強度)が大きく、比較的高
い周波数領域での振幅(強度)は小さい。Therefore, when this gradation data is subjected to FFT processing, as shown in Fig. 4 (
As shown in c), the amplitude (intensity) is large in a low frequency region such as 1Hz or 2Hz, and the amplitude (intensity) is small in a relatively high frequency region.
一方、第5図に示すように、↓OO円硬貨の表面のパタ
ーンIOAは複雑なパターンであるから、これに所定の
半径のリング14を設定してこのリング14に沿った両
会信号の明るさ階調データをとると、第5図(b)に示
すように、リング14が1回転してその回転角度θがO
から2πとなるまでの間の明るさ階調の変化周期は短く
1周波数酸分は比較的高い。従って、この階調データを
FFT処理すると、第5@ (C)に示すように、比較
的高い周波数である5 Hzでの振幅(強度)にピーク
が見られ、これが特徴となっている。On the other hand, as shown in Fig. 5, since the pattern IOA on the surface of the ↓OO yen coin is a complex pattern, a ring 14 of a predetermined radius is set on it, and the brightness of the both meeting signal along this ring 14 is set. When the gradation data is taken, as shown in FIG. 5(b), the ring 14 rotates once and the rotation angle θ is O.
The change period of the brightness gradation from 2π to 2π is short, and the 1-frequency acid content is relatively high. Therefore, when this gradation data is subjected to FFT processing, a peak is seen in the amplitude (intensity) at a relatively high frequency of 5 Hz, as shown in No. 5@(C), which is a characteristic feature.
第4図(c)および第5図(c)における各周波数ごと
の振@(強度)は、前述の評価量Skを求める式におけ
る入力硬貨のFFT振@ F i j又は参照硬貨のF
FT振[Rijkを表しており、入力硬貨のFFT振@
F i jと参照硬貨のFFT振幅Rijkとの差を
評価することによって硬貨の種類およびその硬貨が表で
あるか裏であるかを認識することができる。The vibration @ (intensity) for each frequency in Fig. 4 (c) and Fig. 5 (c) is determined by the FFT vibration @ F i j of the input coin or the F i j of the reference coin in the formula for calculating the evaluation amount Sk described above.
FT swing [Represents Rijk, FFT swing of input coin @
By evaluating the difference between F i j and the FFT amplitude Rijk of the reference coin, the type of coin and whether the coin is heads or tails can be recognized.
以上説明した実施例によれば、硬貨等の円形の対象物に
対して同心円状のリングを設定し、このリングに沿って
入力画像のデータを取り込み、これをさらにFFT計算
してリング状のデータの周波数強度を求め、これを参照
パターンデータと比較してパターン認識を行うようにし
たため、最終的にパターン認識に用いる上記周波数強度
は対象物の回転方向に無関係のデータとなり、回転方向
に自由な硬貨等の対象物であっても、比較的簡単な処理
で短時間にパターン認識を行うことができるし、認識率
も高く保つことができる。また、同心円状のリングに沿
って画像データを取り込むため、回転位置Oでの値は回
転位置2πでの値となり、データの折り返しの影響もむ
いし、ある種のパターン認識装置のようにウィンドウを
設定してOの値と2πの値を一致させる処理を行う必要
もない。According to the embodiment described above, a concentric ring is set for a circular object such as a coin, input image data is captured along this ring, and this is further subjected to FFT calculation to generate ring-shaped data. Since the frequency intensity of the object is determined and compared with the reference pattern data to perform pattern recognition, the above frequency intensity finally used for pattern recognition becomes data that is unrelated to the rotational direction of the object, and is free in the rotational direction. Even for objects such as coins, pattern recognition can be performed in a short time with relatively simple processing, and the recognition rate can be kept high. Also, since image data is captured along concentric rings, the value at rotational position O becomes the value at rotational position 2π, which eliminates the effects of data aliasing. There is no need to set the value of O and the value of 2π to match.
さらに、同心円状のリングを複数設定して各リングに沿
い画像データを取り込み、これを処理するようになって
いるため、対象物のパターンの特徴をより的確に認識す
ることができ、認識率を向上させることができる。よっ
て、各リングは硬貨等のパターンの特徴をもっとも良く
とらえることができる部分に設定することが望ましい。In addition, multiple concentric rings are set up and image data is captured along each ring and processed, allowing for more accurate recognition of the pattern characteristics of the target object and improving the recognition rate. can be improved. Therefore, it is desirable to set each ring at a portion where the characteristics of the pattern of the coin or the like can be best captured.
