CN1271575C - 硬币鉴别方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种硬币鉴别方法包括以下步骤：用光照射硬币的表面，光电检测硬币表面的反射光，产生硬币表面的检测的图案数据，二进制化相应的参考图案数据以便将“1”指定给具有等于或高于预定信号强度级的信号强度级的象素数据，并且将“0”指定给具有低于预定信号强度级的信号强度级的象素数据，以产生包括“1”象素数据的参考明亮部分图案数据和包括“0”象素数据的参考黑暗部分图案数据，从检测的图案数据中提取由相应于包含在参考明亮部分图案数据中的象素的象素组成的明亮部分图案数据，并提取由相应于包含在参考黑暗部分图案数据中的象素的象素组成的黑暗部分图案数据，通过将明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值与相应面额的硬币的阈值进行比较，鉴别是否硬币的表面被损坏的高于预定的级别。

Description

硬币鉴别方法及装置

技术领域

本发明涉及硬币鉴别方法和装置，尤其涉及用于通过光学地检测硬币表面图案，可靠的鉴别是否硬币是可接受的，硬币的面额以及硬币被损坏的程度是否高于预定等级的硬币鉴别方法和装置，同时避免装置变大。

背景技术

用于鉴别硬币是否是可接受的，即硬币的真实性，硬币当前是否流通和硬币的面额，并且鉴别硬币被损坏的程度是否高于预定等级的硬币鉴别装置是已知的。

日本专利申请公开号No.2000-306135公开了一种硬币鉴别装置，通过光学的检测硬币的表面图案来鉴别硬币是否可接受和硬币的面额，并通过使用颜色传感器产生硬币表面的彩色图像数据来鉴别硬币被损坏的程度是否高于预定的等级。

特别地，构成硬币鉴别装置以便通过从一个第一光源投影光在硬币的一个表面上，通过一个第一光接收装置检测反射光以产生硬币一个表面的图案数据，从一个第二光源投影光在硬币的另一表面上，通过一个第二光接收装置检测反射光以产生硬币另一表面的图案数据，并将硬币两表面的图案数据与各硬币面额的参考数据进行比较来鉴别硬币是否可接受和硬币的面额，并通过从一个第一白光源投影白光在硬币的一个表面上，通过一个第一颜色传感器检测反射光以产生硬币一个表面的彩色图像数据，从一个第二白光源投影白光在硬币的另一表面上，通过一个第二颜色传感器检测反射光以产生硬币另一表面的彩色图案数据，并将硬币的两个表面的彩色图像数据与根据硬币的两个表面的图案数据而鉴别出来的面额的硬币的参考彩色图像数据进行比较，由此鉴别硬币被损坏的程度是否高于预定等级。

然而，在通过将硬币的各个面额的参考数据与硬币两面的图案数据进行比较来鉴别硬币是否是可接受的和硬币的面额，并进一步通过将根据硬币的两面的图案数据而鉴别出来的面额的硬币的参考的彩色图像数据与硬币两面的彩色图像数据进行比较来鉴别硬币的损坏程度是否高于预定的等级的情况下，需要沿着硬币传输通道安装第一光源，第二光源，第一白光源，第二白光源，第一光接收装置，第二光接收装置，第一颜色传感器和第二颜色传感器。硬币鉴别装置因此不可避免地变得很大。

发明内容

因比本发明的一个目的是提供一种硬币鉴别方法和装置，尤其地，提供用于通过光学地检测硬币表面图案，可靠的鉴别硬币是否是可接受的，硬币的面额和硬币被损坏的程度是否高于预定等级的硬币鉴别方法和装置，同时避免装置变大。

通过用于鉴别硬币的一种方法可以实现本发明的上述和其他的目的，该方法包括以下步骤：用光照射硬币的表面，光电检测硬币表面的反射光，产生检测到的硬币表面的图案数据，二进制化相应的参考图案数据以便“1”被分配给具有等于或高于预定信号强度级的信号强度级的像素数据，而“0”被分配给具有低于预定强度级的信号强度级的像素数据，以产生包括“1”像素数据的参考明亮部分图案数据和包括“0”像素数据的参考黑暗部分图案数据，根据这样产生的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，从检测到的图案数据中提取由相应于包括在参考明亮部分图案数据中的像素的像素组成的明亮部分图案数据，和提取由相应于包括在参考黑暗部分图案数据中的像素的像素组成的黑暗部分图案数据，对包括在明亮部分图案数据中的像素的信号强度级取平均值以计算明亮部分数据信号强度平均值，对包括在黑暗部分图案数据中的像素的信号强度级取平均值以计算黑暗部分数据信号强度平均值，计算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，并将其与为每个面额定义的阈值中相应面额的硬币的阈值进行比较，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差等于或大于阈值时鉴别出硬币表面被损坏程度等级等于或低于预定的等级，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差小于阈值时鉴别出硬币表面被损坏程度高于预定的等级。

在本发明的发明者作出的一项研究中，发现从硬币一个边缘反射的光强度通常是高的，但是当硬币已经被流通很长时间和被损坏时，导致的硬币边缘部分的磨损引起从损坏的硬币获得的明亮部分数据信号强度平均值低于从未损坏硬币获得的信号强度平均值，并且，另一方面，从硬币平面部分反射的光强度通常是低的，但是当硬币已经流通很长时间和被损坏时，由硬币的平面部分的划痕和/或污点导致的不规则的光反射引起从损坏的硬币获得的黑暗部分数据信号强度平均值高于从未损坏硬币获得的黑暗部分数据信号强度平均值。因此，由于随着硬币的损坏级增加明亮部分数据信号强度平均值变低，和另一方面，随着硬币的损坏级增加黑暗部分数据信号强度平均值变高，有可能根据明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值，特别高精度地鉴别硬币被损坏的程度是否高于预定的等级，并且由于根据本发明的用于鉴别硬币的方法包括以下步骤：计算明亮部分数据信号亮度平均值和黑暗部分数据信号亮度平均值之间的差，用为每个面额定义的阈值中相应的面额的硬币的阈值与之比较，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差是等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级是等于或低于预定等级，并且当明亮部分数据信号亮度平均值和黑暗部分数据信号亮度平均值之间的差是小于阈值时鉴别硬币表面被损坏高于预定等级，因此有可能特别高精度地鉴别硬币被损坏程度是否的程度高于预定的等级。

此外，根据本发明，在通过用光照射硬币表面，光电检测硬币表面反射的光和产生硬币表面检测的图案数据来鉴别是否硬币是可接受的和鉴别硬币的面额的情况下，由于能够利用在鉴别是否硬币是可接受的和硬币的面额中使用的硬币表面的图案数据鉴别硬币被损坏程度是否程度高于预定的等级，因而在不使硬币鉴别装置变大的情况下，鉴别硬币是否是可接受的，硬币的面额和硬币被损坏的程度是否高于预定的等级。

在本发明的一个首选方面中，用于鉴别硬币的方法进一步包括计算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和，并按照一个用于相应面额的算法估算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和，从而鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级。

在本发明的发明者作出的研究中，发现在硬币由铜镍合金系材料，黄铜系材料或青铜系材料制成的情况下，损坏级低的硬币的明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和是大的，并且随着硬币的损坏级的增加明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和变小，另一方面，在硬币是由铝制成的情况下，损坏级低的硬币的明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和是小的，并且随着硬币的损坏级的增加明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和变大。因此，能够通过用为硬币的每个面额定义的阈值去比较明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和来鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，并且由于根据本发明的该首选选方面的用于鉴别硬币的方法包括以下步骤：根据明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差来鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，并通过计算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和，和根据一个用于相应的面额的算法估算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和来进一步鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，，因而能够高精度地鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级。

在本发明的另一个首选方面中，用于鉴别硬币的方法进一步包括以下步骤：通过图案匹配比较检测的图案数据和参考图案数据，以检测该检测的图案数据和参考的图案数据彼此相符的程度，将检测到图案数据和参考的图案数据彼此相符的程度与为每个硬币面额定义的阈值中相应面额的硬币的阈值进行比较，并且当检测的图案数据和参考的图案数据彼此相符的程度等于或大于门阈值时鉴别硬币表面的损坏级是等于或低于预定等级，当检测的图案数据和参考的图案数据彼此相符的程度是小于值时鉴别硬币的表面被损坏高于预定的等级。

根据本发明的该首选方面，可以高精度地鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，因为用于鉴别硬币的方法包括以下步骤：根据明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，通过图案匹配比较检测的图案数据和参考图案数据，以检测该检测图案数据和参考的图案数据彼此相符的程度，将检测到的图案数据和参考的图案数据彼此相符的程度与为每个硬币面额定义的阈值中相应面额的硬币的阈值进行比较，并且当检测的图案数据和参考的图案数据彼此相符的程度等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级是等于或低于预定等级，，并且当检测的图案数据和参考的图案数据彼此相符的程度是小于阈值时鉴别硬币的表面被损坏高于预定的等级。

在本发明的另一个首选方面，在硬币是由铜镍合金系材料，黄铜统材料或青铜系材料构成的情况下，用于鉴别硬币的方法进一步包括以下步骤：用为各个硬币的面额定义的阈值中相应面额的硬币的阈值去比较明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级是等于或低于预定的等级，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和小于阈值时鉴别硬币表面被损坏程度高于预定的等级，并且在硬币是由铝系材料制成的情况下用于鉴别硬币的方法进一步包括以下步骤：用为各个硬币的面额定义的阈值中相应的面额的硬币的阈值比较明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和，并当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级高于预定的等级，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和小于阈值时鉴别硬币表面被损坏等于或低于预定的等级。

在本发明的另一个首选方面中，检测的图案数据和参考的图案数据被映射在一个r-θ坐标系统中。

本发明的上述和其他的目的也可以通过一个硬币鉴别装置实现，该装置包括一个用于支持硬币下表面的硬币通道部件，安装在硬币通道部件上的一个第一传送带，用于形成硬币通道部件和它本身之间的硬币通道以及支持硬币通道和它本身之间的硬币，从而传送它，一个第一光源，用于通过在硬币通道部件中形成的第一透明通道部分向着被硬币通道部件上的第一传送带传送的硬币的下表面发射光，一个第一光接收装置，用于光电的检测来自第一光源发射的光和经第一透明部分从硬币的下表面反射的光，并产生硬币的下表面的检测图案数据，一个用于支持硬币下表面的第二传送带，一个安装在在第二传送带上的硬币通道形成部件，用于形成在其下表面和第二传送带之间的硬币通道，并支持在其下表面和第二传送带之间的硬币，从而传送它，一个用于经在硬币通道形成部件中形成的第二透明通道部分向着被第二传送带支持和传送的硬币的上表面发射光的第二光源，一个用于光电的检测来自第二光源的发射的光和经第二透明部分从硬币的上表面反射的光，并产生硬币上表面检测图案数据的第二光接收装置，一个第一图案数据存储装置，用于存储由第一光接收装置产生的硬币下表面的检测图案数据，一个第二图案数据存储装置，用于存储由第二光接收装置产生的硬币的上表面的检测图案数据，一个参考图案数据存储装置，用于存储每个面额的硬币的参考图案数据，一个参考损坏级数据存储装置，用于存储每个面额的硬币的参考损坏级数据，一个面额鉴别装置，用于通过图案匹配将存储在第一图案数据存储装置中的硬币下表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每个面额的硬币的参考图案数据进行比较，和通过图案匹配将存储在第二图案数据存储装置中的硬币上表面的检测的图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每个面额的硬币的参考图案数据进行比较，从而鉴别硬币是否可接受的和硬币的面额，以及一个损坏等级鉴别装置，用于根据存储在第一图案数据存储装置中的硬币下表面的检测图案数据和存储在第二图案数据存储装置中的硬币上表面的检测图案数据来鉴别硬币被损坏程度是否的高于预定的等级，损坏级鉴别装置被构成为二进制化通过面额鉴别装置鉴别的面额的硬币的正面和反面的参考图案数据，以便“1”被分配给具有等于或大于预定的信号强度等级的信号强度级的像素数据，，和“0”被分配给具有低于预定的信号强度等级的信号强度等级的像素数据，，以产生包括“1”像素数据的参考明亮部分图案数据和包括“0”像素数据的参考黑暗部分图案数据，根据这样产生的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，从硬币下表面检测的图案数据中提取由对应于包括在硬币下表面的参考明亮部分图案数据中的像素的像素构成的明亮部分图案数据，，和从硬币下表面的检测的图案数据中提取由相应于包括在的硬币下表面的参考黑暗部分图案数据中的像素的像素构成的黑暗部分图案数据，平均化包括在明亮部分图案数据中的像素的信号强度级以计算明亮部分数据信号强度平均值，平均化包括在黑暗部分图案数据中的像素的信号强度级以计算黑暗部分数据信号强度平均值，计算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，将它与存储在参考损坏级数据存储装置中的各个面额的硬币的正面和反面的阈值中的由面额鉴别装置鉴别的面额的硬币下表面的阈值进行比较，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差是等于或大于阈值时，鉴别硬币下表面的损坏等级等于或低于预定的等级，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差是小于阈值时，鉴别硬币下表面被损坏的高于预定的等级；从硬币上表面检测的图案数据中提取由对应于包括在的硬币上表面的参考明亮部分图案数据中的像素的像素构成的明亮部分图案数据，和从硬币上表面的检测的图案数据中提取由相应于包括在硬币上表面的参考黑暗部分图案数据中的像素的像素构成的黑暗部分图案数据，平均化包括在明亮部分图案数据中的像素的信号强度级以计算明亮部分数据信号强度平均值，平均化包括在黑暗部分图案数据中的像素的信号强度级以计算黑暗部分数据信号强度平均值，计算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，将该值与存储在参考损坏级数据存储装置中的每个面额的硬币的正面和反面的阈值中的由面额鉴别装置鉴别的面额的硬币上表面的阈值进行比较，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差是等于或大于阈值时鉴别硬币上表面的损坏等级等于或低于预定的等级，，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差是小于阈值时鉴别硬币上表面被损坏的高于预定的等级。

