專利名稱：通用紙幣特性鑒別器和確認器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鑒別文件的類型和合法性的裝置。確切地說，本發(fā)明涉及鑒別流通貨幣共同特性和真實性的裝置。
背景技術：
以前曾開發(fā)過大量裝置用來鑒別文件并確定它們的真實性。同樣，從前也開發(fā)過為了確定紙幣和流通貨幣特性和真實性的裝置。這樣的裝置通常測定所提供紙幣的各種特性并以檢測的特性為依據(jù)，對所提供紙幣給出一個特性和/或真實性的指示。現(xiàn)有技術所有這樣的裝置都有局限性。
許多現(xiàn)有技術的裝置在檢測紙幣性質時要求紙幣準確排齊。這要求裝置包括一個排紙幣的機構并往往限制了可以處理紙幣的速度。另外，有一些裝置要求所提供的紙幣在檢測時以一種特殊的方法定向。這就限制了裝置的使用，因為紙幣往往不能以統(tǒng)一取向提供。
現(xiàn)有技術許多用于確定紙幣特性和合法性的裝置僅有能力處理少數(shù)紙幣類型。這樣在另一些紙幣類型不能處理時就出現(xiàn)各種障礙。這樣一些現(xiàn)有技術的裝置通常僅為用于一種貨幣類型而被制造的，例如為某個特定國家的貨幣。通常它很難或不可能使這種裝置適用于處理具有不同物理性質的許多國家的貨幣。而且，在同一個國家里很可能也難以使這種裝置適用于新印的紙幣系列。
許多現(xiàn)有技術的裝置還適合于被偽造紙幣的危害。這就使生產高精度偽造的貨幣復制品變得更容易。模仿由現(xiàn)有技術的紙幣特征鑒定器和驗證器測出的性質，往往使偽造的紙幣可能被接受。
為使接受偽造物的風險減到最小，現(xiàn)有技術裝置中接受標準的范圍常常被設定得更窄。但是，由于使用，紙幣在流通中可能相當快地改變性質。由于觸摸和磨損，紙幣在流通中可能改變它們的性質。紙幣可以變臟或被墨水或其它物質打上污跡。紙幣也可能由于連同衣物一起被誤洗或由于暴露在水中或陽光下而失去其顏色。在接受標準設定得太嚴時，現(xiàn)有技術的貨幣特性鑒別器和驗證器可能拒絕那些展現(xiàn)了這種特性的有效紙幣。
當今可以買到的紙幣特性鑒別器和驗證器也可能很難編程和標定。這種裝置，特別是他們必須具有處理一種以上紙幣類型的能力時，可能要求花費很大的力量在設置和編程上。另外，這種裝置可能要求初始標定然后是頻繁的周期性的再校準，并要求調整保持適當?shù)木鹊燃墶?br> 現(xiàn)有技術的紙幣特性鑒別器和驗證器，特別是那些有較大容量的，經常占有很大的實際空間。這就限制了它們的安裝場所。還有，這種裝置也往往有相對的高價格，限制了它們對一些特殊處理和應用的合適性。
于是，存在對流通紙幣特性鑒別器和驗證器的一種需要，它的精度要更高，要有較大容量，更快的鑒別和驗證速度，尺寸更小，價格更低。
發(fā)明的陳述本發(fā)明的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性，操作迅速。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性，并不要求紙幣作特殊的排列和定向。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性，它可以鑒別已顯出種種磨損和老化狀況的紙幣。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性，它能處理的流通紙幣類型和尺寸范圍很寬。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性，很容易做運行設置。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性，且尺寸緊湊。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性，使用和制造都很經濟。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種裝置，它可指出紙幣的特性，工作可靠。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種鑒別關系到紙幣類型的方法。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種鑒別關系到紙幣類型的方法，它很精確。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種鑒別紙幣的方法，它能鑒別有各種磨損和老化狀況的紙幣。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種鑒別紙幣的方法，它能用于品種很寬，取向不同的紙幣。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種鑒別紙幣的方法，它可以由控制電路很快執(zhí)行。
本發(fā)明進一步的目的是要提供一種鑒別紙幣的方法，它能用于排列不一致或不在一特定取向上的紙幣。
本發(fā)明還有的各種目的將顯然于以下實施本發(fā)明的各種最佳方式中和所附的權利要求中。
在發(fā)明的一個較佳實施例中，由提供顯示紙幣類型的裝置和方法實現(xiàn)上述的各種目的。裝置適宜用于提供說明流通紙幣特征的信號。該裝置也可提供有關紙幣取向和/或真實性的指示。
本發(fā)明最好與輸送紙幣的輸送器聯(lián)用。在輸送器里紙幣移動的橫向安排有多個相隔開的象點檢測部件。在本發(fā)明的一個較佳形式中使用了三只象點檢測部件，雖然在本發(fā)明的其他實施例中可以包含這種部件的不同數(shù)量。
每一個部件包含一個射線源，它由多個發(fā)射器組成。每一個發(fā)射器以不同的波長產生射線。在本發(fā)明的較佳形式中使用了四只發(fā)射器。這些發(fā)射器一般跨占可見光和紅外頻段。在本發(fā)明的較佳形式中，這些發(fā)射器在每一部件內包含紅，綠，藍和紅外線的發(fā)射器。一個部件中的每一個發(fā)射器，對準照射正在通過的紙幣上的一個點。
每一個象點檢測部件包含一個第一檢測器。紙幣在輸送器里通過時，第一檢測器位于紙幣的第一側。相對于發(fā)射器來說第一檢測器最好處于中心位置。第一檢測器檢測由發(fā)射器發(fā)射，從紙幣上的測試點反射的射線。
每一個象點檢測部件也包含一個第二檢測器。第二檢測器在第一檢測器對面位于紙幣的第二側。第二檢測器檢測由各個發(fā)射器發(fā)射的通過紙幣上測試點的射線。
本發(fā)明的裝置包含一個電路，它與數(shù)據(jù)存儲器銜接運作。該電路可按一程序操作起動各象點檢測部件內的各發(fā)射器。按照本發(fā)明的一種形式，依該程序同一類型的全部發(fā)射器同時產生射線，而其他類型的所有發(fā)射器全不發(fā)射。換句話說，該程序可以規(guī)定象點檢測部件里的各個發(fā)射器在不同的時間點上接通。但是，在較佳實施例中，當傳感器正在讀取時，在任一時間上，象點檢測部件內只有一個發(fā)射器被起動。發(fā)射器最好按該程序連續(xù)地起動。
當紙幣在輸送器中接近象點檢測部件時，發(fā)射器被定序許多次。因此，在每一張通過的紙幣上排成一排的三組測試象點被檢測。
對于各個測試象點，檢測反射系數(shù)的第一檢測器響應各個發(fā)射器而產生一第一信號。各第一信號表示一相應發(fā)射器從測試點上反射的射線量。同樣，第二檢測器響應各個發(fā)射器透過紙幣上的檢測點的射線而產生表示此光量的第二信號。
所述電路可運作，接收分別來自第一和第二檢測器的第一和第二信號，并對此響應而生成反射系數(shù)和透射數(shù)值。對每一個檢測點產生四個反射系數(shù)和四個透射數(shù)值。同樣，由三個象點檢測部件同時對紙幣檢驗的每排三個檢測點就產生十二個反射系數(shù)值和十二個透射數(shù)值。在本發(fā)明的較佳形式中，當紙幣移經象點檢測部件時一般約檢測29行測試點。因此，該電路對每張紙幣產生約348個反射系數(shù)和348個透射數(shù)值。
對于各種取向和各空間位置內的許多種紙幣類型，存儲器里的數(shù)值與其反射系數(shù)值和透射系數(shù)值相對應。該電路可有效地從數(shù)據(jù)存儲器里的數(shù)值產生儲存數(shù)值組。儲存數(shù)值組根據(jù)紙幣的歪斜角產生，在紙幣經過檢測部件時，測出歪斜角。該電路產生許多儲存數(shù)值組，各自對應一張?zhí)囟ǖ募垘牛匦?，取向以及紙幣的位置?br> 該電路可以運作，計算出表示紙幣的反射系數(shù)和透射數(shù)值的檢測數(shù)值組和各儲存數(shù)值組之間的相關度的數(shù)值。通過對各檢測數(shù)值組和各儲存數(shù)值組之間相關度的比較，求出最高相關值。最高相關度與通過紙幣輸送器產生檢測數(shù)值組的紙幣特定性質和取向相對應的一儲存數(shù)值組有關。該電路運作產生一個指示它所鑒定的紙幣類型的信號。
在本發(fā)明的較佳形式中，電路可運作把最高相關值同一設置閾值作比較。即使被磨損的紙幣和那些經過濫用的紙幣與正確紙幣類型的儲存數(shù)值組也顯示出相當高的相關度，但是只要其相關度不超過該設置閾值，那末該紙幣就不能被確認，或者它可能是偽鈔，或者它可能被鑒別和判定不適合被再使用。該電路會產生指明這些情況的信號。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明鑒定紙幣用裝置的一個較佳實施例的示意圖。
圖2是三只象點檢測部件檢測在移動的紙幣上測試點的等尺寸原理視圖。
圖3是象點檢測部件示意視圖。
圖4是簡略示意圖，它演示在本發(fā)明裝置的工作中，來自測試紙幣的一檢測數(shù)據(jù)值組如何與眾多紙幣性質和取向的預先儲存數(shù)值組相關。
圖5是簡略示意圖，它演示對于一張?zhí)囟垘蓬愋?，計算出代表一組檢測數(shù)據(jù)值和儲存數(shù)據(jù)值組之間相關度數(shù)值的過程。
圖6是三個象點檢測部件檢測數(shù)據(jù)和計算表示檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組之間相關度的數(shù)值的簡略示意圖。
圖7是本發(fā)明較佳實施例的數(shù)據(jù)存儲器里儲存數(shù)值的簡略示圖，并簡略說明這數(shù)據(jù)如何與檢測數(shù)值組相關。
圖8是紙幣在歪斜狀態(tài)通過本發(fā)明裝置時的簡略示意圖。
圖9是簡略示意圖，表示本發(fā)明的電路響應從圖8中所示的歪斜紙幣的象點檢測部件來的信號而產生數(shù)據(jù)的過程。
圖10是圖9中所示的數(shù)據(jù)為計算表示相關度的數(shù)值而移動的表格式示圖。
圖11是簡略示意圖，它演示歪斜紙幣的檢測值數(shù)據(jù)如何與本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲器里儲存數(shù)據(jù)相關。
圖12是簡略示意圖，表示本發(fā)明較佳實施例中執(zhí)行相關程序的步驟。
圖13是本發(fā)明較佳實施例中控制電路的原理視圖。
圖14是圖象化示圖，表示從對歪斜紙幣作橫向安排的檢測部件得到的反射信號，由控制電路用該信號來確定歪斜角。
圖15是歪斜紙幣和三個橫向安排的檢測部件的原理視圖，該檢測部件與圖14中圖象所示的數(shù)據(jù)相對應。
實施發(fā)明的各最佳方式現(xiàn)在參看附圖，特別是圖1，在此所示的本發(fā)明裝置的一個較佳實施例一般表示為10。該裝置包含紙幣輸送器12。輸送器最好是皮帶式的，它將像流通紙幣那樣的紙張一次一張從入口端14向出口端16移動。像紙幣那樣的紙張在輸送器12上以箭頭A指出的方向移動。
