專利名稱：驗鈔的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驗鈔的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
眾所周知的是，通過測量鈔票的光學(xué)特性驗鈔，以及處理測量結(jié)果和驗收標(biāo)準(zhǔn)，以確定鈔票是否屬于預(yù)定的類別或面額。掃描鈔票，并將反射光或透射光，或兩者，用于測量光學(xué)特性?？梢詼y量在不同光波長下(其中部分或全部可以是不可見光)，鈔票的特性。
例如發(fā)射器或傳感器的設(shè)備元件的特性可能隨設(shè)備和時間而不同。因此，不能依賴于設(shè)備的傳感器給出穩(wěn)定且可預(yù)知的測量結(jié)果。
眾所周知，通過頻繁校準(zhǔn)設(shè)備可緩解這種問題?？墒褂酶鞣N校準(zhǔn)技術(shù)。例如，在反射系統(tǒng)中，反射表面可位于與發(fā)射器和傳感器相反的鈔票路徑的一側(cè)，以便當(dāng)沒有鈔票出現(xiàn)時，通過照射該表面和檢測反射到傳感器的光量進行校準(zhǔn)測量。該校準(zhǔn)測量可用于調(diào)整發(fā)射器發(fā)射的光的強度和/或施加于傳感器信號的增益，以便獲得預(yù)定的測量結(jié)果。
該技術(shù)不能容易地適用于測量鈔票的透射光的系統(tǒng)，因為參考表面會干擾光路。一種解決方法在EP-A-0731737中公開，其中包含可移動的參考表面。另一種解決方法是，參考表面可以采用校準(zhǔn)層的形式，當(dāng)進行校準(zhǔn)測量時，校準(zhǔn)層移入鈔票路徑。
EP-A-0679279公開了一種設(shè)備，用于檢測偽鈔，其中鈔票手動掃過光發(fā)射器和容納在具有玻璃窗的單元中的傳感器。在該設(shè)置中，通過檢測從窗口內(nèi)部反射的輻射量監(jiān)視燈的光強。但是，這種設(shè)置也不適用于透射系統(tǒng)。
這些校準(zhǔn)技術(shù)還存在許多缺陷。例如，當(dāng)使用校準(zhǔn)層時，校準(zhǔn)操作需要手動執(zhí)行，這在需要頻繁校準(zhǔn)的場合是不方便和不適當(dāng)?shù)?，或者，如果校?zhǔn)操作自動執(zhí)行，則需要復(fù)雜的層驅(qū)動結(jié)構(gòu)。另外，校準(zhǔn)技術(shù)依賴于具有穩(wěn)定光學(xué)特性的參考表面，而情況并非總是如此；例如，由于被灰塵污染等，光學(xué)特性會改變。
眾所周知，通過執(zhí)行傳感器測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化可緩解元件差異的問題。例如參見EP-A-0560023。沿著各個不同的軌道，掃描每張鈔票。在每個軌道中，對于測量的每種顏色，相同的元件用于進行整個軌道上的測量。通過采用測量結(jié)果與沿著鈔票的整個掃描軌道的相同顏色的測量結(jié)果之和的比，使測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化(“空間標(biāo)準(zhǔn)化”)。因此，元件差異的影響可以減小。
但是，這種空間標(biāo)準(zhǔn)化測量相對于不同顏色的相對數(shù)量來說是不靈敏的，因此不適用于鈔票的精確鑒別。因此，還通過另一種技術(shù)對測量結(jié)果進行標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)這種技術(shù)，通過導(dǎo)出每個測量結(jié)果與一特定區(qū)域中不同顏色的所有測量結(jié)果的總和的比，將該區(qū)域中不同顏色的測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化。這種“光譜標(biāo)準(zhǔn)化”技術(shù)保持了顏色信息，因此對鑒別是有用的。而且，該技術(shù)能有效地使測量結(jié)果對鈔票中每個區(qū)域的強度不靈敏，因此對鈔票上的灰塵量不太敏感。因此，新的(干凈的)和舊的(臟的)鈔票會顯示較小的測量差量，因此改善了識別性能。但是，因為光譜標(biāo)準(zhǔn)化測量對元件差異是敏感的，而且因為強度信息減少，因此測量結(jié)果對于確定鈔票面額是不利的。
因此，盡管當(dāng)前的驗鈔器處理了元件差異的問題，但這些標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和校準(zhǔn)技術(shù)均將得益于特別是(但不僅是)透射系統(tǒng)的改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面在所附的權(quán)利要求中提出。
本發(fā)明提供了上述問題的備選解決辦法。一種解決方法提供了一種方式，其中即使在依賴透射技術(shù)的設(shè)備中也可容易地執(zhí)行校準(zhǔn)測量。另一種解決方法涉及標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，其減小了上述標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的數(shù)據(jù)損失，同時提供對元件差異的補償。盡管原則上每種技術(shù)可有利地使用而不利用其它技術(shù)(本發(fā)明申請意圖覆蓋這種用法)，但是組合使用這些技術(shù)仍存在特殊的增效優(yōu)點，下面進行說明。