在本发明的发明者作出的研究中，确认从硬币边缘部分反射的光强度通常是高的，但当硬币已经流通很长时间和被损坏时，硬币边缘部分的磨损将引起从损坏的硬币获得的明亮部分数据信号强度平均值低于从未损坏硬币所获得的信号强度平均值，并且，另一方面，从硬币的平面部分反射的光强度通常是低的，但当硬币已经被流通很长时间和被损坏时，由硬币平面部分的划痕和/或污点产生的不规则的光反射将引起从损坏硬币获得的黑暗部分数据信号强度平均值高于从未损坏硬币获得的黑暗部分数据信号强度平均值。因此，由于随着硬币损坏级增加明亮部分数据信号强度平均值变低，另一方面，随着硬币损坏级增加黑暗部分数据信号强度平均值变高，能够根据明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值，特别高精度地鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，并根据本发明，损坏等级鉴别装置被构成为二进制化由面额鉴别装置鉴别的面额的硬币的正面和反面的参考图案数据，以便“1”被分配给具有信号强度等级等于或高于预定的信号强度级的像素数据而“0”被分配给具有信号强度等级低于预定信号强度级的像素数据，以产生包括“1”像素数据的参考明亮部分图案数据和包括“0”像素数据的参考黑暗部分图案数据，根据产生的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，从硬币下表面检测的图案数据中提取由对应于包括在硬币下表面的参考明亮部分图案数据中的像素的像素构成的明亮部分图案数据，和从硬币下表面的检测的图案数据中提取由相应于包括在硬币下表面的参考黑暗部分图案数据中的像素的像素构成的黑暗部分图案数据，平均化包括在明亮部分图案数据中的像素的信号强度级以计算明亮部分数据信号强度平均值，平均化包括在黑暗部分图案数据中的像素的信号强度级以计算黑暗部分数据信号强度平均值，计算明亮部分数据信号亮度强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，将差值与存储在参考损坏级数据存储装置中的每个面额的硬币的正面和反面的阈值中的由面额鉴别装置鉴别的面额的硬币下表面的阈值进行比较，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差是等于或大于阈值时鉴别硬币下表面的损坏等级等于或低于预定的等级，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差小于阈值时鉴别硬币下表面被损坏的高于预定的等级；从硬币上表面检测的图案数据中提取由对应于包括在硬币上表面的参考明亮部分图案数据中的像素的像素构成的明亮部分图案数据，和从硬币上表面的检测的图案数据中提取由对应于包括在硬币上表面的参考黑暗部分图案数据中的像素的像素构成的黑暗部分图案数据，平均化包括在明亮部分图案数据中的像素的信号强度以计算明亮部分数据信号强度平均值，平均化包括在黑暗部分图案数据中的像素的信号强度级以计算黑暗部分数据信号强度平均值，计算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，将差值与存储在参考损坏级数据存储装置中的每个面额的硬币的正面和反面的阈值中的由面额鉴别装置鉴别的面额的硬币的上表面的阈值进行比较，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差等于或大于阈值时鉴别硬币上表面的损坏等级等于或低于预定的等级，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差小于阈值时鉴别硬币上表面被损坏的高于预定的等级，因而能够特别高精度的鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级。

此外，根据本发明，由于可以通过只提供第一光源，第一光接收装置，第二光源和第二光接收装置就能够鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，因此能够鉴别是否硬币是可接受的，硬币的面额和硬币的表面被损坏程度是否高于预定的等级。

在本发明的一个首选方面中，构成参考图案数据存储装置以便存储参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据。

根据本发明的该首选方面，由于提前产生了参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据并存储在参考图案数据存储装置中，从而能够缩短计算时间和有效地鉴别硬币表面被损坏程度是否高于预定的等级。

在本发明的另一个首选方面中，损坏等级鉴别装置被构成为产生由面额鉴别装置鉴别的面额的硬币下表面的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，以及由面额鉴别装置鉴别的面额的硬币上表面的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，并把产生的数据存储在参考图案数据存储装置中。

在本发明的另一个首选方面中，损坏等级鉴别装置被构成为计算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和，并根据一个用于相应面额的算法估算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和，从而鉴别是否硬币的表面被损坏的高于预定的等级，而构成参考损坏等级数据存储装置以便存储用于硬币的每种面额的算法。

在本发明的发明者作出的研究中，发现在硬币是由铜镍合金系材料，黄铜系材料或青铜系材料制成的情况下，损坏级低的明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和是大的，并随着硬币损坏级的增加明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值变小，而另一方面，在硬币是由铝构成的情况下，损坏级低的明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和是小的，并随着硬币损坏等级的增加明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和变大。因此，通过将为硬币的每个面额定义的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和进行比较能够鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，，并且根据本发明的此首选方面，由于损坏级鉴别装置被构成为根据明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差来鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，并且通过计算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和以及根据一个用于相应面额的算法估算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和，进一步鉴别硬币被损坏是否高于预定的等级，从而能够高精度地鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级。

在本发明的另一个首选方面中，损坏等级鉴别装置进一步被构成为将由面额鉴别装置根据硬币下表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每个面额的硬币的参考图案数据之间的等级一致性所确定的图案匹配的程度与由面额鉴别装置在为每个面额的硬币的正面和反面定义的阈值中鉴别的面额的硬币下表面的阈值进行比较，当图案匹配的程度等于或大于阈值时鉴别硬币的下表面的损坏级等于或低于预定的等级，和当图案匹配的程度小于阈值时鉴别硬币的下表面被损坏高于预定的等级，将由面额鉴别装置根据硬币上表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每个面额的硬币的参考图案数据之间的等级一致性所确定的图案匹配的程度与由面额鉴别装置在每个面额的硬币的正面和反面定义的阈值中鉴别的面额的硬币上表面的阈值进行比较，当图案匹配的程度等于或大于阈值时鉴别硬币的上表面的损坏级等于或低于预定的等级，和当图案匹配的程度小于阈值时鉴别硬币的上表面被损坏的高于预定的等级。

根据本发明的该首选方面，因为损坏级鉴别装置被构成为根据明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差来鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级，并且被进一步构成为将由面额鉴别装置根据硬币下表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每个面额的硬币的参考图案数据之间的等级一致性所确定的图案匹配的程度与由面额鉴别装置在每个面额的硬币的正面和反面定义的阈值中鉴别的面额的硬币下表面的阈值进行比较，当图案匹配的程度等于或大于阈值时鉴别硬币下表面的损坏级等于或低于预定的等级，和当图案匹配的程度小于阈值时鉴别硬币的下表面被损坏的高于预定的等级，将由面额鉴别装置根据硬币上表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每个面额的硬币的参考图案数据之间的等级一致性所确定的图案匹配的程度与由面额鉴别装置在每个面额的硬币的正面和反面定义的阈值中鉴别的面额的硬币上表面的阈值进行比较，当图案匹配的程度等于或大于阈值时鉴别硬币的上表面的损坏级等于或低于预定的等级，和当图案匹配的程度小于阈值时硬币的上表面被损坏高于预定的等级，从而能够高精度的鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级。

在本发明的另一个首选方面中，定义算法以便在硬币是由铜镍系材料、黄铜系材料或青铜系材料构成的情况下，在硬币的每个面额定义的阈值中，用相应的面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和进行比较而作为结果的时候，当发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和等于或大于阈值，鉴别硬币表面的损坏级等于或低于预定的等级，并且当发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值小于阈值时，鉴别硬币表面被损坏的高于预定值；而在硬币是由铝系材料制成的情况下，在硬币的每个面额定义的阈值中用相应的面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和进行比较而作为结果的时候，当发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和等于或大于阈值，鉴别硬币表面的损坏级高于预定的等级，并且当发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值小于阈值时，鉴别硬币表面被损坏的等于或低于预定值。

在本发明的另一个首选方面中，构成面额鉴别装置以便通过图案匹配比较映射在r-θ坐标系统中的参考图案数据和映射在r-θ坐标系统中的检测的图案数据，从而鉴别硬币是否可接受和硬币的面额。

在本发明的另一个首选方面中，硬币鉴别装置进一步包括一个数据处理装置，用于在检测到的图案数据上实现边缘增强处理，以及面额鉴别装置构成为通过匹配比较参考图案数据和受到边缘增强处理的检测的图案数据，从而鉴别硬币是否是可接受的和硬币的面额。

按照本发明的该首选方面，由于硬币鉴别装置进一步包括数据处理装置，用于在检测的图案数据上实现边缘增强处理，以及面额鉴别装置构成为通过图案匹配比较参考图案数据和受到边缘增强处理的检测的图案数据，从而鉴别硬币是否是可接受的和硬币的面额，因此能够显著地提高参考图案数据和检测的图案数据之间的图案匹配的精确度，并因此能够高精度的鉴别是否硬币是可接受的和硬币的面额，以及高精度的鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级。

通过下面结合附图而进行的描述，本发明的上述和其他的目的以及特点将变得更加清楚易懂。

附图说明

图1是本发明一个首选实施方式的硬币鉴别装置的纵向截面示意图。

图2是第一透明通道部分的平面示意图。

图3是本发明首选实施方式的硬币鉴别装置的检测，控制和鉴别系统的方框图。

图4是第二鉴别装置的方框图。

图5是第三鉴别装置的方框图。

图6是第一损坏级确定装置的方框图。

图7是第二损坏级确定装置的方框图。

图8显示了用于通过一个中心坐标确定装置确定图案数据的中心坐标的方法示意图。

图9显示了硬币的图案数据由传感器产生并被映射和存储在图像图案数据存储器中。

图10显示了通过图案数据转换把由图9中所示的图案数据转换到r-θ坐标系统而产生的转换后图案数据。

图11显示了映射在r-θ坐标系统中并相应于图10所示的转换后图案数据的硬币的参考图案数据。

图12显示了在360度范围内离数据中心预定的距离r0处读取图10所示的转换后图案数据而获得的图案数据值。

图13显示了在360度范围内离数据中心预定的距离r0处读取图11所示的转换后图案数据而获得的图案数据值。

图14显示了再映射之后的转换后图案数据。

图15是本发明另一个首选实施方式的硬币鉴别装置的纵向截面示意图。

具体实施方式

图1是本发明一个首选实施方式的硬币鉴别装置的纵向截面示意图。

如图1所示，传送硬币1的硬币通道2配备了硬币通道部件3，该硬币通道部件在硬币1的传送方向延伸通过硬币1被传送的全部距离。硬币鉴别装置包括一个第一图案数据检测单元4和一个第二图案数据检测单元5。在第一图案数据检测单元4的附近，硬币通道2由位于其下面的硬币通道部件3形成并且传送带6构成为环形圆皮带。在第二图案数据检测单元5的附近，硬币通道2由位于硬币通道部件3中形成的开口7a的上方的构成循环带的传送带7形成，并且硬币通道形成部件8定位在传送带7上并向硬币1的传送方向延伸。

如图1所示，其中提供有第一图案数据检测单元4的硬币通道部件3由透明玻璃、丙烯酸树脂等构成的第一透明通道部分9形成，，并且硬币通道形成部件8由透明玻璃，丙烯酸树脂等构成第二透明通道部分10形成。

图2是第一透明通道部分9的平面示意图。

如图1和图2所示，位于硬币通道2上的传送带6将一枚硬币1沿着一对导轨11，11以箭头A指示的方向送到硬币通道2中的第一透明通道部分9。提供一对磁性传感器12，12用于检测相对于硬币传送方向的第一透明通道部分9的上行的硬币1的磁特性。硬币1被送到第一透明通道部分9上，同时该硬币被传送带6压在第一透明通道部分9的上表面上。在第一透明通道部分9下面，提供了第一光放射装置21，该装置包括多个用于向通过第一透明通道部分9的硬币1发射光的光放射元件20，并提供在第一光放射装置21下面的用于接收发射自第一光放射装置21的和由硬币1反射的光并产生图像数据的第一图像数据产生装置22。这样，通过第一光发射装置21和第一图像数据产生装置22构成了第一图案数据检测单元4。

如图2所示，第一光放射装置21具有诸如发光二极管(LED)的多个光放射元件20，该元件安装在其中心是第一透明通道部分9的中心的圆周上。每个光放射件20以此方式被安放，它的光轴相对于水平方向以小角度射向通过与第一透明通道部分9的中心部分相一致的圆周的中心的垂直轴上的预定点，从而光以相对于硬币1的表面的浅角投射在通过第一透明通道部分9的硬币1上。

第一图像数据产生装置22包括一个透镜系统23，其安装方式使其光轴与通过和第一透明通道部分9的中心部分相一致的圆周的中心的垂直轴一致，一个单色型传感器24，它安装在透镜系统23的下面以便它的聚焦点定位在第一透明通道部分9的上表面上，并可用于光电的检测来自光放射元件20的放射光和由硬币1的表面反射的光，以及一个A/D变换器(未示出)，用于将由传感器24通过光电检测获得的硬币1下表面的图像数据变换成数字信号，从而产生硬币1下表面的数字化的图像数据。在该实施方式中，一个二维CCD传感器当作传感器24。

