专利名称：片状物体的接受器设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及像钞票那样的片状物体的接受器设备。
背景技术：
众所周知，钞票接受器可以用在自动售货机和赌博机中。在典型的钞票接受器中，通过入口槽插入钞票，并沿着穿过传感器横向展开阵列的通道驱动钞票，这些传感器感测钞票的一个或多个表面上的特征。使用排列成阵列的光学传感器随着钞票穿过阵列从钞票的表面中检测相继数行数据样本是已知的。感测装置可以以透射模式工作，在透射模式下，光源被布置成让光穿过钞票发送到阵列的传感器。可替代地，来自光源的光可以从钞票的表面反射到光学传感器。
可以将源自传感器的数据数字化，并且将它与对应于可接受钞票的参考数据相比较。可以在不止一个波长段中进行这种检测。
为了使来自传感器阵列的数据可以与参考数据相比较，需要让钞票沿着预置通道穿过检测器阵列。过去，已经提供了沿着该通道延伸的导轨，以便受测试的每张相继钞票的侧边在毗邻导轨的同时沿着通道移动。这样，可以一张钞票接一张钞票地得到可以与存储在存储器中的、可接受钞票的参考数据相比较的一致性数据。为了比较大小不同的钞票，过去已经提议了使用具有宽度不同的台阶的阶梯式进入通道以使不同宽度钞票与穿过检测器阵列的通道对准。但是，这不适合起皱或受损钞票。此外，已经提议了机械驱动导板，其沿着通道的横向移动，以便贴着导轨或沿着通道的中心推动不同宽度的钞票。这些对准钞票的机械装置结构复杂，因此，使钞票接受器的成本显著提高。此外，它们也不可靠，不能沿着所需通道准确地引导钞票。
如US-A-5680472所述，已经提议了扫描钞票和转换所有扫描数据以便进行计数，但这个过程牵涉到大量数据且计算缓慢。
本发明试图克服这些问题和缺陷。
发明内容
根据本发明，提供了一种片状物体的接受器设备，它包括传感器，用于从片状物体的表面得到与数据样本的空间阵列相对应的数据，所述数据被设置在取样系中，所述取样系与参考系存在某个范围内的位置关系；处理装置，用于处理所述数据以便确定所述参考系和所感测数据的所述取样系之间的关系，和用于转换来自所述取样系的预选区域的所感测数据以便与所述参考系中的数据相对应，并将转换后的数据与所述参考系中与所述参考系中的所述预选区域相对应的参考数据相比较，其中所述参考系中的所述预选区域定义了片状物体的可接受准则；和接受器装置，用于根据比较结果，接受片状物体。
根据本发明的接受设备具有像钞票那样的片状物体被传感器感测时不需要对照导轨定向的优点。因此，钞票可以在位置关系的范围内进入接受器设备且可以具有不同大小。
本发明还包括有选择地编程接受器的设备，该设备包括处理器和显示设备，被配置成接收来自已知面值的参考片状物体的表面的、所述数据样本的空间阵列和提供其可视显示，用户界面使用户可以在显示器上定义所述数据样本的阵列中的至少一个所选位置，该处理器用于提供存储在接受器中的、包括与所述所选位置相对应的数据以及与形成所述位置的样本相对应的数据和与所述片状物体的面值相对应的数据的数据组。
为了更全面地理解本发明，现在参照附图通过例子描述本发明的实施例，在附图中图1是根据本发明的接受器设备的示意性平面图；图2是如图1所示的设备的示意性剖视图；
图3是如图1和2所示的设备的示意性方框图；图4示意性地例示了在未毗邻导轨的情况下且在不同角度和位置关系的范围内穿过感测站的钞票的通道；图5例示了取样系、参考系、和所述帧中的数据阵列；图6是接受片状物体的过程的流程图；图7更详细地例示了图6的步骤S2；图8是例示将参考系中的转换数据与可接受片状物体的相应参考数据相比较的图形；图9是设备的可替代形式的示意性平面图；图10是如图9所示的设备的剖视图；图11是根据本发明的设备的进一步实施例的剖视图；图12是根据本发明的另一个接受器设备的示意性平面图；图13是如图12所示的设备的示意性剖视图；图14是接受或拒绝钞票的图像数据捕获和去扭斜过程的示意性方框图；图15A-C是说明参照图14描述的去扭斜过程的像素化数据阵列的相应示意图；图16是参照图15描述的去扭斜和验证过程的更详细的流程图；图17是通过编程工具为钞票接受器提供的显示的示意性例示；和图18是利用编程工具编程钞票接受器的过程的方框图。
具体实施例方式
例示在附图中的本发明的例子用于接受钞票，正如这里使用的那样，术语“钞票”指的是也称为“纸币”和在美国也称为“货币”或“票据”，在需要时用作金钱支付给持票者的、尤其来自中央银行或其它政府机构的本票。
参照图1和2，根据本发明的钞票接受器通过比钞票宽的入口2接收钞票1，以便钞票沿着如虚轮廓所示的通道3经过感测站S到出口4。
