CN102224530B - 使用顺序照射确定文件的适合性 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于确定文件的物理适合性的方法，所述文件例如为银行纸币。该方法包括：将文件通过图像传感器，同时使用多模式照射来顺序照射文件，其中，预定模式的照射被用到由图像传感器扫描的每行上，产生文件的隔行扫描的图像。多维变换函数被应用到这一隔行扫描的图像上以产生合成的测量结果，该合成的测量结果然后被投影到经验确定的适合性矢量上，以获得用于所述文件的标量的适合性值。将这一值与经验预定的适合性值进行比较，以确定该文件是否足够适合保持流通或者是否应该被从流通中剔除和退出(销毁)。

Description

使用顺序照射确定文件的适合性

发明背景

技术领域

本发明一般涉及货币处理机，并具体涉及通过使用便于特定特征的最佳成像的多模式照射来记录纸币的图像以评估纸币的适合性的系统和方法。

背景技术

自动化的大容量货币处理正成为影响纸币流通、收集和清算等多方面的国际化产业。货币处理存在涉及出于安全考虑的独特的劳动任务问题。它要求大量的个人工作，例如：出纳员或银行出纳员收集每张纸币、对个人商业存款或银行出纳员存款账户进行清算、个人存款或账户整合并运送到中央处理设备、在到达处理设备后对所运送货币的交接和清算以及将个人账户通过自动处理机进行处理。上述过程中的任意步骤都可以自动化，从而消除对于人工劳动的需求，这样既节省了货币处理中的人力要求又提高了整个过程的安全性。通过消除被盗的机会、疏忽大意造成的损失或者货币的误操作以及提高清算的准确率，来增加进行自动处理时的安全性。

对于大量不同层次的货币流通及收集的网络，高度自动化的大容量处理系统是必不可少的。一些大容量的处理机的设计在现有技术中是可获得的，其被用于不同行业：例如国家中央银行、独立货币运输公司、货币印刷机构和个人银行。通常，货币处理机采用传送系统传送每张纸币使其通过一系列检测器。举例来说，每张纸币都会通过被设计用来测量纸币的宽度、长度和厚度的一系列电传感器。接下来的一组传感器可以是用于记录纸币的颜色图案或序号的光传感器。同样可以用检测器来检测每张纸币的特定磁性特征或其它物理特征。

大容量货币处理机通常是从一叠货币中提取单张纸币，由机械传送机传送通过一些不同的检测器，以便于对通过该机器供给的每张纸币的分类和对每张纸币数据的收集。例如，货币处理机通过执行简单的操作来处理一叠货币，以确保全部货币都是具有正确适合性特征的等面值纸币，同时对整叠货币进行清算以确认先前的清算结果。也可以在完成对货币进行清算的同时完成将整叠货币分成不同面值的稍微复杂的操作。

现有技术的货币处理机的更为复杂的一方面，是一叠包含不同面值的货币被装入该机器进行处理，使货币根据不同面值被分类、拒绝不满足适合性规定的任意货币、识别假币和根据序号追踪单张纸币。

中央银行和主要的货币中央银行的应最先考虑的事情是确定流通纸币的适合性。金融主管当局的目标是仅流通满足特定适合性标准的那些钞票(例如，污渍、墨渍)。通常，中央银行本身已经进行了适合性确定。但是，越来越多的这些工作被推到了处理大量货币的大型货币中央商业银行。

金融主管当局面临平衡下列事情的困难：设定会使得保留在流通中的不适合的钞票的数量最小的标准，同时也使得从流通中错误地去除的适合的钞票最少(典型的1类和2类误差)。这种困难还结合有以下事实：流通钞票的物理特征可能会根据其生产源(这特别符合作为多国货币的欧元)的不同而有稍微的变化。这样，在一个地区生产的非常适合的纸币，由于其超出了另一个地区的银行使用的适合性检测的参数而由该银行错误地从流通中剔除。适合的流通纸币的不必要的销毁每年给中央银行造成数百万的损失。

