專利名稱：紙葉類識別裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及識別例如被輸送來的紙幣等的紙葉類的紙葉類識別裝置，特別涉及使用光學線路傳感器從已獲得的紙葉類的圖像數據中識別紙葉類的種類及真?zhèn)蔚募埲~類識別裝置。
背景技術：
一直以來，在紙幣識別裝置中使用光學傳感器用于檢測紙葉類的通過位置和相對輸送方向的傾斜。該紙幣識別裝置根據光學傳感器的輸出變化的定時來檢測紙葉類的通過位置，并根據傳感器元件間變化的時間差來檢測紙葉類的傾斜。
作為進行這種檢測的裝置，提出了在與輸送路徑的輸送方向成直角的方向上安裝有覆蓋輸送路徑的整個寬度的光學線路傳感器的裝置(日本特開平8-212417號公報)。在該裝置中，具備在每一輸送稍進行中以固定周期生成輸送脈沖的旋轉式編碼器；與輸送脈沖對應并將光學線路傳感器的輸出二值化而讀入的幀存儲器；以及將讀入到幀存儲器中的數據進行數字化處理的圖像處理部。該裝置通過與輸送脈沖對應且與輸送方向垂直地在輸送路徑上掃描，從而在幀存儲器中得到紙葉類的二維的二值圖像。例如，光學元件使用1mm間隔的光學線路傳感器，并使用在輸送每前進1mm便生成脈沖的旋轉式編碼器的情況，得到像素大小為1mm四方的二值圖像。通過對該二值圖像適用圖像處理，從而算出紙葉類的四邊位置和傾斜。
但是，這種裝置在輸送的紙葉類的傾斜接近0的情況下，由于量子化誤差的影響會降低紙葉類的位置或傾斜的檢測精度。例如，在輸送脈沖為1mm周期的情況下，如果紙葉類的傾斜不足1mm，則紙葉類的邊會平坦地映現(xiàn)。這樣，在紙葉類的邊的傾斜接近0而平坦地映現(xiàn)的情況下，即便紙葉類存在于輸送脈沖間的哪個位置處也會檢測為相同，并產生最大0.5mm的誤差。
特別是在識別紙幣的紙幣識別裝置中，用紙幣真假識別不放過假幣的微小差異是重要的，所以最好盡可能防止因上述誤差所產生的識別性能的下降。
作為提高識別性能的方法，可考慮細化輸送脈沖的周期，并增加掃描的次數。這樣，與紙葉類的傾斜大小無關地提高輸送方向的檢測精度，還提高傾斜接近0情況下的檢測精度。例如，使用輸送脈沖的周期為0.5mm的旋轉式編碼器的情況，輸送方向的檢測精度比使用1mm旋轉式編碼器的情況翻倍。但是，在該情況下，與使用1mm旋轉式編碼器的情況相比，需要高速的光學線路傳感器、大容量的幀存儲器以及高性能的圖像處理部，增加裝置整體的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供不必伴隨上述裝置整體成本的增加且在紙葉類相對輸送方向的直角方向的傾斜接近0的情況下也能以比輸送脈沖的周期細微的精度進行輸送方向檢測的紙葉類識別裝置。
本發(fā)明是一種紙葉類識別裝置，具備輸送紙葉類的輸送路徑、在該輸送路徑上將多個檢測元件在輸送寬度方向上排列成一列的線路傳感器、根據由該線路傳感器讀取的上述紙葉類的圖像數據來識別上述紙葉類的識別機構，其中，使上述檢測元件的排列方向相對上述輸送路徑的輸送寬度方向傾斜。


圖1是紙幣識別裝置的立體圖。
圖2是紙幣識別裝置的下側單元的俯視圖。
圖3是表示紙幣識別裝置的構成的方框圖。
圖4是幀存儲器內的圖像數據的說明圖。
圖5是量子化誤差的說明圖。
圖6是表示紙幣的輸送方向長度的頻數分布的曲線圖。
具體實施例方式
以下，結合附圖來說明本發(fā)明的一個實施方式。