本發(fā)明的裝置也包含多個象點檢測部件18。本發(fā)明的較佳形式包含三只象點檢測部件，它們在紙幣移動方向的紙幣橫向相互隔開(見圖3)。
各象點檢測部件包含圖上以20示意表示的反射系數(shù)檢測器。每一個象點檢測部件18也包含圖上以22示意表示的透射值檢測器。如圖1所示，反射系數(shù)檢測器20與圖上以24示意表示的控制電路關聯(lián)運行并向它輸出各個第一信號。透射值檢測器22也與控制電路24關聯(lián)運行，透射值檢測器向那兒輸出各個第二信號?？刂齐娐?4與示意表示的數(shù)據(jù)存儲器26關聯(lián)運行，下面要敘述保持儲存數(shù)值的方式。
本發(fā)明的裝置也可以在某些實施例中包含附加確認傳感器28。附加傳感器28最好檢測正在通過的紙幣上一些不被象點檢測部件所檢測的特性。附加傳感器可以包含，例如，磁性傳感器，或檢測正在通過的紙幣或紙張上的鑒別條形碼的傳感器。附加傳感器28不構成本發(fā)明的一部分，在此也不再進行討論。但是要明白，許多類附加傳感器可以與本發(fā)明聯(lián)用，這些傳感器的輸出信號可以通過合適的電子元件在控制電路24中處理和分析。
象點檢測部件18較詳細地展示在圖2和3中。每個象點檢測部件包含反射系數(shù)檢測器20，它在本發(fā)明較佳形式中包含一只光電元件。反射系數(shù)檢測器20位于正經過的紙幣的第一側，它展示在圖2的幻影內。輸送器12將紙幣30移動通過象點檢測部件。
每一個象點檢測部件18包含四個發(fā)射器32。發(fā)射器32一般位于各個反射系數(shù)檢測器20附近，并圍繞各反射系數(shù)檢測器。每一個象點檢測部件包含幾個發(fā)射器，其波長一般在可見光和紅外線波段的范圍內。在所敘述的實施例中每一個象點檢測部件包含一個藍色發(fā)射器，一個綠色發(fā)射器，一個紅色發(fā)射器，和一個紅外線發(fā)射器。在本發(fā)明較佳形式中，發(fā)射器是發(fā)光二極管(LED)，它可做選擇性操作，一般在特定波長上產生單色光。在本發(fā)明的其他實施例中，可以使用其他類型的發(fā)射器和波長。
象點檢測部件中每一個發(fā)射器32的取向是將射線指向并聚焦到檢測點34上，所述檢測點被顯示在一通過紙幣的相鄰表面上。在本發(fā)明較佳形式中，因為有三個象點檢測部件，紙幣的性質在橫跨紙幣相互隔開的三個檢測點34上被同時采樣。如圖3詳示，發(fā)射器32發(fā)出的射線，從每個測試點34反射到象點檢測部件的反射系數(shù)傳感器20上。反射光經過凸透鏡36趨近各自的反射系數(shù)檢測器，并在其上進一步將反射光聚焦。
發(fā)射器32發(fā)出的射線，也經過紙幣上各測試點。透射過去的射線到達各象點檢測部件18的透射值檢測器22。在本發(fā)明較佳形式中，每一個透射值檢測器22包含一個光電元件。因此，在反射系數(shù)檢測器20檢測到從測試紙幣上反射出的一個發(fā)射器射線時，透射值檢測器22同時檢測到透射通過測試紙幣的同一個發(fā)射器的射線。
在本發(fā)明較佳形式中，控制電路24可運作有選擇性地起動各個發(fā)射器32?？刂齐娐穫€別地起動各象點檢測部件中各類發(fā)射器，使得任何時候象點檢測部件內只有一個發(fā)射器產生射線。
在一種實施例中，控制電路24可運作同時起動各象點檢測部件18中的同類發(fā)射器。例如，每一個象點檢測部件中所有藍色發(fā)射器被起動以同時產生射線。在此之后，所有藍色發(fā)射器熄滅，而每一個象點檢測部件中所有綠色發(fā)射器被起動。在此之后，所有綠色發(fā)射器熄滅，而每一個象點檢測部件中所有紅色發(fā)射器被起動。當紅色發(fā)射器熄滅時，紅外線發(fā)射器被起動。紅外線發(fā)射器熄滅時，該程序繼續(xù)重復。另一種選擇，可以“字幕”式起動發(fā)射器，使每一個部件里的特定類發(fā)射器，在被讀出以前先接通一段時間，而同一類型的各個發(fā)射器在不同的時間點上被讀出。這種方法有其優(yōu)點，可以使發(fā)射器在被控制器讀出以前先穩(wěn)定下來。當然，在其他實施例中，發(fā)射器的順序可以有所不同。
發(fā)射器個別地和順序地很快發(fā)射，致使對一個測試點34每個發(fā)射器接通一次。測試點最好是不連續(xù)的，而且盡管紙幣在移動，在一個程序之內各個發(fā)射器一般將光線對準在紙幣的相同點上。
精通這一技術的人從前面的說明中可以知道，每一個反射系數(shù)檢測器20對每一個測試點34產生四個第一信號。四個第一信號是分別響應藍色，綠色，紅色，和紅外線發(fā)射器的射線而產生的。同樣，每一個透射值檢測器22對每一個測試點34產生四個第二信號。對于從象點檢測部件的四個發(fā)射器中每一個發(fā)射器發(fā)出又透射過測試點的射線，只有一個第二信號。
控制電路24接收到這些第一信號中的每一個，而且運作響應各個信號而產生反射系數(shù)值，它表示各個發(fā)射器從紙幣30上反射的光量。同樣，控制電路24可運作響應從透射值檢測器22來的四個第二信號中每一個而產生透射數(shù)值。每一個透射數(shù)值表示各發(fā)射器透射過測試點的光量。因為橫跨紙幣間隔放著三只象點檢測部件18，所以第一電路可運作，為紙幣上每行3個測試點34產生12個反射系數(shù)值和12個透射數(shù)值。
在本發(fā)明較佳形式中，控制電路24可運作，極快地啟動象點檢測部件中的發(fā)射器。這樣做，使測試點保持不連續(xù)而緊密被測試的狀態(tài)。最好是在紙幣通過輸送器里三個象點檢測部件18時檢測許多測試點。在本發(fā)明較佳形式中，起動象點檢測部件，以便每一個象點檢測部件在一張標準美鈔上檢測大約29個測試點。這意味著在一張普通紙幣上一般來說要檢測(29×3＝87)測試點。因為每一個測試點要產生4個透射系數(shù)和4個反射系數(shù)(87×8＝696)，即每一張紙幣大約要收集696個數(shù)據(jù)。
輸送器12最好以這樣的速度移動，使在一秒鐘內有15張標準美鈔移動經過象點檢測部件。當然，在其他實施例中，可以用不同數(shù)量的測試點數(shù)，不同數(shù)量的數(shù)據(jù)值和不同的紙幣速度。
本發(fā)明的一個基本優(yōu)點是，發(fā)射器產生的射線占有可見光以及紅外線頻譜。這就提供幾種信號，它們在反射和透射的兩個方式中，以許多各不相同的波長來測試紙幣合法性。這就使得能收集到比早先類型的紙幣特性鑒別器和確認器有更多的關于紙幣圖象和材質方面的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還有一個基本優(yōu)點，就是可以鑒別許多類取向不同的紙幣。正如以后所闡明的，本發(fā)明較佳形式不要求紙幣在紙幣方向上或者在紙幣通道的橫向上精確排齊。
如圖4中示意性的表示，交給本發(fā)明做鑒定和確認的紙幣可以是許多類型中的一種。本發(fā)明的較佳形式配置為鑒定20種不同特性的紙幣。當然，本發(fā)明的另一些實施例可以分析不同數(shù)量的紙幣特性。但是，本發(fā)明的較佳形式中沒有要求傳送的紙幣要以特定方式取向。因此，紙幣可以正面向上或正面向下傳送，也可以紙幣上部在前，或以紙幣下部在前。為使一種特定類型的紙幣得到鑒別，本發(fā)明必須在全部四個取向上能處理傳送的紙幣。
在圖4中，檢測數(shù)值組38展示了表示從測試紙幣來的一組檢測數(shù)據(jù)。如以前所討論的，一個較佳實施例中，這檢測數(shù)值組一般將包含一個24×29的數(shù)組。這是因為每一行3測試點產生24個數(shù)值(12個反射系數(shù)和12個透射系數(shù))而紙幣上一般有29行測試點。
圖4右邊表示儲存數(shù)值組40。在本發(fā)明較佳形式中，儲存數(shù)值組由控制電路24產生。從紙幣產生的檢測數(shù)值組38與每一個儲存數(shù)值組40作相關比較。圖4中展示了80個儲存數(shù)值組。這代表20種紙幣特性對每一種紙幣乘以四種可能取向。
如以后要詳細闡述，在本發(fā)明較佳形式中，大大多于80個儲存數(shù)值組與檢測數(shù)值組進行比較。這是因為裝置必須判斷不僅僅特定類型的紙幣(從80種紙幣類型和取向中)，也還必須判斷盡管是在紙幣輸送方向上或是在紙幣方向的橫向其位置可能被移動了，或者是相對于輸送方向可能歪斜了的紙幣。
控制電路計算代表檢測數(shù)值組(它表示來自被測紙幣的反射系數(shù)和透射系數(shù)值)和儲存數(shù)值組之間相關度的數(shù)值的過程，簡略地展示在圖5中。為由控制電路24進行相關度計算，檢測數(shù)值組38被認為是(X)數(shù)據(jù)。標作42的儲存數(shù)值組中的數(shù)據(jù)值被認為是(Y)數(shù)據(jù)。相關度按照以下公式計算Cx,y=Σ(xi-μx)(yi-μy)σxσy]]>其中
Cx，y是相關系數(shù)。
xI是檢測數(shù)值組數(shù)據(jù)中的檢測值。
yI是儲存數(shù)值組中的相應值。
μx是相關檢測數(shù)值組部分中的數(shù)值平均值。
μy是相關儲存數(shù)值組相應部分中的數(shù)值平均值。
σx是相關檢測數(shù)值組部分中檢測數(shù)值的標準偏差。
σy是儲存數(shù)值組相應部分中的標準偏差。
如將會知道，相關系數(shù)越大，被比較的檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組之間的相關度越高。高數(shù)值說明儲存數(shù)值組符合于產生檢測數(shù)值組內數(shù)據(jù)的特定類型測試紙幣。
現(xiàn)在轉向圖6，這兒簡略地展示了紙幣經過象點檢測部件18時由紙幣產生的一檢測數(shù)值組44的情況。如圖6上部所示，檢測數(shù)值組44是一個24×29的矩陣。圖6下部所示，是一個同樣大小的儲存數(shù)值組46，它是控制電路用以后要闡述的方式從數(shù)據(jù)存儲器26中的數(shù)據(jù)產生的。
在本發(fā)明較佳形式中，包含三列在檢測數(shù)值組44中表示一種顏色和方式的“x”值的各個組，被檢驗與儲存數(shù)值組46中三列相應數(shù)值之間的相關性。對每一個三列組內的數(shù)值，計算相關系數(shù)。由控制電路將每八個三列組的相關系數(shù)乘在一起，求出一個總相關值，它說明檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組之間的相關度。
在本發(fā)明的一種形式中，反射系數(shù)的眾數(shù)值的相關系數(shù)值先乘在一起，求出反射系數(shù)的總相關值。此后，對透射系數(shù)的眾數(shù)值所有相關系數(shù)值也這樣做，求出透射值的總相關值。這些總數(shù)值然后被乘在一起，以求得一個最終的數(shù)值，它說明儲存數(shù)值組和測試紙幣的相關性。
分別計算反射系數(shù)值和透射系數(shù)值有這樣的優(yōu)點，即個別數(shù)值可以由控制電路根據(jù)其程序個別進行分析。在一些實施例中可能這是較佳的。例如，總反射系數(shù)的高相關性而對透射系數(shù)的相關性并不高可能說明紙幣的某些性質，這些性質表示有充分理由使紙幣離開流通。
其他實施例可能以其他方法組合相關值，例如按照波長或射線量組合。在其他實施例中，根據(jù)紙幣以及所要考慮的性質，分析時相關值的組合可以不同。因為本發(fā)明所產生的儲存數(shù)值組是以矩陣形式安排的，所以可以用控制電路的編程詳細分析紙幣上某些物理區(qū)。于是，在本發(fā)明的一些實施例中，檢測和儲存數(shù)值組的產生方法和相關值的計算方法可以為感興趣的紙幣性質和區(qū)域而特制。