电磁操作的门5位于出口4处，沿着如箭头6所示的接受通道引导可接受钞票，或旋转到如虚轮廓所示的位置以沿着如虚轮廓所示的拒绝通道7引导不可接受钞票。可替代地，正如下面更详细描述的那样，可以使不可接受钞票通过入口2返回，以拒绝不可接受钞票。
如图2所示，钞票的通道3被限定在主体8与被隔板10覆盖的台板9之间。如图1所示，台板9与限定通道3的侧边的直立区域11，12一起形成。通过由电机(未示出)驱动的滚筒13和皮带和滑轮装置14沿着通道3驱动钞票。从下文中可明显看出，钞票不需要由边缘区域11，12导引。
感测站S包括安装在通道3下侧的主体8中、跨过通道3的整个宽度、发出光辐射的光源15。光源15的一个例子是排列成密排行以发出不同颜色光辐射、被漫射片覆盖以便在宽光带上提供空间均匀照射的表面安装LED阵列。可替代地，可以使用发光聚合物片或其它光源。包括镜子17和扇状透镜18的光导装置16将穿过钞票的光引向固态光电传感器阵列19，在本示例中，固态光传感器阵列19包括CMOS(互补金属氧化物半导体)芯片。芯片19上阵列的各个像素相隔很小距离，和扇状透镜18保证了每个像素响应沿着横过通道3的线段A-A’布置的各个隔开的取样位置，如图1中的虚线20所示。
控制设备操作的处理电路21可以安装在主体8中。在图3中以方框图形式示出了处理电路21，其包括从芯片19中的像素化光传感器接收数字样本的微控制器22。将数据样本与存储在存储器23中的可接受钞票的相应样本相比较。门5由驱动电路24驱动，以便如图2所示，使可接受钞票沿着通道6穿过和使不可接受钞票沿着通道7穿过。
微控制器22还控制驱动器电路25的操作，以便操作光源15。微控制器22进一步控制操作滚筒13和滑轮装置14的驱动器电路26，以便沿着如图1和2所示的通道3驱动钞票1。驱动器26可以响应于检测钞票插入入口2中的未示出的传感器，在微控制器22的控制下工作。此外，取代在拒绝通道7上拒绝钞票，可以通过微控制器22指令驱动器26使滚筒13和滑轮装置14的驱动方向反转，从而使不可接受钞票返回到入口2之外，而拒绝不可接受钞票。
参照图4，由传感器阵列19得到的像素化数据样本是在沿着被布置成与通道3的方向成直角的线段A-A’的取样位置S1-SN上得到的。如图4所示，比通道3的宽度窄的钞票1可以以与通道3的侧边相比某个范围内的角度和间距横过取样区域S1-SN。钞票1具有与轨道3的侧边11相距a的前边27，并且钞票1与线段A-A’成角度θ。但是，钞票也可以以某个范围内的角度和位置通过入口2进入设备。作为示例，钞票1的两种其它可能设置用虚轮廓例示成钞票1’和钞票1”。钞票1’与侧边11相隔a’且成角度θ’。类似地，钞票1”与侧边11相隔距离a”且成角度θ”。因此，随着钞票横过线段A-A’，根据受测试的钞票的角度θ和间隔a，在取样区域S1-SN的不同区域上得出数据样本。
因此，根据其侧边28，29和后边30的设置，并非阵列的所有传感器都从钞票1检测数据。
随着钞票横过取样区域S1-SN，得出在传感器阵列19中被数字化和馈送到如图3所示的微控制器22的相继数行数据样本。因此，对于钞票1，得到第1行R1的样本，接着第2行R2等等的样本，直到整张钞票都穿过线段A-A’，从而生成钞票的数据样本的空间阵列。
由于钞票1以角度θ接近传感器阵列A-A’，第1行R1的数据样本包括不完整行的数据样本；在本示例中，只得出来自取样位置Sp、Sp+1、Sp+2的样本。类似地，对于第2行R2，也生成不完整行。在图5中将此更详细地例示出来，其中，用虚轮廓示出了钞票1的覆盖区，并且还例示了相应的像素化数据阵列31。因此，可以看出，在钞票取样系F1中取出二维样本阵列31的数据样本，随着钞票接近如图4所示的取样位置S1-SN阵列，根据钞票的角度θ和间隔a，钞票取样系F1可以随钞票而变。但是，将保存在存储器23中的可接受钞票的数据保存在参考系F2中，参考系F2通过向量r和钞票接近传感器阵列的角度θ以及它在侧壁11，12之间的轨道3中的位置与帧F1关联。
微控制器为接受或拒绝钞票而执行的一般过程例示在图6的流程图中。在步骤S1中，像前面所述那样在钞票取样系F1中捕获相继数行R的像素化数据，并且将其存储在微控制器22的工作存储器中。
然后，在步骤S2中，将来自钞票取样系F1的数据转换或去扭斜到参考系F2。在步骤S3中，由微控制器22将所得的转换或去扭斜后的数据与存储在存储器23中的参考数据相比较，参考数据与可接受钞票相对应。在步骤S4中，通过操作门5，在操作门驱动器24沿着接受通道6或拒绝通道7引导钞票的微控制器22的控制下接受或拒绝受测试的钞票。可替代地，可以控制滚筒13的驱动方向向前驱动可接受钞票，或使被拒绝钞票通过入口2返回。
