專利名稱：紙張確定設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里所描述的實(shí)施例涉及一種紙張確定設(shè)備(paper sheetdetermination apparatus)，用于確定諸如有價(jià)證券之類的紙張的類型、真實(shí)性、污損度(defacement degree)等。
背景技術(shù)：
通常，紙張確定設(shè)備包括多個檢測裝置，用于檢測諸如有價(jià)證券之類的紙張的類 型、真實(shí)性或污損度。通常根據(jù)最有特點(diǎn)的可見圖像的識別來確定紙張的類型或污損度。這 是因?yàn)榧垙垙母旧媳贿@樣設(shè)計(jì)并且其上繪有顏色、字符、數(shù)字等，假定人們可以很容易地 區(qū)分它們，并且紙張確定設(shè)備特別是使用圖像傳感器、顏色確定傳感器等。當(dāng)某人確定紙張的污損度時，通常采用兩種方法。一種是檢測介質(zhì)的柔性或韌性 的方法。這是當(dāng)介質(zhì)長期流通時作為材料的紙張纖維被折斷或者沾上水時，使用手指感覺 來檢測紙張失去韌性的方法。另一種是在視覺上檢測紙張表面上的污染的方法。根據(jù)經(jīng) 驗(yàn)，觀察紙張的非印刷部分(例如在有價(jià)證券的情況下的水印部分或具有相對較低的印刷 油墨濃度的部分)的污染、皺褶(wrinkle)、折痕(fold)等來確定污損度。即便是紙張確定設(shè)備也采用根據(jù)上述兩種方法來確定紙張的污損度的技術(shù)。根據(jù) 前一種方法，根據(jù)當(dāng)運(yùn)送測量目標(biāo)介質(zhì)時生成的聲強(qiáng)級來確定韌性。另一方面，后一種方法 檢測紙張的非印刷部分的亮度、非印刷部分的皺褶、非印刷部分的透射系數(shù)、紙張的折疊部 分的明暗度特征(shading characteristic)、紙張周邊的亮度、整個紙張的亮度、整個紙張 的明暗度特征等(例如，JP-A 027035-1994(KOKAI))。如上所述，在例如通過使用圖像來確定紙張的污損度的紙張確定設(shè)備中，根據(jù)未 受印刷影響的非印刷部分的明暗度或皺褶來檢測污損度。因此，準(zhǔn)確地確定在除印刷部分 之外的部分被污染的紙張或者被較少地污染但是沒有官方印記的紙張是困難的。此外，由 于紙張確定設(shè)備中的控制單元獨(dú)立地估計(jì)特定區(qū)域的亮度或偏差值的特征量，所以確定的 準(zhǔn)確性很低，并且常常獲得與人的感覺不同的結(jié)果。另一方面，根據(jù)檢測紙張的柔性或韌性的方法，無法準(zhǔn)確地確定意外污染的紙張， 例如沾上咖啡的紙張或者由于被洗滌而具有皺褶的官方印記紙幣，并且在任何情況下無法 高度準(zhǔn)確地確定污損度。


圖1是示意地示出根據(jù)第一實(shí)施例的紙張確定設(shè)備的剖視圖；圖2是紙張確定設(shè)備中的檢測信息處理單元的功能框圖；圖3是示出紙張確定設(shè)備中的上表面反射圖像檢測單元的側(cè)視圖；圖4是示出上表面反射圖像檢測單元的照明發(fā)光模式的時序圖；圖5A、圖5B和圖5C分別是示出在照射模式和所獲得圖像之間關(guān)系的平面圖；圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的紙張確定設(shè)備中的上表面反射圖像檢測單元的側(cè)視圖；圖7是示出根據(jù)第二實(shí)施例的上表面反射圖像檢測單元的照明發(fā)光模式的時序 圖；圖8A、圖8B、圖8C和圖8D分別是示出在照射模式和所獲得圖像之間關(guān)系的平面 圖；圖9A、圖9B和圖9C是示出在根據(jù)第三實(shí)施例的紙張確定設(shè)備中基準(zhǔn)紙幣的印刷 圖案的視圖、示出劃分的小區(qū)域的視圖、和示出紙張的污損度檢測區(qū)域的視圖；圖10A、圖IOB和圖IOC是示出在根據(jù)第四實(shí)施例的紙張確定設(shè)備中作為確定目標(biāo) 的紙張的印刷圖案的視圖、用于示出劃分的小區(qū)域的視圖、以及紙張的污損度檢測區(qū)域的 視圖；圖11A、圖11B、圖11C、圖IlD和圖IlE是示出在根據(jù)第五實(shí)施例的紙張確定設(shè)備 中作為確定目標(biāo)的紙張的印刷圖案的視圖、示出紙張的紅外透射圖像的視圖、示出紙張折 痕的污染度檢測區(qū)域的視圖、示出紙張的第二污染度檢測區(qū)域的視圖、以及示出紙張的確 定的公共污損度檢測區(qū)域的視圖；和圖12A、圖12B、圖12C、圖12D和圖12E均是示出在根據(jù)第五實(shí)施例的紙張確定設(shè) 備中在作為確定目標(biāo)的紙張上具有多種顏色的圖像的視圖；和圖13是示出在根據(jù)第六實(shí)施例的紙張確定設(shè)備中的顏色運(yùn)算式的列表的視圖。
具體實(shí)施例方式總體上，根據(jù)一個實(shí)施例，紙張確定設(shè)備包括圖像檢測單元，包括多個光源，用于 利用來自兩個不同方向的光來照射作為檢查目標(biāo)的紙張的表面，和光接收單元，被配置為 接收來自所述紙張表面的反射光，并且被配置為檢測在所述紙張表面上的圖像；和檢測信 息處理單元，被配置為處理來自圖像檢測單元的檢測信息并且確定所述紙張的污損度。所 述檢測信息處理單元被配置為根據(jù)通過同時開啟多個光源所檢測的圖像來檢測紙張的灰 度污染(gray contamination)并且被配置為根據(jù)通過開啟多個光源之一所檢測的圖像來 檢測所述紙張的皺褶或折痕?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述根據(jù)第一實(shí)施例的紙張確定設(shè)備。圖1示意地示出了根據(jù)第一實(shí)施例的紙張確定設(shè)備100的結(jié)構(gòu)例子。紙張確定設(shè) 備100包括運(yùn)送機(jī)構(gòu)，用于沿著例如在水平方向上延伸的運(yùn)送路徑102運(yùn)送作為確定介質(zhì) 的紙張101。運(yùn)送機(jī)構(gòu)具有多個運(yùn)送輥103到110和未圖示的導(dǎo)軌。在運(yùn)送路徑102上安裝有透射圖像檢測單元111，被配置為檢測紙張101的透射 圖像信息，上表面反射圖像檢測單元112，被配置為檢測紙張101的上表面上的反射圖像信 息，下表面反射圖像檢測單元113，被配置為檢測紙張101的下表面上的反射圖像信息，磁 檢測單元114，被配置為檢測紙張101的磁性印刷特征，熒光發(fā)射檢測單元115，被配置為檢 測來自紙張101的漂白發(fā)射特性或熒光發(fā)射特性，和厚度檢測單元116，被配置為檢測紙張 101的厚度以及檢測帶子或取出多個紙張的狀態(tài)。用于處理來自這些檢測單元111到116 的檢測信息的檢測信息處理單元117被布置在這些檢測單元上方。圖2是示出檢測信息處理單元117的功能框圖。如圖2所示，透射圖像檢測單元 111、上表面反射圖像檢測單元112、下表面反射圖像檢測單元113、磁檢測單元114、熒光發(fā)射檢測單元115和厚度檢測單元116經(jīng)由諸如運(yùn)算放大器之類的模擬處理電路201、202、 203,204,205和206被連接到多路復(fù)用器207。