正通過本發(fā)明裝置的紙幣的特定類型，一般由與檢測數(shù)值組之間具有最高總相關度的儲存數(shù)值組說明。這儲存數(shù)值組與一種紙幣類型相對應，例如，以一個特定取向方式的一種特定的紙幣性質。一旦控制電路判定了具有最高相關度的儲存數(shù)值組，于是，這個數(shù)值組，在紙幣經過時，為此產生一個信號，它說明已判定通過的紙幣就是它那種特定類型。
在某些實施例中，也需要指出一些情況，其中正通過的紙幣與所有可能的紙幣類型有較低的相關度。這說明可能是一張偽造的紙幣，一張外國紙幣或一張由于撕壞，污垢，磨損，或不相干的標跡而不能接受來再使用的貨幣?？刂齐娐?4可運作提供一個指示，不僅可指出這張與檢測數(shù)值組有最佳相關性的紙幣的性質，還可以說明，如果計算出的最高相關度低于一個設置閾值，就表示是一張偽鈔或不能被接受的紙幣。
另一種選擇，本發(fā)明裝置的控制電路可以配置成包含幾個設置的相關度閾值。這些閾值可以對應于被懷疑為偽鈔的或有嚴重損壞的紙幣，以及對應僅僅顯出磨損痕跡，老化特征或經濫用，使它們不能被接受來返回流通的紙幣。由于本發(fā)明的較佳形式提供了數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不論是磨損，污垢，或不相干的標跡，通過共同特性都能精確鑒別紙幣，因此，可能作出有關紙幣質量這樣的判斷，也可以鑒定紙幣的類型。
本發(fā)明還提供一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有利于專門為檢測偽鈔的目而使用。本發(fā)明在很寬的輻射頻譜上有既檢測反射系數(shù)，又檢測透射值的能力，和將檢測數(shù)值組與本征紙幣的儲存數(shù)值組進行比較的能力，使之能夠在射線的特定波長上設置幾個閾值。有些射線波長可以提供除偽鈔和不能接受的紙幣以外的其他數(shù)據(jù)。在那些貨幣性質不同，貨幣的色制也各異的國家里，這就特別適用。本發(fā)明的控制電路可以為此目的進行編程來萃取和詳細分析萃取的相關數(shù)據(jù)。
盡管在先前敘述過的本發(fā)明的實施例中，為對應于3列數(shù)據(jù)的數(shù)值組計算相關系數(shù)，而這些相關系數(shù)然后被組合，在其他實施例中，為了計算相關系數(shù)可以利用由檢測數(shù)據(jù)其他部分組成的數(shù)值組。這些相關系數(shù)然后被組合起來以產生一個最終數(shù)值，它表示與儲存數(shù)據(jù)值之間的相關性。例如，可以在檢測數(shù)據(jù)的各列或各排和儲存數(shù)據(jù)之間計算相關數(shù)值。這些相關數(shù)值然后被組合。作為一種選擇，可以與各方式(透射/反射)有關的12列為基礎計算相關值，然后將2個數(shù)值組合起來。作為一種選擇，可以對檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組內的全部數(shù)據(jù)計算單一相關值。已經敘述過的，對3列數(shù)據(jù)計算相關系數(shù)，然后將它們組合起來的方法，該方法已被發(fā)現(xiàn)，對于美鈔工作得很好。但是，對其他類型的紙幣或文件，或其他結構的傳感硬件，計算相關系數(shù)以及然后將它們組合起來的其他方法，在指明測試紙幣或文件的同一性上，也可能會被證明工作得很好。
再參考圖6，應該注意，在所示的本發(fā)明實施例中，一般檢測數(shù)據(jù)的前四行和一般這種數(shù)據(jù)的后三行，當紙幣在紙幣通道內橫向排齊時，不與儲存數(shù)值組相關。一般來說，在包含22行和24列的檢測數(shù)值組與儲存數(shù)值組之間計算相關度。如以后闡明，來自紙幣檢測數(shù)據(jù)的前四行和至少最后三列，一般被用來計算紙幣是否在紙幣通道被橫向歪斜，也用來確定紙幣的長度是否正確。假如紙幣是歪斜的，控制電路通過在數(shù)據(jù)存儲器里選擇數(shù)值產生儲存數(shù)值組，它相應地被轉換成與計算的歪斜角一致的數(shù)值組。還有，對精通這一技術的人可以知道，假如紙幣“長過”正確紙幣，會使它對多于應有的測試點產生數(shù)據(jù)。這就會被控制電路鑒別為一張可疑的或偽造的紙幣并被拒絕或做相應處理。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，經過輸送器上象點檢測部件的紙幣，為做鑒定，既不需要在紙幣方向上，也不需要在橫的方向上排齊。為達到這點，紙幣通過時，在比象點檢測部件檢測的象點間距近得多的間距上，數(shù)據(jù)存儲器包含了全部可鑒定紙幣類型的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的較佳形式中，以通過輸送器的紙幣上測試點間距的四分之一增量距離收集和儲存數(shù)據(jù)。當然，在本發(fā)明的其他實施值中可以采用不同的增量。
在圖7中，示意地展示了一個檢測數(shù)值組38。第一模板48表示一種特殊類型的紙幣特性，它在輸送器中經過3象點檢測部件的中心。因此，在圖7中，被標記為具有“0”偏置。第一模板48中所示的數(shù)值，是對一個特定紙幣類型，以通過紙幣上測試點間距的四分之一遞增的24個透射系數(shù)值和反射系數(shù)值。因此，在較佳實施例中，第一模板48會是一個24×(29×4)116的矩陣數(shù)值。
用于與檢測數(shù)值組做比較的儲存數(shù)值組是由控制電路從模板48上得到的，控制電路以每隔三排取一排從模板上取這些數(shù)值。換言之，取1，5，9，13等等排里的數(shù)據(jù)，相應于紙幣在輸送器里相對于紙幣移動方向上的一個特定位置。同樣，取2，6，10，14等等排里的數(shù)據(jù)，相對于同一紙幣類型在紙幣方向上的另一位置。
控制電路從模板48產生符合于特定紙幣類型的儲存數(shù)值組，相對于該紙幣輸送方向來說該模板48相應于各種適當?shù)奈恢谩?br> 在圖7內，第二模板50相當于和紙幣48相同的紙幣類型。但是，第二模板50所有的測試點透射數(shù)值和反射系數(shù)值，是從產生第一模板48的測試點一個橫向增量的紙幣偏移測試點上取得的?？刂齐娐窂哪０?0中各取第四排的數(shù)值產生所述特定類型紙幣的儲存數(shù)值組，該紙幣在相對于紙幣輸送器方向各個位置上橫向偏離中心位置。
圖7內所示的第三模板52與如模板48和50相同的紙幣類型相對應。模板52包含的數(shù)值與在模板50對面方向上橫向移離零偏置位的紙幣測試點相對應。第三模板52也是一個24×116的數(shù)值矩陣。由控制電路從其提取每第四排數(shù)值產生儲存數(shù)值組。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，為幾個橫向偏移位置上的測試點配備了模板。這使紙幣能離開紙幣通道的中心線安放，同樣，可有一個不按任何基準線對準的前導的邊沿，但仍然可被鑒定。
在較佳實施例中，在裝置設置方式期間，完成輸入產生模板所需數(shù)據(jù)的處理過程。在設置方式中，通過對各類紙幣在輸送器里定位，產生儲存數(shù)據(jù)值。象點檢測部件從116排測試點上收集數(shù)據(jù)而不是29排，這是檢測紙幣的常用數(shù)字?？梢酝ㄟ^對紙幣靜態(tài)定位來實現(xiàn)，或者，換一種方法，以某一速度移動紙幣，這一速度使象點檢測部件有足夠的排序時間收集到存入數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)。
在設置方式期間，可在紙幣輸送通道居中時，也可以橫向離開居中或“零偏置”位置安放時來檢測紙幣，以便產生并儲存橫向增量偏置的紙幣模板。用實際貨幣并使之通過輸送器來設置裝置的能力，可以快速和可靠的方式建立裝置窗口。在必須為二十種紙幣，其中各有四個取向和幾個偏置位置的場合收集數(shù)據(jù)時，這是很理想的。
在本發(fā)明一個實施例中，從零偏置位置起的各個橫的方向上，生成四個偏置位置的模板。這些模板有八分之一英寸增量偏置。這意味著經過輸送器的紙幣可以定位在零偏置的任何橫方向的半英寸之內，仍能被精確鑒別。
在本發(fā)明的另一些實施例中，可以用實驗方法收集和/或計算儲存數(shù)值，并將他們存入數(shù)據(jù)存儲器的各個模板里。換一種方法，這種模板可以在單獨的機器里生成，然后裝入裝置的數(shù)據(jù)存儲器里。假如數(shù)據(jù)收集得很準確，裝置會將檢測的紙幣類型正確地顯示出來。
圖12內示意地展示了本發(fā)明的裝置計算相關度和確定紙幣特性的過程。應該這樣理解，即在裝置10的運作過程中，控制電路24以連續(xù)程序啟動各個象點檢測部件18的發(fā)射器。在這個程序期間，紙幣可以達到任何一點上。當紙幣移近而后通過三個象點檢測部件18時，控制電路在步驟54處收集數(shù)據(jù)。收集的數(shù)據(jù)一般以一個24×29的矩陣數(shù)值排列在存儲器里。該原始數(shù)據(jù)用矩陣56表示。假如紙幣歪斜的話，矩陣56事實上可能含更多數(shù)值。但是作為一個初始樣品，用一個24×29的矩陣來假定一張不歪斜的紙幣。
如由4×24的子矩陣58所表示，控制電路利用紙幣產生的前面四個數(shù)據(jù)行，以下文中要討論的方式，在步驟60計算歪斜角。再有，如由4×24子矩陣62所表示，在64步驟處，控制電路可以做計算紙幣長度的運算。做該計算時，控制電路考慮了歪斜角，因為假如紙幣歪斜，象點檢測部件會從紙幣上檢測到多于29行的檢測點。在64步驟處，根據(jù)從接收數(shù)據(jù)的紙幣上的檢測點數(shù)和歪斜角確定紙幣的長度。紙幣的長度與一個儲存數(shù)值相比較，該數(shù)值說明標準紙幣長度的測試點數(shù)，而且，假如紙幣“太長”或者“太短”，控制電路會產生一個信號說明所檢測到的情況。
作為例子，假定紙幣的長度正確，并且橫向對準紙幣通道，控制電路24在步驟66處運作生成儲存數(shù)值組。這些儲存數(shù)值組是由模板68產生的。所示的九塊模板68，每一塊都是一個24列乘116行的矩陣。這九個模板68構成一個主模板70，它相應于一種紙幣類型(一個特定取向的紙幣面額)。九個模板68中的每一個，在紙幣通道中的每9個橫向位置上與紙幣類型相對應。每一塊模板68上的116行數(shù)據(jù)表示以通過輸送器的被測紙幣上檢測點間距的四分之一增量的透射和反射系數(shù)值。
在所述本發(fā)明的實施例中，九個24×116的模板68構成主模板70，在主模板里有與一種票型相對應的全部儲存數(shù)值。由于本發(fā)明的較佳形式是為在四個取向上鑒別二十種紙幣配置的，所以在這種較佳實施例的數(shù)據(jù)存儲器里，有八十個主模板。每一個主模板由類似模板68的九個模板所組成。這就是說，在這種較佳實施中，數(shù)據(jù)存儲器持有(80×9＝720)塊模板，每一塊模板有(24×116＝2784)個儲存數(shù)值。在數(shù)據(jù)存儲器里總共存儲(720×2784＝2,004,480)個數(shù)值。當然，在其他實施例中可以使用別的模板配置方式。
所示的例子中，控制電路24可以運作從每一個主模板70的模板68中生成四十五個儲存數(shù)值組72。在圖12的表格里展示了這四十五個儲存數(shù)值組。從每塊模板68上每隔3排取出一排由該控制電路產生的儲存數(shù)值組72?？刂齐娐纷詈脧拿恳粋€模板68的第十六排開始其生成行為。之所以要這樣做，是因為如上所述，從紙幣取的前四行數(shù)據(jù)是用來計算歪斜角的，假如紙幣不歪斜的話，一般就不會被用來生成儲存數(shù)值組72。要為八十個模板70中的每一個模板生成四十五個儲存數(shù)值組72。
