用于硬幣或其他制成品的鑒定的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種方法，包括：捕獲硬幣的圖像；使用所述硬幣的標(biāo)志定位所述圖像的采集區(qū)域，所述采集區(qū)域包括所述硬幣特有的特征；以及生成所述采集區(qū)域的數(shù)字表示。
【專利說(shuō)明】用于硬幣或其他制成品的鑒定的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及硬幣或其他制成品(manufactured item)的鑒定，以用于識(shí)另U、分選或質(zhì)量控制。
【背景技術(shù)】
[0002]從歷史上看，硬幣通過(guò)它們的外觀而被識(shí)別及區(qū)分，所述外觀包括硬幣大小、邊緣厚度、形狀、顏色、鋸齒和硬幣正反面上的雕刻。
[0003]硬幣也可以通過(guò)它們的化學(xué)組成來(lái)區(qū)分。自動(dòng)售貨機(jī)的硬幣接收器通常在硬幣穿過(guò)一對(duì)通電線圈時(shí)產(chǎn)生電磁信號(hào)，借此依靠硬幣材料之間的電磁差異來(lái)區(qū)分硬幣的種類。通過(guò)將電磁信號(hào)的正弦波形分解成可能與直徑、厚度和材料磁特性相關(guān)的要素，對(duì)電磁信號(hào)進(jìn)行分析。當(dāng)不同國(guó)家的硬幣是由相同的合金或者同族的合金(例如青銅或黃銅)制成時(shí)，許多硬幣接收器無(wú)法準(zhǔn)確地區(qū)分這些硬幣。進(jìn)一步地，許多硬幣接收器無(wú)法識(shí)別鍍鋼硬幣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)方面，本發(fā)明描述了一種方法，所述方法包括:捕獲硬幣的圖像；使用所述硬幣的標(biāo)志(landmark)定位所述圖像的采集區(qū)域(acquisition area),所述采集區(qū)域包括所述硬幣特有的特征；以及生成所述采集區(qū)域的數(shù)字表示。所述采集區(qū)域可以是整枚所述硬幣或所述硬幣的一部分。
[0005]在另一個(gè)方面，本發(fā)明描述了一種設(shè)備，所述設(shè)備包括:光源；用于捕獲硬幣的圖像的裝置；定位裝置，用于在圖像捕獲期間將硬幣保持在原位；處理器，用于從所述裝置接收所述圖像，使用所述硬幣的標(biāo)志定位所述圖像的采集區(qū)域，所述采集區(qū)域包括所述硬幣特有的特征，并生成所述采集區(qū)域的數(shù)字表示。所述采集區(qū)域可以是整枚所述硬幣或者所述硬幣的一部分。
[0006]本發(fā)明描述的設(shè)備和方法通過(guò)生成制成品的特征的數(shù)字表示，有助于單個(gè)地、作為小的群組或作為大的族而進(jìn)行硬幣或其它制成品的鑒定、其間的區(qū)分、以及硬幣或其他制成品的識(shí)別。所述特征可以包括結(jié)構(gòu)特性，所述結(jié)構(gòu)特性可以包含內(nèi)部和/或外部的幾何特征或形態(tài)特征，其可選地與以下特點(diǎn)相關(guān):化學(xué)或物理化學(xué)成分、顏色、結(jié)構(gòu)或其他在物質(zhì)要素上與它們的空間位置相關(guān)的特點(diǎn)。使用的結(jié)構(gòu)特性一般通過(guò)刺激物質(zhì)要素而生成，并且由一個(gè)或以上合適的傳感器獲取。
[0007]在另一個(gè)方面，本發(fā)明描述了一種硬幣，所述硬幣包括:表面特征，所述表面特征包含第一組成部分與第二組成部分，所述第一組成部分是一個(gè)硬幣族共有的，所述第二組成部分是所述硬幣特有的；其中，所述表面特征是通過(guò)視覺(jué)檢查不能檢測(cè)到的。
[0008]結(jié)合附圖、閱讀具體實(shí)施例的以下說(shuō)明，本發(fā)明的其它方面和特征對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人將變得清晰?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0009]現(xiàn)在將參考附圖、僅以例子的方式描述本申請(qǐng)的實(shí)施例。
[0010]圖1是描述一種方法的一個(gè)例子的流程圖，該方法生成硬幣的采集區(qū)域的數(shù)字表
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[0011]圖2是用于執(zhí)行圖1的方法的設(shè)備的一個(gè)例子。
[0012]圖3是描述登記硬幣的方法的一個(gè)例子的流程圖。
[0013]圖4是描述鑒定硬幣的方法的一個(gè)例子的流程圖。
[0014]圖5A是硬幣的側(cè)面示意圖。
[0015]圖5B是硬幣的側(cè)面示意圖,其示出與表面特征相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
[0016]圖5C是硬幣的側(cè)面示意圖，其示出與表面特征相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