透射圖像檢測單元111、上表面反射圖像檢測單元112和下表面反射圖像檢測單 元113中的每個是一維圖像讀取傳感器，所述圖像讀取傳感器例如具有LED陣列作為發(fā)射 單元并且具有光電二極管陣列或CCD作為光接收單元，并且使用發(fā)射可見光的LED陣列、發(fā) 射近紫外光的LED陣列、或發(fā)射紅外光的LED陣列。磁檢測單元114例如是像磁頭之類的 磁傳感器，并且被配置為用于充當(dāng)這樣一個傳感器，當(dāng)向磁芯材料的初級側(cè)施加直流偏置 電流并且磁性材料通過磁頭時，所述傳感器檢測次級側(cè)線圈的磁通量變化。熒光發(fā)射檢測單元115例如是這樣一個傳感器，該傳感器具有包括紫外熒光燈 的發(fā)射單元和諸如光電二極管之類的光接收單元，所述光接收單元接收來自所述紙張101 的激勵光并且在點(diǎn)視野中檢測來自紙張101的激勵光。厚度檢測單元116把紙張101夾在 兩個輥之間并且例如通過使用位移傳感器把一個輥或支撐此輥的軸的變化轉(zhuǎn)換為電信號。利用來自各傳感器的多條檢測數(shù)據(jù)來通過諸如運(yùn)算放大器之類的模擬處理電路 (201到206)放大/處理信號分量，六個系統(tǒng)的模擬信號借助模擬多路復(fù)用器207被時分復(fù) 用到一個系統(tǒng)的模擬系統(tǒng)中，然后此信號例如被模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路210轉(zhuǎn)換為8比特?cái)?shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)注意，模擬信號被模擬多路復(fù)用器207時分復(fù)用為一個系統(tǒng)的信號以便在此 實(shí)施例中提供一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，但是取決于如何配置系統(tǒng)或硬件條件，可以對所 有檢測信號獨(dú)立地進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并且即便在這種情況下紙張確定設(shè)備的效果也完 全不受任何影響。被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的檢測數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)處理電路220中的各檢測內(nèi)容來進(jìn)行預(yù)處 理(例如，空間推導(dǎo)或平均)，并且所處理的數(shù)據(jù)被存儲到數(shù)據(jù)存儲單元230中。檢測信息 處理單元117包括檢測CPU 240和控制CPU 250。檢測CPU 240是由微計(jì)算機(jī)代表的處理 運(yùn)算單元，并且它從數(shù)據(jù)存儲單元230順序地讀取檢測數(shù)據(jù)并且確定作為確定介質(zhì)的紙張 101的類型、方向、真實(shí)性、污損度等?？刂艭PU 250同樣是由微計(jì)算機(jī)代表的處理運(yùn)算單元，并且它向主機(jī)設(shè)備(例如 紙張確定設(shè)備中的機(jī)械控制單元(未示出))通知從檢測CPU 240所獲得的算術(shù)結(jié)果。機(jī) 械控制單元根據(jù)由紙張確定設(shè)備100確定的類型、方向、真實(shí)性或污損度信息來切換未圖 示的運(yùn)送路徑切換單元，并且把所述紙張運(yùn)送到應(yīng)當(dāng)存放紙張101的累積存儲裝置。圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的紙張確定設(shè)備100的上表面反射圖像檢測單元112 的側(cè)視圖。根據(jù)第一實(shí)施例，上表面反射圖像檢測單元112包括兩個光源301和302和一 個光接收單元310，每個光源由LED、鹵素?zé)艋驘晒鉄粜纬伞Ｅc紙張101的運(yùn)送方向平行地 設(shè)置光源301和302。按照其光軸穿過紙張101表面上的公共照射位置的方式來布置光源 301和302，并且它們對照射位置的垂直線V是對稱的并且相對于垂直線V在各自的相反方 向上傾斜角度θ。光接收單元310被布置在接收從光源301和302發(fā)射并且在紙張101的表面上反 射的光的位置，并且它具有光學(xué)透鏡304和光電傳感器303。光學(xué)透鏡304例如是以1比1 的倍率形成圖像的棒狀透鏡陣列或按比例縮小要形成的圖像的球面透鏡。在紙張101的表 面上反射的檢測光被光學(xué)透鏡304聚集并且被光電傳感器303接收。此檢測光在光電傳感 器303中被轉(zhuǎn)換為電信號，然后被未圖示的傳感器信號處理基片放大并且進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換等。
光電傳感器303由一個或多個傳感器形成，所述傳感器從靈敏度在400到700nm 的波長域內(nèi)的可見范圍圖像傳感器、靈敏度在400nm或以下的近紫外區(qū)圖像傳感器、以及 靈敏度在700nm或以上的近紅外傳感器中選擇。當(dāng)光電傳感器303是諸如CCD或光電二極 管之類的一維傳感器時，根據(jù)每一行來收集和累積紙張101的圖像數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于紙張 101的運(yùn)送來同樣地收集和累積下一行的數(shù)據(jù)，由此可以獲得二維圖像。應(yīng)當(dāng)注意，在第一實(shí)施例中，下表面反射圖像檢測單元113像在圖3中所描繪的上 表面反射圖像檢測單元112那樣配置，并且它與上表面反射圖像檢測單元112的不同之處 在于它布置在紙張101下面并且利用檢測光來照射紙張101的下表面。圖4示出了上表面反射圖像檢測單元112的照明發(fā)光模式。作為發(fā)光定時，存在 3種模式。在模式1中開啟光源301，在模式2中開啟光源302，并且在模式3中開啟光源 301和光源302這兩者。通過重復(fù)3種模式中的發(fā)光來照射紙張101，并且從紙張101的表 面上的反射光收集圖像數(shù)據(jù)。圖5A、圖5B和圖5C示出了從各發(fā)光模式獲得的圖像數(shù)據(jù)的例子。圖5A示出了來自在光源301為ON的狀態(tài)中檢測的紙張101的表面的反射圖像 (模式1)，并且圖5B示出了來自在光源302為ON的狀態(tài)中檢測的紙張101的表面的反射 圖像(模式2)。在這些反射圖像中的每一個中，與照明相對，在紙張中心的凸起部分(皺 褶)10的一側(cè)上形成陰影。此陰影在光學(xué)上看起來像污跡一樣是暗的，因此在一些情況下 這可以被確定為是被污損的。圖5C示出了來自在光源301和302均為ON的狀態(tài)中檢測的紙張101的表面的反 射圖像(模式3)。在皺褶10的左側(cè)和右側(cè)上不產(chǎn)生陰影。