專(zhuān)利名稱(chēng)：順序照射的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及貨幣處理機(jī)，并且更具體地涉及一種使用便于特定特征的最佳成像的多模式照射來(lái)記錄紙幣成像的方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)化的、高容量的貨幣處理是影響紙幣的分發(fā)，收集和清算賬目等諸多方面的一種日益增長(zhǎng)的國(guó)際工業(yè)。貨幣處理存在獨(dú)特的與安全因素有關(guān)的人工作業(yè)的問(wèn)題。它需要許多單獨(dú)作業(yè)，例如通過(guò)出納或銀行柜臺(tái)出納收集單張紙幣，個(gè)人商業(yè)存款或銀行柜臺(tái)出納繳費(fèi)賬戶(hù)的賬目清算，個(gè)人存款或賬戶(hù)到中央處理設(shè)備的入貨和出貨，在貨幣到達(dá)處理設(shè)備后貨幣出貨的操作和賬目清算，和通過(guò)自動(dòng)處理機(jī)的個(gè)人賬戶(hù)的處理。處理過(guò)程中的任何步驟都可以是自動(dòng)的，因此需要消除人工作業(yè)，節(jié)約處理貨幣的人工需要，并增加整個(gè)處理過(guò)程的安全性。當(dāng)實(shí)行自動(dòng)處理時(shí)，通過(guò)消除行竊，不慎遺失或貨幣的不正確運(yùn)轉(zhuǎn)的可能并增加貨幣清算的精確度，安全性將增加。高度自動(dòng)化，高容量的處理系統(tǒng)對(duì)貨幣分發(fā)和收集網(wǎng)絡(luò)的許多方面來(lái)說(shuō)是必不可少的。有幾種高容量的處理機(jī)的設(shè)計(jì)在現(xiàn)有技術(shù)中是可獲得的，并由國(guó)家中央銀行，獨(dú)立的貨幣運(yùn)輸公司、貨幣印刷工廠和個(gè)別銀行根據(jù)各種需要來(lái)使用。一般來(lái)說(shuō)，貨幣處理機(jī)使用輸送系統(tǒng)，該輸送系統(tǒng)將單張紙幣輸送通過(guò)一系列的檢測(cè)器。例如，紙幣可以通過(guò)一系列被設(shè)計(jì)以測(cè)量紙幣的寬度、長(zhǎng)度和厚度的電傳感器。下一組的傳感器可以是記錄紙幣的顏色圖案或序號(hào)的光學(xué)傳感器。檢測(cè)器還可以用于檢測(cè)單張紙幣的特定磁性或其它的物理特征。高容量的貨幣處理機(jī)通常從一疊貨幣中將單張紙幣抽出，由機(jī)械輸送機(jī)輸送通過(guò)多個(gè)不同的檢測(cè)器，以便于單張紙幣的分類(lèi)和通過(guò)所述的機(jī)器被送入的每張紙幣的數(shù)據(jù)的收集。例如，貨幣處理機(jī)可以執(zhí)行處理一疊貨幣以確保它們都是具有正確適合度的某一面值并且同時(shí)清點(diǎn)這一疊貨幣以確認(rèn)以前的清算賬目的簡(jiǎn)單作業(yè)。將一疊貨幣分成單一面值同時(shí)清點(diǎn)這些貨幣的稍微更復(fù)雜的作業(yè)也可以被這種機(jī)器完成。在現(xiàn)有技術(shù)的更復(fù)雜的貨幣處理機(jī)中，一疊包括各種面值的貨幣可以被送入處理機(jī)中進(jìn)行每種面值的分離，拒絕不滿(mǎn)足適合度規(guī)范的任何貨幣，鑒別假幣并通過(guò)序號(hào)跟蹤單張紙幣。因此，除了簡(jiǎn)單的清點(diǎn)和分類(lèi)功能外，貨幣處理機(jī)通常被賦予許多功能。確定貨幣的適合度是中央銀行和主要貨幣中心銀行的當(dāng)務(wù)之急。貨幣權(quán)威機(jī)構(gòu)的目標(biāo)是保證流通中只有那些可以滿(mǎn)足特定的適合度標(biāo)準(zhǔn)(例如，污漬，墨跡)的貨幣。通常， 中央銀行已經(jīng)制作了其自身的適合度標(biāo)準(zhǔn)。然而，越來(lái)越多的這樣的工作被推向了處理大量貨幣的大型貨幣中心商業(yè)銀行。同樣，隨著偽造技術(shù)和相應(yīng)的對(duì)策的增加，越來(lái)越多的需求被放在了貨幣處理機(jī)上，以評(píng)估例如水印，全息圖，光學(xué)可變油墨等的多種防偽特征。在貨幣處理機(jī)必須要處理不同種類(lèi)的貨幣(例如，美元，歐元，英鎊)的情況下，每種貨幣具有其獨(dú)特的防偽特征，那么這一處理還要復(fù)雜些。造成這一問(wèn)題的最大促成因素是對(duì)用于紙幣成像并確定它們的適合度和真實(shí)性的現(xiàn)有技術(shù)的限制。例如，目前使用的成像技術(shù)在確定紙幣的污漬或墨跡方面存在問(wèn)題。印刷油墨中的變化可能使得紙幣比根據(jù)成像設(shè)備的參數(shù)和校準(zhǔn)顯得更深并有更多污漬。另一個(gè)例子涉及紙幣的物理完整性。目前成像技術(shù)所面臨的通常問(wèn)題是使用透明膠帶來(lái)修復(fù)破損的紙幣。隨著材料科學(xué)的日益完善，透明膠帶已經(jīng)變得越來(lái)越透明并更難用肉眼檢測(cè)。另一個(gè)促成因素在于通常所使用的參數(shù)和測(cè)試。目前的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要基于過(guò)時(shí)技術(shù)的技術(shù)限制。