造成该问题的较大原因是用于确定适合性所使用的现代技术的限制。例如，当前使用的成像技术在确定钞票上的污渍或者墨渍的程度方面有困难。印刷油墨上的变化可能使得钞票显得比其根据成像装置的参数和标准而印刷的钞票更暗且更脏。另一个例子涉及到纸币的物理完整性。当前的成像技术面临的共同问题是使用透明胶带来修补破损的钞票。随着材料科学的日益进步，透明胶带已经变得越来越透明并且越来越难从视觉上检测。

确定适合性的困难的另一个因素在于通常采用的参数和检测本身。目前的检测标准大部分建立在旧技术的技术限制上。当前检测的物理特征和参数主要通过默认值选定，因为上述默认值是当时的技术能够检测的。随着时间的流逝，这些事实标准已经变成了官方标准，新技术虽然能够采用更新更可靠的参数，但是现在必须符合这些标准。

发明内容

本发明提供了一种用于确定文件的物理适合性的方法，所述文件例如为银行纸币。该方法包括将文件通过图像传感器，该图像传感器例如为行扫描相机，同时使用多模式照射来顺序照射文件，其中，预定模式的照射被用于由相机扫描的每行，产生文件的隔行扫描的图像。多维转换函数被应用到这一隔行扫描的图像，以产生合成的测量结果，然后其被投影到经验确定的适合性矢量上，以获得用于该文件的标量的适合性值。将这一值与经验规定的适合性值进行比较，以确定该文件是否足够适合保持流通或者是否应该从流通中剔除和退出(销毁)。

照射的模式由参数确定，上述参数例如为光的颜色、相对文件的入射角以及反射或者透射照射的使用。这些参数中的任意一个或者全部都可以用来控制用于每个扫描行的照射类型，并且可以根据正在被记录的文件的特定特征以预编程的隔行扫描的模式对每个扫描行进行变化。

附图说明

被认为是本发明的特征的新颖性在所附的权利要求中列出。不过，通过参考以下对说明性的实施例的详细描述并结合附图阅读时，本发明本身及其优选使用方式，进一步的目的及其优点就能被最好地理解，其中：

图1示出了体现本发明的货币处理机并且其在开始货币处理循环之前装载有一批供入的货币；

图2图示了由根据现有技术的测量误差引起的问题；

图3图示了根据本发明在银行纸币成像中顺序照射的操作；

图4示出了根据本发明由行扫描相机记录的原始隔行扫描的图像以及其被分成独立的RGB图像的例子；

图5示出了根据本发明能够执行不同模式的顺序照射的光源的设置；

图6图示了根据本发明用于控制顺序照射的查找表的例子；

图7示出了照射模式如何能够根据纸币的特征进行定制的简化例子；

图8是根据本发明用于顺序照射的控制系统的简化的框图；

图9是示出了根据本发明的应用顺序照射来确定适合性的整个过程的流程图；和

图10示出了根据本发明的多维测量空间。

具体实施方式

图1显示了体现本发明的货币处理机10，其在开始货币处理循环前已装有一叠供入的货币12。这叠供入的货币12被一次一张地供入货币处理机。然后每张纸币在被存放在其中一个分类箱14中之前，在传送机上传送通过一些不同的检测器。通常，一个分类箱在分类处理结束后用于收集一种面值的纸币。

污渍被限定为污垢跨过整张纸币的一般分布。墨渍、涂画和污迹检测有时也描述为污渍检测。纸币的弄脏增加了纸币的光学密度，并且降低了它们的反射率。在进行污渍检测时的一种困难是使人的感知和机器的感应匹配。这涉及两个主要的问题。首先是感应的复杂性，其包括确定污渍的类型和为这种类型设定的参数。另一个问题是由生产变量导致的在纸币和测量“噪音”之间的测量误差。为了与人的感知匹配，必须非常仔细地选择照射的颜色。