在第一图像数据产生装置22的直接的下行侧，提供了两个定时传感器27，27，每个定时传感器包括一个光放射件25和一个光接收元件26以便光接收元件26通过第一透明通道部分9能检测来自光放射件25的发射光，并且每个传感器被构成为当光接收元件26不接收来自光放射元件25的发射光时输出定时信号。每个定时传感器27，27根据第一图像数据产生装置22安装以便当从光放射元件25发射的光被传送在第一透明通道部分9的表面上的硬币1所阻塞并且不被光接收元件26所接收时，硬币1的中心位于第一透明通道部分9的中心上，从而输出一个定时信号。

如图1所示，硬币1被位于硬币通道上方的传送带6压在硬币通道部件3的上表面并被传送在第一透明通道部分9中及其下行部分中。在第一透明通道部分9的下行部分中，硬币1的下表面由从硬币通道部件3上形成的开口7a处伸出在硬币通道部件3上方的传送带7支持并在硬币通道2中进行传送，同时该硬币被保持在传送带6和传送带7之间。

如图1所示，硬币1被传送在第一透明通道部分9的下行部分的区域中并被送到第二图案数据检测单元5，同时硬币1的上表面由硬币通道形成部件8支持并由传送带7压在硬币通道形成部件8的下表面上。提供多个备用滚轮7b，7c，用于防止由于硬币的自重引起的传送带7的向下的偏转。

第二图案数据检测单元5提供在第二透明通道部分10的上方并包括一个第二光放射装置31，它包括多个用于向通过第二透明通道部分10的硬币1发射光的光放射元件30，，以及一个提供在第二透明通道部分10上方的第二图像数据产生装置32，用于接收从第二光放射装置31发射的和由硬币1反射的光并产生图像数据。第二光放射装置31以与第一光放射装置21以相同的方式构成，只不过第二光放射装置安装在第二透明通道部分10的上方并向下发光，并包括多个诸如发光二极管(LED)的光放射源件30，这些光放射源件30被安排在中心与第二透明通道部分10的中心部分相一致在圆周上。每个光放射件30的安装方式使其光轴相对于水平方向以小角度射向通过与第一透明通道部分9的中心部分相一致的圆周的中心的垂直轴上的预定点，从而光相对硬币1的表面以浅角投射在通过第二透明通道部分10的硬币1上。

第二图像数据产生装置32包括一个透镜系统33，其安装方式使其光轴与通过其中心与第二透明通道部分10的中心部分相一致的圆周的中心的垂直轴一致，一个单色型传感器34，它安装在透镜系统33的上方以便它的焦点定位在第二透明通道部分10的下表面上，并可用于光电检测来自发光源件30的发射光和由硬币1的表面反射的光，以及一个A/D变换器(未示出)，用于将传感器34光电检测而获得的硬币1上表面的图像数据变换成数字信号，从而产生硬币1上表面的数字化的图像数据。在该实施方式中，一个二维CCD传感器当作传感器34。

在第二图像数据产生装置32的直接下行侧，提供了两个定时传感器37，37，每个传感器37包括光放射元件35和光接收元件36，以便光接收元件36能通过第二透明通道部分10检测来自光放射元件35的发射光，并且每个传感器被构成为当光接收元件36不能接收来自光放射元件35的发射光时输出定时信号。每个定时传感器37根据第一图像数据产生装置32安装，以便当从光放射元件35发射的光被传送在第二透明通道部分10的表面上的硬币1所阻塞并不能被光接收元件36接收时，硬币1的中心位于第二透明通道部分10的中心上，从而输出一个定时信号。

如图1所示，提供传送带39以便从硬币通道形成部件8的下行末端部分的直接上行方向向硬币通道2的下行部分延伸，并在硬币通过第二透明通道部分10之后，硬币被保持在传送带7和传送带39之间并进一步被保持在传送带39和硬币通道部件3之间，从而向着硬币通道2中的下行部分传送。

图3是本发明首选实施方式的硬币鉴别装置的检测、控制和鉴别系统的方框图。

如图3所示，硬币鉴别装置的检测系统包括两个定时传感器27，27用于检测送到第一透明通道部分9的硬币1，以及两个定时传感器37，37用于检测送到第二透明通道部分10的硬币。

如图3所示，硬币鉴别装置的控制系统包括光放射控制装置40，当来自定时传感器27，27的定时信号被接收时，它输出光放射信号到第一发光装置21，并引起它发射光并照明位于第一透明通道部分9上表面上的硬币1，并且当来自定时传感器37的定时信号被接收时，输出光放射信号到第二光放射装置31，引起它发射光并照明为与第二透明通道部分10下表面上的硬币1，以及图象读取控制装置41，用于当接收到来自定时传感器27，27的定时信号时，允许第一图像数据产生装置22的传感器24开始检测从硬币1的表面反射的光，并且当接收到来自定时传感器37，37的定时信号时允许第二图像数据产生装置32的传感器34开始检测从硬币1的表面反射的光。

如图3所示，硬币鉴别装置的鉴别系统包括一个第一参考数据存储器45，用于存储表示每个面额的硬币1的磁特性的参考磁性数据；一个第二参考数据存储器46，用于存储有关每个面额的硬币1的直径的参考直径数据；一个参考图案数据存储装置47，用于存储每个面额的硬币1的两个表面的参考图案数据；一个参考损坏数据存储装置48，用于存储每个面额的硬币1的参考损坏级数据；一个第一鉴别装置50，用于根据来自磁性传感器12，12的检测信号访问第一参考数据存储器45，并将存储在第一参考数据存储器45中的表示每个面额的磁性的参考磁性数据与从磁性传感器12，12输入的硬币1的磁性数据进行比较，从而确定硬币1的面额和输出第一鉴别信号；一个第二鉴别装置51，用于根据从第一鉴别装置50输出的第一鉴别信号，与每个面额的硬币1的直径有关的并存储在第二参考数据存储器46中的参考直径数据，以及由传感器24光电检测的并且被A/D变换器28数字化的硬币1的下表面的图像图案数据，来鉴别是否硬币1是可接受的和硬币1的面额，并根据存储在参考损坏数据存储装置48中的每个面额的硬币的参考损坏级数据鉴别是否硬币1的下表面被损坏程度高于预定的等级；一个第三鉴别装置52，用于根据从第一鉴别装置50输出的第一鉴别信号，与每个面额的硬币1的直径有关的并存储在第二参考数据存储器46中的参考直径数据，和通过传感器34光电检测到的由A/D变换器38数字化的硬币1上表面的图像图案数据，来鉴别是否硬币1是可接受的和硬币1的面额，并根据存储在参考损坏数据存储装置48中的每个面额的硬币的参考损坏级数据鉴别是否硬币1的上表面被损坏的程度高于预定的等级；以及一个硬币鉴别装置54，用于根据第二鉴别装置51和第三鉴别装置52作出的鉴别结果最终鉴别硬币1是否是可接受的和硬币1的面额。

在本实施方式中，一个第一鉴别信号从第一鉴别装置50输出到光放射控制装置40，光放射控制装置40的构成方式使其能够根据从第一鉴别装置51根据通过第一鉴别装置51鉴别的硬币1的面额所输入的第一鉴别信号，控制来自光放射元件20以及光放射元件30发射光的数量。

图4是第二鉴别装置51的方框图。

如图4所示，第二鉴别装置51包括一个图像图案数据存储器60，用于将传感器24光电检测到的通过A/D变换器28数字化的硬币1的下表面的图像图案数据映射和存储到一个正交坐标系统中，即一个x-y坐标系统；一个第一面额鉴别部分61，它访问第二参考数据存储器46并将存储在第二参考数据存储器46中的有关每个面额的硬币1的直径的参考数据与从图像图案数据存储器60中读取的硬币1的下表面的图像图案数据进行比较，从而根据硬币1的直径确定硬币1的面额，并输出第一面额鉴别信号；一个第二面额鉴别部分62，用于根据从第一鉴别装置50输入的第一鉴别信号和从第一鉴别装置61输入的第一面额鉴别信号来鉴别硬币1的面额，并输出第二面额鉴别信号；一个中心坐标确定装置63，用于获得映射和存储在图像图案数据存储器60中的硬币1的下表面的图像图案数据的中心坐标；一个图案数据变换装置64，用于根据通过中心坐标确定部分63计算的图案数据的中心坐标把硬币1的下表面的图案数据变换成极坐标系统，也就是，r-θ坐标系统，以产生变换的图案数据并存储它们；一个数据处理装置65，用于在变换到r-θ坐标系统的变换图案数据上实施边缘增强处理；一个面额确定部件66，用于根据从第二面额鉴别部分62输入的第二面额鉴别信号，从映射在r-θ坐标系统中和存储在参考图案数据存储装置47中的每个面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据中读取通过第二面额鉴别部分62鉴别的面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据，将该读取的硬币1的正面和反面的参考图案数据与在其上由数据处理装置65实施边缘增强处理的变换图案数据进行比较，根据变换的图案数据与参考图案数据的符合程度鉴别硬币1是否是可接受的和硬币1的面额并输出面额确定信号、表示变换图案数据与参考图案数据符合程度的图案匹配数据，以及一个标识硬币1的正面和反面图案数据中哪种图案数据被用于确定硬币1的面额的的硬币表面标识信号；以及一个第一损坏级鉴别装置67，用于鉴别硬币1的下表面被损坏的程度是否高于预定的等级。

图5是第三鉴别装置52的方框图。

如图5所示，第三鉴别装置52包括一个图像图案数据存储器70，用于将传感器34光电检测到的通过A/D变换器38数字化的硬币1的下表面的图像图案数据映射和存储到一个正交坐标系统中，即一个x-y坐标系统；一个第一面额鉴别部件71，它访问第二参考数据存储器46并将存储在第二参考数据存储器46中的有关每个面额的硬币1的直径的参考数据与从图像图案数据存储器70中读取的硬币1的上表面的图像图案数据进行比较，从而根据硬币1的直径确定硬币1的面额，并输出一个第一面额鉴别信号；一个第二面额鉴别部件72，用于根据从第一鉴别装置50输入的第一鉴别信号和从第一鉴别装置71输入的第一面额鉴别信号来鉴别硬币1的面额，并输出一个第二面额鉴别信号；一个中心坐标确定装置73，用于获得映射和存储在图像图案数据存储器70中的硬币1的上表面的图像图案数据的中心坐标；一个图案数据变换装置74，用于根据通过中心坐标确定部分73计算的图案数据的中心坐标把硬币1的上表面的图案数据变换到一个极坐标系统，即一个r-θ坐标系统，产生变换后的图案数据并存储它们；一个数据处理装置75，用于在变换到r-θ坐标系统的变换图案数据上实施边缘增强处理；一个面额确定部件76，用于根据从第二面额鉴别部件72输入的第二面额鉴别信号，从映射在r-θ坐标系统中和存储在参考图案数据存储装置47中的各个面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据中读取通过第二面额鉴别部分72鉴别的面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据，将该读取的硬币1的正面和反面的参考图案数据与在其上通过数据处理装置75实施边缘增强处理的变换图案数据进行比较，根据变换的图案数据与参考图案数据的符合程度鉴别硬币1是否是可接受的和硬币1的面额并输出一个面额确定信号、表示变换的图案数据与参考图案数据符合程度的图案匹配数据，和用于确定硬币1的正面和反面的图案数据中哪个图案数据被用于确定硬币1的面额的一个硬币表面标识信号；和一个第一损坏级鉴别装置77，用于鉴别硬币1的上表面被损坏的程度高于预定的等级。

图6是第一损坏级确定装置67的方框图。

如图6所示，第一损坏级确定装置67包括一个二进制图案数据产生部件80，用于根据从面额确定部分66输入的面额确定信号从映射在r-θ坐标系统和存储在参考图案数据存储装置47中的为个面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据中读取通过面额确定部分66鉴别的面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据，二进制化参考图案数据以便“1”被分配到具有等于或高于预定信号强度级的信号强度级的像素数据而“0”被分配到具有低于预定信号强度级的信号强度级的像素数据，从而产生包括“1”像素的参考明亮部分图案数据和包括“0”像素数据的参考黑暗部分数据，将参考明亮部分图案数据输出到明亮部分图案数据提取部件81并将参考黑暗部分图案数据输出到黑暗部分图案数据提取部件82；明亮部分图案数据提取部件81，用于根据从二进制图案数据产生部件80输入的参考明亮部分图案数据来从映射在r-θ坐标系统和存储在第二鉴别装置51的图案数据变换装置64中的变换图案数据中提取对应于包含在参考明亮部分图案数据中的像素所组成的明亮部分图案数据，黑暗部分图案数据提取部件82，用于根据从二进制图案数据产生部件80输入的参考黑暗部分图案数据来从映射在r-θ坐标系统和存储在第二鉴别装置51的图案数据变换装置64中的变换图案数据中提取对应于包含在参考黑暗部分图案数据中的像素所组成的黑暗部分图案数据；一个第一平均值计算部件83，用于平均包括在由明亮部分图案数据提取部件81提取的明亮部分图案数据中的像素的信号强度级以便计算明亮部分数据信号强度平均值；一个第二平均值计算部件84，用于平均包括在由黑暗部分图案数据提取部件82提取的黑暗部分图案数据中的像素的信号强度级以便计算黑暗部分数据信号强度平均值；一个第一损坏级鉴别部件85，用于获得由第一平均值计算部件83计算的明亮部分数据信号强度平均值和由第二平均值计算部件84计算的黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，根据从面额确定部件66输入的面额确定信号从存储在参考损坏数据存储装置48中的各个面额的硬币1的阈值中选择由面额确定部件66确定的面额的硬币1的阈值T1j，比较阈值T1j与明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差等于或大于阈值T1j时，鉴别硬币1的下表面的损坏级等于或低于预定的等级，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差小于阈值T1j时，鉴别硬币1的下表面的损坏级高于预定的等级并输出第一损坏级鉴别信号；一个第二损坏级鉴别部件86，用于获得由第一平均值计算部件83计算的明亮部分数据信号强度平均值和由第二平均值计算部件84计算的黑暗部分数据信号强度平均值之和，根据从面额确定部分66输入的面额确定信号从存储在参考损坏数据存储装置48中的各个面额的硬币1的算法中选择一个由面额确定部分66确定的面额的硬币1的算法，根据选择的算法估算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值的总和，鉴别硬币1的下表面的损坏级是否超过预定的等级以及输出一个第二损坏级鉴别信号；一个第三损坏级鉴别部件87，用于根据从面额确定部分66输入的面额确定信号从存储在参考损坏数据存储装置48中的每个面额的硬币1的阈值中选择由面额确定部分66确定的面额的硬币1的阈值T2j，当由面额确定部件66通过比较变换图案数据与参考图案数据所确定的变换图案数据与参考图案数据相一致的程度等于或大于阈值T2j时，鉴别硬币1的下表面的损坏级等于或低于阈值，当变换图案数据与参考图案数据的一致性程度小于阈值T2j时，鉴别硬币1的下表面的损坏级超过预定的等级并输出一个第三损坏级鉴别信号；以及一个损坏级确定部件88，用于根据从第一损坏级鉴别部件85输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件86输入的第二损坏级鉴别信号，和从第三损坏级鉴别部件87输入的第三损坏级鉴别信号来确定硬币1的下表面的损坏级是否超过预定的等级。