按照本發(fā)明的第一方面，驗鈔器在鈔票路徑的一側(cè)具有發(fā)射器和傳感器，傳感器能夠利用由發(fā)射器發(fā)射并由鈔票反射(優(yōu)選散射)回傳感器的光進行鈔票光學(xué)特性的測量。在鈔票路徑的另一側(cè)還存在光學(xué)裝置，能夠進行鈔票透射特性的測量。該光學(xué)裝置可以是第二傳感器，用于接收路徑另一側(cè)的發(fā)射器的光，或是第二發(fā)射器，用于使光穿過鈔票透射到路徑另一側(cè)的傳感器上。該光學(xué)裝置具有放在上面的窗口，位于該裝置和鈔票路徑之間。利用路徑第一側(cè)的發(fā)射器的光獲得校準(zhǔn)測量結(jié)果，該光穿過鈔票路徑然后由窗口反射跨過該路徑到達該路徑第一側(cè)的傳感器上。
在該路徑的第二側(cè)上可以有不止一個光學(xué)裝置，例如發(fā)射器和傳感器，能夠在鈔票路徑的兩側(cè)進行反射和透射測量。每個光學(xué)裝置具有窗口；這些光學(xué)裝置可以共用一個公共窗口。
窗口的利用使能夠容易地獲得校準(zhǔn)讀數(shù)，盡管該設(shè)備用于進行透射測量。該窗口有助于防止灰塵和污物積累在光學(xué)裝置和/或與例如透鏡的其相關(guān)元件上。灰塵會積累于窗口本身上；但是，這更容易地清潔，特別是在窗口平坦的情況下。
利用這種校準(zhǔn)技術(shù)，可補償引起相對顏色等級的不確定性的元件差異。這通過考慮校準(zhǔn)測量結(jié)果實現(xiàn)，該測量結(jié)果表示不同顏色等級之間的關(guān)系。
假定該窗口具有已知的恒定反射率，這種校準(zhǔn)技術(shù)還將允許補償影響亮度級別測量結(jié)果的元件差異。但是，當(dāng)使用窗口進行校準(zhǔn)測量時，很難確保滿足這些條件，特別是在窗口積累灰塵的情況下。
按照本發(fā)明的第二方面，鈔票驗證設(shè)備通過確定每個測量結(jié)果不同于鈔票的多個不同位置的不同顏色的多個測量結(jié)果的平均值的程度，對鈔票的光學(xué)測量結(jié)果進行標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化值可以是該測量結(jié)果對該平均值的比的函數(shù)。因此，測量結(jié)果在光譜上和空間上都被標(biāo)準(zhǔn)化。該設(shè)備優(yōu)選具有多個傳感器，每個掃描鈔票的一個軌道，且每個測量結(jié)果利用同一傳感器產(chǎn)生的其它測量結(jié)果進行標(biāo)準(zhǔn)化。
光譜上和空間上的標(biāo)準(zhǔn)化的組合減小了信息損失，同時還提供了元件差異補償程度。特別地，標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果使幾乎所有信息與相對顏色等級保持相關(guān)，從而對空間標(biāo)準(zhǔn)化進行改善。而且，標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果將對整個區(qū)域上的全部亮度等級不太敏感，該區(qū)域包含作為標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)的測量結(jié)果。對亮度等級的不敏感性會(i)補償影響測得亮度的元件差異(從而與光譜標(biāo)準(zhǔn)化相比提供了改進)以及(ii)在一定程度上減小了由于鈔票的不同情況導(dǎo)致的測量結(jié)果離散(dispersion)。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的兩個單獨的光譜和空間標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)相比，單個標(biāo)準(zhǔn)化操作(形成要處理的單個測量結(jié)果結(jié)合)可帶來好處。但是，影響顏色測量結(jié)果之間關(guān)系的元件差異不能被完全補償。另外，通過組合這兩個處理，可能減弱單獨的光譜標(biāo)準(zhǔn)化處理和空間標(biāo)準(zhǔn)化處理的特定優(yōu)點。因此沒有證據(jù)表明這種組合會帶來全部優(yōu)點。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以獲得顯著的優(yōu)點，特別是(并非僅僅)在結(jié)合校準(zhǔn)技術(shù)使用組合的空間/光譜標(biāo)準(zhǔn)化的情況下。
尤其可以理解，組合本發(fā)明第一方面和第二方面會帶來特殊優(yōu)點。第一方面的校準(zhǔn)技術(shù)成本低、容易實施，并可以補償不能由第二方面的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)完全處理的元件差異(即影響顏色測量結(jié)果之間關(guān)系的元件差異)。另一方面，如果校準(zhǔn)技術(shù)不能補償影響測量亮度級別的元件差異，則由標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)代替處理，因為基于鈔票相當(dāng)大區(qū)域上分布的多個顏色進行標(biāo)準(zhǔn)化的測量結(jié)果對全部亮度級別來說相對不敏感。因此，所述校準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化步驟產(chǎn)生穩(wěn)定的可預(yù)測測量結(jié)果，其保持了與相對顏色級別相關(guān)的大量信息。
