專(zhuān)利名稱(chēng)：鈔票的分類(lèi)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提到的方法是基于鈔票的特性判斷鈔票的種類(lèi)和面值。本方法能夠在點(diǎn)鈔設(shè)備上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、計(jì)數(shù)和分類(lèi)的功能。
背景技術(shù)：
本方法的原理是，設(shè)備里的掃描模塊對(duì)任何形式的鈔票進(jìn)行掃描，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析對(duì)比，定義出鈔票的分類(lèi)，也就是鈔票種類(lèi)、面值、版本和進(jìn)入方向的總和。偽鈔和其他文件在設(shè)備中沒(méi)有設(shè)置，把他們簡(jiǎn)單的歸類(lèi)于不屬于已知的任何分類(lèi)。根據(jù)對(duì)分類(lèi)的定義設(shè)置，結(jié)合自己的設(shè)置和算法，機(jī)器對(duì)鈔票做出反映并將信息顯示給使用者。例如在國(guó)際專(zhuān)利WO 00/46758有描述鈔票分類(lèi)的設(shè)備。設(shè)備自動(dòng)掃描鈔票，得 到一個(gè)二維數(shù)字圖像，由可見(jiàn)光和紅外線頻譜，以及對(duì)紫外線輻射起反應(yīng)的圖像組成。要進(jìn)行數(shù)字圖像進(jìn)行處理，設(shè)備需具備計(jì)算機(jī)單元。參照已知的設(shè)備和方法，對(duì)比被測(cè)的鈔票和已知等級(jí)的特性。將二位數(shù)字圖像分成若干個(gè)區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域計(jì)算一套統(tǒng)計(jì)參數(shù)。然后每個(gè)區(qū)域根據(jù)這套統(tǒng)計(jì)參數(shù)，計(jì)算狀態(tài)函數(shù)。函數(shù)的數(shù)值越大，與該區(qū)域類(lèi)似的等級(jí)越高。然后計(jì)算一下?tīng)顟B(tài)函數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)極限的區(qū)域的數(shù)量。得到的數(shù)值結(jié)果判斷鈔票的等級(jí)。如果這些區(qū)域的數(shù)量大于一個(gè)最小要求值，則判定鈔票屬于這個(gè)分類(lèi)。然后對(duì)比超過(guò)預(yù)設(shè)和超過(guò)極限的區(qū)域列表，進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)?，F(xiàn)有方法主要的缺點(diǎn)如上面所述，就是在分類(lèi)鈔票時(shí)耗費(fèi)大量計(jì)算。如果被測(cè)的鈔票是未知的，那么就需要用被測(cè)鈔票的數(shù)字圖形跟整套的與其適應(yīng)的鈔票分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。在整個(gè)過(guò)程中同每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較產(chǎn)生巨大的計(jì)算量。而下結(jié)論只能是在這些計(jì)算結(jié)束后。每個(gè)被測(cè)鈔票產(chǎn)生的巨大計(jì)算量，導(dǎo)致對(duì)生產(chǎn)設(shè)備計(jì)算模塊的要求也很高。保證高速的運(yùn)算能力必定需要高功率。小功率的分類(lèi)計(jì)算模塊速度會(huì)非常的低。根據(jù)上述方法，在增加鈔票分類(lèi)時(shí)計(jì)算量是呈線性增加的，主要是因?yàn)槊總€(gè)可能分類(lèi)的對(duì)比是獨(dú)立的。因此在一個(gè)設(shè)備上檢測(cè)很多不同國(guó)家的鈔票是不可能的。在國(guó)際申請(qǐng)中解釋了鈔票驗(yàn)證方法的本質(zhì)。根據(jù)這個(gè)方法，要自動(dòng)驗(yàn)證鈔票，通過(guò)使用能夠表示鈔票形態(tài)的符號(hào)使用一套種類(lèi)分類(lèi)機(jī)。一個(gè)種類(lèi)的分類(lèi)機(jī)是指計(jì)算過(guò)程，結(jié)果能夠用來(lái)統(tǒng)計(jì)特性。對(duì)于每一個(gè)已知的分類(lèi)，在對(duì)比統(tǒng)計(jì)值和指定等級(jí)極限時(shí)，都具備鈔票特性準(zhǔn)則。基于這個(gè)方法，鈔票形態(tài)每個(gè)分類(lèi)的分類(lèi)法，只有對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析后做出是否屬于某一類(lèi)的結(jié)論。這個(gè)方法的缺點(diǎn)是，沉重的計(jì)算處理(用于分類(lèi))，并且每個(gè)貨幣保持一個(gè)固定的量。并且只有在這個(gè)動(dòng)作之后才進(jìn)行結(jié)果分析。這個(gè)缺點(diǎn)類(lèi)似與之前在W000/46758里提到的那個(gè)缺點(diǎn)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，制定一個(gè)使用高速計(jì)算設(shè)備，對(duì)已知的鈔票進(jìn)行高速分類(lèi)的方法。技術(shù)上的結(jié)果就是提高了鈔票的處理速度。