图7是第二损坏级确定装置77的方框图。

如图7所示，第一损坏级确定装置77包括一个二进制图案数据产生部件90，用于根据从面额确定部件76输入的面额确定信号从映射在r-θ坐标系统和存储在参考图案数据存储装置47中的各个面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据中读取通过面额确定部件76鉴别的面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据，二进制化参考图案数据以便“1”被分配到具有等于或高于预定信号强度级的信号强度级的像素数据和“0”被分配到具有低于预定信号强度级的信号强度级的像素数据，由此产生包括“1”像素的参考明亮部分图案数据和包括“0”像素数据的参考黑暗部分数据，输出参考明亮部分图案数据到一个明亮部分图案数据提取部件91和输出参考黑暗部分图案数据到一个黑暗部分图案数据提取部件92；明亮部分图案数据提取部件91，用于根据从二进制图案数据产生部件90输入的参考明亮部分图案数据来提取由对应于包括在来自映射在r-θ坐标系统和存储在第二鉴别装置51的图案数据变换装置74中的变换图案数据的参考明亮部分图案数据中的像素的像素组成的明亮部分图案数据，黑暗部分图案数据提取部件92，用于根据从二进制图案数据产生部件90输入的参考黑暗部分图案数据来提取由对应于包括在来自映射在r-θ坐标系统和存储在第二鉴别装置51的图案数据变换装置74中的变换图案数据的参考黑暗部分图案数据中的像素的像素组成的黑暗部分图案数据；一个第一平均值计算部件93，用于平均包括在由明亮部分图案数据提取部件91提取的明亮部分图案数据中的像素的信号强度级以便计算明亮部分数据信号强度平均值；一个第二平均值计算部件94，用于平均包括在由黑暗部分图案数据提取部件92提取的黑暗部分图案数据中的像素的信号强度级以便计算黑暗部分数据信号强度平均值；一个第一损坏级鉴别部件95，用于获得由第一平均值计算部件93计算的明亮部分数据信号强度平均值和由第二平均值计算部件94计算的黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，根据从面额确定部件76输入的面额确定信号从存储在参考损坏数据存储装置48中的各个面额的硬币1的阈值中选择由面额确定部件76确定的面额的硬币1的阈值T1k，比较阈值T1k与明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差等于或大于阈值T1k时，鉴别硬币1的上表面的损坏级等于或低于预定的等级，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差小于阈值T1k时，鉴别硬币1的上表面的损坏级高于预定的等级并输出第一损坏级鉴别信号；一个第二损坏级鉴别部件96，用于获得由第一平均值计算部件93计算的明亮部分数据信号强度平均值和由第二平均值计算部件94计算的黑暗部分数据信号强度平均值之间的和，根据从面额确定部件76输入的面额确定信号从存储在参考损坏数据存储装置48中的各个面额的硬币1的算法中选择由面额确定部件76确定的面额的硬币1的算法，根据选择的算法估算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值的总和，确定硬币1的上表面的损坏级是否超过预定的等级并输出第二损坏级鉴别信号；一个第三损坏级鉴别部件97，用于根据从面额确定部件76输入的面额确定信号，以及从存储在参考损坏数据存储装置48中的各个面额的硬币1的阈值中选择由面额确定部件76确定的面额的硬币1的阈值T2k，当由面额确定部件76通过比较变换图案数据与参考图案数据确定的变换图案数据与参考图案数据相一致的程度等于或大于阈值T2k时，鉴别硬币1的上表面的损坏级等于或低于阈值，当变换图案数据与参考图案数据的一致性程度小于阈值T2k时，鉴别硬币1的上表面的损坏级超过预定的等级并输出第三损坏级鉴别信号；以及一个损坏级确定部件98，根据从第一损坏级鉴别部件85输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件96输入的第二损坏级鉴别信号，和从第三损坏级鉴别部件97输入的第三损坏级鉴别信号来确定是否硬币1的上表面的损坏级超过预定的等级。

按照本发明的实施方式这样构成的硬币鉴别装置鉴别硬币1是否是可接受的，硬币1的损坏程度是否高于预定的等级和硬币1的面额。

硬币1被传送带6压在硬币通道部件3的上表面上并沿着一对导轨11、11以箭头A表示的方向被送进硬币通道2。通过一对磁性传感器对12、12来检测硬币1的磁特性，并且检测信号被输出到第一鉴别装置50。

当从磁性传感器12、12输入检测信号时第一鉴别装置50访问第一参考数据存储器45，读取存储在第一参考数据存储器45中表示每个面额磁特性的参考磁性数据，通过将从第一参考数据存储器45读取的参考磁性数据与从磁性传感器12、12输入的硬币1的磁性数据进行比较来鉴别硬币1的面额，并输出面额鉴别信号到第二鉴别装置51，第三鉴别装置52和光放射控制装置40。

当硬币1被进一步送进硬币通道2中到第一透明通道部分9并阻挡从每个定时传感器27的光放射元件发射的光时，从而每个定时传感器27的光接收元件26不能接收从相应的光放射元件25发射的光时，从定时传感器27、27输出定时信号到光放射控制装置40和图象读取控制装置41。

当定时信号从定时传感器27、27被输入时，光放射控制装置40根据来自第一鉴别装置50的面额鉴别信号输出光放射信号到第一光放射装置21，并引起光放射元件20朝着位于第一透明通道部分9上的硬币1的下表面发射对应于由第一鉴别装置50鉴别的硬币1的面额的光量。

根据经第一鉴别装置50鉴别的硬币1的面额的鉴别结果来控制发光源件20的发光量的原因是因为反射光的量的变化取决于硬币1的材料。如果朝着硬币1发射相同的光量，硬币1的图像图案不能被精确地检测。

就是说，当硬币1由具有高的光反射性的材料比如镍，铝等构成时，通过检测硬币1表面的反射光来精确的产生对应于硬币1表面的图案的图像图案数据是困难的。这是因为，如果大量的光被照射，由传感器24检测的全部光量变为大的和饱和的。另一方面，当硬币是由具有低的光反射性的材料比如铜，黄铜等构成时，不能通过检测来自硬币1的表面的反射光来精确的产生对应于硬币1表面的图案的的图像图案数据。这是因为如果少量的光被照射，所检测的光的总量太少。因此，光发射控制装置40结构成为当第一鉴别装置50鉴别的面额的硬币1由具有高光反射性的材料比如镍，铝等构成时，光放射控制装置40输出光放射信号到第一光放射装置21以便光放射20发射低强度光。另一方面，构成它以便当第一鉴别装置50鉴别的面额的硬币1是由具有低光反射性的材料比如铜，黄铜等构成时，光放射控制装置40输出光放射信号到第一光放射装置21以便光放射元件20发射高强度光。

当来自定式传感器27、27的定时信号被输入时，图象读取控制装置41引起第一图像数据产生装置22的传感器24开始检测由光放射元件20发射的光和在硬币1的下表面上反射的光。

由于第一发光装置21的安装方式使其能够以浅角度照射在在第一透明通道部分9上前进的硬币1上，因此按照硬币1的下表面的上升和下陷的图案来反射光。

从硬币1的表面反射的光经透镜系统23射向传感器24并通过传感器24进行光电检测，从而通过传感器24产生硬币1表面的图像图案数据。

由传感器24产生的硬币1下表面的图像图案数据被A/D变换器28数字化。数字化的图像图案数据被映射和存储在正交坐标系统中，即，第二鉴别装置51的图像图案数据存储器60中的x-y坐标系统。

当硬币1下表面的图像图案数据被存储在第二鉴别装置51的图像图案数据存储器60中时，第二鉴别装置51的第一面额鉴别部件61访问第二参考数据存储器46。它读取与硬币1直径有关的存储的数据以及存储在图像图案数据存储器60中的图像图案数据。通过比较这些数据，第二鉴别装置51的第一面额鉴别部件61确定硬币1的面额并输出第一面额鉴别信号到第二面额鉴别部件62。

有一些硬币尽管它们的面额不同，但它们的直径彼此只是稍微的不同。当具有稍微较大直径的硬币被磨损时，它们的直径会出现吻合。因此，在一些情况下，通过检测它的直径不能精确地检测硬币1的面额。在本实施方式中，第一鉴别装置50根据硬币1的磁特性确定硬币1的面额并输出面额鉴别信号到第二面额鉴别部件62。第二鉴别装置51的第一面额鉴别部件61根据硬币1的直径确定硬币1的面额并输出第一面额鉴别信号到第二面额鉴别部件62。当由第一鉴别装置50鉴别的面额和第二鉴别装置51的第一面额鉴别部件61根据这些面额鉴别信号确定的硬币1的面额不一致时，确定硬币1不能被接受。因此，当第二鉴别装置51的第一面额鉴别部件61根据硬币1的直径确定硬币1的面额只有一种时，产生第一面额鉴别信号并把它输出到第二面额鉴别部件62，尽管硬币1是可接受的硬币但第二面额鉴别部件62确定硬币1是不可接受的也是可能的，

因此，在本实施方式中，第二鉴别装置51的第一面额鉴别部件61选择两个直径最接近以及第二接近于检测的硬币1的直径的面额，并输出第一面额鉴别信号给第二面额鉴别部件62。

第二鉴别装置51的第二面额鉴别部件62根据从第一鉴别装置50输入的第一鉴别信号和从第二鉴别装置51的第一面额鉴别部件61输入的第一面额鉴别信号来确定硬币1的面额。当第一鉴别装置50的鉴别结果与第二鉴别装置51的第一面额鉴别部件61的确定结果一致时，第二鉴别装置51的第二面额鉴别部件62输出第二面额鉴别信号给第二鉴别装置51的面额确定部件66。当它们不一致时，硬币1是伪造的硬币或外国硬币，并因此，它确定硬币是不可接受的并输出不可接受硬币检测信号给硬币鉴别装置54。

另一方面，中心坐标确定部件63确定映射并存储在直角坐标系统，即，x-y坐标系统以及存储在图像图案数据存储器60中的图像图案数据的中心坐标，并且输出该中心坐标给图案数据转换部件64。

图8是示意图，显示了一种由中心坐标确定装置63确定图案数据的中心坐标的方法。

如图8所示，由传感器24产生的硬币1的图案数据被映射在直角坐标系即x-y坐标系统中，并存储在图像图案数据存储器60中。中心坐标确定部分63首先确定映射和存储在图像图案数据存储器60中的图案数据的y-坐标为y0的边界数据a1和a2的x-坐标x1和x2，并确定边界数据a1和a2之间的中心数据a0的x-坐标xc＝(x1+x2)/2。

接着，中心坐标确定部分63从垂直于延伸通过边界数据a1和a2的直线的数据a0画一条虚直线以确定边界数据b1和b2的y-坐标y1和y2，该边界数据b1和b2对应于虚直线和图案数据的边界相交的点，并确定边界数据b1和b2之间的中心数据O的y-坐标yc＝(y1+y2)/2。

这样确定的数据O的坐标(xc，yc)对应于映射在x-y坐标系统中的硬币1的图案数据的中心坐标，并且数据O对应于映射在x-y坐标系统中的硬币1的图案数据的数据中心。

图9显示了由传感器24产生的并映射和存储在图像图案数据存储器60中的硬币1的图案数据的一个例子。

根据从中心坐标确定装置63输入的硬币1的图案数据的中心坐标(xc，yc)，图案数据变换装置64将映射在x-y坐标系统中和存储在图像图案数据存储器60中的硬币1的图案数据转换到r-θ坐标系统中。

图10是一个图，显示了由图案数据变换装置64根据由中心坐标确定部件63确定的硬币1的图案数据的中心坐标(xc，yc)将图9中所示的图案数据变换到r-θ坐标系统以产生变换的图案数据的示意图。在图10中，纵坐标表示在x-y坐标系统中离数据中心O的距离r，横坐标表示有关数据中心O的角度θ。