[0017]圖6是硬幣的家族圖。
[0018]圖7是描述與硬幣相關(guān)的標(biāo)識(shí)符的示意圖。
[0019]圖8是說(shuō)明一種設(shè)備的示例應(yīng)用的示意圖，該設(shè)備用于生成硬幣的采集區(qū)域的數(shù)
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[0020]圖9是硬幣的側(cè)面示意圖,其示出與表面特征相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0021]應(yīng)當(dāng)理解的是，為了簡(jiǎn)單和清楚的說(shuō)明，在認(rèn)為適當(dāng)?shù)牡胤?，可以在附圖中重復(fù)附圖標(biāo)記，以指示相應(yīng)的或類似的元件。此外，描述了許多具體的細(xì)節(jié)，從而徹底理解此處描述的實(shí)施例。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，此處描述的實(shí)施例可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其它實(shí)施例中，一些眾所周知的方法、過(guò)程和組成部分沒(méi)有被詳細(xì)描述，以避免使得所述實(shí)施例描述不清楚。并且，該描述不能被認(rèn)為限制此處描述的實(shí)施例的范圍。
[0022]本說(shuō)明通常涉及生成硬幣的特征的數(shù)字表示的設(shè)備和方法。所述特征對(duì)于所述硬幣是特有的，但是，它可以包括與其它硬幣共有的組成部分。還描述了登記和鑒定硬幣的方法。
[0023]本說(shuō)明的方法和設(shè)備不限于硬幣并可以應(yīng)用于任何制成品，其通過(guò)如下進(jìn)行:捕獲制成品的圖像，使用制成品的標(biāo)志定位圖像的采集區(qū)域，所述采集區(qū)域包含該制成品特有的特征；生成該采集區(qū)域的數(shù)字表示。所述制成品可以例如是由金屬、塑料和聚合物、復(fù)合材料、油墨、玻璃、木材或陶瓷制造的硬幣，或者所述制成品可以是貴金屬棒、貴金屬塊、貴金屬硬幣、貴重金屬薄片、供收藏用的硬幣或安全性令牌(例如娛樂(lè)場(chǎng)令牌、收費(fèi)令牌、商業(yè)令牌公共交通令牌)。這里所述的制成品可以使用單個(gè)制造工藝或多個(gè)制造工藝制造。
[0024]圖1是說(shuō)明示例方法100的流程圖，該方法生成硬幣的特征的數(shù)字表示。該方法可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)施，所述軟件例如由如計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行。根據(jù)本說(shuō)明，用于實(shí)施這種方法的軟件的編碼是在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的范圍內(nèi)的。所述方法可以包含與所示和所描述的相比額外的或更少的過(guò)程，并且可以以不同的順序進(jìn)行。能夠由處理器執(zhí)行來(lái)進(jìn)行所述方法的計(jì)算機(jī)可讀代碼可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。
[0025]所述示例方法100包括:捕獲硬幣的圖像(102)，使用硬幣的標(biāo)志定位所述圖像的采集區(qū)域(104)，以及生成所述采集區(qū)域的數(shù)字表示(106)。所述采集區(qū)域包括該硬幣特有的特征。所述特征可以包括第一組成部分和第二組成部分，所述第一組成部分可被稱為共有組成部分，意思是其它硬幣可以包含該第一組成部分以作為它們特征的一部分，所述第二組成部分對(duì)于該制成品是特有的，并可以被稱為隨機(jī)組成部分。當(dāng)所述共有組成部分對(duì)于一組硬幣(例如在相同的鑄造設(shè)備制造或使用相同的沖模制造)是特有的時(shí)候，所述共有組成部分可以被進(jìn)一步稱為族組成部分。所述共有組成部分可以被用來(lái)追溯硬幣的譜系。由于總體特征對(duì)于每一個(gè)硬幣是特有的，所述特征和相應(yīng)的數(shù)字表示也可以被稱之為硬幣的識(shí)別標(biāo)志。
[0026]可以通過(guò)捕獲的圖像的矢量平移或者幾何旋轉(zhuǎn)來(lái)定位采集區(qū)域。對(duì)應(yīng)于不同組成部分的多個(gè)采集區(qū)域也是可能的。不同的組成部分可以對(duì)于其它硬幣是共有的或者對(duì)于單個(gè)硬幣是特有的。用于定位采集區(qū)域的參數(shù)包括區(qū)域的數(shù)量或面積、形狀和尺寸。所述參數(shù)可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并且在數(shù)字表示的生成期間由處理器訪問(wèn)。
