DE69530873T2

DE69530873T2 - Verfahren und Apparat zum Unterscheiden und Zählen von Dokumenten

Info

Publication number: DE69530873T2
Application number: DE69530873T
Authority: DE
Inventors: Bradford T. Graves; Richard A. Mazur; Douglas U. Mennie; William Jones; Donald E. Raterman; Lars R. Stromme; Aaron M. Bauch; Frank M. Csulits; John E. Jones; Heinz W. Schreiter; Mark C. Munro
Original assignee: Cummins Allison Corp
Current assignee: Cummins Allison Corp
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2015-03-09
Also published as: EP1202224A2; EP0807904A2; EP0875866B1; EP1202224A3; EP1022694A3; DE69530868T2; DE69530873T3; EP0749611B1; EP1158469A2; EP0875866A3; EP1022694B1; DE69527806D1; DE69527806T2; DE69527546D1; EP0875866A2; DE69530868D1; CA2184807C; EP0807905A3; EP0805408A2; EP0805408B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf Dokumentenidentifikation. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Währungsabtastund -zählmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. In der US-A-5163672 ist solch ein Stand der Technik zitiert, d. h. WO 91/11778.
Die US-A-5163672 bezieht sich auf einen Banknotentransport- und -stapelmechanismus für eine Währungshandhabungsmaschine. Ein Banknotenstapel wird in einen Eingabebehälter eingelegt, dann entlang eines Transportwegs entnommen und abschließend zu einem Ausgabebehälter geliefert. Diese Druckschrift versucht den Effekt zu reduzieren, bei dem gewellte Banknoten aus der Maschine fliegen. Sie versucht dieses Problem durch Bereitstellen von quer wirkenden Biegekräften zu lösen, die ein Paar von „kegligen Blöcken" verwenden, die nahe des Ausgangspfads positioniert sind.
Hintergrund der Erfindung
Maschinen, die zur Zeit zum gleichzeitigen Abtasten und Zählen von Dokumenten, wie z. B. Papierwährung, verfügbar sind, sind relativ komplex und teuer und von relativ großer Größe. Die Komplexität solcher Maschinen kann ebenso zu übermäßigen Service- und Instandhaltungserfordernissen führen. Diese Nachteile haben eine weitverbreitete Verwendung von solchen Maschinen verhindert, insbesondere in Banken und anderen Finanzinstituten, bei denen der Platz in Bereichen, wo diese Maschine am meisten benötigt werden, wie z. B. im Bereich des Bankschalters, begrenzt ist. Die obigen Nachteile sind insbesondere schwierig zu beseitigen bei Maschinen, welche viel benötigte Merkmale bereitstellen, wie z. B. die Fähigkeit, Banknoten abzutasten, unabhängig von ihrer Orientierung relativ zu der Maschine oder zueinander und der Fähigkeit, die Echtheit und/oder den Nennwert der Banknoten zu authentifizieren.
Eine Vielzahl von Techniken und Vorrichtungen sind verwendet worden, um die Erfordernisse vonautomatisierten Währungshandhabungssystemen zufrieden zu stellen. Am unteren Ende der Entwicklung in diesem Gebiet der Technologie stehen Systeme, die in der Lage sind, nur eine spezifische Art von Währung zu handhaben, z. B. einen spezifischen Dollarnennwert, während sämtliche anderen Währungstypen zurückgewiesen werden. An dem oberen Ende stehen komplexe Systeme, die in der Lage sind, verschiedene Währungsnennwerte zu identifizieren und zu unterscheiden und automatisch zu zählen.
Währungsunterscheidungssysteme verwenden üblicherweise entweder magnetisches Abfragen oder optisches Abfragen, um unterschiedliche Währungsnennwerte zu unterscheiden. Magnetisches Abfragen basiert auf dem Ermitteln der Anwesenheit oder der Abwesenheit von magnetischer Tinte in Bereichen der aufgedruckten Kennzeichen auf der Währung durch Verwenden von magnetischen Sensoren, üblicherweise eisenkernbasierende Sensoren, und Verwenden der ermittelten magnetischen Signale, nachdem diese analoger oder digitaler Verarbeitung unterzogen wurden, als Basis für die Währungsunterscheidung. Eine Vielzahl von Währungscharakteristiken kann durch Verwenden von magnetischen Abfragen gemessen werden. Diese umfassen das Überwachen von Veränderungsmustern des magnetischen Flusses, Mustern von vertikalen Gitterlinien in den Porträtbereichen der Banknoten, die Anwesenheit von Sicherheitsfäden, Gesamtbeträgen an magnetisierbarem Material der Banknote, Muster von der Erfassung der Stärke der magnetischen Felder entlang einer Banknote und andere Muster und Zählungen aufgrund der Abtastung unterschiedlicher Bereiche der Banknote, wie z. B. dem Bereich, in welchem der Nennwert ausgeschrieben wird.
Die üblicherweise verwendeten optischen Abfragetechniken basieren auf der anderen Seite auf dem Erkennen und Analysieren von Abweichung der Lichtreflektions- oder Durchlässigkeitseigenschaften, die auftreten, wenn eine Banknote beleuchtet und mit einem Streifen fokussierten Lichts abgetastet wird. Die anschließende Währungsunterscheidung basiert auf dem Vergleich der abgefragten optischen Eigenschaften mit vorab gespeicherten Parametern von unterschiedlichen Währungsnennwerten, während adäquate Toleranzen beachtet werden, die Unterschiede einzelner Banknoten eines bestimmten Nennwertes wiedergeben. Verschiedene Währungseigenschaften können durch optische Erfassung gemessen werden. Diese umfassen das Erkennen der Banknotendichte, Farbe, Länge und Dicke, die Anwesenheit eines Sicherheitsfaden und Löcher und anderen Reflektionsmustern und Transmissionsmustern. Farberkennungstechniken können durch mit Farbfilter kolorierten Lampen und/oder zweifarbigen Strahlteilern verwendet werden.
Zusätzlich zur magnetischen oder optischen Erfassung beinhalten andere Techniken zum Erkennen charakteristischer Informationen von Währungen die Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit, Kapazitätsabfragung (wie z. B. für Wasserzeichen, Sicherheitsfaden, Dicke und verschiedene dielektrische Eigenschaften) und mechanisches Abfragen (z. B. für die Größe, Schlaffheit und Dicke).
Ein Haupthindernis bei der Schaffung von automatischen Währungsunterscheidungssystemen ist es einen optimalen Kompromiss zwischen den Kriterien zu erhalten, die verwendet werden, um die charakteristischen Muster für einen bestimmten Währungsnennwert zu definieren, die Zeit, die erforderlich ist, die Testdaten zu analysieren und diese mit den vorbestimmten Parametern zu vergleichen, um die Währungsbanknote mit Sicherheit zu identifizieren, und die Geschwindigkeit, mit welcher nachfolgende Banknoten mechanisch durchgefördert und abgetastet werden können. Selbst bei Verwendung von Mikroprozessoren zum Verarbeiten der Testdaten, die vom Abtasten einer Banknote resultieren, ist zur Datenerfassung und zum Vergleich der Testdaten mit abgespeicherten Parametern eine begrenzte Zeitdauer erforderlich, um den Nennwert der Banknote zu identifizieren.
Einige der Währungsabtastsysteme tasten heute zwei oder mehr Eigenschaften der Banknoten ab, um unter verschiedenen Nennwerten zu unterscheiden oder um deren Echtheit zu authentifizieren. Jedoch verwenden diese Systeme nicht effizient die Information, welche sie erhalten. Ganz im Gegenteil, diese Systeme führen im Wesentlichen einen Vergleich durch, welcher auf zwei oder mehreren voneinander unabhängigen Eigenschaften basieren. Als ein Ergebnis ist die Zeitdauer, die zum Durchführen dieser Vergleiche erforderlich ist, erhöht, welches wiederum die Verarbeitungsgeschwindigkeit des gesamten Abtastsystems reduziert.
Neueste Währungsunterscheidungssysteme beruhen auf Vergleichen zwischen einem abgetasteten Muster, das von einer Banknote erhalten wird, und Sätzen von abgespeicherten Vergleichsmustern für die verschiedenen Nennwerte, für welche das System zu deren Unferscheidung konstruiert ist. Daher spielen die Vergleichsmuster, welche abgespeichert sind, eine entscheidende Rolle in der Fähigkeit des Unterscheidungssystems, Banknoten verschiedener Nennwerte zu unterscheiden sowie zwischen echten Banknoten und falschen Banknoten zu unterscheiden. Diese Vergleichsmuster sind durch Abtasten von verschiedenen Nennwerten erzeugt worden, die als echt bekannt sind, und durch Abspeichern der resultierenden Muster. Jedoch kann ein Muster, das durch Abtasten einer echten Banknote eines vorgegebenen Nennwerts erzeugt wird, in Abhängigkeit von einer Anzahl von Faktoren variieren, wie z. B. dem Zustand der Banknote, d. h., ob diese eine frische Banknote in einem neuen Zustand oder eine abgenutzte lappige Banknote ist, sowie das Jahr, in welchem die Banknote gedruckt wurde, d. h. bevor oder nachdem Sicherheitsfäden in die Banknoten einiger Nennwerte eingearbeitet wurden. In ähnlicher Weise wurde herausgefunden, dass Banknoten, welche einen hohen Grad der Verwendung erfahren haben, schrumpfen können, was wiederum in der Reduktion der Dimensionen solcher Banknoten resultiert. Ein solches Schrumpfen kann ebenfalls zu Änderungen bei den abgetasteten Mustern führen. Als ein Ergebnis kann, wenn z. B. ein $ 20 Vergleichsmuster erzeugt wird, durch Abtasten einer neuen echten $ 20 Banknote das System eine nicht akzeptierbare Anzahl von echten, jedoch abgenutzten $ 20 Banknoten zurückweisen. In ähnlicher Weise kann, wenn ein $ 20 Vergleichsmuster unter Verwendung einer sehr abgenutzten echten $ 20 Banknote erzeugt wurde, eine nicht akzeptable Anzahl von echten, jedoch neuen $ 20 Banknoten durch das Unterscheidungssystem zurückgewiesen werden.
Es wurde herausgefunden, dass das Abtasten von US-Banknoten von unterschiedlichen Nennwerten entlang ihres mittigen Bereichs Abtastmuster bereitstellt, die ausreichend divergent sind, um akkurates Unterscheiden zwischen unterschiedlichen Nennwerten zu ermöglichen. Solch eine Unterscheidungsvorrichtung ist in US-A-5,295,196, die oben erwähnt ist, offenbart. Jedoch können Währungen von anderen Ländern von der US-Währung und auf unterschiedliche Weisen voneinander abweichen. Zum Beispiel ändert sich in vielen anderen Ländern die Größe der Währung bei den Nennwerten, während sämtliche Nennwerte der US-Währung die gleiche Größe aufweisen. Darüber hinaus gibt es eine große Anzahl verschiedener Banknotengrößen in den unterschiedlichen Ländern. Zusätzlich zur Größe kann die Farbe der Währungen in Abhängigkeit des Landes und des Nennwerts variieren. Auf ähnliche Weise können viele andere Charakteristiken der Banknoten aus unterschiedlichen Ländern und mit unterschiedlichen Nennwerten variieren.
Als ein Ergebnis der Variationsbandbreite der Währungen, die auf der Welt verwendet werden, kann ein Unterscheidungssystem, das zum Handhaben von Banknoten aus einem Land entwickelt wurde, im Wesentlichen nicht Banknoten von einem anderen Land handhaben. In ähnlicher Weise kann das Verfahren zum Unterscheiden von Banknoten mit unterschiedlichen Nennwerten aus einem Land nicht in geeigneter Weise zur Verwendung der Unterscheidung von Banknoten mit unterschiedlichen Nennwerten aus einem anderen Land geeignet sein. Zum Beispiel kann eine Abtastung eines vorgegebenen charakteristischen Musters entlang eines bestimmten Bereiches der Banknoten eines Landes, wie z. B. die optische Reflektion um den Mittenbereich der US-Banknoten nicht die optimalen Unterscheidungseigenschaften für Banknoten eines anderen Landes, wie z. B. Deutsche Mark, bereitstellen.
Des Weiteren besteht ein deutlicher Bedarf an einem Identifikationssystem, welches in der Lage ist, Banknoten aus einer Anzahl von Währungssystemen zu akzeptieren, das bedeutet, ein System, das in der Lage ist, eine Vielzahl von Banknotenarten zu akzeptieren. Zum Beispiel kann eine Bank in Europa die regelmäßige Verarbeitung französischer, britischer, deutscher, niederländischer, etc. Währung erfordern, wobei jede eine Vielzahl von unterschiedlichen Nennwerten aufweist.
Einige der optischen Abtastsysteme, die heutzutage erhaltbar sind, verwenden zwei optische Abtastköpfe, die auf gegenüberliegenden Seiten eines Banknotentransportweges angeordnet sind. Einer der optischen Abtastköpfe tastet eine Oberfläche (beispielsweise die grüne Oberfläche) einer Banknote ab, um einen ersten Satz von Reflektionsdatenwerten (oder -samples) zu erhalten, während der andere optische Abtastkopf die gegenüberliegende Oberfläche (beispielsweise die schwarze Oberfläche) der Banknote abtastet, um einen zweiten Satz von Reflektionsdatenabfragen zu erhalten. Diese zwei Sätze von Datenabfragen werden dann verarbeitet und mit den abgespeicherten charakteristischen Mustern verglichen, die zu den grünen Oberflächen der Banknoten der verschiedenen Nennwerte korrespondieren. Wenn der Grad der Korrelation zwischen einem der Sätze der Datenabfragen und einem der abgespeicherten charakteristischen Muster größer ist als ein vorgegebener Schwellwert, dann wird die Banknote positiv identifiziert. Ein Nachteil der vorangegangenen Technik zum Abtasten beider Oberflächen einer Banknote besteht darin, dass es zeitraubend ist, beide Sätze von Datenabfragen der abgetasteten Banknote mit den abgespeicherten charakteristischen Mustern zu verarbeiten und zu vergleichen. Der Satz von Datenabfragen, der mit der schwarzen Oberfläche der abgetasteten Banknoten korrespondiert, wird verarbeitet und mit den abgespeicherten charakteristischen Mustern verglichen, selbst wenn kein Treffer gefunden werden sollte. Wie zuvor erwähnt, korrespondieren die abgespeicherten charakteristischen Muster mit der grünen Oberfläche der Banknoten von verschiedenen Nennwerten.
Ein weiterer Nachteil der vorangegangenen Abtasttechnik besteht darin, dass der Satz von Datenabfragen, der mit der schwarzen Oberfläche der abgetasteten Banknote korrespondiert, zuweilen zur falschen positiven Identifizierung einer abgetasteten Banknote führt. Der Grund für diese falsche positive Identifikation besteht darin, dass, wenn eine abgetastete Banknote leicht in seitlicher Richtung relativ zu dem Transportweg verschoben ist, der Satz der Datenabfragen, der mit der schwarzen Oberfläche der abgetasteten Banknote korrespondiert, ausreichend mit einem der abgespeicherten charakteristischen Muster korrelieren kann, um eine falsche positive Identifikation der Banknote zu verursachen. Der Korrelationsgrad zwischen dem Satz der "schwarzen" Datenabfragen und der gespeicherten "grünen" charakteristischen Muster sollte selbstverständlich nicht größer sein als der vorbestimmte Schwellwert zum positiven Identifizieren des Nennwerts der Banknote.
Des Weiteren ist bei Währungsunterscheidungssystemen, die auf dem Vergleich zwischen abgetasteten Mustern, die von einer vorhandenen Banknote erhalten werden, und Sätzen von abgespeicherten Vergleichsmustern beruhen, die Fähigkeit eines Systems, die abgetasteten Muster genau mit Vergleichsmustern auszurichten, mit welchen diese zu vergleichen sind, sehr wichtig für die Fähigkeit eines Unterscheidungssystems, Banknoten unterschiedlicher Nennwerte zu unterscheiden sowie zwischen echten Banknoten und echten Banknoten zu unterscheiden, ohne eine nicht akzeptierbare Anzahl von echten Banknoten zurückzuweisen. Jedoch wird die Fähigkeit des Systems; die abgetasteten Muster und Vergleichsmuster zueinander auszurichten, oft behindert durch eine ungeeignete Auslösung des Abtastvorgangs, welche in der Erzeugung abgetasteter Muster resultiert. Wenn die Erzeugung von abgetaste ten Mustern zu früh oder zu spät ausgelöst wird, korreliert das resultierende Muster nicht gut mit dem Vergleichsmuster, das der Identität der Banknote zugeordnet ist; und daher kann eine echte Banknote zurückgewiesen werden. Es gibt eine Anzahl von Gründen, warum ein Unterscheidungssystem das Erzeugen der abgetasteten Muster zu früh oder zu spät auslösen kann, z. B. Streumarken auf einer Banknote, Durchscheinen von gedruckten Indizes von einer Banknote in einem Stapel auf eine angrenzende Banknote, Fehlererkennung des Beginns des Bereichs der gedruckten Indizes, welche abgetastet werden sollen, und die Abhängigkeit der Erkennung der Kante einer Banknote als Auslöser für den Abtastvorgang gekoppelt mit der Änderung, von Banknote zu Banknote, der Position der gedruckten Indizes relativ zu der Kante einer Banknote. Deshalb besteht eine Notwendigkeit, die Probleme, die mit abgetasteten Mustern und Vergleichsmustern einhergehen, zu lösen.
In einigen Währungsunterscheidern werden Banknoten vereinzelt an einer Unterscheidungseinheit vorbei transportiert. Wenn die Banknoten die Unterscheidungseinheit passieren, wird jede Banknote bestimmt und ein Gesamtwert von jedem einzelnen Währungsnennwert und/oder der Gesamtwert der Banknoten, die verarbeitet worden sind, wird erhalten. Eine Anzahl von Unterscheidungstechniken kann durch die Unterscheidungseinheit eingesetzt werden; einschließlich optischer oder magnetischer Abtastung der Banknoten. Mehrere Ausgabebehälter werden bereitgestellt und der Unterscheidet umfasst Einrichtungen zum Sortieren von Banknoten in mehrere Behälter. Zum Beispiel kann ein Unterscheidet konstruiert sein, eine Anzahl unterschiedlicher Nennwerte von US-Banknoten zu erkennen, und eine gleiche Anzahl von Ausgabebehältern umfassen, einen für jeden Nennwert. Diese Unterscheidet umfassen ebenso einen Ausschussbehälter zur Aufnahme sämtlicher Banknoten, welche durch die Unterscheidungseinheit nicht identifiziert werden können. Diese Banknoten können später durch einen Bediener untersucht werden und dann entweder durch den Unterscheiden zurückgeführt oder als unakzeptabel zur Seite gelegt werden.
Abhängig von der Konstruktion eines Unterscheiders können Banknoten entweder entlang ihrer Längsabmessung oder ihrer Breitenabmessung transportiert und abgetastet werden: Bei einem Unterscheidet, der Banknoten in ihrer Breitenabmessung transportiert, ist es möglich, dass eine Banknote entweder mit dem Gesicht nach oben oder mit dem Gesicht nach unten oder mit der oberen Kante zuerst ("Vorwärts"- Richtung) oder mit ihrer oberen Kante zuletzt ("Rückwärts"-Richtung) orientiert ist. Bei Unterscheidern, die Banknoten in ihrer Längsrichtung transportieren, ist es möglich, dass Banknoten entweder mit dem Gesicht nach oben oder mit dem Gesicht nach unten oder entweder mit ihrer linken Kante zuerst ("Vorwärts"-Richtung) oder mit ihrer linken Kante zuletzt ("Rückwärts"-Richtung) orientiert sind. Die Weise, in welcher eine Banknote orientiert sein muss, wenn diese eine Unterscheidungseinheit passiert, hängt von den Eigenschaften des Unterscheiders ab. Einige Unterscheider sind in der Lage, den Nennwert einer Banknote nur zu identifizieren, wenn diese mit einer präzisen Orientierung zugeführt wird (d. h. Gesicht nach oben oder obere Kante zuerst). Andere Unterscheider sind in der Lage, Banknoten zu identifizieren, vorausgesetzt, sie sind "mit dem Gesicht ausgerichtet" (z. B. mit einer vorbestimmten Seitenausrichtung zugeführt, so dass alle mit dem Gesicht nach oben oder alle mit dem Gesicht nach unten weisen). Zum Beispiel kann ein solcher Unterscheider in der Lage sein, Banknoten mit dem Gesicht nach oben zu identifizieren, unabhängig davon, ob die obere Kante zuerst oder zuletzt zugeführt wird. Andere Unterscheider sind in der Lage, den Nennwert in beliebiger Orientierung zu identifizieren. Ob jedoch ein Unterscheider Banknoten unterscheiden kann, die mit unterschiedlichen Orientierungen zugeführt werden, hängt von dem verwendeten Unterscheidungsverfahren ab. Zum Beispiel. kann ein Unterscheider, der Banknoten in Abhängigkeit von Mustern, von durchgelassenem Licht unterscheidet, in der Lage sein, den Nennwert einer vorwärts zugeführten Banknote zu identifizieren, und abhängig davon, ob die Banknote mit ihrem Gesicht nach oben oder mit ihrem Gesicht nach unten zugeführt wurde, jedoch würde derselbe Unterscheider nicht in der Lage sein, zwischen einer Banknote, die mit dem Gesicht nach oben, und einer Banknote, die mit dem Gesicht nach unten zugeführt wurde, zu unterscheiden.
Aktuell sind Unterscheider bekannt, welche unterscheiden und/oder nach Nennwert sortieren, wenn Banknoten in geeigneter Weise mit ihrem Gesicht ausgerichtet sind. In solchen Systemen werden sämtliche umgekehrt mit ihrem Gesicht ausgerichtete Banknoten nicht identifiziert und zu einem Ausschussbehälter geleitet. Ebenso sind Unterscheider bekannt, welche unterscheiden und/oder sortieren zwischen sämtlichen Banknoten mit dem Gesicht nach oben und sämtlichen Banknoten mit dem Gesicht nach unten. Zum Beispiel können in einem Mehrfachausgabehältersystem sämtliche Banknoten mit dem Gesicht nach oben unabhängig von ihrem Nennwerts zu einem ersten Behälter geleitet werden und sämtliche Banknoten mit dem Gesicht nach unten unabhängig vom Nennwert zu einem zweiten Behälter geleitet werden. Darüber hinaus sind aktuell Unterscheider bekannt, die konstruiert sind, einen Stapel von mit dem Gesicht ausgerichteten Banknoten zu akzeptieren und die Ermittlung von Banknoten mit dem Gesicht nach unten anzuzeigen, wodurch es möglich ist, die Banknoten mit dem Gesicht nach unten aus dem Stapel zu entfernen. Jedoch verbleibt eine Notwendigkeit für einen Unterscheider, der die Anwesenheit einer Banknote ermitteln und anzeigen kann, die mit einer falschen Vorwärts-/Rückwärtsorientierung bzw. – ausrichtung orientiert ist, und einem Unterscheider, der zwischen vorwärtsorientierten Banknoten und rückwärtsorientierten Banknoten sortieren kann.
Darüber hinaus kann aus einer Anzahl von Gründen eine Unterscheidungseinheit nicht in der Lage sein, den Nennwert einer Banknote zu bestimmen. Diese Gründe umfassen, dass eine Banknote übermäßig verschmutzt, abgenutzt oder ausgeblichen ist, eine Banknote verdreht oder gefaltet ist, eine Banknote in einer Weise orientiert ist, dass die Unterscheidungseinheit diese nicht handhaben kann, und die Unterscheidungseinheit eine schlechte Unterscheidungsdurchführung aufweist. Darüber hinaus kann die Unterscheidungseinheit und/oder eine separate Authentifizierungseinheit bestimmen, dass eine Banknote nicht echt ist. In Währungsunterscheidern werden solche nicht erkannten oder nicht echten Banknoten in einem Ausschussbehälter abgelegt.
