專利名稱：生成片材污損檢測辭典的方法、片材處理設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里描述的實(shí)施例一般地涉及生成用于片材的污損檢測(soildetection)的辭 典的方法、使用所述辭典的片材處理設(shè)備和片材處理方法。
背景技術(shù)：
用于計數(shù)和鑒別包括紙幣在內(nèi)的各種片材的片材處理設(shè)備已被實(shí)際使用。片材處 理設(shè)備從輸入單元逐個地取得片材，并將其傳送到檢驗(yàn)單元(inspection unit)。檢驗(yàn)單元在各個方面檢驗(yàn)片材，并檢測片材的狀況?；跈z驗(yàn)結(jié)果，片材處理設(shè)備 針對面值、真實(shí)性和再流通的適合性(fitness forrecirculation)檢查每一片材。片材處理設(shè)備確定嚴(yán)重污損的片材不適合再流通(不合格片材)。為此目的，檢驗(yàn) 單元從被傳送的片材獲取圖像，把該圖像和預(yù)先設(shè)置的參考值(閾值)進(jìn)行比較，并確定該 片材的污損水平(soil level)。例如，在US2006/0011447A1號美國專利申請公開中公開的片材處理設(shè)備處理至 少一個合格片材和一個不合格片材。該片材處理設(shè)備保存獲取的傳感器數(shù)據(jù)，并評估保存 的數(shù)據(jù)，從而自動調(diào)整傳感器閾值。結(jié)果，該片材處理設(shè)備適應(yīng)隨著時間的變化，并很容易 地調(diào)整傳感器閾值。在上面的專利申請中描述的片材處理設(shè)備評估從片材獲取的整個圖像，并調(diào)整傳 感器閾值。在片材的表面上通過各種方法形成了各種圖案。因此，片材的表面包括用于以墨 水打印的區(qū)域、用于水印的區(qū)域，以及用于全息圖的區(qū)域。在這些區(qū)域中的一個或更多個中，很難從片材的圖像檢測污損水平。例如，在具有 亮度上的較大變化的區(qū)域中，很難檢測精確的污損水平。這使污損檢測出現(xiàn)了問題。


圖1是用于說明根據(jù)實(shí)施例的片材處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的圖；圖2是要由圖1中所示的片材處理設(shè)備處理的片材的圖像的例子的視圖；圖3是用于說明片材圖像的劃分和權(quán)重調(diào)整的表；圖4是用于設(shè)置污損檢測的閾值的圖；圖5是在圖1中所示的片材處理設(shè)備中生成辭典的流程圖；圖6是在圖1中所示的片材處理設(shè)備中污損檢測的流程圖；和圖7是用于說明權(quán)重調(diào)整的另一個例子的表。
具體實(shí)施例方式此后將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例。一般來說，根據(jù)一個實(shí)施例，一 種生成用于片材的污損檢測的辭典的方法包括把第一和第二調(diào)整圖像中的可感知區(qū)域 (sensible area)劃分為多個區(qū)域；計算第一調(diào)整圖像的每一個被劃分區(qū)域的第一特征量；
4計算第二調(diào)整圖像的每一個被劃分區(qū)域的第二特征量；計算每一個區(qū)域的第一和第二特征 量的均值和方差；基于計算的均值和方差為每一個區(qū)域設(shè)置權(quán)重數(shù)據(jù)；和把權(quán)重數(shù)據(jù)與用 于片材的污損檢測的閾值一起存儲。此后通過參考附圖，將給出生成在根據(jù)一個實(shí)施例的片材處理設(shè)備中使用的辭典 的方法、存儲所述辭典的片材處理設(shè)備和片材處理方法的詳細(xì)說明。圖1是用于說明根據(jù)一個實(shí)施例的片材處理設(shè)備100的結(jié)構(gòu)的例子的圖。片材處理設(shè)備100包含供給單元20、分離輥25、傳送系統(tǒng)30、第一閘門31、第一 堆疊器32、第二間門33、第二堆疊器34、控制單元40、傳感器41、特征量存儲裝置42、辭典 存儲裝置43，以及輸入/輸出單元45。在第二閘門33之后的級中，片材處理設(shè)備100也配 備了未示出的切割單元?？刂茊卧?0全面地控制片材處理設(shè)備100的部件的操作?？