本實施方式涉及輸送作為紙葉類的紙幣并識別該紙幣的紙幣識別裝置。這里，識別紙幣是指進行紙幣種類(例如日本的情況，為舊一千元紙幣、新一千元紙幣、二千元紙幣等)的判斷(貨幣種類判斷)及紙幣真?zhèn)蔚蔫b別。此外，在只記述紙幣的情況，是指真紙幣、假鈔兩者，以后的敘述也以相同意義使用。另外，該紙幣識別裝置是組裝在例如設于銀行的金融機構等的ATM等中并用于識別紙幣的裝置。
首先，使用圖1的紙幣識別裝置1的立體圖和圖2的紙幣識別裝置1的下側單元4的俯視圖來說明紙幣識別裝置的概要。
紙幣識別裝置1由夾著輸送路徑3而上下配置的上側單元2和下側單元4構成。在紙幣識別裝置1的下側單元4的上面，在輸送寬度L的整個寬度范圍內從輸送寬度方向(圖2的左右方向)向輸送方向傾斜角度θ地安裝有光學線路傳感器23的投光部23a。
這里，輸送寬度方向是指與輸送方向成直角的方向。通過使光學線路傳感器23相對該輸送寬度方向傾斜角度θ，從而可使紙幣以總相對光學線路傳感器23傾斜的狀態(tài)通過。
在下側單元4的上面設有輸送紙幣的多個輸送輥22及上述光學線路傳感器23以外的各種傳感器21。在上側單元2的下面，與上述投光部23a在上下方向上對置地安裝有上述光學線路傳感器23的受光部(省略圖示)。因此，光學線路傳感器23的受光部與投光部23a同樣地以傾斜角度θ的方式安裝。
輸送路徑3是將紙幣6向箭頭A所示方向輸送的通道。
在下側單元4上連接設置在ATM上的各種設備。
齒輪5連接ATM內的電機和紙幣識別裝置1的輸送輥22并通過ATM內的電機的驅動力使輸送輥22轉動。
各種傳感器21進行與各種傳感器21對應的波形等的輸入輸出。
輸送輥22是夾持紙幣6而轉動的輥，通過齒輪5與ATM內的電機連接，并以固定速度輸送紙幣。
光學線路傳感器23進行光學圖形的圖像讀取。
圖3是表示紙幣識別裝置1的構成的方框圖。
紙幣識別裝置1具備輸送輥22、旋轉式編碼器31、光學線路傳感器23、光學線路傳感器驅動部32、幀存儲器33、作為圖像處理機構的圖像處理部34及作為識別機構的識別處理部35。
輸送輥22是夾持紙幣6在輸送方向上轉動的輥，且設有多個。各輸送輥22通過齒輪5與ATM內的電機(未圖示)連接，并以固定速度輸送紙幣6。
旋轉式編碼器31安裝于輸送輥22的一個轉軸上，在每一輸送稍前進中以固定周期生成輸送脈沖。
光學線路傳感器23由在投光部23a以多個等間隔配置為一列的投光元件和在受光部以多個等間隔配置為一列的作為檢測元件的受光元件陣列構成。投光元件和受光元件陣列夾著輸送路徑3而上下對稱地安裝。投光部23a和受光部任一個皆從輸送寬度方向以傾斜角θ傾斜并上下平行地進行安裝。這種構成的光學線路傳感器23具有覆蓋輸送路徑3的整個寬度，且用一次操作來捕獲輸送路徑3的一維圖像的功能。通常，與輸送方向成直角地安裝，但在本發(fā)明中，以傾斜角θ傾斜地進行安裝。該傾斜角θ構成為比作為允許在輸送路徑3輸送的紙幣6歪斜的傾斜允許角度的歪斜允許角度大的角度。
光學線路傳感器驅動部32具有如下功能，即與旋轉式編碼器31的輸送脈沖對應，二值化讀入光學線路傳感器23的輸出，并寫入幀存儲器33中。通過光學線路傳感器驅動部32將一維的二值數據依次寫入幀存儲器33中，從而在幀存儲器33上生成紙幣的二維二值圖像。該二值圖像是紙幣整個面的光學圖形的圖像數據。
幀存儲器33具有在固定期間內保持紙幣的二維二值圖像的功能。該幀存儲器33在圖像處理部34進行處理期間存儲二值圖像。
圖像處理部34具有讀取幀存儲器33內的紙幣的二值圖像并算出(推算)紙幣的四邊位置和傾斜度(傾斜角度)的功能。該圖像處理部34在算出紙幣的傾斜角度時作為傾斜角度算出機構發(fā)揮作用，在算出四邊的位置時作為外形檢測機構發(fā)揮作用。由圖像處理部34算出的紙幣的四邊位置和傾斜度被送至設置在后部的作為識別機構的識別處理部35。