這樣，本發(fā)明的優(yōu)選實施例是一種設(shè)備，其中校準(zhǔn)測量結(jié)果由鈔票路徑一側(cè)的發(fā)射器和傳感器利用鈔票路徑另一側(cè)的窗口反射的光產(chǎn)生，所述窗口位于另一光學(xué)裝置之上，利用發(fā)射器和傳感器產(chǎn)生的至少一些測量結(jié)果被標(biāo)準(zhǔn)化，以獲得代表該測量結(jié)果不同于、與在鈔票上延伸的多個位置上的多個波長相關(guān)的多個測量結(jié)果的平均值的程度。
本發(fā)明還具有第三方面，其中特定位置的特定波長的測量結(jié)果相對于一測量結(jié)果組被標(biāo)準(zhǔn)化，該測量結(jié)果組包括一個或多個位置(包括所述特定位置)的多個波長(包括所述特定波長)的測量結(jié)果，以使標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果表示該測量結(jié)果和該組中測量結(jié)果的離散的值之間的關(guān)系。該標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果優(yōu)選通過(i)和(ii)的比獲得，其中(i)為該測量結(jié)果和所述測量結(jié)果組的平均測量結(jié)果之差，(ii)代表該組中測量結(jié)果離散的值。該離散值可以是測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差。這種技術(shù)的優(yōu)點在于，減小因磨損或變化的印刷條件引起的墨水濃度變化導(dǎo)致的測量結(jié)果離散的效應(yīng)。
本發(fā)明第三方面的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)可代替上述第二方面的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)使用。另一選擇是，通過(a)或(b)，兩種技術(shù)均可使用，其中(a)執(zhí)行符合本發(fā)明的第二和第三方面的單個標(biāo)準(zhǔn)化操作，(b)執(zhí)行各種不同的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)以產(chǎn)生應(yīng)用各個驗收準(zhǔn)則的各組測量結(jié)果。


下面通過實例的方式參照附圖描述包含本發(fā)明的設(shè)置，，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明具有驗鈔器的自動交易機的方框圖；圖2示意性地表示了該驗鈔器的測量單元的一部分；圖3是該測量單元的光學(xué)單元的示意性剖面圖；圖4示出了如何為了標(biāo)準(zhǔn)化目的而分組鈔票不同區(qū)域中的測量結(jié)果。
具體設(shè)施方式圖1示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明具有驗鈔器1的自動交易系統(tǒng)(例如自動販賣機)3。該驗鈔器具有至少一個接收開口11和至少一個發(fā)放開口12，用于接收和返回鈔票，還包括測量單元13，具有數(shù)據(jù)存儲器30的判定單元14，控制單元15，多個單向存儲器16……16i和多個雙向存儲器17……17i。這些單元通過傳輸裝置20、21、22、23、24、25和公共路由元件18連接。
鈔票2插入接收開口11后，由第一傳輸裝置20送入測量單元13，測量單元13包含檢查可接受性并確定面額的測量設(shè)備。所獲得的測量結(jié)果被傳送給判定單元14，判定單元14用數(shù)據(jù)存儲器30中存儲的數(shù)據(jù)對其進行處理，并確定鈔票是否可被接受，如果可以被接受，是否是指定為再利用的類型。控制單元15被命令，以相應(yīng)地控制傳輸系統(tǒng)的公共路由元件18一離開測量單元13，不可接受的鈔票就被直接傳送回發(fā)放開口12；不能再利用的可接受的鈔票由路由元件18引導(dǎo)到傳輸裝置23上并傳送到單向存儲器16……16i中的一個；可以再利用的可接受的鈔票由路由元件18引導(dǎo)到傳輸裝置24上并傳送到雙向存儲器17……17i中的一個，并保存。
雙向存儲器17……17i可由單元15控制，以將期望類型和數(shù)量的鈔票2通過傳輸裝置25送至發(fā)放開口12。
以上描述的驗鈔器1對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置，并可進行如下操作。使用光學(xué)測試在單元13中測量接收開口11接收的每張鈔票，該光學(xué)測試包含在不同區(qū)域和不同光譜區(qū)域中確定鈔票的反射率和透射率。優(yōu)選在分布在基本上至少一個、優(yōu)選是兩個完整表面上的多個區(qū)域中掃描鈔票，以便得到多個測量結(jié)果。
然后單元14用存儲器30存儲的數(shù)據(jù)處理這些測量結(jié)果，這些數(shù)據(jù)代表大量不同的目標(biāo)類別，每個目標(biāo)類別對應(yīng)于一個相應(yīng)的真實面額，并可能利用對應(yīng)于公知偽鈔的其它目標(biāo)類別。許多適當(dāng)?shù)奶幚砑夹g(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。，眾所周知，測試步驟一般包括單獨的測試(使用不同的數(shù)據(jù))，以確定所接收的鈔票是否屬于各個目標(biāo)類別或面額中的每一種。