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果需使用方法方案1，掃描鈔票得到一個(gè)二位數(shù)字圖像，根據(jù)顯現(xiàn)的可能的分類(lèi)，初步判斷鈔票屬于的分類(lèi)，然后依次與可能的分類(lèi)對(duì)比鈔票特性，至少對(duì)比兩個(gè)特性。因此，哪怕有一個(gè)特性與類(lèi)別不符合，則予以排除，下面繼續(xù)與該類(lèi)別對(duì)比的動(dòng)作。最終下結(jié)論是當(dāng)每個(gè)特性與等級(jí)都吻合時(shí)，由此，如果不能每個(gè)特性都吻合，則判定鈔票不屬于任何一個(gè)類(lèi)別。一個(gè)可能的方案，如果判定鈔票不屬于任何一個(gè)分析的類(lèi)別，額外增加一個(gè)工序，再進(jìn)行一次初步分類(lèi)，然后就鈔票屬性與已知的可能的分類(lèi)進(jìn)行對(duì)比。每一次使用之前沒(méi)有對(duì)比過(guò)的類(lèi)別，最終下結(jié)論是當(dāng)每個(gè)特性與等級(jí)都吻合時(shí)，由此，如果不能每個(gè)特性都吻合，則判定鈔票不屬于任何一個(gè)類(lèi)別。鈔票分類(lèi)的第2個(gè)方案是，掃描鈔票得到一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字圖像，由顯現(xiàn)的特征進(jìn)行分類(lèi)，判斷可能屬于的類(lèi)別。由此，為鈔票每個(gè)可能屬于的分類(lèi)屬性計(jì)算一個(gè)“相似數(shù)值”，并按照得來(lái)的相似數(shù)值進(jìn)行排隊(duì)，最終分類(lèi)結(jié)果是選擇最接近的數(shù)值。按照分類(lèi)結(jié)果通過(guò)檢查它的相似數(shù)值確定鈔票屬于選定的分類(lèi)。至少，每一個(gè)指定的等級(jí)，至少有一個(gè)·數(shù)據(jù)符合。因此，參照第二方案進(jìn)行鈔票類(lèi)別確認(rèn)的一個(gè)可能的辦法是，如果得到的結(jié)論是，鈔票與分類(lèi)結(jié)果不符，那么需要至少再一次查看會(huì)不會(huì)符合下一個(gè)分類(lèi)(按照數(shù)值排行)。參照申請(qǐng)的第二方案的方法進(jìn)行鈔票類(lèi)別分類(lèi)時(shí)的一個(gè)可能的辦法是，至少再進(jìn)行一次鈔票與遠(yuǎn)距選定的分類(lèi)之間的相似性檢查，以排除之后再與這些不相似的分類(lèi)進(jìn)行比對(duì)的可能。按照申請(qǐng)的任何一個(gè)方案，在檢查或者確認(rèn)鈔票屬性的時(shí)候，將鈔票數(shù)字圖像劃分為若干區(qū)域；而用于檢查，確認(rèn)區(qū)域參數(shù)，至少制定一個(gè)分類(lèi)屬性標(biāo)準(zhǔn)，以確認(rèn)一對(duì)區(qū)域之間的關(guān)系，因此計(jì)算一對(duì)區(qū)域關(guān)系比值是由組成該區(qū)域的像素點(diǎn)數(shù)值決定的。所以計(jì)算這個(gè)數(shù)值，只有當(dāng)函數(shù)數(shù)值落入指定區(qū)間的情況時(shí)候。那些可以用申訴的方法來(lái)對(duì)比的鈔票上的特性，將被稱(chēng)為是已知的分類(lèi)。設(shè)備上運(yùn)用已知的分類(lèi)表示區(qū)域特性。這樣，如果設(shè)備上預(yù)存一個(gè)國(guó)家全部的鈔票的特征，那么他就要儲(chǔ)存所有的面額和版本，而且每個(gè)鈔票有四個(gè)方向。對(duì)于支持多貨幣的設(shè)備，他要儲(chǔ)存的面額版本和方向的信息就會(huì)相應(yīng)的增加。按照申請(qǐng)的方法，對(duì)于具體的設(shè)備，會(huì)使用與其一致的參數(shù)設(shè)置。本發(fā)明所述方法能夠判斷鈔票屬于已知的哪個(gè)分類(lèi)，也能夠判斷鈔票不屬于任何一個(gè)分類(lèi)。參照上述兩個(gè)方案，是通過(guò)與各個(gè)類(lèi)別參數(shù)進(jìn)行多級(jí)對(duì)比后最終確認(rèn)鈔票的分類(lèi)。原理上的不同是，原來(lái)參數(shù)對(duì)比是在完成大量的初步計(jì)算之后進(jìn)行，在本發(fā)明所述方法中計(jì)算被分成若干個(gè)段，一邊進(jìn)行參數(shù)對(duì)比，一邊進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。在剛剛發(fā)現(xiàn)第一個(gè)參數(shù)差異時(shí)，立即終止檢查數(shù)字圖像和參數(shù)對(duì)比的動(dòng)作，減少了計(jì)算時(shí)間的耗費(fèi)。通常情況下，大多數(shù)用于對(duì)比鈔票的分類(lèi)是很明顯沒(méi)有關(guān)聯(lián)的。在對(duì)比指定分類(lèi)的整套數(shù)據(jù)之前終止對(duì)比檢查。這種方法，最終只需要計(jì)算總量的一小部分，便能夠確認(rèn)是否屬于已知的分類(lèi)。鈔票的數(shù)字圖像能夠基于不同的物理原理形成。相應(yīng)的，設(shè)備里不同的傳感器記錄鈔票不同的物理特性。最常見(jiàn)的是光學(xué)傳感器，可以檢測(cè)特定光源下鈔票透射和反射的特性，如紅外線和紫外線光源。另外，光學(xué)傳感器被用于記錄各種可見(jiàn)光。除了光學(xué)傳感器，被廣泛使用的還有磁傳感器，記錄紙幣的導(dǎo)磁率和剩余磁性。其他還有檢測(cè)鈔票介電常數(shù)和厚度的傳感器。通常，根據(jù)鈔票的線性移動(dòng)排列傳感器。這個(gè)過(guò)程叫做鈔票掃描。