目前被測(cè)試的物理特征和參數(shù)主要通過(guò)默認(rèn)值進(jìn)行選擇，這是因?yàn)槟切┦窃诋?dāng)時(shí)可以進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)。隨著時(shí)間的推移，這些事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)變成了新技術(shù)現(xiàn)在必須要符合的正式標(biāo)準(zhǔn)，盡管有能力使用更新更可靠的參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于將例如紙幣的文件成像的方法和系統(tǒng)。所述的方法包括將文件通過(guò)例如行掃描攝像機(jī)的圖像傳感器，同時(shí)使用多模式照射順序地照射所述的文件。 使用兩種或多種光源，每種光源產(chǎn)生不同的照射模式。查詢(xún)表將文件劃分為離散的連續(xù)部分(即，掃描行)并在成像中對(duì)文件的每個(gè)部分指定一種照射模式。隨著所述的文件通過(guò)所述的圖像傳感器，根據(jù)查詢(xún)表中指定的順序激活所述的光源，產(chǎn)生所述文件的交錯(cuò)式的多模式的圖像。照射的模式由例如光的顏色，相對(duì)文件的入射角和反射光或透射光的使用等參數(shù)來(lái)確定。對(duì)于不同種類(lèi)的文件可以制定在查詢(xún)表中規(guī)定的照射模式的順序，并且當(dāng)處理一批不同種類(lèi)的紙幣時(shí)，查詢(xún)表可以聯(lián)機(jī)進(jìn)行切換。


被認(rèn)為是本發(fā)明的特有的新穎特征在所附的權(quán)利要求中列出。不過(guò)，通過(guò)參考以下對(duì)說(shuō)明性的實(shí)施例的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖閱讀時(shí)，本發(fā)明本身及其優(yōu)選使用方式，進(jìn)一步的目的及其優(yōu)點(diǎn)將被最好地理解，其中圖1顯示了體現(xiàn)本發(fā)明的貨幣處理機(jī)并且其在開(kāi)始貨幣處理循環(huán)前被裝入了一批貨幣；圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)由測(cè)量誤差產(chǎn)生的問(wèn)題；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明在紙幣成像中順序照射的操作；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明由行掃描攝像機(jī)記錄的原始交錯(cuò)式的圖像和其劃分為分離的RGB圖像的一個(gè)例子；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明可以執(zhí)行不同模式的順序照射的光源的布置；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明用于控制順序照射的查詢(xún)表的一個(gè)例子；圖7顯示了如何根據(jù)紙幣的特征進(jìn)行制定照射模式的一個(gè)簡(jiǎn)單的例子；圖8是用于根據(jù)本發(fā)明的順序照射的控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖；圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用順序照射來(lái)確定適合度的全過(guò)程的流程圖；和圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的多維測(cè)量空間。具體實(shí)施例圖1顯示了體現(xiàn)本發(fā)明的貨幣處理機(jī)10并且其在開(kāi)始貨幣處理循環(huán)前被裝入了一疊貨幣12。這批貨幣12—次一張地被裝入貨幣處理機(jī)。然后單張紙幣被輸送到輸送機(jī)， 在它們被存放于其中一個(gè)分類(lèi)柜14之前通過(guò)不同的檢測(cè)器。通常，使用單獨(dú)的分類(lèi)柜以在分類(lèi)過(guò)程的最后收集單一面值的紙幣。污漬在整張紙幣中被認(rèn)為是污垢的一般分布狀態(tài)。有時(shí)墨跡，涂鴉和污點(diǎn)檢測(cè)也被認(rèn)為是污漬檢測(cè)。紙幣的污漬增加了紙幣的光學(xué)密度并降低了它們的反射率。當(dāng)進(jìn)行污漬檢測(cè)時(shí)的一個(gè)難點(diǎn)是將人類(lèi)感知和機(jī)器感知相匹配。這涉及兩個(gè)主要的問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題是感知的復(fù)雜性，這包括確定污漬種類(lèi)并且針對(duì)這種種類(lèi)設(shè)定參數(shù)。另一個(gè)問(wèn)題是由紙幣和測(cè)量“噪音”之間的生產(chǎn)變量所引起的測(cè)量誤差。為了與人類(lèi)感知匹配，不得不非常仔細(xì)地選擇照射的顏色。圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)由測(cè)量誤差產(chǎn)生的問(wèn)題。它顯示了如何使用光的反射來(lái)確定基于單一光譜中的反射測(cè)量的污漬。