從前面的論述中可以知道，在前四行檢測點被放棄的情況下，本例中將被用作相關度計算的第一行紙幣檢測點應是第五行檢測點。在各模板68中，這相當于第(4×5)二十排。于是控制電路取第二十排，此后每隔三排取一排，直到讀出22行數(shù)據(jù)，生成22×24儲存數(shù)值組72。以這種方式生成的儲存數(shù)值組相當于圖12中表內的“垂直零位”。
但是，因為被測紙幣在紙幣通道上可能離開零位向前移，所以控制電路24可以運算產生在紙幣方向上同樣前移的存儲數(shù)值組72。借助于在每一個模板78中的第十九排開始，其后每隔三排取一排，直到收集22個數(shù)值為止，可以做到這點。這相當于前移一個增量。這種方式生成的儲存數(shù)值組是圖12中所示的-1/4儲存數(shù)值組72。
同樣，從每一個模板68中的第十八排數(shù)據(jù)開始，其后每隔三排取一排，生成前移了兩個增量的儲存數(shù)值組72。這相當于圖12表內展示的-2/4儲存數(shù)值組72。
可以看出，從每一個模板68中第十七排開始取數(shù)，也生成儲存數(shù)值組。這些數(shù)值組相當于圖12表內展示的-3/4儲存數(shù)值組72。開始于第十六排的儲存數(shù)值組相當于圖12表內展示的-4/4儲存數(shù)值組72。
紙幣也可以從“垂直零位”向后移。結果，生成開始于每一個模板68中的第二十一，第二十二，第二十三，第二十四排數(shù)值的儲存數(shù)值組72。這些分別相當于圖12中所示的+1/4，+2/4，+3/4，+4/4垂直位置儲存數(shù)值組。
進一步從橫向偏置位置生成儲存數(shù)值組72。如圖12所示，生成橫向偏置位置-1/8“，-2/8”，+1/8“，+2/8”的儲存數(shù)值組。(在此對橫向偏置量所用的符號“代表大約.635cm。應該注意到，垂直和水平兩個方向上的偏置量，是以同樣均勻的增量間隔表示的。其他類似的增量間隔可以用英制或公制。)于是，這45個儲存數(shù)值組72代表紙幣傳送器中在紙幣移動方向上，以及在兩個橫的方向上前移或后移的某一類型紙幣的反射系數(shù)和透射數(shù)值。
雖然主模板70由九個橫向的子模板組成，但在本發(fā)明的較佳形式中，只對紙幣的五個橫向位置生成儲存數(shù)值組72，而不是九個。這是因為所述較佳實施例的輸送器以及紙幣的輸送方式一般將紙幣保持在零偏置位置的四分之一英寸以內。因此，在較佳實施例中，不需要生成另外的儲存數(shù)值組。但是，在另一些實施方案中，紙幣的橫向位置離零偏置位置可能更遠些，控制電路會生成另外的儲存數(shù)值組，用于表示與檢測數(shù)值組的相關度。
再看一下圖12，如稍后要說明的，假如檢測到紙幣歪斜了，那末來自被檢紙幣的原始數(shù)值矩陣56，要經受由控制電路24執(zhí)行的垂直糾歪步驟74。而如本例中，紙幣并沒有歪斜，那末步驟74并不會影響原始數(shù)據(jù)。在本例中，檢測數(shù)值組76是一個24×22的矩陣。這個矩陣由控制電路24直接從原始數(shù)據(jù)產生。
參照圖6中所論述的方式，控制電路24可以做相關度運算，計算出檢測數(shù)值組76和各個儲存數(shù)值組72之間的相關度。控制電路計算各個相關值，并將其作臨時儲存。其存儲器反映在表78中。對各個主模板計算出的全部相關值中，一般說來有一個數(shù)值是最高的。當然，因為有八十個主模板，控制電路要在80個主模板中每一個模板的四十五個數(shù)值中，運算找出最高的相關度。在圖12中，步驟80表示出這一點。于是，控制電路在第82步上的運算，提供了生成最高相關值紙幣類型的鑒別顯示，因此與經過裝置的紙幣所檢測到的數(shù)值最直接相關。
正如前面所論述的，本發(fā)明的實施方案中，電儲存了與控制電路有關的閾值，計算出來的最高相關值必須超過這個閾值，才能認定紙幣是真的。如果所有的儲存數(shù)值組的最高相關值都不超過這個閾值，那末這張紙幣值得懷疑并且很可能是一張潛在的偽鈔。這類可疑的紙幣可能退回給客戶或者存放在本裝置里指定的地方。利用一個轉移機構將那張紙幣輸送到指定的地方就可以完成這個任務。
本發(fā)明另一種可供選擇的實施例也可以用于將認為狀態(tài)良好的紙幣與那些顯得已磨損，濫用過以及弄臟了的紙幣隔離開。這可通過存入另一個與控制電路24有關的閾值來完成，該閾值比真紙幣的閾值高，卻又低于狀態(tài)良好的紙幣閾值。這樣一個中間閾值可用來將那些狀態(tài)尚屬良好的紙幣，與那些已磨損或者弄臟得夠厲害的，應該不再進入流通的紙幣分開。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點，是可以提供一個包括紙幣取向在內的紙幣類型顯示。這就使本發(fā)明能夠與一個可給紙幣重定向并且能將票面金額不同的紙幣分開的機構配合起來使用。這樣，使用裝有本發(fā)明機器的用戶就可以將紙幣收集起來以便捆扎或分發(fā)。
本發(fā)明也具有檢測偽鈔的能力。因為所獲得的數(shù)據(jù)，可以由控制電路用幫助識別偽鈔為目的的方法去有選擇地加以處理，而達到這一目的。例如，假定知道來自某一國家的偽鈔，在紙幣的某一部位，或對某一波長射線的透射或反射上，與真實的貨幣有顯著區(qū)別，于是，可以由控制電路對這一特定波長或特定的紙幣區(qū)的相關度進行個別地分析。那些表現(xiàn)出偽鈔特性的紙幣，即使總的相關度可以勉強接受，也可因此鑒定為可疑。可以將偽鈔與真的紙幣區(qū)別開來的各種特征將取決于特定貨幣或其他有關資料及其各種性質。
本發(fā)明的較佳實施例還有另一個優(yōu)點就是紙幣經過機器時不需要在橫的方向上排列整齊。紙幣可以歪斜到這種程度，即一條橫邊可以在另一條橫邊的前面。例如，在圖8簡略地表示紙幣84的例子，它相對于紙幣通道是歪斜的?？梢钥闯觯垘?4的左邊在前面。加在紙幣上的線條86(圖8)表示假如紙幣在通道內排列整齊時，被取樣的測試點線條或柵格。線條88代表歪斜紙幣上被象點檢測部件檢測到的測試點線條。加添的線條90表示象點檢測部件檢測數(shù)據(jù)的地方。因此，線條90和88的交叉點表示在紙幣84通過時由象點檢測部件收集數(shù)據(jù)的位格。
圖9所示的檢測數(shù)值組92表示一個原始數(shù)據(jù)矩陣，這數(shù)據(jù)矩陣是在紙幣84經過象點檢測部件時產生的。圖8里，位向左邊的象點檢測部件比在中心的象點檢測部件先開始從紙幣上檢測數(shù)據(jù)。再說，位于中心的象點檢測部件要比右邊的象點檢測部件先開始檢測數(shù)據(jù)。不檢測紙幣的象點檢測部件檢測到一個接近零的反射系數(shù)和一個很大的透射值。同樣，在由原始檢測數(shù)值組92的底部所表示的紙幣拖延部分，象點檢測部件在不同的時間點上停止檢測紙幣，其方式實際上是紙幣前沿情況的映象。從圖8可以看出，由于紙幣歪斜的特性，象點檢測部件檢測到的橫線90要多于29條。可以回憶一下，在前面那個紙幣不歪斜的例子中，檢測到的檢測點是29行。
為分析這一數(shù)據(jù)，本發(fā)明裝置的控制電路24對圖9中表示的原始檢測數(shù)值組數(shù)據(jù)92做修正運算，使它與其他橫向排列整齊的紙幣檢測數(shù)值組相似。本發(fā)明的控制電路24進一步作出計算以產生儲存數(shù)值組，這些數(shù)值組說明了紙幣的歪斜角。
紙幣歪斜時，控制電路24首先作運算，通過轉置數(shù)據(jù)對原始檢測數(shù)據(jù)92進行修正，消除表示紙幣并不存在的紙幣前沿附近的那些數(shù)據(jù)點。其中包括，如圖9所示，為各類發(fā)射器將右面的數(shù)值向上移，使建立起一組檢測數(shù)值組，其中檢測紙幣的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在29行里的每一個位置上。在圖10中，經這樣修正過的數(shù)值組表示為94。
如圖10所示，原始數(shù)值經移位，生成一組檢測數(shù)值組，它是一個24×29檢測數(shù)值的矩陣。雖然紙幣被檢測時，數(shù)據(jù)是從29條以上的橫線90中收集到的，但是修正過的檢測數(shù)值組94將檢測數(shù)據(jù)“排正”了，因此它與橫向排列整齊的紙幣檢測數(shù)值組相似。
控制電路可以用這種“排正”的數(shù)據(jù)去檢查所測紙幣的長度是否正確。假如原始數(shù)據(jù)“排正”以后并不符合正確的紙幣長度數(shù)據(jù)，那末給出了紙幣屬于可疑某種適當?shù)闹甘尽?br> 從圖8可知，修正原始檢測數(shù)值組92而建立檢測數(shù)值組94并不會容易地生成與在紙幣通道內排列整齊的紙幣模板相關的矩陣值。這是因為歪斜紙幣84上的檢測點在紙幣通過時逐漸地移近其右邊。紙幣上的測試點移向右邊的速度是歪斜角的函數(shù)。為使修正了的檢測數(shù)值組94與儲存數(shù)值組相關，控制電路24可運作產生相關儲存數(shù)值組，這個數(shù)值組說明歪斜角。圖11用圖象表明了這種情況。
圖11表示一個修正過的檢測數(shù)值組，它簡略地表示為96。作為本例來說，這個修正數(shù)值組96可以想象為相當于一張圖8內所示似的紙幣，它歪斜成這樣，即在基準框內，其左側超前于右側。根據(jù)計算出的紙幣歪斜角，控制電路可以做從主模板70中不同的子模板68上取值的操作，如圖12中的圖像所示。
如圖11中右邊所示，數(shù)列98，100，102中的數(shù)值，分別表示如圖12內所示的水平偏置0”，水平偏置+1/8”，水平偏置+2/8”的子模板68相似的模板。為了產生與修正檢測數(shù)值組96相關的儲存數(shù)值組，控制電路24可運作從以數(shù)列98表示的0”偏置模板中選擇一系列數(shù)值。然后控制電路做“跳轉”操作，以便開始從數(shù)列100中選擇數(shù)值，這相當于同類紙幣的模板68從0”偏置位置轉移到+1/8”偏置位置的。更進一步，從數(shù)列100取了某些數(shù)值以后，控制電路又開始從數(shù)列102選擇數(shù)值，這表示同類紙幣的模板從0”偏置轉移到+2/8”偏置位置。
控制電路24開始從不同模板選擇數(shù)值處的點，取決于歪斜角。在紙幣通道內離零基準1/4”以內的紙幣所有位置上，其儲存數(shù)值組是以類似的方式產生的。
從圖11的圖像符號中可知，為生成包含歪斜紙幣的可能位置的儲存數(shù)值組，控制電路必須從離零偏置位置1/4”以外的紙幣模板68中提取數(shù)值。正如現(xiàn)在可從圖12中知道的，盡管紙幣一般來說被限制在通道內離零偏置位置正或負1/4”的區(qū)域內，這就是為什么每一個主模板70里還要有另外的橫向偏置模板68。
參考圖14和15，可以說明歪斜角的計算，它決定控制電路如何從各種模板中選擇或提取數(shù)值以產生儲存數(shù)值組。圖15表示紙幣104與圖8中的紙幣84歪斜方式相似。紙幣104在以箭頭A所示的移動方向上左邊先于右邊。如圖15所示，象點檢測部件106位于左側。如圖16所示，象點檢測部件108位于右側。兩個象點檢測部件相同，并且相似于以前討論過的象點檢測部件18。
