驗鈔的方法和設備的製作方法
2024-02-08 11:18:15
專利名稱：驗鈔的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及驗鈔的方法和設備。
背景技術：
眾所周知的是，通過測量鈔票的光學特性驗鈔，以及處理測量結果和驗收標準，以確定鈔票是否屬於預定的類別或面額。掃描鈔票，並將反射光或透射光，或兩者，用於測量光學特性。可以測量在不同光波長下(其中部分或全部可以是不可見光)，鈔票的特性。
例如發射器或傳感器的設備元件的特性可能隨設備和時間而不同。因此，不能依賴於設備的傳感器給出穩定且可預知的測量結果。
眾所周知，通過頻繁校準設備可緩解這種問題。可使用各種校準技術。例如，在反射系統中，反射表面可位於與發射器和傳感器相反的鈔票路徑的一側，以便當沒有鈔票出現時，通過照射該表面和檢測反射到傳感器的光量進行校準測量。該校準測量可用於調整發射器發射的光的強度和/或施加於傳感器信號的增益，以便獲得預定的測量結果。
該技術不能容易地適用於測量鈔票的透射光的系統，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，參考表面可以採用校準層的形式，當進行校準測量時，校準層移入鈔票路徑。
EP-A-0679279公開了一種設備，用於檢測偽鈔，其中鈔票手動掃過光發射器和容納在具有玻璃窗的單元中的傳感器。在該設置中，通過檢測從窗口內部反射的輻射量監視燈的光強。但是，這種設置也不適用於透射系統。
這些校準技術還存在許多缺陷。例如，當使用校準層時，校準操作需要手動執行，這在需要頻繁校準的場合是不方便和不適當的，或者，如果校準操作自動執行，則需要複雜的層驅動結構。另外，校準技術依賴於具有穩定光學特性的參考表面，而情況並非總是如此；例如，由於被灰塵汙染等，光學特性會改變。
眾所周知，通過執行傳感器測量結果的標準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，對於測量的每種顏色，相同的元件用於進行整個軌道上的測量。通過採用測量結果與沿著鈔票的整個掃描軌道的相同顏色的測量結果之和的比，使測量結果標準化(「空間標準化」)。因此，元件差異的影響可以減小。
但是，這種空間標準化測量相對於不同顏色的相對數量來說是不靈敏的，因此不適用於鈔票的精確鑑別。因此，還通過另一種技術對測量結果進行標準化。根據這種技術，通過導出每個測量結果與一特定區域中不同顏色的所有測量結果的總和的比，將該區域中不同顏色的測量結果標準化。這種「光譜標準化」技術保持了顏色信息，因此對鑑別是有用的。而且，該技術能有效地使測量結果對鈔票中每個區域的強度不靈敏，因此對鈔票上的灰塵量不太敏感。因此，新的(乾淨的)和舊的(髒的)鈔票會顯示較小的測量差量，因此改善了識別性能。但是，因為光譜標準化測量對元件差異是敏感的，而且因為強度信息減少，因此測量結果對於確定鈔票面額是不利的。
因此，儘管當前的驗鈔器處理了元件差異的問題，但這些標準化技術和校準技術均將得益於特別是(但不僅是)透射系統的改善。
發明內容
本發明的各個方面在所附的權利要求中提出。
本發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的設備中也可容易地執行校準測量。另一種解決方法涉及標準化技術，其減小了上述標準化技術的數據損失，同時提供對元件差異的補償。儘管原則上每種技術可有利地使用而不利用其它技術(本發明申請意圖覆蓋這種用法)，但是組合使用這些技術仍存在特殊的增效優點，下面進行說明。
按照本發明的第一方面，驗鈔器在鈔票路徑的一側具有發射器和傳感器，傳感器能夠利用由發射器發射並由鈔票反射(優選散射)回傳感器的光進行鈔票光學特性的測量。在鈔票路徑的另一側還存在光學裝置，能夠進行鈔票透射特性的測量。該光學裝置可以是第二傳感器，用於接收路徑另一側的發射器的光，或是第二發射器，用於使光穿過鈔票透射到路徑另一側的傳感器上。該光學裝置具有放在上面的窗口，位於該裝置和鈔票路徑之間。利用路徑第一側的發射器的光獲得校準測量結果，該光穿過鈔票路徑然後由窗口反射跨過該路逕到達該路徑第一側的傳感器上。