如圖底部的計(jì)算標(biāo)尺所示，適合度基于光反射的量，由于污漬，圖像在一端組成非常不適合的紙幣，而圖像在相對(duì)端組成非常適合的紙幣。 現(xiàn)有技術(shù)的成像技術(shù)通常涉及使用單一光譜的光(例如，白光或單一的單獨(dú)顏色)進(jìn)行反射測(cè)量。但是，由于使用這樣的方法，事實(shí)上當(dāng)一些紙幣比所需要的適合度的要求稍低時(shí)， 一些紙幣可能落入對(duì)于適合的紙幣的可接受的誤差范圍內(nèi)。在這一例子中，點(diǎn)202表示單一適合度種類(lèi)的紙幣。對(duì)于這一種類(lèi)的適合度測(cè)量將在適合度標(biāo)尺中跨越范圍值220以適應(yīng)生產(chǎn)變量和測(cè)量噪音。但是，如圖2所示，這一范圍值可能與另一個(gè)適合度種類(lèi)203的臨近的測(cè)量范圍230部分地重疊。產(chǎn)生變化的問(wèn)題對(duì)于例如在歐洲境內(nèi)幾個(gè)地點(diǎn)生產(chǎn)的歐元的多國(guó)貨幣是特別重要的，每種都將在紙和油墨質(zhì)量中略微發(fā)生變化。在測(cè)量標(biāo)尺的極端處的適合度種類(lèi)201和202的反射測(cè)量代表了適合度確定的最容易的例子。由于誤差范圍內(nèi)的重疊，落入光譜端之間的測(cè)量值可能產(chǎn)生不準(zhǔn)確的或不理想的測(cè)試結(jié)果。在這個(gè)例子中，適合度種類(lèi)203明顯偏離非常適合的測(cè)量值202。但是，如上面所注意到的，對(duì)于適合度種類(lèi)203的誤差范圍230部分地與非常適合的紙幣種類(lèi)202 的誤差范圍220重疊，導(dǎo)致了紙幣被認(rèn)為是比它們實(shí)際上是更加適合的紙幣的可能的錯(cuò)誤辨別，從而明顯減少了這一測(cè)量技術(shù)的邊際準(zhǔn)確性?，F(xiàn)有技術(shù)的照射技術(shù)的限制在于它專(zhuān)門(mén)依賴(lài)于隨著單一光譜的反射測(cè)量，產(chǎn)生一種一維度量。使用一維測(cè)量，污漬度分離僅僅沿著圖形的一個(gè)軸是可行的。但是，現(xiàn)有技術(shù)的限制已經(jīng)制度化了。盡管對(duì)于紙幣成像使用單一光譜反射存在著限制，對(duì)于單一光譜反射(主要是白光)的參數(shù)形成了標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)和用于確定適合度的程序。這是基于現(xiàn)有的和過(guò)去技術(shù)的限制的事實(shí)上的參數(shù)變成在將來(lái)的技術(shù)中必須要適應(yīng)的正式標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)例子。本發(fā)明用使用不同波長(zhǎng)的光(例如，紅光，綠光，藍(lán)光，紫外光(UV)，紅外光(IR)) 的順序照射替代了現(xiàn)有技術(shù)的單一白光的反射測(cè)量。紙幣的污漬(包括墨跡)在每種顏色中產(chǎn)生不同的反射效果，這在單一白光圖像中是不可見(jiàn)的。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明在紙幣成像中順序照射的操作。隨著紙幣通過(guò)由箭頭指示的方向，本發(fā)明使用標(biāo)準(zhǔn)的行掃描攝像機(jī)301來(lái)獲取紙幣302的圖像。光源(光柱)303使用以可變的、順序的方式發(fā)出不同波長(zhǎng)的光的發(fā)光二極管(或類(lèi)似的光元件)照射經(jīng)過(guò)的紙幣302。這種順序照射產(chǎn)生了交錯(cuò)式的圖像，其中由攝像機(jī)301進(jìn)行掃描的每一行在以預(yù)定順序(例如，紅光，綠光，藍(lán)光，UV，紅光，綠光，藍(lán)光，UV等)的不同波長(zhǎng)的光的照射下被記錄，直到整張紙幣302被掃描完畢。圖3顯示了疊加在紙幣302上的交錯(cuò)式的圖案312， 以幫助顯示這一概念。在這個(gè)例子中，交錯(cuò)式的圖像可以被分離為紅色310，綠色320，藍(lán)色 330和紫外(UV) 340的反射圖像。圖3中使用的簡(jiǎn)單重復(fù)的RGBUV圖案是簡(jiǎn)化的例子，但是它清楚地顯示了這一概念。光源303至少使用了兩種不同的波長(zhǎng)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，使用了四種波長(zhǎng)。 不同顏色之間的照射切換與由攝像機(jī)301獲取的圖像是同步的，并且可以使用簡(jiǎn)單重復(fù)的圖案，例如上面描述的那種或更復(fù)雜的圖案(下面將詳細(xì)說(shuō)明)。圖4顯示了由行掃描攝像機(jī)記錄的原始交錯(cuò)式的圖像401。這一圖像包括在不同波長(zhǎng)的光(例如RGB)順序結(jié)合下掃描的全部行。交錯(cuò)式的圖像401是被拉長(zhǎng)的，這是因?yàn)榕c單一反射率的白光照射相比，圖像在較高的速率下被取樣以保持圖像分辨率。下面交錯(cuò)式的圖像401是單一圖像410，420，430，其由根據(jù)顏色(紅色，綠色和藍(lán)色)分離掃描行而產(chǎn)生。單一 RGB圖像410，420，430可以被結(jié)合到相當(dāng)于白光照射的單一復(fù)合圖像440中。 