另一方面，在所有模式中紙張 101的表面上的污損部分12看起來比周邊更暗，由此它能夠被確定為污跡。以這種方式改變光源301和302的發(fā)光模式使得能夠當(dāng)紙張101的皺褶10在模 式1和2中被認(rèn)為是污跡的一部分時檢測污損度。在模式3中，當(dāng)皺褶10未被認(rèn)為是污跡 時，可以檢測紙張的污損度。此外，在模式1和2中還考慮圖像處理，可以通過測量圖像數(shù)據(jù)中的明暗度變化點(diǎn) (shading change point)來只提取皺褶10。在模式3中，可以通過測量圖像數(shù)據(jù)的亮度來 提取污跡部分12。此外，當(dāng)從由模式1和2獲得的圖像中采用以像素為單位的較暗圖像(即，具有較 低明暗度的圖像)并且生成一個明暗度圖案(shadingpattern)時，可以檢測到包括所有皺 褶、陰影和污跡的污損度。根據(jù)具有上述配置的紙張確定設(shè)備，當(dāng)改變具有多個光源的檢測單元的發(fā)光模式 以獲取圖像時，可以掌握紙張的圖像特征，并且可以利用單個光學(xué)系統(tǒng)和處理電路來高度 準(zhǔn)確地確定明暗度污染、皺褶或折痕。應(yīng)當(dāng)注意，在模式2中開啟光源302，但是可以刪除模式2。在這種情況下，由于在 模式1和模式3中可以檢測到皺褶10和污跡12，所以不會危及本實(shí)施例的效果。現(xiàn)在將描述根據(jù)第二實(shí)施例的紙張確定設(shè)備。圖6示出了在根據(jù)第二實(shí)施例的紙張確定設(shè)備中的上表面反射圖像檢測單元 112。通過結(jié)合透射圖像檢測單元111的透射光源部分來配置上表面反射圖像檢測單元 112。根據(jù)第二實(shí)施例，上表面反射圖像檢測單元112包括三個光源301、302和306和一個光接收單元310，每個光源由LED、鹵素?zé)艋驘晒鉄粜纬?。與紙張101的運(yùn)送方向(即縱向) 平行地提供光源301和302。按照其光軸穿過紙張101表面上的共同照射位置的方式來把 光源301和302布置在紙張101上方，并且它們相對于與照射位置相關(guān)聯(lián)的垂直線是對稱 的并且相對于垂直線V在各自的相反方向上傾斜角度θ。光源306被布置在紙張101的下表面?zhèn)壬喜⑶野凑掌涔廨S通過共同照射位置以便 等于垂直線V的方式提供。光接收單元310被布置在接收從光源301和302發(fā)射并且在紙張101的表面上反 射的光并且接收從光源306發(fā)射并且通過紙張101透射的光的位置，并且所述光接收單元 310具有光學(xué)透鏡304和光電傳感器303。光學(xué)透鏡304例如是以1比1的倍率形成圖像 的棒狀透鏡陣列或按比例縮小要形成的圖像的球面透鏡。在紙張101的表面上反射的檢測 光被光學(xué)透鏡304聚集并且被光電傳感器303接收。此檢測光在光電傳感器303中被轉(zhuǎn)換 為電信號，然后被未圖示的傳感器信號處理基片放大并且例如進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。從光源306發(fā)射的光通過紙張101到達(dá)光學(xué)透鏡304。已經(jīng)通過光學(xué)透鏡304傳 遞的透射光被光電傳感器303接收，并且其光信號在傳感器中被轉(zhuǎn)換為電信號，然后通過 使用未圖示的傳感器信號處理基片來執(zhí)行放大、A/D轉(zhuǎn)換等。當(dāng)光電傳感器303是諸如CCD或光電二極管之類的一維傳感器時，根據(jù)每一行來 收集和累積紙張101的圖像數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于紙張101的運(yùn)送來同樣地收集和累積下一行 的數(shù)據(jù)，由此可以獲得二維圖像。應(yīng)當(dāng)注意，在第二實(shí)施例中，下表面反射圖像檢測單元113也像在圖6中所描繪的 上表面反射圖像檢測單元112那樣配置并且被布置在紙張101下方，并且它與上表面反射 圖像檢測單元112的不同之處在于利用檢測光自身來照射紙張101的下表面。圖7示出了上表面反射圖像檢測單元112的照明發(fā)光模式。存在四種發(fā)光模式。 在模式1中只開啟光源301，在模式2中只開啟光源302，并且在模式3中開啟光源301和 光源302這兩者。在模式4中只開啟光源306。通過重復(fù)這4種模式中的發(fā)光來收集圖像 數(shù)據(jù)。圖8A、圖8B、圖8C和圖8D中的每個示出了由每個發(fā)光模式獲得的圖像數(shù)據(jù)的例子。圖8A示出了來自在光源301為ON的狀態(tài)中檢測的紙張101的表面的反射圖像 (模式1)，并且圖8B示出了來自在光源302為ON的狀態(tài)中檢測的紙張101的表面的反射 圖像(模式2)。在這兩個反射圖像中，與照明相對，在紙張101中心在凸起部分(皺褶)10 的一側(cè)上形成陰影。此陰影在光學(xué)上看起來像污跡一樣是暗的，由此在一些情況下這可以 被確定為是被污損的。圖8C示出了來自在光源301和302均為ON的狀態(tài)中檢測的紙張101的表面的反 射圖像(模式3)。在皺褶10的左側(cè)和右側(cè)上不產(chǎn)生陰影。另一方面，在所有模式1、2和3 中紙張101的表面上的污損部分12看起來比周邊更暗，因此它能夠被確定為污跡。圖8D示出了來自在光源306為ON的狀態(tài)中檢測的紙張101的透射圖像(模式 4)。污損部分12看起來比周邊更暗，像反射圖像一樣，并且可以通過透射來發(fā)現(xiàn)新的污損 部分14。這例如是紙張101的背表面上的污跡。由于明暗度的對比度變得高于反射圖像的 對比度，所以增加了皺褶10的檢測準(zhǔn)確度。
以這種方式改變光源301、302和306的發(fā)光模式使得能夠當(dāng)紙張101的皺褶10 在模式1和2中被認(rèn)為是污跡的一部分時檢測污損度。在模式3中，當(dāng)皺褶10未被認(rèn)為是 污跡時，可以檢測紙張的污損度。在模式4中，可以檢測在紙張101的背表面和前表面上的 皺褶10和污跡的污損度。此外，在模式1和2中還考慮圖像處理，可以通過測量圖像數(shù)據(jù)中的明暗度變化點(diǎn) 來只提取皺褶10。在模式3中，可以通過測量圖像數(shù)據(jù)的亮度來提取污跡部分12。此外，當(dāng)從由模式1和2獲得的圖像中采用以像素為單位的較暗圖像并且創(chuàng)建一 個明暗度圖案時，可以檢測包括所有皺褶、陰影和污跡的污損度。在模式4中，可以通過測 量圖像數(shù)據(jù)中的明暗度變化點(diǎn)來只提取皺褶10，并且可以通過測量圖像數(shù)據(jù)的亮度來提取 在紙張101的前和背表面上的污跡部分。根據(jù)具有上述配置的紙張確定設(shè)備，可以通過改變具有多個光源的檢測單元的發(fā) 光模式來掌握紙張的圖像特征以檢測圖像，并且可以通過使用單個檢測單元和處理電路來 高度準(zhǔn)確地確定明暗度污跡、皺褶和折痕。應(yīng)當(dāng)注意，在模式2中開啟光源302，但是可以刪除模式2。