以此方式经图案数据变换装置64转换到r-θ坐标系统的图案数据被存储在图案数据转换装置64中。

存储在图案数据转换装置64中的变换图案数据接着由数据处理装置65读取，并且数据处理装置65在变换图案数据上实施边缘增强处理并将它们输出到面额确定部件66。

当受到边缘增强处理的变换图案数据从数据处理装置65输入时，面额确定部件66根据从第二面额鉴别部件62输入的第二面额鉴别信号，从映射在r-θ坐标系统和存储在参考图案数据存储装置47中的每个面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据中读取由第二面额鉴别部件62鉴别的面额的硬币1反面的参考图案数据。

图11显示了映射在r-θ坐标系统中并且对应于显示在图10中的变换图案数据的硬币1的参考图案数据范例。

由于图10中的变换图案数据是通过在图案数据转换装置64中根据由中心坐标确定部件63确定的硬币1的图案数据的中心坐标(xc，yc)将x-y坐标系统中的图案数据转换到r-θ坐标系统中来获得的，因此，坐标的零点，即，r轴的零点与显示在图11中的参考图案数据的零点重合。然而，由于被鉴别的硬币1的方向经常有角度(旋转的)的偏离于用于产生参考图案数据的硬币1的方向，因此在相同θ值下的图10中的图案数据和图11中的参考图案数据通常是从硬币1的不同部分获得的。

因此，通过直接比较图10中的变换图案数据和图11中的参考图案数据来鉴别该硬币1是否是可接收的以及硬币1的面额是不可能的，因此有必要在比较之前纠正变换的图案数据以便使θ轴中的变换图案数据的零点与θ轴中的参考图案数据的零点一致。

考虑到上述问题，第二光学鉴别装置68在离图11中所示的变换图案数据的数据中心预定的距离r0处读取图案数据值，即，读取其纵坐标值在360度范围内等于预定值r0的图案数据值，并且在离图12中所示的参考图案数据的数据中心预定的距离r0处读取图案数据值，即，读取其纵坐标值在360度范围内等于预定值r0的图案数据值。之后，第二光学鉴别装置68比较这两组图案数据值，由此纠正由硬币1的角度偏离引起的在θ轴内的变换图案数据的偏离。

考虑到上述问题，面额确定部件66在离图10中所示的变换图案数据的数据中心预定的距离r0处读取图案数据值，即，读取其纵坐标值在360度范围内等于预定值r0的图案数据值，并且在离图11中所示的参考图案数据的数据中心预定的距离r0处读取图案数据值，即，读取其纵坐标值在360度范围内等于预定值r0的图案数据值。之后，面额确定部件66比较这两组图案数据值，由此纠正由硬币1的角度偏离引起的在θ轴内的变换图案数据的偏离。

图12显示了通过在离数据中心预定的距离r0处读取360度范围内的图10中所示的变换图案数据所获得图案数据值的图表，以及图13显示了通过在离数据中心预定的距离r0处读取360度范围内的图11中所示的参考图案数据所获得图案数据值的图表。在图12和13中，纵坐标表示数据值，横坐标表示角度。

硬币1被传送通过硬币通道2，同时被一对导轨11、11引导，由此，硬币1的中心沿着在第一透明通道部件9上的预定轨迹通过。相反的，硬币1经常与用来产生参考图案数据的硬币有角度的偏离。因此，由于在图10和11中的相同θ值下的图案数据组是从硬币1的不同部分中正常的获得，有必要在比较之前纠正变换的图案数据以便使θ轴中的变换图案数据的零点与θ轴中的参考图案数据的零点一致。

因此，面额确定部件66获得θ值θ₁和θ₂，在该值处图12中所示的图案数据值和图13中所示的图案数据值分别为最大值，并且重新映射图10中所示的变换图案数据使得θ₁等于θ₂。图14显示了该重新映射后的变换图案数据。

面额确定部件66将由数据处理装置65进行边缘强化处理并且以如图14所述的方式进行重新映射的变换图案数据与图11中所示的参考图案数据进行比较，并且根据变换图案数据与参考图案数据一致的程度确定该硬币是否是由第二面额鉴别部件62鉴别的硬币面额或者是不可接受的硬币。

然而，由于不可能提供该硬币使得它的一个表面一直面朝上，因此如果该硬币1以背面向上的方式提供，经重新映射的变换图案数据永远不会与经第二鉴别装置51的第二面额鉴别装置62所确定的这种面额的硬币1背面的参考图案数据一致。因此，当重新映射的变换图案数据与根据由第二鉴别装置51的第二面额鉴别装置62产生的鉴别结果所选择的这种面额的硬币1背面的参考图案数据不一致时，如果硬币1被立刻鉴别为仿造硬币或国外硬币，则硬币鉴别精确度下降了。

因此，在该实施方式中，该变换图案数据首先与经第二鉴别装置51的第二面额鉴别装置62所确定的这种面额的硬币1背面的参考图案数据进行比较，如果它们不一致时，该变换图案数据与以相同方式确定的这种面额的硬币1的正面进行比较，由此鉴别硬币1的类型是否与由第二鉴别装置51的第二面额鉴别装置62暂时确定的类型一致，并鉴别是否该硬币1时不可接受的硬币，如仿造硬币，国外硬币或类似的。

结果，当第二鉴别装置51的面额确定部件66鉴别出该硬币1是不可接受的，它向硬币鉴别装置54输出一个不可接收的硬币检测信号。

相反，当第二鉴别装置51的面额确定部件66鉴别出该硬币1的面额与第二鉴别装置51的第二面额鉴别部件62所鉴别的面额一样时，它向硬币鉴别装置54输出一个面额确定信号并且输出一个硬币表面标识信号，标识在硬币1的正面和背面的图案数据中哪个图案数据被用来确定硬币1的面额，以及变换图案数据值变为最大值的θ值θ₁和参考图案数据值变为最大值的θ值θ₂或者在θ轴方向中关于第一损坏级鉴别装置67的偏移值(θ₁-θ₂)或(θ₂-θ₁)连同面额确定信号和表示变换图案数据与参考图案数据一致程度的图案匹配数据。

从面额确定部件66输出的面额确定信号和硬币表面标识信号输入到二进制图案数据产生部件80、第一损坏级鉴别装置67的第一损坏级鉴别部件85和第二损坏级鉴别部件86中，并且从面额确定部件66输出的面额确定信号、图案匹配数据和硬币表面标识信号输入到第三损坏级鉴别部件87。

该面额确定信号和硬币表面标识信号被输入到二进制图案数据产生部件80中，并且当二进制图案数据产生部件80接收到面额确定信号和硬币表面标识信号时，它根据面额确定信号和硬币表面标识信号从映射在r-θ坐标系统中和存储在参考图案数据存储装置47中的硬币1的正面和背面的参考数据中读取由面额确定部件66确定的这种面额的硬币1的硬币表面标识信号所标识的表面的参考图案数据。之后，二进制图案数据产生部件80将参考图案数据二进制化，以便将“1”指定给具有信号强度等级等于或高于预定的信号强度等级的象素数据，并且将“0”指定给具有信号强度等级低于预定的信号强度等级的象素数据，由此产生由“1”象素数据组成的参考明亮部分图案数据和由“0”象素数据组成的参考黑暗部分图案数据，并且输出参考明亮部分图案数据给明亮部分图案数据提取部件81以及输出参考黑暗部分图案数据给黑暗部分图案数据提取部件82。

当明亮部分图案数据提取部件81从二进制图案数据产生部件80接收到参考明亮部分图案数据时，它根据参考明亮部分图案数据并考虑θ轴方向上的偏移值(θ₁-θ₂)或(θ₂-θ₁)从映射在r-θ坐标系统中和存储在图案数据转换装置64中的变换图案数据中提取由对应于包含在参考明亮部分图案数据中的象素的象素所组成的明亮部分图案数据，并将该明亮部分图案数据输出给第一平均值计算部件83。

当第一平均值计算部件83从明亮部分图案数据提取部件81中接收到明亮部分图案数据时，它平均化包含在明亮部分图案数据中的象素的信号强度等级，以计算明亮部分信号强度平均值并将该值输出给第一损坏级鉴别部件85和第二损坏级鉴别部件86。

另一方面，当黑暗部分图案数据提取部件82从二进制图案数据产生部件80接收到参考黑暗部分图案数据时，它根据参考黑暗部分图案数据并考虑θ轴方向上的偏移值(θ₁-θ₂)或(θ₂-θ₁)从映射在r-θ坐标系统中和存储在图案数据转换装置64中的变换图案数据中提取由对应于包含在参考黑暗部分图案数据中的象素所组成的黑暗部分图案数据，并将该黑暗部分图案数据输出给第二平均值计算部件84。

当第二平均值计算部件84从黑暗部分图案数据提取部件82中接收到黑暗部分图案数据时，平均化包含在黑暗部分图案数据中的象素的信号强度等级，以计算黑暗部分信号强度平均值并将该值输出给第一损坏级鉴别部件85和第二损坏级鉴别部件86。

当第一损坏级鉴别部件85从第一平均值计算部件83中接收到明亮部分信号强度平均值并且从第二平均值计算部件84中接收到黑暗部分信号强度平均值时，它获得明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值之间的差值。根据从面额确定部件66输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，第一损坏级鉴别部件85从存储在参考损坏数据存储装置48中的每种面额和表面的的硬币1阈值中选择由面额确定部件66鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的阈值，并且将该值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值进行比较。

本发明的发明人在研究中发现从硬币1的边缘部分反射的光通常具有高强度除非硬币1已经流通了很长时间并且损坏，边缘部分磨损的结果导致从此获得的明亮部分数据信号强度平均值低于从未损坏的硬币1中获得的平均值，而且，另一方面，从硬币1的平坦部分反射的光强度通常时低的除非硬币1已经流通了很长时间并且损坏，硬币1的平坦部分的刮痕和/或着色造成光反射的不规则性导致了从此获得的黑暗部分数据信号强度平均值高于从未损坏的硬币1中获得的平均值。

因此，由于在硬币的损坏级低的时候明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值较大并且随着硬币1的损坏级增加明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值变小，通过从存储在参考损坏数据存储装置48中每种面额和表面的硬币1的阈值中选择由面额确定部件66鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的阈值T1j，并且将明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值与该阈值T1j进行比较，有可能精确的鉴别硬币1的损坏程度是否高于了预定的级别。

当根据对明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值与从参考损坏数据存储装置48读取的阈值T1j进行比较时，第一损坏级鉴别部件85判断明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值等于或大于该阈值T1j，它判定硬币1的下表面的损坏级等于或小于预定级，并且输出第一损坏级鉴别信号给损坏级确定部件88。

相反的，当第一损坏级鉴别部件85判断明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值小于该阈值T1j时，它判定硬币1的下表面被损坏的程度高于预定级别并且输出第一损坏级鉴别信号给损坏级确定部件88。

另一方面，当第二损坏级鉴别部件86从第一平均值计算部件83中接收到明亮部分信号强度平均值并且从第二平均值计算部件84中接收到黑暗部分信号强度平均值时，它获得明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值的总和。根据从面额确定部件66输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，第二损坏级鉴别部件86从用于存储在参考损坏数据存储装置48中的每种面额和表面的硬币1的算法中选择用于由面额确定部件66鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的算法，并且根据由此选择的算法估计明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值。

特别地，本发明的发明人在研究中发现硬币1由铜镍合金系材料、黄铜系材料或青铜系材料制成时，当硬币1被损坏时由硬币1的边缘部分的破损引起的亮度数据信号强度平均值的降低大于由相同的硬币1的平坦部分的刮痕和/或着色造成光反射的不规则性所引起的黑暗部分数据信号强度平均值的升高，并因此，从损坏级低的硬币1中获得的明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值是大的，并且随着硬币1的损坏级增加，明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值变小。因此，通过将明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值与为硬币1的每个表面和面额所定义的阈值进行比较，有可能鉴别硬币1被损坏程度是否高于预定的级别。

因此，对于由铜镍合金系材料、黄铜系材料或青铜系材料制成的硬币1，该参考损坏数据存储装置48存储此算法，当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值等于或大于每种面额和表面的阈值T3I时，鉴别出硬币1的下表面的损坏级等于或小于预定的级别，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值T3I时，鉴别出硬币1的下表面被损坏的高于预定的级别。

相反的，本发明的发明人在研究中发现硬币1由铝材料制成时，当硬币1被损坏时由相同的硬币1的平坦部分的刮痕和/或着色造成光反射的不规则性所引起的黑暗部分数据信号强度平均值的升高大于由硬币1的边缘部分的破损引起的亮度数据信号强度平均值的降低，并因此，从损坏级低的硬币1中获得的明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值是小的，并且随着硬币1的损坏级增加，明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值变大。因此，通过将明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值与为硬币1的表面和每种面额所定义的阈值进行比较，有可能鉴别硬币1是否被损坏的高于预定的级别。

因此，对于由铝制成的硬币1，该参考损坏数据存储装置48存储此算法，当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值等于或大于每种面额和表面的阈值T4I时，鉴别出硬币1的下表面被损坏的高于预定的级别，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值T4I时，鉴别出硬币1的下表面的损坏级等于或小于预定的级别。

当第二损坏级鉴别部件86根据从面额确定部件66输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，已经从存储在参考损坏数据存储装置48中的用于每种面额和表面的硬币1的算法中选择出用于由面额确定部件66鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的算法，并根据由此选择的算法估计出明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值，由此鉴别硬币1的下表面的损坏级时，该第二损坏级鉴别部件86输出第二损坏级鉴别信号给损坏级确定部件88。