復(fù)合圖像可以作為白光反射圖像，可以將單一顏色的反射圖像與其進(jìn)行對(duì)照。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，圖像410，420，430不是彩色圖像。全部的掃描行，不考慮由光源發(fā)出的顏色，都以灰階由相同的攝像機(jī)進(jìn)行記錄。但是，根據(jù)光的顏色，反射光將有所變化。 這是由于不同波長(zhǎng)的光子與油墨和紙幣(包括污漬)上的表面特征相互作用的方式所決定的。因此，即使在不同波長(zhǎng)的照射下產(chǎn)生的反射圖像全部以灰階被記錄，如圖4所示，每個(gè)圖像揭示的特征在其它圖像中是不可見(jiàn)的。本發(fā)明的效果的要點(diǎn)部分是由相同的攝像機(jī)在相同位置記錄不同波長(zhǎng)的圖像。如果在不同的位置單獨(dú)地記錄不同的圖像，相對(duì)于每部攝像機(jī)的紙幣位置的稍微變化將使得更加難于合成和比較分離波長(zhǎng)的圖像，從而大大降低適合度確定的精確度。本發(fā)明通過(guò)將反射光轉(zhuǎn)換為可以克服上述一維分析的不足的多維測(cè)量而增加了適合度確定的精確度。如圖2表示的現(xiàn)有技術(shù)被限制于僅僅在固定光譜內(nèi)根據(jù)更亮或更暗測(cè)量反射率，而本發(fā)明允許不同波長(zhǎng)的反射光和不同的照射模式的交叉使用。這一技術(shù)消除了由生產(chǎn)變量和測(cè)量噪音所引起的適合度確定不準(zhǔn)確的問(wèn)題。除了使用不同波長(zhǎng)的反射光以外，順序照射還可以在反射照射與透射照射之間交替，以及從入射到紙幣(不同的方位角)的不同的角度照射。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明可以執(zhí)行不同模式的順序照射的光源的布置。圖3顯示的例子僅僅涵蓋了順序照射的多波長(zhǎng)的反射模式，圖5顯示的結(jié)構(gòu)還涵蓋多種方位角和反射 /透射模式。在這個(gè)例子中，貨幣501沿著貨幣處理機(jī)中的直線(xiàn)型紙幣導(dǎo)向裝置502進(jìn)行移動(dòng)。 應(yīng)該指出的是在一些實(shí)施例中，紙幣導(dǎo)向裝置502可以是彎曲的。但是，在本實(shí)施例中的直線(xiàn)型紙幣導(dǎo)向裝置使得較容易地進(jìn)行說(shuō)明。在多種方位角模式的操作中使用光源510和520。與圖3中顯示的光源類(lèi)似，每種光源510和520可以使用上述的交替的波長(zhǎng)照射經(jīng)過(guò)的紙幣501。由于光源510和520相對(duì)于紙幣501位于不同的方位角，如果紙幣包括使用光學(xué)可變油墨(OVI)印刷的特征，由行掃描攝像機(jī)550記錄的反射圖像將在兩種方位角之間變化。因此，除了交錯(cuò)式掃描來(lái)自相同光源的不同的反射波長(zhǎng)以外(如圖3所示)，本發(fā)明還可以將由不同的方位角照射所產(chǎn)生的反射圖像進(jìn)行交錯(cuò)。在不同的入射角度下，OVI產(chǎn)生不同的反射顏色(例如，紫紅色和綠色)，即使照射波長(zhǎng)對(duì)于兩個(gè)角度來(lái)說(shuō)是相同的。更重要的一點(diǎn)是，當(dāng)由不同角度進(jìn)行照射時(shí)，OVI應(yīng)該產(chǎn)生不同的反射顏色。但是，明顯的OVI的墨跡或污漬可能減少照射的方位角之間的這種差異。在這方面，通過(guò)確定如果包括在紙幣中的防偽特征是物理上足夠適合操作可行的，適合度確定具有間接的防偽益處。事實(shí)上，許多金融權(quán)威機(jī)構(gòu)可能主要根據(jù)防偽特征的適合度確定紙幣的適合度水平。如果OVI或水印變得過(guò)于破舊或很臟以至于不能準(zhǔn)確確定紙幣的合法性，就不能確定紙幣可否流通?；谖蹪n測(cè)量和防偽特征的質(zhì)量相結(jié)合的決定紙幣適合度的概念還可以通過(guò)將單獨(dú)地測(cè)量值施加到為獲得總體適合度得分的結(jié)合轉(zhuǎn)換功能而被進(jìn)一步提高(下面的圖9 中將詳細(xì)說(shuō)明)。因此，根據(jù)使用者(例如，商業(yè)銀行和中央銀行)，對(duì)紙幣適合度的決定可以具有由組合的適合度值所表示的在污漬/防偽特征之間的不同的平衡。例如，商業(yè)銀行可以?xún)A向于重新發(fā)行具有足夠良好的污漬程度而不管防偽特征的紙幣，只要紙幣已經(jīng)通過(guò)了驗(yàn)證。相反，中央銀行可能將更關(guān)注于防偽特征的質(zhì)量并使用更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于一定種類(lèi)的分類(lèi)使用者可以設(shè)置不同的轉(zhuǎn)換功能或端值。這意味著兩步轉(zhuǎn)換1)基于照射順序的污漬測(cè)量和同樣基于照射順序和其方位角的防偽磨損測(cè)量，和 2)將污漬和防偽磨損結(jié)合進(jìn)行轉(zhuǎn)換。隨著紙幣通過(guò)紙幣導(dǎo)向裝置502中的間隙，位于紙幣501后面的光源530提供了透射照射。正如污漬和墨跡將改變偏離紙幣表面的反射光一樣，它們還可以改變通過(guò)紙幣的光線(xiàn)。透射照射顯然是用于測(cè)試紙幣中水印的存在和適合度的最好方法。對(duì)于不同波長(zhǎng)的光可以對(duì)照反射照射和透射照射之間的差異。