刂茊卧?0包含CPU、 緩沖存儲器、程序存儲器和非易失存儲器。CPU執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算。緩沖存儲器暫時存儲由 CPU執(zhí)行的運(yùn)算的結(jié)果。程序存儲器和非易失存儲器存儲控制數(shù)據(jù)和由CPU執(zhí)行的各種程 序?？刂茊卧?0可以通過執(zhí)行存儲在程序存儲器中的程序的CPU執(zhí)行各種操作。供給單元20存放被取到片材處理設(shè)備100中的片材10。供給單元20接受一疊片 材10。在供給單元20的下端提供分離輥25。分離輥25接觸一疊片材10的下端。分離輥 25轉(zhuǎn)動，從一疊的下端逐個地取走設(shè)置在片材處理設(shè)備100的供給單元20中的片材10。例如，分離輥25通過一次轉(zhuǎn)動取出一個片材10。分離輥25以固定節(jié)距取出片材 10。被分離輥25取得的片材10被引導(dǎo)到傳送系統(tǒng)30。傳送系統(tǒng)30是把片材10傳送到片材處理設(shè)備100的每一個部分的傳送器。傳送 系統(tǒng)30包含未在圖中示出的傳送帶和驅(qū)動輪。傳送系統(tǒng)30通過未示出的驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動所 述驅(qū)動輪。傳送帶被所述驅(qū)動輪驅(qū)動。傳送系統(tǒng)30利用傳送帶以恒定速度傳送被分離輥25取得的片材10。在下面的描 述中，在傳送系統(tǒng)30中假設(shè)靠近分離輥25的部分是上游，并假設(shè)相反的部分是下游。兩個傳感器41跨過傳送系統(tǒng)30相對。傳感器41檢測片材10的光學(xué)特征數(shù)據(jù)。 換句話說，傳感器41讀取沿著傳送系統(tǒng)30傳送的片材10的兩側(cè)的圖像。傳感器41起到成像單元的作用。傳感器41獲得片材10的表面的二維圖像。每 一個傳感器41均包含例如電荷耦合器件(CCD)的光接收元件和光學(xué)元件。傳感器41把光 發(fā)射到被傳送的片材10，并接收被光學(xué)元件反射或者透射的光。傳感器41對CCD中的光學(xué) 元件接收的光成像，并獲取電信號(圖像)。控制單元40根據(jù)傳感器41獲得的圖像計算特征量。例如，特征量是每一個像素 的亮度值。換句話說，控制單元40基于由傳感器41獲得的圖像計算片材10的前面和背面 的特征量。控制單元40基于計算的特征量確定片材10是適合于還是不適合于再流通。此 外，控制單元40檢測片材10的種類、前側(cè)/背側(cè)，以及真實(shí)性。在傳送系統(tǒng)30中，在傳感器41的下游提供第一和第二閘門31和33。第一和第二 閘門31和33在控制單元40的控制下操作?？刂茊卧?0根據(jù)片材10的檢測結(jié)果控制第 一和第二閘門31和33?？刂茊卧?0控制閘門以便把片材10傳送到預(yù)定的處理單元。第一閘門31把片材10的傳送目的地切換到第一堆疊器32或者第二閘門33。第
5二閘門33把片材10的傳送目的地切換到第二堆疊器34或者切割單元?？刂茊卧?0控制第一閘門31和第二閘門33，以使被確定為合格片材的片材10被 傳送到第一堆疊器32或第二堆疊器34。換句話說，控制單元40控制每一個間門以便分類 和堆疊合格片材?？刂茊卧?0控制第一閘門31和第二閘門33，以使被確定為不合格片材的片材10 被傳送到在第二間門33之后的級中提供的切割單元。換句話說，控制單元40控制每一個 閘門以便把被確定為不合格片材的片材10傳送到切割單元，以使切割單元切割片材。特征量存儲裝置42存儲由控制單元10計算的片材10的特征量。辭典存儲裝置 43存儲用于污損檢測的辭典。輸入/輸出單元包含操作單元和顯示器。輸入/輸出單元45接受由用戶通過操 作單元輸入的操作指令。輸入/輸出單元45通過把各種操作指南和操作結(jié)果顯示在顯示 器上來向用戶通知所述各種操作指南和操作結(jié)果。輸入/輸出單元45的操作單元和顯示 器可以被配置為觸摸面板。在這種情況下，片材處理設(shè)備100通過在輸入/輸出單元45 中顯示的按鈕和操作者的指令來檢測操作指令。在污損檢測中，控制單元40基于片材10的污損水平和存儲在辭典存儲裝置43中 的辭典來確定片材10是否是合格片材。