傳感器可以將鈔票表面的幾何圖像轉(zhuǎn)換成一維或者二維數(shù)字圖像的形式。里面包含了傳感器的數(shù)字化采樣值。一維數(shù)列是沿著直線方向記錄鈔票表面參數(shù)。例如，鈔票移動(dòng)時(shí)，磁性傳感器直線記錄鈔票表面磁性感應(yīng)區(qū)域的數(shù)值。二維數(shù)列記錄鈔票表面的橫豎排列的矩形區(qū)域的數(shù)據(jù)。例如，二維數(shù)列記錄的是掃描后，鈔票表面的反光水平。通常鈔票的二維形態(tài)背稱(chēng)作是圖像，組成圖像的是像素點(diǎn)。大部分情況下，圖像是通過(guò)光學(xué)傳感器掃描得來(lái)，有的設(shè)備由磁性感應(yīng)器掃描成像。 鈔票分類(lèi)可以基于一維數(shù)列，也可以基于二維數(shù)列，或者是以上兩者的結(jié)合。使用 一維數(shù)組不能保證表現(xiàn)鈔票的不同特性，因?yàn)橛行┨匦钥赡艹^(guò)了傳感器的極限。因此，在大多數(shù)應(yīng)用中，優(yōu)質(zhì)的分類(lèi)設(shè)備會(huì)使用二維數(shù)組來(lái)增加鈔票識(shí)別的可靠性，有時(shí)也會(huì)在二維數(shù)組中增加一維數(shù)組。按照本發(fā)明所述方案1，初步分類(lèi)階段的目的，是避免以后與那些明顯不屬于的分類(lèi)進(jìn)行對(duì)比。初步分類(lèi)這一步不是去判斷選擇鈔票屬于某一個(gè)指定的分類(lèi)，因此這個(gè)計(jì)算過(guò)程并不復(fù)雜。主要的計(jì)算是在確認(rèn)鈔票屬于指定分類(lèi)的階段。因此，需要與之對(duì)比的分類(lèi)數(shù)量比分類(lèi)總數(shù)要小。預(yù)先進(jìn)行分類(lèi)的好處就在于降低了之后要對(duì)比的分類(lèi)的數(shù)量。在進(jìn)行初步分類(lèi)之后，只按照這個(gè)結(jié)果與可能的分類(lèi)進(jìn)行對(duì)比。在剛剛發(fā)現(xiàn)一個(gè)完全符合條件的鈔票時(shí)，檢查就停止。如果相似的類(lèi)別也沒(méi)發(fā)現(xiàn)，則說(shuō)明這個(gè)鈔票哪個(gè)種類(lèi)也不屬于。檢查鈔票屬性可能屬于的分類(lèi)，同時(shí)識(shí)別這個(gè)鈔票是不是假的。實(shí)現(xiàn)這一功能是通過(guò)對(duì)比鈔票防偽標(biāo)識(shí)參數(shù)是否一致。按照本發(fā)明所述方法，在與指定分類(lèi)匹配一致性參數(shù)時(shí)，使用所有鈔票數(shù)字圖像的計(jì)算結(jié)果，因此結(jié)果可能是成功或者不成功的。要制定匹配規(guī)則，以確保鈔票類(lèi)別判斷的成功率。按照本發(fā)明所述方法，檢查指定類(lèi)的屬性要依順序大量對(duì)比不同的參數(shù)。如果在這個(gè)過(guò)程中有一個(gè)參數(shù)不匹配，則說(shuō)明鈔票不屬于這個(gè)類(lèi)別，這種情況下繼續(xù)檢查沒(méi)有意義了，因?yàn)檫壿嬌现v，結(jié)論已經(jīng)有了。相反，如果通過(guò)所有的匹配動(dòng)作，則說(shuō)明鈔票屬于這個(gè)類(lèi)別，并且準(zhǔn)確性很高。每個(gè)單獨(dú)的成功匹配不會(huì)有這么高的準(zhǔn)確性。但是每個(gè)成功匹配的單個(gè)數(shù)據(jù)總和起來(lái)就具有很高的信任度。為了增加匹配結(jié)果的信任度，必須使用大量的參數(shù)，并且這些參數(shù)代表鈔票不同方面的特性。最佳效果是如果人和機(jī)器是用同一個(gè)順序檢查同一地方。在這種情況下，按照這個(gè)方法檢測(cè)的結(jié)果，和專(zhuān)業(yè)鑒定師的鑒定結(jié)果是一致的。根據(jù)本發(fā)明的第2方案，在開(kāi)始計(jì)算處理數(shù)字圖像時(shí)進(jìn)行分類(lèi)。這個(gè)分類(lèi)，類(lèi)似預(yù)分類(lèi)，確認(rèn)鈔票可能屬于的類(lèi)別。鈔票不可能與所有的類(lèi)別相似，這樣排除之后進(jìn)行重復(fù)匹配的可能。然后與每個(gè)可能的分類(lèi)進(jìn)行對(duì)比，按照相似數(shù)據(jù)進(jìn)行排名。數(shù)值最接近的那個(gè)就是這個(gè)鈔票的分類(lèi)。同指定的極限值對(duì)比鈔票的相似值能夠使用鈔票在這個(gè)分類(lèi)的屬性值。能夠通過(guò)計(jì)算鈔票不同分類(lèi)的相似值來(lái)分類(lèi)。在與所有的分類(lèi)進(jìn)行比較之后，還需要同每個(gè)分類(lèi)的極限值進(jìn)行比較。比對(duì)結(jié)果能夠準(zhǔn)確的避免進(jìn)一步分析那些不可能屬于的分類(lèi)。為了確認(rèn)鈔票與剩余的分類(lèi)中哪個(gè)更接近，將對(duì)比后的相似參數(shù)進(jìn)行排隊(duì)，最可能的分類(lèi)數(shù)字最接近。選擇分類(lèi)算法要保證所點(diǎn)鈔票分類(lèi)的總體時(shí)間。它能夠指出鈔票類(lèi)別，如果鈔票與已知的類(lèi)別相符。但是，他并不能提供必要的全面深入的檢查，排除不屬于任何一個(gè)分類(lèi)的鈔票，如偽鈔和有些鈔票。因此在分類(lèi)之后要進(jìn)一步確認(rèn)鈔票屬性屬于所選的分類(lèi)。要完成檢查，在分類(lèi)結(jié)果中鈔票至少有一個(gè)參數(shù)對(duì)比是和已知的類(lèi)別是一致的。為了增加檢查力度，能夠增加幾個(gè)檢測(cè)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)檢測(cè)鈔票是否有某些特性。特別是能夠檢查鈔票表面防偽標(biāo)識(shí)的指標(biāo)，偽鈔無(wú)法偽造的標(biāo)識(shí)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)允許你拒絕偽鈔。如果所有這些檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)都通過(guò)了，則說(shuō)明鈔票屬于這個(gè)分類(lèi)。如果有一項(xiàng)不能通過(guò)，則說(shuō)明鈔票 不屬于已知的任何分類(lèi)。