图2示出了根据现有技术由测量误差引起的问题。该图显示出如何根据反射率测量结果采用光的反射率在单一光谱中确定污渍。如在该图的底部在递增刻度上所示，适合性的程度是基于光反射率的量，在一端上的图像构成了由于污渍而导致的非常不适合的纸币，在相对的另一端上的图像构成了非常适合的纸币。现有技术的成像技术通常包含采用光的单一光谱(例如，白光或者一种单独孤立的颜色)的反射率测量结果。遗憾的是，采用这种方式，有些纸币可能落入适合纸币的可接受的误差范围内，但是实际上这些纸币不是很符合要求的。

在目前的例子中，点202表示一种适合类型的纸币。对于这种类型的适合性测量被延伸到在适合性标尺内的值220的范围，以适应生产变量和测量噪音。遗憾的是，如图2所示，这个范围值可能与另一个相邻的适合类型203的测量范围230部分重叠。生产变量问题对于例如整个欧洲的各个地区都生产的欧元的多国货币来说特别重要，每个地区在纸张和油墨质量上都稍有变化。

在测量标尺的末端处用于适合类型201和202的反射率测量结果表示适合性确定的最容易的例子。由于误差范围之间的重叠，落在光谱的端部之间的测量结果可能产生不准确的或者不是最理想的测试结果。在目前的例子中，适合性类型203明显偏离了非常适合的测量结果202。但是，注意到，上述用于适合性类型203的误差范围230与用于非常适合的纸币的类型202的误差范围220部分重叠，导致了可能认为纸币比它们本身的状态是更适合的错误辨识，由此明显地降低了这一测量技术的边缘准确性。

现有的照射技术的限制在于它专门依靠在光的单一光谱上的反射率测量结果，产生一维衡量标准。采用一维测量结果，仅可沿着图的一个轴向获取污渍水平的分离。遗憾的是，现有技术的这些限制已经被制度化。尽管对于纸币成像采用单一光谱反射率具有局限性，但是用于单一光谱反射率(主要是白光)的参数形成了标准的基础和确定适合性的规程。这是实际上存在的参数基于现存和过去的技术限制变成了官方标准，将来的技术然后必须符合这些官方标准的例子。

本发明采用不同波长的光(例如，红、绿、蓝、UV、IR)的顺序照射替代了现有技术的单一白光反射率测量结果。纸币的污渍(包括墨渍)在每种颜色上产生不同的反射率结果，这在单一白光图像中是不可见的。

图3示出了根据本发明在银行纸币成像中顺序照射的操作。随着纸币通过由箭头指示的方向，本发明采用标准的行扫描相机301来获取纸币302的图像。光源(发光棒)303使用以可变的顺序方式发出不同波长的光的发光二极管(或者类似的发光元件)照射正在通过的纸币302。

这种顺序照射产生了隔行扫描的图像，其中，由相机301扫描的每行在不同波长的光的照射下按照预定顺序(例如，红、绿、蓝、UV、红、绿、蓝、UV等)被记录，直到扫描了整张纸币302。图3显示了在纸币302上叠加的隔行扫描的图案312，以辅助示出这一概念。在该例子中，隔行扫描的图像可被分离成红310、绿320、蓝330和紫外线(UV)340的反射图像。在图3中使用的这种简单重复的RGBUV图案是简化的例子，但是它清楚地图示了这一概念。

光源303至少使用两种不同的波长。在优选的实施例中，使用四种波长。不同颜色之间的照射转换与相机301获取图像同步，并且可使用简单的重复图案，例如上述图案或者更复杂的图案(下面将更具体地说明)。

图4显示了由行扫描相机记录的原始隔行扫描的图像401的例子。这一图像包括在按顺序合并在一起的不同波长的光(例如，RGB)下扫描的全部的行。该隔行扫描的图像401被拉长了，因为与单一反射率的白光照射相比，该图像以更高的速率被取样，以维持图像分辨率。在隔行扫描的图像401的下面是独立图像410、420、430，其通过根据颜色(红、绿和蓝)分离扫描行形成。分离的RGB图像410、420、430可被合并成等同于白光照射的一个合成图像440。该合成图像可用作白光反射图像，该单独颜色反射图像可与上述白光反射图像进行比较。