[0027]所述數(shù)字表示通過(guò)處理所述圖像而產(chǎn)生并包括第一部分和第二部分，它們分別對(duì)應(yīng)于特征的共有部分和特有部分?；蛘?，該數(shù)字表示可以只包括特有部分。所述處理包括分解，它可以是線性的、以多條線、以小像素形式或者以X和y線。該數(shù)字表示可以是采集區(qū)域的矢量表示。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，采用Boutant等在美國(guó)申請(qǐng)2009/0257619號(hào)中描述的方法處理圖像，在此通過(guò)引用將其整體并入本文。在該實(shí)施例中，生成了一種分解基礎(chǔ)，并用它來(lái)從硬幣或制成品中提取隨機(jī)的識(shí)別標(biāo)示。使用識(shí)別標(biāo)示的隨機(jī)部分和穩(wěn)定部分作為硬幣的數(shù)字表示，其中所述穩(wěn)定部分表示該值可以在硬幣的采集區(qū)域中可重復(fù)地發(fā)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)硬幣或者硬幣族的統(tǒng)一鑒定。在一些實(shí)施例中，識(shí)別標(biāo)示的隨機(jī)部分和不穩(wěn)定部分可以被用作依附于一個(gè)單獨(dú)硬幣的索引并且以不同的方式儲(chǔ)存。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，生成圖像的采集區(qū)域的數(shù)字表示的其他方法也是可能的。
[0029]所述特征可以包括在硬幣的一個(gè)側(cè)面以上包含的組成部分。該特征可以是表面特征(包含任何表面瑕疵、缺陷或者表面異常)或者內(nèi)部特征(例如瑕疵、缺陷、異?；蛲ㄟ^(guò)例如X-射線或另一種感應(yīng)裝置能夠檢測(cè)的硬幣材料的構(gòu)成)。該特征可以是隨機(jī)的，例如由制造期間的操作和/或處理而形成的自然產(chǎn)生的特征；或者可以是確定的，例如通過(guò)例如激光加工、刻劃、雕刻、拋光、機(jī)械表面清潔或補(bǔ)漆中的一種或幾種產(chǎn)生的故意施加的特征。進(jìn)一步地，所述特征可以為隨機(jī)部分和確定部分的組合。故意施加的特征可以在制造過(guò)程中的任意階段引入，也可以在后制造步驟中引入。
[0030]硬幣的標(biāo)志可以例如是任何形狀、字母、細(xì)節(jié)或局部突出點(diǎn)(例如雕刻點(diǎn)或者激光加工的區(qū)域)?？梢允褂靡粋€(gè)以上的標(biāo)志。對(duì)應(yīng)于特征組成部分的采集區(qū)域和標(biāo)志可能通過(guò)表面的視覺(jué)檢查不能檢測(cè)到，或者采集區(qū)域和標(biāo)志可能被視覺(jué)地檢測(cè)到。采集區(qū)域和標(biāo)志的位置對(duì)于執(zhí)行該方法的組織通常是保密的，以提供額外的安全性。
[0031]參照?qǐng)D2，其示出了用于執(zhí)行圖1的方法的示例設(shè)備。設(shè)備200包括定位裝置202，所述定位裝置202能夠接收硬幣并將硬幣保持在一定位置，在該位置硬幣的特征被引導(dǎo)朝向一個(gè)或兩個(gè)感應(yīng)裝置204。感應(yīng)裝置204 —般相對(duì)于定位裝置202而固定,從而捕獲硬幣的圖像。感應(yīng)裝置204與計(jì)算機(jī)206相連(有線或者無(wú)線)，以將捕獲的圖像傳輸至計(jì)算機(jī)206。計(jì)算機(jī)206包括處理器(未示出)和存儲(chǔ)器(未示出)。感應(yīng)裝置204與計(jì)算機(jī)206之間的通信可以通過(guò)電線208或者可以是無(wú)線的。當(dāng)設(shè)備200的直接環(huán)境中的照明不足以提供高質(zhì)量的圖像時(shí)，設(shè)備200進(jìn)一步包括光源(未示出)。該光源規(guī)格的選擇取決于硬幣。
[0032]用來(lái)捕獲圖像的感應(yīng)裝置可以是光電式、對(duì)X-射線、紅外線、紫外線和超聲波敏感的。在另一個(gè)實(shí)施例中，感應(yīng)裝置可以是掃描電子顯微鏡。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對(duì)于某些類型的感應(yīng)裝置，可以使用單個(gè)感應(yīng)裝置而不是一對(duì)感應(yīng)裝置。
[0033]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述感應(yīng)裝置為數(shù)碼照相機(jī)且所述特征為硬幣的表面特征。在該實(shí)施例中，照相機(jī)204可以包括CCD或者CMOS傳感器并且包括變焦能力，從而捕獲放大的圖像。放大倍率通常被設(shè)定為使得硬幣的表面特征能夠詳細(xì)地顯示。另外，這些照相機(jī)204可以相同或者可以不同，且照相機(jī)204的一個(gè)或者兩個(gè)可以是攝像機(jī)。盡管圖2中示出了兩個(gè)照相機(jī)204，但是當(dāng)表面特征僅位于制成品的一側(cè)時(shí)，可以使用單個(gè)照相機(jī)。當(dāng)設(shè)備200包含一個(gè)照相機(jī)時(shí)，定位裝置202將制成品維持在某一位置，在該位置，表面特征被引導(dǎo)朝向照相機(jī)204。當(dāng)表面特征僅位于制成品的一側(cè)時(shí)，也可以使用兩個(gè)照相機(jī)。在該實(shí)施例中，沒(méi)有必要在定位期間確定包含表面特征的一面。