圖I為鈔票在可見(jiàn)光和紅外線下的形態(tài)；圖2為方案I的算法；圖3-為依次檢查指標(biāo)的算法；圖4為方案2的算法；圖5為鈔票區(qū)域劃分示意圖；圖6為鈔票磨損的線性圖；圖7為數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化時(shí)鈔票的頻率分布圖；圖8為按照方案2，即能夠?qū)嵤┑姆椒ǖ乃惴ā?br> 具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述方法能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用到點(diǎn)鈔機(jī)上。點(diǎn)鈔機(jī)機(jī)構(gòu)件傳遞鈔票，也就是從入鈔口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)傳感器掃描區(qū)域，然后送到出鈔口。在機(jī)構(gòu)件里添加了傳感器，用來(lái)感應(yīng)鈔票的狀態(tài)，檢測(cè)鈔票是位于進(jìn)鈔口或者出鈔口，或者在通道里，這樣可控制傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)。用戶(hù)界面允許用戶(hù)在入鈔口放置一疊鈔票后啟動(dòng)點(diǎn)鈔動(dòng)作。在鈔票全部從入鈔口移動(dòng)到出鈔后之后，屏幕顯示鈔票數(shù)額和面值。如果發(fā)現(xiàn)不屬于任何分類(lèi)的鈔票，點(diǎn)鈔機(jī)會(huì)停止，并顯示提示信息。按照本發(fā)明，設(shè)備必須需要具備CPU，存儲(chǔ)器R0M，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM，掃描模塊通信接口，驅(qū)動(dòng)器控制，用戶(hù)界面(鍵盤(pán)和顯示器)。掃描模塊應(yīng)該是線性排列的光學(xué)圖像傳感器，安裝在鈔票通道的一面，另一面是雙波段照明器。照明器輻射光源透過(guò)通道照射到光學(xué)圖像傳感器上。圖像傳感器和照明器是這樣工作的，它們記錄透射整個(gè)寬度的紙幣的光線。圖像傳感器是一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，它將傳感器掃描到的鈔票轉(zhuǎn)換成圖像。雙波照明器，與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步，交替地發(fā)射在可見(jiàn)光波或紅外(IR)波長(zhǎng)。交替周期是鈔票每移動(dòng)I毫米。因此，鈔票每移動(dòng)一毫米，傳感器記錄下紅外線或者可見(jiàn)光透射到移動(dòng)話費(fèi)，每毫米的運(yùn)動(dòng)，圖像傳感器對(duì)透視過(guò)來(lái)的紅外線和可見(jiàn)光進(jìn)行記錄。照明到檢測(cè)器光線是線性模式工作的，當(dāng)感應(yīng)到光線飽和時(shí)則說(shuō)明區(qū)間里沒(méi)有鈔票。能夠這樣進(jìn)行預(yù)先分類(lèi)。例如由鈔票的幾何尺寸來(lái)分。紙幣的大小很容易通過(guò)分析數(shù)字圖像的二維陣列的邊界來(lái)確定。此算法在本發(fā)明的分類(lèi)處理的理論中是已知的。按照鈔票的長(zhǎng)短可以分出幾個(gè)類(lèi)。選擇的程度取決于被測(cè)的鈔票屬性。例如，147*82毫米的尺寸只能是100歐元。這個(gè)尺寸又分為四個(gè)分類(lèi)，這些分類(lèi)代表鈔票在通過(guò)驗(yàn)鈔機(jī)時(shí)出現(xiàn)的四個(gè)方向。157*69毫米的尺寸面值分別是1000盧布和5000盧布。方向就為八個(gè)。用幾何尺寸進(jìn)行預(yù)先分類(lèi)是個(gè)比較簡(jiǎn)單的算法。這樣減少了計(jì)算的復(fù)雜程度。預(yù)先分類(lèi)還能夠使用其他的方案，比如使用XY坐標(biāo)軸，對(duì)稱(chēng)隨機(jī)掩碼法或者其他快速?lài)?yán)密的分類(lèi)算法。鈔票分類(lèi)的下一步是，選擇可能屬于的分類(lèi)，至少選擇兩個(gè)屬性。例如，屬性檢查可以是檢查鈔票表面指定區(qū)域兩個(gè)類(lèi)似的特性的平均值，使用這個(gè)方法，例如檢查鈔票上的紅外線防偽標(biāo)識(shí)。紅外標(biāo)識(shí)其實(shí)是由兩種顏色印制的圖形。這兩種顏色在可見(jiàn)光下具有一樣的光學(xué)特性，但是在紅外線下，其中一種顏色是完全透明的(IR-透明)，而同時(shí)另外一種顏色具有完整的光學(xué)密度。在鈔票的另一面，在印紅外標(biāo)識(shí)的地方用紅外線下會(huì)透明的顏色印刷。圖I展示的是歐元上500的字樣，在紅外線下(圖Ia)和紅色可見(jiàn)光下(圖2b)。