应该强调，图像410、420、430不是彩色图像。全部的这些扫描行，不管光源发出的颜色，都由同一相机以同一灰度记录。但是，光的反射根据光的颜色会有不同。这是由于不同波长的光子与纸币上的油墨和表面特征(包括污渍)相互作用的方式。因此，即使不同波长照射下产生的反射图像都以同一灰度记录，但是如图4所示，每个图像显示在其它图像中看不到的特征。

本发明的主要效能元素是在同一位置处由同一相机记录的不同波长图像。如果不同的图像在不同的位置被分别记录，那么纸币相对于每个相机的位置的稍微变化将使得合成且对比分离的波长图像更加困难，由此大大降低了适合性确定的准确性。

本发明通过将光反射率变成多维测量结果来增加了适合性确定的准确性，该多维测量结果能够克服上述一维分析的缺陷。图2中所示的现有技术被局限于仅在亮度或者深度方面测量固定光谱上的反射率，但是本发明允许不同波长和不同照射模式的反射光的交叉对照(cross referencing)。这一技术消除了由于生产变量和测量噪音导致的适合性确定的过多的不准确性。

除了使用不同波长的反射光之外，顺序照射也可以在反射照射和透射照射以及相对于纸币的不同入射角(不同方位角)的照射之间交替。

图5显示出根据本发明能够执行不同模式的顺序照射的光源的设置。虽然图3所示的例子仅涵盖了顺序照射的多波长反射率模式，但是图5中所示的设置也涵盖了多方位角和反射/透射模式。

在这个例子中，流通纸币501在货币处理机上沿着直线型纸币导向装置502移动。应该指出，在有些实施例中，纸币导向装置502可以是弯曲的。但是，在这个例子中的直线型纸币导向装置是为了更容易图示。

光源510和520被用在多方位角模式的操作中。与图3中所示的光源相似，光源510和520中的每一个可以使用上述的交替的波长照射正在通过的纸币501。因为光源510和520相对于纸币501被定位在不同的方位角，所以如果纸币包括使用光学变色油墨(OVI)印刷的特征，那么由行扫描相机550记录的反射图像在两个方位角之间会不同。因此，除了隔行扫描来自同一光源的不同反射波长(如图3所示)之外，本发明也能够隔行扫描由不同方位角照射产生的反射图像。

即使对于两种角度照射的波长相同，OVI在不同的入射角也将产生不同的反射颜色(例如，洋红和绿色)。更重要的一点，OVI在从不同的角度照射时应该产生不同的反射颜色。但是，大量墨渍或者OVI的污渍可能减少照射的方位角之间的这种差异。在这方面，适合性确定具有通过确定成为纸币一部分的安全特征物理上是否足够适合还可进行运作的间接的安全益处。实际上，许多金融主管当局可以使得纸币的适合性水平主要基于安全特征的适合性。如果OVI或者水印被破坏或者污染的太严重，以至于不能准确地确定纸币是否合法，那么没有必要使得该纸币保持流通。

通过将分离的测量值应用到合并变换函数(combinational transformationfunction)上得到总的适合性分数(下面将更具体解释；参见图9)，可以进一步强化根据污渍测量和安全特征质量的合并来确定纸币适合性的概念。因此，根据用户(例如，商业银行和中央银行)，纸币适合性的判断在由合并的适合性值表示的污渍/安全特征磨损之间具有不同的平衡。例如，商业银行可能倾向于重新发行具有足够好的污渍程度的纸币，而不考虑安全特征的磨损，只要纸币还能通过验证。相比之下，中央银行可能更加关注安全特征的质量，并且会使用更严格的标准。

因此，可以为某种类型的分类用户建立不同的变换函数或者阈值。这必然包含两步变换：1)根据照射顺序的污渍测量和同样根据照射顺序以及其方位角的安全磨损的测量，和2)变换污渍和安全磨损的合并。