圖15中線條110代表對第一類發(fā)射器已經產生的射線的反射系數(shù)，它是從紙幣104上以超過設置閾值112的數(shù)量反射的。在圖14內這個閾值表示為20％，在使用美鈔時，通過試驗發(fā)現(xiàn)，作為閾值，這是一個可以接受的數(shù)值。當然也可以用其他的閾值。數(shù)據(jù)點114代表象點檢測部件106中的特定類型發(fā)射器的一個實際反射系數(shù)，這是發(fā)射器中的第一個產生一個高于閾值的反射系數(shù)值。線條110是控制電路用實際數(shù)據(jù)點114進行曲線匹配處理過程中產生的。這是通過執(zhí)行已知曲線的匹配算法實現(xiàn)的。
線條116由控制電路對數(shù)據(jù)點118匹配而產生。數(shù)據(jù)點118代表由象點檢測部件108的發(fā)射器類型產生的實際反射系數(shù)，它與象點檢測部件106中產生數(shù)據(jù)點114的發(fā)射器相當。比較線條110和116各自跨過閾值112的時間點，可以計算出紙幣的歪斜角。各個象點檢測部件中，同類發(fā)射器的反射系數(shù)跨過閾值時在時間上的差異在圖14中是用數(shù)量Δt表示的。
象點檢測部件106和108之間的距離是一個已知的固定量。同樣，紙幣在輸送器中的移動速度也是已知的。如圖15中所示，歪斜角θ可以用下式算出tanθ=vΔtx]]>其中θ 是歪斜角；v是所述紙幣方向上的紙幣移動速度；Δt 是第一只象點檢測部件中的第一只發(fā)射器檢測到超過閾值的紙幣性質的時間，和位置最遠的象點檢測部件中相應的發(fā)射器檢測到超過閾值紙幣性質的時間之間的時差。
X是象點檢測部件106和108之間的距離，時間差正是為此估算的。從以前進行的論述中可以看出，歪斜角決定控制電路在那些象點上開始從模板中選擇數(shù)值去生成儲存數(shù)值組，用來與修正的檢測數(shù)值組相比較。當然，歪斜角可以在任何一個需要的方向上，這就需要使控制電路能在任何橫的偏置方向上逐漸地從模板68中提取數(shù)值。
再看一下圖12，它表示了相關程序，步驟74是糾正歪斜的步驟，其中像圖9中數(shù)值組92那樣來自象點檢測部件的原始檢測數(shù)值組被“排正”，以便產生一個和圖10中數(shù)組94一樣的修正檢測數(shù)值組。數(shù)據(jù)歪斜時，就執(zhí)行這一步，以便為求相關性產生圖12中的檢測數(shù)值組76。
在步驟66中，響應檢測到的歪斜角，控制電路從每一個主模板70中的模板68上提取數(shù)據(jù)生成儲存數(shù)值組。于是，在圖12的例子中，是從0″偏置模板68和+1/8″偏置模板68中提取數(shù)值，以生成0垂直和0水平偏置位置儲存數(shù)值組表中的儲存數(shù)值組72。
從早先論述中會看到，對于0位以上的表格中表示的儲存數(shù)值組72，在相鄰的兩個模板68之間移位，產生一排較高的數(shù)據(jù)，在儲存數(shù)值組表中各以-1/4步向上。同樣，模板之間移位在儲存數(shù)值組表的0垂直偏置位置以下，對每一個+1/4增量向下產生一排的數(shù)據(jù)。
例如，為產生表中所示的垂直偏置為0水平偏置位置為-1/8″的儲存數(shù)值組72，圖12中在0”水平偏置模板內被突出顯示的相應排上的數(shù)值，會改為從水平偏置為-1/8″的模板上取值。同樣，圖12中，在+1/8″水平偏置模板上突出顯示的各排，會改成從0″水平偏置模板上取值。與次類似，由控制電路24從這兩個模板中提取各排數(shù)據(jù)，從用于產生0，-1/8”儲存數(shù)值組的數(shù)值中提取一排向上的數(shù)據(jù)，生成表內-1/4”，-1/8″處所表示的儲存數(shù)值組。從模板中提取數(shù)值，生成0，-1/8儲存數(shù)值組所用的數(shù)值以上兩排數(shù)據(jù)為-2/4，-1/8儲存數(shù)值組做準備，以此類推。
與此相似，從產生0，-1/8″儲存數(shù)值組72用的兩塊模板提取數(shù)值，提供+1/4，-1/8″；+2/4，-1/8″；+3/4，-1/8″和+4/4，-1/8″各個儲存數(shù)值組。用相繼地提取一排低于已提取的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)的方法，產生先前的儲存數(shù)值組。
同樣，為在0垂直偏置，-2/8水平偏置位置生成儲存數(shù)值組72，控制電路24從-2/8″，和-1/8″水平偏置模板68提取數(shù)值，并以此類推?？梢钥闯?，由控制電路24執(zhí)行選擇過程，以產生用于與檢測數(shù)值組76相比的儲存數(shù)值組。這一選擇過程，可以形象化為在各模板68之間左右移動，和在各模板68之內上下移動，以便產生圖12中表格位置內所示的各個儲存數(shù)值組72。
但是，應該記住，盡管提取或選擇各種數(shù)值以產生儲存數(shù)值組72，但在一個儲存數(shù)值組中所選的全部數(shù)值來自一個單一的主模板70，它對應于單一票面金額，有特定取向的紙幣。因此，即使計算出了說明相關度的數(shù)值，找到了最高相關值，但是產生該最高相關度的儲存數(shù)值組將只對應于一種類型特征。
圖13中原理上表示了較佳實施例的控制電路24?？刂齐娐?4包含一個光學傳感器和電子元件120。光學傳感器和電子元件120包含象點檢測部件18，它產生第一和第二個信號，這些信號使控制電路生成反射系數(shù)和透射數(shù)值。
控制電路還包括一個掃描控制組件122，它與光學傳感器和電子元件120相聯(lián)接。掃描控制組件122順序啟動發(fā)射器，產生與各類發(fā)射器相應的同步第一和第二信號。
一個多路器和模數(shù)(A/D)轉換元件124可運作接收來自象點檢測部件的第一和第二個信號，產生原始反射系數(shù)和透射數(shù)值并引導它們?yōu)槊恳粡埍粰z紙幣生成檢測數(shù)值組。
控制電路24還包含一個附加傳感器配件126。這個附加傳感配件126與前面述及的附加傳感器28相對應。這些附加傳感器的型號最好是為正在檢驗的文件或紙幣類型特別制定的。
模塊控制器128可以接收來自系統(tǒng)其他元件的運行數(shù)據(jù)并控制其運行。模塊控制器128與角度編碼器配件130相連接。紙幣以前面論述的方式被檢測時，角度編碼器配件130從初始發(fā)射器信號確定紙幣的歪斜角?？刂齐娐?4還包含通信配件132，它向控制器128發(fā)射信號，也接收來自控制器128的信號。通信配件向一個較大的系統(tǒng)發(fā)射信息，也接收來自該較大系統(tǒng)的信息，裝置在該較大系統(tǒng)中只是一個部分。它還對輸入和輸出裝置發(fā)射和接收信號。
模塊控制器128與許多計算器模塊134通信。每一個計算器模塊134包含一個數(shù)字信號處理器136。每一個數(shù)字信號處理器136與一個靜態(tài)隨機存取存儲器138聯(lián)接工作。存儲器138保持儲存數(shù)值，這些數(shù)值被用來確定檢測到的數(shù)值組與生成的儲存數(shù)值組之間的相關度。每一個存儲器138最好擁有不同的主模板70組。
各計算器模塊134又包含一個計算控器制器140。計算控器制器可運作從存儲器138的模板中生成儲存數(shù)值組。這是根據(jù)控制器128提供的歪斜角數(shù)據(jù)計算的。計算控制器又可以使與它們有關的數(shù)字信號處理器計算檢測數(shù)值組與儲存數(shù)值組中數(shù)值之間的相關度。計算控制器還可以控制有關的數(shù)字信號處理器計算每一個儲存數(shù)值組的總相關系數(shù)，并且對特定計算器模塊所操縱的主模板指出其最高相關值。
控制電路24的最佳結構形式能夠迅速執(zhí)行大量計算，這些計算是為生成儲存數(shù)值組和確定檢測數(shù)值組和所有儲存數(shù)值組之間的相關度所必需的?？刂齐娐?4有這樣的優(yōu)勢，就是每一個數(shù)字信號處理器在其有關存儲器內存儲的主模板上并行運作。再有，增加附加計算器和模塊134生成附加的儲存數(shù)值組并使與之相關，就可以提高控制電路24的處理能力。這能使選擇的或增加的檢測數(shù)值組與儲存數(shù)據(jù)相關。
在控制電路24的作業(yè)中，控制器128按象點檢測部件中發(fā)射器的順序，操縱掃描控制組件122，象點檢測部件包含在光學傳感器和電子電路元件120中。與每一個發(fā)射器的反射系數(shù)和透射值對應的第一和第二個信號被送到多路器和A/D變換器124上，它發(fā)出對應于各個發(fā)射器的數(shù)字反射系數(shù)和透射值。多路器和A/D變換器124也接收來自附加傳感器和電子電路配件126的信號而且也由此向控制器128發(fā)出適當?shù)男盘枴?br> 控制器128可以檢測進入到接近象點檢測部件處的紙幣并生成原始檢測數(shù)值組。角度編碼配件130從原始檢測數(shù)值組確定歪斜角并將此信息發(fā)給控制器128?？刂破?28又修正原始檢測數(shù)值組并將修正了的檢測數(shù)值組和歪斜角數(shù)據(jù)發(fā)給各個計算器模塊134。
控制器128從修正的檢測數(shù)值組確定紙幣長度，并且將此長度與以得到的檢測點數(shù)為依據(jù)的標準紙幣長度相比較。假如被測紙幣沒有正確的長度，會產生一個顯示信號，且不再對這張紙幣作進一步處理。
各計算器模塊134可以根據(jù)歪斜角從存儲器138的主模板中所存儲數(shù)值生成儲存數(shù)值組。計算器模塊進一步運算，計算出修正的檢測數(shù)值組和各個生成的儲存數(shù)值組之間的相關系數(shù)值。各計算器模塊存儲并把為每一個生成儲存數(shù)值組計算的總相關系數(shù)值傳遞給控制器128。各個計算器模塊將此信息與用來生成儲存數(shù)值組的鑒別主摸板的數(shù)據(jù)一起提供給控制器128。同時也向它提供計算器模塊可能已經編好程序要提供的其他所選擇的相關數(shù)據(jù)。
該控制器可以接收來自各個計算器模塊的信號，并確定哪個主模板產生與檢測數(shù)值組的最高相關度?？刂破髂K進一步判斷那個最高的相關值是否超過第一個閾值，這說明相關度很可能預示與特定主模板有關的那種紙幣的類型。
然后，控制器128將信號傳給通信配件132，說明紙幣類型肯定或者因為其最高相關度沒有超過閾值，而信號預示被鑒定的紙幣屬于可疑。
在其他的一些實施例中，控制器128能做判斷測試，判斷相關值是否超過了另一個閾值，并傳出預示紙幣是否適合于繼續(xù)使用的信號，或者傳出其他有關紙幣真?zhèn)翁匦缘男盘?。通信配?32將信號傳給連接在本發(fā)明裝置上的通信母線，該通信母線也與進一步處理紙幣或者提供紙幣信息的其他裝置或系統(tǒng)相連接。
在最佳的實施例中，控制電路24適合于完成鑒定紙幣類型所需的計算功能，在其他實施例中可能使用其他的控制電路配置。再有，控制電路24的最佳形式中，儲存數(shù)據(jù)的存儲器38可以通過該裝置編程。正如所論述過的那樣，在一設置方式中可以做到，只要選擇性地定位樣板紙幣，并將他們在受控的有關相鄰象點檢測部件內移動，去收集生成主模板所需的數(shù)據(jù)，就可以做到。
通過使模塊控制器128控制紙幣傳送器操作以某一速度移動樣品紙幣，從而控制器能夠從紙幣的全部需要的位置上收集數(shù)據(jù)，就可做到這點。在設置方式中，控制器128也可以被編程去接收預示紙幣類型的信號，并接收預示紙幣橫向偏置位置的信號，這些信號用來構成存儲器138里的模板數(shù)據(jù)。存儲器138包含數(shù)據(jù)存儲器。
另一個實施例，可以在別的裝置里生成儲存數(shù)據(jù)，再通過控制器128或者別的數(shù)據(jù)源裝入存儲器138。在這一方法中，可以通過樣板紙幣的靜態(tài)分析收集儲存數(shù)值。