从面额确定部件66输出的面额确定信号和硬币表面标识信号也输入到第三损坏级鉴别部件87。当第三损坏级鉴别部件87接收到该面额确定信号和硬币表面标识信号，它根据从面额确定部件66输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，从存储在参考损坏数据存储装置48中的每种面额和表面的硬币1的阈值中选择由面额确定部件66鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的阈值T2j，并且将该阈值与从面额确定部件66输入的表示变换图案数据和参考图案数据的一致程度的图案匹配数据进行比较。

在硬币1被损坏的情况下，由于硬币1的边缘部分被磨损，变换图案数据和参考图案数据之间的一致程度通常是低的，并且随着硬币1的损坏级的增加，变换图案数据和参考图案数据之间的一致程度变得更低。因此，通过将表示变换图案数据与参考图案数据的一致程度的图案匹配数据和为硬币1的表面和每种面额定义的阈值T2j进行比较，有可能鉴别出是否硬币1被损坏的高于预定的级别。

当根据对图案匹配数据与从参考损坏数据存储装置48读取的阈值T2j进行比较的结果，第三损坏级鉴别部件87判断表示变换图案数据与参考图案数据的一致程度的图案匹配数据等于或大于该阈值T2j时，它鉴别出硬币1的下表面的损坏级等于或小于预定的级别，并且输出第三损坏级鉴别信号给损坏级确定部件88。

相反的，当第三损坏级鉴别部件87判断出表示变换图案数据与参考图案数据的一致程度的图案匹配数据小于该阈值T2j时，它鉴别硬币1的下表面被损坏的高于预定级别并且输出第三损坏级鉴别信号给损坏级确定部件88。

根据从第一损坏级鉴别部件85输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件86输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件87输入的第三损坏级鉴别信号，损坏级确定部件88最终确定硬币1的下表面的损坏级是否超过预定的级别。

特别地，当根据从第一损坏级鉴别部件85输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件86输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件87输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件88判断出第一损坏级鉴别部件85、第二损坏级鉴别部件86和第三损坏级鉴别部件87中的每个部件已经鉴别出硬币1的下表面的损坏级等于或小于相应的预定级别时，该损坏级确定部件88最终鉴别出硬币1的下表面的损坏级等于或小于预定的级别。

另一方面，当根据从第一损坏级鉴别部件85输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件86输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件87输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件88判断出第一损坏级鉴别部件85、第二损坏级鉴别部件86和第三损坏级鉴别部件87中的每个部件已经鉴别出硬币1的下表面被损坏的高于相应的预定级别时，该损坏级确定部件88最终鉴别出硬币1的下表面被损坏的高于相应的预定级别，并且输出一个损坏硬币检测信号给硬币鉴别装置54。

相反地，当根据从第一损坏级鉴别部件85输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件86输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件87输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件88判断出由第一损坏级鉴别部件85、第二损坏级鉴别部件86和第三损坏级鉴别部件87产生的鉴别结果互相不一致时，由于根据明亮部分数据信号强度平均值与黑暗部分数据信号强度平均值的差值的鉴别结果通常是很可靠的，该损坏级确定部件88最终根据第一损坏级鉴别部件85产生的鉴别结果鉴别出硬币1的下表面的损坏级等于或小于预定的级别或者鉴别出硬币1的下表面被损坏的高于预定的级别，并且输出一个损坏硬币检测信号给硬币鉴别装置54。

当硬币1进一步馈送给第二透明通道部分10并且由每个定时检测器37的光放射元件35发出的光被硬币1阻塞使得光接收元件36无法接收到由光放射元件35发出的光时，从定时检测器37，37输出定时信号给光放射控制装置40和图像读取控制装置41。

当光放射控制装置40接收到来自定时检测器37，37的定时信号时，它根据来自第一鉴别装置50的面额鉴别信号输出光放射信号给第二光放射装置31，并引起光放射元件30向位于第二透明通道部分10上的硬币1的上表面发出对应于由第一鉴别装置50所鉴别的硬币1的面额的量的光。

根据由第一鉴别装置50产生的硬币1的面额的鉴别结果来控制由光放射元件30发出的光量的原因是由于反射光量的变化取决于硬币1的材料。如果向硬币1发射同样量的光，硬币1的图案图像就不能精确的检测。

当图像读取控制装置41接收到来自定时检测器37，37的定时信号时，它引起第二图像数据产生装置32的检测器34开始检测由光放射元件30发出的并在硬币1的上表面反射的光。

由于第二光放射装置31的安装方式使之能够以浅角照射在第二透明通道部分10上前进的硬币1上，因此该光根据硬币1的上表面的凸起和凹陷图案被反射。

从硬币1的上表面反射的光通过透镜系统33指向检测器34，并且被检测器34进行光电检测，从而该硬币1的上表面的图像图案数据由检测器34产生。

由检测器34产生的硬币1的上表面的图像图案数据被A/D转换器数字化。该数字化图像图案数据被映射并存储在直角坐标系统中，即，在第三鉴别装置52的图像图案数据存储器70中的x-y坐标系统。

当硬币1上表面的图像图案数据存储在第三鉴别装置52的图像图案数据存储器70中时，第三鉴别装置52的第一面额鉴别部件71访问第二参考数据存储器46。它读取存储在第二参考数据存储器46中的与硬币1的直径有关的参考直径数据以及存储在图像图案数据存储器70中的图像图案数据。通过比较这些数据，第三鉴别装置52的第一面额鉴别部件71确定硬币1的面额并输出一个第一面额鉴别信号给第二面额鉴别部件72。

在本实施方式中，根据检测出的硬币1的直径，第三鉴别装置52的第一面额鉴别部件71选择其直径最接近和次接近于经检测的硬币1的直径的两种面额，并且输出该第一面额鉴别信号给第二面额鉴别部件72。

该第二面额鉴别部件72根据从第一鉴别装置50输入的第一鉴别信号和从第三鉴别装置52的第一面额鉴别部件71输入的第一面额鉴别信号确定硬币1的面额。当第二面额鉴别部件72判断出第一鉴别装置50的确定结果与第三鉴别装置52的第一面额鉴别部件71的确定结果一致时，它输出第二面额鉴别信号给第三鉴别装置53的面额确定部件76。另一方面，当第二面额鉴别部件72判断出它们不一致时，它鉴别该硬币1是例如伪造硬币或国外硬币等不可接受的硬币，并且输出一个不可接受硬币检测信号给硬币鉴别装置54。

另一方面，中心坐标确定部件73确定映射和存储在直角坐标系统，即，x-y坐标系统中并存储在图像图案数据存储器70中的图像图案数据的中心坐标，并且输出该中心坐标给图案数据转换部件74。

根据从中心坐标确定部件73输入的硬币1的图案数据的中心坐标(xc、yc)，该图案数据转换部件74将映射在x-y坐标系统中并存储在图像图案数据存储器70中的硬币1的图案数据转换到r-θ坐标系统中。

由图案数据转换部件74以这种方式转换到r-θ坐标系统中的图案数据存储在图案数据转换部件74中。

之后，存储在图案数据转换部件74中的变换图案数据被数据处理装置75读取，并且该数据处理装置75对变换图案数据进行边缘增强处理，并且将它们输出给面额确定部件76。

当从数据处理装置75输入经受边缘增强处理的变换图案数据时，该面额确定部件76根据由第二面额鉴别部件72输入的第二面额鉴别信号从映射在r-θ坐标系统中并存储在参考图案数据存储装置47中的每种面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据中读取被第二面额鉴别部件72鉴别的这种面额的硬币1的正面的参考图案数据。

以与上述关于第二鉴别装置51的面额确定部件66完全相同的方法，该第三鉴别装置52的面额确定部件76在θ轴方向纠正经边缘增强处理的变换图案数据的偏移，重新映射该变换图案数据并且实现变换图案数据和参考图案数据的图案匹配，由此确定该硬币1是否是由第二面额鉴别部件72鉴别的这种面额的硬币或是不可接受的硬币。

因此，当第三鉴别装置52的面额确定部件76判断出变换图案数据与由第二面额鉴别部件72鉴别的这种面额的硬币1的正面的参考图案数据不一致时，它进一步以与上述关于第二鉴别装置51的面额确定部件66完全相同的方法比较变换图案数据和这种面额的硬币1的反面的参考图案数据，并且鉴别该硬币1是否是由第二面额鉴别部件72暂时确定的面额的硬币或者是不可接受的硬币，诸如伪造硬币、国外硬币或类似的。

当第三鉴别装置52的面额确定部件76鉴别出该硬币1是不可接受的硬币时，它输出不可接受硬币检测信号给硬币鉴别装置54。

相反，当第三鉴别装置52的面额确定部件76鉴别出该硬币1是由第二面额鉴别部件72鉴别的这种面额的硬币时，它输出一个面额确定信号给硬币鉴别装置54，并进一步输出一个硬币表面标识信号给第二损坏级鉴别部件77，它标识硬币1的正面和背面的图案数据中哪个图案数据是用来确定硬币1的面额所使用的图案数据的，并输出面额确定信号和表示变换图案数据与参考图案数据一致程度的图案匹配数据给第二损坏级鉴别部件77。

从面额确定部件76输出的面额确定信号和硬币表面标识信号输入给第二损坏级鉴别装置77的二进制图案数据产生部件90、第一损坏级鉴别部件95和第二损坏级鉴别部件96，并且从面额确定部件76输出的面额确定信号、图案匹配数据和硬币表面标识信号输入给第二损坏级鉴别装置77的第三损坏级鉴别部件97。

该面额确定信号和硬币表面标识信号输入给第二损坏级鉴别装置77的二进制图案数据产生部件90，并且当该二进制图案数据产生部件90接收该面额确定信号和硬币表面标识信号时，它根据面额确定信号和硬币表面标识信号从映射在r-θ坐标系统中并存储在参考图案数据存储装置47中的硬币1的正面和背面的参考数据中读取由面额确定部件76确定的这种面额的硬币1的硬币表面标识信号所标识的表面参考图案数据。之后，二进制数据产生部件90将参考图案数据二进制化，以便将“1”指定给具有信号强度等级等于或高于预定的信号强度等级的象素数据，并且将“0”指定给具有信号强度等级低于预定的信号强度等级的象素数据，由此产生由“1”象素数据组成的参考明亮部分图案数据和由“0”象素数据组成的参考黑暗部分图案数据，并且输出参考明亮部分图案数据给明亮部分图案数据提取部件91以及输出参考黑暗部分图案数据给黑暗部分图案数据提取部件92。

当明亮部分图案数据提取部件91从二进制图案数据产生部件90接收到参考明亮部分图案数据时，它根据参考明亮部分图案数据并考虑θ轴方向上的偏移值(θ1-θ2)或(θ2-θ1)从映射在r-θ坐标系统中和存储在图案数据转换装置64中的变换图案数据中提取由对应于包含在参考明亮部分图案数据中的象素的象素所组成的明亮部分图案数据，并将该明亮部分图案数据输出给第一平均值计算部件93。

当第一平均值计算部件93从明亮部分图案数据提取部件91中接收到明亮部分图案数据时，它平均包含在明亮部分图案数据中的象素的信号强度等级，以计算明亮部分信号强度平均值并将该值输出给第一损坏级鉴别部件95和第二损坏级鉴别部件96。

另一方面，当黑暗部分图案数据提取部件92从二进制图案数据产生部件90接收到参考黑暗部分图案数据时，它根据参考黑暗部分图案数据并考虑θ轴方向上的偏移值(θ1-θ2)或(θ2-θ1)从映射在r-θ坐标系统中和存储在图案数据转换装置74中的变换图案数据中提取由对应于包含在参考黑暗部分图案数据中的象素的象素所组成的黑暗部分图案数据，并将该黑暗部分图案数据输出给第二平均值计算部件94。

当第二平均值计算部件94从黑暗部分图案数据提取部件92中接收到黑暗部分图案数据时，它平均包含在黑暗部分图案数据中的象素的信号强度等级，以计算黑暗部分信号强度平均值并将该值输出给第一损坏级鉴别部件95和第二损坏级鉴别部件96。

当第一损坏级鉴别部件95从第一平均值计算部件93中接收到明亮部分信号强度平均值并且从第二平均值计算部件94中接收到黑暗部分信号强度平均值时，它获得明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值之间的差值。根据从面额确定部件76输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，第一损坏级鉴别部件95从存储在参考损坏数据存储装置48中的每种面额和表面的硬币1的阈值中选择由面额确定部件76鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的阈值T1k，并且将该值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值进行比较。

因此，当第一损坏级鉴别部件95判断出明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值等于或大于阈值T1k，它鉴别出硬币1的下表面的损坏级等于或小于预定的级别，并且输出一个第一损坏级鉴别信号给损坏级确定部件98。

相反的，当第一损坏级鉴别部件95判断明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值小于该阈值T1k时，它鉴别出硬币1的上表面被损坏的高于预定级别并且输出一个第一损坏级鉴别信号给损坏级确定部件98。

另一方面，当第二损坏级鉴别部件96从第一平均值计算部件93中接收到明亮部分信号强度平均值并且从第二平均值计算部件94中接收到黑暗部分信号强度平均值时，它获得明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值的和值。根据从面额确定部件76输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，第二损坏级鉴别部件96从用于存储在参考损坏数据存储装置48中的每种面额和表面的的硬币1的算法中选择用于由面额确定部件76鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的算法，并且根据由此选择的算法估计明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值。

