专利名称：纸币识别装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于识别证券例如纸币的纸币识别装置，尤其涉及一种用于识别被装入自动柜员机(下面称为ATM)的纸币的纸币识别装置，用于执行诸如接收货币，支付货币等的处理。
ATM现在已广泛地用于通过用户操作执行例如接收货币，支付货币，对接收的货币按每种货币分类和拒绝假钞票的处理。这种ATM具有这样的功能，例如全面地检查纸币从而获得图像数据，并根据这样获得的图像数据所指示的纸币的总体特征识别纸币。
附带说明，关于纸币，通常在每张纸币的两个位置印有每张纸币的货币号。这样，例如，通过对两个真货币的每一个分成半个，并通过组合各个不同的半个可以形成具有两个不同的纸币号的钞票。法律禁止这种不同号的钞票被兑换成真钞票。然而，按照一般ATM中具有的识别纸币的功能，不能识别具有不同号的钞票和真钞票，这是因为，如果在一定范围内纸币的总体特征被确定为没有问题，则认为是真钞票，因而使得不同号的钞票被识别为真钞票。因而带来了这样的问题，即不同号的钞票可兑换为真钞票。这类问题可在其中特定的字符串被记录在每张纸币上的多个位置的各类纸币中涉及到。以后，具有两个不同的特定字符串的纸币以类似于纸币的方式被称为“不同号钞票”。
因此，由上述可见，本发明的目的在于提供一种能够识别不同号钞票和真钞票的纸币识别装置。
为实现上述目的，按照本发明，提供一种纸币识别装置，所述纸币的多个字符区域上记录有每张纸币特定的字符串，其中纸币被检测，使得纸币按照由检测纸币所获得的图像数据被识别，所述纸币识别装置包括字符检测器，用于以图像的形式读取纸币的多个字符区域；字符识别单元，用于按照由所述字符检测器获得的图像数据识别记录在多个字符区域上的字符串；以及字符确定单元，用于确定记录在多个字符区域上的通过所述字符识别单元识别的字符串之间的一致性。
在上述的纸币识别装置中，最好所述字符确定单元确定记录在多个字符区域上的通过所述字符识别单元识别的字符串是否其中相互相同的字符串按相互相同的顺序排列。
按照本发明的纸币识别装置，记录在纸币的多个字符区域上的多个字符串的一致性被确定，从而除去不同号钞票。
在上述纸币识别装置中，最好纸币识别装置还包括图像检测器，用于检测纸币的整个范围，从而获得纸币的图像数据，所述图像检测器的分辨率比所述字符检测器的分辨率低。
例如，关于用于获得图像数据以便确定纸币的种类并确定纸币的真实性的检测器最好是一种这样的检测器，其具有如此之低的分辨率，使得纸币号之间的差别不会引起变化。在另一方面，关于用于获得图像数据以便进行字符识别的检测器，则需要是这样一种检测器，其具有如此之高的分辨率，使得纸币号之间的差别可以图像的形式识别出来。
具有高分辨率的检测器的价格比具有低分辨率的检测器的价格高。因而，为了得到低的成本，最好使得具有高分辨率的检测器的尺寸尽量减少。
一般地说，在特定字符串被记录在纸币上的情况下，其上记录有字符串的字符区域是在纸币上预先被确定位置的部分。
为此，最好使用低分辨率的廉价的图像检测器获得整个纸币的图像数据，从而按照这样获得的图像数据进行除去确定其是否为不同号钞票的确定之外的确定，并且关于其是否为不同号钞票的确定，因为需要高分辨率，所以使用具有高分辨率的字符检测器，以便获得在特定情况下的字符区域的图像数据。这一特征使得字符检测器的尺寸被减少到接近于字符区域的尺寸，因而可以以相对低的成本实现本发明的纸币识别装置。
在上述的纸币识别装置中，最好纸币识别装置还包括图像检测器，用于检测整个范围的纸币，从而获得纸币的图像数据，以及纸币识别单元，用于按照所述图像检测器获得的图像数据识别纸币的种类，其中所述字符识别单元按照在所述纸币识别单元中确定的纸币的种类识别记录在字符区域中的字符。