識別處理部35根據紙幣的四邊位置和傾斜進行紙幣6的貨幣種類判斷及真?zhèn)闻袛啵⒆R別紙幣6。
這種構成的紙幣識別裝置1如下述那樣地動作并求出紙幣四邊的位置。
首先，在由省略圖示的ATM的電機使輸送輥22轉動時，輸送輥22輸送紙幣6，且安裝在該輸送輥22的一個軸上的旋轉式編碼器31生成輸送脈沖。，光學線路傳感器驅動部32與該輸送脈沖對應地二值化讀入光學線路傳感器23的輸出，且寫入幀存儲器33中。通過將該一維二值數據依次寫入幀存儲器33中，從而如圖4的圖像數據的說明圖所示，可在幀存儲器33生成紙幣6的二維二值圖像B(圖像數據)。
圖像處理部34讀取該幀存儲器33內的紙幣6的二值圖像B，并算出“紙幣的四邊位置”?！凹垘诺乃倪呂恢谩钡乃愠隹梢砸匀缦路绞角蟪?，即在將輸送方向的物理坐標設為Y’坐標、將與該Y’坐標垂直的輸送寬度方向的物理坐標設為X’坐標的坐標空間中，對紙幣四邊求出y’＝ax’+b直線的系數a、b。這可以對紙幣的上邊、下邊、左邊、右邊中的每個邊，將以二值化的數據的最外側的點列置換為X’Y’坐標空間并使用最小二乘法求出。這樣將模擬數據轉換為數字數據，并通過執(zhí)行適當的計算處理求出“紙幣的四邊位置”。
另一方面，由于使光學線路傳感器23傾斜配置，所以幀存儲器33上的二值圖像B，如圖4所示，表示為等用于在以角度θ傾斜的圖像上的長方形。因此，在將幀存儲器坐標設為(X，Y)時，物理座標X’Y’通過使用下式1所示的行列式進行坐標變換而求出。
式1x′y′=10sinθ0xy]]>再有，如果在該行列式的右邊乘以“物理坐標的單位/幀存儲器坐標的單位”，則還可以對應進行單位的變換。
其次，對識別處理部35所進行的“紙幣的識別”和“紙幣的四邊位置”的關系進行說明。在用含有光學線路傳感器23的各種傳感器21識別紙幣6的情況下，如果存在想預先識別的特定部位，則用距紙幣6的中心或角等特定位置的相對位置來預先確定該部位。而且，從實際上通過輸送路徑3的紙幣6的“紙幣的四邊位置”和“預先確定了的相對位置”中特定紙幣6的想識別部位。對于該特定部位，可用光學線路傳感器23或各種傳感器21來處理特征量，并可識別紙幣6。即，“紙幣的四邊位置”的精度與紙幣6的想識別部位的位置精度直接聯(lián)系，想以特定部位識別的情況，這將較大地影響紙幣6的識別精度。
在本實施方式中，如圖4所示，紙幣6的左前角6a位于輸送脈沖P6列，右前角6b位于輸送脈沖P2列，以定時不同的輸送脈沖讀取。因此，連接左前角6a和右前角6b的直線(紙幣6的下邊)將跨越幀存儲器33上的多個輸送脈沖P而存在。因此，在同一輸送脈沖P上可避免左前角6a和右前角6b兩者，并可減小量子化誤差而高精度地檢測紙幣6的位置。
其次，針對該量子化誤差，用圖5(A)所示的紙幣6相對光學線路傳感器23不傾斜情況的說明圖和圖5(B)所示的紙幣6相對光學線路傳感器23傾斜情況的說明圖來進行說明。在本實施方式中，由于光學線路傳感器23傾斜配置，所以準確地構成如圖4所示的傾斜圖像，但在這里，為便于說明而以將光學線路傳感器23在輸送寬度方向上筆直安裝的實例進行說明。
各像素40由輸送脈沖周期和光學線路傳感器23的光學元件的間隔來確定。模擬圖像外形41是實際紙幣6的外形，數字圖像42是作為以數字所見時的紙幣6而可辨認的部分。數字圖像外形43從數字圖像42求出紙幣6的外形。