当纸币通过纸币导向装置502上的间隙时，定位在纸币501下方的光源530提供了通过纸币501的透射照射。污渍和墨渍将改变光的反射率偏离纸币表面，它们还将改变光通过纸币的路径。透射照射明显是用于测试纸币上水印的存在和适合性的最佳方法。对于不同波长的光，反射和透射照射之间的不同可以相比较。当采用上述顺序照射的其它模式时，由(任意波长的)反射照射和透射照射产生的图像是可以进行隔行扫描的。

最后一个照射光源540提供扩散的间接的透射照射，其能够被隔行扫描并且能够被比较以引导透射照射和/或反射照射。

从上述说明中应该明显可知，顺序照射可能具有的自由度能够在控制照射转换方面产生明显的复杂性。除了确定由相机扫描的每行使用哪个光源之外，控制系统也必须确定从选定的光源发出哪种波长的光。

图6示出了根据本发明的用于控制顺序照射的查找表的例子。该查找表600被储存在控制系统的存储器中。对于由相机记录的图像的每行，有一个单独的存储器地址，其由表中的行表示。每一列表示一种不同光源的照射，其包括该机器中在全部的发光棒上的全部的LED。

图6中示出的该查找表是一个简化的例子，其仅包括了五个图像扫描行和四个照射源。在这个例子中，照射源是在一个发光棒中的不同颜色的LED，它们是红的、绿的、蓝的和红外线的(IR)LED。每行和列的交叉点的数字是在记录该图像行的过程中应用到每个LED阵列上的控制字节。该控制字节确定正讨论的LED产生的照射强度。在这个例子中，数值255代表全强度(full intensity)，而数值0代表关闭。在一个实施例中，该控制系统可采用数值128，其代表半强度(half intensity)。

将这一查找表应用到纸币的顺序照射上，扫描行1将由红光照射，而剩余的LED关闭。对于行2，只有绿色LED被开启。同样，对于行3只有蓝色LED被开启，对于行4只有红外线LED被开启。对于行5，红色、绿色和蓝色LED在全强度都被开启，而红外线LED被关闭，由此产生了白光反射率。

对于一个更加复杂的设置，例如图5中所示的例子，该查找表除了列出扫描行的列之外还将包括16列。这16列将代表四种不同颜色的LED(例如，红、绿、蓝、IR)，其存在于四个发光棒510、520、530、540的每一个中。扫描行的数量将取决于正在被成像的纸币的长度，其可根据纸币的类型和/或面值发生变化。

由该查找表600表示的照射顺序的例子类似于图3中所示的那个，并且为了简化图示而故意是非常简单的。但是，顺序照射图案不必是上述例子中所示的简单重复的顺序。因为本发明允许为每条图像扫描行控制每个LED，所以照射顺序可根据每个类型的纸币的特征为其进行定制。

纸币的特征从纸币的一个区域到另一区域发生变化。这些特征中的每一个采用特定模式的照射被很好的获取(即，颜色、方位角、反射或者透射)。例如，隔行扫描从不同方位角照射的反射图像被最好地应用到纸币的采用OVI印刷的区域。同样，隔行扫描反射与透射照射可能更适合于纸币的包含水印的区域。

因为每种类型的特定特征，货币的面值和序号对于金融主管当局已经是已知的，所以可为每种类型的纸币定制出最佳的照射顺序，并且可采用其自身的独特的查找表预编程进入该系统中。此外，纸币的特征的位置会根据纸币在相机前面的定向(即，导向左侧或者右侧边缘，面向前面或者后面)而变化。因此，也可为正讨论的纸币类型的每种可能的定向定制一种最佳的照射图案。

图7显示了照射模式如何能够根据纸币的特征进行定制的简化示例。在纸币700的第一区710中，具有在IR反射率下最有效获取的序号701。对于纸币的这一区域，照射模式可能对于覆盖序号位置的全部扫描行都简单地使用了来自单个发光棒的反射IR。此外，根据在纸币的该区域上存在的其它特征，该顺序可以隔行扫描反射IR行与来自同一发光棒的另一种颜色的行。