当第二损坏级鉴别部件96已经根据从面额确定部件76输入的面额确定信号和硬币表面标识信号从用于存储在参考损坏数据存储装置48中的每种面额和表面的硬币1的算法中选择出用于由面额确定部件76鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的算法，并根据由此选择的算法估计明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值，由此鉴别硬币1的上表面的损坏级时，该第二损坏级鉴别部件96输出第二损坏级鉴别信号给损坏级确定部件98。

从面额确定部件76输出的面额确定信号和硬币表面标识信号也输入到第三损坏级鉴别部件97。当第三损坏级鉴别部件97接收到该面额确定信号和硬币表面标识信号，它根据从面额确定部件76输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，从存储在参考损坏数据存储装置48中每种面额和表面的硬币1的阈值中选择由面额确定部件76鉴别的这种面额的硬币1的相应表面的阈值T2k，并且将该阈值与从面额确定部件76输入的表示变换图案数据和参考图案数据的一致程度的图案匹配数据进行比较。

因此，当第三损坏级鉴别部件97判断出表示变换图案数据和参考图案数据的一致程度的图案匹配数据等于或大于阈值T2k时，它鉴别出硬币1的上表面的损坏级等于或小于预定的级别，并且输出第三损坏级鉴别信号给损坏级确定部件98。

相反的，当第三损坏级鉴别部件97判断出表示变换图案数据与参考图案数据的一致程度的图案匹配数据小于该阈值T2k时，它鉴别硬币1的上表面被损坏的高于预定级别并且输出第三损坏级鉴别信号给损坏级确定部件98。

根据从第一损坏级鉴别部件95输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件96输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件97输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件98最终确定硬币1的上表面的损坏级是否超过预定的级别。

特别地，当根据从第一损坏级鉴别部件95输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件96输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件97输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件98判断出第一损坏级鉴别部件85、第二损坏级鉴别部件86和第三损坏级鉴别部件87中的每个部件已经鉴别出硬币1的上表面的损坏级等于或小于相应的预定级别时，该损坏级确定部件98最终鉴别出硬币1的上表面的损坏级等于或小于预定的级别。

另一方面，当根据从第一损坏级鉴别部件95输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件96输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件97输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件98判断出第一损坏级鉴别部件95、第二损坏级鉴别部件96和第三损坏级鉴别部件97中的每个部件已经鉴别出硬币1的上表面被损坏的高于相应的预定级别时，该损坏级确定部件88最终鉴别出硬币1的上表面被损坏的高于相应的预定级别，并且输出损坏硬币检测信号给硬币鉴别装置54。

相反的，当根据从第一损坏级鉴别部件95输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件96输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件97输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件98判断出由第一损坏级鉴别部件95、第二损坏级鉴别部件96和第三损坏级鉴别部件97产生的鉴别结果互相不一致时，由于根据明亮部分数据信号强度平均值与黑暗部分数据信号强度平均值的差值的鉴别结果通常是很可靠的，该损坏级确定部件98根据第一损坏级鉴别部件95产生的鉴别结果最终鉴别出硬币1的上表面的损坏级等于或小于预定的级别或者最终鉴别出硬币1的上表面被损坏的高于预定的级别，并且输出损坏硬币检测信号给硬币鉴别装置54。

当根据从第二鉴别装置51的面额确定部件66输入的面额确定信号和硬币表面标识信号和从第三鉴别装置52的面额确定部件76输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，该硬币鉴别装置54判断由第二鉴别装置51鉴别的硬币1的面额与由第三鉴别装置52鉴别的硬币1的面额相互一致，并且由第二鉴别装置51鉴别出的硬币1的表面是其一个表面，并且由第三鉴别装置52鉴别出硬币1的表面是其另一个表面时，它最终鉴别该硬币1是由第二鉴别装置51和第三鉴别装置52所鉴别的这种面额的可接受的硬币。

相反的，当第二鉴别装置51的面额确定部件66中已输入一个不可接受硬币检测信号，当第三鉴别装置52的面额确定部件76中已输入一个不可接受硬币检测信号，当硬币鉴别装置54根据从第二鉴别装置51的面额确定部件66输入的面额确定信号和从第三鉴别装置52的面额确定部件76输入的面额确定信号判断由第二鉴装置51鉴别的硬币1的面额和由第三鉴别装置52鉴别的硬币1的面额相互不一致时，或者当硬币鉴别装置54根据从第二鉴别装置51的面额确定部件66输入的面额确定信号和硬币表面标识信号以及从第三鉴别装置52的面额确定部件76输入的面额确定信号和硬币表面标识信号判断由第二鉴别装置51鉴别的硬币1的面额和由第三鉴别装置52鉴别的硬币1的面额相互一致，但不能判断由第二鉴别装置51鉴别的硬币1的表面是其一个表面以及由第三鉴别装置52鉴别的硬币1的表面是其另一个表面时，该硬币鉴别装置54鉴别硬币1是不可接受的硬币，例如伪造的硬币、国外硬币或类似的，并且输出一个不可接受硬币检测信号给显示装置(未示出)，由此使得它显示表示不可接受的硬币例如，伪造的硬币、国外硬币或类似被检测到的硬币的信息。

进一步，当已经从第一损坏级鉴别装置67的损坏级确定部件88中输入损坏硬币检测信号，或者当已经从第二损坏级鉴别装置77的损坏级确定部件98中输入损坏硬币检测信号时，该硬币鉴别装置54鉴别该硬币1是损坏级超过了预定级别的被损坏的硬币，并且输出一个损坏硬币检测信号给显示装置(未示出)，由此使得它显示表示损坏级超过了预定级别的损坏硬币的信息。

在该方法中，鉴别为不可接受的硬币和鉴别为损坏级超过了预定级别的损坏硬币与鉴别为可接受的硬币分开分类并收集。

根据上述的实施方式，根据由第一图像数据产生装置22产生的硬币1的一个表面的图案数据通过由检测器24光电检测经光放射元件20发出的和从硬币1的一个表面上反射的光来鉴别硬币1是否是可接受的和硬币1的面额以及硬币1是否被损坏的高于预定的级别，并且根据由第二图像数据产生装置32产生的硬币1的一个表面的图案数据通过由检测器34光电检测经光放射元件30发出的和从硬币1的一个表面上反射的光来鉴别硬币1是否是可接受的和硬币1的面额以及硬币1是否被损坏的高于预定的级别。因此，仅仅通过设置由第一光放射装置21和第一图像数据产生装置22构成的第一图案数据检测单元4以及由第二光放射装置31和第二图像数据产生装置32构成的第二图案数据检测单元5，就有可能鉴别硬币1是否是可接受的，硬币1的面额以及硬币1被损坏的程度是否高于预定的级别，而不用将装置的尺寸做的很大，并且硬币鉴别装置可以做的更小。

进一步，利用新发现，即随着硬币1的损坏级升高，明亮部分信号强度平均值变小了，以及随着硬币1的损坏级升高，黑暗部分信号强度平均值变大了，上述的实施方式通过将明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值与阈值进行比较来鉴别硬币1被损坏的程度是否高于预定的级别。因此，有可能更精确的鉴别硬币1被损坏的程度是否高于预定的级别。

而且，根据上述的实施方式，由于数据处理装置65、75对变换到r-θ坐标系统中的变换图案数据进行边缘增强处理，并且通过将由此处理的变换图案数据与转换到r-θ坐标系统中的参考图案数据进行比较来鉴别硬币1是否是可接受的和硬币1的面额，有可能精确的鉴别是否硬币1是可接受的以及硬币1的面额。

此外，根据上述的实施方式，由于根据硬币1两个表面的图案数据来鉴别是否硬币1是可接受的，和硬币1的面额以及硬币1被损坏的程度是否高于预定的级别，有可能更精确的鉴别是否硬币1是可接受的和硬币1的面额，并且更有可能可靠的鉴别是否硬币1被损坏的程度高于预定的级别。

图15是本发明另一个首选实施方式的硬币鉴别装置的纵向横截面示意图。

如图15所示，在根据该实施方式的硬币鉴别装置中，从第二图案数据检测单元5的上行部分延伸到其下行部分的区域上的第二硬币通道部件3被切断，并且在这里提供传送带7以便使该传送带安装在硬币通道部件3的上表面。因此，已经被传送带6传送的同时其下表面已经被硬币通道部件3的上表面支撑的硬币1提供给第二图案数据检测单元5，同时该硬币的下表面被传送带7支撑。

当第二图案数据检测单元5检测硬币1上表面的图案数据时，进一步将硬币1送到硬币通道2的下行，此时该硬币被传送带39压在硬币通道部件3的上表面上。

在该实施方式中，在第一图案数据检测单元的区域中，硬币1被传送带6被压在在硬币通道部件3中形成的第一透明通道部分9的上表面上，并且用安装在硬币通道部件3下面的光放射元件20发出的光以及从检测器24进行光电检测的硬币1的下表面反射的光通过第一透明部分9照射该硬币，由此产生硬币1下表面的图案数据。进一步地，该硬币1从硬币通道部件3输送到传送带7上并接着被传送，同时传送带7支撑该硬币的下表面，以便该硬币被压在位于传送带7上方的硬币通道形成部件8的下表面上，并且用安装在硬币通道形成部件8下面的光放射元件30发出的光以及从检测器34进行光电检测的硬币1的上表面反射的光通过形成在硬币通道形成部件8中的第二透明通道部分10照射该硬币，由此产生硬币1上表面的图案数据。因此，根据上述的实施方式，当硬币1被传送时，有可能以理想的方式检测硬币1两个表面的光学图案，并且根据由此获得的硬币1两个表面的光学图案来鉴别是否硬币1是可接受的，硬币1的面额和硬币1的损坏程度。

参考具体实施方式已经显示并描述了本发明。然而，应当注意到本发明决不能限制到所描述的装置细节中，在不脱离附加权利要求所限定的范围的情况下，允许变化和修改。

例如，在上述的实施方式中，当根据从第一损坏级鉴别部件85输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件86输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件87输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件88判断由第一损坏级鉴别部件85、第二损坏级鉴别部件86以及第三损坏级鉴别部件87产生的鉴别结果不一致时，它根据由第一损坏级鉴别部件85产生的鉴别结果最终鉴别硬币1下表面的损坏级等于或小于预定的级别或者最终鉴别硬币1下表面被损坏的高于预定的级别，并且输出损坏硬币检测信号给硬币鉴别装置54。另一方面，当根据从第一损坏级鉴别部件95输入的第一损坏级鉴别信号，从第二损坏级鉴别部件96输入的第二损坏级鉴别信号，以及从第三损坏级鉴别部件97输入的第三损坏级鉴别信号，该损坏级确定部件98判断出由第一损坏级鉴别部件95、第二损坏级鉴别部件96和第三损坏级鉴别部件97产生的鉴别结果互相不一致时，它根据第一损坏级鉴别部件95产生的鉴别结果最终鉴别出硬币1上表面的损坏级等于或小于预定的级别或者最终鉴别出硬币1上表面被损坏的高于预定的级别，并且输出损坏硬币检测信号给硬币鉴别装置54。然而，有可能将根据明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值的鉴别结果，根据明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值的和值的鉴别结果以及根据图案匹配数据的鉴别结果乘以加权因子，并根据此来共同鉴别是否硬币1被损坏的高于预定的级别。

进一步，在上述的实施方式中，尽管根据明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值、明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值的和值以及图案匹配数据鉴别是否硬币1被损坏程度高于预定的级别，但不是绝对必须根据由明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值、明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值的和值以及图案匹配数据构成的三个因素来鉴别是否硬币1被损坏的高于预定的级别，也可以根据明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值、明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值的和值以及图案匹配数据中的一个或两个因素来鉴别是否硬币1被损坏的高于预定的级别。

而且，在上述的实施方式中，第一损坏级鉴别装置67包括二进制图案数据产生部件80，该部件根据从面额确定部件66输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，从映射在r-θ坐标系统中并存储在参考图案数据存储装置47中的每种面额的硬币1的正面和反面的图案数据中读取由面额确定部件66确定的这种面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据，并且二进制化该参考图案数据以便将“1”指定给具有信号强度等级等于或高于预定的信号强度等级的象素数据，并且将“0”指定给具有信号强度等级低于预定的信号强度等级的象素数据，由此产生由“1”象素数据组成的参考明亮部分图案数据和由“0”象素数据组成的参考黑暗部分图案数据，并且输出参考明亮部分图案数据给明亮部分图案数据提取部件81以及输出参考黑暗部分图案数据给黑暗部分图案数据提取部件82，并且第二损坏级鉴别装置77包括二进制图案数据产生部件90，该部件根据从面额确定部件76输入的面额确定信号和硬币表面标识信号，从映射在r-θ坐标系统中并存储在参考图案数据存储装置47中的每种面额的硬币1的正面和反面的图案数据中读取由面额确定部件76确定的这种面额的硬币1的正面和反面的参考图案数据，并且二进制化该参考图案数据以便将“1”指定给具有信号强度等级等于或高于预定的信号强度等级的象素数据，并且将“0”指定给具有信号强度等级低于预定的信号强度等级的象素数据，由此产生由“1”象素数据组成的参考明亮部分图案数据和由“0”象素数据组成的参考黑暗部分图案数据，并且输出参考明亮部分图案数据给明亮部分图案数据提取部件91以及输出参考黑暗部分图案数据给黑暗部分图案数据提取部件92。然而，有可能提前二进制化该硬币1的正面和反面的参考图案数据以便将“1”指定给具有信号强度等级等于或高于预定的信号强度等级的象素数据，并且将“0”指定给具有信号强度等级低于预定的信号强度等级的象素数据，由此产生由“1”象素数据组成的参考明亮部分图案数据和由“0”象素数据组成的参考黑暗部分图案数据，将它们存储在参考图案数据存储装置47中，并引起第一损坏级鉴别装置67的明亮部分图案数据提取部件81和黑暗部分图案数据提取部件82以及第二损坏级鉴别装置77的明亮部分图案数据提取部件91和黑暗部分图案数据提取部件92读取存储在参考图案数据存储装置47中的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据并提取明亮部分图案数据和黑暗部分图案数据。在该情况中，有可能缩短计算所需的时间并改善硬币1鉴别的效率。