這個(gè)鈔票支持幾個(gè)紅外標(biāo)識(shí)，最明顯的是500的字樣，在紅光下完全可見(jiàn)，紅外線下部分可見(jiàn)。檢查這個(gè)紅外標(biāo)識(shí)可以檢查Z1，在紅外線會(huì)透明的，另一個(gè)是Z2，在紅外線具有完整的光學(xué)密度。兩個(gè)位置在紅色可見(jiàn)光下，都具有很高的光學(xué)密度。對(duì)比第一區(qū)域和第二區(qū)域可見(jiàn)光下的透射率比例，數(shù)值應(yīng)接近I。如果比值落在指定的有效范圍內(nèi)，則測(cè)試成功，相反則判斷為失敗。有效值是基于大量的真鈔分析，在該類(lèi)別下的總和。設(shè)置這個(gè)參數(shù)應(yīng)該是大多數(shù)都可以通過(guò)的。另一方面，第一區(qū)域?qū)Ρ鹊诙^(qū)域的紅外線透射平均值，應(yīng)該是大于I?；谶@個(gè)事實(shí)可以建立第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)必須是合適的有效值，用真鈔計(jì)算出來(lái)的有效值。因此，基于數(shù)字圖像信息，按照兩個(gè)區(qū)域能夠指定不同的檢查紅外標(biāo)識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在端獨(dú)的方面檢查標(biāo)識(shí)，所以通過(guò)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)，結(jié)論有很高的信任度，判斷鈔票不是偽鈔。重要的是，例子中，標(biāo)準(zhǔn)是成功檢測(cè)過(guò)真鈔后制定的。對(duì)于偽鈔或者其他的鈔票，是通不過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的。雖然在極少數(shù)的情況下是能夠通過(guò)的。有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不通過(guò)，即立刻做出結(jié)論，鈔票不屬于既定的分類(lèi)，如果兩個(gè)都通過(guò)了，那么這個(gè)鈔票屬于這個(gè)分類(lèi)。CPU控制程序儲(chǔ)存在ROM里，包含第一模塊，用于控制紙幣移動(dòng)的程序，這個(gè)通過(guò)用戶(hù)端口與用戶(hù)界面連接。第一模塊監(jiān)控移動(dòng)傳感器狀態(tài)，進(jìn)而控制電子機(jī)械傳動(dòng)。掃描紙幣和隨后的分類(lèi)步驟由第二模塊控制，也儲(chǔ)存在ROM中。第二模塊在第一模塊之后，當(dāng)鈔票進(jìn)入到點(diǎn)鈔機(jī)通道掃描模塊后啟動(dòng)。第二模塊的軟件在完成掃描之后反饋給第一模塊分類(lèi)結(jié)果，第一模塊根據(jù)反饋的信息判斷機(jī)器停止還是繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。緊接著，第二模塊軟件啟動(dòng)后開(kāi)始掃描通過(guò)傳感器區(qū)域的紙幣。鈔票在通道里每移動(dòng)注I毫米，程序兩次讀取光感器數(shù)字信號(hào)，一次是紅外線透射，另一個(gè)是可見(jiàn)光透射。這些數(shù)字化的數(shù)值以?xún)蓚€(gè)陣列的形式儲(chǔ)存在處理器的RAM里。一旦光感應(yīng)器飽和時(shí)，掃描完成。掃描結(jié)果是在RAM保存著兩組數(shù)據(jù)，分別代表紅外線透射和可見(jiàn)光透射。在掃描完成后程序開(kāi)始計(jì)算劃分鈔票圖像。圖2是參照方案I使用的算法。
第一步是進(jìn)行預(yù)先分類(lèi)(I )。程序確認(rèn)鈔票的輪廓(每一邊的尺寸)和數(shù)字圖像的中心位置，通過(guò)使用邊界查找算法。通過(guò)判斷傳感器數(shù)字信號(hào)的過(guò)渡界定鈔票的邊界，即在可見(jiàn)光下線性模式對(duì)應(yīng)的飽和狀態(tài)。在CPU的ROM里儲(chǔ)存這個(gè)鈔票尺寸列表，和可能的分類(lèi)列表。然后，對(duì)于每一個(gè)可能的分類(lèi)，程序選擇用于檢查的類(lèi)別，然后依次同該分類(lèi)的各個(gè)參數(shù)完成鈔票屬性比對(duì)。按順序檢查標(biāo)準(zhǔn)如圖3所示，統(tǒng)一檢查所有的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，提供第一個(gè)矩形區(qū)域檢查點(diǎn)(Zl)和第二個(gè)矩形區(qū)域檢查點(diǎn)(Z2)的坐標(biāo)，以及第一區(qū)域和第二區(qū)域的尺 寸。區(qū)域坐標(biāo)是參照鈔票的中心點(diǎn)給出的。此外，第一區(qū)域和第二區(qū)域由兩維陣列表示，在處理這些區(qū)域時(shí)或使用紅外輻射數(shù)列、或使用可見(jiàn)光透射數(shù)列。程序計(jì)算第一第二區(qū)域中對(duì)應(yīng)的數(shù)列中每個(gè)元素的平均值。然后得到的比值與該標(biāo)準(zhǔn)的可接受范圍進(jìn)行比對(duì)。如果在可接受范圍內(nèi)，相信該驗(yàn)證是成功的。如果超出范圍的比例，考慮通過(guò)和失敗的測(cè)試。在按順序與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比中(6)，出現(xiàn)不成功的結(jié)果時(shí)，則與該類(lèi)別的對(duì)比終止，轉(zhuǎn)到與其他的可能的類(lèi)別進(jìn)行對(duì)比。