[0034]設(shè)備200被用來(lái)生成硬幣的特征的數(shù)字表示，以用于登記或者鑒定硬幣。所述設(shè)備200可以在一個(gè)時(shí)間接收硬幣，或者可以包括用于接收大量硬幣的裝置，例如料斗和進(jìn)料器，以將每個(gè)硬幣輸送至定位裝置。
[0035]在使用時(shí)，計(jì)算機(jī)206執(zhí)行存儲(chǔ)在儲(chǔ)存器中的配置文件，以有效地執(zhí)行圖1的方法。在方法的執(zhí)行之前，設(shè)置感應(yīng)裝置的放大級(jí)別、照明條件和其他軟件與硬件參數(shù)?？梢詮脑紙D像裁剪采集區(qū)域并將其送入到特定的庫(kù)中，從而將該采集區(qū)域轉(zhuǎn)換成一個(gè)或者多個(gè)數(shù)字表示。捕獲到的圖像的大小和形狀可以被指定，以使圖像邊界與采集區(qū)域的邊界相匹配。配置文件可以根據(jù)一枚或以上的硬幣樣本而半自動(dòng)地生成，用于計(jì)算與硬幣的類型和期待的特征組成部分相關(guān)的一次輸入的詳細(xì)參數(shù)的軟件從用戶接收。
[0036]在圖3中示出了登記硬幣的一種示例方法。與圖1的方法相似，可以使用由例如計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行的軟件實(shí)施圖3的方法。所述登記在圖1的方法之后進(jìn)行，并且包括將采集區(qū)域的數(shù)字表示與標(biāo)識(shí)符一起存儲(chǔ)(300)。所述標(biāo)識(shí)符是包括不同部分的數(shù)字代碼，這些不同部分對(duì)應(yīng)于特征的不同組成部分。
[0037]所述標(biāo)識(shí)符包括與硬幣的一個(gè)族相關(guān)的一個(gè)部分，還包括該硬幣特有的一個(gè)部分。標(biāo)識(shí)符和特征組成部分的數(shù)字表示可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。所述登記通常被進(jìn)行來(lái)將硬幣編入目錄，以用于之后的鑒定。數(shù)字表示及相關(guān)的標(biāo)識(shí)符通常存儲(chǔ)在可搜索的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0038]在圖4中示出了鑒定硬幣的一種示例方法。與圖1的方法相似，可以使用由例如計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行的軟件實(shí)施圖4的方法。所述鑒定可以在圖1的方法之后進(jìn)行，并且包括將采集區(qū)域的數(shù)字表示與儲(chǔ)存于儲(chǔ)存器中的數(shù)字表示進(jìn)行比較(400)，以及鑒別硬幣(402)。所述鑒別可以包括鑒別該硬幣所屬的族、鑒別該硬幣所屬的子族、或者唯一地鑒別該硬幣。可以使用圖3的方法或者通過(guò)另一種方法生成所述數(shù)字表示。
[0039]可以使用相同的設(shè)備進(jìn)行登記和鑒定。為了在用于登記的數(shù)據(jù)收集和用于鑒定的數(shù)據(jù)收集期間精確地定位特征，與表面特征組成部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的大小通常為3-5平方毫米或更大。根據(jù)硬幣的材料、顏色和尺寸，可能需要更大的區(qū)域。如果隨后的區(qū)域位置不在之前的區(qū)域位置的約0.1-0.0lmm之內(nèi)時(shí)，數(shù)字表示可能會(huì)受到影響。另外，用于照明、感應(yīng)裝置和定位裝置的設(shè)置，應(yīng)該在登記和鑒定方法之間一致。[0040]參照?qǐng)D1，另外參照?qǐng)D5八、圖58和圖5(:，以描述生成制成品的表面特征的數(shù)字表示的方法的一個(gè)例子。在本實(shí)施例中，所述制成品是加拿大的一加元硬幣500，根據(jù)該示例方法，捕獲了硬幣500的表面502的圖像(102)，使用標(biāo)志定位該硬幣特有的圖像特征的采集區(qū)域504( 104)，然后生成了采集區(qū)域504的數(shù)字表示(106)。如圖5A所示，由于該表面特征是以形狀和大小(例如通過(guò)配置文件)定義的，所以唯一地識(shí)別硬幣500的表面特征通常是通過(guò)檢查、視覺(jué)或其它方法不能檢測(cè)到的。在圖5B和圖5C中，示出了采集區(qū)域504，以用于該說(shuō)明。在圖5B中，采集區(qū)域504包括兩個(gè)彼此隔開(kāi)的子區(qū)域。在圖5C中，表面特征的第一組成部分是共有組成部分，該共有組成部分可以與被用來(lái)制造該硬幣的凹模(matrix)、凸模(punch)或沖模(die)中的一種或幾種有關(guān)。第二組成部分對(duì)于硬幣500是特有的且與該硬幣相關(guān)。所述采集區(qū)域不限于在表面502上，采集區(qū)域504可以在硬幣邊緣或者在相反的表面上。