如果判定單元14在預(yù)定的可靠性級別內(nèi)確定所接收的鈔票屬于真的目標(biāo)面額，則適當(dāng)?shù)男盘柋话l(fā)送至控制單元15。其接著通過雙向路徑19向自動交易機3的控制部分(未示出)發(fā)送信號。所發(fā)送的信號代表作為所接收的鈔票的回報，授予用戶的信用額度。
自動交易系統(tǒng)3優(yōu)選結(jié)合顯示器32，并將顯示器32設(shè)置成顯示授予用戶的信用額度。
使真幣被送至存儲器16……16i中合適的一個，或者，如果該鈔票是可補充和可發(fā)放的面額，則被送至雙向存儲器17……17i中的一個。
交易之后，例如出售操作之后，機器3可在路徑19上傳送信號，以使控制單元15從雙向存儲器17……17i退還預(yù)定的數(shù)量。
測量單元13優(yōu)選按照EP-A-1321904(在此引入作為參考)所述進行幾何設(shè)置，以便進行反射和透射測量，但在下面所述的細節(jié)上有所不同。通過利用成對設(shè)置的模塊對鈔票的光學(xué)特性進行測量，鈔票路徑通過每對的模塊之間。圖2表示掃描鈔票2的處理過程中一對典型的模塊200A和200B。
在所示的實施例中，每個模塊包括三個光學(xué)單元202，它們沿與通過模塊之間的鈔票寬度尺寸平行的直線并排設(shè)置，并橫截(優(yōu)選垂直于)箭頭A所示的傳輸方向。
如圖2所示，每個模塊的光學(xué)單元202面對對置模塊的相應(yīng)單元202。這些模塊的光學(xué)單元用于發(fā)射和接收在兩個模塊之間延伸的平面中傳播的光，該平面相對于鈔票傳輸平面傾斜。
每個光學(xué)單元包括位于兩個傳感器240之間的發(fā)射器220。每個發(fā)射器可將光引到通過模塊之間的鈔票區(qū)域，該區(qū)域然后將光漫反射到鄰近的傳感器240。由發(fā)射器發(fā)射的示例性光線用260示出，280是被漫反射的光。而且，每個發(fā)射器220用于使光透過鈔票到達鈔票路徑相對側(cè)的面對模塊的相應(yīng)單元202中的一對傳感器240，例如如290所示。這樣，在每張鈔票通過模塊之間，在箭頭A表示的方向上行進時，每個傳感器掃描沿鈔票延伸的一相應(yīng)直線，在沿掃描線的多個點處進行反射和透射測量。
每個發(fā)射器包括多個發(fā)光模具(未示出)，其發(fā)出各個不同顏色的光。它們被連續(xù)驅(qū)動。因此，每個傳感器240在沿傳感器掃描線的多個位置以各個不同的波長檢測反射和透射特性，傳感器240沿橫截該掃描線的線排列。
盡管這是優(yōu)選實施例，還可具有這樣的設(shè)置，其中每個發(fā)射器發(fā)射在寬光譜上延伸的光，且每個傳感器包括多個單獨的接收元件，每個接收元件具有濾波器，以便檢測有限波長段內(nèi)的光。
圖3是穿過一個模塊的縱向剖視圖。每個模塊包括由電路板320形成的基板。該電路板具有后表面324和相對的前表面326，兩個表面均裝有電子元件(為清楚起見未在圖3中示出)。電路板前表面上的元件包括形成每個發(fā)射器的光發(fā)射元件和形成每個傳感器的光接收元件。塑料外殼328固定于電路板前表面，該外殼上具有小孔。其中一些用330表示，以暴露光發(fā)射元件和光接收元件。校準(zhǔn)發(fā)射器透鏡332由該外殼支撐，并位于發(fā)射器元件之上。類似地，校準(zhǔn)傳感器透鏡334由外殼支撐，并位于感測元件之上。該外殼還在其前端支撐細長的窗口336，窗口336優(yōu)選由透明塑料材料、例如聚碳酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate))制成，其位于發(fā)射器和傳感器的透鏡之上。該外殼由分離的壁形成，一些用338示出，確保每個發(fā)射器的光不能由相鄰傳感器的窗口反射。
每個模塊的窗口336面向相對的模塊。盡管窗口是透明的，但入射在窗口上的光的一部分被反射而不是透射。因此，當(dāng)沒有鈔票出現(xiàn)在模塊之間時，每個模塊的發(fā)射器的光可到達相對模塊的窗口，并且該光中的一些將直接(鏡面)反射回第一模塊。大約5％的光被窗口前方的空氣/窗口界面反射，如340所示；剩余光的大約5％被窗口后方的窗口/空氣界面的鏡面反射回來，如342所示。一些鏡面反射光到達與發(fā)射光的發(fā)射器相鄰的傳感器。在校準(zhǔn)操作期間測量由這些傳感器接收的鏡面反射光。
下面描述測量單元的操作。
鈔票2插入開口11之后，鈔票由探測器(未示出)感測，使控制單元15操作傳輸系統(tǒng)，從而將鈔票遞送到測量單元13，還將信號發(fā)送到測量單元，以啟動校準(zhǔn)操作。在鈔票2有時間到達測量單元13之前執(zhí)行校準(zhǔn)操作。
校準(zhǔn)操作包括被驅(qū)動成連續(xù)發(fā)射每種波長的光的每個多色發(fā)射器。對每種波長來說，讀數(shù)從相鄰傳感器中每一個獲取。假定波長數(shù)為C，并有N個傳感器，這將形成C×N個校準(zhǔn)讀數(shù)。
校準(zhǔn)讀數(shù)能以多種不同的方式使用，以使系統(tǒng)不太容易受元件差異(可能由于寬的元件容差、老化、漂移等等)的影響，如下面的詳細描述。為了說明的目的，假定每個傳感器耦合到其輸出的可變增益元件，對于發(fā)射器發(fā)射的每種波長，該元件的增益被調(diào)節(jié)為不同的設(shè)置。校準(zhǔn)讀數(shù)用于產(chǎn)生增益設(shè)置，其改變每個傳感器的輸出，以便在校準(zhǔn)期間，使每種波長的讀數(shù)對應(yīng)于預(yù)定值。