在纸币的中央区域720是OVI符号702。对于纸币的这一区域，照射模式会包括多方位角反射率，隔行扫描由不同入射角照射的行。通常，同一颜色的光会被用于两种照射的方位角。但是，这取决于纸币的特定特征。

纸币的最后区域730包括水印区域703。在这一区域，照射模式可采用与透射IR交错的反射白光。

虽然图7明显是非常简化的例子，但是它也辅助示出了如何使用超出了简单的RGBIR(或者UV)重复顺序的更加复杂的、定制化的图案来应用顺序照射。

在纸币被供入通过处理机时，本发明允许顺序照射使用的查找表基于每张纸币而变化。在本发明的优选实施例中，当每张纸币被供入机器中时，系统确认纸币的货币类型、其面值、其序号(生产的年份)和其物理定向。顺序照射系统使用这一信息来在其用于执行的存储器中选择适合的查找表。这一过程对于供入到货币处理机中的每张纸币都要重复，允许顺序照射被联机调整。

为了进行顺序照射的这种联机调整，用来确定纸币类型和定向的传感器被设置于顺序照射的相机的上游。在这种结构中，面值传感器将信息向下游提供给顺序照射传感器，然后该传感器在当前纸币到达相机之前选定适合的查抄表。

但是，本发明也提供了相当大的操作灵活性，并且能够在面值传感器上游设置顺序照射传感器，或者用作面值传感器本身。在与面值传感器(或者其上游)相同的系统上进行适合性处理运行的情况下，可使用固定的、顺序照射图案来代替联机的调整。此外，有些处理机可使用多个面值传感器，其中，有些这样的传感器利用上游获取的信息。

传感器的数量和它们的结构可以根据当前用户的需求进行定制。同样，根据用户需求，可以单独或结合使用固定的照射顺序和纸币到纸币调整的照射顺序。

图8是根据本发明的用于顺序照射的控制系统的简化的框图。

图9是流程图，其示出了根据本发明使用顺序照射以确定适合性的整个过程。该过程开始于原始数据的获取(步骤901)。这包括使用上述方法获取隔行扫描的图像。

一旦获取了原始图像，接下来的步骤就是观测值提取(步骤902)。这是从原始数据基于下列已知的文件类型提取多维观测值的步骤：特定货币(例如，美元或者欧元)、面值和序号(例如，1996版的20美元钞票)和朝向相机的特定定向(例如，导向前面左边缘)。观测值提取也要基于图像的几何形状，其说明了用来获取这种纸币类型以及在获取的图像帧中文件的已知的位置和旋转(文件倾斜)的原始数据的照射顺序(模式)。

观测值提取接下来是，本发明将变换函数应用到数据中(步骤903)。这是一个数学变换函数，其将多维观测值数据转换为三维矢量。这个过程可能是非常复杂的，并且可以是观测值数据的任意线性或者非线性组合。例如，观测值数据可以是对应于纸币的某矩形区域的二维阵列，其中在二维阵列中的每个点是包含红色、绿色和蓝色反射率数值的三维值。该变换函数可以将其转换为单独的三维测量结果，该单独的三维测量结果包含用于整个矩形区域的平均色调、饱和度和亮度值。

这种变换类型确定了将应用多种执行中的哪种特定的变换。这可从一种测量结果变化成另一种(对于每个被处理的文件可使用几种测量结果)。变换参数根据变换类型变化，并且控制该变换函数。例如，可以被加权，以应用到每个位平面(bit-plane)，来产生每个部件的测量结果矢量。

变换函数的应用使用校准参数，该校准参数是例如为相机光学装置等的物体的校正，并且是排除了系统与系统之间的不同的照射变量。

在将该变换函数应用到数据中后，系统将最终矢量投影到参考矢量上，以获得标量的适合性值(步骤904)。如上面的说明，该变换函数的输出是单独的三维测量结果(即，在某三维空间中的一个点)。该投影过程计算了这个点在这一空间到某参考矢量(或者“适合性矢量”)的投影，即沿着测量点会投影到的矢量的距离。以使得沿着该矢量具有分离的纸币的不同适合性的方式选择该测量空间和参考矢量(参见图10)。这对于每种货币类型、面值和序号按经验确定。