按照上述的纸币识别装置，例如用于识别纸币时，即使在存在多种货币，并且字符区域的位置对于每种货币互不相同的情况下，纸币识别单元确定纸币的种类，并且字符识别单元按照纸币的种类识别字符串。这一特征使得可以对多种货币中的每一种除去不同号钞票。
图1是按照本发明的实施例的纸币识别装置的方块图；图2是图1所示的检测器单元的详图；图3说明光直线检测器；图4是表示用直线检测器获得的图像数据的示意图；图5说明由字符检测器检测的范围；图6是用于理解纸币识别过程的流程图；图7是表示按照切口位置的字符区域的图像数据的数据部分的字符的示意图。
下面说明本发明的实施例。
图1是按照本发明的实施例的方块图。
被包括在ATM中的纸币识别装置100对进入ATM内的多种纸币进行识别。ATM按照由纸币识别装置100对纸币识别的结果对纸币进行分类。在纸币上，在和纸币的种类相应的位置具有两个字符区域，对于纸币的特定的纸币号(含有字符)，在本发明中被称为特定字符串，被记录在两个字符区域上。如后面所述，纸币识别装置100按照特定纸币号等进行纸币的识别。用于在ATM内输送纸币的机构允许纸币即使其相对于行进方向有些倾斜时也能输送。因而，纸币识别装置100也能识别倾斜输入的纸币。
纸币识别装置100具有检测器单元101，用于扫描纸币，从而产生图像数据，放大器单元102，用于放大在检测器单元101中产生的图像数据，A/D转换单元103，用于对在放大单元102中放大的图像数据进行A/D转换，以及图像处理单元105，用于处理在A/D转换单元103中经过A/D转换的图像数据。
图2是图1中检测器单元的详图。
检测器单元101包括入口检测器1011，字符检测器1012，光直线检测器1013，磁直线检测器1014，厚度检测器1015，以及通过检测器1016。光直线检测器1013是本发明中称为图像检测器的一个例子。纸币200从图的左侧通过检测单元101到图的右侧。
每个入口检测器1011是一种光检测器，提供有两个这样的入口检测器1011。入口检测器1011检测输送的纸币200，从而得到检测信息，该信息作为用于启动纸币识别装置100的预定操作的信号。此外，两个这种入口检测器1011分别检测纸币200，从而按照它们检测到纸币200的时间差确定纸币200相对于其进入方向的倾斜。
如图3所示，光直线检测器1013包括128个光检测器件10131，沿相对于纸币200的行进方向(垂直于图3的纸面的方向)的垂直方向(图3中的右左方向)设置。两个光直线检测器1013以这样的方式被提供，使得纸币200被夹在两个光直线检测器1013之间。在纸币由入口检测器1011检测之后，每个光检测器件以规则的间隔在纸币上进行35次的检测。这样，纸币200沿行进方向被构成光直线检测器1013的光检测器件1031扫描，并且作为结果，如图4所示，得到代表35×128个镶嵌结构的图像数据d100。图像数据d100是通过由直线检测器1013检测倾斜输送的纸币而获得的图像数据。由长方形的最外边包围的范围210是要被直线检测器1013扫描的范围。位于要被直线检测器1013扫描的扫描的范围210内的长方形220代表倾斜输送的纸币的外形。这样，在由光直线检测器1013扫描时允许的扫描范围210被扩展到一个比由轮廓线220限定的范围较宽的范围。因而，即使纸币200在输送时有些倾斜，纸币200也能被包括在扫描范围210内。