在最佳實施例中，光學傳感器和電子配件120又包括了補償器電路，它使象點檢測部件容易進行標定。在本發(fā)明的最佳形式中，使用一張選定的標準等級的白紙，使它通過紙幣傳送器接近象點檢測部件來標定光學傳感器和電子配件。在標定方式中，光學傳感器和電子配件120可以調節(jié)由各個發(fā)射器產生的輻射量，以便產生預設置的輸出。這保證了由各個發(fā)射器產生的輻射電平足以與所生成的儲存數(shù)值組精確相關。當然，在本發(fā)明的其他實施例中，可用其他方法或參考材料做標定。
隨著時間的推移，發(fā)射器會有變化，由于積累灰塵或其他污染物，光路會有變化，定期標定光學傳感器和電子配件120，可以保證裝置的精度不受影響。由于用作發(fā)射器的發(fā)光二極管(LED)的性質以及控制電路的性質，它們一般來說不是響應絕對值而是響應相對值，因此最佳實施方案中，很少需要標定。
從以前的說明中可以看出，本發(fā)明裝置的較佳實施例具有這樣的優(yōu)點，即它可以鑒別任何取向的紙幣。它還可以以高速度鑒別紙幣，而且紙幣不需要精確排列，也不需要相對于某個參考系去精確定位。
本發(fā)明的較佳實施例還有這樣的優(yōu)點，即它很容易適應各種類型的流通紙幣或者其他各類文件，并能用來檢測可疑的或偽造的紙幣。本發(fā)明的較佳形式也容易適應各類紙幣，而且可以編程同時鑒別不同國家的各種紙幣，這些紙幣有不同的性質和不同的尺寸。再有，因為可以取得數(shù)據(jù)，本發(fā)明的較佳形式可被編程以較詳細地分析某些檢測數(shù)值，指出一些與不適當?shù)哪p紙幣或偽鈔有關的特征。
本發(fā)明的較佳實施例還體現(xiàn)出這樣的優(yōu)點，即可以迅速配置，編程，容易標定而不需要經常調整。
因此，本發(fā)明新的通用紙幣特性鑒別器和確認器達到了上述的各項目標，消除了以往的裝置和系統(tǒng)中所遇到的困難，解決了各種問題，達到了在此描述的理想結果。
在以前的敘述中，為了簡單，明了和理解起見，曾使用了某些術語。但并不由此而包含一些不必要的限制，因為這些術語是作說明用的，目的是進行廣泛的解釋。而且，這里所給的說明和圖示均借助于例子。而本發(fā)明并不限于所展示和說明的翔實的細節(jié)。
在以下權利要求中，作為執(zhí)行功能的各種手段所敘述的任何性能應該解釋為包容了能執(zhí)行所敘述的功能的某些手段，不該認為僅限于執(zhí)行前面說明中所敘述的功能時表示的這些特殊手段，也不該認為僅僅相當于這些手段。
描述了本發(fā)明的一些特征，發(fā)現(xiàn)和原理，它的結構和操作的方式，以及優(yōu)點和所達到的一些有用的結果；在所附的權利要求中闡述了各種新的有用的元件，布局，零件，組合，系統(tǒng)，裝置，操作，方法，處理過程，以及各種關系。
權利要求
1.裝置用于指示與所述裝置所檢測的紙幣有關的紙幣類型，它包含一個輻射源在所述的紙幣的第一側，其中所述的輻射源將射線對準所述紙幣的一個檢測點一個第一檢測器在所述的紙幣的第一側，其中所述第一檢測器輸出第一信號，該信號響應從所述的檢測點到所述第一檢測器的反射射線；一個第二檢測器在所述的紙幣的反面第二側，這里所說的第二檢測器輸出第二信號，該信號響應通過所述的檢測點到所述第二檢測器的透射射線；一個與數(shù)據(jù)存儲器銜接運作的電路，其中所說的電路可運作起動所述輻射源，產生分別對所述第一和第二信號響應的反射系數(shù)和透射數(shù)值，其中所說的電路能實施至少一個數(shù)值的計算，該數(shù)值表示所述反射系數(shù)和透射數(shù)值與所述數(shù)據(jù)存儲器里眾多已知類型紙幣中各個接近所述檢測點有與之相應的反射和透射特性的儲存數(shù)值之間的相關度。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述的輻射源由第二多個發(fā)射器組成，其中各所述的發(fā)射器以不同的波長產生輻射，其中所述電路運作產生與響應各發(fā)射器的輻射而形成的所述第一和第二信號相應的反射和透射數(shù)值。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述的控制電路可以獨立起動各發(fā)射器。
4.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述的發(fā)射器一般相對安排在所述第一檢測器周圍。
5.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述的發(fā)射器發(fā)射可見光頻譜范圍內的射線。
6.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述的發(fā)射器包括發(fā)射可見光射線發(fā)射器和不可見的射線發(fā)射器。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其中所述的發(fā)射器包括一個一般紅光發(fā)射器，一個一般藍光發(fā)射器，一個一般綠光發(fā)射器，和一個一般紅外線發(fā)射器。
8.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中一個檢測數(shù)值組，由所述的反射系數(shù)和透射數(shù)值組成，其中所述的儲存數(shù)值分布在儲存數(shù)值組內，而其中所述的電路可以計算檢測值組和每一個儲存數(shù)值組之間的相關度。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其中所述的輻射源包括多個射線發(fā)射器，其中各所述的射線發(fā)射器一般以不同波長產生射線，而其中所述的電路產生響應所述第二信號的透射數(shù)值，該第二信號乃響應來自各發(fā)射器的射線而形成的，其中與一個發(fā)射器射線相應的透射數(shù)值包含在檢測數(shù)值組的第一部分內，而與另一發(fā)射器對應的透射數(shù)值組包含在檢測數(shù)值組的第二部分內，其中所述的儲存數(shù)值組由第一和第二部分組成，而其中的相關度是分別在檢測和儲存數(shù)值組的所述第一部分和檢測和儲存數(shù)值組的所述第二部分之間進行計算的。
10.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其中所述的輻射源包括一些各射線發(fā)射器，其中各個所述的射線發(fā)射器一般以不同波長產生射線，而其中所述的電路產生響應所述第一信號的反射系數(shù)值，該第一信號乃是響應來自各發(fā)射器的射線而形成的，其中與一個發(fā)射器射線對應的反射系數(shù)值包含在該檢測數(shù)值組的第一部分內，而與另一發(fā)射器對應的反射系數(shù)值包含在檢測數(shù)值組的第二部分內，其中各個所述的儲存數(shù)值組由第一和第二部分組成，而其中的相關度是分別在所述檢測和儲存數(shù)值組的所述第一部分和所述檢測和儲存數(shù)值組的所述第二部分之間通過電路進行計算的。
11.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其中所述的輻射源包括多個射線發(fā)射器，其中各個所述的發(fā)射器一般以不同的波長產生射線，而其中所述的電路運作生成響應各發(fā)射器產生的射線的反射系數(shù)值和透射數(shù)值，其中各個所述的反射系數(shù)值和透射數(shù)值包含在一檢測數(shù)據(jù)組內。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其中所述的電路可以從其他發(fā)射器分別起動各發(fā)射器，其中各發(fā)射器的反射系數(shù)和透射數(shù)值同時生成。
13.根據(jù)權利要求1所述的裝置還含有紙幣輸送器，其中所述的紙幣輸送器相對地移動所述的紙幣和所述的第一和第二檢測器，從而，由于所述紙幣的相對運動包括第二眾多不連續(xù)的檢測點，而其中所述的電路為各所述檢測點產生反射系數(shù)和透射數(shù)值，其中所述儲存數(shù)值對應于所述眾多已知紙幣類型中各類接近各個所述檢測點的反射系數(shù)和透射數(shù)值特性。
14.根據(jù)權利要求13所述的裝置，其中所述的輻射源包括第三多個射線發(fā)射器，各類發(fā)射器一般以不同的波長產生射線，其中所述的電路分別起動各類發(fā)射器，并順序接近各個所述第二眾多的檢測點。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其中與一第一發(fā)射器相應的所述第二眾多透射數(shù)值包含在一檢測數(shù)據(jù)組的第一部分內，其中所述數(shù)據(jù)儲存器包含一第四眾多第一儲存數(shù)值組，各具有對應于眾多已知紙幣類型中各類接近各個所述檢測點的透射特性的第一部分，其中所述的電路可有效地計算代表在所述檢測數(shù)值組的所述第一部分和各所述第四眾多儲存數(shù)值組的所述第一部分之間的相關度的數(shù)值。
16.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其中與一個第一發(fā)射器對應的所述各第二眾多反射系數(shù)值包含在一檢測數(shù)據(jù)組的第一部分內，其中所述數(shù)據(jù)儲存器包含一第四眾多的第一儲存數(shù)值組，各有對應于所述眾多已知類型紙幣中各類接近各個所述檢測點的反射特性的第一部分，其中所述的電路可有效地計算代表在所述檢測數(shù)值組的第一部分和各所述第四眾多儲存數(shù)值組的第一部分之間的相關度的數(shù)值。
17.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其中所述的紙幣輸送器沿一紙幣方向移動所述的紙幣。其中所述第一和第二檢測器和第三多個發(fā)射器構成一象點檢測部件，其中所述裝置包含第五多個象點檢測部件，它們一般在所述紙幣方向上橫向隔開，所述檢測數(shù)值組的所述第一部分包含對應于所述第五多個象點檢測部件內的所述一個第一發(fā)射器的透射數(shù)值，所述透射數(shù)值對應于所述紙幣輸送器相對移動所述紙幣過程中在各檢測點接近所述第五多個象點檢測部件之一時通過所述紙幣各測試點的透射射線。
18.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其中所述的紙幣輸送器沿一紙幣方向移動所述的紙幣，其中所述第一和第二檢測器和所述第三多個發(fā)射器構成一個象點檢測部件，其中所述裝置還包含第五多個象點檢測部件，它們一般在所述紙幣方向上橫向隔開，所述檢測數(shù)值組的所述第一部分包含與所述一個第一發(fā)射器和所述第五多個象點檢測部件的一個相對應的反射系數(shù)值，所述反射系數(shù)值相當于所述紙幣輸送器相對移動所述紙幣過程中，在各檢測點接近所述第五多個象點檢測部件之一時，從所述紙幣上反射的射線。
19.根據(jù)權利要求15所述的裝置，其中所述的電路運作產生儲存數(shù)值組，其中所述儲存數(shù)值組包括來自所述數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)值，其中所述儲存數(shù)值組包含由各所述發(fā)射器在接近各所述第二眾多檢測點時，對眾多已知紙幣類型中各類紙幣形成的透射數(shù)值。