當(dāng)使用上述的其它模式的順序照射時(shí)，由反射照射和透射照射(無(wú)論什么波長(zhǎng))產(chǎn)生的圖像可以被交錯(cuò)。最后的照射光源540提供了漫射、間接的透射照射，其可以被交錯(cuò)并與直接透射照射和/或反射照射進(jìn)行比較。通過(guò)上述說(shuō)明應(yīng)該清楚的是，可能與順序照射有關(guān)的自由度可能在控制照射切換中產(chǎn)生明顯的復(fù)雜性。除了確定由攝像機(jī)掃描的每一行所使用的光源以外，控制系統(tǒng)還必須確定從所選擇的光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明用于控制順序照射的查詢(xún)表的一個(gè)例子。查詢(xún)表600被存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中。由表格中的行所示的，由攝像機(jī)所記錄的圖像的每一行都有單獨(dú)的存儲(chǔ)地址。每一列表示不同的光源，這包括在機(jī)器的全部光柱中的全部LED。圖6顯示的查詢(xún)表是僅僅包括五個(gè)圖像掃描行和四個(gè)光源的簡(jiǎn)化例子。在這個(gè)例子中，光源是在一個(gè)光柱中存在的不同顏色的LED，它們是紅色，綠色，藍(lán)色和紅外(IR)。在每一行和列的交叉點(diǎn)的數(shù)字是在記錄圖像行時(shí)被施加到每一 LED陣列的控制字節(jié)?？刂谱止?jié)確定了由正在討論的LED所產(chǎn)生的照射光強(qiáng)。在這個(gè)例子中，數(shù)值255表示完全光強(qiáng)，而數(shù)值0表示關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可以使用數(shù)值128，表示一半光強(qiáng)。將這一查詢(xún)表用于紙幣的順序照射中，掃描行1由紅光照射，而其它的LED保持關(guān)閉。對(duì)于第2行，僅僅綠色的LED開(kāi)啟。類(lèi)似地，僅僅藍(lán)色的LED在第三行開(kāi)啟，并且對(duì)于第4行，僅僅IR的LED開(kāi)啟。對(duì)于第5行，紅色，綠色和藍(lán)色的LED以全部光強(qiáng)被全部開(kāi)啟， 而IR的LED關(guān)閉，從而產(chǎn)生白光反射。對(duì)于例如圖5中顯示的例子的一個(gè)更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，查詢(xún)表除了列出掃描行的列以外還包括16列。這16列將表示在四個(gè)光柱510，520，530，540中的每一個(gè)所存在的四種不同顏色的LED(例如，紅色，綠色，藍(lán)色，IR)。掃描行的數(shù)量取決于正在成像的紙幣的長(zhǎng)度，還可以根據(jù)紙幣的種類(lèi)和/或面值進(jìn)行變化。由查詢(xún)表600表示的照射順序的例子與圖3中顯示的例子類(lèi)似，并且處于易于顯示的目的被故意簡(jiǎn)化了。但是，順序照射模式不具有如上述例子中顯示的簡(jiǎn)單重復(fù)的順序。 由于本發(fā)明允許對(duì)每一圖像掃描行的每一 LED進(jìn)行控制，因此可以根據(jù)它的特征對(duì)每種類(lèi)型的紙幣制定照射順序。紙幣的特征可以從紙幣的一個(gè)區(qū)域到另一個(gè)區(qū)域進(jìn)行變化。這些特征中的每一個(gè)可以使用照射的特定模式進(jìn)行很好地獲取(例如，顏色，方位角，反射或透射)。例如，將由不同的方位角照射的反射圖像進(jìn)行交錯(cuò)的方式最好是應(yīng)用于使用OVI印刷的紙幣區(qū)域。類(lèi)似地，將反射照射與透射照射進(jìn)行交錯(cuò)可能對(duì)于包括水印的紙幣的區(qū)域更加適合。由于貨幣的每一種類(lèi)，面值和序號(hào)的特定特征對(duì)于貨幣機(jī)構(gòu)是已知的，對(duì)貨幣的每一種類(lèi)可以制定最佳的照射順序并使用它本身獨(dú)特的查詢(xún)表將其編程到系統(tǒng)中。此外， 紙幣特征的位置將根據(jù)在攝像機(jī)的前面的紙幣的方位而變化(例如，左側(cè)或右側(cè)在前，正面或反面)。因此，還可以對(duì)正在檢測(cè)的紙幣種類(lèi)的每種可能的方位制定最佳的照射模式。圖7顯示了如何根據(jù)紙幣的特征進(jìn)行制定照射模式的一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。在紙幣 700的第一區(qū)域710，序號(hào)701在IR反射下被最有效地獲取。對(duì)于紙幣的這一區(qū)域，照射模式可以簡(jiǎn)單地使用用于可以覆蓋序號(hào)的位置的全部的掃描行的來(lái)自單一光柱的反射IR?？商鎿Q地，根據(jù)紙幣這一區(qū)域存在的其它特征，該順序可以將反射IR行與來(lái)自相同光柱的其它顏色行進(jìn)行交錯(cuò)。紙幣的中間區(qū)域720是OVI符號(hào)702。對(duì)于紙幣的這一區(qū)域，照射模式將包括多方位角反射，將由不同的入射角照射的行進(jìn)行交錯(cuò)。通常，光的相同顏色將用于兩種方位角的照射。但是，這將取決于紙幣的特定特征。紙幣的最后區(qū)域730包括水印區(qū)域703。