Eine Charakteristik von den oben beschriebenen Unterscheidern besteht darin, dass der Wert von jeder zurückgewiesenen, unidentifizierten Banknote nicht zu dem laufenden Gesamtwert des gesamten Werts eines Banknotenstapels aufaddiert wird und auch nicht die Zähler, die die Anzahl jedes Währungsnennwerts vertolgen, die zurückgewiesene, unidentifizierte Banknote wiedergeben. Während dies bei Banknoten wünschenswert ist, welche positiv als falsch identifiziert wurden, kann dies bei Banknoten, welche aus anderen Gründen nicht identifiziert wurden, unerwünscht sein, selbst wenn diese echte Banknoten sind. Während die Banknoten in einem Auswurfbehälter durch den Unterscheider zurückgeführt werden können, muss der Bediener die Gesamtwerte von dem ersten Stapel und dem zweiten Stapel zusammenzählen. Solch ein Vorgang kann in einigen Situationen ineffizient sein. Ebenso, wenn eine Banknote beim ersten Mal zurückgewiesen wurde, weil sie z. B. übermäßig ver schmutzt oder zu abgenutzt war, dann ist es wahrscheinlich, dass die Banknote durch die Unterscheidungseinheit unidentifiziert bleibt, selbst wenn sie zurückgeführt wurde.
Ein Problem mit den oben beschriebenen Situationen, wo die Gesamtwerte und/oder Zählungen nicht den Wert sämtlicher echter Banknoten in einem Stapel wiedergeben, besteht darin, dass ein Bediener sämtliche nicht identifizierten echten Banknoten von Hand zählen und solche Banknoten zu separat erzeugten Gesamtwerten aufaddieren muss. Als ein Ergebnis erhöht sich die Möglichkeit von menschlichen Fehlern und die Betriebswirksamkeit nimmt ab. Als Beispiel nehme man einen Bankschalter, wo ein Kunde einem Kassierer einen Banknotenstapel zur Einzahlung aushändigt. Der Kassierer platziert den Banknotenstapel in einem Unterscheiden und die Anzeige des Unterscheiders zeigt an, dass ein Gesamtwert von $ 730 identifiziert worden ist. Jedoch verbleiben vierzehn echte Banknoten unidentifiziert. Als ein Ergebnis muss der Kassierer diese vierzehn Banknoten von Hand zählen oder durch den Unterscheider zurückführen und dann deren Gesamtwert zu den 730 $ hinzuaddieren. Ein Fehler könnte von dem Kassierer resultieren, der die unidentifizierten Banknoten falsch zählt, der Kassierer vergisst, die zwei Gesamtwerte zusammenzuaddieren, oder der Kassierer übersieht die unidentifizierten Banknoten vollständig und verbucht lediglich eine Einzahlung von 730 $. Darüber hinaus ist die Effizienz des Kassiers, selbst wenn dieser keinen Fehler macht, durch das manuelle Berechnen der aufaddierten Gesamtwerte verringert. Der Abfall in der Wirksamkeit wird weiter dort erschwert, wo detaillierte Aufzeichnungen über die spezifische Anzahl von jedem Nennwert, der während jeder Transaktion verarbeitet wurde, geführt werden müssen.
Deshalb besteht eine Notwendigkeit für einen Währungsunterscheider, der in der Lage ist, sich bequem und effizient echte Banknoten anzunehmen, die aus welchen Gründen auch immer unidentifiziert verbleiben, nachdem diese die Unterscheidungseinheit eines Unterscheiders passiert haben.
Eine Anzahl von Verfahren wurden entwickelt, um die Echtheit von Sicherheitsdokumenten zu authentifizieren. Diese Verfahren umfassen das Abtasten von magnetischen, optischen, leitfähigen und anderen Charakteristiken von Dokumenten unter Test. Im Wesentlichen wurde herausgefunden, dass kein einzelner Authentifizierungstest in der Lage ist, sämtliche Arten von falschen Dokumenten zu ermitteln, und gleichzeitig nicht irgendwelche echten Dokumente zurückzuweisen. Deshalb kann mehr als ein Test angewendet werden, wobei ein erster Test verwendet wird, um verschiedene Arten von Fälschungen zu ermitteln, und zusätzliche Tests verwendet werden, um andere Arten von Fälschungen zu ermitteln.
Es ist bekannt gewesen, dass die Beleuchtung von verschiedenen Substanzen mit ultraviolettem Licht die Substanzen zum Fluoreszieren bringt, was bedeutet, sichtbares Licht auszusenden. Solche Dokumente verwenden fluoreszierende Materialien als ein Sicherheitsmerkmal, um Fälschungen zu unterbinden. Üblicherweise umfassen diese fluoreszierenden Sicherheitsmerkmale eine Markierung, welche sichtbar ist, wenn das Dokument mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird. Vorhergehende Verfahren sind entwickelt worden, um solche Dokumente durch Abtasten des fluoreszierenden Lichts zu authentifizieren, das von einem Dokument ausgesendet wird, das durch ultraviolettes Licht beleuchtet wurde, und um das abgetastete fluoreszierende Licht mit fluoreszierendem Licht zu vergleichen, das von echten Banknoten ausgesendet wurde.
Umgekehrt werden einige Dokumente, wie z. B. US-Währung, aus einem Spezialpapier hergestellt, das entwickelt wurde, nicht unter ultraviolettem Licht zu fluoreszieren. Zuvor bekannte Authentifizierungsvertahren für solche Dokumente haben die Aussendung von fluoreszierendem Licht unter Ultraviolettbeleuchtung abgetastet und haben solche Dokumente als Fälschung zurückgewiesen, die fluoreszierendes Licht aussenden.
Es wurde jedoch herausgefunden, dass die zur Zeit bekannten ultravioletten Authentifizierungsvertahren nicht sämtliche Arten von Fälschungen ermitteln. Während zum Beispiel viele falsche US-Banknoten fluoreszierendes Licht unter Ultraviolettbeleuchtung aussenden, tun dies einige falsche US-Banknoten nicht.
Die US-A-4352988 bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche zwischen akzeptierbaren und nicht akzeptierbaren Banknotenblättern unterscheidet, wobei Banknoten zurückgewiesen werden, basierend auf ihrer Dicke, Tintensättigung und Tintendichte. Um dies zu tun, leuchtet dieser Aufbau mit zwei Lichtquellen auf das Blatt. Ein photoelektrischer Detektor misst den Betrag des von dem Blatt zurückreflektierten Lichts (um die Tintensättigung und -dichte zu ermitteln) und ein anderer photoelektrischer Detektor misst den Betrag an Licht, der durch das Blatt hindurchstrahlt (um die Blattdichte zu ermitteln).
Die US-A-4563771 ist ein tragbarer, akustischer Sicherheitsvalidator zur Verwendung durch Blinde. Der Benutzer führt eine einzige Banknote in eine ausgesparte Blattform ein, unabhängig, ob diese mit dem Gesicht nach oben, dem Gesicht nach unten, vorwärts oder rückwärts positioniert ist, und die Vorrichtung berichtet hörbar den Nennwert der Banknote, warnt hörbar den Benutzer, dass die Banknote nicht echt sein könnte. Ein Eingabesensor ermittelt die Anwesenheit einer Banknote, welche Rollkörper aktiviert, die die Banknote über die „LED Reflektions"-Sensoren führt, die auf gegenüberliegenden Seiten des Transportweges angeordnet sind und abschließend kehren die Rollkörper die Banknote zurück zu der hinterschnittenen Plattform nach der Ermittlung. Solch eine Vorrichtung, welche nur eine Banknote auf einmal akzeptieren kann und welche jede Banknote zurück zu der Eingabeplattform zurückkehrt, ist aufgrund seiner Eigenschaften eine langsam arbeitende Vorrichtung.
US-A-4539702 stellt angeblich ein Verfahren für eine Unterscheidung bereit, ob eine Banknote mit dem Gesicht nach oben oder dem Gesicht nach unten angeordnet ist, ob eine Banknote beschädigt ist und welcher Art die Banknote ist. Dieser Aufbau vergleicht die Banknotenmuster mit Referenzmuster, die in einer Nachschlag-Tabelle im Speicher hinterlegt sind, um die Art einer Banknote zu unterscheiden. Obwohl das Muster einer Banknote von „N-Sensoren, die quer zum Weg der Banknote angeordnet sind" ermittelt werden kann, lehrt diese Druckschrift nicht oder schlägt nicht vor, ob diese N-Sensoren angeordnet sind.
US-A-4356473 adressiert das Problem der Identifikation der „Mittellinie" des Treasurysiegels, das auf US-Währung gefunden werden kann, bei Hochgeschwindigkeitswährungshandhabungsmaschinen aufgrund von leichten Variationen bezüglich, wo das Siegel von Banknote zu Banknote erscheint, aufgrund der Banknotenorientierung und aufgrund von Schwimmen und ähnlichen Effekten, die bei Hochgeschwindigkeitsdokumentenhandhabern vorhanden sind. Diese Druckschrift verwendet zwei Mehrspur-Magnet-Wiedergabekpfe, die auf derselben Seite eines Transportwegs angeordnet sind, einen um zu ermitteln, welche Spur mit einem bekannten „Profil" ausge richtet ist (d. h. die Buchstaben „Washington, D.C.", die direkt über dem Treasurysiegel zu finden sind) und den anderen, um ein Muster auf der geeigneten Spur zu ermitteln. Darüber hinaus lehrt diese Druckschrift, dass die Köpfe auf derselben Seite der Spur sein müssen, wie diese magnetischen Köpfe, weil magnetische Tinte, welche nur auf einer Seite der US-Währung angeordnet ist, nämlich der Seite, die mit schwarzer Tinte gedruckt wurde.
Überblick über die Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Identifizieren von Dokumenten bereitzustellen.
Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.
Die Erfindung ist definiert durch die Merkmale von Anspruch 1.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.
Zusammenfassend verwendet die vorliegende Erfindung eine optische Abfrage und Korrelationstechnik, um jeden der mehreren unterschiedlichen Banknotentypen unabhängig davon zu identifizieren, ob die Banknote entlang der "Vorwärts"- oder "Rückwärts"-Richtung abgetastet wurde. In ähnlicher Weise ist das System bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Lage, jeden der mehreren unterschiedlichen Banknotentypen unabhängig davon zu identifizieren, ob die Banknote in das System mit einer "Gesicht nach oben" oder "Gesicht nach unten" Orientierung zugeführt wurde. Die Seitenorientierung kann durch Abspeichern von Vergleichsmustern berücksichtigt werden, die von beiden Seiten von echten Dokumenten abgetastet wurden, oder durch Verwenden eines Systems mit einem oder mehrerer Abtastköpfe auf einer einzigen Seite eines Dokumententransportwegs und Vergleichen der abgetasteten Muster mit Vergleichsmustern, die von beiden Seiten von echten Dokumenten abgerufen wurden. Abtastköpfe sind auf beiden Seiten eines Dokumententransportwegs angeordnet, wobei abgetastete Muster, die von entsprechenden Seiten abgerufen wurden, mit den Vergleichsmustern von beiden Seiten ver glichen werden oder mit Vergleichsmustern von korrespondierenden Seiten, wenn die Seitenorientierung bestimmt werden kann. Zusätzlich kann eine Mehrfachüberprüfung durchgeführt werden, so dass die Identität, die durch einen Treffer von Mustern von einer Seite eines Dokuments bestimmt wurde, konsistent ist mit der Identität, die durch das Vergleichen von Mustern mit der anderen Seite des Dokumentes angezeigt wird. Für sowohl einseitige als auch zweiseitige Abtastkopfsysteme, wo die Seitenorientierung eines Dokuments bestimmt werden kann, bevor Muster verglichen werden, können abgetastete Muster von einer Seite eines Dokuments nur mit Vergleichsmustern verglichen werden, die von einer korrespondierenden Seite entnommen wurden. Ähnliche Verfahren können angewendet werden, um Dokumente, die in der Vorwärtsund der Rückwärtsrichtung zugeführt werden, zu verarbeiten.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet ein Abtastkopf der vorliegenden Erfindung ein Paar von lichtemittierenden Dioden ("LEDs"), um einen kohärenten Lichtstreifen von vorbestimmten Dimensionen zu fokussieren, und weist eine normalisierte Lichtverteilungsintensität über den beleuchteten Bereich auf. Die LEDs sind im Winkel zueinander angeordnet und fokussieren den gewünschten Lichtstreifen auf die schmale Abmessung einer Banknote, die flach über die Abtastfläche des Abtastkopfs angeordnet ist. Ein Fotodetektor ermittelt Licht, das von der Banknote reflektiert wird. Das Abfragen des Fotodetektorausgangs wird durch den optischen Enkoder gesteuert, um die gewünschten Reflektionsabfragen zu erhalten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel basiert die Auslösung der Abfrage auf der Erfassung der Kante einer Banknote. In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel für Banknoten, die eine Grenzlinie aufweisen, die die übrigen gedruckten Indizes umgibt, basiert die Auslösung der Datenerfassung auf dem Ermitteln der Grenzlinie einer Banknote.
Einige der beschriebenen Techniken und Vorrichtungen, die maßgeschneidert sind zum Abtasten von US-Währung sind vollständiger im US-Patent 5,295,196 für ein "Verfahren und eine Vorrichtung zur Währungsunterscheidung und -zählung" offenbart.
Beim Anpassen des Währungsunterscheidungsverfahren und der Vorrichtung, die im US-Patent Nr. 5,295,196 offenbart sind, um das Abtasten von Währungen aus anderen Ländern als den USA zu optimieren, sollte zuerst beachtet werden, dass zwar herausgefunden wurde, dass eine Abtastung entlang des zentralen Bereichs der grünen Seite von US-Banknoten gute Muster bereitstellt, um zwischen den verschiedenen US-Nennwerten zu unterscheiden, ausländische Banknoten jedoch eine Abtastung entlang von Segmenten erfordern können, die an Orten angeordnet sind, die nicht dem Zentrum entsprechen, und die zum Abtasten der Banknoten gewünschten Bereiche können von Banknotentyp zu Banknotentyp variieren. Zum Beispiel könnte festgestellt werden, dass es wünschenswert ist, deutsche Mark in der Vorwärtsrichtung entlang eines 1 Zoll Segments (2,54 cm) zur Linken der Mitte entlang der oberen Seite einer Banknote abzutasten, während es für britische Pfund wünschenswert sein kann, entlang eines 1,5 Zoll Segments (3,81 cm) zur Rechten der Mitte abzutasten. Um ein System bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Vielzahl von seitlich versetzten Segmenten abzutasten, verwendet die vorliegende Erfindung entweder mehrere seitlich zueinander versetzte stationäre Abtastköpfe, einen oder mehrere seitlich bewegbare Abtastköpfe, oder ein lineares Feld von Abtastköpfen, mit mehreren seitlich versetzten Sensoren. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Abtastköpfe oder Sensoren symmetrisch um die Mitte eines abzutastenden Dokuments angeordnet. Solch eine symmetrische Anordnung hilft bei der Schaffung eines Systems, welches in der Lage ist, Banknoten zu akzeptieren, die sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärts-Richtung zugeführt werden.
Zusätzlich können, obwohl sämtliche Nennwerte der US-Währung die gleiche Größe aufweisen, die Währungen aus anderen Ländern in Größe von Land zu Land sowie von Nennwert zu Nennwert der Währung aus demselben Land variieren. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Varianz in der Größe dadurch begegnet, dass Einrichtungen umfasst sind, die die Größe eines Dokumentes bestimmen. Diese Größenbestimmungseinrichtungen können Sensoren umfassen, die separat von den Abtastköpfen oder Abtastsensoren sind, die oben diskutiert wurden, oder alternativ in einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung Abtastköpfe oder Abtastsensoren, wie oben diskutiert, umfassen, die zum Entnehmen von abgetasteten charakteristischen Mustern verwendet werden. Basierend auf der von einer Banknote entnommenen Größeninformation können ausgewählte Abtastköpfe aktiviert werden, seitlich bewegbare Abtastköpfe können geeignet positioniert und aktiviert werden und/oder ausgewählte Sensoren in einem linearen Abtastkopffeld können aktiviert werden, um ein Abtasten entlang eines geeigneten Segments einer Banknote zu ermöglichen, basierend auf ihrer Größe. Alternativ können sämtliche Abtastköpfe oder Abtastsensoren aktiviert werden und der Ausgang eines geeignet positionierten Abtastkopfs oder Abtastsensors kann verarbeitet werden, um abgetastete Muster zu erzeugen, die auf der Größe einer Banknote basieren. Darüber hinaus kann basierend auf der Größe einer Banknote eine vorläufige Bestimmung gemacht werden, zu welcher der mehreren echten Banknotentypen eine Banknote bei einem Test potenziell passen kann. Basierend auf solch einer ersten Bestimmung kann der Vergleich der erzeugten abgetasteten Muster ausschließlich auf Vergleichsmuster begrenzt werden, die den Banknotentypen zugeordnet sind, die von dem ersten Satz der potenziell passenden Banknoten gewählt wurden.
In ähnlicher Weise kann der Transportmechanismus, welcher die abzutastenden Dokumente an den oben beschriebenen Abtastköpfen vorbeitransportiert, konstruiert sein, um Dokumente zentriert, links oder rechts ausgerichtet, nicht gesteuert seitlich positioniert, nicht schräggestellt oder schräggestellt zu transportieren. Sensoren, die separat und unterschiedlich von den oben beschriebenen Abtastköpfen sind, oder die oben beschriebenen Abtastköpfe selbst können verwendet werden, um die seitliche Position der transportierten Banknoten und/oder deren Kippgrad zu bestimmen. Basierend auf der Bestimmung der seitlichen Positionierung einer Banknote und/oder deren Schrägstellung können geeignet positionierte Abtastköpfe oder Abtastsensoren aktiviert werden oder seitlich bewegbare Abtastköpfe können geeignet positioniert und aktiviert werden oder der Ausgang von geeignet positionierten Abtastköpfen oder Abtastsensoren kann verarbeitet werden, um abgetastete Muster zu erzeugen, die auf der seitlichen Lage und/oder Schrägstellung der Banknote basieren.
Zusätzlich können, während sämtliche Nennwerte von US-Währung die gleichen Farben (eine "grüne" Seite und eine "schwarze" Seite) haben, Währung von anderen Ländern in ihrer Farbe von Land zu Land sowie von Nennwert zu Nennwert bei Währungen desselben Landes variieren. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der Abweichung der Farbe durch Verwenden von Einrichtung zum Bestimmen der Farbe eines Dokumentes begegnet. Diese Farbbestimmungseinrichtung kann Sensoren umfassen, die separat von den oben beschriebenen Abtastköpfen oder Sensoren sind oder alternativ in einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die oben beschriebenen, geeignet mo difizierten Abtastköpfe oder Sensoren umfassen, die zur Entnahme von abgetasteten charakteristischen Mustern verwendet werden. Zum Beispiel können Farbfilter vor den oben beschriebenen Abtastköpfen oder Sensoren platziert werden. Basierend auf der Farbinformation, die von einer Banknote entnommen wird, können ausgewählte Abtastköpfe aktiviert werden, seitlich bewegbare Abtastköpfe können geeignet positioniert und aktiviert werden, und/oder ausgewählte Sensoren in einem linearen Abtastkopffeld können aktiviert werden, um ein Abtasten entlang geeigneter Segmente einer Banknote, basierend auf deren Farbe, zu ermöglichen. Alternativ können Abtastköpfe oder Abtastsensoren aktiviert werden und der Ausgang der geeignet positionierten Abtastköpfe oder Abtastsensoren kann verarbeitet werden, um abgetastete Muster basierend auf der Farbe einer Banknote zu erzeugen. Darüber hinaus kann basierend auf der Farbe einer Banknote eine erste Bestimmung gemacht werden, zu welcher von mehreren echten Banknotentypen eine Banknote bei einem Test potenziell passen könnte. Basierend auf solch einer ersten Bestimmung kann der Vergleich der erzeugten abgetasteten Muster begrenzt werden auf nur die Vergleichsmuster, die mit den Banknotenarten verknüpft sind, die von dem ersten Satz der potenziell passenden Banknoten ausgewählt sind.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können sowohl Farb- als auch Größeninformationen wie oben beschrieben verwendet werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung zum Währungsunterscheiden einen ersten und zweiten stationären Abtastkopf auf gegenüberliegenden Seiten eines Banknotentransportwegs zum Abtasten der entsprechenden ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberfläche einer Banknote, die sich entlang des Transportwegs bewegt, und zum Erzeugen entsprechender Ausgangssignale. Die Banknote bewegt sich entlang des Transportwegs in Richtung einer vorbestimmten Abmessung der Banknote. Ein Speicher speichert Vergleichscharakteristikmuster, die zu zugehörigen vorbestimmten Oberflächen (beispielsweise grüne Oberflächen) von mehreren Nennwerten von echten Banknoten korrespondieren. Eine Abtastschaltung tastet die Ausgangssignale ab, die entsprechend der ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberfläche der abgetasteten Banknote zugeordnet sind: Ein Signalprozessor ist programmiert, um zu bestimmen, ob die erste oder zweite gegenüberliegende Oberfläche zu den zugehörigen Oberflächen mehrerer Nennwerte einer echten Bank note korrespondiert. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das zum Unterscheiden z. B. von US-Banknoten ausgebildet ist wird die Bestimmung, welche Oberfläche einer Banknote zu einer vorbestimmten Oberfläche korrespondiert, durch Ermitteln der Grenzlinien auf jeder Seite einer Banknote und Bestimmen der Relativzeiten zum Ermitteln jeder Grenzlinie durchgeführt. Der Prozessor korreliert dann das Ausgangssignal, das einer, der ersten oder zweiten gegenüberliegenden Oberflächen zugeordnet ist, mit den Vergleichscharakteristikmustern, die den zugehörigen vorbestimmen Oberflächen zugeordnet sind. Wenn der Korrelationsgrad zwischen dem gewählten Ausgangssignal und einen der abgespeicherten charakteristischen Muster größer ist als ein vorbestimmter Schwellwert, dann wird der Nennwert der Banknote positiv identifiziert.
Wie oben beschrieben, ist es bekannt, dass einige falsche US-Banknoten fluoreszieren oder sichtbares Licht aussenden, wenn sie durch ultraviolettes Licht beleuchtet werden. Während echte US-Währung nicht fluoresziert, wird das Aussenden von sichtbarem Licht als ein Mittel zum Detektieren von falscher US-Währung eingesetzt. Jedoch wurde herausgefunden, dass nicht sämtliche falschen US-Banknoten fluoreszieren; und somit werden solche Fälschungen nicht durch den oben beschriebenen Fluoreszenztest ermittelt.
Es wurde herausgefunden, dass echte US-Währung einen hohen Grad von ultraviolettem Licht reflektiert, wenn sie durch eine Ultraviolettlichtquelle beleuchtet wird. Es wurde ebenso herausgefunden, dass einige falsche US-Banknoten keinen hohen Grad an ultraviolettem Licht reflektieren. Solche falschen Banknoten können oder können nicht ebenso unter ultraviolettem Licht fluoreszieren. Ein Ausführungsbeispiel verwendet einen Authentifizierungstest, worin die Menge an reflektiertem ultravioletten Licht gemessen wird und eine Banknote zurückgewiesen wird, wenn diese nicht einen hohen Betrag an ultraviolettem Licht reflektiert. Durch Einsetzen eines solchen Tests können falsche US-Banknoten, welche nicht einen hohen Grad an ultraviolettem Licht reflektieren sauber zurückgewiesen werden.