如图3所示，每个光直线检测器1013具有发光器件10132，用于向纸币200照射光。这些发光器件10132在上述的35次检测的每一次发光。在图3的上部所示的发光器件10132和在图3的下部所示的发光器件10132的发光时刻不同。当图3上部所示的发光器件10132发光时，在图3上部所示的各个光检测器件10131检测纸币200，从而通过反射光产生关于图3所示的纸币200的上表面的图像数据。同时，当图3上部所示的发光器件10132发光时，在图3下部所示的各个光检测器件10131也检测纸币200，从而通过透射光产生图像数据。同样，当图3下部所示的发光器件10132发光时，在图3下部所示的各个光检测器件10131检测纸币200，从而通过反射光产生关于图3所示的纸币200的下表面的图像数据。并且同时，当图3下部所示的发光器件10132发光时，在图3上部所示的各个光检测器件10131也检测纸币200，从而通过透射光产生图像数据。上述的4种图像数据当中，由于透射光而产生的两种图像数据被彼此相加而形成一种图像数据。
下面说明字符检测器1012。如图2所示，当以这样的方式提供有光直线检测器1013，使得它和纸币200的整个范围相关时，字符检测器1012分别被提供在和两个字符区域相关的位置。此外，按照光直线检测器1013，具有通过透射光获得的图像数据和通过反射光获得的图像数据。与此相反，按照字符检测器1012，只有通过反射光获得的图像数据。字符检测器1012的分辨率大约为光直线检测器1013的4倍之高。关于其它方面，字符检测器1012几乎和光直线检测器1013相同。如图5所示，在纸币200上要被字符检测器1012检测的范围是纸币200的左上部的范围230和纸币200的右下部的范围240。如上所述，纸币200具有多种纸币，字符区域250的位置根据纸币的种类而有些变化。此外，存在纸币200相对于输送方向倾斜输送的情况。因此，要被字符检测器1012检测的范围230和240比字符区域宽一些。这样即使输入任何种类的纸币，即使纸币200相对于输送方向被倾斜地送入，字符区域250也能被字符检测器1012的检测范围230和240所覆盖。
下面说明磁直线检测器1014。磁直线检测器1014和光直线检测器1013基本相同，其区别在于，光直线检测器1013由排列着的光检测器件构成，磁直线检测器1014由排列着的磁检测器件构成，并且光直线检测器1013具有发光器件，而磁直线检测器1014没有相应于发光器件的器件。此外，磁直线检测器1014与光直线检测器的区别在于磁直线检测器只有一个。因而，按照一个磁直线检测器1014，获得代表一个磁图像的图像数据。
厚度检测器1015用于自动地测量纸币200的厚度，从而获得纸币200的厚度的输送方向分布。
每个通过检测器1016是一个用于检测纸币200的光学检测器，并且以类似于入口检测器1011的方式提供有两个通过检测器1016。关于纸币200通过检测单元101的速度根据纸币200被入口检测器1011检测到的时刻和纸币200被通过检测器1016检测到的时刻之间的差确定。这样获得的通过速度用于后面将要说明的综合确定。
返回图1进行继续说明。
参看图1，纸币识别装置100具有用于控制纸币识别装置100的各个单元的控制单元104。控制单元104接收由检测单元101的入口检测器和通过检测器检测的纸币的检测信息。当入口检测器和通过检测器检测到纸币时，利用来自未示出的时钟电路的时钟信号测量纸币的各个检测时刻，使得控制单元104计算纸币相对于输送方向的倾斜和纸币通过检测单元101的速度。
再参看图1，纸币识别装置100具有图像处理单元105。图像处理单元105通过放大单元102和A/D转换单元103接收通过检测单元101的光直线检测器检测纸币的整个范围而获得的图像数据和由检测单元101的字符检测器获得的字符区域的图像数据。这些图像数据被进行后面将要说明的图像处理。