在這種情況下，由于在 模式1、3和4中可以檢測皺褶10和污跡12，所以不會危及本實(shí)施例的效果。此外，可以采 用這種配置，其中省略光源301和302之一，并且提供光源301或302以及只應(yīng)用透射光的 光源306。即便在這種情況下，當(dāng)交替地或同時開啟光源時，可以檢測包括紙張的所有皺褶、 陰影和污跡的污損度。現(xiàn)在將描述根據(jù)第三實(shí)施例的紙張確定設(shè)備。按照在紙張中預(yù)先設(shè)置要檢測污損度的區(qū)域并且在所設(shè)置的區(qū)域中檢測和確定 紙張的污損度的方式，來配置根據(jù)此實(shí)施例的紙張確定設(shè)備。圖9A示出了充當(dāng)確定基準(zhǔn)(determination reference)的紙張101的印刷例子。 在左手邊的輪廓部分是水印部分20并且具有白紙的顏色，在其下面提供了用于表示金額 的阿拉伯?dāng)?shù)字符號“10”，在中心上部提供具有高對比度的線條畫23，并且在下部用比較淡 的顏色提供具有低對比度的背景圖像22。在右手邊提供肖像24，面部部分24a具有比較淡 的顏色和低對比度，并且利用粗線來繪制在下側(cè)上的衣著部分24b。此外，在整個紙張空間 上提供不具有對比度的暗背景顏色。在這種紙張101中，在以下過程中提取要確定污損度 的區(qū)域。(1)與作為測量目標(biāo)的紙張101相同的官方印記紙幣或類似的干凈紙幣被準(zhǔn)備并 確定為基準(zhǔn)紙幣。作為基準(zhǔn)紙幣的條件，印刷圖案沒有相對于紙張未對準(zhǔn)。(2)如圖9B所示，基準(zhǔn)紙幣的整個區(qū)域在垂直方向上被劃分為5個部分(1到5) 并且在水平方向上劃分為14個部分(A到N)以便提供小區(qū)域。劃分基準(zhǔn)基于基準(zhǔn)紙幣的 外形尺寸。(3)利用檢測光照射基準(zhǔn)紙幣的表面，并且通過檢測反射光在每個小區(qū)域中計(jì)算 反射光強(qiáng)度的平均值和反射光強(qiáng)度的偏差值(參見表1和表2)表1平均值(不小于128 輪廓)表 1
表2偏差值(小于128 輪廓) 表2
表3滿足這兩者的區(qū)域_ >污損度檢測區(qū)域(輪廓) 表3 (4)提取其中平均值等于或大于級別128而偏差值小于級別128的小區(qū)域(表3， 圖9C)。應(yīng)當(dāng)注意，在此實(shí)施例中根據(jù)8比特計(jì)算或255來執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化，由此最小值是0并 且最大值是255。(5)在上述操作中提取的小區(qū)域被確定為紙張的污損度檢測區(qū)域。在此例子中，提 取具有低對比度的每個明亮區(qū)域作為污損度檢測區(qū)域，并且例如確定與水印部分20、背景 圖像22和肖像24的面部部分24a相關(guān)聯(lián)的區(qū)域Al、A2和A3。(6)運(yùn)送要檢測污損度的紙張101，并且例如通過上表面反射圖像檢測單元112檢 測紙張的上表面上的反射圖像。此外，檢測信息處理單元117根據(jù)檢測的圖像信息計(jì)算在 污損度檢測區(qū)域Al、A2和A3中的光強(qiáng)度的平均值和光強(qiáng)度的偏差值。(7)檢測信息處理單元117根據(jù)測量的平均值和偏差值來估計(jì)紙張101的污損度。 較低的平均值和較高的偏差值意味著紙張101的污損度很高。在上述過程中提取的污損度檢測區(qū)域Al、A2和A3被表征為具有低對比度的明亮 區(qū)域，從而可以相對容易地測量由于劣化導(dǎo)致的污染或污跡、紙幣折痕或顏色變化。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)通過利用紫外光、藍(lán)光(BLUE)、綠光(GREEN)、紅光(RED)和紅外光 (IR)中的一個或多個照射紙張101的表面所獲得的反射圖像來計(jì)算平均值和偏差值。例如，當(dāng)把淡黃色的紙張和淡黃色的墨水用于紙張101時，由于來自紅色傳感器和綠色傳感器的輸出為高，所以有平均值為高而偏差值為低的傾向。因而采用1)平均值污損度檢測區(qū)域中的紅光的平均值和綠光的平均值的平均；和2)偏差值污損度檢測區(qū)域中的紅光的偏差值和綠光的偏差值的平均。根據(jù)污損度檢測區(qū)域的面積來確定要使用的圖像的顏色和紙幣類型。S卩，由于隨 著污損度檢測區(qū)域的面積更大，可以估計(jì)的區(qū)域更寬，因此污損度的準(zhǔn)確性變高。小區(qū)域的劃分?jǐn)?shù)目在垂直方向上不限于5并且在水平方向上不限于14，并且所述 小區(qū)域不必限于相同大小并且可以具有不同的大小。盡管小區(qū)域中的光強(qiáng)度即亮度被計(jì)算 為平均值，它可以是用于表示整個區(qū)域的亮度的估計(jì)值，例如象像素的總和(積分值)。此 外，盡管小區(qū)域中的光強(qiáng)度變化被計(jì)算為偏差值，它可以是用于表示導(dǎo)數(shù)值(變化值)的平 均值、導(dǎo)數(shù)值的總和、以及在整個區(qū)域中的不均衡度(例如范數(shù))、偏差或?qū)Ρ榷鹊墓烙?jì)值。 即，紙張上的表面圖像可以被劃分為小區(qū)域，可以計(jì)算每個小區(qū)域中像素的總和(積分值) 和像素的導(dǎo)數(shù)值的總和，并且具有大積分值和小的導(dǎo)數(shù)值總和的小區(qū)域可以被采用為污損 度檢測區(qū)域。另外，紙張上的表面圖像可以被劃分為小區(qū)域，可以計(jì)算用于表示每個小區(qū)域 的亮度的估計(jì)值和用于表示不均衡度、偏差或?qū)Ρ榷鹊墓烙?jì)值，并且前面的估計(jì)值大而后 面的估計(jì)值小的小區(qū)域可以被采用為污損度檢測區(qū)域。通常利用紙張101上的前表面圖像的確定結(jié)果來優(yōu)先于背表面圖像的確定結(jié)果 確定污損度。此外，就污損度檢測區(qū)域而言，不管是紙張101的前表面圖像還是背表面圖 像，優(yōu)先在具有大平均值的區(qū)域和具有小偏差值的區(qū)域中進(jìn)行確定。如上所述，針對檢測污損度的紙張預(yù)先設(shè)置其中進(jìn)行檢測的多個檢測區(qū)域，并且 可以通過檢測和測量檢測區(qū)域中的污損度來高度準(zhǔn)確地確定所述紙張的污損度?，F(xiàn)在將描述根據(jù)第四實(shí)施例的紙張確定設(shè)備。根據(jù)此實(shí)施例的紙張確定設(shè)備被配置為根據(jù)紙張中的印刷圖案預(yù)先設(shè)置要檢測 污損度的區(qū)域并且檢測和確定所設(shè)置區(qū)域中紙張的污損度。圖9A示出了作為確定目標(biāo)的紙張101的印刷例子。在左手邊的輪廓部分是水印 部分20并且具有白紙的顏色，在其下面提供了用于表示金額的阿拉伯?dāng)?shù)字符號“10”，在中 心上部提供具有高對比度的線條畫23，并且在下部用比較淡的顏色提供了具有低對比度的 背景圖像22。在右手邊提供肖像24，面部部分24a具有比較淡的顏色和低對比度，并且利 用粗線來繪制下側(cè)上的衣著部分24b。