Während nicht sämtliche falschen US Banknoten versagen, einen hohen Grad an ultraviolettem Licht zu reflektieren und deshalb nicht alle falschen US-Banknoten bei Verwendung dieses Tests ermittelt werden, stellt die vorliegende Erfindung zusätzli che Einrichtungen zum Ermitteln von falschen Banknoten bereit, welche ansonsten unermittelt hindurchgehen. Des Weiteren kann die Wahrscheinlichkeit, dass eine falsche US-Banknote unermittelt hindurchgeht weiter reduziert werden durch Bereitstellen eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, worin der Betrag an reflektiertem ultravioletten Licht und der Betrag an ausgesendetem sichtbaren Licht gemessen werden. In solch einem System wird eine Banknote als Fälschung zurückgewiesen, wenn diese entweder versagt, einen hohen Grad an ultraviolettem Licht zu reflektieren oder diese fluoresziert.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können angepasst werden, um Währungen von anderen Ländern oder andere Arten von Dokumenten, wie z. B. Briefmarken oder Schecks zu authentifizieren. Z. B. können einige echte Dokumente ausgestaltet sein, um ultraviolettes Licht nur an verschiedenen Stellen und/oder in einem vorbestimmten Muster zu reflektieren. Ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ausgestaltet sein, um Dokumente zu akzeptieren, welche ähnliche Charakteristiken aufweisen, während die, welche diese nicht aufweisen, zurückgewiesen werden. In ähnlicher Weise kann ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um Dokumente zu authentifizieren, basierend auf ihren beiden Eigenschaften bezüglich reflektiertem ultravioletten Licht und ihren Eigenschaften bezüglich fluoreszierender Ausstrahlung, z. B. Ermitteln des Betrags, der Stelle und/oder des Musters von fluoreszierender Ausstrahlung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Währungs-Abtast- und Zählmaschine, die die vorliegende Erfindung darstellt;
2a zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Währungs-Abtast- und – Zählmaschine der 1, wobei ein Abtastkopf an einer jeden Seite eines Transportpfades angeordnet ist;
2b zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Währungs-Abtast- und – Zählmaschine, wobei ein Abtastkopf an einer einzigen Seite eines Transportweges angeordnet ist;
2c zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Währungs-Abtast- und – Zählmaschine ähnlich dem der 2b, wobei allerdings das Zuführen und Abtasten von Banknoten entlang ihrer Breitenrichtung dargestellt ist;
2d zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Währungs-Abtast- und – Zählmaschine ähnlich dem der 2a – 2d, wobei die Verwendung eines zweiten Eigenschaftsdetektors dargestellt ist;
3 zeigt eine diagrammartige perspektivische Darstellung der aufeinanderfolgenden Bereiche, die während der Querbewegung einer einzelnen Banknote über einen optischen Sensor gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgetastet werden;
4a und 4b zeigen perspektivische Ansichten einer Banknote und eines bevorzugten Bereichs, der optisch auf der Banknote abgetastet werden soll;
5a und 5b zeigen diagrammartige Seitenaufrissansichten des optisch abzutastenden Abtastbereichs auf einer Banknote entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
6a zeigt eine perspektivische Ansicht einer Banknote, in der der bevorzugte Bereich einer ersten Oberfläche dargestellt ist, die durch einen der beiden bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendeten Abtastköpfe zu abzutasten ist;
6b zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Banknote der 6a, in der der bevorzugte Bereich einer zweiten Oberfläche dargestellt ist, die durch den anderen der bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendeten Abtastköpfe abzutasten ist;
6c zeigt eine Seitenansicht, in der die erste Oberfläche einer Banknote, die durch einen obenliegenden Abtastkopf abgetastet wird, und die zweite Ober fläche der Banknote, die durch einen unten liegenden Abtastkopf abgetastet wird, dargestellt ist;
6d zeigt eine Seitenansicht, in der die erste Oberfläche einer Banknote, die durch einen unteren Abtastkopf abgetastet wird, und die zweite Oberfläche der Banknote, die durch einen oberen Abtastkopf abgetastet wird, dargestellt sind;
7a und 7b bilden Blockdiagramme, die eine bevorzugte Schaltkreisanordnung zur Verarbeitung und Korrelierung von Reflektionsdaten gemäß der optischen Erfassungs- und Zähltechnik der Erfindung darstellen;
8a und 8b umfassen ein Flussdiagramm, in dem die Aufeinanderfolge von Funktionen dargestellt ist, die bei der Implementierung eines Unterscheidungs- und Authentifizierungssystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet sind;
9 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei der Erfassung der Anwesenheit einer Banknote benachbart zum unteren Abtastkopf und der Grenzlinie an der Seite der Banknote benachbart zum unteren Abtastkopf beteiligt ist;
10 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei der Erfassung der Anwesenheit einer Banknote benachbart zum oberen Abtastkopf und der Grenzlinie auf der Seite der Banknote benachbart zum oberen Abtastkopf beteiligt ist;
11a zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei der dem oberen Abtastkopf zugeordneten Analog-Digital-Umwandlungsroutine beteiligt ist;
12 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei der Entscheidung, welcher Abtastkopf die grüne Seite einer US-Banknote abtastet, beteiligt ist;
13 zeigt ein Flussdiagramm, in dem die Abfolge der Funktionen dargestellt ist, die bei der Bestimmung des Banknotenwertes anhand der Korrelationsergebnisse beteiligt sind;
14 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das beim Abbremsen und Anhalten des Banknotentransportsystems im Falle eines Fehlers beteiligt ist;
15a zeigt eine grafische Darstellung von repräsentativen charakteristischen Mustern, die durch eine engdimensionale optische Abtastung einer 1$ Banknote in Vorwärtsrichtung erzeugt werden;
15b zeigt eine grafische Darstellung von repräsentativen charakteristischen Mustern, die bei einer engdimensionalen optischen Abtastung einer 2$ Banknote in Rückwärtsrichtung erzeugt werden;
15c zeigt eine grafische Darstellung von repräsentativen charakteristischen Mustern, die durch eine engdimensionale optische Abtastung einer 100$ Banknote in Vorwärtsrichtung erzeugt werden;
15d zeigt einen Graph, in dem Musterbestandteile dargestellt sind, die durch Abtastung alter und neuer 20$-Noten gemäß einem zweiten Verfahren entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt werden;
15e zeigt einen Graphen, der ein Muster einer 2$-Note darstellt, die in Vorwärtsrichtung abgetastet wird, wobei das Muster durch Mittelung der Muster der 15d gemäß einem zweiten Verfahren entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt wird;
16a-e zeigen grafische Darstellungen der Wirkung; die bei einem Korrelationsmuster unter Verwendung der progressiven Verschiebetechnik gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt wird;
17a-17c zeigt ein Flussdiagramm, in dem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines abgeänderten Mustererzeugungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
18a zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei der Ausführung mehrfacher Korrelationen der Abtastwerte einer einzigen Banknote involviert ist;
18b zeigt ein Flussdiagramm, in dem ein gegenüber der 18a abgeändertes sequentielles Verfahren dargestellt ist;
19a zeigt ein Flussdiagramm, in dem die Folge der Verfahrensschritte dargestellt ist, die bei der Bestimmung der Banknotenbezeichnung anhand der Korrelationsergebnisse unter Verwendung der von der grünen Seite der US-Noten gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erhaltenen Daten beteiligt sind;
19b und 19c zeigen ein Flussdiagramm, in dem die Abfolge der Verfahrensschritte dargestellt ist, die bei der Bestimmung des Notenwertes anhand der Korrelationsergebnisse unter Verwendung der von der schwarzen Seite von US-Noten gefundenen Daten beteiligt sind;
20a zeigt einen vergrößerten senkrechten Schnitt, der in etwa durch die Mitte der Maschine geführt ist, die verschiedenen Transportrollen jedoch in Seitenansicht zeigt;
20b zeigt eine Draufsicht auf den inneren Mechanismus der Maschine der 1 zum Transport von Banknoten über die optischen Abtastköpfe, wobei außerdem die Stapelräder an der Vorderseite der Maschine dargestellt sind;
21a zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Banknotentransportmechanismus, der die Noten von den Vereinzelungsrädern der Maschine der 1 aufnimmt;
21 b zeigt eine Querschnittsansicht des Banknotentransportmechanismus der 21 entlang der Linie 21b;
22 zeigt eine Seitenansicht der Maschine der 1, wobei die Seitenwand des Gehäuses entfernt ist;
23 zeigt eine vergrößerte Unteransicht des unteren Halteelements der Maschine der 1 und die passiven Transportrollen, die an diesem Element angebracht sind;
24 zeigt eine Schnittansicht entlang der Mitte des Bodenhalteelements zu 23 entlang dessen kleinerer Abmessung;
25 zeigt eine Seitenansicht des Endes des oberen Halteelements der den oberen Abtastkopf der Maschine der 1 umfasst, und die Schnittansicht des unteren Halteelements, das unterhalb des oberen Halteelements angebracht ist;
26 zeigt einen Schnitt durch die Mitten sowohl des oberen als auch des unteren Halteelements entlang der längeren Abmessung des in der 23 dargestellten unteren Halteelements;
27 zeigt eine Draufsicht auf das obere Halteelement, das den oberen Abtastkopf umfasst;
28 zeigt eine Unteransicht des oberen Halteelements, das den oberen Abtastkopf umfasst;
29 zeigt eine Darstellung der Lichtverteilung, die um einen der optischen Abtastköpfe herum erzeugt wird;
30a und 30b zeigen diagrammartige Darstellungen der Lagen von zwei hilfsweisen Fotosensoren relativ zu einer Banknote, die über diese durch den Transport- und Abtastmechanismus, wie er in den 20a-28 dargestellt ist, geleitet wird;
31 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei einer Aufwärtsrampenroutine zur Erhöhung der Fördergeschwindigkeit des Notentransportmechanismus von Null zur Höchstgeschwindigkeit beteiligt ist;
32 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei einer Rampe-zur-Niedriggeschwindigkeitsroutine zur Verringerung der Fördergeschwindigkeit des Notentransportmechanismus von der Höchstgeschwindigkeit zu einer niedrigen Geschwindigkeit beteiligt ist;
33 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei einer Rampe-zur-Nullgeschwindigkeitsroutine zur Verringerung der Fördergeschwindigkeit des Notentransportmechanismus auf Null beteiligt ist;
34 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei einer Pause-nach-Ramperoutine zur Verzögerung der Rückkoppelungsschleife bei einer Geschwindigkeitsänderung vom Notentransportmechanismus beteiligt ist;
35 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei einer Rückkoppelungsschleifenroutine zur Überwachung und Stabilisierung der Fördergeschwindigkeit des Notentransportmechanismus involviert ist;
36 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei einer Doppelerfassungsroutine zur Erfassung sich überlappender Noten involviert ist;
37 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei einer Routine zur Erfassung von Musterdaten, die dunkle Flecken auf einer Note repräsentieren, beteiligt ist;
38 zeigt ein Flussdiagramm, in dem das sequentielle Verfahren dargestellt ist, das bei einer Routine zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Spannungspegels des Lesekopfes involviert ist;
39 zeigt eine Draufsicht auf eine Note und auf Größenerfassungssensoren entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
40 zeigt eine Draufsicht auf eine Note, in der mehrere, optisch abzutastende Bereiche auf einer Note gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt sind;
41a zeigt einen Grafen, in dem ein abgetastetes Muster dargestellt ist, welches gegenüber einem entsprechenden Vergleichsmuster versetzt ist;
41 b ist ein Graf, in dem die gleichen Muster wie in 41a dargestellt sind, nachdem das abgetastete Muster relativ zum Vergleichsmuster verschoben wurde;
42 zeigt eine Seitenansicht einer Mehrfach-Abtastkopfanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
43 zeigt eine Seitenansicht einer Mehrfach-Abtastkopfanordnung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
44 zeigt eine Seitenansicht einer Mehrfach-Abtastkopfanordnung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
45 zeigt eine Seitenansicht einer Mehrfach-Abtastkopfanordnung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
46 zeigt eine Draufsicht einer gestaffelten Abtastkopfanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
47a zeigt eine Draufsicht auf einen Linearfeld-Abtastkopf gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei eine mittig zugeführte Banknote dargestellt ist;
47b zeigt eine Seitenansicht eines Linearfeld-Abtastkopfes gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei eine mittig zugeführte Banknote dargestellt ist;
48 zeigt eine Draufsicht auf einen Linearfeld-Abtastkopf gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei eine außermittig zugeführte Banknote dargestellt ist;
49 zeigt eine Draufsicht auf einen Linearfeld-Abtastkopf gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei eine schräg zugeführte Banknote dargestellt ist;
50a und 50b zeigen Flussdiagramme der Funktion eines Währungsunterscheidungssystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
51 zeigt eine Draufsicht auf eine Dreifach-Abtastkopfanordnung, die bei einer Unterscheidungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird, um sowohl kanadische als auch deutsche Banknoten der vorliegenden Erfindung zu unterscheiden;
52 zeigt eine Draufsicht auf eine kanadische Banknote, in der die Bereiche dargestellt sind, die durch die Dreifach-Abtastkopfanordnung der 51 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgetastet werden;
53 zeigt ein Flussdiagramm der Schwellenwerttests, die zum Abruf des Wertes einer kanadischen Banknote gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
54a zeigt die allgemeinen Bereiche, die zur Erzeugung von Vergleichsmustern einer 10-DM deutschen Banknote gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgetastet werden;
54b zeigt die allgemeinen Bereiche, die zur Erzeugung von Vergleichsmustern von 20 DM, 50 DM und 100 DM deutschen Banknoten gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgetastet werden;
55 zeigt ein Flussdiagramm der Schwellenwerttests, die zum Abrufen des Wertes einer deutschen Banknote gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
56 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Dokument-Authentifizierungs- und Unterscheidungs-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
57 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Dokument-Authentifizierungs- und Unterscheidungs-Einrichtung dargestellt ist;
58 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Dokument-Authentifizierungs- und Unterscheidungs-Einrichtung dargestellt ist;
59 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf das Steuer- und Display-Feld der Maschine der 1;
60a zeigt eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Dokumentenauthentifikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
60b zeigt eine Draufsicht des bevorzugten Beispiels der 60a entlang der Richtung 60b;
60c zeigt eine Draufsicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels der 60a entlang der Richtung 60c; und
61 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Dokumentenauthentifikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Obwohl die Erfindung in verschiedenen Abänderungen und alternativen Formen ausgeführt werden kann, sind spezielle Ausführungsbeispiele derselben beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden genau beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die speziell offenbarten Formen zu beschränken, sondern es ist im Gegenteil die Absicht, sämtliche Abänderungen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, wie er durch die beigefügten Ansprüche bestimmt ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein an die US-Währung angepasstes Währungsunterscheidungssystem in Verbindung mit beispielsweise den 1-38 beschrieben. Im Folgenden werden Abänderungen eines derartigen Unterscheidungssystems beschrieben, um ein Währungsunterscheidungssystem in Übereinstimmung mit weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zu erhalten, wobei ein derartiges Währungsunterscheidungssystem mehrere Abtastköpfe pro Seite aufweisen kann. Obwohl sich die folgenden bevorzugten Ausführungsbeispiele mit dem Abtasten von Banknoten befassen, kann das System gemäß der vorliegenden Erfindung genauso gut auch bei anderen Dokumenten angewendet werden. Beispielsweise kann das System der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit Wertpapier-Zertifikaten, Aktien, Brief- und Lebensmittelmarken verwendet werden.
Mit Bezug auf die 1 und 2a ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Währungs-Abtast- und -Zählmaschine 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Maschine 10 umfasst eine Eingangsaufnahme- oder Banknotenannahmestation 12, in die Stapel von Banknoten, die identifiziert und gezählt werden müssen, gelegt werden. Auf die Banknoten bzw. Geldscheine in der Eingangsaufnahme wirkt eine Banknotentrennstation 14 ein, die dazu dient, jeweils nur eine Banknote aufzunehmen bzw. zu vereinzeln, so dass diese der Reihe nach durch einen Banknotentransportmechanismus 16 (2a) entsprechend einem genau vorbestimmten Förderweg zwischen einem Paar von Abtastköpfen 18a, 18b weitergeleitet werden, wo der Banknotenwert abgetastet und identifiziert wird. Gemäß der Erfindung werden die Banknoten mit einer Geschwindigkeit von über 800 Banknoten pro Minute abgetastet und identifiziert. Im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein jeder Abtastkopf 18a, 18b ein optischer Abtastkopf, der nach charakteristischen Informationen auf einer abgetasteten Banknote 17 abtastet, die zur Identifizierung des Banknotenwerts bzw. der Banknotenbenennung verwendet wird. Die abgetastete Banknote 17 wird dann zu einer Ausgangsaufnahme oder einer Banknotenstapelstation 20 transportiert, wo die so verarbeiteten Banknoten für ein nachfolgendes Entfernen gestapelt werden.
Ein jeder Abtastkopf 18a, 18b umfasst vorzugsweise ein Paar von Lichtquellen 22, die Licht auf den Notenförderweg so richten, dass sie einen im Wesentlichen rechteckigen Lichtstreifen 24 auf einer auf dem Förderweg benachbart zum Abtastkopf 18 angeordneten Banknote 17 beleuchten. Das vom beleuchteten Streifen 24 reflektierte Licht wird durch einen Fotodetektor 26, der zwischen den beiden Lichtquellen angeordnet ist, erfasst. Der analoge Ausgang des Fotodetektors 26 wird mittels einer Analog-Digital (ADC) Wandlereinheit 28 umgewandelt, deren Ausgang als digitaler Eingang einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (CPU) 30 zugeführt wird.
Obwohl die Abtastköpfe 18a, 18b der 2a optische Abtastköpfe sind, sollte verstanden sein, dass sie so ausgestaltet sein können, dass sie eine Vielzahl von charakteristischen Informationen bei Banknoten bzw. Geldscheinen erfassen. Zusätzlich können die Abtastköpfe eine Vielzahl von Erfassungsmitteln wie beispielsweise magnetische, optische, elektrische Leitfähigkeits- und kapazitive Sensoren umfassen. Die Verwendung solcher Sensoren ist unten genauer erläutert (vgl. z. B. 2d).
Mit Bezug wieder auf die 2a ist der Banknotentransportweg so definiert, dass der Transportmechanismus 16 Banknoten mit der kleineren Abmessung der Banknoten parallel zum Förderweg und der Abtastrichtung bewegt. Alternativ kann das System 10 so ausgestaltet sein, dass es Banknoten entlang ihrer längeren Abmessung oder entlang einer schrägen Abmessung abtastet. Während eine Banknote 17 sich an dem Abtastkopf 18a, 18b vorbeibewegt, tastet der Streifen 24 aus kohärentem Licht die Banknote wirksam entlang der kleinen Abmessung der Banknote ab. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Förderweg so angeordnet, dass eine Banknote 17 entlang eines mittleren Abschnittes der Note entlang ihrer kleinen Abmessung abgetastet wird, wie in 2a dargestellt ist. Jeder Abtastkopf funktioniert so, dass er das von der Banknote reflektierte Licht erfasst, während sich diese über den beleuchteten Lichtstreifen 24 bewegt und dass er eine analoge Darstellung der Änderung des reflektierten Lichts bereitstellt, welches wiederum die Änderung des Gehalts an dunklen und hellen Anteilen im gedruckten Muster oder der Markierungen auf der Oberfläche der Banknote darstellt. Diese Änderung des beim Abtasten der Banknoten in der kleineren Abmessung reflektierten Lichts dient als ein Maß zur Unterscheidung, mit einem hohen Maß an Zuverlässigkeit, einer Vielzahl von Währungen bzw. Geldscheinwerten, die das System zu bearbeiten programmiert ist.
Eine Reihe derart erfasster Reflektionssignale wird über die kleine Abmessung der Banknote oder über ein ausgewähltes Segment derselben erhalten und die daraus resultierenden Analogsignale werden unter Steuerung der CPU 30 digitalisiert, um eine feste Anzahl von digitalen Reflektionsdatenreihen zu ergeben. Die Datenreihen werden dann einer Normalisierungsroutine unterworfen, um die erfassten Daten in Hinblick auf eine verbesserte Korrelation und auf das Ausgleichen von Änderungen aufgrund von „Kontrast"-Schwankungen in dem gedruckten Muster auf der Banknotenoberfläche zu verarbeiten. Die normalisierten Reflektionsdaten stellen ein charakteristisches Muster dar, das einzigartig für einen gegebenen Banknotenwert ist und das ausreichend unterscheidende Merkmale unter den charakteristischen Mustern verschiedener Währungsbezeichnungen bereitstellt.
Um eine starke Übereinstimmung zwischen den durch das Abtasten in Richtung der kleinen Abmessung von aufeinander folgenden Banknoten erhaltenen Reflektionsdaten sicherzustellen, wird der Reflektionserfassungsprozess vorzugsweise durch die CPU 30 mittels einer optischen Codiereinrichtung 32 gesteuert, die mit dem Banknotentransportmechanismus 16 verbunden ist und genau der physischen Bewegung der Banknoten 17 zwischen den Abtastköpfen 18a, 18b folgt. Insbesondere ist der optische Enkoder 32 mit der Drehbewegung des Antriebsmotors verbunden, der die Be wegung erzeugt, die den Banknoten entlang des Förderweges mitgeteilt wird. Zusätzlich stellt die Mechanik des Fördermechanismus sicher, dass ein formschlüssiger Kontakt zwischen der Banknote und dem Förderweg beibehalten wird, insbesondere während die Banknote durch die Abtastköpfe abgetastet wird. Unter diesen Bedingungen kann der optischen Enkoder 32 genau die Bewegung der Banknote 17 relativ zu den durch die Abtastköpfe 18a, 18b erzeugten Lichtstreifen 24 verfolgen, indem er die Drehbewegung des Antriebsmotors überwacht.
Die Ausgänge der Fotodetektoren 26 werden durch die CPU 30 überwacht, um anfänglich das Vorhandensein der Banknote benachbart zu den Abtastköpfen und nachfolgend den Startpunkt des gedruckten Musters auf der Banknote zu erfassen, wie er durch die dünne Grenzlinie 17a repräsentiert ist, die typischerweise die aufgedruckten Kennzeichen auf Banknoten umschließt. Wenn einmal die Grenzlinie 17a erfasst wurde, wird die optische Codiereinrichtung 32 dazu verwendet, den Zeitpunkt und die Anzahl der Reflektionsdaten zu kontrollieren, die von den Ausgängen der Fotodetektoren 26 erhalten werden, während sich die Banknote 17 über die Abtastköpfe bewegt.
2b stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Banknoten-Abtast- und – Zählmaschine 10 ähnlich dem der 2a dar, das jedoch einen Abtastkopf auf nur einer einzigen Seite des Förderweges aufweist.
2c zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Währungs-Abtast- und – Zählmaschine 10 ähnlich dem der 2b auf, wobei jedoch die Zuführung und das Abtasten der Banknoten entlang ihrer Breitenrichtung dargestellt ist.
Wie in den 2b bis 2c dargestellt ist, bewegt der Fördermechanismus 16 die Banknoten mit einer im Vorhinein ausgewählten ihrer beiden Abmessungen (kurz oder lang) parallel zum Förderweg und der Abtastrichtung. Die 2b und 4a zeigen Banknoten, die mit ihrer kleinen Abmessung „W" parallel zur Bewegungs- und Abtastrichtung orientiert sind, während die 2c und 4b Banknoten darstellen, die mit ihrer breiten Abmessung „L" parallel zur Bewegungs- und Abtastrichtung orientiert sind.