[0041]可以使用圖2的設(shè)備200執(zhí)行圖1的方法，該設(shè)備可以進(jìn)一步包括約一噸容量的料斗，該料斗用于將硬幣震動(dòng)進(jìn)垂直的管中。這些硬幣可以隨后被送入星形輪中，該星形輪將硬幣移動(dòng)至兩個(gè)照相機(jī)204前。星形輪控制硬幣之間的間隔、硬幣在照相機(jī)前停留的時(shí)間，因此，也控制設(shè)備200的速度。照相機(jī)204包括照明裝置，以達(dá)到合適的照亮的背景，這有助于捕獲硬幣表面的清晰圖像。
[0042]圖6示出了加工特征的進(jìn)程，它可以形成硬幣的表面特征的部分。硬幣是使用沖模制造的。每個(gè)沖模具有其自身的冶金物理化學(xué)特征并且能產(chǎn)生特定的印記，所述特定印記可以被稱為親本印記。該印記存在于使用所述沖模制造的所有硬幣上。沖模是使用凸模制造的。由特定的凸模制造的所有沖模均具有該凸模的特有的冶金物理化學(xué)特征。因此，沖模以及使用該沖模制造的硬幣均包含該凸模的印記，該印記可以被稱為祖本印記。凸模是由凹模制造的，該凹模具有自身的冶金物理化學(xué)特征。凹模的特征被壓印在凸模上，該特征可被稱為曾祖本印記。
[0043]除了硬幣的特有組成部分之外，硬幣的表面特征可以包含來(lái)自加工的每個(gè)階段的特征，或者可以包含來(lái)自單個(gè)階段的特征。所述特征可以是模具上的良性標(biāo)記(例如雕刻細(xì)節(jié)、有意制造的激光雕刻細(xì)節(jié))或者是自然的制造標(biāo)記(例如鋼劃痕、鋼瑕疵、雕刻修補(bǔ))或者由于加工或處理產(chǎn)生的機(jī)械損傷或其它缺陷。
[0044]如圖所示，加工從起始凹模Ml開(kāi)始。凸模P3由凹模制造，并隨著每年的年份日期而改變。同樣的凹?？梢允褂?0年或以上。在圖6的實(shí)施例中，凸模為其使用的第三年?？梢詮囊粋€(gè)凸模制造任意數(shù)量的沖模，在圖6的實(shí)施例中，由凸模P3制造了 50至800個(gè)沖模，且沖模25每年都被用來(lái)制造一定量的硬幣。沖模的壽命通常是每個(gè)沖模制造50，000至大于2百萬(wàn)枚硬幣。
[0045]如圖6所示，也可以對(duì)硬幣進(jìn)行后鑄造操作。后鑄造操作一般在硬幣被發(fā)放給公眾之前進(jìn)行，其包括例如著色、雕刻(如激光雕刻)、用不同的材料或基材進(jìn)行涂覆、或者單獨(dú)編碼，這可以形成表面特征的額外的組成部分。
[0046]由沖模25制造的第一萬(wàn)個(gè)硬幣的示例標(biāo)識(shí)符可以是MPDCX132510000Y132510000，它由如下方式確定:
凹模 Ml MlXlYl 凸模 P3 MPX13Y13沖模 D25 MPDX1325Y1325
硬幣第 10,000 MPDCX132510000Y132510000。
[0047]圖7示出了硬幣500與硬幣標(biāo)識(shí)符之間的關(guān)系，所述標(biāo)識(shí)符存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存器中。所述標(biāo)識(shí)符包括一個(gè)以上與族(例如凹模、凸?；驔_模族)相對(duì)應(yīng)的的部分，還包括與硬幣相對(duì)應(yīng)的部分。與硬幣相對(duì)應(yīng)的部分可以是硬幣的已有的表面特征(其在當(dāng)前鑄造時(shí)(as minted today, AMT)存在于硬幣中),或者是當(dāng)該硬幣準(zhǔn)備好供公眾使用(ready forpublic use, RPU)時(shí)在硬幣制造之后施加的表面特征。
[0048]參照?qǐng)D3,并參照回圖5B和圖5C,以描述登記硬幣的一種示例方法。所述登記通常由政府機(jī)構(gòu)在硬幣制造之后進(jìn)行。在示例的登記方法中，在生成硬幣的采集區(qū)域504的數(shù)字表示之后，所述數(shù)字表示與標(biāo)識(shí)符一起存儲(chǔ)。所述標(biāo)識(shí)符可以包括與凹模、凸?；蛘邲_模相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或以上的部分，還可以包括與硬幣相對(duì)應(yīng)的部分。在圖5C中，采集區(qū)域504的一個(gè)子區(qū)域?qū)?yīng)于與沖模相關(guān)的表面特征的組成部分，并且采集區(qū)域504的一個(gè)子區(qū)域?qū)?yīng)于硬幣特有的表面特征的組成部分。
[0049]可以使用圖2的設(shè)備進(jìn)行登記，所述設(shè)備可以每分鐘能夠登記400枚硬幣或者更多。
[0050]參照?qǐng)D4，并且再次參照?qǐng)D5B和圖5C，以描述鑒定硬幣的方法的一個(gè)例子。鑒定可以:i)由自動(dòng)售貨機(jī)進(jìn)行，從而在接收貨幣以換取商品或服務(wù)之前，驗(yàn)證硬幣不是偽造的；?)由銀行進(jìn)行，從而在將硬幣釋放回公眾再次使用之前，驗(yàn)證硬幣不是偽造的；iii)由硬幣處理器進(jìn)行，從而在分選、滾壓和包裝硬幣之前，驗(yàn)證硬幣不是偽造的。圖8描繪了將硬幣釋放給公眾和硬幣鑒定點(diǎn)，以及造幣廠或設(shè)備，從而確保硬幣經(jīng)過(guò)根據(jù)由管理人員或者客戶建立的標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制。