现在更详细地描述数据转换步骤S2。再次参照图5，将钞票取样系F1中样本数据的二维像素化阵列31转换成参考系F2中的相应阵列31。正如后面更详细说明的那样，未必需要转换所有数据。但是，为了易于说明起见，在本示例中首先假设转换所有这样的数据。如图5所示，钞票取样系具有与取样钞票的长度和宽度对准的相应主轴，原点O1在取样钞票的一个角上。取样系F1中这个位置的所在地通过确定取样系中的哪个数据样本位置与原点O1相对应来确定。这可以通过确定哪些样本与边缘样本相对应来完成。将理解的是来自出现在阵列的横向侧边之前、之后和之上的行的样本具有与全透射相对应的值，即，与通过钞票本身的光透射相比相应较高的值，从而提供边缘不连续的指示。这样，控制器22可以确定与向量r相对应的、相对于参考系F2中的位置O2的位置O1。这在图7中的步骤S2.1指出。
在步骤S2.2中，通过分析如图5所示的阵列31的边缘不连续性来确定角度θ。应该明白，与宽度n相比，长度m依赖于角度θ，和m与n的关系可以通过像素数量确定，从而给出取样系F1与参考系F2之间的角度θ的指示。
然后，在步骤S2.3中，通过利用在步骤S2.1和S2.2中确定的r值和θ值的映射函数，将取样系中阵列31的各个数据样本转换成参考阵列32中的相应样本。
再次参照图5，微处理器存储器23包括参考系中与可接受钞票相对应的数据。事实上，可以存储只与可接受钞票的预定部分相对应的数据，以便减少保存在存储器23中的数据量。一个例子对应于参考系F2中沿着钞票长度方向的数据条33。与长条33相对应的数据的直方图例示在图8中。数据34对应于可接受钞票的参考样本数据，和数据35对应于受测试的钞票的、沿着如图5所示的长条33的、被转换到参考系的样本数据。数据34和35之间的比较可以通过求和每个相继样本与其参考值之差的平方和确定和值是否超过预定阈值来进行。比较数据的其它方式对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。可以根据这个比较接受或拒绝钞票(步骤S4)。
可以对所述设备作许多修改和改变。例如，参照图5可以明白，未必需要将取样系F1中的所有数据都转换到参考系F2中。在本示例中，只需转换与长条33相对应的数据。更进一步，本发明不局限于一个特定长条33，可以对照参考数据测试不同区域的转换数据。例如，可以将一部分转换数据中的对角长条或长方形区域与参考数据比较。此外，可以将预定区域的转换数据排除在与参考数据的比较之外。更进一步，将数据从取样系转换到参考系的可替代方式对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。例如，可以执行叠代的”最佳匹配”过程，以便旋转整个数据阵列31，直到与阵列32达到最佳匹配。
可替代的传感器装置也在本发明的范围之内。例如，参照与图1相对应的圈9，传感器装置包括共同横跨钞票通道3的宽度的三个半导体传感器阵列。两个阵列36，37沿着线段A-A’排列，而传感器38相对于线段A-A’侧面布置。这样具有可以将滑轮装置14布置在传感器36，37之间，以及传感器38保证了可以从通道3的整个宽度中获得数据的优点。
在图10中示出了图9的装置的横断面。每个传感器阵列36-38都配有各自的光源15。
图11例示了使用反射传感器的、与如图10所示的类似的可替代装置。各个半导体芯片39，40，41被设置在通道3上的构件10上，每个半导体芯片39，40，41包括发光器和相应的检测器，以便检测从钞票1反射回来的光线。
在前例中，进行了从取样系F1到参考系F2的映射，以及将各系的原点O1，O2设置在两个系中的数据阵列的角上。正如后面说明的那样，即使在钞票受损和与O1相对应的角缺失的情况下，也可以这样做。此外，可以将各系的原点设在相互对应的阵列中的其它地方，例如，它们的中心。
图12和13例示了根据本发明的钞票接受器的另一个实施例。图12和13的视图总的来说与图1和2的视图相似，并且用相同的标号标记相似的部件。在图12和13中，钞票沿着箭头3的方向，穿过感测站S从右边行进到左边。
正如图13清楚示出的那样，可以以三种不同方式照射受测试的钞票，以测试其每侧的反射特性以及其透射特性。为了测试钞票上表面的反射，光源15-1横跨台板9，和以跨过台板9的整个宽度的平坦光束向下引导光辐射。光辐射由钞票1反射到平面镜17-1，平面镜17-1将反射辐射引向传感器19-1。本示例中的传感器19-1包括一行120个像素的CCD(电荷耦合器件)传感器的TAOS器件。在使用时，只使用该行像素的一部分，以便适应在制造期间发生的调整中的变化，例如，当检测钞票时，可以只将120个像素的一个连续串(102个)用于信号处理。光源15-1包括含有被半透明漫射片覆盖的、如参照图1和2所述的LED阵列的光盒。