辭典包含用于污損檢測的閾值和權(quán)重數(shù)據(jù)。在污損檢測(污染檢測)中，控制單 元40基于用于污損檢測的閾值(用于污染檢測的閾值)確定片材是否被污損?？刂茊卧?40基于權(quán)重數(shù)據(jù)和每個區(qū)域的污損檢測的結(jié)果確定片材10是否是再流通合格片材。換句 話說，控制單元40用作可再流通/不可再流通確定單元。因此，控制單元40預(yù)先生成辭典。辭典生成過程包括權(quán)重調(diào)整和閾值設(shè)置。換句 話說，控制單元40基于存儲在特征量存儲裝置42中的特征量執(zhí)行權(quán)重調(diào)整和閾值設(shè)置。在辭典生成過程中，片材處理設(shè)備100處理預(yù)先被確定為合格片材(第一片材) 的片材和預(yù)先被確定為不合格片材(第二片材)的片材。換句話說，片材處理設(shè)備100的 傳感器41從第一片材獲取第一調(diào)整圖像，并從第二片材獲取第二調(diào)整圖像。圖2是由圖1中所示的傳感器41獲得的調(diào)整圖像12的例子的視圖。當(dāng)調(diào)整圖像12被從傳感器41輸入時，控制單元40基于從輸入/輸出單元45輸 入的指令在圖像上指定預(yù)先設(shè)置的可感知區(qū)域15?？刂茊卧?0依照從輸入/輸出單元45 輸入的指令，基于預(yù)先設(shè)置的尺寸把可感知區(qū)域15劃分為多個被劃分區(qū)域16。在這種情況 下，控制單元40起到了劃分器的作用。控制單元40計算每一個被劃分區(qū)域16的特征量，并把計算的特征量存儲在特征 量存儲裝置42中。在這種情況下，控制單元40起到計算特征量的計算器的作用。換句話說，控制單元40在第一調(diào)整圖像中指定可感知區(qū)域15?？刂茊卧?0把指 定的可感知區(qū)域15劃分為多個被劃分區(qū)域16?？刂茊卧嬎忝恳粋€被劃分區(qū)域16的第一 特征量，并把計算的特征量存儲在特征量存儲裝置42中。此外，控制單元40在第二調(diào)整圖像中指定可感知區(qū)域15。控制單元40把指定的 可感知區(qū)域15劃分為多個被劃分區(qū)域16?？刂茊卧?0計算每一個被劃分區(qū)域16的第二 特征量，并把計算的特征量存儲在特征量存儲裝置42中。結(jié)果，針對每一個被劃分區(qū)域16，特征量存儲裝置42存儲從合格片材圖像計算的
6第一特征量和從不合格片材圖像計算的第二特征量。在辭典生成過程中處理的合格片材樣 本的數(shù)量Il1和不合格片材樣本的數(shù)量Il2可以是一或更多。首先，控制單元40執(zhí)行權(quán)重調(diào)整，以便為每一個區(qū)域設(shè)置權(quán)重。在權(quán)重調(diào)整中，控 制單元40計算存儲在特征量存儲裝置42中的樣本的被劃分區(qū)域16的特征量的均值和方 差。假設(shè)針對位于樣本的相同位置的每一個被劃分區(qū)域16完成下列計算。換句話說，控制 單元40基于與樣本對應(yīng)的被劃分區(qū)域16的特征量執(zhí)行計算。均值和方差是位于樣本的相同位置的被劃分區(qū)域16的特征量的平均值和方差。 控制單元40基于第一和第二特征量單獨(dú)地計算均值和方差。假設(shè)從合格片材圖像計算的 第一特征量是Xll，并且合格片材樣本的數(shù)量是Ii1，則第一特征量的第一均值μ工可以由下列 公式1表達(dá)。
"I第一均值,，
權(quán)利要求
一種生成用于片材的污損檢測的辭典的方法，其特征在于包含把第一和第二調(diào)整圖像中的可感知區(qū)域(15)劃分為多個區(qū)域(16)；計算第一調(diào)整圖像的每一個被劃分區(qū)域的第一特征量；計算第二調(diào)整圖像的每一個被劃分區(qū)域的第二特征量；計算每一個區(qū)域的第一和第二特征量的均值和方差；基于計算的均值和方差為每一個區(qū)域設(shè)置權(quán)重數(shù)據(jù)；和針對所述每一個區(qū)域，把權(quán)重數(shù)據(jù)(Wm)與用于片材的污損檢測的閾值一起存儲。