在如圖5(A)所示的紙幣6相對光學線路傳感器23不傾斜的狀態(tài)下，在輸送紙幣6時，不能以輸送脈沖周期和光學元件的間隔所確定的1像素40以上的精度特定位置，雖然進行了四邊的位置特定但表示為較大的誤差。與之相對，在如圖5(B)所示的紙幣6相對光學線路傳感器23傾斜的狀態(tài)下輸送紙幣6的情況，由于二值圖像B的各邊表現(xiàn)為臺階狀，所以如果畫出對這些像素40的回歸直線(用最小二乘法求出)，則可知能以較高精度特定四邊的位置。例如，在輸送方向上存在一個臺階，并在與之垂直的方向上畫出10像素量的直線的情況下，相對輸送方向的精度為1像素的10倍。
說明提高可如此般檢測的位置精度的情況。圖6是針對具備垂直于輸送方向而安裝的光學線路傳感器23的紙幣識別裝置1，表示以相對光學線路傳感器23不足1度的傾斜度輸送紙幣6的情況和以1度以上的傾斜度輸送紙幣的情況的紙幣6的短邊長度(輸送方向的長度)的頻數分布的曲線圖。在觀察該圖時，在傾斜度大的情況(1度以上的傾斜度)下，短邊長度的頻率分布為以平均為中心的平穩(wěn)曲線，但在傾斜度小的情況(不滿1度)下，分布分散。由此，可知僅加大傾斜度便可提高短邊的精度。根據本發(fā)明，該紙幣6的傾斜度，由于預先相對輸送方向傾斜地安裝光學線路傳感器23，所以紙幣6必定相對于光學線路傳感器23傾斜，且可實現(xiàn)紙幣6的位置精度提高。
這樣，通過傾斜安裝光學線路傳感器23，可與紙葉類的傾斜大小無關地以高精度檢測輸送方向的位置和傾斜，所以可提供提高識別精度的紙幣識別裝置1。
由于使光學線路傳感器23的傾斜角度傾斜為紙幣識別裝置1允許歪斜的范圍以上，所以無論紙幣6怎樣歪斜(傾斜)，皆可將二值圖像B以紙葉類的四邊中的前后兩邊總是臺階狀地映現(xiàn)。
這樣，紙幣6總是臺階狀地映現(xiàn)，且總可比輸送脈沖更精細地檢測輸送方向的位置或傾斜。如果與將光學線路傳感器23與輸送方向A(參照圖1)成直角安裝的情況比較，則各部的硬件不需改變性能，且可防止成本增加。
此外，可提供能夠以比可由光學線路傳感器23檢測的像素40更細的精度來檢測紙幣6的外形、低成本高精度的紙幣識別裝置1。
另外，與細化由光學線路傳感器23讀取的輸送脈沖的間隔相比，可減小圖像數據處理所需的技術條件，所以可提供能以低成本進行高速處理的紙幣識別裝置1。
再有，雖然二值圖像B的像素40構成為輸送方向和輸送寬度方向的長度相同的四邊形像素，但并不限于此，也可以形成為輸送方向和輸送寬度方向的長度不同的四邊形形狀。即使在該情況下，也能以縱橫整體來把握紙幣6的外形。
此外，雖然使光學線路傳感器23相對輸送寬度方向以角度θ傾斜地進行安裝，但也可構成為光學線路傳感器23的單元自身與輸送寬度方向平行地安裝，而使內部的投光元件和受光元件陣列的排列以角度θ傾斜的構成。
本發(fā)明并不僅限于上述實施方式的構成，可獲得很多實施方式。
根據本發(fā)明，可提供不必伴隨裝置整體成本的增加，且即使在紙葉類相對輸送方向的直角方向的傾斜接近0的情況下也能以比輸送脈沖的周期更細的精度進行輸送方向的檢測的紙葉類識別裝置。
權利要求
1.一種紙葉類識別裝置，具備輸送紙葉類的輸送路徑；在該輸送路徑上將多個檢測元件在輸送寬度方向上排列成一列的線路傳感器；以及根據由該線路傳感器讀取的上述紙葉類的圖像數據識別上述紙葉類的識別機構，其特征在于，使上述檢測元件的排列方向相對上述輸送路徑的輸送寬度方向傾斜。
2.根據權利要求1所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，將上述線路傳感器相對輸送寬度方向傾斜的傾斜角度構成為比在上述輸送路徑允許上述紙葉類傾斜的傾斜允許角度大的角度。