在這一區(qū)域，照射模式可以將反射白光和透射IR進(jìn)行交錯(cuò)。雖然圖7明顯是非常簡(jiǎn)化的一個(gè)例子，它幫助顯示了順序照射如何使用除了簡(jiǎn)單的RGBIR(UV)重復(fù)順序以外的更加復(fù)雜的、制定的模式。本發(fā)明允許隨著紙幣被送入通過(guò)處理機(jī)的順序，以一張一張的標(biāo)準(zhǔn)變化用于順序照射的查詢(xún)表。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，隨著每張紙幣被送入機(jī)器中，系統(tǒng)確定紙幣的貨幣種類(lèi)，它的面值，它的序號(hào)(或生產(chǎn)年份)和它的物理方位。這一信息被用于順序照射系統(tǒng)以選擇在執(zhí)行存儲(chǔ)中的適合的查詢(xún)表。對(duì)于每張被送入貨幣處理機(jī)中的紙幣重復(fù)進(jìn)行這一過(guò)程，使得可以聯(lián)機(jī)調(diào)整順序照射。為了執(zhí)行這樣的聯(lián)機(jī)的順序照射的調(diào)整，用于確定紙幣種類(lèi)和方位的傳感器被設(shè)置在順序照射攝像機(jī)的上游。在這一結(jié)構(gòu)中，面值傳感器向下游的順序照射傳感器送入信息，然后在正在檢測(cè)的紙幣到達(dá)攝像機(jī)前選擇適合的查詢(xún)表。
但是，本發(fā)明還提供了相當(dāng)多的靈活操作，并且它可以將順序照射傳感器配制在面值傳感器的上游或者將順序傳感器本身用作面值傳感器。在這種情況下，適合度處理功能在與面值傳感器(或面值傳感器的上游)的相同系統(tǒng)中被執(zhí)行，可以使用固定的順序照射模式代替聯(lián)機(jī)調(diào)整。此外，一些處理機(jī)可以使用多種面值傳感器，其中這些傳感器中的一些利用上游獲取的信息。可以根據(jù)使用者的需求制定傳感器的數(shù)量和它們的結(jié)構(gòu)。類(lèi)似地，根據(jù)使用者的需求可以單獨(dú)或結(jié)合使用固定的照射順序和對(duì)照射順序的每張與每張紙幣之間進(jìn)行調(diào)整。圖8是用于根據(jù)本發(fā)明的順序照射的控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用順序照射的全過(guò)程來(lái)確定適合度的流程圖。這一過(guò)程始于原始數(shù)據(jù)的獲取(步驟901)。這包括使用上述方法獲取交錯(cuò)式圖像。一旦獲取到了原始圖像，下一步驟是觀察提取(步驟902)。這是基于已知文件的種類(lèi)由原始數(shù)據(jù)提取多維觀察的過(guò)程，所述的文件的種類(lèi)是特定貨幣(例如，美元或歐元)，面值和序號(hào)(例如，1996年印刷的二十美元紙幣)和出現(xiàn)在攝像機(jī)前的特定方位(例如，正面左側(cè)在前)。觀察提取還基于圖像的幾何形狀，這描述了順序照射(模式)，該模式被用于對(duì)這張紙幣的種類(lèi)獲得原始數(shù)據(jù)，以及在獲取的圖像幀(文件偏斜)中已知的文件位置和旋轉(zhuǎn)。在觀察提取后，本發(fā)明對(duì)數(shù)據(jù)使用轉(zhuǎn)換功能(步驟903)。這是將多維觀察數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到三維矢量的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換功能。這一過(guò)程可能是非常復(fù)雜的，并且可能是觀察數(shù)據(jù)的線(xiàn)性或非線(xiàn)性組合。例如，觀察數(shù)據(jù)可以是對(duì)應(yīng)于紙幣的某一矩形區(qū)域的二維數(shù)組，其中二維數(shù)組中的每個(gè)點(diǎn)是包括紅色，綠色和藍(lán)色反射值的三維數(shù)值。轉(zhuǎn)換功能可以將其轉(zhuǎn)換到包括對(duì)全部矩形區(qū)域的平均色調(diào)，飽和度和亮度值的單一的三維測(cè)量值。該轉(zhuǎn)換類(lèi)型確定了幾個(gè)被實(shí)施的轉(zhuǎn)換中哪一個(gè)特定轉(zhuǎn)換將被施加。這可以從一個(gè)測(cè)量值到另一個(gè)測(cè)量值進(jìn)行變化(對(duì)每張被處理的文件可以使用幾個(gè)測(cè)量值)。轉(zhuǎn)換參數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn)換種類(lèi)變化并控制轉(zhuǎn)換功能。轉(zhuǎn)換功能的使用利用了校正參數(shù)，這些參數(shù)是對(duì)于例如攝像機(jī)光學(xué)和去除從一個(gè)系統(tǒng)到另一個(gè)系統(tǒng)的差異的照射變化的修正。在向數(shù)據(jù)施加轉(zhuǎn)換功能之后，系統(tǒng)將結(jié)果矢量投影到參考矢量上以產(chǎn)生標(biāo)量適應(yīng)值(步驟904)。如上面說(shuō)明的，轉(zhuǎn)換功能的輸出是單一的三維測(cè)量值(S卩，在一些三維空間中的點(diǎn))。投影過(guò)程計(jì)算在這一空間內(nèi)這點(diǎn)到一些參考矢量(或“適應(yīng)值矢量”)的投影， 即，沿著矢量到將發(fā)出的測(cè)量點(diǎn)的距離。