[0051]在生成硬幣500的采集區(qū)域504的數(shù)字表示之后，將所述數(shù)字表示與使用圖3的登記方法產(chǎn)生的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)字表示進(jìn)行比較(400)。當(dāng)兩者匹配時(shí)，硬幣可以被驗(yàn)證(402)。在圖5C中，標(biāo)識(shí)符包括采集區(qū)域504中的兩個(gè)子區(qū)域，其中一個(gè)子區(qū)域?qū)?yīng)于與沖模有關(guān)的表面特征的組成部分，另一個(gè)子區(qū)域?qū)?yīng)于硬幣特有的表面特征的組成部分。硬幣可以被唯一地驗(yàn)證或者可以被驗(yàn)證為凹模、凸模或沖模族的一部分。驗(yàn)證的級(jí)別可由用戶選擇。當(dāng)進(jìn)行族驗(yàn)證時(shí)，鑒定方法一般以輸出通過(guò)或不通過(guò)的結(jié)果，或者以輸出硬幣的類型或面額的方式驗(yàn)證硬幣。當(dāng)由銀行進(jìn)行鑒定方法時(shí)，通過(guò)鑒定的硬幣被返回流通領(lǐng)域，沒(méi)通過(guò)鑒定的硬幣被確認(rèn)為是偽造品并不被返回流通領(lǐng)域。
[0052]當(dāng)由自動(dòng)售貨機(jī)執(zhí)行鑒定方法時(shí)，例如，為了確定硬幣的幣值而對(duì)硬幣進(jìn)行驗(yàn)證。這種類型的驗(yàn)證也可以被稱為硬幣識(shí)別，這在硬幣分選及質(zhì)量控制檢查期間也是有用的。當(dāng)為了質(zhì)量控制的目的而進(jìn)行鑒定方法時(shí)，通過(guò)鑒定的硬幣被認(rèn)為符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這適用于通貨、錢(qián)幣、金銀塊和古代錢(qián)幣。
[0053]當(dāng)被鑒定的硬幣的數(shù)字表示與數(shù)據(jù)庫(kù)中的硬幣的數(shù)字表示在統(tǒng)計(jì)學(xué)上相同時(shí)，可以確定兩者相匹配。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)定漢明距離(Hamming distance),并對(duì)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較，以獲得再分配的高斯曲線。研究的變量為高斯變量，標(biāo)準(zhǔn)偏差使得總體在平均值的周圍確定。數(shù)值分布越廣泛，標(biāo)準(zhǔn)偏差越大，反之亦然。還提供了真實(shí)性的閾值，以確定硬幣應(yīng)該被接受或者被拒絕。
[0054]流通一段時(shí)間后，硬幣通常會(huì)磨損并且可能失去一些表面細(xì)節(jié)?？梢蕴峁┗鶞?zhǔn)，以評(píng)估硬幣表面退化和硬幣表面細(xì)節(jié)的磨損程度。當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，硬幣會(huì)因?yàn)檫^(guò)分受損而被拒絕。但是，具有局部退化的表面特征的硬幣仍可被接收。所述鑒定方法可以進(jìn)一步用較新的數(shù)字表示替換存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)字表示，從而延長(zhǎng)硬幣的壽命。
[0055]因?yàn)樵谌魏螘r(shí)候在流通中可能有數(shù)百萬(wàn)個(gè)硬幣，所以不同級(jí)別的匹配可以有助于硬幣鑒定?？梢愿鶕?jù)索引進(jìn)行基于凹模、凸?；驔_模族的硬幣的驗(yàn)證。與索引相關(guān)的信息及其他處理參數(shù)可以與表面特征組成部分的區(qū)域參數(shù)一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。例如當(dāng)硬幣標(biāo)識(shí)符僅包括沖模和硬幣部分(例如DCX2510000Y2510000)時(shí)，可以將搜索限定為具有沖模索引25的標(biāo)識(shí)符組。搜索將排除不是由沖模25制造的硬幣的標(biāo)識(shí)符。依照此種方式，將顯著減少完成搜索的時(shí)間。如果標(biāo)識(shí)符的沖模部分沒(méi)有包含沖模族，則該硬幣將被拒絕。