在該路徑的第二側上可以有不止一個光學裝置，例如發射器和傳感器，能夠在鈔票路徑的兩側進行反射和透射測量。每個光學裝置具有窗口；這些光學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讀數，儘管該設備用於進行透射測量。該窗口有助於防止灰塵和汙物積累在光學裝置和/或與例如透鏡的其相關元件上。灰塵會積累於窗口本身上；但是，這更容易地清潔，特別是在窗口平坦的情況下。
利用這種校準技術，可補償引起相對顏色等級的不確定性的元件差異。這通過考慮校準測量結果實現，該測量結果表示不同顏色等級之間的關係。
假定該窗口具有已知的恆定反射率，這種校準技術還將允許補償影響亮度級別測量結果的元件差異。但是，當使用窗口進行校準測量時，很難確保滿足這些條件，特別是在窗口積累灰塵的情況下。
按照本發明的第二方面，鈔票驗證設備通過確定每個測量結果不同於鈔票的多個不同位置的不同顏色的多個測量結果的平均值的程度，對鈔票的光學測量結果進行標準化。標準化值可以是該測量結果對該平均值的比的函數。因此，測量結果在光譜上和空間上都被標準化。該設備優選具有多個傳感器，每個掃描鈔票的一個軌道，且每個測量結果利用同一傳感器產生的其它測量結果進行標準化。
光譜上和空間上的標準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，標準化測量結果使幾乎所有信息與相對顏色等級保持相關，從而對空間標準化進行改善。而且，標準化測量結果將對整個區域上的全部亮度等級不太敏感，該區域包含作為標準化基礎的測量結果。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(從而與光譜標準化相比提供了改進)以及(ii)在一定程度上減小了由於鈔票的不同情況導致的測量結果離散(dispersion)。因此，與現有技術的兩個單獨的光譜和空間標準化技術相比，單個標準化操作(形成要處理的單個測量結果結合)可帶來好處。但是，影響顏色測量結果之間關係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準化處理和空間標準化處理的特定優點。因此沒有證據表明這種組合會帶來全部優點。但是已經發現可以獲得顯著的優點，特別是(並非僅僅)在結合校準技術使用組合的空間/光譜標準化的情況下。
尤其可以理解，組合本發明第一方面和第二方面會帶來特殊優點。第一方面的校準技術成本低、容易實施，並可以補償不能由第二方面的標準化技術完全處理的元件差異(即影響顏色測量結果之間關係的元件差異)。另一方面，如果校準技術不能補償影響測量亮度級別的元件差異，則由標準化技術代替處理，因為基於鈔票相當大區域上分布的多個顏色進行標準化的測量結果對全部亮度級別來說相對不敏感。因此，所述校準和標準化步驟產生穩定的可預測測量結果，其保持了與相對顏色級別相關的大量信息。
這樣，本發明的優選實施例是一種設備，其中校準測量結果由鈔票路徑一側的發射器和傳感器利用鈔票路徑另一側的窗口反射的光產生，所述窗口位於另一光學裝置之上，利用發射器和傳感器產生的至少一些測量結果被標準化，以獲得代表該測量結果不同於、與在鈔票上延伸的多個位置上的多個波長相關的多個測量結果的平均值的程度。
本發明還具有第三方面，其中特定位置的特定波長的測量結果相對於一測量結果組被標準化，該測量結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)的測量結果，以使標準化測量結果表示該測量結果和該組中測量結果的離散的值之間的關係。該標準化測量結果優選通過(i)和(ii)的比獲得，其中(i)為該測量結果和所述測量結果組的平均測量結果之差，(ii)代表該組中測量結果離散的值。該離散值可以是測量結果的標準差。這種技術的優點在於，減小因磨損或變化的印刷條件引起的墨水濃度變化導致的測量結果離散的效應。
本發明第三方面的標準化技術可代替上述第二方面的標準化技術使用。另一選擇是，通過(a)或(b)，兩種技術均可使用，其中(a)執行符合本發明的第二和第三方面的單個標準化操作，(b)執行各種不同的標準化技術以產生應用各個驗收準則的各組測量結果。
下面通過實例的方式參照附圖描述包含本發明的設置，，其中圖1是根據本發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單元的示意性剖面圖；圖4示出了如何為了標準化目的而分組鈔票不同區域中的測量結果。