此外，在整個紙張空間上提供不具有對比度的暗背景 顏色。另一方面，圖IOA示出了作為確定目標(biāo)的紙張101的例子。與充當(dāng)在圖9A中所描 繪的基準(zhǔn)的紙張的差異在于印刷圖案相對于所述紙張?jiān)谟蚁路较蛏喜⑽磳?zhǔn)。在這種情況 下，如果污損度檢測區(qū)域被固定，則對根本不應(yīng)當(dāng)執(zhí)行測量的區(qū)域，例如暗區(qū)域或具有高對 比度的區(qū)域進(jìn)行估計(jì)，并且可能確定污損度很高，盡管紙張101并未被污染。在其印刷圖案相對于紙張并未對準(zhǔn)的這種紙張101中，在下面過程中提取將確定 污損度的區(qū)域。(1)與作為測量目標(biāo)的紙張101相同的官方印記紙幣或類似的干凈紙幣被準(zhǔn)備并 確定為基準(zhǔn)紙幣。作為基準(zhǔn)紙幣的條件，印刷圖案沒有相對于紙張未對準(zhǔn)。(2)基準(zhǔn)紙幣的整個區(qū)域在垂直方向上被劃分為5個部分(1到5)并且在水平方 向上劃分為14個部分(A到N)以便提供小區(qū)域。劃分基準(zhǔn)是基于基準(zhǔn)紙幣的外形尺寸。
(3)例如，由在圖6中所描繪的上表面反射圖像檢測單元112利用檢測光照射基準(zhǔn) 紙幣的表面，并且通過檢測反射光在每個小區(qū)域中計(jì)算光強(qiáng)度的平均值和反射光強(qiáng)度的偏 差值(參見表1和表2)(4)提取其中平均值等于或大于級別128而偏差值小于級別128的小區(qū)域(表3， 圖9C)。應(yīng)當(dāng)注意，在此實(shí)施例中根據(jù)8比特計(jì)算或255來執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化，最小值是0并且最 大值是255。(5)在上述操作中提取的小區(qū)域被確定為紙張的污損度檢測區(qū)域。在此例子中，提 取具有低對比度的每個明亮區(qū)域作為污損度檢測區(qū)域，并且例如確定與水印部分20、背景 圖像22和肖像24的面部部分24a相關(guān)聯(lián)的區(qū)域Al、A2和A3。(6)運(yùn)送要檢測污損度的紙張101，并且例如通過上表面反射圖像檢測單元112檢 測在紙張的上表面上反射的圖像。(7)檢測信息處理單元117通過使用圖像處理技術(shù)根據(jù)反射圖像判斷印刷相對于 紙張是否并未對準(zhǔn)。此外，它計(jì)算移動印刷的方向和移動量(參見圖10A)。(8)如圖IOB和圖IOC所示，根據(jù)在(7)中獲得的印刷移動量來改變污損度檢測區(qū) 域A1、A2和A3的位置。當(dāng)印刷圖案相對于紙張?jiān)谟蚁路较虿⑽磳?zhǔn)時，各個小區(qū)域和污損 度檢測區(qū)域Al、A2和A3也設(shè)置于在右下方向上并未對準(zhǔn)的位置處。(9)檢測信息處理單元117根據(jù)檢測信息計(jì)算在改變的污損度檢測區(qū)域A1、A2和 A3中光強(qiáng)度的平均值和光強(qiáng)度的偏差值。(10)檢測信息處理單元117根據(jù)測量的平均值和偏差值來估計(jì)紙張101的污損 度。較低的平均值和較高的偏差值意味著紙張101的污損度很高。在上述過程中提取的污損度檢測區(qū)域Al、A2和A3被表征為具有低對比度的明亮 區(qū)域，從而可以相對容易地測量由于劣化導(dǎo)致的污染或污跡、紙幣折痕或顏色變化。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)通過利用紫外光、藍(lán)光(BLUE)、綠光(GREEN)、紅光(RED)和紅外光 (IR)中的一個或多個照射紙張101的表面所獲得的反射圖像來計(jì)算平均值和偏差值。例如，當(dāng)把淡黃色的紙張和淡黃色的墨水用于紙張101時，由于來自紅色傳感器 和綠色傳感器的輸出為高，所以有平均值為高而偏差值為低的傾向。因而采用1)平均值污損度檢測區(qū)域中的紅光的平均值和綠光的平均值的平均；和2)偏差值污損度檢測區(qū)域中的紅光的偏差值和綠光的偏差值的平均。根據(jù)污損度檢測區(qū)域的面積來確定要使用的圖像的顏色和紙幣類型。S卩，由于隨 著污損度檢測區(qū)域的面積更大，可以估計(jì)的區(qū)域更寬，因此污損度的準(zhǔn)確性變高。小區(qū)域的劃分?jǐn)?shù)目在垂直方向上不限于5并且在水平方向上不限于14，并且所述 小區(qū)域不必限于相同大小并且可以具有不同的大小。盡管小區(qū)域中的光強(qiáng)度即亮度被計(jì)算 為平均值，它可以是用于表示整個區(qū)域的亮度的估計(jì)值，例如象像素的總和(積分值)。此 外，盡管小區(qū)域中的光強(qiáng)度變化被計(jì)算為偏差值，它可以是用于表示導(dǎo)數(shù)值(變化值)的平 均值、導(dǎo)數(shù)值的總和、在整個區(qū)域中的不均衡度(例如范數(shù))、偏差或?qū)Ρ榷鹊墓烙?jì)值。如上所述，可以通過針對要檢測污損度的紙張預(yù)先設(shè)置可以容易檢測的多個區(qū)域 并且檢測和測量這些區(qū)域中每一個的污損度，或者當(dāng)紙張的印刷圖案未被對準(zhǔn)時通過確定 印刷圖案的位置作為用于設(shè)置污損度檢測區(qū)域的基準(zhǔn)，來高度準(zhǔn)確地檢測紙張的污損度?，F(xiàn)在將描述根據(jù)第五實(shí)施例的紙張確定設(shè)備。
根據(jù)此實(shí)施例的紙張檢測設(shè)備被配置為在紙張中預(yù)先設(shè)置在其中檢測折痕部分 的污損度的區(qū)域，并且檢測和確定所設(shè)置區(qū)域中紙張的污損度。圖9A示出了充當(dāng)確定基準(zhǔn)的紙張101的印刷例子。在左手邊的輪廓部分20是水 印區(qū)域并且具有白紙的顏色，在其下面提供了用于表示金額的阿拉伯?dāng)?shù)字符號“10”，在中 心上部提供具有高對比度的線條畫23，并且在下部用比較淡的顏色提供了具有低對比度的 背景圖像22。在右手邊提供肖像24，面部部分24a具有比較淡的顏色和低對比度，并且利 用粗線來繪制在下側(cè)上的衣著部分24b。此外，在整個紙張空間上提供不具有對比度的暗背 景顏色。另一方面，圖IlA示出了在作為確定目標(biāo)的紙張101上的可見圖像的例子。與充 當(dāng)在圖9A中所描繪的基準(zhǔn)的紙張的差異在于印刷圖案相對于所述紙張?jiān)谟蚁路较蛏喜⑽?對準(zhǔn)。圖IlB示出了作為確定目標(biāo)的紙張101的紅外透射圖像的例子。例如通過利用來自 在圖6中所描繪的上表面反射圖像檢測單元112的光源306的紅外透射光照射紙張101的 背表面?zhèn)炔⑶矣晒饨邮諉卧?10接收透射圖像來獲得此紅外透射圖像。可以理解，紅外透 射圖像與在圖IlA中所描繪的可見圖像的不同之處在于，除了在紙張10的中心上部的實(shí)心 圖案之外可以借助紅外透射來獲得明亮圖像。在紅外透射圖像中，特別地是明顯出現(xiàn)紙張101的皺褶或折痕。因此，常常使用紅 外透射圖像來檢測折痕特征。