而且，在上述实施方式中，尽管使用单色类型检测器24和单色类型检测器34来产生硬币1的正面和反面的图案数据，但有可能使用代替单色类型检测器24和单色类型检测器34的彩色检测器来产生彩色图案数据，根据明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值之间的差值、明亮部分信号强度平均值与黑暗部分信号强度平均值的和值以及图案匹配数据鉴别是否硬币1被损坏程度高于预定的级别，根据硬币1正面和反面的彩色图案数据中的R数据、G数据和B数据产生硬币1正面和反面的色度数据和亮度数据，并且将它们与参考色度数据和参考亮度数据进行比较，由此鉴别是否硬币1被损坏程度高于预定的级别。

进一步，在该说明书和附加的权利要求中，每个装置不必要求是物理装置和设备，因为由软件实现每个装置功能也落入了本发明的保护范围。另外，单个装置的功能可以通过两个或多个物理装置来实现，并且两个或多个装置的功能可以通过单个物理装置来实现。

根据本发明，有可能提供通过光学检测硬币表面来可靠的鉴别是否硬币是可接受的，硬币的面额和硬币被损坏程度是否高于预定的级别的硬币鉴别方法和装置，并防止装置变大。

Claims (15)

1.一种硬币鉴别方法，包括以下步骤，用光照射硬币的表面，光电检测硬币表面的反射光，产生硬币表面的检测的图案数据，二进制化相应的参考图案数据以便将“1”指定给具有等于或高于预定信号强度级的信号强度级的象素数据，和将“0”指定给具有低于预定信号强度级的信号强度级的象素数据，以产生包括“1”象素数据的参考明亮部分图案数据和包括“0”象素数据的参考黑暗部分图案数据，根据由此产生的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，从检测的图案数据中提取由相应于包含在参考明亮部分图案数据中的象素的象素组成的明亮部分图案数据，和提取由相应于包含在参考黑暗部分图案数据中的象素的象素组成的黑暗部分图案数据，平均化包括在明亮部分图案数据中的象素的信号强度级以计算明亮部分数据信号强度平均值，平均化包括在黑暗部分图案数据中的象素的信号强度级以计算黑暗部分数据信号强度平均值，计算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值，在为每种面额定义的阈值中用相应面额的硬币的阈值与该差值进行比较，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值等于或大于阈值时，鉴别硬币表面的损坏等级等于或低于预定的等级，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值小于阈值时，鉴别硬币表面被损坏的程度高于预定的等级。

2.根据权利要求1所述的硬币鉴别方法，其进一步包括计算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的和值的步骤，并根据用于相应面额的算法估计明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值，从而鉴别硬币被损坏程度是否高于预定的等级。

3.根据权利要求1或2所述的硬币鉴别方法，进一步包括通过图案匹配比较检测的图案数据和参考图案数据的步骤，以检测该检测的图案数据和参考图案数据彼此一致的程度，将检测的图案数据和参考图案数据相互一致的程度与为每种硬币面额定义的阈值中的相应面额的硬币的阈值进行比较，并且当检测的图案数据和参考图案数据相互一致的程度等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级等于或低于预定等级，并且当检测的图案数据和参考图案数据相互一致的程度小于阈值时鉴别硬币的表面被损坏程度高于预定等级。

4.根据权利要求2所述的硬币鉴别方法，其中在硬币是由铜镍合金系材料、黄铜系材料或青铜系材料制成的情况下，进一步包括在为硬币的每种面额定义的阈值中将相应面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值进行比较的步骤，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级等于或低于预定等级，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值时鉴别硬币表面被损坏程度高于预定的等级，当该硬币是由铝系材料制成时，进一步包括在为每种硬币的面额定义的阈值中将相应面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值进行比较的步骤，并当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级高于预定的等级，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值时硬币表面被损坏程度等于或低于预定等级。

5.根据权利要求3所述的硬币鉴别方法，其中在硬币是由铜镍合金系材料、黄铜系材料或青铜系材料制成的情况下，进一步包括在为硬币的每种面额定义的阈值中将相应面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值进行比较的步骤，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级等于或低于预定等级，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值时鉴别硬币表面被损坏程度高于预定的等级，当该硬币是由铝系材料制成时，进一步包括在为每种硬币的面额定义的阈值中将相应面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值进行比较的步骤，并当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值等于或大于阈值时鉴别硬币表面的损坏级高于预定的等级，并且当明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值时硬币表面被损坏程度等于或低于预定等级。

6.根据权利要求1所述的硬币鉴别方法，其中检测的图案数据和参考的图案数据被映射在r-θ坐标系统中。

7.一种硬币鉴别装置，包括一个用于支持硬币下表面的硬币通道部件，一个第一传送带，安装在硬币通道部件的上方，可用于在硬币通道部件和它自身之间形成硬币通道并支持在硬币通道部件和它自身之间的硬币，从而传送它，一个第一光源，用于通过在硬币通道部件中形成的第一透明通道部分向着被硬币通道部件上的第一传送带传送的硬币的下表面发射光，一个第一光接收装置，用于光电检测由第一光源发射的光和经第一透明部分从硬币的下表面反射的光并产生硬币下表面的检测图案数据，一个用于支持硬币下表面的第二传送带，一个安装在第二传送带上方的硬币通道形成部件，用于形成在其下表面和第二传送带之间的硬币通道，并支持在其下表面和第二传送带之间的硬币，从而传送它，一个第二光源，用于经在硬币通道形成部件中形成的第二透明通道部分向着被第二传送带支持和传送的硬币的上表面发射光，一个第二光接收装置，用于光电检测由第二光源发射的光和经第二透明部分从硬币的上表面反射的光并产生硬币上表面的检测图案数据，一个用于存储由第一光接收装置产生的硬币下表面的检测图案数据的第一图案数据存储装置，一个用于存储由第二光接收装置产生的硬币上表面的检测图案数据的第二图案数据存储装置，一个用于存储每种面额的硬币的参考图案数据的参考图案数据存储装置，一个用于存储每种面额的硬币的参考损坏级数据的参考损坏级数据存储装置，一个面额鉴别装置，用于通过图案匹配对存储在第一图案数据存储装置中的硬币下表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每种面额的硬币的参考图案数据进行比较，和通过图案匹配对存储在第二图案数据存储装置中的硬币上表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每种面额的硬币的参考图案数据进行比较，从而鉴别是否硬币是可接受的以及硬币面额，以及一个根据存储在第一图案数据存储装置中的硬币下表面的检测图案数据和存储在第二图案数据存储装置中的硬币上表面的检测图案数据来鉴别是否该硬币被损坏的程度高于预定等级的损坏等级鉴别装置，该损坏等级鉴别装置被构成为二进制化由面额鉴别装置鉴别的这种面额的硬币的正面和反面的参考图案数据，以将“1”指定给具有信号强度级等于或大于预定的信号强度级的象素数据，并且将“0”指定给具有信号强度级低于预定的信号强度级的象素数据，以产生由“1”象素数据组成的参考明亮部分图案数据和由“0”象素数据组成的参考黑暗部分图案数据，根据由此产生的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，从硬币下表面的检测图案数据中提取由相应于包括在硬币下表面的参考明亮部分图案数据中的象素的象素所组成的的明亮部分图案数据，并从硬币下表面的检测图案数据中提取由相应于包含在硬币下表面的参考黑暗部分图案数据中的象素的象素组成的黑暗部分图案数据，平均化包括在明亮部分图案数据中的象素的信号强度级以计算明亮部分数据信号强度平均值，平均化包括在黑暗部分图案数据中的象素的信号强度级以计算黑暗部分数据信号强度平均值，计算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值，将该值与在参考损坏级数据存储装置中存储的每种面额的硬币正面和反面的阈值中的由面额鉴别装置鉴别的这种面额的硬币的下表面的阈值进行比较，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值等于或大于阈值时鉴别硬币下表面的损坏级等于或低于预定的等级，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值小于阈值时鉴别硬币的下表面被损坏的高于预定的等级，从硬币上表面的检测图案数据中提取由相应于包括在硬币上表面的参考明亮部分图案数据中的象素的象素所组成的明亮部分图案数据，并从硬币上表面的检测图案数据中提取由相应于包含在硬币上表面的参考黑暗部分图案数据中的象素的象素组成的黑暗部分图案数据，平均化包括在明亮部分图案数据中的象素的信号强度级，由此计算明亮部分数据信号强度平均值，平均化包括在黑暗部分图案数据中的象素的信号强度级，由此计算黑暗部分数据信号强度平均值，计算明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值，将该值与在参考损坏级数据存储装置中存储的每种面额的硬币正面和反面的阈值中的由面额鉴别装置鉴别的这种面额的硬币的上表面的阈值进行比较，当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值等于或大于阈值时鉴别硬币上表面的损坏级等于或低于预定的等级，并且当明亮部分数据信号强度平均值和黑暗部分数据信号强度平均值之间的差值小于阈值时鉴别硬币的上表面被损坏程度高于预定的等级。

8.根据权利要求7所述的硬币鉴别装置，其中参考图案数据存储装置被构成为存储参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据。

9.根据权利要求7所述的硬币鉴别装置，其中损坏级鉴别装置被构成为产生由面额鉴别装置鉴别的这种面额的硬币的下表面的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，以及产生由面额鉴别装置鉴别的这种面额的硬币的上表面的参考明亮部分图案数据和参考黑暗部分图案数据，并将产生的数据存储在参考图案数据存储装置中。

10.根据权利要求7至9中任何一种硬币鉴别装置，其中损坏级鉴别装置被构成为计算明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值，并根据用于相应面额的算法估计明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值，从而鉴别是否硬币的表面被损坏程度高于预定的等级，并且所述参考损坏级数据存储装置被构成为存储针对硬币的每种面额的算法。

11.根据引用权利要求9的权利要求10所述的硬币鉴别装置，其中损坏级鉴别装置进一步被构成为将由面额鉴别装置根据硬币下表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每种面额的硬币的参考图案数据之间的一致性级别所确定的图案匹配程度与由面额鉴别装置从为每种面额的硬币的正面和反面定义的阈值中鉴别的这种面额的硬币下表面的阈值进行比较，当图案匹配程度等于或大于阈值时鉴别硬币下表面的损坏级等于或低于预定的等级，并且当图案匹配程度小于阈值时鉴别硬币下表面被损坏程度高于预定的等级，将由面额鉴别装置根据硬币上表面的检测图案数据和存储在参考图案数据存储装置中的每种面额的硬币的参考图案数据之间的一致性级别所确定的图案匹配程度与由面额鉴别装置从为每种面额的硬币的正面和反面定义的阈值中鉴别的这种面额的硬币上表面的阈值进行比较，当图案匹配程度等于或大于阈值时鉴别硬币上表面的损坏级等于或低于预定的等级，并且当图案匹配程度小于阈值时鉴别硬币上表面被损坏程度高于预定的等级。

12.如权利要求10所述的硬币鉴别装置，其中定义该算法以便在硬币是由铜镍系材料、黄铜系材料或青铜系材料制成的情况下，当在为硬币的每种面额定义的阈值中用相应面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值进行比较作为结果时，发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值等于或大于阈值，鉴别硬币表面的损坏级等于或低于预定的等级，并且当发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值时，鉴别硬币表面被损坏程度高于预定值，并且在硬币是由铝系材料制成的情况下，当在为硬币的每种面额定义的阈值中用相应面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和进行比较作为结果时，发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和等于或大于该阈值，鉴别出硬币表面的损坏级高于预定的等级，并且当发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值时，鉴别出硬币表面被损坏程度等于或低于预定等级。

13.如引用权利要求10的权利要求11所述的硬币鉴别装置，其中定义该算法以便在硬币是由铜镍系材料、黄铜系材料或青铜系材料制成的情况下，当在为硬币的每种面额定义的阈值中用相应面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值进行比较作为结果时，发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值等于或大于阈值，鉴别硬币表面的损坏级等于或低于预定的等级，并且当发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值时，鉴别硬币表面被损坏程度高于预定值，并且在硬币是由铝系材料制成的情况下，当在为硬币的每种面额定义的阈值中用相应面额的硬币的阈值与明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和进行比较作为结果时，发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的总和等于或大于该阈值，鉴别出硬币表面的损坏级高于预定的等级，并且当发现明亮部分信号强度平均值和黑暗部分信号强度平均值的和值小于阈值时，鉴别出硬币表面被损坏程度等于或低于预定等级。

14.如权利要求11所述的硬币鉴别装置，其中面额鉴别装置被构成为通过图案匹配比较映射在r-θ坐标系统中的参考图案数据和映射在r-θ坐标系统中的检测图案数据，由此鉴别是否硬币是可接受的和硬币的面额。

15.如权利要求7所述的硬币鉴别装置，其进一步包括用于在检测图案数据上实现边缘增强处理的数据处理装置，并且其中面额鉴别装置被构成为通过图案匹配比较参考图案数据和经受边缘增强处理的检测图案数据，由此鉴别是否硬币是可接受的和硬币的面额。

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