校準(zhǔn)操作之后，鈔票2在模塊200A和200B之間傳輸，在驗證操作中獲取透射和反射讀數(shù)。如果有N個傳感器，則沿N個縱向軌道對鈔票進行掃描。假定沿每個軌道在P個位置上對所有顏色進行測量，則在鈔票的每一側(cè)進行的反射測量的總數(shù)為C×N×P。另外存在由模塊之一的傳感器進行C×N×P次透射測量。(如果需要，透射測量還可由另一個模塊的傳感器執(zhí)行。)判定單元14利用這些測量結(jié)果確定鈔票的真實性和面額。測量結(jié)果首先由判定單元14標(biāo)準(zhǔn)化。假定測量結(jié)果表示如下Mc，n，p，s，t其中c表示波長(c＝1，2，……，C)，n表示傳感器或軌道(n＝1，2，……，N)，p表示沿該軌道的位置(p＝1，2，……，P)，s表示鈔票的(上或下)側(cè)(s＝1，2)，t表示測量結(jié)果的類型(反射或透射)(t＝1，2)。標(biāo)準(zhǔn)化算法的實例如下。
實例1對于s’側(cè)的軌道n’中的每個測量結(jié)果，測量結(jié)果通過如下函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化MNORMc′,n′,p′,s′,t′=Mc′,n′,p′,s′,t′Σc=1,p=1c=C,p=PMc,n′,p,s′,t′---(1)]]>每個測量結(jié)果通過將其除以在鈔票的同一側(cè)面s’在相同的軌道n’中的相同類型t’(透射或反射)一組的所有其它測量結(jié)果的總和被標(biāo)準(zhǔn)化。(可以使用這些測量結(jié)果的平均值代替總和)。因此，每個測量結(jié)果參考沿同一掃描線的整體(或至少基本上是整體)分布的測量結(jié)果被標(biāo)準(zhǔn)化，在本實施例中這表示由同一傳感器(和同一組發(fā)射器)進行的剩余測量。
該技術(shù)可提供直到CxNxPxSxT個標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果MNORMc′，n′，p′，s′，t′，其中S＝T＝2，每個標(biāo)準(zhǔn)化的測量值表示一個相應(yīng)的第一測量值Mc′，n′，p′，s′，t′。
實例2該測量結(jié)果或者可通過如下算法標(biāo)準(zhǔn)化MNORMc′,n′,p′,s′,t′=Mc′,n′,p′,s′,t′-mn′,p′,s′,t′σn′,p′,s′,t′---(2)]]>其中mn′,p′,s′,t′=(1/C)Σc=1c=CMc,n′,p′,s′,t′---(3)]]>是位置n’、p’、s’處的顏色c＝1至C的類型t’的測量結(jié)果的平均值，σn′，p′，s′，t′表示測量結(jié)果Mc，n′，p′，s′，t′(c＝1至C)的計算所得標(biāo)準(zhǔn)偏差(或離散的不同度量)。
例如，σn′,p′,s′,t′=(1/C)Σc=1c=C(Mc,n′,p′,s′,t′-mn′,p′,s′,t′)2---(4)]]>該算法參照單個位置的多個波長的測量結(jié)果進行標(biāo)準(zhǔn)化，并具有減小測量結(jié)果離散的優(yōu)點，所述離散由磨損和/或不同的印刷條件導(dǎo)致的變化的油墨濃度引起。
該技術(shù)還可提供直到CxNxPxSxT個標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果MNORMc′，n′，p′，s′，t′，其中S＝T＝2，每個標(biāo)準(zhǔn)化測量值表示一個相應(yīng)的第一測量值Mc′，n′，p′，s′，t′。
實例3根據(jù)該實例，測量結(jié)果被分組，每一組包含同一類型t的多種顏色c的測量結(jié)果。每一組中的測量結(jié)果與多個位置相關(guān)，其中至少一些(也可能全部)是連續(xù)的，并位于鈔票的同一面s或相對的面。對于不同的目標(biāo)類別，所述組是不同的。映射過程用于從參數(shù)p、n、s產(chǎn)生一組位置標(biāo)識符i＝1至I。
圖4表示了對于一個目標(biāo)類別，如何從參數(shù)p、n、s產(chǎn)生一個測量結(jié)果組的實例。假定該組包括單個面s＝1上的測量結(jié)果，則i＝1的地方(location)對應(yīng)于s＝1、p＝5、n＝2的位置(position)；i＝2的地點對應(yīng)于s＝1、p＝4、n＝2的位置，等等，i＝I的地點對應(yīng)于s＝1、p＝4、n＝4的位置。其它組以類似的方式形成。一些測量結(jié)果可以舍棄，即不包括在當(dāng)前目標(biāo)類別的任何組中。在配置驗鈔器之前的訓(xùn)練過程中，可以經(jīng)驗方式確定各個目標(biāo)面額的不同組。定義這些組的數(shù)據(jù)可保存在存儲器30中。
然后測量結(jié)果被標(biāo)準(zhǔn)化。首先，對每組中每種顏色的測量結(jié)果進行平均。對每組g(g＝1至G)來說，有C個平均測量結(jié)果，一種顏色c’一個。每個平均測量結(jié)果表示如下Ac′,g′=Σi=1i=1Mc′,g′,iI---(5)]]>然后，平均測量結(jié)果以類似于實例2的各個測量結(jié)果的方式被標(biāo)準(zhǔn)化。因此MNORMc′,g′=Ac′,g′-ag′σg′---(6)]]>其中ag′=(1/C)Σc=1c=CAc,g′---(7)]]>并且，其中σg′表示組g’的平均測量結(jié)果Ac，g′(c＝1至C)的計算所得標(biāo)準(zhǔn)差(或離散的不同度量)。
例如，σg′=(1/C)Σc=1c=C(Ac,g′-ag′)2---(8)]]>該技術(shù)可提供直到CxG個標(biāo)準(zhǔn)化的測量結(jié)果MNORMc′，g′，每個標(biāo)準(zhǔn)化的測量值表示通過空間平均化技術(shù)獲得的一個相應(yīng)的第一測量結(jié)果Ac′，g′。