在此實(shí)施例中，注意在紙張101的折痕部分處的污損度。圖IlC示出了當(dāng)注意折痕時的污損度檢測區(qū)域。預(yù)先設(shè)置其中要檢測當(dāng)把紙張 101在中心折為兩半時產(chǎn)生的折痕的污損度檢測區(qū)域30以及其中要檢測當(dāng)把紙張101折為 四部分時所產(chǎn)生的折痕的污損度檢測區(qū)域31和32。由于不管印刷圖案如何紙張101的折 痕取決于紙張101的外部形狀，所以紙張的外部形狀被用作用于確定污損度檢測區(qū)域的基 準(zhǔn)。圖IlD示出了與紅外透射印刷圖案相匹配的檢測區(qū)域40。此檢測區(qū)域40取決于 印刷圖案，由此通過把紙張101的印刷圖案用作基準(zhǔn)來劃分區(qū)域。如上所述，在紅外透射圖 像中，除了在紙張101的中心上部的實(shí)心圖案之外可以獲得明亮的圖像，由此該明亮的區(qū) 域被確定為檢測區(qū)域40。此外，如圖IlD中陰影線背景部分所表示，根據(jù)紅外透射圖像，其中在圖IlC中所 描繪的污損度檢測區(qū)域與在圖IlD中所示出的檢測區(qū)域40重疊的部分被確定為污損度檢 測區(qū)域30a、31a和32a。在紙張中，在下面過程中提取其中要確定污損度的區(qū)域。(1)與作為測量目標(biāo)的紙張101相同的官方印記紙幣或類似的干凈紙幣被準(zhǔn)備并 確定為基準(zhǔn)紙幣。作為基準(zhǔn)紙幣的條件，印刷圖案沒有相對于紙張未對準(zhǔn)。(2)基準(zhǔn)紙幣的整個區(qū)域在垂直方向上被劃分為5部分并且在水平方向上被劃分 為14部分以便提供小區(qū)域。劃分基準(zhǔn)是基于基準(zhǔn)紙幣的外形尺寸。(3)根據(jù)基準(zhǔn)紙幣的縱向尺寸提取從基準(zhǔn)紙幣末端開始在縱向上位于對應(yīng)于 1/4,1/2和3/4長度的位置的區(qū)域，并且它們被確定為紙張的污損度檢測區(qū)域31、30和 32(參見圖11C)。(4)運(yùn)送要檢測污損度的紙張101，并且例如通過上表面反射圖像檢測單元112檢 測在紙張的上表面上的紅外透射圖像。
(5)檢測信息處理單元117通過使用圖像處理技術(shù)根據(jù)獲得的反射圖像判斷印刷 相對于紙張是否并未對準(zhǔn)。此外，它計(jì)算移動印刷的方向和移動量。(6)根據(jù)在(5)中所獲得的移動量獲取紙張的檢測區(qū)域40 (參見圖11D)。(7)其中在(3)和(6)中獲得的區(qū)域重疊的區(qū)域被確定為紙張101的污損度檢測 區(qū)域30a,31a和32a(參見圖11E)。(8)檢測信息處理單元117根據(jù)紅外透射圖像的檢測信息計(jì)算在污損度檢測區(qū)域 30a、31a和32a中光強(qiáng)度的平均值和光強(qiáng)度的偏差值。(9)檢測信息處理單元117根據(jù)測量的平均值和偏差值來估計(jì)紙張101的污損度。 較高的偏差值意味著紙張101的污損度很高，即折痕大且深。小區(qū)域的劃分?jǐn)?shù)目在垂直方向上不限于5并且在水平方向上不限于14，并且所述 小區(qū)域不必限于相同大小并且可以具有不同的大小。盡管小區(qū)域中的光強(qiáng)度即亮度被計(jì)算 為平均值，它可以是用于表示整個區(qū)域的亮度的估計(jì)值，例如象像素的總和(積分值)。此 外，盡管小區(qū)域中的光強(qiáng)度變化被計(jì)算為偏差值，它可以是用于表示導(dǎo)數(shù)值(變化值)的平 均值、導(dǎo)數(shù)值的總和、在整個區(qū)域中的不均衡度(例如范數(shù))、偏差或?qū)Ρ榷鹊墓烙?jì)值。如上所述，可以通過針對要檢測污損度的紙張預(yù)先設(shè)置其中可以容易檢測折痕的 多個區(qū)域并且檢測和測量這些區(qū)域中每一個的污損度，或者當(dāng)紙張的印刷圖案未被對準(zhǔn)時 通過確定印刷圖案的位置作為用于設(shè)置污損度檢測區(qū)域的基準(zhǔn)來高度準(zhǔn)確地檢測紙張的 污損度。 現(xiàn)在將描述根據(jù)第六實(shí)施例的紙張確定設(shè)備。根據(jù)此實(shí)施例，紙張確定設(shè)備被配置為獲取與作為確定目標(biāo)的紙張相同類型的未 污損紙幣和污損紙幣中的每一個的多個顏色的圖像，通過加減乘除或這些運(yùn)算的組合來計(jì) 算這些圖像的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，采用使得在基準(zhǔn)紙幣和污損紙幣的圖像之間的數(shù)據(jù)差異變得特 別顯著的運(yùn)算式，并且根據(jù)此運(yùn)算式來確定作為確定目標(biāo)的紙張的檢測圖像的污損度。圖12A、圖12B、圖12C、圖12D和圖12E中的每個示出了與作為確定目標(biāo)的紙張相 同類型的官方印記紙幣或類似的干凈紙幣(未污損的基準(zhǔn)紙幣)的紫外(UV)圖像、藍(lán)色 ⑶圖像、綠色(G)圖像、紅色(R)圖像和紅外(IR)透射圖像，并且這些附圖在各自的波長 域內(nèi)示出了灰度圖像(gray image) 0作為代表以在圖12A中所描繪的未污損基準(zhǔn)紙幣的紫外圖像進(jìn)行描述，印刷圖案 具有水印部分20、印刷部分21、在中心上部的線條畫23，在中心下部的背景圖像22，以及肖 像24的面部部分24a、肖像的衣著部分24b、和背景部分26。每個部分的亮度和每個部分 的光強(qiáng)度的偏差值取決于具有多個顏色的圖像中的每個圖像而有所不同。即，在表1和表 2中所示出的每個小區(qū)域的平均值和偏差值具有取決于具有多個顏色的圖像中的每個圖像 而不同的值。現(xiàn)在將在下面描述針對每個彩色圖像借助算術(shù)運(yùn)算來確定紙張的污損度的過程。(1)準(zhǔn)備基準(zhǔn)紙幣，所述基準(zhǔn)紙幣與作為測量目標(biāo)的紙張101具有相同的類型并 且沒有污染也沒有印刷未對準(zhǔn)情況。關(guān)于此基準(zhǔn)紙幣，上表面反射圖像檢測單元112和檢 測信息處理單元117獲得在圖12A到12E中所描繪的4種顏色的反射圖像和1個紅外透射 圖像。此時，在檢測信息處理單元117的光接收單元310中，從以下圖像傳感器中選擇的一個或多個被用為光電傳感器303，所述圖像傳感器包括用于具有在400到700nm的波長 域中的靈敏度的可見區(qū)的圖像傳感器、用于具有在400nm或以下的波長域中的靈敏度的近 紫外區(qū)的圖像傳感器、以及具有在700nm或以上的波長域中的靈敏度的近紅外傳感器。用 于具有在400到700nm的波長域中的靈敏度的可見區(qū)的圖像傳感器由從各自具有藍(lán)色區(qū)、 綠色區(qū)、紅色區(qū)和完全可見區(qū)之一中的靈敏度的圖像傳感器中所選擇的一個或多個傳感器 構(gòu)成。此外，當(dāng)獲取反射圖像和透射圖像時，允許紫外光從中通過的濾波器、允許藍(lán)色從中 通過的濾波器、允許綠色從中通過的濾波器、允許紅色從中通過的濾波器和允許紅外光從 中通過的濾波器被順序地布置在透鏡304前面，并且光接收單元310以此狀態(tài)接收光。