具體設施方式圖1示意性地表示了根據本發明具有驗鈔器1的自動交易系統(例如自動販賣機)3。該驗鈔器具有至少一個接收開口11和至少一個發放開口12，用於接收和返回鈔票，還包括測量單元13，具有數據存儲器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後，由第一傳輸裝置20送入測量單元13，測量單元13包含檢查可接受性並確定面額的測量設備。所獲得的測量結果被傳送給判定單元14，判定單元14用數據存儲器30中存儲的數據對其進行處理，並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，以相應地控制傳輸系統的公共路由元件18一離開測量單元13，不可接受的鈔票就被直接傳送回發放開口12；不能再利用的可接受的鈔票由路由元件18引導到傳輸裝置23上並傳送到單向存儲器16……16i中的一個；可以再利用的可接受的鈔票由路由元件18引導到傳輸裝置24上並傳送到雙向存儲器17……17i中的一個，並保存。
雙向存儲器17……17i可由單元15控制，以將期望類型和數量的鈔票2通過傳輸裝置25送至發放開口12。
以上描述的驗鈔器1對應於現有技術的設置，並可進行如下操作。使用光學測試在單元13中測量接收開口11接收的每張鈔票，該光學測試包含在不同區域和不同光譜區域中確定鈔票的反射率和透射率。優選在分布在基本上至少一個、優選是兩個完整表面上的多個區域中掃描鈔票，以便得到多個測量結果。
然後單元14用存儲器30存儲的數據處理這些測量結果，這些數據代表大量不同的目標類別，每個目標類別對應於一個相應的真實面額，並可能利用對應於公知偽鈔的其它目標類別。許多適當的處理技術是本領域技術人員所熟知的。，眾所周知，測試步驟一般包括單獨的測試(使用不同的數據)，以確定所接收的鈔票是否屬於各個目標類別或面額中的每一種。
如果判定單元14在預定的可靠性級別內確定所接收的鈔票屬於真的目標面額，則適當的信號被發送至控制單元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)發送信號。所發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3優選結合顯示器32，並將顯示器32設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放的面額，則被送至雙向存儲器17……17i中的一個。
交易之後，例如出售操作之後，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退還預定的數量。
測量單元13優選按照EP-A-1321904(在此引入作為參考)所述進行幾何設置，以便進行反射和透射測量，但在下面所述的細節上有所不同。通過利用成對設置的模塊對鈔票的光學特性進行測量，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並排設置，並橫截(優選垂直於)箭頭A所示的傳輸方向。
如圖2所示，每個模塊的光學單元202面對對置模塊的相應單元202。這些模塊的光學單元用於發射和接收在兩個模塊之間延伸的平面中傳播的光，該平面相對於鈔票傳輸平面傾斜。
每個光學單元包括位於兩個傳感器240之間的發射器220。每個發射器可將光引到通過模塊之間的鈔票區域，該區域然後將光漫反射到鄰近的傳感器240。由發射器發射的示例性光線用260示出，280是被漫反射的光。而且，每個發射器220用於使光透過鈔票到達鈔票路徑相對側的面對模塊的相應單元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直線，在沿掃描線的多個點處進行反射和透射測量。
每個發射器包括多個發光模具(未示出)，其發出各個不同顏色的光。它們被連續驅動。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。