如果與一個(gè)分類(lèi)進(jìn)行循序檢查(3)時(shí)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都符合，則檢查完成。判斷這個(gè)鈔票屬于這個(gè)類(lèi)別(4)。如果同每個(gè)可能分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)都進(jìn)行了比較，但是里面沒(méi)有一個(gè)不含有不成功結(jié)果的，那這樣檢查就被終止。最終的結(jié)論是鈔票的屬性不屬于任何一個(gè)已知的類(lèi)別。一旦通過(guò)驗(yàn)證，測(cè)試和程序控制的結(jié)果傳回的第一個(gè)軟件模塊。第一軟件模塊根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行操作。在某些情況下，預(yù)先分類(lèi)有必要分成幾個(gè)階段，每個(gè)階段按照鈔票屬性可能會(huì)屬于的分類(lèi)進(jìn)行劃分。按照預(yù)先分類(lèi)的結(jié)果，同可能屬于的類(lèi)別對(duì)比鈔票屬性。如果在這個(gè)分類(lèi)沒(méi)找到可能的屬性，則進(jìn)入預(yù)先分類(lèi)的下一個(gè)階段，和第二個(gè)可能屬于的且之前又沒(méi)比對(duì)的分類(lèi)進(jìn)行比對(duì)。然后得出屬于第二個(gè)可能的分類(lèi)的相似值。過(guò)程會(huì)一直重復(fù)，或者因?yàn)闆](méi)找到鈔票相似的分類(lèi)，或者是還沒(méi)有跟所有的分類(lèi)就行對(duì)比。如果沒(méi)找到鈔票可能屬于的分類(lèi)，則做出結(jié)論，鈔票不屬于任何一個(gè)已知的分類(lèi)在預(yù)先分類(lèi)的每個(gè)階段使用更加合適的方法來(lái)選擇可能屬于的分類(lèi)，能夠使初步分類(lèi)的結(jié)果更準(zhǔn)確。例如，按照尺寸進(jìn)行預(yù)先分類(lèi)的辦法對(duì)于歐元更加有效，因?yàn)槊繌垰W元面值具有唯一的長(zhǎng)度和寬度。歐元的預(yù)先分類(lèi)就應(yīng)該參照尺寸。用這個(gè)辦法對(duì)美元進(jìn)行預(yù)先分類(lèi)就完全失效了，因?yàn)槊涝械陌姹舅忻骖~，尺寸都是一樣的。因此相對(duì)歐元來(lái)說(shuō)，美元需要其他的辦法進(jìn)行預(yù)先分類(lèi)，例如，可以使用隨機(jī)掩碼的算法。分類(lèi)法的第二方案是基于鈔票與該等級(jí)相似性參數(shù)的計(jì)算。通過(guò)不同的方法來(lái)計(jì)算相似性參數(shù)(或者評(píng)估相似程度)。其中一個(gè)可能的方法是，設(shè)定一個(gè)更能表示鈔票特性的分類(lèi)。在經(jīng)過(guò)對(duì)大量的流通鈔票，不同分類(lèi)的數(shù)字圖像進(jìn)行分析之后，選擇一個(gè)更能表示鈔票特性的。計(jì)算相似性參數(shù)，計(jì)算被測(cè)鈔票數(shù)列陣列與最鮮明特性的鈔票之間的相關(guān)系數(shù)。相關(guān)系數(shù)越高，說(shuō)明兩個(gè)鈔票越相似。對(duì)于兩個(gè)相同的圖像的相關(guān)系數(shù)最大值是I。對(duì)于鈔票來(lái)說(shuō)，屬于的分類(lèi)，相關(guān)系數(shù)應(yīng)該是略小于I。相反，兩者的差別越大，他們之間的相關(guān)系數(shù)越小。對(duì)于鈔票來(lái)說(shuō)，不屬于的分類(lèi)，相關(guān)系數(shù)會(huì)將小于I。因此相關(guān)系數(shù)能夠方便的用做衡量的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)比相似性。在這個(gè)實(shí)施方案中，很大程度的與鈔票等級(jí)相似性保持—致。另一個(gè)辦法是提取符號(hào)，這個(gè)是在辨別領(lǐng)域比較熟悉的一個(gè)理論。鈔票數(shù)字圖像由一定數(shù)量的數(shù)字特性表示，這叫做符號(hào)。計(jì)算符號(hào)是基于數(shù)字圖像的一種特定的算法。符號(hào)能夠使用不用的已知的有特性的圖像(對(duì)于二維數(shù)列)或者順序(一維數(shù)列)，如統(tǒng)計(jì)矩，傅里葉變換，指定字段的平均值，小波系數(shù)。鈔票的每個(gè)圖像由N個(gè)點(diǎn)組成，對(duì)應(yīng)相應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。兩個(gè)鈔票的相似程度可以通過(guò)對(duì)比他們相對(duì)應(yīng)的那些點(diǎn)。傳統(tǒng)上，計(jì)算距離是計(jì)算對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)的平方和的平方根。這個(gè)距離被叫做歐式距離。在實(shí)踐中和其他的辦法一起被用來(lái)計(jì)算距離。例如，曼哈頓距離是通過(guò)計(jì)算對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)的差值系數(shù)總和。找到曼哈頓距離的計(jì)算成本比找到歐式距離的成本低的多。在相似特性方面，曼哈頓距離也并不比歐式距離差。在描述的方案實(shí)施案例中，提取特征和通過(guò)特征找到兩個(gè)鈔票的距離，選取任何一個(gè)適合的辦法來(lái)計(jì)算相似參數(shù)。