隨后，檢測信息處理單元117根據(jù)每個圖像計(jì)算在紫外、紅、綠、藍(lán)和紅外透射圖 像的7個區(qū)域(參見圖12A到圖12E)中光強(qiáng)度的平均值和光強(qiáng)度的偏差值，所述7個區(qū)域 即水印部分20、印刷部分21、在中心上部的線條畫23、在中心下部的背景圖像22、肖像24 的面部部分24a、肖像的衣著部分24b、和背景部分26。(2)準(zhǔn)備基準(zhǔn)污損紙幣，所述基準(zhǔn)紙幣與作為測量目標(biāo)的紙張101具有相同的類 型，由于流通而污損，并且不具有印刷未對準(zhǔn)情況。針對基準(zhǔn)污損紙幣，檢測信息處理單元 117借助與(1)相同的方法根據(jù)每個圖像計(jì)算在紫外、紅、綠、藍(lán)和紅外透射圖像的7個區(qū) 域中的光強(qiáng)度的平均值和光強(qiáng)度的偏差值，所述7個區(qū)域即水印部分20、印刷部分21、在中 心上部的線條畫23、在中心下部的背景圖像22、肖像24的面部部分24a、肖像的衣著部分 24b、和背景部分26。(3)檢測信息處理單元117根據(jù)在圖13中所描繪的運(yùn)算式針對基準(zhǔn)紙幣的兩個或 多個顏色的圖像執(zhí)行計(jì)算，所述計(jì)算是平均值和偏差值的加、減、乘和除的組合。例如，它針 對兩個或多個顏色的圖像執(zhí)行平均值和偏差值相減(例如，|R-G|或I IR-B-Gl)，針對兩個 或多個顏色的圖像執(zhí)行平均值和偏差值相加(例如，G+B或UV+IR+R)，或者針對兩個或多個 顏色的圖像執(zhí)行加減的組合。作為選擇，它對兩個或多個顏色的圖像執(zhí)行平均值和偏差值 相乘，例如RXB或IRXRXB，對兩個或多個顏色的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行相除，例如G/B或UV/IR/ B，或者對兩個或多個顏色的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行乘法和除法的組合?！此阈g(shù)運(yùn)算的例子〉A(chǔ) :UV，B :RED，表達(dá)式3A-B => 3XUV-REDI I表示絕對值。(4)根據(jù)在圖13中所描繪的運(yùn)算式對基準(zhǔn)污損紙幣的兩個或多個顏色的圖像計(jì) 算平均值和偏差值的加、減、乘和除的組合。(5)根據(jù)7個區(qū)域中的每一個，根據(jù)(3)和(4)的算術(shù)結(jié)果來計(jì)算在基準(zhǔn)紙幣的 每個算術(shù)結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)污損紙幣的每個相應(yīng)的算術(shù)結(jié)果之間的差異，所述7個區(qū)域即水印部 分20、印刷部分21、在中心上部的線條畫23、在中心下部的背景圖像22、肖像24的面部部 分24a、肖像的衣著部分24b、和背景部分26。(6)當(dāng)存在使得在(5)中獲得的差異變得大于給定閾值的運(yùn)算式時，選擇此運(yùn)算 式，即取決于基準(zhǔn)紙幣和基準(zhǔn)污損紙幣而顯著不同的顏色或者此顏色的運(yùn)算式被選擇用作 用于確定污損度的運(yùn)算式。(7)運(yùn)送要檢測污損度的紙張101通過紙張確定設(shè)備，并且例如通過上表面反射 圖像檢測單元112檢測在紙張的上表面上的多個顏色的反射圖像和紅外透射圖像。
(8)檢測信息處理單元117根據(jù)在(6)中選擇的運(yùn)算式計(jì)算兩個或多個顏色的圖 像的平均值和偏差值以便確定紙張101的污損度。較高的偏差值意味著紙張101的污損度 很 I^J。根據(jù)具有上述配置的紙張確定設(shè)備，可以通過針對基準(zhǔn)紙幣和基準(zhǔn)污損紙幣中的 每一個獲取多個顏色的圖像并且選擇取決于這些圖像而顯著不同的顏色，或者利用該顏色 的算術(shù)運(yùn)算作為用于確定污損度的算術(shù)運(yùn)算，來高度準(zhǔn)確地檢測紙張的污損度。此外，根據(jù)每個上述實(shí)施例，可以提供一種紙張確定設(shè)備，所述紙張確定設(shè)備可以 通過使用單個光學(xué)系統(tǒng)和處理電路預(yù)先掌握作為確定目標(biāo)的紙張的圖像特征并且高度準(zhǔn) 確地檢測灰度污染、皺褶或折痕。應(yīng)當(dāng)注意，在第六實(shí)施例中可以引入把圖像劃分為小區(qū)域以便執(zhí)行如第三、第四 和第五實(shí)施例所述的檢測的理念。即，當(dāng)獲得紫外、紅、綠、藍(lán)和紅外圖像(a)到(e)的平 均值和偏差值時，每個圖像例如可以被劃分為5X 14個小區(qū)域，并且可以在每個小區(qū)域中 執(zhí)行計(jì)算。例如，圖像模式中的水印部分20對應(yīng)于小區(qū)域B2、B3、B4、C2、C3、C4、D2、D3和 D4。另外，可以根據(jù)這些小區(qū)域中的每個來執(zhí)行顏色算術(shù)運(yùn)算，并且可以根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果來 確定用于確定污損度的運(yùn)算式。此外，盡管在圖13中所描繪的運(yùn)算式是兩個波長的一倍、兩倍和三倍加減法，不 過它們可以是η個波長的一倍到m倍加減法或乘除法。此外，在第六實(shí)施例中充當(dāng)檢測基準(zhǔn)的紙張是沒有污染并且沒有印刷未對準(zhǔn)情況 的一個基準(zhǔn)紙幣和由于流通而污損并且沒有印刷未對準(zhǔn)情況的一個基準(zhǔn)污損紙幣，但是可 以根據(jù)多個基準(zhǔn)紙幣和多個基準(zhǔn)污損紙幣來選擇顏色運(yùn)算式。雖然已經(jīng)描述了特定的實(shí)施例，這些實(shí)施例僅以舉例形式給出，并且不意在限制 本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，可以采用各種其它形式實(shí)現(xiàn)這里描述的新穎方法和系統(tǒng)；此外，在 不脫離本發(fā)明精神的情況下可以對這里所描述的方法和系統(tǒng)的形式進(jìn)行各種省略、替換和 改變。所附權(quán)利要求及其等同物旨在覆蓋可能會落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的這種形式或 改變。例如，充當(dāng)確定目標(biāo)的紙張不限于上述紙幣，并且它可以被應(yīng)用于各種紙張。
權(quán)利要求