實例4在該實例中，實例1和實例2的技術(shù)被組合在一起。因此，每個標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果表示如下MNORMc′,n′,p′,s′,t′=Nc′,n′,p′,s′,t′-nn′,p′,s′,t′σn′,p′,s′,t′---(9)]]>其中nn′,p′,s′,t′=(1/C)Σc=1c=CNc,n′,p′,s′,t′---(10)]]>且σn′,p′,s′,t′=(1/C)Σc=1c=C(Nc,n′,p′,s′,t′-nn′,p′,s′,t′)2---(11)]]>且Nc′,n′,p′,s′,t′=Mc′,n′,p′,s′,t′Σc=1,p=1c=C,p=PMc,n′,p,s′,t′---(12)]]>
這樣，測量結(jié)果首先根據(jù)實例1的技術(shù)被標(biāo)準(zhǔn)化，然后進一步根據(jù)實例2的技術(shù)被標(biāo)準(zhǔn)化。因此，該技術(shù)可提供直到C×N×P×S×T個標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果MNORMc′，n′，p′，s′，t′，其中S＝T＝2，每個標(biāo)準(zhǔn)化測量值表示一個相應(yīng)的第一測量結(jié)果Nc′，n′，p′，s′，t′，其本身通過標(biāo)準(zhǔn)化量Mc′，n′，p′，s′，t′獲得，Mc′，n′，p′，s′，t′從一測量結(jié)果組的各個測量結(jié)果獲得，該測量結(jié)果組從分布在鈔票的相當(dāng)大的區(qū)域上的多個位置處的多種不同的波長的測量結(jié)果獲得。該過程可具有上述實例1和實例2二者的優(yōu)點。
作為一種選擇，在根據(jù)實例4的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化之前，選定位置的同一顏色的測量結(jié)果首先被平均化(如實例3所示)。該技術(shù)可提供直到C×G個標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果MNORMc′，g′，每個標(biāo)準(zhǔn)化測量值從通過如下操作獲得的一個相應(yīng)的第一測量值得到(a)執(zhí)行空間平均化技術(shù)，以獲得表示在鈔票的多個位置上平均的波長測量結(jié)果的量，并且然后(b)執(zhí)行初步標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，以針對一測量結(jié)果的組標(biāo)準(zhǔn)化該量，所述測量結(jié)果的組從分布在鈔票的相當(dāng)大的區(qū)域上的多個位置處的多種不同波長的測量結(jié)果獲得。
在實例1和實例4中，標(biāo)準(zhǔn)化過程包括通過考慮一組測量結(jié)果對測量結(jié)果進行標(biāo)準(zhǔn)化的步驟，該組測量結(jié)果包括沿同一軌道分布的同一顏色和其它顏色的測量結(jié)果。另一選擇是，該組可包括不同區(qū)域的測量結(jié)果。該組優(yōu)選包括在相當(dāng)大的區(qū)域上分布的測量結(jié)果；優(yōu)選包括至少10個地點的測量結(jié)果，它們優(yōu)選是連續(xù)的，但也可以是不連續(xù)的。該區(qū)域根據(jù)目標(biāo)面額而不同。存儲器30可包括定義用于標(biāo)準(zhǔn)化的區(qū)域的數(shù)據(jù)，其方式類似于實例3中定義用于平均的組的數(shù)據(jù)。
應(yīng)該注意，實例2至4中離散值的使用，明顯不同于作為如EP-A-0560023所述的已知算法中用來定義驗收準(zhǔn)則的數(shù)據(jù)的一部分的離散值的使用。上述離散值從測試鈔票的實際測量結(jié)果產(chǎn)生，代表了測量屬性隨波長和/或位置變化的程度。另一方面，上述公知算法中使用的離散值是所存儲的數(shù)值，代表測量結(jié)果在各個面額的鈔票群體中、而不是當(dāng)前測試的鈔票中變化的程度。
如果需要，可以通過各個不同算法獲得多個標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果集合，例如通過實例1的算法獲得第一集合，和通過實例2或3的算法獲得第二集合。
對測量結(jié)果進行標(biāo)準(zhǔn)化之后，判定單元14使用標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果以及由存儲在存儲器30中的數(shù)據(jù)定義的各個不同的目標(biāo)類別的驗收準(zhǔn)則，來確定鈔票是否屬于這些目標(biāo)類別中的一種。本身公知的各種不同技術(shù)可用于實現(xiàn)這一點。但是所選擇的技術(shù)優(yōu)選至少部分包括確定各種測量結(jié)果之間的關(guān)系是否與公知的相關(guān)性(例如由訓(xùn)練操作確定)匹配。例如，對于每個目標(biāo)類別，測量結(jié)果可以組合，以形成特征矢量，該特征矢量用代表逆協(xié)方差矩陣和該目標(biāo)類別相關(guān)的平均值的存儲器30中的數(shù)據(jù)進行處理，以便獲得Mahalanobis距離。如果Mahalanobis距離小于預(yù)定值，則認(rèn)為鈔票屬于該目標(biāo)類別。否則，該測量結(jié)果用另一個目標(biāo)類別的數(shù)據(jù)進行處理。當(dāng)導(dǎo)出特征矢量時，優(yōu)選執(zhí)行數(shù)據(jù)減少操作以便減少矢量的維數(shù)。