計(jì)算相似參數(shù)是提取被研究的鈔票特征與該鈔票分類(lèi)比較有特點(diǎn)的特征進(jìn)行對(duì)比。數(shù)據(jù)差別越小，說(shuō)明兩者越像。具體選擇特征的原則是，這個(gè)特征能夠最大限度的區(qū)分于鈔票的其他分類(lèi)。通常 辨別方法的理論，選擇特征應(yīng)該要保證它能可靠的進(jìn)行劃分。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，總是可能的。為了根據(jù)分類(lèi)結(jié)果找到所屬的類(lèi)別，將與等級(jí)對(duì)比后的相似性參數(shù)進(jìn)行排隊(duì)。選擇相似性參數(shù)更接近的那個(gè)作為分類(lèi)結(jié)果。如果是基于相關(guān)系數(shù)對(duì)比數(shù)值，則數(shù)值最大的那個(gè)做分類(lèi)依據(jù)。如果是基于空間特征的距離來(lái)對(duì)比數(shù)值，則選擇數(shù)字最好的那個(gè)類(lèi)別為依據(jù)。所選出來(lái)的等級(jí)作為最終的分類(lèi)結(jié)果。對(duì)比指定等級(jí)與預(yù)先設(shè)置的有范圍的相似性數(shù)值，可以額外的使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就是該分類(lèi)鈔票屬性。那些相似值不在有效范圍之內(nèi)的，可以排除進(jìn)一步檢查的要求。更有效的方法是按照數(shù)值排隊(duì)來(lái)排除更多的分類(lèi)，來(lái)減少計(jì)算時(shí)間。如果對(duì)比的是相關(guān)系數(shù)，能夠先來(lái)設(shè)定有效值，對(duì)于所有的鈔票，相似性數(shù)據(jù)小于有效值，能夠肯定的說(shuō)鈔票不屬于已知的分類(lèi)，如果數(shù)值大于或者等于有效值，則鈔票可能屬于這個(gè)分類(lèi)。同理，如果是基于特征位置距離的相似性對(duì)比，能夠這樣設(shè)置有效值，對(duì)于所有的鈔票，相似性數(shù)據(jù)大于有效值，能夠肯定的說(shuō)鈔票不屬于已知的分類(lèi)，如果數(shù)值小于或者等于有效值，則鈔票屬于這個(gè)分類(lèi)。設(shè)置有效值，這個(gè)數(shù)值必須是在對(duì)大量流通的貨幣進(jìn)行分析后得來(lái)的。有效值要靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇，要保證有效值的范圍能夠?qū)⑺袑儆诘姆诸?lèi)納入其中。按照第二方案進(jìn)行計(jì)算處理的順序，參見(jiàn)圖4，從鈔票分類(lèi)開(kāi)始。首先對(duì)信息進(jìn)行預(yù)先處理(7)，確認(rèn)鈔票的輪廓和中心，這個(gè)是按照方案I。除此之外，繪制鈔票數(shù)字圖像紅外線分布圖。按照這個(gè)分布圖確認(rèn)鈔票透射值界限的下限Hb和上限Ht。通過(guò)分析分布圖，排除傳感器飽和和鈔票區(qū)域邊緣的參數(shù)。然后進(jìn)行特征提取。這個(gè)操作需要將鈔票的數(shù)字圖像分成10*10毫米相同的方塊，按橫豎方向排列(圖5)。每個(gè)區(qū)域的數(shù)字信息對(duì)應(yīng)的是10*10毫米方塊里的像素點(diǎn)。繪制一個(gè)新的二維數(shù)列，數(shù)列里每一個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)方形區(qū)域。而這個(gè)元素的數(shù)值等于落入該區(qū)域每個(gè)紅外線數(shù)字圖像二維數(shù)據(jù)的平均值。在特征數(shù)列中每個(gè)10*10的紅外線數(shù)列矩陣對(duì)應(yīng)一個(gè)元素。數(shù)列的中心對(duì)應(yīng)鈔票的幾何中心。得到的數(shù)列要進(jìn)行修正，保證數(shù)值在O和正無(wú)窮之間。按照以下公式，使用線性轉(zhuǎn)化原始數(shù)據(jù)區(qū)間從Hb到Ht。得到的值會(huì)在O到Imax。
權(quán)利要求
1.一種整理鈔票的方法，其特征在于，通過(guò)掃描鈔票得到一個(gè)二維數(shù)字圖像，根據(jù)鈔票可能屬于的類(lèi)別進(jìn)行預(yù)先分類(lèi)，然后檢查鈔票是否屬于可能的分類(lèi)，通過(guò)與既定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比來(lái)確認(rèn)鈔票，至少有兩個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)是一致的，如果與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不相符，則停止與該類(lèi)別繼續(xù)對(duì)比，直到找到有完全匹配的等級(jí)，比對(duì)才結(jié)束，如果無(wú)法找到與所有標(biāo)準(zhǔn)匹配的等級(jí)，則判定鈔票不屬于任何分類(lèi)。
2.如權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，如果查出鈔票不屬于任何已知的分類(lèi)，則至少額外增加一次，檢查預(yù)先分類(lèi)和鈔票的屬性，并且每次使用之前沒(méi)用使用過(guò)的類(lèi)別，直到首次發(fā)現(xiàn)與預(yù)先的用于檢查的標(biāo)準(zhǔn)一致的鈔票類(lèi)別為止，如果沒(méi)有找到與檢查標(biāo)準(zhǔn)一致的類(lèi)另O，則得出結(jié)論，鈔票不屬于任何分類(lèi)。