儘管這是優選實施例，還可具有這樣的設置，其中每個發射器發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。該電路板具有後表面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射器的光發射元件和形成每個傳感器的光接收元件。塑料外殼328固定於電路板前表面，該外殼上具有小孔。其中一些用330表示，以暴露光發射元件和光接收元件。校準發射器透鏡332由該外殼支撐，並位於發射器元件之上。類似地，校準傳感器透鏡334由外殼支撐，並位於感測元件之上。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))製成，其位於發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。儘管窗口是透明的，但入射在窗口上的光的一部分被反射而不是透射。因此，當沒有鈔票出現在模塊之間時，每個模塊的發射器的光可到達相對模塊的窗口，並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；剩餘光的大約5％被窗口後方的窗口/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射光的發射器相鄰的傳感器。在校準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之後，鈔票由探測器(未示出)感測，使控制單元15操作傳輸系統，從而將鈔票遞送到測量單元13，還將信號發送到測量單元，以啟動校準操作。在鈔票2有時間到達測量單元13之前執行校準操作。
校準操作包括被驅動成連續發射每種波長的光的每個多色發射器。對每種波長來說，讀數從相鄰傳感器中每一個獲取。假定波長數為C，並有N個傳感器，這將形成C×N個校準讀數。
校準讀數能以多種不同的方式使用，以使系統不太容易受元件差異(可能由於寬的元件容差、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，對於發射器發射的每種波長，該元件的增益被調節為不同的設置。校準讀數用於產生增益設置，其改變每個傳感器的輸出，以便在校準期間，使每種波長的讀數對應於預定值。
校準操作之後，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。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，則在鈔票的每一側進行的反射測量的總數為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行。)判定單元14利用這些測量結果確定鈔票的真實性和面額。測量結果首先由判定單元14標準化。假定測量結果表示如下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(s＝1，2)，t表示測量結果的類型(反射或透射)(t＝1，2)。標準化算法的實例如下。
實例1對於s』側的軌道n』中的每個測量結果，測量結果通過如下函數標準化MNORMc,n,p,s,t=Mc,n,p,s,tc=1,p=1c=C,p=PMc,n,p,s,t---(1)]]>每個測量結果通過將其除以在鈔票的同一側面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果的總和被標準化。(可以使用這些測量結果的平均值代替總和)。因此，每個測量結果參考沿同一掃描線的整體(或至少基本上是整體)分布的測量結果被標準化，在本實施例中這表示由同一傳感器(和同一組發射器)進行的剩餘測量。
該技術可提供直到CxNxPxSxT個標準化測量結果MNORMc′，n′，p′，s′，t′，其中S＝T＝2，每個標準化的測量值表示一個相應的第一測量值Mc′，n′，p′，s′，t′。
實例2該測量結果或者可通過如下算法標準化MNORMc,n,p,s,t=Mc,n,p,s,t-mn,p,s,tn,p,s,t---(2)]]>其中mn,p,s,t=(1/C)c=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』的測量結果的平均值，σn′，p′，s′，t′表示測量結果Mc，n′，p′，s′，t′(c＝1至C)的計算所得標準偏差(或離散的不同度量)。
例如，n,p,s,t=(1/C)c=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果進行標準化，並具有減小測量結果離散的優點，所述離散由磨損和/或不同的印刷條件導致的變化的油墨濃度引起。