例如，每條掃描線中與每種顏色相關(guān)的測量結(jié)果可以組合在一起，從而維數(shù)減少為原來的1/P。達到這一目的的一種方式是獲取測量結(jié)果和保存在存儲器30中的平均值的差的模，除以保存在存儲器30中的離散值，然后取這些結(jié)果的平均值。這樣，測量結(jié)果可用于獲得一矢量，其C×N×2×2個維度中的每一維表示如下Lc′,n′,s′,t′=(1/P)Σp=1p=PMNORMc′,n′,p′,s′,t′-M*c′,n′,s′,t′σ*c′,n′,s′,t′---(13)]]>其中M*c′，n′，s′，t′是鈔票s’側(cè)上的軌道n’中的類型t’和顏色c’的所有(標(biāo)準(zhǔn)化)測量結(jié)果的所存儲的(該目標(biāo)類別的)平均值，σ*c′，n′，s′，t′是這些(標(biāo)準(zhǔn)化)測量結(jié)果的對應(yīng)存儲離散值(這兩個數(shù)值都是從一目標(biāo)類別組群的測量結(jié)果獲得的)。其它數(shù)據(jù)減少操作也可與上述操作一起執(zhí)行，或者代替上述操作。
為了減少計算次數(shù)，可以將測量結(jié)果(或通過組合測量結(jié)果獲得的值)與上和下閾值比較，該閾值與目標(biāo)類別相關(guān)，僅當(dāng)這些測量結(jié)果落入所述閾值內(nèi)時，執(zhí)行Mahalanobis距離計算。
作為另一個實例，標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果可用一組中的各個系數(shù)進行處理，該組通過利用目標(biāo)類別采樣訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得，最終的值被檢查以確定鈔票是否屬于該類別。
基于上述實施例中使用的技術(shù)，用于驗鈔的標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果顯示出少量由元件差異導(dǎo)致的變化，同時由鈔票老化和弄臟導(dǎo)致的離散很小。因此，驗收準(zhǔn)則允許增強的識別和辨別。當(dāng)能夠在使用簡單結(jié)構(gòu)的透射系統(tǒng)中進行校準(zhǔn)時實現(xiàn)這一點。
各種修改也是可能的。例如，在上述實施例中，校準(zhǔn)測量用于在驗證操作中控制施加于傳感器輸出的增益。另一選擇是，校準(zhǔn)測量可用于(a)確定在校準(zhǔn)操作中發(fā)射器用來照射鈔票的強度；或者(b)確定在校準(zhǔn)操作中所獲得的測量結(jié)果的數(shù)字調(diào)整量。
這些可能性中的兩個或多個可以組合在一起。例如，校準(zhǔn)測量可用于盡量高地設(shè)置發(fā)射器強度，而不使接收發(fā)射光的任何傳感器飽和。然后在這種設(shè)置下進行的進一步的校準(zhǔn)測量可用于產(chǎn)生系數(shù)(表示預(yù)定值和實際校準(zhǔn)測量結(jié)果之間的比)，然后該系數(shù)用于修正在驗證過程中產(chǎn)生的相關(guān)測量結(jié)果(在其標(biāo)準(zhǔn)化之前)。
權(quán)利要求
1.一種檢查鈔票的方法，該方法包括執(zhí)行驗證操作，該操作包括進行測量以確定各個不同波長下鈔票上各個不同位置處的鈔票光學(xué)特性；標(biāo)準(zhǔn)化所述測量結(jié)果；以及將驗收準(zhǔn)則應(yīng)用于所述標(biāo)準(zhǔn)化測量結(jié)果，以確定它們是否代表目標(biāo)鈔票類別；其特征在于每個測量結(jié)果相對于一測量結(jié)果組被標(biāo)準(zhǔn)化，所述測量結(jié)果組包括多個測量結(jié)果集合，每一集合包括在鈔票的相當(dāng)大區(qū)域上分布的多個位置處的、各個不同波長的測量結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每一集合的測量結(jié)果至少沿鈔票掃描線的基本上整個長度分布。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中每個測量結(jié)果組由多個測量結(jié)果集合形成，所述集合全部通過掃描一公共線獲得。
4.如前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中每組的測量結(jié)果利用與其它組測量結(jié)果不同的相應(yīng)的傳感器形成。
5.一種檢查鈔票的方法，該方法包括執(zhí)行驗證操作，該操作包括進行測量以確定各個不同波長下鈔票上各個不同位置處的鈔票光學(xué)特性；從測量結(jié)果導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)化測量值；以及將驗收準(zhǔn)則應(yīng)用于所述標(biāo)準(zhǔn)化測量值，以確定它們是否代表目標(biāo)鈔票類別；其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)化測量值通過以下步驟獲得(i)將從測量結(jié)果獲得的第一測量值分類為測量結(jié)果的組，每個組包括在鈔票上的至少一個位置處的不同波長的測量值，以及(ii)導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)化測量值，每一個標(biāo)準(zhǔn)化測量值表示各個第一測量值和代表該第一測量值所述的組中的第一測量值的離散的離散值之間的關(guān)系。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中每個標(biāo)準(zhǔn)化測量值代表以下二者之比(i)相應(yīng)的第一測量值和所述測量結(jié)果組的測量值的平均值之差，和(ii)所述離散值。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其中通過對鈔票上分布的選定位置處的各個波長的測量結(jié)果進行平均，導(dǎo)出每個第一測量值。