包括会聚透镜42-1和相关光阑(stop)43-1的远心透镜装置将来自面镜17-1的光线引到传感器19-1上。远心透镜装置用来取代如图1所示的扇状透镜18，和具有在感测站S的区域中与透镜42-1到钞票1的距离的任何变化无关地提供固定大小的图像的优点。图像聚焦质量随到钞票的距离的变化稍有变化，但图像大小不会改变。使用小孔径光阑43-1可以提高景深，因此，使聚焦误差更无关紧要。这种透镜系统的优点在于，尽管钞票相对于成像系统移动和在构建装置时存在组装误差，但图像大小总是覆盖CCD传感器阵列19-1上相同数量的像素。这样就保证了如果钞票在它穿过感测站S期间上下移动，在扫描时不会出现实际错误。更进一步，与平滑票据相比由起皱票据引起的位置变化，或从一台接受器到另一台接受器的位置变化也被最小化。因此，可以构建出其光学系统中的容限宽的接受器，这样就降低了设备的校准要求。光盒15-1的高光强导致可以使用小孔径光阑43-1，而不会使曝光时间超过有效功能极限。
为了测试钞票的透射特性，第二光源15-2横跨在台板9的宽度之间，和通过透明窗口44将光辐射向下引向镜子17-2，光辐射被镜子17-2反射，穿过带有相关光阑43-2的远心透镜42-2，到达第二CCD传感器阵列19-2。
钞票下侧的反射特性利用第三光源15-3测试，第三光源15-3将光辐射引向窗口44的区域，被钞票反射到镜子17-2，然后，通过镜子17-2和远心透镜装置42-2，43-3到达传感器19-2。
因此，可以通过其两侧的光反射特性，以及通过其透射特性分析钞票。通过有选择地使用光源15-1，2，3可以收集到适当数据，以便将取样数据提供给处理电路21。通过使用门5沿着接受通道6引导可接受钞票和沿着拒绝通道7引导被拒绝钞票，可以以参照图1和2所述的方式接受或拒绝钞票。可替代地，可以反向驱动皮带14，在穿过感测站S将钞票1完全从入口2馈出之后，通过入口2拒绝钞票1。
当最初将钞票1插入入口2中时，驱动皮带14渐进地移动钞票穿过感测站S，以便传感器42以前面参照图1和2所述的方式在钞票的整个表面区域上获得相继数行的像素数据。在本示例中，假设通过使用光源15-1和相关的CCD检测器19-1得到数行像素化数据，但接着的描述同样可应用于传感器19-2响应于来自光源15-2或15-3的光辐射获得的数据。
现在参照图14和15描述像素化数据从钞票取样系F1到参考系F2的去扭斜。
图14例示了通过如图3所示的微控制器22运行的去扭斜算法执行的处理步骤。应该明白，当钞票完全穿过如图13所示的感测站S时，生成存储在如图3所示的存储器23中的像素化数据的二维阵列。像素化数据的二维阵列的捕获例示在图14中的步骤S14.1中。图15A示意性地例示了像素化数据的所得阵列。该阵列在参考系F2中生成。图中还示出了定义钞票取样系F1的、由像素化数据定义的钞票1的轮廓。由于台板9比钞票1宽，如前所述，钞票取样系F1相对于参考系F2是倾斜的，使得钞票可以以某个范围内的角度进入。参考系F2具有纵坐标y2和横坐标x2。钞票1的周界被显示成具有纵向长度l和横向宽度w。钞票的边缘定义取样系F1的纵坐标y1和横坐标x1。
来自光源15-1的被钞票1反射的光辐射一般超过预定阈值，而来自钞票周围的台板9的区域的光辐射未被大量反射，因此，在CCD传感器阵列19-1上产生较低信号值，因此，通过寻找与钞票边缘相对应的像素化数据值的阶梯跃变(step transition)，可以确定钞票的边缘。
构造识别钞票边缘的去扭斜算法，以便定义钞票取样系F1，然后，将来自钞票的所选数据转换到参考系F2以便与存储的数据相比较，从而可以确定钞票的真实性。
步骤S14.1处的钞票扫描生成大量数据，可以构造出使数据得到有效迅速处理的去扭斜算法，以便可以动态地(on-the-fly)进行钞票的可靠验证。
在步骤S14.2中，定位钞票1的近似中心M。这通过分析在步骤S14.1中沿着阵列的水平和垂直中心线，即，沿着如图15A所示的线段p-p’和q-q’得到的像素化数据来实现。由于与台板9的其余部分相比与钞票1有关的反射特性的变化，沿着这些中心线的像素化数据在钞票1的边缘经历数值的突然跃变。位置p，p’，q，q’上与钞票边缘有关的跃变就是这样定位的。然后，计算p和p’之间的中点pm，以及q和q’之间的中点qm。这对应于参考系F2中位置M的坐标，其中，M＝(pm，qm)。
点M是钞票1的中点的近似值。中点M不需要被精确定位在钞票1的中心。正如现在更详细说明的那样，其目的是提供钞票周界内的原点，根据该原点可以在像素化数据中分析一系列扫描线，以便定义围绕钞票1周界的边缘点。