通常，随着纸币变得更加不适合，其会从矢量的一端移动到另一端，所以沿着这一矢量的距离是它们适合性水平的良好的评估。这个目标就是选择这一测量空间和适合性矢量，使得可能破坏适合性读数(例如印刷变量或者纸张变量)的其它因素将使测量点沿着垂直于适合性矢量的方向移动，并且因而不会影响适合性读数。

对于每张纸币，在纸币的不同区域上，或者在采用不同参数的同一区域，步骤902-904可被重复许多次。对于单张纸币，这会产生许多适合性值。这些值可被合并，以对于该纸币获得单一合并的适合性值。在本发明的优选实施例中，不同的适合性值被合并成加权平均值(步骤905)。控制这一过程的测量结果权数可由经验确定。

在本发明的另一实施例中，步骤905包括简单选择的“最不适合的”值。

在确定了合并的适合性值之后，系统应用使用映射表的水平映射(Level Mapping)(步骤906)。这一过程使用查找表将用于文件的合并的适合性值映射成几种用于分类纸币的适合性水平之一的图。在本发明的一个实施例中，使用用于分类的16个适合性水平。每种文件类型可具有不同的映射表。

图9中所示的该处理步骤也可在同一货币处理机上使用多个相机应用到同一张纸币上。因为只有一个相机被用于每次的顺序照射成像，一次仅记录纸币的一侧。因此，具有自身对应光源的第二相机可被设置于处理机中的另一个位置，使得纸币的相对侧也被记录。步骤901-906会使用这个第二相机位置应用。对于纸币的每一侧，这样的双相机设置会得到总体的标量的适合性分数，然后可被合并，以确定总的纸币的适合性分数。

图10显示了根据本发明的多维测量空间。在图10中表示的该测量空间包括两个轴：A和B，其中的每一个轴表示不同类型的光的反射率。例如，这两个轴可以表示互相交叉对照的不同颜色(红、绿或者蓝)，或者它们可以表示相对于隔离的颜色之一交叉对照的白光反射率。

图10显示了两种类型的空间。较大空间1000包括涵盖沿着轴A和B的测量区域上的全部纸币的区域。在这一较大区域中是较小区域1010、1020、1030，它们中的每一个代表一类纸币(例如，特定的适合性水平)。

在该例子中，沿着A轴的测量结果类似于图2中示出的单一光谱反射率的测量结果。与图2类似，图10中示出的例子显示了沿着轴A纸币1010和纸币1020的测量结果上的重叠。如上所述，这一重叠区域1011可使得仅根据光反射率的一维分析来辨别不同适合性类型的两纸币之间区别成为不可能。但是，当从另一角度看去时，在纸币的适合性水平之间的差异变得更容易看到。

图10显示了当沿着轴1040测量时，如何使得适合性水平1010和1020之间的分离变得清楚。就此，轴1040可被考虑为区别轴(或者上述适合性矢量)。虽然沿着轴A的测量可能是白光的反射率，但是轴B可表示红、绿或者蓝的反射率。因为由不同颜色的光产生的不同的反射率(如图4所示)，所以沿着轴B测量的亮度会不同于沿着轴A测量的亮度。

因为采用轴A，沿着轴B的反射率测量结果在不同的适合性水平1010和1020之间可能具有重叠区域1050。从相对于轴B的交叉对照的轴A确定的该区别轴1040显示出：从轴A或者轴B不可见的不同适合性水平1010、1020之间的差异区域1060是独立的。这样，本发明使用的多维测量结果和分析相对于现有技术的一维测量结果获得了更准确地适合性水平的辨别。由本发明提供的适合性标准更适合人类的感知，并且能更好地控制流通纸币的总体质量。因此，更少的适合的纸币被销毁，并且更少的不适合纸币被再次流通。