3.如權(quán)利要求I或2所述方法，其特征在于，在檢查或者確認(rèn)鈔票屬于的類(lèi)別時(shí)，將鈔票的數(shù)字圖像按照指定的結(jié)構(gòu)劃分成若干區(qū)域；同時(shí)檢查中至少一個(gè)從屬性準(zhǔn)則，對(duì)應(yīng)一對(duì)特定的區(qū)域，檢查區(qū)域特性與這對(duì)區(qū)域允許的比例，因此計(jì)算區(qū)域特性比例相當(dāng)于計(jì)算這對(duì)區(qū)域的函數(shù)，并且這個(gè)函數(shù)取決于落入該區(qū)域的像素點(diǎn)的數(shù)值，并且僅當(dāng)它落入指定的區(qū)間時(shí)才被認(rèn)為是有效的。
4.一種鈔票加工方法，其特征在于，包括掃描鈔票得到一個(gè)二維數(shù)字圖像，根據(jù)顯現(xiàn)的特征進(jìn)行分類(lèi)，即鈔票可能屬于的分類(lèi)，然后與既定的鈔票分類(lèi)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算相似比例，將得到的相似數(shù)值按大小順序排列，數(shù)值更接近的那個(gè)可能的類(lèi)別作為最后的分類(lèi)結(jié)果，根據(jù)這個(gè)結(jié)果通過(guò)檢查與該分類(lèi)的相似性確認(rèn)是否屬于該分類(lèi)，至少要與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是一致的，如果找到一個(gè)不匹配的標(biāo)準(zhǔn)，則說(shuō)明鈔票不是這個(gè)類(lèi)別，如果沒(méi)有找到不匹配的標(biāo)準(zhǔn)，則認(rèn)可分類(lèi)結(jié)果，鈔票是屬于這個(gè)類(lèi)別，如果在確認(rèn)屬性時(shí)得到結(jié)論是不屬于任何已知分類(lèi)，則得到的結(jié)論是，鈔票不屬于任何查看的類(lèi)型。
5.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，在確認(rèn)鈔票屬于選擇的類(lèi)別時(shí)，如果得到結(jié)論，按照分類(lèi)結(jié)果，鈔票不屬于選定的分類(lèi)，則至少再選擇一個(gè)額外的類(lèi)別進(jìn)行一次屬性確認(rèn)，在相似性數(shù)值大小排列隊(duì)列里選擇數(shù)值最接近的那個(gè)。
6.如權(quán)利要求4或5所述方法，其特征在于，在鈔票分類(lèi)時(shí)要檢查相似性，至少選定有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用于所有的類(lèi)別，用于排除繼續(xù)檢查那些不適合的類(lèi)別的可能性。
7.如權(quán)利要求4或5所述方法，其特征在于，在檢查或者確認(rèn)鈔票屬性的時(shí)候，將鈔票數(shù)字圖像劃分為若干區(qū)域，而用于檢查，至少有一個(gè)鈔票屬性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)指定的一對(duì)區(qū)域，用來(lái)驗(yàn)證這對(duì)區(qū)域允許的特征比值，這等于給這對(duì)區(qū)域計(jì)算一個(gè)函數(shù)，而這個(gè)函數(shù)取決于落入這對(duì)區(qū)域的像素點(diǎn)的數(shù)值，并且數(shù)值是落入到指定區(qū)間的。
8.如權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，在檢查或者確認(rèn)鈔票屬性的時(shí)候，將鈔票數(shù)字圖像劃分為若干區(qū)域；而用于檢查，至少制定一個(gè)分類(lèi)屬性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)一對(duì)區(qū)域，以確認(rèn)一對(duì)區(qū)域之間的關(guān)系，因此計(jì)算一對(duì)區(qū)域關(guān)系比值是由組成該區(qū)域的像素點(diǎn)數(shù)值決定的，所以計(jì)算這個(gè)數(shù)值，也就是只有當(dāng)函數(shù)數(shù)值落入指定區(qū)間的情況時(shí)候。
全文摘要
本發(fā)明所述方法能夠用于生產(chǎn)對(duì)鈔票進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)數(shù)和分類(lèi)的設(shè)備，能夠用來(lái)識(shí)別鈔票的種類(lèi)和面額。本發(fā)明所述分類(lèi)法涉及的第1方案是依次判斷出可能的分類(lèi)與已知的幾個(gè)分類(lèi)進(jìn)行對(duì)比，最終確認(rèn)是通過(guò)檢查兩個(gè)區(qū)域間的特性關(guān)系。方案2是基于鈔票的數(shù)字圖像進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)每一個(gè)可能的分類(lèi)計(jì)算出一個(gè)參數(shù)，與分類(lèi)進(jìn)行對(duì)比，找出更像的那一個(gè)。
文檔編號(hào)G07D7/00GK102934146SQ201180028299
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者彼得·瓦萊里維奇·米寧, 弗拉迪斯拉夫·伊戈列維奇·科洛騰科, 德米特里·真那迪爾維奇·皮斯們你, 德米特里·葉夫根尼·謝舒科夫 申請(qǐng)人:多爾斯研發(fā)有限公司