なお、対象物としての硬貨等は、新しいものであるか使
い古されたものであるかにより、あるいは、硬貨等の種
類の違いによる材質の違いによっても反射強度が異なり
、リングに沿って取り込んだ画像信号に差が生して、パ
ターン認識の信頼度を低下させることがありうる。そこ
で、他のデータ、例えばリングごとの明るさの和の比較
を行い、その結果に応してデータを正規化するなどして
信頼度を確保する。第6図はデータの正規化の一例を示
すもので、FFT計算後の強度を補正した例である。曲
線aは新硬貨の場合、曲線すは流通硬貨の場合を示して
いる。IHzでの流通硬貨の強度をIHzでの新硬貨の
強度に換算し、この換算値にあわせて他の周波数での流
通硬貨の強度をシフトさせ、これを評価に供する。Note that the reflection intensity of the object such as a coin varies depending on whether it is new or used, or depending on the material of the coin, etc., and the image captured along the ring. Differences in the signals may occur, reducing the reliability of pattern recognition. Therefore, reliability is ensured by comparing other data, for example, the sum of brightness for each ring, and normalizing the data according to the results. FIG. 6 shows an example of data normalization, and is an example in which the intensity after FFT calculation is corrected. Curve a shows the case of new coins, and curve S shows the case of circulating coins. The strength of circulating coins at IHz is converted to the strength of new coins at IHz, and the strength of circulating coins at other frequencies is shifted in accordance with this conversion value, and this is used for evaluation.
形成するリングの幅は画像入力部の■画素分であっても
、前述のように複数のリングを形成することによりパタ
ーン認識の信頼性を向上させることができるが、リング
の幅を複数画素分にすれば。Even if the width of the ring to be formed is the width of ■ pixels of the image input section, the reliability of pattern recognition can be improved by forming multiple rings as described above. If you do it.
リングが1個であってもパターン認識の信頼性を向上さ
せることができる。第7図、第8図はその例を示す。Even with one ring, the reliability of pattern recognition can be improved. FIGS. 7 and 8 show examples thereof.
第7図において、硬貨等の入力画像10に対してその同
心円状に形成されるリング17の幅Wは3画素分に設定
されている。第7図(c)は、3画素分の幅に設定され
たリング17の展開図であり、上列あたり3個の画素列
が1列からn列まで並んでいる。そこで、第7図(d)
のように各列の各画素の強度の和を求め、これをFFT
計算に供する。ここで、第8図に示すように各画素列を
構成する3個の画素からそれぞれall a21 a。In FIG. 7, the width W of a ring 17 formed concentrically with respect to an input image 10 such as a coin is set to three pixels. FIG. 7(c) is a developed view of the ring 17 set to have a width of three pixels, and three pixel columns are arranged in the upper row from the first row to the nth row. Therefore, Fig. 7(d)
Find the sum of the intensities of each pixel in each column as shown below, and apply this to FFT
Submit for calculation. Here, as shown in FIG. 8, all a21 a is selected from three pixels forming each pixel column.
の強度信号が得られるものとしたとき、各画素ごとに重
み付けをするとよい。例えば、a工l a3の重みを1
とし、a2の重みを2とすれば、1列の強度Aは、
A=a1+2 a2+a。When it is assumed that an intensity signal of 1 is obtained, it is preferable to weight each pixel. For example, set the weight of a engineering a3 to 1
If the weight of a2 is 2, then the strength A of one column is A=a1+2 a2+a.
となる。このような処理を行うことにより、対象物のパ
ターンの特徴を強く出すことができ、仮りにリングの中
心がずれたとしても認識率を高めることができる。becomes. By performing such processing, the characteristics of the pattern of the target object can be strongly brought out, and even if the center of the ring is shifted, the recognition rate can be increased.
なお、形成したリング全体の画素についてFFT計算す
るのではなく、予め定めた数の画素を抽出し、この抽出
した画素についてのみ計算するようにしてもよい。この
場合、抽出してFFT計算に供するデータ数は、2N(
Nは整数)とする。Note that instead of performing FFT calculation on the pixels of the entire formed ring, a predetermined number of pixels may be extracted and calculation may be performed only on the extracted pixels. In this case, the number of data to be extracted and subjected to FFT calculation is 2N(
N is an integer).
そして、抽出するデータ数が少ない場合は、ノイズ除去
のための平滑化処理を行う。抽出するデータ数が多い場
合は必ずしも平滑化処理を行う必要はない。If the number of data to be extracted is small, smoothing processing is performed to remove noise. If there is a large amount of data to be extracted, it is not necessarily necessary to perform smoothing processing.