图15B例示了穿过像素化数据的阵列从钞票的中点M延伸的、像放射状的径向延伸的扫描线RL1，RL2，RL3那样的扫描线。扫描线RL可以等角间隔，但是，为了使计算简单，它们可以延伸到围绕像素化数据阵列的周界的预定坐标位置，例如，延伸到位置SB1、SB2等。当沿着每条扫描线扫描像素化数据时，在与钞票1的边缘相对应的地方发生数值的突然跃变，从而能够检测边缘点。扫描可以沿着扫描线RL的任一方向进行。
如图15B所示，沿着扫描线RL1定位边缘点e1，在扫描线RL2上检测到边缘点e2，和沿着扫描线RL3检测到边缘点e3，以此类推。应该注意到，钞票在点e3的区域中存在损坏边缘，因此，边缘点e3未位于如虚线45所示的钞票的真正直边缘上。类似地，钞票的一个角损坏了，使得检测的边缘点e4未位于钞票的真正周边上。
使用放射状设置的扫描线RL的优点是，与分析参考系F2中的长方形像素化阵列中的所有数据相比，要处理的数据量减少了。如果为钞票边缘跃变而扫描所有像素化数据，大量处理时间花费在扫描台板9围绕钞票的区域上，在所述区域中找不到有用数据，并且扫描所述区域非常耗时并使过程不期望地慢下来。此外，扫描线RL没有参考系F2中CCD传感器阵列19-1生成的像素化数据的行x那么倾斜地横穿钞票1的周边，这提高了沿着钞票的较短的横穿边缘的所检测边缘点e的位置精度。
根据微控制器22的处理能力，选择扫描线RL的数量，和可以根据处理能力增减扫描线RL的数量。
因此，识别出每一个与钞票1的边缘位置在参考系F2中的坐标相对应的一系列点e1-en。然后，例如，通过考虑每个边缘点与它的下一个相邻点之间的斜率，确定与每个边缘点e相关联的梯度。与每个边缘点e相关联的梯度属于两个群(population)之一。第一群的边缘点具有与沿着钞票1的纵向侧边l的边缘点相关联的相对低的梯度。第二群的边缘点具有与沿着钞票1的横向侧边w的边缘点相关联的相对高的梯度。由于钞票1相对于台板9的进入角只能随钞票变化有限数量，例如，15度，尽管各群的梯度的实际值随进入角而变，但群分布的关系始终有效。
然后，在步骤S14.4中计算与第一群的点相关联的梯度的模式值或一些其它平均值。这个模式值是参考系F2中钞票1的纵向侧边的斜率的估计。然后，处理器23模拟与由图15C中的点划线46例示的斜率相对应的任何线。然后，为第一群内的点计算从直线46到点e10的距离yn。选择yn值最大的点作为钞票边缘的最佳估计，在图15C中这些点用圆圈圈起来。这样，可以拒绝位于损坏边缘上，例如，区域45中的点。然后，在步骤S14.6中可以将形式为y＝mx+c的直线拟合成纵向票据边缘的最佳估计。应该明白，纵向边缘的形式为y＝mx+c的最佳拟合线是在参考系F2中定义的。
然后，针对与钞票1的横向边缘w有关的边缘点的第二群，在步骤S14.7-S14.9中重复该过程。如图15D所示，在步骤S14.8中，通过根据点划线47所指的估计斜率选择最大距离xm的边缘点，生成最佳拟合横向边缘点。
然后，在步骤S14.10中，如图15E所示，通过计算描述钞票1的四个侧边的最佳拟合线的交点，估计钞票的角。因此，在参考系F2中计算四个角点的坐标。如钞票1的右上角所示，损坏角的影响不会使与钞票1有关的位置数据产生混淆或变差。
固此，现在在参考系F2中定义钞票1的位置。在步骤S14.11中，将钞票中所选地方的像素数据转换到参考系。例如，如图15F所示，如果想查看从钞票的上边往下25％和沿着它的长度方向80％的地方，可以在参考系F2中根据参考系F2中取样钞票的角和侧边的知识计算这个位置。然后，在步骤S14.12中，可以由微控制器22将钞票上的所选位置中的像素与存储在图3的存储器23中的相应参考数据相比较。然后，可以根据在步骤S14.13中进行的比较接受或拒绝钞票。
现在参照图16更详细地描述转换、比较和接受步骤S14.11-S14.13。当在S14.10中估计出钞票1的角的位置时，可以确定钞票的尺寸(dimension)。然后，参照图16，将检测的钞票的尺寸与保存在存储器23中的可接受钞票的尺寸的存储值相比较。存储值可以包括与钞票接受器可以接受的钞票的每个相应尺寸相关联的长度和宽度尺寸的窗口范围。该范围的窗口允许容忍接受器和钞票的小制造容限。这个比较在图16中的步骤S16.1中进行，以便提供钞票面值的最初指示。如果在步骤S16.2中发现不匹配，在步骤S16.3中拒绝钞票。但是，如果发现匹配，根据由钞票的所检测尺寸表示的面值，从存储器23中取出钞票的特定面值的钞票上的预选位置相对应的存储数据。已经发现，对于各个钞票面值，存在特别与众不同和提供钞票面值的良好特征的区域，这样就不需要检验来自钞票整个表面区域的所有像素数据，从而简化和加速了数据处理。针对各种面值，将与这些区域相对应的位置数据与对应于钞票尺寸的数据相关联地存储在存储器23中。