2.如權(quán)利要求1所述的生成用于片材的污損檢測的辭典的方法，其特征在于還包含 基于第一和第二特征量的均值和方差計算類內(nèi)方差和類間方差；和基于所計算的類內(nèi)方差和類間方差之間的比例設(shè)置每一個區(qū)域的權(quán)重數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的生成用于片材的污損檢測的辭典的方法，其特征在于還包含 基于所計算的類內(nèi)方差和類間方差之間的比例確定每一個區(qū)域的順序；和基于所確定的順序設(shè)置每一個區(qū)域的權(quán)重數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的生成用于片材的污損檢測的辭典的方法，其特征在于還包含 基于所確定的順序?yàn)槊恳粋€區(qū)域分級設(shè)置權(quán)重數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的生成用于片材的污損檢測的辭典的方法，其特征在于還包含 按通過用類間方差除以類內(nèi)方差獲取的值的降序來確定每一個區(qū)域的順序；和 按降序設(shè)置權(quán)重數(shù)據(jù)的值。
6.如權(quán)利要求5所述的生成用于片材的污損檢測的辭典的方法，其特征在于還包含 把無水印區(qū)域的權(quán)重數(shù)據(jù)設(shè)置為較高的值。
7.一種片材處理設(shè)備，其特征在于包含辭典存儲裝置，被配置成預(yù)先存儲辭典，所述辭典包含用于確定每一個區(qū)域是否被污 損的用于污損檢測的閾值和權(quán)重數(shù)據(jù)； 傳送系統(tǒng)，被配置成傳送片材；成像單元，被配置成從沿著傳送系統(tǒng)傳送的片材接收光，并獲取用于評估的圖像； 劃分單元，被配置成劃分由成像單元獲取的用于評估的圖像中的可感知區(qū)域； 計算單元，被配置成計算用于評估的圖像的每一個被劃分區(qū)域的用于評估的特征量； 污損檢測單元，被配置成基于由計算單元計算的用于評估的特征量和存儲在辭典存儲 裝置中的辭典中包含的用于污損檢測的閾值來檢測每一個區(qū)域中的污損；和可再流通/不可再流通確定單元，被配置成基于由污損檢測單元確定的每一個區(qū)域的 污損檢測的結(jié)果和存儲在辭典存儲裝置中的辭典中包含的權(quán)重數(shù)據(jù)，來確定片材是否為再 流通合格片材。
8.如權(quán)利要求7所述的片材處理設(shè)備，其特征在于所述可再流通/不可再流通確定單 元預(yù)先存儲用于確定片材是否為再流通合格片材的閾值，利用權(quán)重數(shù)據(jù)對由污損檢測單元 確定的每一個區(qū)域的污損檢測的結(jié)果加權(quán)，并基于加權(quán)結(jié)果和用于確定片材是否為再流通 合格片材的閾值來確定片材是否為再流通合格片材。
9.一種片材處理方法，其特征在于包含 傳送片材；從被傳送的片材接收光，并獲取用于評估的圖像；把用于評估的圖像中的可感知區(qū)域劃分為多個區(qū)域； 計算用于評估的圖像的每一個被劃分區(qū)域的用于評估的特征量； 基于所計算的用于評估的特征量和預(yù)先存儲的用于每一個被劃分區(qū)域的污損檢測的 閾值來檢測每一個區(qū)域中的污損；和基于每一個區(qū)域的污損檢測的結(jié)果和預(yù)先存儲的權(quán)重數(shù)據(jù)來確定片材是否為再流通 合格片材。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生成用于片材的污損檢測的辭典的方法，包括把第一和第二調(diào)整圖像中的可感知區(qū)域劃分為多個區(qū)域(16)；計算第一調(diào)整圖像的每一個被劃分區(qū)域的第一特征量；計算第二調(diào)整圖像的每一個被劃分區(qū)域的第二特征量；計算每一個區(qū)域的第一和第二特征量的均值和方差；基于計算的均值和方差為每一個區(qū)域設(shè)置權(quán)重數(shù)據(jù)(Wm)；和把權(quán)重數(shù)據(jù)與用于片材的污損檢測的閾值一起存儲。
文檔編號G07D7/00GK101964122SQ20101023735
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者名取直毅 申請人:株式會社東芝