該技術還可提供直到CxNxPxSxT個標準化測量結果MNORMc′，n′，p′，s′，t′，其中S＝T＝2，每個標準化測量值表示一個相應的第一測量值Mc′，n′，p′，s′，t′。
實例3根據該實例，測量結果被分組，每一組包含同一類型t的多種顏色c的測量結果。每一組中的測量結果與多個位置相關，其中至少一些(也可能全部)是連續的，並位於鈔票的同一面s或相對的面。對於不同的目標類別，所述組是不同的。映射過程用於從參數p、n、s產生一組位置標識符i＝1至I。
圖4表示了對於一個目標類別，如何從參數p、n、s產生一個測量結果組的實例。假定該組包括單個面s＝1上的測量結果，則i＝1的地方(location)對應於s＝1、p＝5、n＝2的位置(position)；i＝2的地點對應於s＝1、p＝4、n＝2的位置，等等，i＝I的地點對應於s＝1、p＝4、n＝4的位置。其它組以類似的方式形成。一些測量結果可以捨棄，即不包括在當前目標類別的任何組中。在配置驗鈔器之前的訓練過程中，可以經驗方式確定各個目標面額的不同組。定義這些組的數據可保存在存儲器30中。
然後測量結果被標準化。首先，對每組中每種顏色的測量結果進行平均。對每組g(g＝1至G)來說，有C個平均測量結果，一種顏色c』一個。每個平均測量結果表示如下Ac,g=i=1i=1Mc,g,iI---(5)]]>然後，平均測量結果以類似於實例2的各個測量結果的方式被標準化。因此MNORMc,g=Ac,g-agg---(6)]]>其中ag=(1/C)c=1c=CAc,g---(7)]]>並且，其中σg′表示組g』的平均測量結果Ac，g′(c＝1至C)的計算所得標準差(或離散的不同度量)。
例如，g=(1/C)c=1c=C(Ac,g-ag)2---(8)]]>該技術可提供直到CxG個標準化的測量結果MNORMc′，g′，每個標準化的測量值表示通過空間平均化技術獲得的一個相應的第一測量結果Ac′，g′。
實例4在該實例中，實例1和實例2的技術被組合在一起。因此，每個標準化測量結果表示如下MNORMc,n,p,s,t=Nc,n,p,s,t-nn,p,s,tn,p,s,t---(9)]]>其中nn,p,s,t=(1/C)c=1c=CNc,n,p,s,t---(10)]]>且n,p,s,t=(1/C)c=1c=C(Nc,n,p,s,t-nn,p,s,t)2---(11)]]>且Nc,n,p,s,t=Mc,n,p,s,tc=1,p=1c=C,p=PMc,n,p,s,t---(12)]]>
這樣，測量結果首先根據實例1的技術被標準化，然後進一步根據實例2的技術被標準化。因此，該技術可提供直到C×N×P×S×T個標準化測量結果MNORMc′，n′，p′，s′，t′，其中S＝T＝2，每個標準化測量值表示一個相應的第一測量結果Nc′，n′，p′，s′，t′，其本身通過標準化量Mc′，n′，p′，s′，t′獲得，Mc′，n′，p′，s′，t′從一測量結果組的各個測量結果獲得，該測量結果組從分布在鈔票的相當大的區域上的多個位置處的多種不同的波長的測量結果獲得。該過程可具有上述實例1和實例2二者的優點。
作為一種選擇，在根據實例4的技術標準化之前，選定位置的同一顏色的測量結果首先被平均化(如實例3所示)。該技術可提供直到C×G個標準化測量結果MNORMc′，g′，每個標準化測量值從通過如下操作獲得的一個相應的第一測量值得到(a)執行空間平均化技術，以獲得表示在鈔票的多個位置上平均的波長測量結果的量，並且然後(b)執行初步標準化技術，以針對一測量結果的組標準化該量，所述測量結果的組從分布在鈔票的相當大的區域上的多個位置處的多種不同波長的測量結果獲得。
在實例1和實例4中，標準化過程包括通過考慮一組測量結果對測量結果進行標準化的步驟，該組測量結果包括沿同一軌道分布的同一顏色和其它顏色的測量結果。另一選擇是，該組可包括不同區域的測量結果。該組優選包括在相當大的區域上分布的測量結果；優選包括至少10個地點的測量結果，它們優選是連續的，但也可以是不連續的。該區域根據目標面額而不同。存儲器30可包括定義用於標準化的區域的數據，其方式類似於實例3中定義用於平均的組的數據。