然后，在步骤S16.5中，针对钞票上在步骤S16.4中从特定面值的存储器中取出的位置，将在步骤S14.1期间捕获的钞票1的像素数据有选择地转换到参考系F2。
然后，将来自钞票的所选位置的转换后的像素数据与从存储器23中取出的特定面值的相应存储值相比较。像素值对应于来自钞票的特定像素区的反射光的强度，例如，1-256个灰度级。事实上，像素可以包括像素组。保存在存储器23中的数据可以包括检测的像素值必须落在其中以便表示可接受钞票的数据范围或窗口。在步骤S16.7中测试可接受性，如果来自钞票1的转换后的数据与从存储器23中取出的像素数据匹配，则在步骤S16.8中接受钞票，否则，在步骤S16.3中拒绝它。可接受性可以通过参照图8所述的平方求和方法确定。
在一种变体中，可以提供步骤S16.9中的用户可操作的否决，因此，使用户可以否决对钞票的拒绝并使其被接受。这可用在现金抽屉操作人员人工检查不被设备接受但可被操作人员接受的破损钞票的销售点设备上。否决只适用于被授权的人士，和可用于使操作人员可以防止在顾客提供破损钞票和没有其它方便支付手段的情况下检测队列停滞不前。
用于验证特定面值的钞票的所选区域可以通过试验确定，从而可以将骗子难以复制的特定区域用于识别。可以利用如图3所示的编程工具将所选区域编程到钞票接受器中。编程工具包括处理器和显示屏，在本示例中，包括膝上型计算机49，但也可以使用像工作站或用在本领域中的便携式、专门编写的编程工具那样的其它类似设备。膝上型计算机通过导线50或通过无线连接临时与微控制器22连接。
为了编程所选区，使特定面值的可接受钞票馈入钞票接受器的入口2中。如前面参照图14所述的那样捕获然后利用前述的去扭斜算法去扭斜与钞票相对应的像素化数据。因此，像前述的那样执行步骤S14.1-S14.10。然后，取代转换钞票的所选位置，如图18的步骤S18.1所示，将钞票的所有像素化数据转换到参考系F2中。然后，在如图3所示的计算机49的屏幕上显示所得结果，以提供如图17所示的显示。然后，利用鼠标或计算机的其它控制设备，操纵如虚轮廓所示的选择区域51，以使其与显示在计算机49上的钞票的所选区域共同扩张。
然后，在步骤S18.3中，存储所选区域的坐标。另外，与钞票的尺寸和与其尺寸相对应的数据一起存储所选区域52内的像素数据。这样，用在图16中所述的验证过程中的数据可以存储在存储器中，并且适用于随着时间的流逝考虑不同的验证经验，从而可以进行改进的位置选择以改善验证过程。例如，对于特定面值的钞票，可以加上如图17所示的不同区域53，54，或用区域53，54取代选择区域52。这些区域可以具有不同的可选形状和大小。例如，所选区域53一般是像素化数据的圆形区域，而区域54具有在位于钞票1上的不同位置的感兴趣区域之间延伸的障碍滑雪设置。区域52、53和54每一个都完全在钞票1的周界内，并且被隔开。此外，参照图5所述的长条33也可以与区域52-54结合在一起或取代区域52-54使用。
根据本发明的钞票接受器不需要单独编程和更新。取而代之，可以集中进行如图17和18所示的选择过程，并且，例如，通过网络或通过插入式闪速存储器或对本领域的普通技术人员公开的其它适用技术将所得数据下载到一组独立的接受器中。
本发明的所述实施例具有不需要机械装置来使进入钞票与相对于感测站S的特定定向一致的优点。此外，该设备可以接受和拒绝不同大小的钞票。为此，数据样本的处理可以包括对取样数据阵列的长度和宽度作出估计，以便选择将存储器23当中的哪个参考数据与转换后的数据阵列相比较，从而只选择与对应于取样数据阵列的尺度的钞票的候选面值相对应的数据。
虽然与钞票相关地对本发明的例子作了描述，但本发明也可以与像代用券和未必具有特异货币值的薄片那样的其它片状物体一起使用。例如，该设备可用于接受或拒绝通过像条形码那样的普通印刷或机器可读字符制备的片状物体。片状物体的其它例子是可以用条形码编码的银行支票、优待券和代用券。
不同类型的光源可以用于该光源15或每个光源15。取代使用来自宽带光源的光辐射，通过过滤宽带光源，或通过配备本身可以用外部滤波器过滤的、发出相应窄带光的独立光源，可以使用一个或多个窄带光源。这里使用的术语“光辐射”包括可见辐射和像紫外光和红外光那样的非可见辐射。过滤可以靠近该光源或每个光源、传感器阵列或其它地方进行。此外，可以将不同的传感器装置用于感测站S。例如，可以将光纤阵列用在透射中或用于反射，将光辐射引到感测站S，以及得到数据样本。
更进一步，像素化阵列可以包括使不同波长范围得到单独处理的子像素，以便可以例如按原色对数据样本进行分析。
权利要求