上述顺序照射的方法不局限于用于流通纸币。它们也可应用到广泛流通的其它类型的文件中，例如，支票、债券、股票等。

虽然本发明的优选实施例已经在上述的具体实施例以及说明书附图中进行了解释和说明，但是可以理解，本发明并不限于所公开的实施例，在不背离本发明的精神实质的情况下，可以对各种零件和元件进行许多的重新排列、修改和替换。因此，本发明的目的是包括在所附的权利要求书的保护范围内所进行的零件和元件的这些重新排列、修改和替换。

Claims (15)

1.一种用于确定文件的物理适合性的方法，该方法包括如下步骤：

(a)将文件通过图像传感器；

(b)使用多模式照射来顺序照射所述文件，其中，所述文件被分为分立的连续部分，并且当所述文件通过所述图像传感器时，预定照射模式被应用到每个部分上，直到整张文件被成像，产生文件的隔行扫描的多模式图像；

(c)将多维变换函数应用到所述隔行扫描的多模式图像上，以产生合成的测量结果；和

(d)将所述合成的测量结果投影到经验确定的适合性矢量上，以获得用于所述文件的标量的适合性值，

其中，所述合成的测量结果是测量空间中的三维测量结果，并且，其中以使得沿着所述适合性矢量具有分离的纸币的不同适合性的方式选择所述测量空间和所述适合性矢量。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述标量的适合性值映射成适合性类型的预定表。

3.根据权利要求1所述的方法，其中使用不同的参数重复步骤（c）和（d），以获得多个标量的适合性值。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括合并所述多个标量的适合性值，以产生用于所述文件的总的标量的适合性值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，由下列参数中的至少一个确定所述照射模式：

颜色；

相对于文件的入射角；

反射照射和透射照射的比较。

6.根据权利要求5所述的方法，其中照射的颜色是下列颜色中的至少一种或者是其组合：

红色；

绿色；

蓝色；

白色；

红外线；

紫外线。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤(e)：将所述文件通过至少一个第二图像传感器，并计算用于所述文件的合并的适合性值。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述步骤（a）中将文件通过图像传感器的步骤包括将所述文件的一侧成像，并且所述步骤（e）中将所述文件通过至少一个第二图像传感器的步骤包括将所述文件的相对侧成像。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像传感器是行扫描相机，并且预定照射模式被应用到每一扫描行。

10.一种用于确定文件的物理适合性的系统，所述系统包括：

(a)图像传感器；

(b)至少两个不同的光源，其中每个光源产生不同的照射模式；

(c)用于将所述图像传感器与所述光源同步以顺序照射在图像传感器前面通过的文件的装置，其中所述文件被分为分立的连续部分，并且预定照射模式被应用到每个部分上，直到整张文件被成像，产生文件的隔行扫描的多模式图像；

(d)用于将多维变换函数应用到所述隔行扫描的多模式图像上以产生合成的测量结果的装置；和

(e)用于将所述合成的测量结果投影到按经验确定的适合性矢量上以获得用于所述文件的标量的适合性值的装置，

其中，所述合成的测量结果是测量空间中的三维测量结果，并且，其中以使得沿着所述适合性矢量具有分离的纸币的不同适合性的方式选择所述测量空间和所述适合性矢量。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括用于将所述标量的适合性值映射成适合性类型的预定表的装置。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述照射模式由下列参数中的至少一个确定：

颜色；

相对于文件的入射角；

反射照射和透射照射的比较。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，照射的颜色是下列颜色中的至少一种或者其组合：

红色；

绿色；

蓝色；

白色；

红外线；

紫外线。

14.根据权利要求10所述的系统，还包括：

至少一个第二图像传感器；和

用于计算所述文件的合并的适合性值的装置。

15.根据权利要求10所述的系统，其中所述图像传感器是行扫描相机，并且其中预定照射模式被应用到每一扫描行。