[0056]在另一實(shí)施例中，與硬幣的表面特征相關(guān)的標(biāo)識(shí)符可以被包括為硬幣的一部分。參照?qǐng)D9，硬幣900包括區(qū)域902、904及906，它們對(duì)應(yīng)于硬幣900的表面特征的組成部分，并且共同構(gòu)成采集區(qū)域。例如，區(qū)域902可以對(duì)應(yīng)于表面特征的沖模組成部分，區(qū)域904可以對(duì)應(yīng)于表面特征的凸模組成部分，區(qū)域906可以對(duì)應(yīng)于表面特征的硬幣組成部分。植入的標(biāo)識(shí)符908可以是植入硬幣中的RF (無(wú)線電頻率)芯片，或是與應(yīng)用于硬幣的、與表面特征相關(guān)的標(biāo)識(shí)符的雕刻或印刷標(biāo)志。另外，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法可選地對(duì)植入的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行加密。
[0057]當(dāng)對(duì)具有植入的標(biāo)識(shí)符908的硬幣進(jìn)行鑒定時(shí)，將進(jìn)行一對(duì)一的比較，并且不需要訪問(wèn)數(shù)字表示的數(shù)據(jù)庫(kù)。生成硬幣的區(qū)域902、904和906的數(shù)字表示之后，對(duì)應(yīng)于數(shù)字表示的標(biāo)識(shí)符即被確定，然后將該標(biāo)識(shí)符與植入的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較，以確定兩者是否匹配。如果植入的標(biāo)識(shí)符與所述標(biāo)識(shí)符不匹配，硬幣將被作為偽造品而被拒絕。該鑒定速度與使用圖4的方法相比更快，可以達(dá)到百分之一或百分之二秒。
[0058]金屬金銀塊、硬幣、薄片和供收藏的硬幣通常具有很高的商業(yè)價(jià)值。由于可視的表面損傷會(huì)降低其商業(yè)價(jià)值，所以可以手動(dòng)或半自動(dòng)地進(jìn)行登記和鑒定，以避免由機(jī)械處理引起的任何損傷。金屬金銀塊、硬幣、薄片及供收藏的硬幣的量顯著小于通貨貨幣的量，因此，可以將這些物品放置在托盤(pán)上或者通過(guò)拾放機(jī)械裝置從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方，以進(jìn)行圖像捕獲和表面識(shí)別。當(dāng)物品固定在一個(gè)位置時(shí)數(shù)碼照相機(jī)可以是可移動(dòng)的，以便于捕獲圖像，或者數(shù)碼照相機(jī)可以是固定的，而物品可以被移動(dòng)。對(duì)于高價(jià)值的物品(例如金屬金銀塊、硬幣、薄片以及供收藏的硬幣)，特征(例如表面缺陷)可以被避免，因?yàn)檫@些缺陷可以有損于物品的商業(yè)價(jià)值。
[0059]可以通過(guò)手動(dòng)操作金屬棒來(lái)進(jìn)行金屬棒的登記及鑒定。可以使用便攜式設(shè)備，其具有用于捕獲金屬棒的表面圖像的照相機(jī)。該便攜式設(shè)備可以包含數(shù)據(jù)傳輸能力，從而轉(zhuǎn)移圖像以進(jìn)行遠(yuǎn)程處理。可替代地，可以使用傳輸帶，以使金屬棒移動(dòng)通過(guò)固定在傳輸帶上方的照相機(jī)。
[0060]由于在處理期間可能損害硬幣和其它制成品，本文公開(kāi)的設(shè)備和方法的優(yōu)點(diǎn)是，表面特征的位置可以被選擇，從而避免硬幣及其它制成品上的已知的磨損點(diǎn)。這可以增加硬幣或其它制成品的壽命。
[0061]另外，表面特征可以被選擇來(lái)抵抗破損，使得在多年操作之后，標(biāo)識(shí)符仍與制成品相關(guān)，使得制成品可以被鑒定。
[0062]本文描述的方法進(jìn)一步具有增加的安全性，因?yàn)榕c表面特征相對(duì)應(yīng)的區(qū)域是非常難以定位和確定的，因此，不容易被復(fù)制以進(jìn)行偽造。
[0063]上述實(shí)施例僅旨在作為例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)具體的實(shí)施例進(jìn)行變更、修改和變化，而不脫離本申請(qǐng)的范圍，該范圍僅由附屬的權(quán)利要求定義。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 捕獲硬幣的圖像； 使用所述硬幣的標(biāo)志定位所述圖像的采集區(qū)域，所述采集區(qū)域包括所述硬幣特有的特征；以及 生成所述采集區(qū)域的數(shù)字表示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖像是所述硬幣的表面的圖像，所述采集區(qū)域包括所述硬幣特有的表面特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖像的邊界與所述采集區(qū)域的邊界相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述采集區(qū)域包括含有第一組成部分和第二組成部分的特征，所述第一組成部分是一個(gè)以上的硬幣共有的，所述第二組成部分是所述硬幣特有的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括:將所