1.一种片状物体的接受器设备，包括传感器，用于从片状物体的表面得到与数据样本的空间阵列相对应的数据，所述数据被设置在取样系中，所述取样系与参考系存在某个范围内的位置关系；处理装置，用于处理所述数据以便确定所述参考系和所感测数据的所述取样系之间的关系，和用于转换来自所述取样系的预选区域的所感测数据以便与所述参考系中的数据相对应，并将转换后的数据与所述参考系中与所述参考系中的所述预选区域相对应的参考数据相比较，其中所述参考系中的所述预选区域定义了片状物体的可接受准则；和接受器装置，用于根据所述比较的结果，接受所述片状物体。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器包括被配置成从所述片状物体取样数行数据样本的检测器阵列。
3.根据权利要求2所述的设备，包括用于片状物体的入口、和从所述入口延伸穿过感测站的通道，在所述感测站处，所述传感器用于在所述片状物体穿过所述感测站时从所述片状物体取样数行数据样本。
4.根据前面任何一项权利要求所述的设备，其中，所述处理装置用于识别相对于所述参考系中的相应位置的、所述取样系中的所述取样数据阵列中的预定位置。
5.根据权利要求4所述的设备，用于接受具有基本对称的四边形外周的片状物体，且所述识别的位置对应于所述片状物体的角。
6.根据前面任何一项权利要求所述的设备，其中，所述处理装置用于识别所述取样系中的所述取样数据阵列相对于所述参考系的取向。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，通过分析所述数据样本阵列的边缘区域，识别所述取向。
8.根据权利要求4到7中的任何一项所述的设备，其中，所述处理装置用于利用所述识别的位置和/或所述识别的取向，将所述样本数据转换到所述参考系中。
9.根据前面任何一项权利要求所述的设备，其中，所述传感器是光传感器。
10.根据权利要求9所述的设备，包括发送穿过所述片状物体到所述传感器的光辐射的光源。
11.根据权利要求9所述的设备，包括发送从所述片状物体反射到所述传感器的光辐射的光源。
12.根据权利要求9到11中的任何一项所述的设备，包括用于将所述光辐射从所述片状物体引导到所述传感器的远心透镜装置。
13.根据前面任何一项权利要求所述的设备，其中，所述传感器包括传感器元件的空间阵列。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，只从所述阵列中的一些所述传感元件中得到所述样本数据。
15.根据前面任何一项权利要求所述的设备，其中，所述处理装置用于首先确定所感测的片状物体的特定面值，并且根据所述确定的结果，执行下列动作获取所述参考系中与所述特定面值的所述片状物体上的预选位置相对应的所存储的信息和所述预选位置的所存储的参考数据值；针对所述预选位置，将所述片状物体的所感测数据从所述取样系转换到所述参考系；和将转换后的数据与所存储的参考数据值相比较以确定所感测的片状物体的真实性。
16.根据前面任何一项权利要求所述的设备，其中，所述处理器装置用于执行对所述数据样本的扫描和识别与所述片状物体的边缘相对应的位置，和基于所述片状物体的所识别的位置，确定所述取样系和所述参考系之间的空间关系。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理器装置用于识别所述片状物体的周界内的近似中间位置，定义从所述近似中间位置向外延伸且经过与所述片状物体的边缘相对应的位置的扫描线，和沿着所述扫描线扫描数据样本以识别与所述片状物体的边缘相对应的位置。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述中间位置对应于所述参考系中所述数据样本阵列的中点。
19.根据权利要求16、17或18所述的设备，其中，所述处理器用于为边缘点提供与所述片状物体的边缘的梯度相对应的数据。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述处理器用于根据所述梯度数据，分组所识别的边缘点，以便对应于所述片状物体的特定边缘。
21.根据权利要求17到20的任何一项所述的设备，其中，所述处理器装置用于拟合经过所述边缘点的边缘线，以便定义所取样的片状物体的边缘。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述处理器装置用于计算所述边缘线相交之处，以便识别所述参考系中所述物体的角的位置。
23.根据前面任何一项权利要求所述的设备，包括用于有选择地使所述接受器与所述比较的结果无关地接受所述片状物体的否决控制。