纸币识别装置100还包括字典数据存储单元106，字典比较单元107和字符识别单元108，字典数据存储单元106中存储和通过反射光，透射光以及磁检测的纸币的整个范围有关的字典数据，它们对于说明纸币而言是标准的，和纸币的厚度分布有关的字典数据，按照纸币的种类代表纸币上字符区域的位置的字符串切口位置表，以及作为识别各种字符的标准的字符表。各个表的内容将在后面说明。字典比较单元107比较关于纸币的整个范围的图像数据和存储在字典数据存储单元106中的字典数据，从而进行确定纸币的种类和纸币的真实性，此外，在真实性确定中考虑由厚度检测器获得的厚度分布的信息。字符识别单元108按照由字典比较单元107确定的纸币的种类，根据关于字符区域的图像数据和字符串切口位置表以及被存储在字典数据存储单元106中的字符表识别被记录在多个字符区域的纸币号。识别方式将在后面说明。
纸币识别装置100还包括字符确定单元109，用于确定被记录在多个字符区域上的被字符识别单元108识别的纸币号的相同性。
纸币识别单元100还包括综合确定单元110和确定结果存储单元111。综合确定单元110根据由字典比较单元107获得的各个确定结果和由控制单元104计算的倾斜和通过速度确定关于纸币是否要作为真的纸币被处理。这样获得的确定结果被存储在确定结果存储单元111中。确定结果存储单元111还存储关于纸币的种类等的结果。在确定结果存储单元111中存储的确定结果及其类似数据被纸币识别装置之外的构成ATM的其它装置读取，被用于在ATM中的纸币分类等处理。
下面参照以下的流程图说明由上述纸币识别装置100进行的纸币识别过程。
图6是用于理解纸币识别过程的流程图。
当图2所示的入口检测器1011检测到纸币时，图1所示的纸币识别装置100中的控制单元104指令纸币识别开始。首先，在步S101，由反射光，透射光和磁检测的整个纸币的各个图像数据和关于图5所示的范围230和240的图像数据，包括字符区域的数据被采集。
接着，在步S102，图像处理单元105对在步S102采集的图像数据进行下面说明的图像处理，从而使这些图像数据标准化。
即首先在图像处理单元105中，从控制单元104接收的关于纸币相对于其输送方向的倾斜度的计算值被用于对整个纸币的由反射光，透射光和磁检测获得的各个图像数据以及通过字符检测器获得的图像数据进行倾斜校正，以便如此转动纸币，使得纸币被正确地定向。接着，由于油墨浓度不均而造成的误差被校正。用这种方式，图像数据被标准化。
在如上所述图像数据被标准化之后，处理进行到步S103，其中根据通过透射光而获得的纸币的整个范围的图像数据进行纸币的轮廓检查。在纸币的轮廓检查中，纸币的被破坏部分数量和被破坏部分的尺寸被检查，从而确定破坏部分的总面积。此后，处理进行到步S104，其中确定破坏部分的总面积是否在纸币被认为是形状正常的纸币的数值限制之内。在步S104，当确定破坏部分的总面积在纸币被认为是形状正常的纸币的数值限制之外时，则处理进行步S105，其中纸币被确定为形状异常的钞票，并且处理进行到步S117，其中还考虑其它的确定结果进行综合确定，纸币的识别处理结束。在步S104，当确定破坏部分的总面积在纸币被认为是正常形状的纸币的数值限制之内时，处理进行到步S106。
在步S106，进行通过透射光获得的已经在步S102被标准化的纸币的图像数据和相应于每种货币的纸币通过透射光在其整个范围内获得的并被存储在字典数据存储单元106中的有关的图像数据的各个字典数据之间进行粗略的图形匹配，并且确定纸币的货币种类和纸币的方向。此后，处理进入步S107，其中确定在检测单元检测的纸币是否在步S106中被确定为一个方向的一种货币。如果不是，则处理进入步S108，其中确定纸币是模糊的钞票，然后处理进入步S117，其中按上述进行综合确定，并结束纸币的识别处理。在步S107，在纸币被确定为一个方向的一种货币的情况下，处理进入步S109。