述數(shù)字表示與標(biāo)識(shí)符一起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，所述標(biāo)識(shí)符唯一地識(shí)別所述硬幣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括:將所述`數(shù)字表示與標(biāo)識(shí)符一起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，所述標(biāo)識(shí)符將所述硬幣識(shí)別為一個(gè)或多個(gè)硬幣族的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，所述方法包括:將所述數(shù)字表示與標(biāo)識(shí)符一起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，所述標(biāo)識(shí)符包含第一部分和第二部分，所述第一部分與所述特征的所述第一組成部分相對(duì)應(yīng)，所述第二部分與所述特征的所述第二組成部分相對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括:將所述數(shù)字表示與存儲(chǔ)在儲(chǔ)存器中的數(shù)字表示進(jìn)行比較，以確定是否匹配。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中當(dāng)所述數(shù)字表示與所述存儲(chǔ)在儲(chǔ)存器中的數(shù)字表示中的一個(gè)的相似度超過(guò)閾值時(shí)，確定匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述標(biāo)識(shí)符的所述第一部分表示凹模、凸模或沖模的一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述標(biāo)識(shí)符包括第三部分，所述第三部分與所述第一部分不同并且表不凹模、凸?；驔_模的一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述方法包括:根據(jù)所述標(biāo)識(shí)符分選所述硬幣。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述硬幣的制造期間施加所述特征。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述硬幣的制造之后施加所述特征。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括:將所述數(shù)字表示與植入所述硬幣的標(biāo)識(shí)符相比較。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述采集區(qū)域?yàn)檎端鲇矌呕蛘咚鲇矌诺囊徊糠帧?br> 17.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于實(shí)施權(quán)利要求1所述的方法的、由處理器執(zhí)行的指令。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述特征在所述硬幣的一側(cè)或者兩側(cè)。
19.一種設(shè)備,包括: 光源； 用于捕獲硬幣的圖像的裝置；定位裝置，用于在圖像捕獲期間將硬幣保持在原位； 處理器，用于從所述裝置接收所述圖像，使用所述硬幣的標(biāo)志定位所述圖像的采集區(qū)域，所述采集區(qū)域包括所述硬幣特有的特征，并生成所述采集區(qū)域的數(shù)字表示。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述裝置為光電裝置，用于捕獲所述硬幣的表面的圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述裝置為數(shù)碼照相機(jī)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述采集區(qū)域?yàn)檎端鲇矌呕蛘咚鲇矌诺囊徊糠帧?br> 23.—種硬幣，包括: 表面特征，所述表面特征包含第一組成部分與第二組成部分，所述第一組成部分是硬幣族共有的，所述第二組成部分是所述硬幣特有的， 其中所述表面特征是通過(guò)視覺(jué)檢查不能檢測(cè)到的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的硬幣，其中所述第一組成部分識(shí)別與所述硬幣的制造相關(guān)的凹模、凸?；驔_模中的一種。`
【文檔編號(hào)】G07D5/00GK103635941SQ201280032334
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月29日
【發(fā)明者】張孝, 揚(yáng)·布唐 申請(qǐng)人:加拿大皇家鑄幣廠, 西格諾普蒂克科技公司