Mit Bezug nun auf die 2d ist ein Funktionsblockdiagramm dargestellt, in dem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Währungs- Unterscheidungs- und Authentifizierungs-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Die Funktion des Systems der 2d ist die gleiche wie die von 2a, bis auf die folgenden Abweichungen. Das System 10 umfasst eine Banknotenannahmestation 12, wo Stapel von zu identifizierenden, zu authentifizierenden und zu zählenden Banknoten abgelegt werden. Auf angenommene Banknoten wird durch eine Banknotentrennstation 14 eingewirkt, die dazu dient, eine einzelne Banknote auszuwählen oder zu vereinzeln, um sie dann der Reihe nach durch einen Banknotentransportmechanismus 16 entsprechend einem genau vorbestimmten Transportweg über zwei Abtastköpfe 18 und 39 weiterzuleiten, wo die Währungsbezeichnung der Banknote identifiziert und die Echtheit der Banknote authentifiziert wird. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Abtastkopf 18 ein optischer Abtastkopf, der nach einer ersten Art von charakteristischer Informationen bei einer abgetasteten Banknote 17 abtastet, die zur Identifizierung der Bezeichnung der Banknote dient. Ein zweiter Abtastkopf 39 tastet nach einer zweiten Art von charakteristischer Information auf der abgetasteten Banknote 17 ab. Obwohl im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel die Abtastköpfe 18 und 19 getrennt und unterschiedlich sind, ist verständlich, dass diese in einen einzigen Abtastkopf vereint sein können. Wo beispielsweise die erste erfasste Eigenschaft die Intensität des reflektierten Lichtes und die zweite erfasste Eigenschaft Farbe ist, kann ein einziger optischer Abtastkopf mit einer Vielzahl von Detektoren, einer oder mehrere davon ohne Filter und einer oder mehrere mit Farbfiltern, verwendet werden (US-Patent Nr. 4,992,860). Die abgetastete Banknote wird dann an eine Banknotenstapelstation 20 transportiert, wo die so verarbeiteten Banknoten für eine nachfolgende Entfernung gestapelt werden.
Der optische Abtastkopf 18 des bevorzugten Ausführungsbeispiels, wie es in 2d dargestellt ist, umfasst zumindest eine Lichtquelle 22, die einen Strahl von kohärentem Licht nach unten auf den Banknotentransportweg 10 so richtet, dass ein im Wesentlichen rechteckiger Lichtstreifen 24 auf einer auf dem Transportweg unter dem Abtastkopf 18 angeordneten Banknote 17 beleuchtet wird. Das vom beleuchteten Streifen 24 reflektierte Licht wird durch einen Fotodetektor 26 erfasst, der direkt oberhalb des Streifens angeordnet ist. Der analoge Ausgang des Fotodetektors 26 wird in ein digitales Signal mittels einer Analog-Digital (ADC) Wandlereinheit 28 umgewandelt, deren Ausgang als ein digi taler Eingang in eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (CPU) 30 geleitet wird.
Der zweite Abtastkopf 39 umfasst zumindest einen Detektor 41 zur Erfassung einer zweiten Art von charakteristischer Information bei einer Banknote. Der analoge Ausgang des Detektors 41 wird in ein digitales Signal mittels eines zweiten Analog-Digital-Wandlers 43 umgewandelt, dessen Ausgang ebenfalls als ein digitaler Eingang zur zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (CPU) 30 geleitet wird.
Obwohl der Abtastkopf 18 beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der 2d ein optischer Abtastkopf ist, sollte verstanden werden, dass die ersten und zweiten Abtastköpfe 18 und 39 so ausgestaltet sein können, dass sie eine Vielzahl von charakteristischen Informationen von Banknoten erfassen. Zusätzlich können diese Abtastköpfe eine Vielzahl von Erfassungsmitteln verwenden, wie beispielsweise magnetische oder optische Sensoren. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Währungseigenschaften unter Verwendung einer magnetischen Erfassung gemessen werden. Diese beinhalten die Erfassung von Mustern der Änderungen der magnetischen Flussdichte (US-Patent Nr. 3,280,974), von Mustern von senkrechten Gitterlinien im Porträtbereich der Banknoten (US-Patent Nr. 3,870,629), des Vorhandenseins eines Sicherheitsstreifens (US-Patent Nr. 5,151,607), die Gesamtmenge von magnetisierbarem Material bei einer Banknote (US-Patent Nr. 4,617,458), von Mustern aus der Erfassung der magnetischen Feldstärken entlang einer Banknote (US-Patent Nr. 4,593,184) sowie andere Muster und Zahlen vom Abtasten verschiedener Abschnitte der Banknote, wie beispielsweise des Bereichs, in dem die Bezeichnung bzw. der Geldwert ausgeschrieben ist (US-Patent Nr. 4,356,473).
Hinsichtlich der optischen Erfassung kann eine Vielzahl von Währungseigenschaften gemessen werden, wie beispielsweise die Erfassung der Dichte (US-Patent Nr. 4,381,447), der Farbe (US-Patent Nr. 4,490,846; 3,496,370; 3,480,785), Länge und Dicke (US-Patent Nr. 4,255,651), das Vorhandensein eines Sicherheitsstreifens (US-Patent Nr. 5,151,607) und von Löchern (US-Patent Nr. 4,381,447) und andere Reflektion- und Transmissions-Muster (US-Patente Nr. 3,496,370; 3,679,314; 3,870,629; 4,179,685). Die Farberfassungstechniken können Farbfilter, farbige Lampen und/oder zweifarbige Strahlteiler umfassen (US-Patente Nr. 4,841,358; 4,658,289; 4,716,456; 4,825,246; 4,992,860 und EP 325,364 ).
Zusätzl ich zur magnetischen und optischen Erfassung umfassen weitere Techniken zur Erfassung charakteristischer Informationen von Währungsnoten das Erfassen der elektrischen Konduktivität, eine kapazitive Erfassung (US-Patente Nr. 5,122,754 [Wasserzeichen, Sicherheitsstreifen]; 3,764,899 [Dicke]; 3,815,021 [dielektrische Eigenschaften]; 5,151,607 [Sicherheitsstreifen]), und mechanisches Erfassen (US-Patente Nr. 4,381,447 [Lappigkeit]; 4,255,651 [Dicke]).
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet die Erfassung der Grenzlinie 17a einen wichtigen Schritt und ermöglicht eine verbesserte Wirksamkeit der Unterscheidung bei Systemen, die ausgebildet sind, US-Währung aufzunehmen, da die Grenzlinie 17a einen absoluten Referenzpunkt für den Beginn der Datenerfassung darstellt. Würde die Kante einer Banknote als Referenzpunkt verwendet werden, so kann aufgrund der zufälligen Weise, in der sich der Abstand von der Kante zur Grenzlinie 17a sich von Banknote zu Banknote aufgrund des relativ großen Toleranzbereichs, der während des Druckens und Schneidens der Banknoten möglich ist, ändert, eine relative Verschiebung der Datenpunkte auftreten. Daher ist es schwierig, eine direkte Übereinstimmung zwischen den Datenpunkten in aufeinanderfolgenden Banknotenabtastungen herzustellen und die Wirksamkeit der Unterscheidung wird nachteilig beeinflusst. Entsprechend ist das abgeänderte Mustererzeugungsvertahren (wird unten erläutert) bei Unterscheidungssystemen besonders wichtig, die ausgebildet sind, andere Banknoten als von der US-Währung aufzunehmen, da viele Nicht-US-Banknoten keine Grenzlinie um die aufgedruckten Kennzeichen auf den Banknoten aufweisen. Aus einem ähnlichen Grund ist das abgeänderte Mustererzeugungsverfahren bei Unterscheidungssystemen, die ausgebildet sind, andere Banknoten als von der US-Währung aufzunehmen, besonders wichtig, da die gedruckten Kennzeichen vieler Nicht-US-Banknoten keine scharf definierten Kanten aufweisen, was wiederum verhindert, dass der Rand der aufgedruckten Kennzeichen einer Banknote als ein Auslöser für den Beginn des Abtastprozesses dienen kann, und anstelle dessen die Abhängigkeit von der Verwendung der Banknotenkante selbst als dem Auslöser für den Beginn des Abtastprozesses fördert.
Die Verwendung der optischen Codiereinrichtung 32 zur Steuerung des Datenerfassungsprozesses in Bezug auf die physische Bewegung einer Banknote 17 über die Abtastköpfe 18a, 18b ist auch deswegen von Vorteil, weil die Codiereinrichtung 32 dazu verwendet werden kann, eine vorbestimmte Verzögerung nachfolgend zur Erfassung der Grenzlinie 17a und vor dem Beginn der Datenerfassung zu erzeugen. Die Verzögerung der Codiereinrichtung kann so eingestellt werden, dass die Banknote 17 nur an denjenigen Segmenten abgetastet wird, die die am stärksten unterscheidungsfähigen, aufgedruckten Kennzeichen mit Bezug auf die verschiedenen Währungsbezeichnungen enthalten.
Im Falle der US-Währung wurde beispielsweise festgestellt, dass der mittlere, ungefähr 2 Zoll (ungefähr 5 cm) betragende Abschnitt der Banknoten, wenn er über den mittleren Bereich der kleineren Abmessung der Banknote abgetastet wird, ausreichende Daten zur Unterscheidung der verschiedenen US-Währungsbeträge enthält. Entsprechend kann die optische Codiereinrichtung dazu verwendet werden, den Abtastprozess so zu steuern, dass Reflektionsdaten über eine festgesetzte Zeitspanne und nur nach dem Verstreichen einer bestimmten Zeitspanne nach dem Erfassen der Grenzlinie 17a aufgenommen werden, wodurch die Abtastung auf den gewünschten mittleren Abschnitt der kleinen Abmessung der Banknote begrenzt wird.
Die 3 bis 5b zeigen den Abtastvorgang genauer. Gemäß 4a wird, während eine Banknote 17 in eine Richtung parallel zu den kurzen Kanten der Banknote voranbewegt wird, über einen Schlitz in dem Abtastkopf 18a oder 18b ein Abtasten entlang eines Segments S des mittleren Abschnittes der Banknote 17 bewirkt. Dieses Segment S beginnt in einem festen Abstand E innerhalb der Grenzlinie 17a. Während die Banknote 17 sich am Abtastkopf vorbei bewegt, ist ein Streifen s des Segments S stets beleuchtet und der Fotodetektor 26 erzeugt ein kontinuierliches Ausgangssignal, welches zu jeder Zeit proportional zur Intensität des vom beleuchteten Streifen s reflektierten Lichts ist. Dieser Ausgang wird in Zeitabständen, die durch die Codiereinrichtung gesteuert werden, erfasst, so dass die Erfassungsintervalle exakt mit der Bewegung der Banknote über den Abtastkopf synchronisiert sind. 4b ist ähnlich der 4a, zeigt jedoch eine Abtastung entlang der großen Abmessung der Banknote 17.
Wie in den 3, 5a und 5b dargestellt ist, ist es bevorzugt, dass die Datenerfassungsintervalle so ausgewählt sind, dass sich die Streifen s, die für aufeinanderfol gende Datenerfassungen beleuchtet sind, einander überlappen. Die ungeradzahligen und geradzahligen erfassten Streifen sind in den 3, 5a und 5b getrennt worden, um deutlicher diese Überlappung darzustellen. Beispielsweise überlappen die ersten und zweiten Streifen s1 und s2 einander, die zweiten und dritten Streifen s2 und s3 überlappen einander usw. Ein jedes benachbartes Paar von Streifen überlappt einander. Im dargestellten Beispiel wird dies durch Erfassungsstreifen erreicht, die 0,050 Zoll (0,127 cm) breit in Abständen von 0,029 Zoll (0,074 cm) entlang eines Segments S angeordnet sind, das 1,83 Zoll (4,65 cm) lang ist (64 Samples bzw. Erfassungen).
Die 6a und 6b zeigen zwei einander gegenüberliegende Oberflächen von US-Banknoten. Das gedruckte Muster auf den schwarzen und grünen Oberflächen der Banknote ist jeweils von einer jeweiligen dünnen Grenzlinie B₁ und B₂ umschlossen. Während eine Banknote in eine Richtung parallel zu den kurzen Kanten der Banknote bewegt wird, findet eine Abtastung über den weiten Schlitz von einem der Abtastköpfe entlang eines Segments S_A des mittleren Abschnitts der schwarzen Oberfläche der Banknote statt (6a). Wie zuvor erwähnt wurde, bestimmt die Ausrichtung der Banknote entlang des Transportweges, ob der obere oder untere Abtastkopf die schwarze Oberfläche der Banknote abtastet. Das Segment S_A beginnt in einem festen Abstand D₁ innerhalb der Grenzlinie B₁ die in einem Abstand W₁ von der Kante der Banknote angeordnet ist. Das Abtasten entlang des Segments S_A findet so statt, wie es in Verbindung mit den 3, 4a und 5a oben beschrieben wurde.
Auf ähnliche Weise tastet der andere der beiden Abtastköpfe ein Segment S_B des mittleren Abschnitts der grünen Fläche der Banknote (6b) ab. Die Ausrichtung der Banknote entlang des Transportweges bestimmt, ob der obere oder untere Abtastkopf die grüne Fläche der Banknote abtastet. Das Segment S_B beginnt in einem festen Abstand D₂ innerhalb der Grenzlinie B₂ die in einem Abstand W₂ von der Kante der Banknote angeordnet ist. Bei der US-Währung ist der Abstand W₂ auf der grünen Oberfläche größer als der Abstand W₁ auf der schwarzen Oberfläche. Es ist dieses Merkmal der US-Währung, welches einem ermöglicht, die Ausrichtung der Banknote relativ zu den oberen und unteren Abtastköpfen 18 festzustellen, wodurch es einem möglich ist, nur diejenigen erfassten Daten auszuwählen, die der grünen Oberfläche zur Korrelierung der charakteristischen Vergleichsmuster im EPROM 34 sich entspre chen. Das Abtasten entlang des Segments S_B findet so statt, wie es in Verbindung mit den 3, 4a und 5a beschrieben wurde.
Die 6c und 6d sind Seitenansichten der 2a gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 6c zeigt die erste Oberfläche einer Banknote, die von einem oberen Abtastkopf abgetastet wird, und die zweite Obertläche der Banknote, die durch einen unteren Abtastkopf abgetastet wird, während 6d die erste Oberfläche einer Banknote zeigt, die von einem unteren Abtastkopf abgetastet wird und die zweite Oberfläche der Banknote, die durch einen oberen Abtastkopf abgetastet wird. Die 6c und 6d zeigen das Paar von optischen Abtastköpfe 18a, 18b, das an gegenüberliegenden Seiten des Transportweges angeordnet ist, um ein optisches Abtasten der beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen einer Banknote zu ermöglichen. Mit Bezug auf die Währung der Vereinigten Staaten, entsprechen diese einander gegenüberliegenden Oberflächen den schwarzen und grünen Oberflächen einer Banknote. Einer der beiden optischen Abtastköpfe 18 (der „obere" Abtastkopf 18a in den 6c bis 6d) ist oberhalb des Transportweges angeordnet und beleuchtet einen Lichtstreifen auf einer ersten Oberfläche der Banknote, während der andere der optischen Abtastköpfe 18 ( der „untere" Abtastkopf 18b in 6c bis 6d) unterhalb des Transportweges angeordnet ist und einen Lichtstreifen auf der zweiten Oberfläche der Banknote beleuchtet. Die Oberfläche der Banknote, die durch einen jeden Abtastkopf einabgetastet wird, wird durch die Ausrichtung der Banknote relativ zu den Abtastköpfen 18 bestimmt. Der obere Abtastkopf 18a ist etwas stromauf relativ zum unteren Abtastkopf 18b angeordnet.
Der Fotodetektor des oberen Abtastkopfes 18 erzeugt einen ersten analogen Ausgang entsprechend der ersten Oberfläche der Banknote, während der Fotodetektor des unteren Abtastkopfes 18b einen zweiten analogen Ausgang entsprechend der zweiten Oberfläche der Banknote erzeugt. Die ersten und zweiten analogen Ausgänge werden in jeweilige erste und zweite digitale Ausgänge mittels jeweiliger Analog-Digital (ADC) Wandlereinheiten 28 umgewandelt, deren Ausgänge als digitale Eingänge einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (CPU) 30 zugeführt werden. Wie im Detail unten beschrieben wird, nutzt die CPU 30 die in 12 dargestellte Schrittfolge, um zu bestimmen, welcher vom ersten und zweiten digitalen Ausgang der grünen Oberfläche der Banknote entspricht und wählt dann den „grünen" digitalen Ausgang zur nach folgenden Korrelierung mit einer Reihe von charakteristischen Vergleichsmustern, die im EPROM 34 gespeichert sind. Wie unten erläutert wird, werden die charakteristischen Vergleichsmuster vorzugsweise dadurch erzeugt, dass Abtastungen der grünen Oberflächen, nicht der schwarzen Oberflächen, bei Banknoten mit unterschiedlichen Werten durchgeführt werden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der analoge Ausgang, der der schwarzen Oberfläche der Banknote entspricht, nicht für die nachfolgende Korrelierung verwendet.
Die optische Erfassungs- und Korrelationstechnik basiert auf der Verwendung des obigen Verfahrens, um eine Reihe von gespeicherten Intensitätssignalmustern unter Verwendung echter Banknoten für jeden Wert der Währung, der zu erfassen ist, zu erzeugen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden zwei oder vier Sätze von Intensitätssignal-Grunddaten erzeugt und im Systemspeicher, vorzugsweise in Form eines EPROMs 34 (vgl. 2a), für jeden erfassbaren Währungswert gespeichert. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind dies Sätze von Intensitätssignal-Grunddaten der grünen Oberfläche. Im Falle der US-Währung werden die Sätze von Intensitätssignal-Grunddaten für eine jede Banknote anhand optischer Abtastungen erzeugt, die auf der grünen Oberfläche der Banknote durchgeführt werden und entlang sowohl der „Vorwärts-" als auch der „Rückwärts-"Richtung relativ zu dem auf der Banknote aufgedruckten Muster aufgenommen wurden. Alternativ kann das optische Abtasten auf der schwarzen Seite der US-Banknoten oder an einer beliebigen Oberfläche bei ausländischen Banknoten durchgeführt werden. Zusätzlich kann das optische Abtasten auf beiden Seiten einer Banknote durchgeführt werden.
Bei der Anpassung dieser Technik an die US-Währung werden beispielsweise Sätze von gespeicherten Intensitätssignaldaten für sieben unterschiedliche Werte der US-Währung erzeugt und gespeichert, d. h. $1, $2, $5, $10, $20, $50 und $100. Bei Banknoten, die eine beträchtliche Änderung des Musters erzeugen, wenn sie leicht nach links oder rechts verschoben sind, wie beispielsweise die $2, die $10 und/oder die $100-Banknoten der US-Währung, ist es bevorzugt, zwei grünseitige Muster für jeweils die „Vorwärts-" und die „Rückwärts-" Richtung zu speichern, wobei ein jedes Musterpaar für die gleiche Richtung zwei Abtastbereiche repräsentiert, die relativ zueinander entlang der großen Abmessung der Banknote etwas versetzt sind. Entsprechend wird ein Satz von 16 [oder 18] unterschiedlichen grünseitigen charakteristi schen Vergleichsmustern im EPROM für nachfolgende Korrelierungszwecke gespeichert (vier Vergleichsmuster für die $ 10-Note [oder vier Vergleichsmuster für die $10-Note und die $2-Note und/oder die $100-Note] und zwei Vergleichsmuster für jeweils die anderen Werte). Die Erzeugung der Vergleichsmuster wird näher unten erläutert. Sind einmal die Vergleichsmuster gespeichert worden, wird das durch Abtasten einer zu testenden Banknote erzeugte Muster durch die CPU 30 mit einem jeden der 16 [oder 18] Vergleichsmuster der gespeicherten Intensitätssignal-Daten verglichen, um für jeden Vergleich eine Korrelationszahl zu erzeugen, die das Ausmaß der Korrelation darstellt, d. h. die Ähnlichkeit zwischen den entsprechenden aus der Vielzahl der erfassten Daten für die verglichenen Datensätze.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden zusätzlich zu dem obigen Satz von 18 ursprünglichen, grünseitigen Vergleichsmustern fünf oder mehr Sätze von grünseitigen Vergleichsmustern im Speicher abgelegt. Diese Sätze werden genauer in Verbindung mit den 18a und 18b unten erläutert.
Die CPU 30 ist programmiert, den Wert der abgetasteten Banknote als denjenigen zu identifizieren, der dem Satz der gespeicherten Intensitätssignal-Daten entspricht, für die die Korrelationszahl vom Mustervergleich am höchsten ist. Um die Möglichkeit einer Fehleinschätzung des Werts einer abgetasteten Note auszuschließen und um die Möglichkeit der Identifizierung gefälschter Banknoten als zu einem gültigen Wert zugehörig zu verringern, wird ein zweistufiger Korrelationsschwellenwert als Basis für die Erzeugung eines „positiven" Aufrufs verwendet. Wenn ein „positiver" Aufruf für eine abgetastete Note nicht erzeugt werden kann, wird ein Fehlersignal erzeugt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Vergleichsmuster auch für ausgewählte Werte gespeichert, die Abtastungen entlang der schwarzen Seite von US-Banknoten entsprechen. Insbesondere werden gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mehrfache schwarzseitige Vergleichsmuster für $20, $50 und $100Noten gespeichert. Für jeden dieser Werte werden drei Vergleichsmuster für Abtastungen in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und insgesamt sechs Mustern für jeden Wert erzeugt. Für eine gegebene Abtastrichtung werden Vergleichsmuster der schwarzen Seite durch Abtastung eines entsprechenden Banknotenwerts entlang eines Segments erzeugt, das um die Mitte der kleineren Abmessung der Banknote an geordnet ist, entlang eines Segments, das etwas (0,2 Zoll) nach links von der Mitte versetzt ist, und entlang eines Segments, das etwas (0,2 Zoll) nach rechts von der Mitte versetzt ist. Wenn das abgetastete oder eingescannte Muster, das von der grünen Seite einer Testbanknote erzeugt wird, nicht in ausreichendem Maße mit einem der Vergleichsmuster der grünen Seite korreliert, dann wird in einigen Fällen das abgetastete Muster, das von der schwarzen Seite einer Testbanknote erzeugt wird, mit dem Vergleichsmuster der schwarzen Seite verglichen, wie im Detail unten in Verbindung mit den 19a-19c beschrieben wird.
Unter Verwendung der obigen Herangehensweise an das Erfassen und Korrelieren ist die CPU 30 programmiert, die Anzahl der Banknoten, die zu einem bestimmten Währungswert gehören, als Teil eines gegebenen Banknotensatzes zu zählen, die im Rahmen einer gegebenen Abtastcharge einabgetastet wurden, und die zusammengefasste Summe des Währungsbetrages zu bestimmen, der durch die während einer Abtastcharge abgetasteten Banknoten repräsentiert wird. Die CPU 30 ist außerdem mit einer Ausgabeeinheit 36 (2a und 2b) verbunden, die ausgebildet ist, eine Wiedergabe der Zahl der gezählten Banknoten und eine Aufschlüsselung der Banknoten hinsichtlich des Währungswertes und des Gesamtwertes des Währungswertes, der durch die gezählten Banknoten repräsentiert wird, bereitzustellen. Die Ausgabe 136 kann auch ausgestaltet sein, einen Ausdruck der wiedergegebenen Informationen an einem gewünschten Format bereitzustellen.