選擇測(cè)量空間和參考矢量使得沿著矢量的不同適合度的紙幣進(jìn)行分離(見(jiàn)圖10)。對(duì)每張貨幣的種類(lèi)、面值和序號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性地確定。通常，隨著紙幣變得更加不適合，紙幣將從矢量的一端向另一端移動(dòng)，使得沿著這一矢量的距離是它們的適合度水平的良好估值。目標(biāo)是選擇這一測(cè)量空間和適合度矢量， 使得可以干擾適合度的讀取(例如印刷變化或紙的變化)的其它因素將以垂直于適合度矢量的方向移動(dòng)所述的測(cè)量點(diǎn)并因此不會(huì)影響適合度的讀取。在紙幣的不同區(qū)域或在具有不同參數(shù)的相同區(qū)域，可以對(duì)每張紙幣重復(fù)多次步驟 902-904。這樣產(chǎn)生了對(duì)單張紙幣的多個(gè)適應(yīng)值。這些可以被結(jié)合以產(chǎn)生對(duì)于紙幣的單一結(jié)合的適應(yīng)值。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，不同的適應(yīng)值被結(jié)合于加權(quán)平均值(步驟905)中?？刂七@一過(guò)程的測(cè)量加權(quán)由經(jīng)驗(yàn)確定。
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在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，步驟905包括簡(jiǎn)單地選擇“最不適合的”值。在確定結(jié)合的適應(yīng)值后，系統(tǒng)使用映射表應(yīng)用水平映射(Level Mapping)(步驟 906)。這一過(guò)程使用查詢(xún)表以將文件的結(jié)合的適應(yīng)值繪制到用于將紙幣分類(lèi)的幾個(gè)適應(yīng)值中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)分類(lèi)使用了 16個(gè)適合度水平。每張文件的種類(lèi)可以具有不同的映射表。圖9中示出的方法步驟還可以適用于在相同的貨幣處理機(jī)中使用多個(gè)攝像機(jī)的相同的紙幣。由于僅僅一臺(tái)攝像機(jī)用于每一順序照射成像中，在某一時(shí)刻僅僅記錄的紙幣的一側(cè)。因此，具有其自身的相應(yīng)的光源的第二個(gè)攝像機(jī)可以被放置在處理機(jī)的另一個(gè)位置，使得同時(shí)也記錄紙幣的相對(duì)側(cè)。步驟901-906將使用這一第二位置的攝像機(jī)進(jìn)行。這種雙攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)將對(duì)紙幣的每側(cè)產(chǎn)生全部標(biāo)量適合度得分，其然后可以被結(jié)合以確定全部紙幣的適合度得分。圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的多維測(cè)量空間。圖10中表示的測(cè)量空間包括兩個(gè)軸， A和B，每個(gè)軸表示不同種類(lèi)的光的反射。例如，這兩個(gè)軸可以表示相互參照的不同的顏色 (紅色，綠色或藍(lán)色)，或者它們可以表示與單獨(dú)的顏色之一相互參照的白光反射。圖10顯示了兩種種類(lèi)的空間。較大的空間1000圍繞沿著軸A和B的測(cè)量區(qū)域的全部紙幣的區(qū)域。在這一較大區(qū)域的中間是較小的區(qū)域1010，1020，1030，它們表示紙幣的單一分類(lèi)(例如，特定的適合度)。在這個(gè)例子中，沿著A軸的測(cè)量值類(lèi)似于圖2顯示的單一光譜反射中的測(cè)量結(jié)果。 與圖2類(lèi)似，圖10中顯示的例子顯示紙幣1010和紙幣1020沿著軸A的測(cè)量中的重疊。如上面說(shuō)明的，這一重疊區(qū)域1011能使得不能區(qū)分僅僅基于光反射的一維分析的不同適合度的兩張紙幣。但是，當(dāng)由另一個(gè)角度進(jìn)行觀察時(shí)，兩張紙幣的適合度之間的區(qū)別更容易被看到。圖10顯示了當(dāng)沿著軸1040測(cè)量時(shí)，如何將適合度水平1010和1020之間的分離變得清楚。出于這一原因，軸1040可以被認(rèn)為是區(qū)別軸(或上述的適合度矢量)。然而沿著軸A的測(cè)量可以是白光的反射，軸B可以表示紅光，綠光或藍(lán)光的反射。由于不同顏色的光產(chǎn)生不同的反射(如圖4所示)，沿著軸B的亮度的測(cè)量將與軸A不同。如同軸A，沿著軸B的反射率測(cè)量可能在不同的適合度1010和1020之間具有重疊區(qū)域1050。由相互參照軸A和軸B所確定的區(qū)別軸1040顯示了，不同適合度水平1010、 1020之間的區(qū)別區(qū)域1060是隔離的，其中從單獨(dú)的軸A或軸B觀察，所述適合度水平1010 和1020都是不可見(jiàn)的。因此，本發(fā)明使用的多維測(cè)量和分析產(chǎn)生了超越現(xiàn)有技術(shù)的一維測(cè)量的具有更加精確的適合度水平的辨別。由本發(fā)明提供的適合度標(biāo)準(zhǔn)更好地與人類(lèi)感知相匹配，并且可以對(duì)流通中的紙幣的質(zhì)量進(jìn)行更好地控制。