20.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其中所述電路運作產生儲存數(shù)值組，其中所述儲存數(shù)值組由來自所述數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)值組成，其中所述的儲存數(shù)值組包含由各所述發(fā)射器在接近各所述第二眾多檢測點時，對眾多已知紙幣類型中各類紙幣形成的反射系數(shù)值。
21.根據(jù)權利要求19所述的裝置，其中所述第二眾多檢測點一般相互的間隔相等，其中所述數(shù)據(jù)存儲器包含與所述紙幣上以各所述檢測點間矩隔開的各所述眾多已知類型紙幣透射數(shù)值所相應的數(shù)據(jù)數(shù)值，從而，鑒別所述類型紙幣時，并不需要計算所述紙幣的邊沿位置。
22.根據(jù)權利要求20所述的裝置，其中所述第二眾多檢測點一般各自的間隔相等，其中所述數(shù)據(jù)存儲器包含與所述紙幣上以各所述檢測點間矩隔開的各眾多已知類型紙幣反射系數(shù)值所相應的數(shù)據(jù)數(shù)值，從而在鑒別所述類型紙幣時不需要計算所述紙幣的邊沿位置。
23.根據(jù)權利要求19所述的裝置，其中所述紙幣輸送器沿一紙幣方向相對于所述檢測器移動所述紙幣，其中所述數(shù)據(jù)存儲器包含與所述眾多已知類型紙幣中各類紙幣的透射數(shù)值相對應的數(shù)據(jù)數(shù)值，這些數(shù)據(jù)數(shù)值對所述紙幣方向的橫向至少以一個遞增值偏離所述紙幣，因此，為了鑒別所述紙幣的類型，所述的紙幣并不需要在所述輸送器的橫向排好。
24.根據(jù)權利要求20所述的裝置，其中所述紙幣輸送器沿一紙幣方向相對于檢測器移動所述紙幣，其中所述數(shù)據(jù)存儲器包含與所述眾多已知類型紙幣中各類紙幣的反射系數(shù)值相對應的數(shù)據(jù)數(shù)值，這些數(shù)據(jù)數(shù)值對所述紙幣方向的橫向至少以一個遞增值偏離所述紙幣，因此，為了鑒別所述紙幣的類型，所述的紙幣并不需要在所述輸送器的橫向排好。
25.根據(jù)權利要求21所述的裝置，其中所述紙幣輸送器沿一紙幣方向相對于所述檢測器移動所述紙幣，所述數(shù)據(jù)存儲器包含與所述眾多已知類型紙幣中各類紙幣的透射數(shù)值相對應的數(shù)據(jù)數(shù)值，這些數(shù)據(jù)數(shù)值對所述紙幣方向的橫向至少以一個遞增值偏離所述紙幣，因此，為了有它們的鑒別類型，這些紙幣并不需要在所述輸送器里排列整齊。
26.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中所述紙幣輸送器沿紙幣方向相對于檢測器移動所述紙幣，所述數(shù)據(jù)存儲器包含與眾多已知類型紙幣中各類紙幣的反射系數(shù)值相對應的數(shù)據(jù)數(shù)值，這些數(shù)據(jù)數(shù)值對所述紙幣方向的橫向至少以一個遞增值偏離所述紙幣，因此，為了有它們的鑒別類型，這些紙幣并不需要在所述輸送器里排列整齊。
27.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述第一檢測器，第二檢測器，所述第二多個射線發(fā)射器構成一個象點檢測部件，其中所述裝置包含一個紙幣輸送器，其中所述紙幣輸送器沿一紙幣方向相對于所述象點檢測部件移動所述紙幣，其中所述裝置包含第五多個象點檢測部件，這些所述象點檢測部件相對于所述紙幣方向的橫向互相隔開。
28.根據(jù)權利要求27所述的裝置，其中所述電路在所述紙幣相對地移動接近相對所述象點檢測部件時第六多次起動在各所述象點檢測部件中的各所述發(fā)射器。
29.根據(jù)權利要求28所述的裝置，其中所述電路按照一個定時的順序起動發(fā)射器。
30.根據(jù)權利要求29所述的裝置，其中所述電路起動所述發(fā)射器使它對各個象點檢測部件中的各發(fā)射器所發(fā)射的射線對準所述紙幣上的檢測點一柵格以導致產生所述透射數(shù)值和反射系數(shù)。
31.根據(jù)權利要求30所述的裝置，其中一種類型的發(fā)射器一般以相同波長產生射線，與對準所述柵格部分內各所述檢測點的一類發(fā)射器射線所對應的所述透射和反射系數(shù)值組成一檢測數(shù)值組的第一部分，所述數(shù)據(jù)存儲器包含儲存數(shù)值，其中所述電路產生一儲存數(shù)值組，其第一部分與為大量所述已知類型紙幣的各類，在相應所述一類發(fā)射器的所述柵格內所述檢測點上的所述透射和反射系數(shù)值相對應。
32.根據(jù)權利要求31所述的裝置，其中所述檢測數(shù)值組的所述第一部分包含標有(X)記號的數(shù)值，其中所述儲存數(shù)值組的所述第一部分包含標有(Y)記號的數(shù)值，所述電路按照以下公式，計算出在所述檢測數(shù)值組的第一部分和所述第二數(shù)值組的第一部分之間的代表相關度的數(shù)值Cx,y=Σ(xi-μx)(yi-μy)σxσy]]>其中Cx，y是相關系數(shù)；Xi是檢測數(shù)值組第一部分里的數(shù)值；數(shù)值的間距號從1到n，n是檢測數(shù)值組第一部分中的數(shù)值總數(shù)；Yi是儲存數(shù)值組第一部分里與X1位置所對應的數(shù)值；μx是檢測數(shù)值組第一部分里數(shù)值的平均值；μy是儲存數(shù)值組第一部分里數(shù)值的平均值；σx是檢測數(shù)值組第一部分里數(shù)值的標準偏置；σy是儲存數(shù)值組第一部分里數(shù)值的標準偏置。
33.根據(jù)權利要求32所述的裝置，其中所述電路運作產生一檢測數(shù)值組，該數(shù)值組的第一部分包含響應各所述類發(fā)射器的射線而形成的反射系數(shù)值，并與相應于各類所述發(fā)射器反射值的各第七眾多儲存數(shù)值組中的第一部分計算代表相關度的數(shù)值。
34.根據(jù)權利要求32所述的裝置，其中所謂電路運作產生檢測數(shù)值組，該數(shù)值組的第一部分是響應各類發(fā)射器的射線而形成的透射數(shù)值，并用相應于所述各類發(fā)射器透射值的各第七眾多儲存數(shù)值組中的第一部分計算代表相關度的數(shù)值。
35.根據(jù)權利要求34所述的裝置，其中所述儲存數(shù)值組包括對應于所述眾多已知類型紙幣中的各類紙幣反射系數(shù)或透射數(shù)值，該各類紙幣沿紙幣的方向移離所述紙幣。
36.根據(jù)權利要求34所述的裝置，其中所述儲存數(shù)值組包括對應于所述眾多已知紙幣類型中各類紙幣透射或反射系數(shù)值，該各類紙幣沿所述紙幣的方向的橫向移離所述紙幣。
37.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述射線源包括第二多個射線發(fā)射器，所述發(fā)射器包括第三類多個發(fā)射器，其中各類發(fā)射器產生不同于其他類波長的射線，而且其中所有所述發(fā)射器將射線對準所述紙幣上的一個檢測點，而且其中至少一個所述第一或第二檢測器的位置接近所述檢測點。
38.根據(jù)權利要求37所述的裝置，其中所述的電路運作產生一檢測數(shù)值組，其包括與所述各類發(fā)射器之一的透射或反射系數(shù)相應的第一部分，而其中所述電路運作產生包括所述儲存數(shù)值的儲存數(shù)值組，其中所述儲存數(shù)值組各含第一相應部分，其中一個儲存數(shù)值組的所述各個所述第一相應部分對應于所述一類發(fā)射器和一種已知類型紙幣的透射或反射系數(shù)值，而其中所述電路運作計算代表在所述檢測數(shù)值組的所述第一部分和各儲存數(shù)值組所述第一相應部分之間的所述相關度的數(shù)值。
39.根據(jù)權利要求38所述的裝置，其中所述的電路運作產生包含第四多個部分的檢測數(shù)值組，各部分對應于所述第三類多個發(fā)射器中各類發(fā)射器的反射或透射數(shù)值，其中所述電路運作產生儲存數(shù)值組，各所述儲存數(shù)值組包含所述第四多個相應部分，對應于所述各類發(fā)射器和一種已知類型紙幣的透射或反射系數(shù)，而其中所述電路計算代表檢測數(shù)值組各部分和各儲存數(shù)值組各相應部分之間的相關度的數(shù)值。
40.根據(jù)權利要求39所述的裝置，其中控制電路，通過合并代表檢測數(shù)值組和各儲存數(shù)值組相應部分之間相關度的數(shù)值，做計算代表檢測數(shù)值組和各儲存數(shù)值組之間相關度數(shù)值的運算。
41.根據(jù)權利要求39所述的裝置，其中所述電路運作計算出代表檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組之間總相關度的數(shù)值，它將檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組各相應部分內代表反射系數(shù)的數(shù)值乘在一起，求出反射系數(shù)乘積，它對應于檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組之間反射系數(shù)的總相關度，其中所述電路還將檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組各相應部分內代表的透射數(shù)值的數(shù)值乘在一起，求出透射乘積，它對應于檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組之間一個總透射相關度，而其中所述控制電路又將透射數(shù)值乘積和反射系數(shù)乘積乘在一起，產生代表檢測數(shù)值組和儲存數(shù)值組之間的總相關度的數(shù)值。
42.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述紙幣具有一個位置，而所述各儲存數(shù)值包含表示各儲存數(shù)值模板的數(shù)據(jù)，這些儲存數(shù)值與眾多已知類型紙幣中各類紙幣在所述紙幣位置上以及與所述紙幣位置相隔開的各位置上的反射系數(shù)和透射數(shù)值相對應。
43.根據(jù)權利要求42所述的裝置，其中所說的紙幣，一般呈平面展開，其中所述各模板對應于各所述已知類型紙幣，在所述平面上沿第一方向移離所述的紙幣位置。
44.根據(jù)權利要求43所述的裝置，其中對應于所述各已知類型紙幣的所述各模板，在所述第一方向的橫向移離所述的紙幣位置。
45.根據(jù)權利要求40所述的裝置，其中所述電路運作產生與儲存數(shù)值組對應的信號提供表達與所述檢測數(shù)值組之間最高相關度的數(shù)值，因此，所述信號可說明一種特定紙幣類型。
46.根據(jù)權利要求45所述的裝置，其中所述電路將所述代表最高相關度的數(shù)值與儲存的閾值作比較操作，當所述代表最高相關度的所述數(shù)值不超過所述儲存閾值時，所述電路就產生一個第二信號。
47.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述各儲存數(shù)值與在第二多個角度位置內所述眾多紙幣類型中每一類型相對應。
48.根據(jù)權利要求44所述的裝置，其中各所述儲存數(shù)值組對應于在第二多個角度方向上移離所述紙幣位置的各種所述已知紙幣類型的每一類型。
49.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述裝置包含檢測所述紙幣歪斜角的各種方法，其中所述電路響應所述檢測到的歪斜角的從所述數(shù)據(jù)存儲器里選擇所述儲存數(shù)值，用于計算代表相關度的所述數(shù)值。