在步S109，关于在步S106确定的货币的种类，分别和通过反射光获得的图像数据，通过透射光获得的图像数据，通过磁检测获得的图像数据有关的字典数据被从字典数据存储单元106读出，然后处理进入步S110，其中纸币的整个范围的通过反射光，透射光和磁获得的各个图像数据以及厚度分布和每个像素的字典数据进行比较，从而获得每个像素数据之间的差，并且确定其中数据之间的差超过预定参考值的像素数。此后，处理进入步S111，确定在步S110确定的数据之间的差超过预定参考值的像素数是否小于一个作为标准用于识别真钞票和假钞票的参考像素数，当超过参考像素数时，处理进入步S112，其中纸币被识别为假钞票，然后处理进入步S117，进行上述的综合确定，并且结束纸币的识别处理。在步S111，当确定数据之间的差小于参考像素数时，处理进入步S113，其中图1所示的字符识别单元108按照在步S106中确定的货币种类从存储在字典数据存储单元106中的表1所示的字符串切口位置表中读出切口位置。表1
<p>字典数据存储单元106中存储有表1所示的字符串切口位置表，其中具有每种货币的第一切口位置和第二切口位置。在步S113，按照货币种类从字符串切口位置表中读出两个切口的位置，并且处理进入步S114，其中按照和在步S113中读出的切口位置相关的数据部分逐个字符进行在图像处理单元105中被标准化的字符区域的图像数据的字符识别。
图7是表示按照切口位置的字符区域的图像数据的数据部分的示意图。
数据部分d200的字符表示10行×10列的镶嵌的图像。图7以示例的方式表示字符“2”的镶嵌图像。为了识别由10行×10列的镶嵌图像表示的字符，首先，为镶嵌图像建立一个坐标空间，其中图7的左上部分为原点；图7的右方是x坐标的正方向；图7的下方是y坐标的正方向。接着，从在x轴310到y坐标增加的方向的各个点镶嵌图像被扫描，以便确定当扫描达到字符部分时的各个y坐标。这样获得的y坐标被分别和在x轴310上的各个点的x坐标相关联。这样，便建立一个表示x坐标和y坐标之间的联系的表，如下表2所示。
表2
在表2中，符号“x”表示扫描没有达到的字符的部分，而y坐标为10。
类似地，镶嵌图像从在y轴320到x坐标增加的方向的各个被扫描。这样，便建立一个表示y坐标和x坐标之间的联系的表，如下表3所示。
表3
在表3中，符号“x”表示扫描没有达到的字符的部分，而x坐标为10。
图1所示的字典数据存储单元106中存储有作为识别各种字符的标准的字符表，如上所述。这些字符表分别包括和关于从x轴310上的各个点沿y坐标增加的方向进行的扫描联系的表，和关于从y轴320上的各个点沿x坐标增加的方向进行的扫描联系的表，和关于从代表y=10的线330上的各个点沿y坐标减少的方向进行的扫描联系的表，以及关于从代表x=10的线340上的各个点沿x坐标减少的方向进行的扫描联系的表。首先，在那些表中，和从x轴310上的各个点沿y坐标增加的方向进行的扫描联系的表，以及和关于从y轴320上的各个点沿x坐标增加的方向进行的扫描联系的表，分别与图2，图3所示的表进行比较。当通过比较而确定字符时，则说明字符被识别。
当通过表2和表3所示的表和字符表进行比较而字符未被确定的情况下，则进行关于从代表y=10的线330上的各个点沿y坐标减少的方向进行的扫描，以及关于从代表x=10的线340上的各个点沿x坐标减少的方向进行的扫描，从而列出如表2和表3所示的表。这样列出的表和关于从代表y=10的线330上的各个点沿y坐标减少的方向进行的扫描联系的表，以及关于从代表x=10的线340上的各个点沿x坐标减少的方向进行的扫描联系的表分别进行比较。当通过这个比较而确定字符时，也说明字符被识别。在通过这个比较字符未被识别的情况下，则说明被识别为其上没有记录字符。