Mit Bezug wieder auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel, das in 2d dargestellt ist, wird die CPU 30 als Ergebnis des ersten Vergleichs, wie er oben beschrieben wurde, basierend auf der Information über die reflektierte Lichtintensität, die vom Abtastkopf 18 erhalten wird, entweder den Wert der abgetasteten Banknote 17 bestimmt haben oder bestimmt haben, dass die ersten abgetasteten Signalwerte nicht in ausreichendem Maße mit einem der Sätze der gespeicherten Intensitätssignal-Daten übereinstimmen, wobei in diesem Fall ein Fehler erzeugt wird. Unter der Annahme, dass kein Fehler im Zuge dieses ersten Vergleichs basierend auf den Charakteristiken der reflektierten Lichtintensität erzeugt wurde, wird ein zweiter Vergleich durchgeführt. Dieser zweite Vergleich wird basierend auf einer zweiten Art einer charakteristischen Information durchgeführt, wie beispielsweise andere Reflektionseigenschaften, ähnliche Reflektionseigenschaften an anderen Stellen einer Banknote, Lichtdurchläs sigkeitseigenschaften, verschiedene magnetische Eigenschaften einer Banknote, das Vorhandensein eines Sicherheitsstreifens, der in einer Banknote eingebettet ist, der Farbe einer Banknote, der Dicke oder einer anderen Abmessung einer Banknote, usw. Die zweite Art der charakteristischen Information wird durch den zweiten Abtastkopf 39 von einer abgetasteten Banknote erhalten. Die Abtastung und Verarbeitung durch den Abtastkopf 39 kann auf eine Weise kontrolliert werden, die ähnlich wie die im Zusammenhang mit dem Abtastkopf 18 beschriebene ist.
Zusätzlich zu den Sätzen der gespeicherten ersten charakteristischen Information, bei diesem Beispiel gespeicherte Intensitätssignal-Daten, speichert das EPROM 34 Sätze von gespeicherten zweiten charakteristischen Informationen für echte Banknoten für die verschiedenen Werte, die das System 10 verarbeiten kann. Basierend auf dem durch den ersten Vergleich angezeigten Wert holt sich die CPU 30 den Satz oder die Sätze von gespeicherten zweiten charakteristischen Daten für eine echte Banknote des so angezeigten Wertes und vergleicht die geholte Information mit der abgetasteten zweiten charakteristischen Information. Wenn zwischen der abgerufenen Information und der abgetasteten Information eine ausreichende Korrelation herrscht, bestätigt die CPU 30 die Echtheit der abgetasteten Banknote 17. Andernfalls generiert die CPU einen Fehler. Zwar zeigt das in 2d dargestellte, bevorzugte Ausführungsbeispiel eine einzige CPU 30, um Vergleiche zwischen ersten und zweiten charakteristischen Informationen durchzuführen und einen einzelnen EPROM 34, um erste und zweite charakteristische Informationen zu speichern, es ist jedoch verständlich, dass zwei oder mehr CPUs und/oder EPROMs verwendet werden können, einschließlich einer CPU, um die Vergleiche der ersten charakteristischen Information durchzuführen, und eine zweite CPU, um die Vergleiche der zweiten charakteristischen Information durchzuführen. Unter Verwendung der obigen Herangehensweise für die Erfassung und die Korrelation ist die CPU 30 programmiert, die Anzahl der Banknoten, die zu einem bestimmten Währungswert gehören und deren Echtheit verifiziert wurde, als Teil eines gegebenen Satzes von Banknoten zu zählen, der im Rahmen einer gegebenen Abtastcharge einabgetastet wurde, und um die Gesamtsumme des Währungsbetrages zu bestimmen, der durch die im Rahmen einer Abtastcharge abgetasteten Banknoten repräsentiert wird. Mit Bezug auf die 7a und 7b ist eine Darstellung, in Form eines Blockdiagramms, einer bevorzugten Schaltkreisanordnung zur Verarbeitung und Korrelation der Reflektionsdaten gemäß dem System der Erfindung dargestellt. Die CPU 30 empfängt und verarbeitet eine Vielzahl von Eingangssignalen einschließlich denen von der optischen Codiereinrichtung 32, dem Sensor 26 und dem lösch- und programmierbaren Lesezugriffsspeicher (EPROM) 60. Im EPROM 60 ist das Korrelationsprogramm abgelegt, auf dessen Basis die Muster erzeugt und Testmuster mit gespeicherten Vergleichsprogrammen verglichen werden, um den Wert einer Testwährung zu identifizieren. Ein Kristall 40 dient als Zeitbasis für die CPU 30, die außerdem mit einer externen Referenzspannung V_REF 42 versorgt ist, auf deren Basis dessen eine Erfassung der Spitzen der erfassten Reflektionsdaten durchgeführt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel empfängt die CPU 30 auch ein Zeitgeber-Rücksetzsignal von einer Rücksetzeinheit 44, die, wie in 7b gezeigt ist, die Ausgangsspannung vom Fotodetektor 26 empfängt und diese mittels eines Schwellenwertdetektors 44a mit einem vorbestimmten Spannungsschwellenwert, üblicherweise 0,5 Volt, vergleicht, um ein Rücksetzsignal bereitzustellen, welches auf „hoch" geht, wenn ein Reflektionswert erfasst wird, der dem Vorhandensein von Papier entspricht. Insbesondere basiert das Erfassen der Reflektion auf der Voraussetzung, dass kein Teil des beleuchteten Lichtstreifens (24 in 2a) zum Fotodetektor reflektiert wird, wenn sich keine Banknote unterhalb des Abtastkopfes befindet. Unter diesen Bedingungen stellt der Ausgang des Fotodetektors eine „dunkle" oder „Null" Pegellesung dar. Der Fotodetektorausgang ändert sich in eine „weiße" Lesung, üblicherweise so festgelegt, dass sie einen Wert von ungefähr 5,0 Volt aufweist, wenn die Kante einer Banknote das erste Mal unterhalb des Abtastkopfes auftaucht und unter den Lichtstreifen 24 fällt. Wenn dies geschieht, gibt die Rücksetzeinheit 44 ein „hoch" Signal an die CPU 30 aus und markiert den Beginn des Abtastverfahrens.
Die Abmessung in Maschinenrichtung, d. h. die Abmessung parallel zur Richtung der Banknotenbewegung, des beleuchteten Lichtstreifens, wie er durch die Lichtquellen im Abtastkopf erzeugt wird, ist im anfänglichen Zustand der Abtastung, wenn die dünne Grenzlinie erfasst wird, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel relativ klein festgelegt. Die Verwendung des engen Schlitzes erhöht die Empfindlichkeit, mit der das reflektierte Licht erfasst wird, und erlaubt es, dass kleine Änderungen in der von der Banknotenoberfläche reflektierten Graustufen erfasst werden. Dies ist wichtig, um sicherzustellen, dass die dünne Grenzlinie des Musters, d. h. der Startpunkt des auf die Banknote gedruckten Musters, genau erfasst wird. Ist einmal die Grenzlinie erfasst worden, wird eine nachfolgende Erfassung der Reflektion basierend auf einem relativ breiteren Lichtstreifen durchgeführt, um über die kleinere Abmessung der Banknote eine vollständige Abtastung durchzuführen und die gewünschte Anzahl der Datenwerte mit einer hohen Geschwindigkeit zu erhalten. Die Verwendung eines breiteren Schlitzes für die tatsächliche Erfassung glättet außerdem die Ausgangseigenschaften des Fotodetektors und ermöglicht die Erzeugung einer relativ großen Analogspannung, die für eine genaue Darstellung und Verarbeitung der erfassten Reflektionswerte wichtig ist.
Die CPU 30 verarbeitet den Ausgang des Sensors 26 über einen Spitzendetektor 50, der im Wesentlichen dazu dient, die Sensorausgangsspannung zu erfassen und den höchsten, d. h. Spitzen-Spannungswert zu halten, der nach dem Einschalten des Detektors aufgefunden wird. Für die US-Währung ist der Spitzendetektor außerdem ausgestaltet, eine abgestufte Spannung zu bestimmen, auf Basis derer die gedruckte Grenzlinie auf den Banknoten erfasst wird. Der Ausgang des Spitzensensors 50 wird an einen Spannungsteiler 54 geleitet, der die Spitzenspannung in eine abgestufte Spannung V_S absenkt, die einen vorbestimmten Prozentteil dieses Spitzenwerts darstellt. Die Spannung V_S basiert auf dem prozentualen Abfall der Ausgangsspannung des Spitzendetektors, wie er durch den Übergang vom „hohem" Reflektionswert, der vom Abtasten der unbedruckten Randabschnitte der Banknote resultiert, zu den relativ niedrigeren „grauen" Reflektionswerten, die beim Antreffen der dünnen Grenzlinie erzeugt werden, wiedergegeben wird. Vorzugsweise wird die abgestufte bzw. skalierte Spannung V_S auf ungefähr 70 bis 80% der Spitzenspannung gesetzt.
Die skalierte Spannung V_S wird zu einem Leitungsdetektor 56 geleitet, der außerdem mit dem hereinkommenden momentanen Ausgang des Sensors 26 versehen ist. Der Leitungsdetektor 56 vergleicht die beiden Spannungen an seiner Eingangsseite und erzeugt ein Signal L_DET, das üblicherweise „tief" bleibt und auf „hoch" geht, wenn die Kante der Banknote abgetastet wird. Das Signal L_DET wird „tief", wenn der hereinkommende Sensorausgang den vorbestimmten prozentualen Anteil des Spitzenausgangs bis zu diesem Punkt erreicht, wie er durch die Spannung V_S dargestellt ist.
Wenn somit das Signal L_DET auf „tief" fällt, so ist dies ein Zeichen dafür, dass die Grenzlinie des Banknotenmuster erfasst wurde. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die CPU 30 die tatsächliche Erfassung der Reflektion unter Steuerung der Codiereinrichtung 32 und die gewünschte feste Anzahl von Reflektionsdaten wird erhalten, während sich die Banknote über den beleuchteten Lichtstreifen bewegt und entlang des Mittenabschnitts in ihrer kleineren Abmessung abgetastet wird.
Wenn die Vergleichscharakteristikmuster erzeugt werden, werden die von der Abtastung einer oder mehrerer echter Banknoten resultierenden Reflektionswerte für einen jeden Notenwert in entsprechend zugeordnete Abschnitte innerhalb eines Systemspeichers 60 geladen, welcher vorzugsweise ein EPROM ist. Bei der Währungsunterscheidung werden die Reflektionswerte, die aus der Abtastung einer Testbanknote stammen, der Reihe nach unter Kontrolle des innerhalb des EPROMs 60 gespeicherten Korrelationsprogramms mit den entsprechenden Vergleichscharakteristikmustern, die im EPROM 60 gespeichert sind, verglichen. Eine Mustermittelungsprozedur zur Abtastung der Banknote und zur Erzeugung von Charakteristikmustern ist unten in Verbindung mit den 15a-15e beschrieben.
Zusätzlich zu den optischen Abtastköpfen umfasst das Banknotenabtastsystem (vgl. 2a-2d) vorzugsweise einen magnetischen Abtastkopf. Eine Vielzahl von Währungscharakteristiken kann unter Verwendung einer magnetischen Abtastung gemessen werden. Diese beinhalten die Erfassung von Mustern in der Änderung der magnetischen Flussdichte (US-Patent Nr. 3,280,974), Muster von senkrechten Gitterlinien im Portraitbereich der Banknoten (US-Patent Nr. 3,870,629), das Vorhandensein eines Sicherheitsstreifens (US-Patent Nr. 5,151,607), die Gesamtmenge an magnetisierbarem Material einer Banknote (US-Patent Nr. 4,617,458), Muster vom Erfassen der magnetischen Feldstärke entlang einer Banknote (US-Patent Nr. 4,593,184) und andere Muster und Zahlen vom Abtasten verschiedener Abschnitte der Banknoten, wie beispielsweise dem Bereich, in dem der Notenwert ausgeschrieben ist (US-Patent Nr. 4,356,473).
Die Wechselbeziehung zwischen der Verwendung der ersten und der zweiten Art von charakteristischen Informationen kann anhand der 8a und 8b erkannt werden, welche ein Flussdiagramm umfassen, in dem die Funktionsabfolge dargestellt ist, die bei der Implementierung eines Unterscheidungs- und Authentifizierungssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beteiligt sind. Beim Beginn der Abfolge von Funktionen (Schritt 1748) wird die Information über die reflektierte Lichtintensität von einer gerade abgetasteten Banknote abgerufen (Schritt 1750). Auf ähnliche Weise wird die zweite charakteristische Information von der gerade abgetasteten Banknote abgerufen (Schritt 1752). Merker oder Flags für Wertfehler und Fehler der zweiten Charakteristiken werden zurückgesetzt (Schritt 1753 und 1754).
Als nächstes wird die abgetastete Intensitätsinformation mit einem jedem Satz der gespeicherten Intensitätsinformationen verglichen, die echten Banknoten von all denjenigen Notenwerten entsprechen, die das System programmiert ist aufzunehmen (Schritt 1758). Für jeden Notenwert wird eine Korrelationszahl berechnet. Basierend auf den berechneten Korrelationszahlen bestimmt das System dann entweder den Wert der abgetasteten Banknote oder erzeugt einen Wertfehler, indem das Wertfehlerflag gesetzt wird (Schritt 1760 und 1762). In dem Fall, in dem das Wertfehlerflag gesetzt wird (Schritt 1762), endet das Verfahren (Schritt 1772). Im anderen Fall, wenn man von diesem ersten Vergleich ausgeht, ist das System in der Lage, den Wert der abgetasteten Banknote zu bestimmen und das System vergleicht im Folgenden die abgetastete zweite charakteristische Information mit der gespeicherten zweiten charakteristischen Information, die dem Wert entspricht, der durch den ersten Vergleich festgestellt wurde (Schritt 1764).
Wenn beispielsweise als Ergebnis des ersten Vergleichs festgestellt wurde, dass die Banknote eine $20-Banknote ist, wird die abgetastete zweite charakteristische Information mit der gespeicherten zweiten charakteristischen Information verglichen, die einer echten $20 Note entspricht. Auf diese Weise muss das System keine Vergleiche mit gespeicherten zweiten charakteristischen Informationen für die anderen Nennwerte durchführen, die das System programmiert ist aufzunehmen. Wenn basierend auf diesem zweiten Vergleich (Schritt 1764) festgestellt wird, dass die abgetastete zweite charakteristische Information nicht im ausreichenden Maße der gespeicherten zweiten charakteristischen Information entspricht (Schritt 1766), dann wird ein Fehler der zweiten Charakteristik erzeugt, indem das Fehlerflag für die zweite Charakteristik gesetzt (Schritt 1768) und der Prozess beendet wird (Schritt 1772). Wenn der zweite Vergleich in einer ausreichenden Übereinstimmung zwischen der abgetasteten und der gespeicherten zweiten charakteristischen Information resultiert (Schritt 1766), dann wird der Wert der abgetasteten Banknote angezeigt (Schritt 1770) und das Verfahren beendet (Schritt 1772).
Ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Authentifizierung basierend auf einer ersten und einer zweiten Charakteristik kann anhand der Tabelle 1 erkannt werden. Der durch optisches Abtasten einer Banknote bestimmte Wert wird vorzugsweise verwendet, die Authentifizierung der Banknote durch magnetisches Abtasten unter Verwendung der in Tabelle 1 erläuterten Beziehung zu erleichtern.
Tabelle 1
Tabelle 1 zeigt relative Schwellenwerte des gesamten magnetischen Gehalts für verschiedene Werte echter Banknoten. Die Spalten 1 bis 5 stellen verschiedene Grade an Sensitivität dar, die durch einen Benutzer einer Vorrichtung, die die vorliegende Erfindung nutzt, einstellbar sind. Die Werte in Tabelle 1 sind basierend auf der Abtastung echter Banknoten von unterschiedlichen Notenwerten im Hinblick auf ihren gesamten magnetischen Gehalt und auf das Festsetzen notwendiger Schwellenwerte, basierend auf den gewählten Sensitivitätsgraden, festgelegt. Die Information in Tabelle 1 basiert auf dem gesamten magnetischen Gehalt einer echten $1-Note von 1000. Die folgende Erläuterung basiert auf einer Sensitivitätseinstellung von 4. In diesem Beispiel wird angenommen, dass der magnetische Gehalt die zweite getestete Charakteristik darstellt. Wenn der Vergleich der ersten charakteristischen Information, wie beispielsweise die reflektierte Lichtintensität, von einer abgetasteten Banknote mit der gespeicherten Information, die echten Banknoten entspricht, in einem Hinweis resultiert, dass die abgetastete Banknote einen $10-Wert aufweist, dann wird der gesamte magnetische Gehalt der abgetasteten Note mit dem Schwellenwert des gesamten magnetischen Gehalts einer echten $10 Note, d. h. 200, verglichen. Wenn der magnetische Gehalt der abgetasteten Banknote kleiner als 200 ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Andernfalls wird sie als eine $10-Banknote angenommen.
Um Probleme zu vermeiden, die mit der erneuten Zufuhr von Banknoten, dem Zählen von Banknoten von Hand und dem Zusammenaddieren einzelner Gesamtsummen verbunden sind, ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Auswahlelementen, die den einzelnen Banknotenwerten zugeordnet sind, vorgesehen. In 1 sind diese Auswahlelemente in der Form von Tasten oder Knöpfen einer Tastatur ausgeführt. Andere Arten von Auswahlelementen, wie beispielsweise Schalter oder dargestellte Schalter in einer Touch-Screen-Umgebung können ebenfalls verwendet werden. Die Funktion der Auswahlelemente und einige der Bedienungsarten der Unterscheidungseinrichtung 10 sind unten in Verbindung mit den 56 und 59 beschrieben.
Mit Bezug nun auf die 9-11 b sind Flussdiagramme dargestellt, in denen die Funktionsabfolge dargestellt ist, wie sie bei der Implementierung der oben beschriebenen optischen Erfassungs- und Korrelationstechnik verwendet werden. Insbesondere die 9 und 10 zeigen die Abfolgen, die bei der Erfassung des Vorhandenseins einer Banknote benachbart zu den Abtastköpfen und der Grenzlinien an einer jeden Seite der Banknote beteiligt sind. Im Hinblick auf die 9 wird im Schritt 70 ein Feinlinien-Unterbrechungs-signal (-Interrupt) für den unteren Abtastkopf bei der Erfassung der feinen Linie durch den unteren Abtastkopf ausgelöst. Ein Codierungszähler wird geführt, der bei jedem Codierpuls inkrementiert wird. Der Codierzähler rollt von 0 bis 65535 und beginnt dann wieder bei 0. Im Schritt 71 wird der Wert des Codierzählers bei der Erfassung der feinen Linie durch den unteren Abtastkopf im Speicher gespeichert. In Schritt 72 wird das Feinlinien-Unterbrechungssignal für den unteren Abtastkopf außer Betrieb gesetzt, so dass es während der Unterbrechungszeitspanne nicht wieder ausgelöst wird. Im Schritt 73 wird festgestellt, ob für die vorangegangene Banknote die magnetische Erfassung beendet wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die magnetische Gesamtsumme der vorangehenden Banknote in Schritt 74 im Speicher gespeichert und das Flag für die Fertigstellung der magnetischen Erfassung wird im Schritt 75 gesetzt, so dass eine magnetische Erfassung der derzeitigen Banknote danach durchgeführt werden kann. Wenn im Schritt 73 festgestellt wird, dass die magnetische Erfassung für die vorangegangene Banknote beendet ist, werden die Schritte 74 und 75 übersprungen. Im Schritt 76 wird ein Bit für den unteren Abtastkopf im Trigger-Flag gesetzt. Dieses Bit wird verwendet, um anzuzeigen, dass der untere Abtastkopf die feine Linie erfasst hat. Die magnetische Erfassungseinheit wird im Schritt 77 initialisiert und das Unterbrechungssignal (der Interrupt) für die magnetische Erfassung in Schritt 78 freigegeben. Im Schritt 79 wird eine Dichteerfassungseinheit initialisiert und ein Dichteerfassungseinheit-Interrupt wird im Schritt 80 freigegeben. Im Schritt 81 wird die untere Lesedatenerfassungseinheit initialisiert und im Schritt 82 ein Datenerfassungs-Interrupt für den unteren Abtastkopf freigegeben. Im Schritt 83 wird das Feinlinien-Interrupt-Flag für den unteren Abtastkopf zurückgesetzt und im Schritt 84 kehrt das Programm vom Interrupt zurück.
Gemäß 10 wird im Schritt 85 das Feinlinien-Interrupt für den oberen Abtastkopf bei der Erfassung der feinen Linie durch den oberen Abtastkopf initialisiert. Im Schritt 86 wird der Wert des Codierzählers bei der Erfassung der feinen Linie durch den oberen Abtastkopf im Speicher abgelegt. Diese Information in Verbindung mit dem Codierzählerwert, der der Erfassung der feinen Linie durch den unteren Abtastkopf zugeordnet ist, kann dann dazu verwendet werden, die Flächenausrichtung einer Banknote festzustellen, also ob die Banknote im Falle von US-Banknoten mit der grünen Seite nach oben oder mit der grünen Seite nach unten zugeführt wird, wie genauer in Verbindung mit 12 unten beschrieben wird. Im Schritt 87 wird das Feinlinien-Interrupt für den oberen Abtastkopf gesperrt, so dass es nicht während der Interrupt-Zeitspanne wieder ausgelöst werden kann. Im Schritt 88 wird das Bit für den oberen Abtastkopf im Trigger-Flag gesetzt. Dieses Bit wird verwendet, um anzuzeigen, dass der obere Abtastkopf die feine Linie erfasst hat. Durch Kontrollieren der Bits für den oberen und unteren Abtastkopf im Trigger-Flag kann festgestellt werden, ob eine jede Seite eine jeweilige feine Linie erfasst hat. Als nächstes wird im Schritt 89 die Datenerfassungseinheit des oberen Abtastkopfes initialisiert und im Schritt 90 das Datenerfassungs-Interrupt für den oberen Abtastkopf freigegeben. Im Schritt 91 wird das In terrupt-Flag für die feine Linie des oberen Abtastkopfes zurückgesetzt und im Schritt 92 kehrt das Programm vom Interrupt zurück.
Mit Bezug nun auf die 11 a und 11 b sind jeweils die Digitalisierungsroutinen dargestellt, die den oberen und unteren Abtastkopf zugeordnet sind. 11 a zeigt ein Flussdiagramm, in dem die sequentielle Prozedur dargestellt ist, die bei der Analog-DigitalWandlungsroutine mit verwendet wird, wie sie dem unteren Abtastkopf zugeordnet ist. Die Routine beginnt im Schritt 93a. Als nächstes wird der Datenzeiger in Schritt 94a dekrementiert, um auf diese Weise eine Anzeige der Anzahl von noch zu erhaltenden Daten zu führen. Der Datenzeiger stellt eine Anzeige der zu einem gegebenen Zeitpunkt erhaltenen und digitalisierten Daten dar. Im Schritt 95a werden die digitalen Daten eingegeben, die dem Ausgang des dem unteren Abtastkopf zugeordneten Fotodetektors für den laufenden Datenwert entsprechen. Der Datenwert wird im Schritt 96a in seine endgültige Form umgewandelt und in einem vorbestimmten Speichersegment als X_IN-L im Schritt 97a abgelegt.
Als nächstes wird im Schritt 98a kontrolliert, ob die gewünschte feste Anzahl von Datenpunkten „N" aufgenommen wurde. Wenn sich herausstellt, dass die Antwort negativ ist, wird zu Schritt 99a weitergegangen, wo das Interrupt zur Authorisierung der Digitalisierung des nachfolgenden Datenwertes freigegeben wird, und das Programm kehrt im Schritt 100 vom Interrupt zurück, um den Rest des Digitalisierungsprozesses fertig zu stellen. Wenn jedoch die Antwort im Schritt 98a sich als positiv herausstellt, d. h. die gewünschte Anzahl von Datenpunkten bereits erhalten wurde, wird ein Flag, nämlich das unterer-Abtastkopf-fertig-Flag-Bit, das dieses anzeigt, im Schritt 101a gesetzt und das Programm kehrt in Schritt 102a vom Interrupt zurück.