3.根據權利要求1所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，使用長方形的紙葉類作為上述紙葉類，上述紙葉類識別裝置還具備算出上述紙葉類相對輸送寬度方向的傾斜角度的傾斜角度算出機構，以及根據已算出的傾斜角度檢測上述紙葉類外形的外形檢測機構。
4.根據權利要求2所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，使用長方形的紙葉類作為上述紙葉類，上述紙葉類識別裝置還具備算出上述紙葉類相對輸送寬度方向的傾斜角度的傾斜角度算出機構，以及根據已算出的傾斜角度檢測上述紙葉類外形的外形檢測機構。
5.根據權利要求1所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，將上述線路傳感器設置在上述輸送路徑的幾乎整個輸送寬度范圍內。
6.根據權利要求2所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，將上述線路傳感器設置在上述輸送路徑的幾乎整個輸送寬度范圍內。
7.根據權利要求3所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，將上述線路傳感器設置在上述輸送路徑的幾乎整個輸送寬度范圍內。
8.根據權利要求1所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，還具備以與上述紙葉類的輸送速度對應的固定周期產生脈沖的旋轉式編碼器；與該脈沖對應地從上述線路傳感器讀入圖像數據的幀存儲器；以及將讀入到該幀存儲器中的上述圖像數據進行圖像處理的圖像處理機構。
9.根據權利要求2所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，還具備以與上述紙葉類的輸送速度對應的固定周期產生脈沖的旋轉式編碼器；與該脈沖對應地從上述線路傳感器讀入圖像數據的幀存儲器；以及將讀入到該幀存儲器中的上述圖像數據進行圖像處理的圖像處理機構。
10.根據權利要求3所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，還具備以與上述紙葉類的輸送速度對應的固定周期產生脈沖的旋轉式編碼器；與該脈沖對應地從上述線路傳感器讀入圖像數據的幀存儲器；以及將讀入到該幀存儲器中的上述圖像數據進行圖像處理的圖像處理機構。
11.根據權利要求5所述的紙葉類識別裝置，其特征在于，還具備以與上述紙葉類的輸送速度對應的固定周期產生脈沖的旋轉式編碼器；與該脈沖對應地從上述線路傳感器讀入圖像數據的幀存儲器；以及將讀入到該幀存儲器中的上述圖像數據進行圖像處理的圖像處理機構。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紙葉類識別裝置(1)，具備輸送紙幣(6)的輸送路徑(3)；在該輸送路徑(3)上將多個檢測元件陣列在輸送寬度方向上排列成一列的光學線路傳感器(23)；以及根據由該線路傳感器(23)讀取的二值圖像(B)來識別上述紙幣(6)的識別處理部(35)，其中，使上述檢測元件的排列方向相對上述輸送路徑(3)的輸送寬度方向傾斜。
文檔編號G07D7/20GK101082999SQ20071010549
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權日2006年6月2日
發(fā)明者松岡武志, 高田義廣 申請人:日立歐姆龍金融系統(tǒng)有限公司