24.一种用于片状物体的接受器的处理器的程序，该接受器包括传感器，所述传感器用于从片状物体的表面得到与数据样本的空间阵列相对应的数据，所述数据被设置在取样系中，所述取样系与参考系存在某个范围内的位置关系；该程序用于控制所述处理器处理所述样本数据以便确定所述参考系和所感测数据的所述取样系之间的关系，转换来自所述取样系的预选区域的所感测数据以便与所述参考系中的数据相对应，并将转换后的数据与所述参考系中与所述参考系中的所述预选区域相对应的参考数据相比较，其中所述参考系中的所述预选区域定义了片状物体的可接受准则。
25.一种接受片状物体的方法，包括从片状物体的表面得到与数据样本的空间阵列相对应的数据，所述阵列被设置在取样系中，所述取样系与参考系存在某个范围内的位置关系；和处理所述数据以便确定所感测的数据阵列的所述取样系和所述参考系之间的关系，和转换来自所述取样系的所感测数据中的至少一个预选位置以便与所述参考系中的数据相对应，并将转换后的数据与所述参考系中与所述片状物体的预选位置的可接受准则相对应的参考数据相比较，和根据所述比较的结果，接受所述片状物体。
26.根据权利要求25所述的方法，包括在不用对照机械导轨预定位所述片状物体的情况下，得到所述取样数据。
27.根据权利要求25或26所述的方法，包括首先确定所感测的片状物体的特定面值，并且根据所述确定的结果，执行下列动作获取所述参考系中与所述特定面值的所述片状物体上的预选位置相对应的所存储的信息和所述预选位置的所存储的参考数据值；针对所述预选位置，将所述片状物体的所感测数据从所述取样系转换到所述参考系；和将转换后的数据与所存储的参考数据值相比较以确定所感测的片状物体的真实性。
28.根据权利要求25到27中的任何一项所述的方法，包括执行对所述数据样本的扫描和识别与所述片状物体的边缘相对应的位置，和基于所述片状物体的所识别的位置，确定所述取样系和所述参考系之间的空间关系。
29.根据权利要求28所述的方法，包括识别所述片状物体的周界内的中间位置，定义从所述中间位置向外延伸且经过与所述片状物体的边缘相对应的位置的扫描线，和沿着所述扫描线扫描数据样本以识别与所述片状物体的边缘相对应的位置。
30.根据权利要求28或29所述的方法，包括为边缘点提供与所述片状物体的边缘的梯度相对应的数据。
31.根据权利要求30所述的方法，包括根据所述梯度数据，分组所识别的边缘点，以便对应于所述片状物体的特定边缘。
32.根据权利要求28到31的任何一项所述的方法，包括拟合经过所述边缘点的边缘线，以便定义所取样的片状物体的边缘。
33.根据权利要求32所述的方法，包括计算所述边缘线相交之处，以便识别所述参考系中所述物体的角的位置。
34.根据权利要求27到33的任何一项所述的方法，包括与所述比较的结果无关地有选择地接受所述片状物体。
35.一种根据权利要求25到35中的任何一项所述的接受钞票的方法。
36.一种用于执行根据权利要求25到35中的任何一项所述的方法的计算机程序。
37.一种有选择地编程根据权利要求1到22中的任何一项所述的片状物体的接受器的设备，所述设备包括处理器和显示设备，所述显示设备被配置成接收来自已知面值的参考片状物体的表面的所述数据样本的空间阵列，和为其提供可视显示，即，使用户可以在显示器上定义所述数据样本的阵列中的至少一个所选位置的用户界面，该处理器用于提供存储在所述接受器中的、包括与所述所选位置相对应的数据以及与来自所述位置的所述样本相对应的数据和与所述片状物体的面值相对应的数据的数据组。
38.一种有选择地编程根据权利要求1到22中的任何一项所述的片状物体的接受器的方法，包括接收来自已知面值的参考片状物体的表面的所述数据样本的空间阵列；为其提供可视显示；定义所述数据样本的阵列中的至少一个所选位置；和提供存储在所述接受器中的、包括与所述所选位置相对应的数据以及与来自所述位置的样本相对应的数据和与所述片状物体的面值相对应的数据的数据组。
39.一种由处理器运行以便执行根据权利要求38所述的方法的计算机程序。
全文摘要
像钞票那样的片状物体的接受器设备，包括传感器(19)，用于从片状物体的表面得到与数据样本的空间阵列相对应的数据，所述数据被设置在取样系(F1)中，所述取样系(F1)与参考系(F2)存在某个范围内的位置关系；和处理器(22)，用于处理数据以便确定参考系和所感测数据的取样系之间的关系，转换来自取样系的预选区域(52，53，54)的感测数据，以便与参考系中的数据相对应，将转换的数据与参考系中与预选区域相对应的参考数据相比较，和根据比较结果，接受片状物体。
文档编号G07D7/00GK101080749SQ200580043209
公开日2007年11月28日 申请日期2005年12月13日 优先权日2004年12月15日
发明者马尔科姆·R·H·贝尔, 凯文·C·马尔维, 安德鲁·W·巴森, 约翰·阿什比 申请人:货币控制有限公司