11 b zeigt ein Flussdiagramm, in dem die sequentielle Prozedur dargestellt ist, die bei der Analog-Digitalwandlungsroutine, wie sie dem oberen Abtastkopf zugeordnet ist, beteiligt ist. Die Routine beginnt im Schritt 93b. Als nächstes wird der Datenzeiger im Schritt 94b dekrementiert, so dass eine Anzeige der Anzahl von noch zu erhaltender Datenpunkte geführt wird. Der Datenzeiger stellt eine Anzeige der zu einem gegebenen Zeitpunkt erhaltenen und digitalisierten Datenpunkte dar. Im Schritt 95b werden die digitalen Daten, die dem Ausgang des dem oberen Abtastkopf zugeordneten Fotodetektors entsprechen, für den derzeitigen Datenpunkt eingelesen. Die Daten werden im Schritt 96b in ihre endgültige Form umgewandelt und in einen vorbestimmten Speichersegment als X_IN-U im Schritt 97b abgelegt.
Als nächstes wird im Schritt 98b kontrolliert, ob die gewünschte feste Anzahl von Datenwerten „N" aufgenommen wurde. Wenn sich die Antwort als negativ herausstellt, wird zum Schritt 99b gegangen, wo das Interrupt zur Authorisierung der Digitalisierung des nachfolgenden Datenwertes freigegeben wird und im Schritt 100b kehrt das Programm vom Interrupt zurück, um den Rest des Digitalisierungsprozesses fertig zu stellen: Wenn jedoch die Antwort im Schritt 98b sich als positiv herausstellt, d. h. die gewünschte Anzahl von Datenwerten bereits erhalten wurde, wird ein Flag, nämlich das oberer-Abtastkopf-fertig-Flag-Bit, das dieses anzeigt, im Schritt 101 b gesetzt und das Programm kehrt in Schritt 102b vom Interrupt zurück.
Die CPU 30 ist mit der Abfolge der Funktionen der 12 programmiert, um zumindest anfänglich nur das Testmuster, das der grünen Oberfläche einer abgetasteten Banknote entspricht, zu korrelieren. Wie in den 6c-6d gezeigt ist, befindet sich der obere Abtastkopf 18a etwas benachbart zum Notentransportweg stromauf relativ zum unteren Abtastkopf 18b. Der Abstand zwischen den Abtastköpfen 18a, 18b in Richtung parallel zum Transportweg entspricht einer vorbestimmten Anzahl von Codierzählschritten. Es sollte klar sein, dass die Codiereinrichtung 32 ein sich wiederholendes Verfolgungssignal erzeugt, das mit den Inkrementalbewegungen des Notentransportmechanismus synchronisiert ist, und dieses sich wiederholende Verfolgungssignal weist eine ihm zugeordnete, sich wiederholende Folge von Zählschritten (beispielsweise 65535 Zählschritte) auf. Während eine Banknote durch den oberen und unteren Abtastkopf 18a, 18b abgetastet wird, überwacht die CPU 30 den Ausgang des oberen Abtastkopfes 18a, um die Grenzlinie einer ersten zum oberen Abtastkopf 18a weisenden Oberfläche zu erfassen. Ist diese Grenzlinie der ersten Oberfläche einmal erfasst worden, dann ruft die CPU 30 eine erste Codierzählung ab und speichert diese im Speicher. Ähnlich überwacht die CPU 30 den Ausgang des unteren Abtastkopfes 18b, um die Grenzlinie einer zweiten, zum unteren Abtastkopf 18b weisenden Notenoberfläche zu erfassen. Ist einmal die Grenzlinie der zweiten Oberfläche erfasst worden, dann ruft die CPU 30 einen zweite Codierzählung ab und speichert sie im Speicher.
Mit Bezug auf die 12 ist die CPU 30 programmiert, den Unterschied zwischen der ersten und zweiten Codierzählung zu berechnen (Schritt 105a). Wenn dieser Unterschied größer als die vorbestimmte Anzahl von Codierzählschritten ist, die den Abstand zwischen den Abtastköpfen 18a, 18b plus einer Sicherheitsfaktorzahl „X", beispielsweise 20, entspricht (Schritt 106), dann ist die Banknote mit ihrer schwarzen Oberfläche zum oberen Abtastkopf 18a und mit ihrer grünen Oberfläche zum unteren Abtastkopf 18b hin ausgerichtet. Dies kann am besten mit Bezug auf die 6c erkannt werden, welche eine Banknote in der vorangehenden Ausrichtung zeigt. In dieser Situation muss die Grenzlinie B₂, wenn die Grenzlinie B₁ der schwarzen Oberfläche unterhalb des oberen Abtastkopfes 18a sich vorbeibewegt und die erste Codierzählung gespeichert wird, noch immer um einen Abstand bewegt werden, der größer als der Abstand zwischen dem oberen und unteren Abtastkopf 18a, 18b ist, um am unteren Abtastkopf 18b vorbei zu kommen. Als Ergebnis wird der Unterschied zwischen dem zweiten, der Grenzlinie B₂ zugeordneten Codierzählung und der ersten, der Grenzlinie B₁ zugeordneten Codierzählung größer sein als die vorbestimmte Anzahl von Codierzählschritten, die dem Abstand zwischen den Abtastköpfen 18a, 18b entspricht. Bei einer Banknote, deren grüne Oberfläche zum unteren Abtastkopf hin ausgerichtet ist, setzt die CPU 30 ein Flag, um anzuzeigen, dass das vom unteren Abtastkopf 18b erzeugte Testmuster korreliert werden sollte (Schritt 107). Als nächstes wird dieses Testmuster mit dem im Speicher abgelegten Vergleichscharakteristikmuster der grünen Seite korreliert (Schritt 109).
Wenn in Schritt 106 der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Codierzählung kleiner als die vorbestimmte Anzahl von Codierzählerschritten ist, die dem Abstand zwischen den Abtastköpfen 18a, 18b entspricht, ist die CPU 30 programmiert, zu bestimmen, ob der Unterschied zwischen der ersten und zweiten Codierzählung kleiner als die vorbestimmte Anzahl minus einer Sicherheitszahl „X", beispielsweise 20, ist (Schritt 108). Wenn die Antwort negativ ist, ist die Ausrichtung der Banknote relativ zu den Abtastköpfen 18a, 18b unsicher, so dass die CPU 30 programmiert ist, die sowohl vom oberen als auch vom unteren Abtastkopf 18a, 18b erzeugten Testmuster mit dem im Speicher abgelegten Vergleichscharakteristikmustern zu korrelieren (Schritte 109, 110 und 111).
Wenn die Antwort bestätigend ist, ist die Banknote mit ihrer grünen Oberfläche zum oberen Abtastkopf 18a hin und mit ihrer schwarzen Oberfläche zum unteren Abtastkopf 18b hin ausgerichtet. Dies kann am besten mit Bezug auf die 6d erkannt werden, die eine Banknote in der vorgehenden Ausrichtung zeigt. In dieser Situation muss die Grenzlinie B₁, nachdem die Grenzlinie B₂ der grünen Oberfläche unterhalb des oberen Abtastkopfes 18a sich vorbei bewegt und die erste Codierzählung gespeichert wird, um einen Abstand bewegt werden, der kleiner als der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Abtastkopf 18a, 18b ist, um am unteren Abtastkopf 18b vorbei bewegt zu werden. Als Ergebnis sollte der Unterschied zwischen der zweiten, der Grenzlinie B₁ zugeordneten Codierzählung und der ersten, der Grenzlinie B₂ zugeordneten Codierzählung kleiner als die vorbestimmte Anzahl der Codierzählschritte sein, die den Abstand zwischen den Abtastköpfen 18a, 18b entspricht. Um auf der sicheren Seite zu sein, ist es nötig, dass der Unterschied zwischen den ersten und zweiten Codierzählungen kleiner als die vorbestimmte Zahl minus der Sicherheitszahl „X" ist. Daher ist die CPU 30 programmiert, das durch den oberen Abtastkopf 18a erzeugte Testmuster mit den im Speicher abgelegten Vergleichscharakteristikmustern der grünen Seite zu korrelieren (Schritt 111).
Nach dem Korrelieren der Testmuster, die entweder dem oberen Abtastkopf 18a oder dem unteren Abtastkopf 18b oder den beiden Abtastköpfen 18a, 18b zugeordnet sind, ist die CPU 30 programmiert, die zweistufige Schwellenwertüberprüfung durchzuführen (Schritt 112).
Eine einfache Korrelationsprozedur wird zur Verarbeitung der digitalisierten Reflektionsdaten in eine Form, verwendet, die bequem und genau mit entsprechenden, vorab im identischen Format gespeicherten Werten verglichen werden. Insbesondere wird als ein erster Schritt der Mittelwert X für den Satz an digitalisierten Reflektionswerten (beim Vergleich von „n"-Werten), die bei einem Durchlauf einer Notenabtastung erhalten werden, zunächst wie folgt erhalten:
Nachfolgend wird ein Normalisierungsfaktor Sigma („σ") als Äquivalent zur Summe der Quadrate der Differenzen zwischen einem jeden Datenwert und dem Mittelwert, normalisiert durch die Gesamtzahl n der Datenwerte, bestimmt. Insbesondere wird der Normalisierungsfaktor wie folgt berechnet:
Im letzten Schritt wird jeder Reflektionswert durch Berechnen der Differenz zwischen dem Wert und dem oben berechneten Mittelwert und durch Teilen durch die Quadratwurzel des Normalisierungsfaktors σ normalisiert, wie dies durch die nachfolgende Gleichung bestimmt ist:
Das Ergebnis der obigen Korrelationsgleichungen besteht darin, dass nach dem Normalisierungsprozess eine Korrelationsbeziehung zwischen einem Testmuster und einem Vergleichsmuster besteht, so dass die Gesamtsumme der Produkte der entsprechenden Werte in einem Testmuster und in einem beliebigen Vergleichsmuster, wenn diese durch die Gesamtzahl der Datenwerte geteilt wird, gleich eins ist, wenn die Muster identisch sind. Andernfalls wird ein Wert kleiner als eins erhalten. Folglich stellt die Korrelationszahl oder der Korrelationsfaktor, der aus dem Vergleich der normalisierten Datenwerte innerhalb eines Testmusters mit denen eines gespeicherten Vergleichsmusters resultiert, ein klares Indiz des Ähnlichkeitsgrades oder der Korrelation zwischen den beiden Mustern dar.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die feste Anzahl der Reflektionswerte, die bei einer Notenabtastung digitalisiert und normalisiert werden, 64. Es wurde experimentell festgestellt, dass die Verwendung höherer binärer Ordnungen von Datenwerten (wie beispielsweise 128, 256 u.s.w.) nicht zu einer entsprechend erhöhten Wirksamkeit der Unterscheidung im Hinblick auf die erhöhte Verarbeitungszeit, wie sie bei der Implementierung der oben beschriebenen Korrelati onsprozedur aufgewendet wird, führt. Es wurde außerdem herausgefunden, dass die Verwendung einer binären Größenordnung von Datenwerten kleiner als 64, wie beispielsweise 32, einen starken Abfall in der Wirksamkeit der Unterscheidung bewirkt.
Zweckmäßigerweise kann der Korrelationsfaktor als Binärausdruck dargestellt sein, um die Korrelation zu vereinfachen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der Einheitsfaktor, der bei einer hundertprozentigen Korrelation sich ergibt, als Binärzahl 2¹⁰ dargestellt sein, was einem Dezimalwert von 1024 entspricht. Unter Verwendung der obigen Prozedur werden die normalisierten Datenwerte in einem Testmuster mit den Vergleichscharakteristikmustern verglichen, die im Systemspeicher gespeichert sind, um das bestimmte gespeicherte Muster zu bestimmen, dem das Testmuster am ehesten entspricht, indem derjenige Vergleich identifiziert wird, der eine Korrelationszahl am nächsten zu 1024 liefert.
Bevor ein bestimmter Aufruf gemacht wird, muss ein zweistufiger Korrelationsschwellenwert zumindest für bestimmte Banknotenwerte erfüllt sein. Insbesondere ist die Korrelationsprozedur so ausgestaltet, dass sie die beiden höchsten Korrelationszahlen aus dem Vergleich der Testmuster mit einem der gespeicherten Muster bestimmt. An diesem Punkt muss ein kleinster Korrelationsschwellenwert durch diese beiden Korrelationszahlen erfüllt sein. Es wurde experimentell herausgefunden, dass eine Korrelationszahl von ungefähr 850 als ein guter Grenzschwellenwert dient, oberhalb dem mit einem hohen Maß an Zuverlässigkeit positive Aufrufe gemacht werden können und unterhalb dem die Bestimmung eines Testmusters als zu einem der gespeicherten Muster entsprechend unsicher ist. Als ein zweiter Schwellenwert wird ein minimaler Abstand zwischen den beiden höchsten Korrelationszahlen vorgeschrieben, bevor ein Aufruf gemacht wird. Dies stellt sicher, dass ein positiver Aufruf nur gemacht wird, wenn ein Testmuster innerhalb eines vorgegebenen Korrelationsbereichs nicht mehr als einem gespeicherten Vergleichsmuster entspricht. Vorzugsweise wird der minimale Abstand zwischen Korrelationszahlen auf 150 gesetzt, wenn die höchste Korrelationszahl zwischen 800 und 850 beträgt. Wenn die höchste Korrelationszahl unter 800 liegt, findet kein Aufruf statt.
Die Prozedur bzw. das Verfahren, das beim Vergleich von Testmustern mit Vergleichsmustern mit ausgeführt wird, wird unten in Verbindung mit der 18a erläutert.
Als nächstes wird eine Routine, die als „CORRES" bezeichnet wird, gestartet. Die Prozedur, die bei der Ausführung der Routine CORRES involviert ist, ist in 13 dargestellt, die zeigt, dass die Routine im Schritt 114 startet. Schritt 115 bestimmt, ob die Banknote als eine $2-Banknote identifiziert wurde und, falls die Antwort negativ ist, bestimmt Schritt 116, ob die beste Korrelationszahl („Aufruf#1") größer als 799 ist. Wenn die Antwort negativ ist, ist die Korrelationszahl zu klein, um den Wert der Banknote mit Sicherheit zu identifizieren und somit erzeugt Schritt 117 einen „keinen Aufruf"-Code. Im Schritt 118 wird dann ein „kein Aufruf bei der vorherigen „Banknote"- Flag gesetzt und die Routine kehrt im Schritt 119 zum Hauptprogramm zurück.
Eine bestätigende Antwort im Schritt 116 führt das System weiter zum Schritt 120, der bestimmt, ob die erfassten Datenwerte einen Tintenflecktest passieren (unten beschrieben). Wenn die Antwort negativ ist, wird ein „kein Aufruf"-Code im Schritt 117 erzeugt. Wenn die Antwort bestätigend ist, geht das System weiter zu Schritt 121, der bestimmt, ob die beste Korrelationszahl größer als 849 ist. Eine bestätigende Antwort im Schritt 121 zeigt an, dass die Korrelationszifter ausreichend hoch ist, so dass der Wert der abgetasteten Banknote ohne weitere Tests mit Sicherheit identifiziert werden kann. Folglich wird ein „Nennwert"-Code im Schritt 122 generiert, der den Nennwert identifiziert, der durch das gespeicherte Muster dargestellt wird, das in der höchsten Korrelationszahl resultiert, und das System kehrt im Schritt 119 zum Hauptprogramm zurück.
Eine negative Antwort im Schritt 121 zeigt, dass die Korrelationszahl zwischen 800 und 850 liegt. Es wurde herausgefunden, dass Korrelationszahlen innerhalb dieses Bereichs ausreichend sind, um alle Banknoten außer der $2 Note zu identifizieren. Folglich führt eine negative Antwort im Schritt 121 das System weiter zu Schritt 123, der bestimmt, ob der Unterschied zwischen den beiden höchsten Korrelationszahlen („Aufruf#1" und „Aufruf#2") größer als 149 ist. Wenn die Antwort bestätigend ist, ist der durch die höchste Korrelationsziffer identifizierte Wert akzeptierbar und somit wird der „Wert"-Code im Schritt 122 generiert. Wenn der Unterschied zwischen den beiden höchsten Korrelationszahlen weniger als 150 beträgt, erzeugt Schritt 123 eine negative Antwort, welche das System weiter zum Schritt 117 führt, um einen „keinen Aufruf"-Code zu generieren.
Zurück beim Schritt 115 zeigt eine bestätigende Antwort bei diesem Schritt an, dass der ursprüngliche Aufruf eine $2-Note ist. Diese bestätigende Antwort initiiert eine Reihe von Schritten 124–127, die identisch den Schritten 116, 120, 121 und 123 sind, wie sie oben beschrieben wurden, außer dass die Zahlen 799 und 849, die bei den Schritten 116 und 121 verwendet werden, jeweils in den Schritten 124 und 126 in 849 und 899 geändert werden. Das Ergebnis ist entweder die Erzeugung eines „kein Aufruf"-Codes im Schritt 117 oder die Erzeugung eines $2-„Wert"-Codes im Schritt 122.
Ein Problem, das bei Währungserkennungs- und -Zählsystemen angetroffen wird, ist die Schwierigkeit, die beim Unterbrechen (aus einer Vielzahl von Gründen) und Wiederaufnehmen der Abtast- und Zählprozedur auftritt, wenn ein Banknotenstapel gerade abgetastet wird. Wenn eine bestimmte Währungserkennungseinheit (CRU) im Betrieb aufgrund eines „größeren" Systemfehlers angehalten werden muss, wie beispielsweise eine im Transportweg verklemmte Banknote, so gibt es im Allgemeinen keine Bedenken über den ausstehenden Übergangsstatus des gesamten Erkennungs- und Zählprozesses. Wo jedoch die CRU aufgrund eines „kleineren" Fehlers angehalten werden muss, wie beispielsweise der Identifizierung einer abgetasteten Banknote als eine Fälschung (basierend auf einer Vielzahl von überwachten Parametern) oder eines „kein Aufruf" (eine Banknote, die basierend auf der Vielzahl von gespeicherten Vergleichsmustern und/oder anderen Kriterien nicht als zu einem speziellen Währungswert gehörend identifizierbar ist), ist es wünschenswert, dass der Übergangsstatus des gesamten Erkennungs- und Zählprozesses beibehalten wird, so dass die CRU ohne eine wirksame Unterbrechung des Währungs-/Zählprozesses erneut gestartet werden kann.
Ist insbesondere einmal eine abgetastete Banknote als eine „kein Aufruf"-Banknote (B₁), basierend auf einem Satz von vorbestimmten Kriterien identifiziert worden, so ist es wünschenswert, dass diese Banknote B₁ direkt zur Systemstapeleinheit transportiert wird und die CRU mit der Banknote B₁ als der letzten, auf der Ausgangsaufnahme abgelegten Banknote angehalten wird, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die nachfolgenden Banknoten in Positionen entlang des Banknotentransportweges gehalten werden, in denen der Betrieb der CRU zweckmäßig wieder aufgenommen werden kann, ohne dass eine Unterbrechung des Erkennungs-/Zählprozesses stattfindet.
Da die Banknotenverarbeitungsgeschwindigkeiten, mit denen Banknotenwährungssysteme betrieben werden müssen, sehr hoch sind (Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 800 bis 1500-Banknoten pro Minute), ist es praktisch unmöglich, das System nachfolgend zu einem „kein Aufruf" anzuhalten, ohne dass die nachfolgende Banknote B₂ bereits den optischen Abtastkopf überlappt und teilweise abgetastet wurde. Als ein Ergebnis ist es faktisch unmöglich, dass das CRU-System den Übergangsstatus des Erkennungs-/Zählprozesses beibehält (insbesondere im Hinblick auf die Banknote B₂ ) und der Prozess wieder aufgenommen werden kann, nachdem die schlechte Banknote B₁ zum Stapler transportiert wurde, bequem aus diesem entfernt wurde und das System erneut gestartet wurde. Das grundlegende Problem liegt darin, dass bei einem Anhalten der CRU mit einer nur teilweise abgetasteten Banknote B₂ es schwierig ist, die daraus gewonnenen Reflektiondaten so in Beziehung zu setzen, dass (wenn die CRU wieder gestartet wird) die Abtastung nachher an exakt dem selben Punkt fortgeführt wird, an dem der Datenextraktionsprozess unterbrochen wurde, als die CRU angehalten wurde.
Selbst wenn versucht werden würde, das CRU-System nachfolgend zu einem „kein Aufruf" sofort anzuhalten, wäre jedwedes nachfolgendes Abtasten von Banknoten absolut unzuverlässig aufgrund mechanischen Spiels und der sich ergebenden Unterbrechung der optischen Enkoderroutine, wie sie für das Abtasten der Banknoten verwendet wird. Wenn folglich die CRU wieder gestartet wird, ist der Aufruf für die nachfolgende Banknote wahrscheinlich ebenfalls schlecht und der gesamte Erkennungs/Zählprozess wäre als ein Ergebnis einer endlosen Schleife von „kein Aufruf' total unterbrochen.
Die obigen Probleme werden durch die Verwendung einer Währungserfassungs- und Zähltechnik gelöst, bei der die abgetastete Banknote, die als ein „kein Aufruf" identifiziert wurde, direkt auf die Oberseite des Systemstaplers transportiert wird und die CRU angehalten wird, ohne in nachteiliger Weise die Datenerfassungs- und Verarbei tungsschritte für eine nachfolgende Banknote zu beeinträchtigen. Wenn folglich die CRU wieder gestartet wird, kann der gesamte Banknotenerkennungs- und – zählprozess ohne Unterbrechung wieder aufgenommen werden, als ob die CRU niemals angehalten wurde.
Gemäß einer bevorzugten Technik wird die CRU einem gesteuerten Abbremsverfahren unterworfen, wenn eine Banknote als ein „kein Aufruf" basierend auf einigen einer Vielzahl von in herkömmlicher Weise bestimmten Banknotenkriterien identifiziert wird, wobei die Geschwindigkeit, mit der die Banknoten über die Abtastköpfe bewegt werden, gegenüber der normalen Betriebsgeschwindigkeit verringert wird. Während dieses Abbremsprozesses wird die „kein Aufruf"-Banknote (B₁) auf die Oberseite des Staplers transportiert und gleichzeitig wird die nachfolgende Banknote B₂ der normalen Abtastprozedur unterworfen, um den Wert zu identifizieren.
Die Abbremsgeschwindigkeit ist so, dass die optische Abtastung der Banknote B₂ dann fertiggestellt ist, wenn die Betriebsgeschwindigkeit der CRU auf eine vorbestimmte Betriebsgeschwindigkeit verringert wurde. Obwohl die genaue Betriebsgeschwindigkeit am Ende der Abtastung der Banknote B₂ nicht kritisch ist, ist es das Ziel, eine komplette Abtastung der Banknote B₂ zu ermöglichen, ohne sie der Wirkung eines leeren Ganges oder eines Spiels auszusetzen, wie es auftreten würde, wenn der Anstieg bzw. Abfall zu schnell wäre, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Banknote B₁ tatsächlich zum Stapler transportiert wird.
Es wurde experimentell bestimmt, dass bei Nennbetriebsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 1000-Banknoten pro Minute die Abbremsung bevorzugt so ist, dass die Betriebsgeschwindigkeit der CRU am Ende der Abbremsphase auf ungefähr ein Fünftel ihrer normalen Betriebsgeschwindigkeit verringert ist, d. h. zu dem Zeitpunkt, zu dem die optische Abtastung der Banknote B₂ fertiggestellt wurde. Es wurde festgestellt, dass bei diesen Geschwindigkeitswerten mit einem relativ hohen Maß an Sicherheit (d. h. mit einer Korrelationszahl über 850) positive Aufrufe im Hinblick auf den Wert der Banknote B₂ basierend auf den Reflektionsdaten gemacht werden können, die während der Abbremsphase erfasst wurden: – Ist einmal die optische Abtastung der Banknote B₂ fertiggestellt, wird die Geschwindigkeit auf eine nochmals geringere Geschwindigkeit verringert, bis die Banknote B₂ an den Banknotenkantensensoren S1 und S2, die unten beschrieben werden, vorbei transportiert wurde, und die Banknote B₂ wird dann vollständig angehalten. Gleichzeitig werden die Verarbeitungsergebnisse der abgetasteten Daten der Banknote B₂ im Systemspeicher abgelegt. Das letztendliche Ergebnis dieser Anhalteprozedur ist, dass die CRU nach dem Punkt, in dem die Abtastung der Banknote B₂ zuverlässig fertiggestellt wurde, komplett angehalten wird, und dass das Abtastverfahren nicht irgendwelchen Unterbrechungseffekten (toter Gang etc.) unterworfen ist, die auftreten würden, wenn sofort nach der Identifizierung der Banknote B₁ als ein „kein Aufruf" ein vollständiger Stop versucht würde.