(発明の効果)
本発明によれば、硬貨等の円形の対象物に対して同心円
状のリングを設定し、このリングに沿って入力画像のデ
ータを取り込み、これをさらにフーリエ変換してリング
状のデータの周波数強度を求め、これを予めフーリエ変
換されている参照パターンデータと比較してパターン認
識を行うようにしたため、最終的にパターン認識に用い
る上記周波数強度は対象物の回転方向に焦関係のデータ
となり1回転方向に自由な硬貨等の対象物であっても、
比較的簡単な処理で短時間にパターン認識を行うことが
できるし、認識率も高く保つことができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, a concentric ring is set for a circular object such as a coin, input image data is captured along this ring, and the data is further Fourier transformed to form a ring shape. Since the frequency intensity of the data is calculated and compared with the reference pattern data that has been Fourier transformed in advance for pattern recognition, the frequency intensity used for pattern recognition is ultimately related to the rotation direction of the object. Even if the object is free in the direction of one rotation, such as a coin,
Pattern recognition can be performed in a short time with relatively simple processing, and the recognition rate can be kept high.
第1図は本発明にかかる硬貨等のパターン認識装置の一
実施例を示すブロック図、第2図は同上実施例の動作を
示すフローチャート、第3図は上記実施例による信号処
理過程を示す概念図、第4図は上記実施例による硬貨の
裏面の認識原理を段階的に示す説明図、第5図は上記実
施例による硬貨の裏面の認識原理を段階的に示す説明図
、第6図は対象物の条件の変動に対応して行う正規化の
概念を示す線図、第7図は硬貨等のパターン認識処理の
別の例を段階的に示す説明図、第8図は同上パターン認
識処理に供する1列の画素の様子を示す断面図、第9図
は従来のパターン認識方式の一つを説明するための概念
図である。
1 画像入力部、 4 ・画像メモリ部、 5・・・リ
ング形成部、 6・ リングデータ取り込み部、7・フ
ーリエ変換計算部、 9・比較部、10、IOA・パタ
ーン、 13,14.15・・リング、 ○・パター
ンの中心。
第
図
第
図
第
図
周波数T)−1z)
(0)
第
図
(0)
(b)
(C)
第
図FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the coin pattern recognition device according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the same embodiment, and FIG. 3 is a conceptual diagram showing the signal processing process according to the above embodiment. 4 is an explanatory diagram showing step by step the principle of recognizing the back side of a coin according to the above embodiment, FIG. 5 is an explanatory diagram showing step by step the principle of recognizing the back side of a coin according to the above embodiment, and FIG. A line diagram showing the concept of normalization performed in response to changes in the conditions of the target object. Figure 7 is an explanatory diagram showing step-by-step another example of pattern recognition processing for coins, etc., and Figure 8 shows the same pattern recognition processing as above. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the appearance of one row of pixels used in the process, and FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining one of the conventional pattern recognition methods. 1 Image input unit, 4 Image memory unit, 5 Ring forming unit, 6 Ring data import unit, 7 Fourier transform calculation unit, 9 Comparison unit, 10 IOA pattern, 13, 14.15.・Ring, ○・Center of pattern. Figure Frequency T)-1z) (0) Figure (0) (b) (C) Figure
Claims (1)
硬貨等のパターンを多値画像に処理し記憶する画像メモ
リ部と、 画像メモリ部に記憶された硬貨等のパターンの中心を求
めるとともにこの中心を同心とする複数のリングを形成
するリング形成部と、 形成された複数のリングに沿ってデータを上記画像メモ
リ部から取り込み、このデータを記憶するリングデータ
取り込み部と、 リングデータ取り込み部に記憶された上記複数のリング
に沿ったデータをフーリエ変換するフーリエ変換計算部
と、 フーリエ変換された上記複数のリングに沿ったデータと
予めフーリエ変換され記憶されている硬貨等の参照パタ
ーンデータとを比較する比較部とを備えてなる硬貨等の
パターン認識装置。[Scope of Claims] An image input unit for inputting patterns of coins, etc., an image memory unit for processing and storing the input patterns of coins, etc. into multivalued images, and an image input unit for inputting patterns of coins, etc. stored in the image memory unit. a ring forming section that finds a center and forms a plurality of rings concentric with the center; a ring data import section that captures data from the image memory section along the formed plurality of rings and stores this data; a Fourier transform calculation unit that performs a Fourier transform on the data along the plurality of rings stored in the ring data import unit; A pattern recognition device for coins, etc., comprising a comparison section for comparing the pattern data with reference pattern data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9190590A JPH07101464B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Pattern recognition device for coins |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03290786A true JPH03290786A (en) | 1991-12-20 |
JPH07101464B2 JPH07101464B2 (en) | 1995-11-01 |
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ID=14039595
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9190590A Expired - Fee Related JPH07101464B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Pattern recognition device for coins |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07101464B2 (en) |
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-
1990
- 1990-04-06 JP JP9190590A patent/JPH07101464B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07101464B2 (en) | 1995-11-01 |
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