應該注意，實例2至4中離散值的使用，明顯不同於作為如EP-A-0560023所述的已知算法中用來定義驗收準則的數據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果產生，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值，代表測量結果在各個面額的鈔票群體中、而不是當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準化測量結果集合，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。
對測量結果進行標準化之後，判定單元14使用標準化測量結果以及由存儲在存儲器30中的數據定義的各個不同的目標類別的驗收準則，來確定鈔票是否屬於這些目標類別中的一種。本身公知的各種不同技術可用於實現這一點。但是所選擇的技術優選至少部分包括確定各種測量結果之間的關係是否與公知的相關性(例如由訓練操作確定)匹配。例如，對於每個目標類別，測量結果可以組合，以形成特徵矢量，該特徵矢量用代表逆協方差矩陣和該目標類別相關的平均值的存儲器30中的數據進行處理，以便獲得Mahalanobis距離。如果Mahalanobis距離小於預定值，則認為鈔票屬於該目標類別。否則，該測量結果用另一個目標類別的數據進行處理。當導出特徵矢量時，優選執行數據減少操作以便減少矢量的維數。例如，每條掃描線中與每種顏色相關的測量結果可以組合在一起，從而維數減少為原來的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，然後取這些結果的平均值。這樣，測量結果可用於獲得一矢量，其C×N×2×2個維度中的每一維表示如下Lc,n,s,t=(1/P)p=1p=PMNORMc,n,p,s,t-M*c,n,s,t*c,n,s,t---(13)]]>其中M*c′，n′，s′，t′是鈔票s』側上的軌道n』中的類型t』和顏色c』的所有(標準化)測量結果的所存儲的(該目標類別的)平均值，σ*c′，n′，s′，t′是這些(標準化)測量結果的對應存儲離散值(這兩個數值都是從一目標類別組群的測量結果獲得的)。其它數據減少操作也可與上述操作一起執行，或者代替上述操作。
為了減少計算次數，可以將測量結果(或通過組合測量結果獲得的值)與上和下閾值比較，該閾值與目標類別相關，僅當這些測量結果落入所述閾值內時，執行Mahalanobis距離計算。
作為另一個實例，標準化測量結果可用一組中的各個係數進行處理，該組通過利用目標類別採樣訓練神經網絡獲得，最終的值被檢查以確定鈔票是否屬於該類別。
基於上述實施例中使用的技術，用於驗鈔的標準化測量結果顯示出少量由元件差異導致的變化，同時由鈔票老化和弄髒導致的離散很小。因此，驗收準則允許增強的識別和辨別。當能夠在使用簡單結構的透射系統中進行校準時實現這一點。
各種修改也是可能的。例如，在上述實施例中，校準測量用於在驗證操作中控制施加於傳感器輸出的增益。另一選擇是，校準測量可用於(a)確定在校準操作中發射器用來照射鈔票的強度；或者(b)確定在校準操作中所獲得的測量結果的數字調整量。
這些可能性中的兩個或多個可以組合在一起。例如，校準測量可用於儘量高地設置發射器強度，而不使接收發射光的任何傳感器飽和。然後在這種設置下進行的進一步的校準測量可用於產生係數(表示預定值和實際校準測量結果之間的比)，然後該係數用於修正在驗證過程中產生的相關測量結果(在其標準化之前)。
權利要求
1.一種檢查鈔票的方法，該方法包括執行驗證操作，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特性；標準化所述測量結果；以及將驗收準則應用於所述標準化測量結果，以確定它們是否代表目標鈔票類別；其特徵在於每個測量結果相對於一測量結果組被標準化，所述測量結果組包括多個測量結果集合，每一集合包括在鈔票的相當大區域上分布的多個位置處的、各個不同波長的測量結果。
2.如權利要求1所述的方法，其中每一集合的測量結果至少沿鈔票掃描線的基本上整個長度分布。
3.如權利要求2所述的方法，其中每個測量結果組由多個測量結果集合形成，所述集合全部通過掃描一公共線獲得。
4.如前述任一項權利要求所述的方法，其中每組的測量結果利用與其它組測量結果不同的相應的傳感器形成。