一種紙張確定設(shè)備，其特征在于包括圖像檢測單元，包括多個光源和光接收單元，所述多個光源利用來自兩個不同方向的光照射作為檢查目標(biāo)的紙張的表面，所述光接收單元被配置為接收來自所述紙張的表面的反射光，并且被配置為檢測所述紙張的表面上的圖像；和檢測信息處理單元，被配置為處理來自所述圖像檢測單元的檢測信息并且確定所述紙張的污損度，所述檢測信息處理單元被配置為根據(jù)通過同時開啟多個光源所檢測的圖像來檢測紙張的灰度污染，以及根據(jù)通過開啟多個光源之一所檢測的圖像來檢測所述紙張的皺褶或折痕。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述多個光源被配置成相對于垂直于所述紙 張的表面的線是對稱的并且在相反方向上傾斜相同的角度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于所述檢測信息處理單元被配置為通過重 復(fù)同時開啟多個光源、開啟一個光源、開啟其它光源、以及同時開啟多個光源的模式來照亮 紙張，并且根據(jù)每個發(fā)光模式來檢測所述紙張的反射圖像。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述圖像檢測單元包括在紙張的背表面?zhèn)壬?的透射光源，被配置為利用通過紙張的透射光來照射所述紙張，并且所述檢測信息處理單元被配置為通過重復(fù)同時開啟多個光源、開啟一個光源、開啟其 它光源、開啟透射光源、以及同時開啟多個光源的模式來照亮紙張，并且根據(jù)每個發(fā)光模式 來檢測所述紙張的反射圖像和透射圖像。
5.一種紙張確定設(shè)備，其特征在于包括圖像檢測單元，被配置為檢測在作為檢查目標(biāo)的紙張的表面上的圖像；和檢測信息處理單元，被配置為處理來自所述圖像檢測單元的檢測信息并且確定所述紙 張的污損度，所述檢測信息處理單元被配置為通過使用所述圖像檢測單元來預(yù)先檢測與所述紙張 相同類型的基準(zhǔn)紙張的圖像，把檢測的圖像劃分為多個小區(qū)域，計(jì)算每個小區(qū)域中的光強(qiáng) 度的平均值和偏差值，選擇各自具有大平均值和小偏差值的多個小區(qū)域作為污損度檢測區(qū) 域，通過使用所述圖像檢測單元來檢測在作為檢查目標(biāo)的紙張的表面上的圖像，并且確定 在檢測的圖像中所選擇的污損度檢測區(qū)域中的污損度。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述檢測信息處理單元被配置為計(jì)算每個小 區(qū)域中的像素的積分值和所述像素的導(dǎo)數(shù)值的總和，并且選擇具有大積分值和小導(dǎo)數(shù)值總 和的每個小區(qū)域作為污損度檢測區(qū)域。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述檢測信息處理單元被配置為計(jì)算用于表 示每個小區(qū)域的亮度的估計(jì)值和用于表示亮度的不均衡度、偏差或?qū)Ρ榷鹊墓烙?jì)值，并且 選擇具有較大的前一估計(jì)值和較小的后一估計(jì)值的每個小區(qū)域作為污損度檢測區(qū)域。
8.如權(quán)利要求5到7中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述檢測信息處理單元被配 置為根據(jù)紙張的外部形狀來選擇所述小區(qū)域。
9.如權(quán)利要求5到7中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述檢測信息處理單元被配 置為根據(jù)紙張的印刷圖案來選擇所述小區(qū)域。
10.如權(quán)利要求5到7中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述檢測信息處理單元被配置為在 不依賴于紙張的前表面和背表面的情況下按照優(yōu)先級選擇污損度檢測區(qū)域。
11.一種紙張確定設(shè)備，其特征在于包括圖像檢測單元，被配置為按照每個顏色在紙張的表面上檢測多個顏色的圖像；和檢測信息處理單元，被配置為處理來自所述圖像檢測單元的檢測信息并且確定所述紙 張的污損度，所述檢測信息處理單元被配置為針對與所述紙張相同類型的基準(zhǔn)紙張和已經(jīng)被污損 的污損基準(zhǔn)紙張中的每一個通過使用所述圖像檢測單元來預(yù)先檢測多個顏色的圖像，計(jì)算 每個檢測的圖像的光強(qiáng)度的平均值和偏差值，根據(jù)兩個或多個顏色的相減、相加或作為加 減組合的運(yùn)算式來計(jì)算在基準(zhǔn)紙張中兩個或多個顏色的圖像的平均值和偏差值，根據(jù)兩個 或多個顏色的相減、相加或作為加減組合的運(yùn)算式來計(jì)算在污損基準(zhǔn)紙張中兩個或多個顏 色的圖像的平均值和偏差值，選擇其計(jì)算值取決于所述基準(zhǔn)紙張圖像和污損基準(zhǔn)紙張圖像 而顯著不同的顏色的運(yùn)算式，由所述圖像檢測單元檢測作為檢查目標(biāo)的紙張的多個顏色的 圖像，計(jì)算每個檢測圖像中的光強(qiáng)度的平均值和偏差值，通過使用所選擇的運(yùn)算式來計(jì)算 在紙張中兩個或多個顏色的圖像的平均值和偏差值，并且根據(jù)計(jì)算結(jié)果來確定所述紙張的 污損度。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于所述檢測信息處理單元被配置為根據(jù)兩個 或多個顏色的相乘、相除或作為乘除的組合的運(yùn)算式來計(jì)算在基準(zhǔn)紙張中兩個或多個顏色 的圖像的平均值和偏差值，根據(jù)兩個或多個顏色的相乘、相除或作為乘除的組合的運(yùn)算式 來計(jì)算在污損基準(zhǔn)紙張中兩個或多個顏色的圖像的平均值和偏差值，并且選擇其計(jì)算值取 決于所述基準(zhǔn)紙張圖像和污損基準(zhǔn)紙張圖像而顯著不同的顏色的運(yùn)算式。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于所述檢測圖像處理單元被配置為根據(jù)作為 加、減、乘和除的組合的運(yùn)算式來計(jì)算在基準(zhǔn)紙張中兩個或多個顏色的圖像的平均值和偏 差值，根據(jù)作為加、減、乘和除的組合的運(yùn)算式來計(jì)算在污損基準(zhǔn)紙張中兩個或多個顏色的 圖像的平均值和偏差值，并且選擇其計(jì)算值取決于所述基準(zhǔn)紙張圖像和污損基準(zhǔn)紙張圖像 而顯著不同的顏色的運(yùn)算式。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紙張確定設(shè)備，包括圖像檢測單元(112)，所述圖像檢測單元(112)包括多個光源(301，302)，用于利用來自兩個不同方向的光來照射作為檢查目標(biāo)的紙張(101)的表面，和光接收單元(310)，被配置為接收來自所述紙張表面的反射光，并且被配置為檢測在所述紙張表面上的圖像；和檢測信息處理單元，被配置為處理來自所述圖像檢測單元的檢測信息并且確定所述紙張的污損度。檢測信息處理單元被配置為根據(jù)通過同時開啟多個光源所檢測的圖像來檢測紙張的灰度污染并且被配置為根據(jù)通過開啟多個光源之一所檢測的圖像來檢測所述紙張的皺褶或折痕。
文檔編號G07D7/20GK101901511SQ201010194348
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者宇野輝比古 申請人:株式會社東芝