8.如權(quán)利要求5或6或7所述的方法，其中每個第一測量結(jié)果通過標(biāo)準(zhǔn)化操作導(dǎo)出，在所述標(biāo)準(zhǔn)化操作中，相對于從在鈔票的相當(dāng)大區(qū)域上分布的多個位置的多個不同波長的測量結(jié)果導(dǎo)出的測量結(jié)果組，標(biāo)準(zhǔn)化代表鈔票上至少一個位置處的一波長的測量結(jié)果的量。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，包括如下步驟執(zhí)行校準(zhǔn)操作以獲得與鈔票無關(guān)的校準(zhǔn)測量結(jié)果；以及根據(jù)校準(zhǔn)測量結(jié)果影響驗證操作，以補償元件差異。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中校準(zhǔn)操作包括操作在鈔票路徑一側(cè)的發(fā)射器；以及使用位于所述鈔票路徑一側(cè)的傳感器檢測由發(fā)射器發(fā)射的光，以及從所述鈔票路徑另一側(cè)的窗口反射的光。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述驗證操作中進行的測量包括利用所述發(fā)射器和所述傳感器進行的反射測量，和利用在(i)所述窗口位于其上的光學(xué)裝置和(ii)所述發(fā)射器和傳感器之一之間傳播的光進行的透射測量。
12.一種檢查鈔票的方法，該方法包括執(zhí)行驗證操作，該驗證操作包括利用均位于鈔票路徑一側(cè)的發(fā)射器和傳感器進行反射測量，并利用鈔票路徑另一側(cè)的光學(xué)裝置以及發(fā)射器或傳感器進行透射測量，從而確定鈔票上各個不同位置處的鈔票光學(xué)特性；以及將驗收準(zhǔn)則應(yīng)用于測量結(jié)果，以確定它們是否代表目標(biāo)鈔票類別；該方法進一步包括如下步驟執(zhí)行校準(zhǔn)操作以獲得與鈔票無關(guān)的校準(zhǔn)測量結(jié)果，以及根據(jù)校準(zhǔn)測量結(jié)果影響驗證操作，以補償元件差異；其特征在于該校準(zhǔn)操作包括操作所述發(fā)射器；以及利用所述傳感器檢測由發(fā)射器發(fā)射并從所述鈔票路徑另一側(cè)的窗口反射的光，所述窗口位于所述光學(xué)裝置之上。
13.如權(quán)利要求10-12中任意一項所述的方法，包括沿橫截掃描鈔票的方向的線排列的多個光學(xué)裝置，這些裝置具有公共窗口。
14.如權(quán)利要求10-13中任意一項所述的方法，其中該窗口具有面向發(fā)射器和傳感器的平坦表面。
15.如權(quán)利要求10-14中任意一項所述的方法，其中影響驗證操作的步驟包括如下步驟中的一個或多個(a)根據(jù)校準(zhǔn)測量結(jié)果控制驗證操作期間發(fā)射器用來照射鈔票的強度；(b)根據(jù)校準(zhǔn)測量結(jié)果控制驗證操作期間施加于傳感器輸出的增益；以及(c)根據(jù)校準(zhǔn)測量結(jié)果對驗證操作期間獲得的測量結(jié)果進行數(shù)字調(diào)節(jié)。
16.如權(quán)利要求10-15中任意一項所述的方法，用于驗證設(shè)備，該設(shè)備包括多個發(fā)射器和多個傳感器以便在驗證操作中能夠?qū)ρ貦M截鈔票掃描方向的線分布的多個位置處的不同波長下的鈔票特性進行多個測量，且其中校準(zhǔn)操作包括對應(yīng)于校準(zhǔn)操作中測量的每個位置和波長，利用所述發(fā)射器和傳感器進行校準(zhǔn)測量。
17.如權(quán)利要求10-16中任意一項所述的方法，驗證操作包括利用各個發(fā)射器/傳感器對，在鈔票路徑的每一側(cè)進行反射測量，一發(fā)射器/傳感器對的發(fā)射器和另一發(fā)射器/傳感器對的傳感器也用于進行透射測量。
18.一致用于檢查鈔票的設(shè)備，該設(shè)備設(shè)置成根據(jù)如前述權(quán)利要求中任意一項所述的方法進行操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及驗鈔的方法和設(shè)備。一種驗鈔器，在不同波長下進行反射和透射的光學(xué)測量。鈔票路徑一側(cè)的發(fā)射器和傳感器利用從路徑另一側(cè)的窗口反射的光進行校準(zhǔn)測量，所述窗口位于另一個光學(xué)裝置之上。優(yōu)選利用代表測量結(jié)果離散的值，基于分布在例如沿相關(guān)掃描線的相當(dāng)大的區(qū)域上的不同波長的多個測量結(jié)果對每個測量結(jié)果進行標(biāo)準(zhǔn)化。
文檔編號G07D7/00GK101083000SQ20071012880
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
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