5.一種檢查鈔票的方法，該方法包括執行驗證操作，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特性；從測量結果導出標準化測量值；以及將驗收準則應用於所述標準化測量值，以確定它們是否代表目標鈔票類別；其特徵在於所述標準化測量值通過以下步驟獲得(i)將從測量結果獲得的第一測量值分類為測量結果的組，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)導出標準化測量值，每一個標準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係。
6.如權利要求5所述的方法，其中每個標準化測量值代表以下二者之比(i)相應的第一測量值和所述測量結果組的測量值的平均值之差，和(ii)所述離散值。
7.如權利要求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果進行平均，導出每個第一測量值。
8.如權利要求5或6或7所述的方法，其中每個第一測量結果通過標準化操作導出，在所述標準化操作中，相對於從在鈔票的相當大區域上分布的多個位置的多個不同波長的測量結果導出的測量結果組，標準化代表鈔票上至少一個位置處的一波長的測量結果的量。
9.如前述任一權利要求所述的方法，包括如下步驟執行校準操作以獲得與鈔票無關的校準測量結果；以及根據校準測量結果影響驗證操作，以補償元件差異。
10.如權利要求9所述的方法，其中校準操作包括操作在鈔票路徑一側的發射器；以及使用位於所述鈔票路徑一側的傳感器檢測由發射器發射的光，以及從所述鈔票路徑另一側的窗口反射的光。
11.如權利要求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)所述窗口位於其上的光學裝置和(ii)所述發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，該方法包括執行驗證操作，該驗證操作包括利用均位於鈔票路徑一側的發射器和傳感器進行反射測量，並利用鈔票路徑另一側的光學裝置以及發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特性；以及將驗收準則應用於測量結果，以確定它們是否代表目標鈔票類別；該方法進一步包括如下步驟執行校準操作以獲得與鈔票無關的校準測量結果，以及根據校準測量結果影響驗證操作，以補償元件差異；其特徵在於該校準操作包括操作所述發射器；以及利用所述傳感器檢測由發射器發射並從所述鈔票路徑另一側的窗口反射的光，所述窗口位於所述光學裝置之上。
13.如權利要求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裝置，這些裝置具有公共窗口。
14.如權利要求10-13中任意一項所述的方法，其中該窗口具有面向發射器和傳感器的平坦表面。
15.如權利要求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)根據校準測量結果控制驗證操作期間發射器用來照射鈔票的強度；(b)根據校準測量結果控制驗證操作期間施加於傳感器輸出的增益；以及(c)根據校準測量結果對驗證操作期間獲得的測量結果進行數字調節。
16.如權利要求10-15中任意一項所述的方法，用於驗證設備，該設備包括多個發射器和多個傳感器以便在驗證操作中能夠對沿橫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，且其中校準操作包括對應於校準操作中測量的每個位置和波長，利用所述發射器和傳感器進行校準測量。
17.如權利要求10-16中任意一項所述的方法，驗證操作包括利用各個發射器/傳感器對，在鈔票路徑的每一側進行反射測量，一發射器/傳感器對的發射器和另一發射器/傳感器對的傳感器也用於進行透射測量。
18.一致用於檢查鈔票的設備，該設備設置成根據如前述權利要求中任意一項所述的方法進行操作。
全文摘要
本發明涉及驗鈔的方法和設備。一種驗鈔器，在不同波長下進行反射和透射的光學測量。鈔票路徑一側的發射器和傳感器利用從路徑另一側的窗口反射的光進行校準測量，所述窗口位於另一個光學裝置之上。優選利用代表測量結果離散的值，基於分布在例如沿相關掃描線的相當大的區域上的不同波長的多個測量結果對每個測量結果進行標準化。
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 優先權日2006年5月31日
發明者C·沃塞爾 申請人:Mei公司