因此，較少有適合的紙幣被破壞， 并且有較少的不適合的紙幣被再次流通。上述的順序照射的方法不限于使用的貨幣。它們還可以適用于廣泛流通的例如支票，債券，股票等其它種類(lèi)的文件。雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)在上面的具體實(shí)施例中被描述并在附圖中進(jìn)行了顯示，但是將能理解的是，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的精神時(shí)， 可以進(jìn)行許多部件和元件的重新布置，修改和替換。因此，本發(fā)明意在包括落入本權(quán)利要求的范圍內(nèi)的這些部件和元件的重新設(shè)置，修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于將文件成像的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括(a)圖像傳感器；(b)至少兩種不同的光源，其中每種光源產(chǎn)生不同的照射模式；(c)查詢(xún)表，用于將所述文件分成離散的連續(xù)部分，并在成像中對(duì)所述文件的每個(gè)部分指定照射模式；和(d)用于將所述光源與所述圖像傳感器同步的裝置，以根據(jù)所述查詢(xún)表順序照射從所述圖像傳感器前面通過(guò)的所述文件，產(chǎn)生所述文件的交錯(cuò)式的多模式的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述照射模式由下列參數(shù)中的至少一種確定 顏色；相對(duì)所述文件的入射角； 反射照射與透射照射的比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中照射的所述顏色是下列顏色中的至少單獨(dú)一種或是多種的組合紅色； 綠色； 藍(lán)色； 白色； 紅外； 紫外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括多達(dá)16種的不同光源，其中每種光源產(chǎn)生不同的照射模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中對(duì)由所述系統(tǒng)成像的每種文件種類(lèi)使用不同的查詢(xún)表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述圖像傳感器是行掃描攝像機(jī)，并且其中在所述查詢(xún)表中定義的所述文件的離散的部分對(duì)應(yīng)于掃描行。
7.一種用于文件成像的方法，所述方法包括以下步驟(a)訪問(wèn)將所述文件分成離散的連續(xù)部分并在成像時(shí)對(duì)所述文件的每一部分指定照射模式的查詢(xún)表；(b)將所述文件通過(guò)圖像傳感器；和(c)隨著所述文件通過(guò)所述圖像傳感器，根據(jù)所述查詢(xún)表使用多照射模式對(duì)所述文件進(jìn)行順序照射，以產(chǎn)生所述文件的交錯(cuò)式的多種模式的圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述照射模式由下列參數(shù)中的至少一種確定 顏色；相對(duì)所述文件的入射角； 反射照射與透射照射的比較。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中照射的所述顏色是下列顏色中的至少單獨(dú)一種或是多種的組合紅色； 綠色；藍(lán)色； 白色； 紅外； 紫外。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括使用多達(dá)16種的不同光源，其中每種光源產(chǎn)生不同的照射模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括針對(duì)每個(gè)被成像的文件種類(lèi)訪問(wèn)不同的查詢(xún)表。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述圖像傳感器是行掃描攝像機(jī)，并且其中在所述查詢(xún)表中定義的所述文件的離散的部分對(duì)應(yīng)于掃描行。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于將例如紙幣的文件成像的方法和系統(tǒng)。所述的方法包括將文件通過(guò)例如行掃描攝像機(jī)的圖像傳感器，同時(shí)使用多模式照射順序地照射所述的文件。使用兩種或多種光源，每種光源產(chǎn)生不同的照射模式。查詢(xún)表將文件劃分為離散的連續(xù)部分(即，掃描行)并在成像中對(duì)文件的每個(gè)部分指定一種照射模式(例如，顏色，方位角，反射，透射)。隨著所述的文件通過(guò)所述的圖像傳感器，根據(jù)查詢(xún)表中指定的順序激活所述的光源，產(chǎn)生所述文件的交錯(cuò)式的多模式的圖像。
文檔編號(hào)G07D7/12GK102224531SQ200980147132
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者羅納德·布魯斯·布萊爾 申請(qǐng)人:德拉瑞北美有限公司