Die verringerte Betriebsgeschwindigkeit der Maschine am Ende der Abbremsphase ist so, dass die CRU vollständig angehalten werden kann, bevor die nachfolgende Banknote B₃ über den optischen Abtastkopf transportiert wurde. Wenn somit die CRU tatsächlich angehalten wird, ist die Banknote B₁ oben am Systemstapler positioniert, die Banknote B₂ wird übergangsweise zwischen dem optischen Abtastkopf und der Stapeleinheit gehalten, nachdem sie der Abtastung unterworfen wurde und die nachfolgende Banknote B₃ wird kurz vor dem optischen Abtastkopf angehalten.
Wenn die CRU wieder gestartet wird, vermutlich nachdem ein korrigierender Eingriff als Antwort auf den „kleineren" Fehler vorgenommen wurde, welcher zum Anhalten der CRU führte (wie beispielsweise dem Entfernen der „kein Aufruf"-Banknote aus der Ausgangsaufnahme), kann der gesamte Abtastvorgang ununterbrochen wieder aufgenommen werden, indem die gespeicherten Aufrufergebnisse der Banknote B₂ als Basis verwendet werden, um die Systemzählung geeignet auf dem neuesten Stand zu bringen, die Banknote B₂ von ihrer vorangehenden Übergangsposition entlang des Transportweges in die Stapeleinheit und die Banknote B₃ entlang des Transportweges in den Bereich des optischen Abtastkopfes bewegt wird, wo sie der normalen Abtastung und Verarbeitung unterworfen wird. Eine Routine zur Ausführung der Abbremsungs-/Stopprozedur, wie sie oben beschrieben wurde, wird durch das Flussdiagramm der 14 dargestellt. Die Routine wird im Schritt 170 initialisiert, wobei sich die CRU in ihrem normalen Betriebszustand befindet. Im Schritt 171 wird eine Testbanknote B₁ abgetastet, und die Reflektionsdatenwerte, die daraus resultieren, wer den verarbeitet. Als nächstes wird im Schritt 172 eine Feststellung getroffen, ob oder ob nicht die Testbanknote B₁ ein „kein Aufruf" ist, wobei vorbestimmte Kriterien in Zusammenhang mit der gesamten Banknotenerkennungsprozedur, wie beispielsweise der Routine der 13, verwendet werden. Wenn die Antwort im Schritt 172 negativ ist, d. h. die Testbanknote B₁ identifiziert werden kann, wird zum Schritt 173 weitergegangen, wo eine normale Verarbeitung der Banknote in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Prozeduren fortgesetzt wird. Wenn jedoch die Testbanknote B₁ im Schritt 172 als „kein Aufruf" festgestellt wird, wird zum Schritt 174 weitergegangen, wo die Abbremsung der CRU begonnen wird, beispielsweise wird die Motorgeschwindigkeit des Transportantriebs auf ungefähr ein Fünftel seiner Normalgeschwindigkeit verringert.
Nachfolgend wird die „kein Aufruf"-Banknote B₁ zum Stapler geführt, während gleichzeitig die nachfolgende Testbanknote B₂ unter den optischen Abtastkopf gebracht und den Abtastungs- und Verarbeitungsschritten unterworfen wird. Der Aufruf, der von der Abtastung und Verarbeitung der Banknote B₂ resultiert, wird zu diesem Zeitpunkt im Systemspeicher abgelegt. Schritt 175 bestimmt, ob die Abtastung B₂ vollständig ist. Wenn die Antwort negativ ist, bestimmt Schritt 176, ob eine vorbestimmte „Banknotenauszeit"-Zeitspanne verstrichen ist, so dass das System nicht auf die Abtastung einer nicht vorhandenen Banknote wartet. Eine bestätigende Antwort im Schritt 176 resultiert darin, dass der Transportantriebsmotor im Schritt 179 angehalten wird, wenn eine negative Antwort im Schritt 176 bewirkt, dass die Schritte 175 und 176 so lange ausgeführt werden, bis einer von ihnen eine bestätigende Antwort ausführt.
Nachdem die Abtastung der Banknote B₂ fertiggestellt wurde und bevor der Transportantriebsmotor angehalten wird, bestimmt Schritt 178, ob einer der Sensoren S1 oder S2 (unten beschrieben) durch eine Banknote abgedeckt ist. Eine negative Antwort im Schritt 178 zeigt an, dass die Banknote an beiden Sensoren S1 und S2 vorbei ist und somit wird der Transportantriebsmotor im Schritt 179 angehalten. Dies bezeichnet das Ende des Abbremsungs-/Stopprozesses. Zu diesem Zeitpunkt bleibt die Banknote B₂ übergangsweise im Transit, während die nachfolgende Banknote B₃ auf dem Transportweg kurz vor dem optischen Abtastkopf angehalten wird.
Nachfolgend zum Schritt 179 wird eine korrigierende Handlung als Antwort auf die Benennung einer „kein Aufruf"-Banknote bequem vorgenommen; die oberste Banknote im Stapler kann einfach aus diesem entfernt werden, und die CRU befindet sich dann in einem Zustand zur Wiederaufnahme des Abtastprozesses. Folglich kann die CRU wieder gestartet werden und die gespeicherten Ergebnisse, die der Banknote B₂ zugeordnet sind, werden verwendet, um auf geeignete Weise die Systemzählung auf den neuesten Stand zu bringen. Als nächstes wird die identifizierte Banknote B₂ entlang des Transportweges zum Stapler geführt und die CRU fährt mit ihrer normalen Verarbeitungsroutine fort. Zwar wurde der obige Abbremsprozess im Zusammenhang mit einem „kein Aufruf"-Fehler beschrieben, doch werden andere kleinere Fehler (beispielsweise verdächtige Banknoten, fremdartige Banknoten in der Fremdbetriebsart, usw.) auf die gleiche Weise behandelt.
Bei Währungsunterscheidungssystemen, bei denen die Unterscheidung auf dem Vergleich eines Musters, das aus einer Abtastung einer Testbanknote erhalten wurde, mit gespeicherten Vergleichsmustern entsprechend den verschiedenen Banknotenwerten beruht, beeinflussen die Muster, die als Vergleichsmuster bestimmt sind, entscheidend die Leistungscharakteristiken des Unterscheidungssystems. Beispielsweise bezieht sich bei dem System, das im US-Patent Nr. 5,295,196 beschrieben ist, das Korrelationsverfahren und die Genauigkeit, mit der ein Banknotenwert bestimmt wird, direkt auf den Grad der Übereinstimmung zwischen den Reflektionsdatenwerten auf dem Testmuster und den entsprechenden Datenwerten auf den gespeicherten Vergleichsmustern. Bei anderen Systemen wurden Vergleichsmuster durch Abtastung einer echten Banknote für einen gegebenen Banknotenwert erzeugt und die resultierenden Muster als Vergleichsmuster für diesen Banknotenwert gespeichert. Aufgrund von Verschiedenheiten bei echten Banknoten wird jedoch dieses Verfahren wahrscheinlich zu einer schlechten Leistungsfähigkeit des Unterscheidungssystems führen, indem eine nicht akzeptierbare Anzahl von echten Banknoten zurückgewiesen wird. Es wurde herausgefunden, dass die relative Härte, das Alter, die Schrumpfung, die Benutzung und andere Eigenschaften einer echten Banknote das durch Abtastung erzeugte Muster beeinflussen können. Diese Faktoren hängen oft voneinander ab. Beispielsweise wurde herausgefunden, dass Banknoten, die einen starken Grad an Abnutzung aufweisen, eine Verringerung sowohl in der kurzen als auch in der langen Abmessung der Banknoten aufweisen. Diese Schrumpfung von „benutzten" Bankno ten, die wiederum entsprechende Verringerungen in ihrem kleinen Abmessungen verursacht, kann möglicherweise einen Abfall im Korrelationsgrad zwischen derartigen benutzten Banknoten eines gegebenen Banknotenwertes und den entsprechenden Vergleichsmustern verursachen.
Als Ergebnis wird wahrscheinlich ein Unterscheidungssystem, welches ein Vergleichsmuster basierend auf einer einzigen Abtastung einer echten Banknote erzeugt, nicht zu einer zufriedenstellenden Leistung führen. Wenn beispielsweise ein $20-Vergleichsmuster durch eine Abtastung einer neuen, echten $20-Banknote erzeugt wurde, kann das Unterscheidungssystem eine nicht mehr akzeptierbare Anzahl von echten, aber abgenutzten $20-Banknoten zurückweisen. Wenn andererseits das $20-Vergleichsmuster unter Verwendung einer sehr abgenutzten, echten $20 Banknote erzeugt wurde, kann das Unterscheidungssystem eine nicht mehr akzeptierbare Anzahl von echten, aber neuen $20-Banknoten zurückweisen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Vergleichsmuster für einen gegebenen Banknotenwert erzeugt, indem eine Vielzahl von Musterbestandteilen bzw. Komponentenmustern gemittelt wird. Jeder Musterbestandteil wird durch Abtastung einer echten Banknote mit dem gegebenen Banknotenwert erzeugt.
Gemäß einer ersten Methode werden Vergleichsmuster erzeugt, indem eine Standardbanknote mehrfach, üblicherweise dreimal, abgetastet und der Mittelwert der entsprechenden Datenwerte berechnet wird, bevor der Mittelwert als repräsentativ für ein Vergleichsmuster gespeichert wird. Mit anderen Worten wird ein Vergleichsmuster für einen gegebenen Banknotenwert erzeugt, indem eine Vielzahl von Komponentenmustern gemittelt wird, wobei sämtliche Komponentenmuster erzeugt werden, indem eine einzige echte Banknote einer „Standard"-Qualität des gegebenen Banknotenwertes abgetastet wird. Die „Standard"-Banknote ist eine leicht gebrauchte Banknote, im Gegensatz zu einer harten neuen Banknote oder einer Banknote, die stark benutzt ist. Die Standardbanknote ist vielmehr eine Banknote von guter bis mittlerer Qualität. Die Komponentenmuster, die gemäß dieser ersten Methode erzeugt werden, sind in den 15a-15c dargestellt. Insbesondere zeigen die 15a-15c drei Testmuster, die jeweils bei einer Vorwärtsabtastung einer $1-Banknote entlang ihrer grünen Seite, der umgekehrten Abtastung einer 2$-Banknote auf ihrer grünen Seite und der Vorwärts abtastung einer $100-Banknote an ihrer grünen Seite erzeugt wurden. Es ist anzumerken, dass zum Zwecke der Klarheit die Testmuster in den 15a-15c unter Verwendung von 128 Reflektionsdatenwerten pro Banknotenabtastung erzeugt wurden, im Gegensatz zur bevorzugten Verwendung von nur 64 Datenwerten. Der bemerkenswerte Unterschied, der zwischen den entsprechenden Datenwerten dieser drei Testmuster auftritt, ist ein Indiz für das hohe Maß an Zuverlässigkeit, mit der Banknotenwerte unter Verwendung des vorangehenden optischen Erfassungs- und Korrelations-Verfahrens benannt werden können.
Gemäß einem zweiten Verfahren wird ein Vergleichsmuster für einen gegebenen Banknotenwert erzeugt, indem zwei oder mehr Standardbanknoten einer Standardqualität abgetastet werden und eine Vielzahl von Komponentenmuster berechnet wird. Diese Komponentenmuster werden dann zur Ableitung eines Vergleichsmusters gemittelt. Beispielsweise wurde herausgefunden, dass einige echte $5-Banknoten dunkle Treppen am Lincoln Memorial aufweisen, während andere echte $5-Banknoten helle Treppen aufweisen. Um diese Verschiedenheiten zu kompensieren, können Standardbanknoten, aus denen Komponentenmuster abgeleitet werden, so ausgewählt werden, dass zumindest eine abgetastete Standardbanknote dunkle Treppen und zumindest eine Standardbanknote helle Treppen aufweist.
Es wurde herausgefunden, dass eine alternative Methode zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit bei Unterscheidungssystemen führen kann, insbesondere im Hinblick auf bestimmte Banknotenwerte. Beispielsweise wurde herausgefunden, dass sich die aufgedruckten Kennzeichen auf einer $10-Banknote bei der 1990er Serie von Banknoten mit Sicherheitsstreifen geändert haben. Insbesondere weist die 1990er Serie $10-Banknoten eine Grenzlinie-zu-Grenzlinie Abmessung auf, die etwas größer als die der vorhergehenden Serie von $10-Banknoten ist. Ähnlich wurde herausgefunden, dass die abgetasteten Muster einer alten, halb geschrumpften $5-Banknote beträchtlich vom abgetasteten Muster einer neuen $5-Banknote abweichen können.
Gemäß einer dritten Methode wird ein Vergleichsmuster für einen gegebenen Banknotenwert erzeugt, indem eine Vielzahl von Komponentenmuster gemittelt wird, wobei einige der Komponentenmuster erzeugt werden, indem eine oder mehr neue Banknoten des gegebenen Banknotenwertes abgetastet werden, und einige der Komponen tenmuster erzeugt werden, indem eine oder mehr alte Banknoten des gegebenen Banknotenwertes abgetastet werden. Die neuen Banknoten sind Banknoten guter Qualität, die in den letzten Jahren gedruckt wurden und einen Sicherheitsstreifen beinhalten (für diejenigen Banknotenwerte, bei denen Sicherheitsstreifen vorgesehen sind). Die neuen Banknoten sind vorzugsweise relativ hart. Eine neue $10-Banknote ist vorzugsweise eine aus der 1990er Serie oder eine spätere Banknote von sehr hoher Qualität, was bedeutet, dass die Banknote beinahe im „Mint"-Zustand ist. Alte Banknoten sind Banknoten, die etwas Schrumpfung und oft eine gewisse Verfärbung aufweisen. Die Schrumpfung kann daraus resultieren, dass die Banknote einer relativ starken Abnutzung unterworfen war. Eine neue Banknote, die bei dieser dritten Methode verwendet wird, weist eine höhere Qualität als eine Banknote der vorangehenden Methoden auf, während eine alte Banknote bei dieser dritten Methode eine geringere Qualität als eine Standardbanknote aufweist.
Die dritte Methode kann durch ein Studium der Tabelle 2 besser verstanden werden, welche die Art und Weise zusammenfasst, mit der Komponentenmuster für eine Vielzahl von Banknotenwerten erzeugt werden.
Tabelle 2: Komponentenabtastungen für die verschiedenen Banknotenwerte
Tabelle 2 fasst die Position des Abtastkopfes relativ zur Mitte der grünen Oberfläche einer US-Banknote, wie auch die Art der abzutastenden Banknote, zusammen, um Komponentenmuster für verschiedene Banknotenwerte zu erzeugen. Die drei Komponentenmuster („CP") für einen gegebenen Banknotenwert und für eine gegebene Abtastrichtung werden Bemittelt, um ein entsprechendes Vergleichsmuster zu ergeben. Die achtzehn (18) Reihen entsprechen der bevorzugten Methode, achtzehn (18) Vergleichsmuster zu erzeugen. Die Position der Abtastköpfe ist relativ zur Mitte des mit einer Grenzlinie versehenen Bereichs der Banknote angegeben. Somit zeigt eine Position von „0,0" an, dass der Abtastkopf über der Mitte des mit einer Grenzlinie versehenen Bereichs der Banknote zentriert ist. Ein Versatz nach links relativ zur Mitte ist durch eine negative Zahl angezeigt, während ein Versatz nach rechts durch eine positive Zahl angezeigt ist. Somit bezeichnet eine Position von „-0,2" einen Versatz von 2/10-tel eines Zolls nach links der Mitte einer Banknote, während eine Position von „+0,1" einen Versatz von 1/10-tel eines Zolls nach rechts von der Mitte einer Banknote bezeichnet.
Folglich zeigt Tabelle 2 an, dass Komponentenmuster für eine $20-Banknote, die in Vorwärtsrichtung abgetastet wurde, durch Abtasten einer alten $20-Banknote 2/10-tel eines Zolls nach rechts und nach links von der Mitte der Banknote und durch Abtasten einer neuen $20-Banknote direkt entlang der Mitte der Banknote erhalten werden. 15d zeigt einen Graphen, in dem diese drei Muster dargestellt sind. Diese drei Muster werden dann gemittelt, um das Vergleichsmuster für eine in Vorwärtsrichtung abgetastete $20-Banknote zu erhalten. 15e zeigt einen Graphen, in dem ein Muster für eine $20-Banknote dargestellt ist, die in der Vorwärtsrichtung abgetastet wurde, indem die Muster der 15d gemittelt werden. Dieses Muster wird das entsprechende $20-Vergleichsmuster, nachdem es normalisiert wurde. Bei der Erzeugung dieser Vergleichsmuster kann man eine Abtastvorrichtung verwenden, bei der die abzutastende Banknote stationär gehalten wird und ein Abtastkopf über die Banknote bewegt wird. Eine derartige Vorrichtung erlaubt eine Bewegung des Abtastkopfes zu den Seiten hin, nach links und rechts, über eine abzutastende Banknote und ermöglicht es daher, den Abtastkopf über den Bereich der Banknote zu positionieren, den man abtasten möchte, beispielsweise 2/10-tel eines Zolls nach links der Mitte des mit einer Grenzlinie versehenen Bereichs.
Wie oben beschrieben wurde, werden für $10-Banknoten zwei Muster für jede Abtastrichtung erzeugt, wobei ein Muster etwas nach links der Mitte abgetastet wird und ein Muster etwas rechts der Mitte abgetastet wird. Bei $5-Banknoten wurde festgestellt, dass einige $5-Banknoten mit dunkleren Treppen („d tr") auf dem Bild des Lincoln Memorials bedruckt sind, während andere mit helleren Treppen („h tr") bedruckt sind: Die Wirkung dieser Variation wird durch Verwendung einer alten Banknote mit hellen Treppen und einer neuen Banknote mit dunklen Treppen herausgemittelt.
Wie anhand der Tabelle 2 zu erkennen ist, wird bei einigen Banknoten die dritte Methode; bei der alte und neue Banknoten verwendet werden, nicht benutzt; vielmehr wird eine Standard-(„std")Banknote verwendet, um alle drei Komponentenmuster wie bei der ersten Methode zu erzeugen. Somit wird das Vergleichsmuster für eine in Vorwärtsrichtung abgetastete $1-Banknote durch Mittelung dreier Komponentenmuster erzeugt, die durch eine dreifache Abtastung einer Standardbanknote erzeugt wurden, einmal 2/10-tel eines Zolls nach links, einmal entlang der Mitte und einmal 2/10-tel eines Zolls nach rechts.
Wie in Tabelle 2 dargestellt ist, kann ein Unterscheidungssystem eine Kombination der gemäß dieser Erfindung entwickelten Methoden verwenden, wobei beispielsweise einige Vergleichsmuster gemäß dem ersten Verfahren und einige Vergleichsmuster gemäß dem dritten Verfahren erzeugt sind. Ähnlich kann ein Unterscheidungssystem die Abtastung neuer, standardmäßiger und alter Banknoten kombinieren, um Komponentenmuster zu erzeugen, die zur Erzeugung eines Vergleichsmusters gemittelt werden müssen. Zusätzlich kann ein Unterscheidungssystem Vergleichsmuster erzeugen, indem Banknoten verschiedener Qualitäten und/oder mit verschiedenen Charakteristiken abgetastet und dann die daraus resultierenden Muster gemittelt werden. Alternativ kann ein Unterscheidungssystem mehrere Banknoten einer gegebenen Qualität eines vorgegebenen Banknotenwerts abtasten, beispielsweise drei neue $50-Banknoten, während eine oder neuere Banknoten einer unterschiedlichen Qualität für einen anderen Banknotenwert abgetastet werden, beispielsweise drei alte und abgetragene $1-Banknoten, um Komponentenmuster zu erzeugen, die zur Erzeugung der Vergleichsmuster gemittelt werden müssen.
Die oben beschriebene optische Erfassungs- und Korrelationstechnik ermöglicht die Identifizierung von vorprogrammierten Währungswerten mit einem hohen Maß an Genauigkeit und basiert auf einer relativ geringen Verarbeitungszeit für digitalisierte, erfasste Reflektionswerte und deren Vergleich mit den Vergleichscharakteristikmustern. Diese Vorgehensweise wird verwendet, um Banknoten abzutasten, die abgetasteten Daten zu normalisieren und Vergleichsmuster so zu erzeugen, dass die Banknotenabtastungen während des Betriebs eine direkte Übereinstimmung bei verglichenen Datenpunkten in Abschnitten der Banknote aufweisen, die die am meisten unterscheidungsfähigen, aufgedruckten Kennzeichen besitzen. Um auf geeignete Weise ver schiedene Währungswerte unterscheiden zu können, ist eine relativ niedrige Anzahl von Reflektionswerten nötig.
Ein Vorteil mit dieser Vorgehensweise liegt darin, dass es nicht notwendig ist, Banknoten entlang ihrer Breitenabmessung abzutasten. Des Weiteren verringert die Verringerung der Anzahl der Datenwerte die Verarbeitungszeiten derart, dass zusätzliche Vergleiche während der zwischen der Abtastung von nachfolgenden Banknoten zur Verfügung stehenden Zeit angestellt werden können. Wie oben beschrieben wurde, wird es insbesondere möglich, ein Testmuster mit mehreren gespeicherten Vergleichscharakteristikmustern zu vergleichen, so dass das System nunmehr in der Lage ist, Banknoten zu identifizieren, die in „Vorwärts"- oder „Rückwärts"-Richtung entlang der grünen Oberfläche der Banknote abgetastet werden.
Ein weiterer Vorteil, der von der Verringerung der Verarbeitungszeit stammt, wie sie durch das bevorzugte Erfassungs- und Korrelations-Schema realisiert wird, liegt darin, dass die Antwortzeit, die entweder zum Stoppen des Transports einer Banknote, die als „fehlerhaft" identifiziert wurde, d. h. als nicht entsprechend zu irgendeinem der gespeicherten Vergleichscharakteristikmuster, oder zum Ableiten einer solchen Banknote zu einem getrennten Stapelbehälter benötigt wird, entsprechend verkürzt wird. Folglich kann das System auf bequeme Weise programmiert sein, ein Flag zu setzen, wenn ein abgetastetes Muster nicht irgendeinen der Vergleichsmuster entspricht. Die Identifizierung eines solchen Zustandes kann dazu verwendet werden, den Antriebsmotor für den Banknotentransport des Mechanismus anzuhalten. Da die optische Codiereinrichtung mit der Drehbewegung des Antriebsmotors verbunden ist, kann die Synchronisierung zwischen den Zuständen vor und nach dem Stop beibehalten werden.