50.根據(jù)權利要求27所述的裝置，其中所述控制電路，對在各時間點上首先檢測到所述紙幣的透射和反射性質的各象點檢測部件起反應，可以做確定所述紙幣的歪斜角的操作，而其中用于計算代表相關度的所述儲存數(shù)值，由所述電路響應所述歪斜角而加以選擇。
51.根據(jù)權利要求50所述的裝置，其中當?shù)谝幌簏c檢測部件的第一類發(fā)射器引起的反射系數(shù)和透射數(shù)值達到閾值時，由所述控制電路對反射系數(shù)和透射數(shù)值起反應，和所述第一象點檢測部件橫向隔開的第二象點檢測部件中的所述第一類發(fā)射器，在此后某一時間達到所述閾值時，由所述控制電路對所述反射系數(shù)和透射數(shù)值起反應，而計算出所述的歪斜角。
52.根據(jù)權利要求51所述的裝置，其中所述的控制電路計算出所述歪斜角，它是所述時間的函數(shù)，所述第一和第二象點檢測部件之間間隔距離的函數(shù)，或者是所述輸送器移動所述紙幣速度的函數(shù)。
53.根據(jù)權利要求47所述的裝置，其中所述的電路可以運作生成儲存數(shù)值組，其中所述代表相關度的數(shù)值是在所述的反射系數(shù)和所述透射數(shù)值以及所述的儲存數(shù)值組之間計算出的，其中所述的電路可以操作，將所述數(shù)據(jù)存儲器的儲存數(shù)值選擇性地包含進響應所述歪斜角的所述儲存數(shù)值組中。
54.根據(jù)權利要求53所述的裝置，其中所述的數(shù)據(jù)存儲器至少包含代表一塊與所述各眾多已知紙幣類型對應的模板的數(shù)據(jù)，而其中所述模板包含與所述相應紙幣類型一般在零歪斜角上對應的反射系數(shù)和透射數(shù)值的數(shù)值，而其中所述電路從響應所述歪斜角的所述模板中產生所述儲存數(shù)值組。
55.根據(jù)權利要求54所述的裝置，其中所述數(shù)據(jù)存儲器，對于所述眾多已知紙幣類型的每一類至少包含一塊所述模板，其中所述模板包含與在第三眾多橫向位置上所述紙幣類型的所述反射系數(shù)和透射數(shù)值相應的儲存數(shù)值。
56.根據(jù)權利要求55所述的裝置，其中所述裝置還包含一個輸送器，它沿紙幣方向相對于所述射線源和所述檢測器移動所述紙幣，所述相對移動紙幣包含第四眾多檢測點，而其中各個所述檢測點在所述紙幣方向上與各相鄰的檢測點以一個點間距相隔開，其中各所述模板包含與每一種所述已知類型紙幣的所述反射和透射數(shù)值對應的儲存數(shù)值，其統(tǒng)一遞增值小于所述點間距。
57.根據(jù)權利要求56所述的裝置，其中所述遞增值一般地說是所述點間距的四份之一。
58.根據(jù)權利要求56所述的裝置，其中所述數(shù)據(jù)存儲器對每一個所述眾多紙幣類型包含一個主模板，而其中每一個所述主模板包含對應于一種紙幣類型的第五多個子模板，而其中各塊所述主模板在零歪斜角上對應所述紙幣類型，其中一塊主模板中的各所述子模板對應于所述一種紙幣類型的透射和反射系數(shù)值，其位置在所述紙幣方向的橫向離開一個相鄰子模板，其中所述電路可以操作，將來自響應所述歪斜角的一塊主模板中所述子模板的數(shù)值包含進所述一種類型紙幣的儲存數(shù)值組里。
59.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述電路包含數(shù)字信號處理器，其中所述數(shù)據(jù)存儲器包含至少一塊代表對應于已知紙幣類型的模板的數(shù)據(jù)并含有所述模板的所述儲存數(shù)值，在哪里被所述電路的所述數(shù)字處理器存訪，所有的所述儲存數(shù)值就在那里對應第二大量紙幣位置內的所述紙幣類型。
60.根據(jù)權利要求59所述的裝置，其中所述電路包含了第三眾多數(shù)字信號處理器，而其中每一個所述數(shù)字信號處理器存訪與某個特定數(shù)字信號處理器有關的各模板內的儲存數(shù)值。
61.根據(jù)權利要求60所述的裝置，其中所述電路可以運算，計算出相當于所述紙幣的所述檢測反射系數(shù)和透射數(shù)值與每一個所述模板內儲存數(shù)值之間最高相關度的相關數(shù)值。
62.根據(jù)權利要求61所述的裝置，其中所述電路還可以操作，產生一個信號，它代表全部所述模板之間的所述最高相關值，從而所述信號可以說明，被測紙幣與特定紙幣類型的儲存數(shù)值之間有最高相關度。
63.根據(jù)權利要求61所述的裝置，其中所述相關值是一個透射相關值和反射相關值的函數(shù)，其中所述函數(shù)是由所述電路計算出來的，其中所述透射相關值是由所述電路計算出來的，而且可以說明在所述測出的透射值與透射值相應的所述模板內的儲存數(shù)值之間的相關度，其中所述反射相關值是由所述電路計算出來的，是可以說明所述測出的反射值與所述模板內與反射系數(shù)值對應的儲存數(shù)值之間的相關度。
64.根據(jù)權利要求63所述的裝置，其中所述射線源包含第四類多個發(fā)射器，其中每類發(fā)射器一般發(fā)射不同于其他發(fā)射器類型波長的射線，其中所述電路可以運作計算所述透射相關值，該值是發(fā)射器類型計算相關值的一組合，可表示由所述紙幣對每一種所述發(fā)射器類型的各透射值和對應每類所述發(fā)射器的所述模板內各儲存數(shù)值之間的相關度。
65.根據(jù)權利要求63所述的裝置，其中所述射線源包含第四類多個發(fā)射器，其中所述電路可以運作計算所述反射相關值，該值表示由所述紙幣對每一類所述發(fā)射器的所述各反射值和每類所述發(fā)射器相應的所述模板內各儲存數(shù)值之間的相關度。
66.根據(jù)權利要求64所述的裝置，其中所述電路可以操作，為一般線性排列的第五眾多檢測點生成反射系數(shù)和透射值，因此所述檢測點在所述紙幣上以線條展開，而其中所述紙幣反射系數(shù)和透射相關值是由所述電路對所述線條內全部檢測點按各類所述發(fā)射器計算出來的，是通過計算表示與所述行和一類發(fā)射器對應的各所述模板內各儲存數(shù)值相關度的數(shù)值來計算的。
67.根據(jù)權利要求66所述的裝置，其中所述電路可運作產生對應于第六眾多檢測點排的反射系數(shù)和透射值，其中所述透射和反射相關值是由所述電路從對應于各所述檢測點排及發(fā)射器類型的各所述模板內的儲存數(shù)值計算出來的。
68.確定有關紙幣類型的方法，其包含以下步驟用射線源照射所述紙幣上的檢測點；用第一檢測器檢測從所述檢測點上反射的射線并響應檢測到的所述反射射線產生第一信號；用第二檢測器檢測通過所述檢測點的透射射線并響應檢測到的所述透射射線產生第二信號；由電路計算表示相關度的數(shù)值，它表示所述第一與第二信號和數(shù)據(jù)存儲器里眾多已知類型紙幣中接近所述檢測點的透射和反射特性所對應的所述儲存數(shù)值之間的相關度。
69.根據(jù)權利要求68所述的方法，其中所述儲存數(shù)值被安排在儲存數(shù)值組里，各所述儲存數(shù)值組對應一種已知類型的紙幣，還包含提供一可表示已知紙幣類型信號的步驟，該信號代表與所述第一和第二信號具有最高的相關度值。
70.根據(jù)權利要求68所述的方法其中所述照射步驟包含用第二類多個射線發(fā)射器順序地照射所述檢測點的步驟，每一類發(fā)射器一般以不同于其他發(fā)射器的波長發(fā)射射線。
71.根據(jù)權利要求70所述的方法，其中在所述第一檢測步驟內產生與一類發(fā)射器對應的所述第二多個第一信號，而其中在所述計算步驟中計算出第一個相關值，它代表所述紙幣所述各第一信號與第一儲存數(shù)值之間的相關度，第一儲存數(shù)值與所述眾多已知紙幣類型的每一類型所述發(fā)射器的反射系數(shù)相對應。
72.根據(jù)權利要求71所述的方法其中在所述的第二檢測步驟內各自產生與一類發(fā)射器相符的所述第二多個第二信號，而其中在所述計算步驟中計算出第二個相關值，它代表所述紙幣各所述第二信號與第二儲存數(shù)值之間的相關度，第二儲存數(shù)值與所述相應類發(fā)射器通過眾多已知紙幣類型中每一類的透射數(shù)值相對應。
73.根據(jù)權利要求72所述的方法其中所述的計算步驟包含計算所述紙幣和所述眾多已知紙幣類型中各類的所述第一和第二相關數(shù)值，代表相關度的所述數(shù)值被計算為所述第一和第二相關數(shù)值的函數(shù)。
74.根據(jù)權利要求72所述的方法又還包含在所述紙幣上接近第三眾多檢測點實行所述第一和第二檢測步驟的步驟，所述檢測點排列在一個柵格內，其中所述第一和第二儲存數(shù)值表示各所述已知類型紙幣的所述柵格內鄰近各檢測點的透射和反射特性，而所述數(shù)值被儲存為表示所述數(shù)據(jù)儲存器內模板的數(shù)據(jù)，而所述計算步驟包括用所述電路產生儲存數(shù)值組，它包含來自各模板的數(shù)值，又計算表示相關度的所述數(shù)值，它是與所述紙幣上各所述檢測點的所述第一和第二信號相應的各個數(shù)值以及與各所述儲存數(shù)值組內所述第一和第二數(shù)值所相應數(shù)值的函數(shù)。
75.根據(jù)權利要求68所述的方法其中所述的照射步驟包含照射所述紙幣上柵格內第二眾多檢測點，每一檢測點被第三類多個射線發(fā)射器順序地照射，每類射線發(fā)射器以一般不同于其他類發(fā)射器的波長發(fā)射射線。其中所述第一和第二檢測步驟包含在每一個所述第二眾多檢測點上對于各個所述第三類多個發(fā)射器產生第一和第二信號。而其中所述計算步驟包含用所述電路響應各所述第一和第二信號分別產生反射系數(shù)和透射數(shù)值，其中所述反射系數(shù)和透射數(shù)值被放入一個檢測數(shù)值組內，而其中所述計算步驟又包含由所述電路產生來自所述數(shù)據(jù)存儲器的儲存數(shù)值構成的儲存數(shù)值組，而其中所述儲存數(shù)值組與各所述眾多已知紙幣類型的反射系數(shù)和透射數(shù)值相對應，而其中表示相關度的所述數(shù)值是對于所述檢測數(shù)值組和各個所述儲存數(shù)值組計算求得的。
76.根據(jù)權利要求75所述的方法和所述的照射步驟之前還包含了在所述數(shù)據(jù)存儲器里存儲儲存數(shù)值的步驟，所述儲存數(shù)值與在第四眾多空間位置內安排的所述各類已知紙幣類型的鄰近各檢測點的各類發(fā)射器的所述透射值和反射系數(shù)相對應。
77.根據(jù)權利要求68所述的方法和所述的計算步驟之前還包含了從所述第一和第二信號確定所述紙幣歪斜角的步驟，其中在所述計算步驟內響應所述歪斜角從所述數(shù)據(jù)存儲器選擇各所述儲存數(shù)值，而其中表示相關度的所述數(shù)值由所述電路用所述選擇的數(shù)值計算。
全文摘要
一種裝置和方法,通過裝置來鑒別紙幣的類型。裝置包括一個紙幣輸送器,多組象點檢測部件,每組象點檢測部件包含四個發(fā)射器,一反射系數(shù)檢測器和一透射值檢測器。每個發(fā)射器以不同的波長發(fā)射射線,照射被測紙幣,使控制電路生成各個反射系數(shù)值和透射數(shù)值組,控制電路也計算出由于紙幣置放歪斜而產生的歪斜角,糾正后一并與數(shù)據(jù)存儲器內已知類型紙幣的透射和反射系數(shù)值組相比較,求得其間最高相關度,獲得鑒別紙幣的類型和真實性。
文檔編號G07D7/20GK1241276SQ97180893
公開日2000年1月12日 申請日期1997年11月14日 優(yōu)先權日1996年11月15日
發(fā)明者愛德華·L·拉斯科斯基 申請人:英脫布爾特