当由数据部分的字符表示的镶嵌图像的字符识别结束之后，根据数据部分的下一个字符进行字符识别，借以识别两个纸币号。
在步S114进行上述的字符识别之后，处理进入步S115，其中字符确定单元确定在步S114识别的两个纸币号是否是其中相互相同的字符以相互相同的顺序排列的纸币号。在步S115，当确定字符确定单元确定在步S114识别的两个纸币号不是其中相互相同的字符以相互相同的顺序排列的纸币号时，则处理进入步S116，其中纸币被确定为不同号钞票，并且处理进入步S117。在步S115，当确定字符确定单元确定在步S114识别的两个纸币号是其中相互相同的字符以相互相同的顺序排列的纸币号时，则处理进入步S117。
在步S117，图1所示的综合确定单元110从控制单元104中读出关于纸币的倾斜和通过速度的计算值，并根据计算值和上述的各种确定结果确定纸币是否要作为正常纸币被处理，并把确定结果和货币种类等的确定结果存储在确定结果存储单元111中。这样纸币的识别便告结束。
因而，如上所述，按照本发明的纸币识别装置，记录在纸币上的两个纸币号被识别，从而确定两个纸币号的相同性。这一特征使得能够识别不同号钞票，使得包括本实施例的纸币识别装置的ATM可以按照识别结果拒绝不同号钞票。
因而，如上所述，按照本发明的纸币识别装置，可以识别不同号钞票。
虽然本发明已经结合特定的说明性的实施例进行了说明，但是本发明不限于这些实施例，而仅仅被所附权利要求所限制。显然，本领域的技术人员不脱离本发明的构思可以对实施例进行改变和修正。
权利要求
1一种纸币识别装置，所述纸币的多个字符区域上记录有每张纸币特定的字符串，其中纸币被检测，使得纸币按照由检测纸币所获得的图像数据被识别，所述纸币识别装置包括字符检测器，用于以图像的形式读取纸币的多个字符区域；字符识别单元，用于按照由所述字符检测器获得的图像数据识别记录在多个字符区域上的字符串；以及字符确定单元，用于确定记录在多个字符区域上的通过所述字符识别单元识别的字符串之间的一致性。
2如权利要求1所述的纸币识别装置，其中所述字符确定单元确定记录在多个字符区域上的通过所述字符识别单元识别的字符串是否是其中相互相同的字符串按相互相同的顺序排列的字符串。
3如权利要求1所述的纸币识别装置，其中还包括图像检测器，用于检测纸币的整个范围，从而获得纸币的图像数据，所述图像检测器的分辨率比所述字符检测器的分辨率低。
4如权利要求1所述的纸币识别装置，还包括图像检测器，用于检测纸币的整个范围，从而获得纸币的图像数据，以及纸币识别单元，用于按照所述图像检测器获得的图像数据识别纸币的种类，其中所述字符识别单元按照在所述纸币识别单元中确定的纸币的种类识别记录在字符区域中的字符。
全文摘要
一种能够识别不同号钞票的纸币识别装置,所述纸币的多个字符区域上记录有每张纸币特定的字符串,其中纸币被检测,使得纸币按照由检测纸币所获得的图像数据被识别,所述纸币识别装置具有字符检测器,用于以图像的形式读取纸币的多个字符区域,字符识别单元,用于按照由所述字符检测器获得的图像数据识别记录在多个字符区域上的字符串,以及字符确定单元,用于确定记录在多个字符区域上的通过所述字符识别单元识别的字符串之间的一致性。
文档编号G06Q20/18GK1219714SQ9810734
公开日1999年6月16日 申请日期1998年4月24日 优先权日1997年12月11日
发明者向井昌宪 申请人:富士通株式会社