Die Korrelationsprozedur und die Genauigkeit, mit der ein Banknotenwert festgestellt wird, ist direkt mit dem Maß an Übereinstimmung zwischen den Reflektionsdatenwerten auf dem Testmuster und den entsprechenden Datenwerten der gespeicherten Vergleichsmuster verknüpft. Somit kann eine Schrumpfung von „benutzten" Banknoten, die wiederum eine entsprechende Verringerung sowohl in deren kurzen als auch langen Abmessungen verursacht, möglicherweise zu einem Abfall im Grad der Korrelation zwischen einer solchen benutzten Banknote eines gegebenen Banknotenwertes und den entsprechenden Vergleichsmustern führen. Banknoten, die einem hohen Maß an Benutzung unterworfen waren, zeigen eine derartige Verringerung sowohl in der kurzen als auch der langen Abmessung der Banknote. Zwar bleibt die dargestellte Erfassungs- und Korrelationstechnik relativ unabhängig von irgendwelchen Änderungen in der nicht im voraus bestimmten Abmessung der Banknote, eine Verringerung entlang der im voraus gewählten Abmessung kann jedoch die Korrelationsfaktoren beeinflussen, indem eine relative Verschiebung der Reflektionswerte, die beim Transport der „geschrumpften" Banknoten über den Abtastkopf erhalten werden, stattfindet. Wenn folglich die Banknoten entlang ihrer Breitenrichtung transportiert und abgetastet werden, bleibt die Erfassungs- und Korrelationstechnik relativ unabhängig von irgendwelchen Änderungen in der kurzen Abmessung der Banknote und die Verringerung entlang der Breitenrichtung kann die Korrelationsfaktoren beeinflussen. Wenn auf ähnliche Weise die Banknoten entlang ihrer kurzen Abmessung transportiert und abgetastet werden, bleibt die Erfassungs- und Korrelationstechnik relativ unabhängig von irgendwelchen Änderungen in der Breitenrichtung der Banknote und eine Verringerung entlang der kurzen Abmessung kann die Korrelationsfaktoren beeinflussen.
Um die Wirkung einer solchen Banknotenschrumpfung aufzufangen oder aufzuheben, kann die oben beschriebene Korrelationstechnik unter Verwendung eines progressiven Verschiebeansatzes abgeändert werden, bei dem ein Testmuster, das nicht irgendeinen der Vergleichsmuster entspricht, in vorbestimmte Abschnitte unterteilt wird und die Datenwerte von aufeinanderfolgenden Abschnitten progressiv verschoben und wieder mit den gespeicherten Mustern verglichen werden, um den Banknotenwert zu identifizieren. Es wurde experimentell festgestellt, dass ein derartiger progressiver Versatz tatsächlich einem Datenversatz aufgrund eines Schrumpfens einer Banknote entlang der vorbestimmten Richtung entgegenwirkt.
Der progressive Verschiebeeffekt wird am besten durch die Korrelationsmuster erläutert, die in den 16a-e dargestellt sind. Aus Gründen der Klarheit wurden die dargestellten Muster unter Verwendung von 128 Datenwerten für jede Abtastung einer Banknote im Vergleich zu der bevorzugten Verwendung von 64 Datenwerten erzeugt. Die 16a zeigt die Korrelation zwischen einem Testmuster (dargestellt durch eine dicke Linie) und ein entsprechendes Vergleichsmuster (dargestellt durch eine dünne Linie). Anhand der 16a ist klar, dass der Grad der Korrelation zwischen den beiden Mustern relativ gering ist und einen Korrelationsfaktor von 606 aufweist.
Die Art und Weise, mit der die Korrelation zwischen diesen Mustern unter Verwendung einer progressiven Verschiebung erhöht wird, wird am besten dadurch erläutert, dass die Korrelation an den mit A–E bezeichneten Referenzpunkten entlang der Achse, die die Anzahl der Datenwerte bestimmt, betrachtet wird. Die Wirkung, die durch eine „einzige" progressive Verschiebung bei der Korrelation hervorgerufen wird, ist in der 16b gezeigt, welche eine „einzelne" Verschiebung des Testmusters der 16a zeigt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Testmuster in zwei gleiche Segmente mit jeweils 64 Datenwerten unterteilt wird. Das erste Segment wird ohne eine Verschiebung beibehalten, wohingegen das zweite Segment um einen Faktor eines Datenwerts verschoben wird. Unter diesen Bedingungen wurde festgestellt, dass der Korrelationsfaktor an den in der Verschiebungsrichtung angeordneten Referenzpunkten, insbesondere im Punkt E, verbessert wird.
16c zeigt die Wirkung, die durch eine „doppelte" progressive Verschiebung hervorgerufen wird, wobei Abschnitte des Testmusters in drei Stufen verschoben werden. Dies wird durch eine Teilung des Gesamtmusters in drei ungefähr gleich große Abschnitte erreicht. Der Abschnitt eins wird nicht verschoben, der Abschnitt zwei wird um einen Datenwert verschoben (wie in 16b) und Abschnitt drei wird um einen Faktor von zwei Datenwerten verschoben. Mit einer „doppelten" Verschiebung kann, wie zu erkennen ist, der Korrelationsfaktor in Punkt E weiter verbessert werden.
Auf einer ähnlichen Basis zeigt die 16d den Effekt bei einer Korrelation, die durch „dreifache" progressive Verschiebung erzeugt wurde, wobei das Gesamtmuster zunächst in vier (4) ungefähr gleich große Abschnitte unterteilt wird. Dann wird Abschnitt eins ohne Verschiebung beibehalten, Abschnitt zwei wird um einen Datenwert verschoben, Abschnitt drei wird um zwei Datenwerte verschoben und Abschnitt vier wird um drei Datenwerte verschoben. Unter diesen Umständen ist zu erkennen, dass sich der Korrelationsfaktor im Punkt E nochmals erhöht hat.
16e zeigt die Wirkung auf die Korrelation, die durch eine „vierfache" Verschiebung hervorgerufen wird, wobei das Muster zunächst in fünf (5) ungefähr gleich große Abschnitte unterteilt wird. Die ersten vier (4) Abschnitte werden in Übereinstimmung mit der Vorgehensweise bei der „dreifachen" Verschiebung gemäß 16d verschoben, während der fünfte Abschnitt um einen Faktor von vier (4) Datenwerten verschoben wird. Anhand der 16e ist klar, dass sich die Korrelation in Punkt E beinahe bis hin zu einer Überdeckung der verglichenen Datenwerte erhöht hat.
Bei einer alternativen Herangehensweise an die progressive Verschiebung wird das Maß der Schrumpfung einer abgetasteten Banknote durch Vergleich der Länge der abgetasteten Banknote, wie sie durch den Abtastkopf gemessen wird, mit der Menge einer „ungeschrumpften" Banknote bestimmt. Diese „ungeschrumpfte" Länge ist vorab im Systemspeicher abgelegt. Die Art der progressiven Verschiebung, d. h. „einfach", „doppelt", „dreifach" etc., die beim Testmuster angewendet wird, wird dann direkt in Abhängigkeit vom gemessenen Maß der Schrumpfung bestimmt. Je größer das Maß der Schrumpfung ist, desto größer ist die Anzahl der Abschnitte, in die das Testmuster unterteilt wird. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass nur ein Korrelationsfaktor berechnet wird, im Gegensatz zur möglichen Berechnung mehrerer Korrelationsfaktoren für die verschiedenen Arten der progressiven Verschiebung.
In einer weiteren Vorgehensweise der progressiven Verschiebung wird anstelle der Verwendung einer progressiven Verschiebung beim Testmuster die progressive Verschiebung bei jedem der Vergleichsmuster durchgeführt. Die Vergleichsmuster im Systemspeicher sind in vorbestimmte Abschnitte unterteilt und die Datenwerte in den aufeinanderfolgenden Abschnitten werden progressiv verschoben und wieder mit dem abgetasteten Testmuster verglichen, um den Banknotenwert festzustellen. Um die Verarbeitungszeit zu verringern, kann der Grad der progressiven Verschiebung, der , bei den Vergleichsmustern angewendet werden sollte, durch eine vorangehende Messung des Maßes der Schrumpfung der abgetasteten Banknote bestimmt werden. Indem zuerst der Maß der Schrumpfung gemessen wird, wird nur eine Art der progressiven Verschiebung auf die gespeicherten Vergleichsmuster angewendet.
Anstelle der Neuanordnung der abgetasteten Testmuster oder der gespeicherten Vergleiehsmuster kann der Systemspeicher im Vorab gespeicherte Muster entsprechend den verschiedenen progressiven Verschiebungen enthalten. Das abgetastete Testmuster wird dann mit all diesen abgespeicherten Mustern im Systemspeicher vergli chen. Um jedoch die für die Datenverarbeitung benötigte Zeit zu verringern, kann diese Herangehensweise abgeändert werden, indem zunächst das Maß der Schrumpfung gemessen wird und dann nur diejenigen gespeicherten Muster aus dem Systemspeicher ausgewählt werden, die dem gemessenen Maß an Schrumpfung zum Vergleich mit dem abgetasteten Testmuster entsprechen.
Der Vorteil der Verwendung des progressiven Verschiebeansatzes liegt im Gegensatz zu einer bloßen Verschiebung um einen festen Betrag von Datenwerten über das gesamte Testmuster darin, dass die in den anfänglichen Abschnitten der Muster erreichte Verbesserung der Korrelation durch nachfolgende Verschiebungen des Testmusters nicht neutralisiert oder zunichte gemacht werden. Anhand der obigen Abbildungen ist klar, dass das Maß der Korrelation für die Datenwerte, die innerhalb der progressiv verschobenen Abschnitte fallen, entsprechend ansteigt.
Wichtiger ist jedoch, dass die progressive Verschiebung einen erheblichen Anstieg des Gesamtkorrelationsfaktors aus einem Mustervergleich bewirkt. Beispielsweise wird der ursprüngliche Korrelationsfaktor von 606 (16a) durch die „einfache" Verschiebung, wie sie in 16b gezeigt ist, auf 681 erhöht. Die „doppelte" Verschiebung, wie sie in 16c gezeigt ist, erhöht die Korrelationszahl auf 793, die „dreifache" Verschiebung der 16d erhöht die Korrelationszahl auf 906 und die „vierfache" Verschiebung, wie sie in 16e gezeigt ist, erhöht schließlich die Gesamtkorrelationszahl auf 960. Unter Verwendung der obigen Vorgehensweise wurde festgestellt, dass gebrauchte Banknoten, die ein hohes Maß an Schrumpfung aufweisen, und die nicht genau als zu dem richtigen Währungswert gehörig identifiziert werden können, wenn die Korrelation ohne jedwede Verschiebung durchgeführt wird, mit einem hohem Maß an Sicherheit identifiziert werden können, wenn ein progressiver Verschiebeansatz verwendet wird, vorzugsweise durch Verwendung einer „dreifachen" oder „vierfachen" Verschiebung.
Bei Währungsunterscheidungssystemen, bei denen die Unterscheidung auf dem Vergleich eines Musters, das von einer Abtastung einer Probebanknote stammt, mit gespeicherten Vergleichsmustern entsprechend den verschiedenen Notenwerten beruht, beeinflussen die miteinander zu vergleichenden Muster erheblich die Leistungseigenschaften des Unterscheidungssystems. Beispielsweise hängt bei dem im US-Patent Nr. 5,295,196 beschriebenen System das Korrelationsverfahren und die Genauigkeit, mit der ein Banknotenwert festgestellt wird, direkt vom Maß der Übereinstimmung zwischen den Reflektionswerten auf dem Testmuster und den entsprechenden Werten der gespeicherten Vergleichsmuster ab. Gemäß der oben beschriebenen Methode wird die Identität einer zu testenden Banknote festgestellt, indem ein abgetastetes Muster, das durch Abtasten der zu testenden Banknote erzeugt wird, mit einem oder mehreren echten Banknoten zugeordneten Vergleichsmustern verglichen wird. Wenn das abgetastete Muster ausreichend mit einem der Vergleichsmuster korreliert, kann die Identität der Banknote genannt werden. Das Verfahren zur Identifikation einer zu testenden Banknote kann einem zweistufigen Schwellenwerttest, wie oben beschrieben, unterworfen werden.
Das Maß der Korrelation zwischen einem abgetasteten und einem Vergleichsmuster kann jedoch negativ beeinflusst werden, wenn die beiden Muster nicht auf geeignete Weise zueinander ausgerichtet sind. Eine derartige Fehlausrichtung zwischen Mustern kann wiederum negativ die Leistung eines Währungsidentifikationssystems beeinflussen. Eine Fehlausrichtung zwischen Mustern kann aus einer Reihe von Faktoren stammen. Wenn beispielsweise ein System so ausgestaltet ist, dass der Abtastprozess als Antwort auf die Erfassung der dünnen Grenzlinie, die die US-Währung umgibt, oder auf die Erfassung irgendeines anderen aufgedruckten Kennzeichens, wie beispielsweise den Rand der aufgedruckten Kennzeichen auf einer Banknote, begonnen wird, können falsche Markierungen am Beginn des Abtastungsverfahrens zu einem ungeeigneten Zeitpunkt bewirken. Dies ist insbesondere bei falschen Markierungen im Bereich zwischen dem Rand einer Banknote und dem Rand der aufgedruckten Kennzeichen auf der Banknote der Fall. Derartige falsche Markierungen können bewirken, dass der Abtastprozess zu früh beginnt, was in einem abgetasteten Muster resultiert, welches gegenüber einem entsprechenden Vergleichsmuster voreilt. Wo alternativ die Erfassung des Randes einer Banknote verwendet wird, um den Abtastprozess auszulösen, kann eine Fehlausrichtung zwischen den Mustern aus Abweichungen zwischen dem Ort der aufgedruckten Kennzeichen auf der Banknote relativ zu den Rändern einer Banknote resultieren. Derartige Abweichungen können aufgrund der Toleranzen entstehen, die während des Druck- und/oder Schneid-Verfahrens bei der Herstellung der Währung erlaubt sind. beispielsweise wurde festgestellt, dass die Stelle des vorderen Randes von aufgedruckten Kennzeichen auf kanadischer Währung relativ zum Rand der kanadischen Währung sich um bis zu ungefähr 0,2 Zoll (ungefähr 0,5 cm) ändern kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Probleme in Verbindung mit fehlerhaft ausgerichteten Mustern gelöst, indem ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung mehrfach abgetasteter und/oder Vergleichsmuster und zum Vergleich der mehrfach abgetasteten und Vergleichsmuster miteinander verwendet wird. Kurz gesagt beinhaltet ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der verbesserten Mustererzeugungsmethode die Entfernung von Datenwerten aus einem Ende des abzuändernden Musters und das Hinzufügen von Datenwerten an dem gegenüberliegenden Ende gleich den Datenwerten, die in den entsprechenden Positionen der Reihen des Musters enthalten sind, mit dem das abgeänderte Muster verglichen werden soll. Dieser Prozess kann bis zu einer vorbestimmten Anzahl von Malen wiederholt werden, bis eine ausreichend hohe Korrelation zwischen den beiden Mustern erhalten wird, um die Identität der zu testenden Banknote benennen zu können.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann anhand der Tabelle 3 besser verstanden werden. Die Tabelle 3 enthält Datenwerte, die durch Abtastung der kleinen Abmessung einer kanadischen $2-Banknote entlang eines Segments erzeugt werden, das um die Mitte der Banknote an der Seite gegenüber der Portraitseite angeordnet ist. Insbesondere stellt die zweite Spalte der Tabelle 3 ein abgetastetes Muster dar, das durch Abtasten einer kanadischen $2-Testbanknote erzeugt wurde. Das abgetastete Muster umfasst 64 Datenwerte, die der Reihe nach angeordnet sind. Jeder Datenwert weist eine ihm zugewiesene Sequenzposition, Ziffer 1–64, auf. Die fünfte Spalte stellt ein einer kanadischen $2-Banknote zugeordnetes Vergleichsmuster dar. Das Vergleichsmuster umfasst auf ähnliche Weise eine Folge von 64 Datenwerten. Die dritte und vierte Spalte stellt das abgetastete Muster dar, nach dem es in Vorwärtsrichtung jeweils ein- und zweimal abgeändert wurde. Im Ausführungsbeispiel, wie es in Tabelle 3 dargestellt ist, wurde ein Datenwert vom Anfang des vorangehenden Musters während einer jeden Abänderung entfernt.
Tabelle 3
Das abgeänderte Muster, wie es in der dritten Spalte dargestellt ist, wird erzeugt, indem ein zusätzlicher Datenwert am Ende der ursprünglich abgetasteten Musterfolge hinzugefügt wird, was tatsächlich den ersten Datenwert des ursprünglichen Musters, beispielsweise 93, vom abgeänderten Muster entfernt. Der hinzugefügte Datenwert in der letzten Reihenposition, 64, ist gleich dem Datenwert in der 64-sten Sequenzposition im Vergleichsmuster, d. h. 2210. Das Kopieren des 64-sten Datenwertes wird durch einen Stern in der dritten Spalte dargestellt. Das zweite abgeänderte Muster, das in der vierten Spalte dargestellt ist, wird durch Hinzufügen zweier zusätzlicher Datenwerte an das Ende des original abgetasteten Musters erzeugt, wodurch tatsächlich die ersten beiden Datenwerte des ursprünglich abgetasteten Musters, beispielsweise 93 und 50, vom zweiten abgeänderten Muster entfernt werden. Die letzten beiden Reihenpositionen 63 und 64, werden mit den Datenwerten gefüllt, die in der 63-sten und 64-sten Reihenposition des Vergleichsmusters, beispielsweise 2240 und 2210 jeweils enthalten sind. Das Kopieren des 63-sten und 64-sten Datenwerts ist durch Sternchen in der vierten Spalte angedeutet.
Beim Beispiel der Tabelle 3 war der bedruckte Bereich der getesteten Banknote, aus dem das abgetastete Muster gebildet wurde, weiter von der Vorderkante der Banknote entfernt, als bei dem bedruckten Bereich der Banknote, von der das Vergleichsmuster erzeugt wurde. Im Ergebnis lief das abgetastete Muster hinter dem Vergleichsmuster hinterher. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der im Zusammenhang mit Tabelle 3 beschriebenen Mustererzeugungsmethode kompensiert Änderungen im Abstand zwischen der Kante der Banknote und dem Rand der aufgedruckten Kennzeichen, indem das abgetastete Muster in Vorwärtsrichtung abgeändert wird. Als Ergebnis des verwendeten Abänderungsvertahrens stieg die Korrelation zwischen der Originalversion und der abgeänderten Version des abgetasteten Musters und des Vergleichsmusters von 705 für das ursprüngliche, nicht abgeänderte Abtastmuster auf 855 für das erste abgeänderte Muster und auf 988 für das zweite abgeänderte Muster. Entsprechend konnte nun die getestete Banknote, die andernfalls zurückgewiesen worden wäre, aufgrund der Verwendung des Mustererzeugungsverfahrens, wie es oben erläutert wurde, richtig als eine echte kanadische $2-Banknote benannt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mit Bezug auf das Flussdiagramm der 17a-17c besser verstanden werden. Das Ver fahren der 17a-17c beinhaltet ein Verfahren zur Identifikation einer getesteten Banknote, indem ein abgetastetes Muster, das von einer getesteten Banknote erhalten wird, mit einem oder mehreren Vergleichsmustern, die einer oder mehreren echten Banknoten zugeordnet sind, verglichen wird. Nachdem das Verfahren bei Schritt 128a beginnt, wird das abgetastete Muster mit einem oder mehr Vergleichsmustern, die echten Banknoten zugeordnet sind, verglichen (Schritt 128b). Im Schritt 129 wird festgestellt, ob die zu testende Banknote basierend auf dem Vergleich im Schritt 128b identifiziert werden kann. Dies kann erreicht werden, indem die Korrelation zwischen dem abgetasteten Muster und einem jeden der Vergleichsmuster bestimmt wird. Wenn die Banknote identifiziert werden kann, endet das Verfahren im Schritt 130. Andernfalls werden in Schritt 131 eines oder mehrere der Vergleichsmuster für die weitere Verarbeitung bestimmt. Beispielsweise können alle Vergleichsmuster für die weitere Verarbeitung bestimmt werden. Alternativ können in Abhängigkeit von einer vorläufigen Beurteilung der Identität der zu testenden Banknoten weniger als alle Vergleichsmuster bezeichnet bzw. gekennzeichnet werden. Beispielsweise können nur diejenigen Vergleichsmuster für die weitere Verarbeitung ausgewählt werden, die die vier höchsten Korrelationswerte bezüglich des im Schritt 128b abgetasteten Musters aufweisen. In jedem Fall wird die Anzahl der für die weitere Verarbeitung bestimmten Vergleichsmuster als M1 bezeichnet.
Im Schritt 132 wird entweder das abgetastete Muster für eine Abänderung bestimmt oder die M1-Vergleichsmuster, die im Schritt 131 bestimmt wurden, werden für eine Abänderung bestimmt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das abgetastete Muster zur Abänderung bestimmt und die Vergleichsmuster bleiben unverändert. Im Schritt 133 wird bestimmt, ob eine Vorwärtsmodifizierung oder eine Rückwärtsmodifizierung stattfinden soll. Diese Bestimmung kann beispielsweise dadurch getroffen werden, dass die Anfangs- oder Enddatenwerte des abgetasteten Musters analysiert werden, um festzustellen, ob das abgetastete Muster den Vergleichsmustern vor- oder nachläuft.
Im Schritt 134 wird der Iterationszähler, I, gleich eins gesetzt. Die Iterationszähler wird dazu verwendet, darüber Buch zu halten, wie oft die Arbeitsmuster modifiziert wurden. Dann wird im Schritt 135 die Anzahl der inkrementalen Datenwerte, R, die während einer jeden Iteration entfernt werden, festgelegt. Beispielsweise wird in einer bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur ein zusätzlicher Datenwert von einem jeden Arbeitsmuster während einer jeden Iteration entfernt, so dass in diesem Fall R gleich eins ist.
Im Schritt 136 wird festgestellt, ob das abgetastete Muster für eine Abänderung bestimmt wurde. Wenn dies der Fall ist, dann wird das abgetastete Muster M1-fach nachgebildet und die M1 nachgebildeten Muster, eines für jedes der M1-Vergleichsmuster, werden im Schritt 137 als Arbeitsmuster bestimmt. Wenn das abgetastete Muster nicht für eine Abänderung bestimmt wurde, dann wurden die M1-Vergleichsmuster dafür bestimmt, und die M1-Vergleichsmuster werden nachgebildet und im Schritt 138 als Arbeitsmuster bestimmt. Unabhängig davon, welches Muster oder welche Muster für eine Abänderung bestimmt wurden, wird im Schritt 139 bestimmt, ob eine Vorwärts- oder Rückwärtsabänderung an den Arbeitsmustern durchgeführt werden soll.
Wenn eine Vorwärts-Abänderung durchgeführt werden soll, werden die ersten R × 1 Datenwerte von einem jeden Arbeitsmuster im Schritt 140 entfernt. Die ersten R × 1 Datenwerte können entweder explizit von den Arbeitsmustern entfernt werden oder als Ergebnis der Hinzufügung zusätzlicher Datenwerte (Schritt 141) an das Ende des Musters und der Bestimmung des Anfangs des abgeänderten Musters als der R × 1 + 1 Reihenposition des ursprünglichen Musters gelöscht werden. Als Ergebnis der Abänderung wird sich der Datenwert, der sich an der 64-sten Sequenzposition im ursprünglichen Arbeitsmuster befand, nunmehr in der 64 – (R × 1) Sequenzposition befinden. Die hinzugefügten Datenwerte in den letzten R × 1 Sequenzpositionen eines Arbeitsmusters werden von den Datenwerten in den letzten R × 1 Sequenzpositionen eines entsprechenden nicht bestimmten Musters im Schritt 141 kopiert. Nach der oben beschriebenen Abänderung werden die Arbeitsmuster mit den jeweiligen der nicht-bestimmten Muster (abgeänderte Abtastmuster/M1 Vergleichsmuster, die nicht für Abänderung bestimmt sind) oder den nicht-bestimmten Mustern (M1 Vergleichsmuster zur Abänderung bestimmt/ Abtastmuster, nicht bestimmt für die Abänderung) in Schritt 142 verglichen.
Wenn als Alternative eine Rückwärts-Abänderung durchgeführt werden muss, werden die letzten R × 1 Datenwerte von einem jeden Arbeitsmuster im Schritt 143 entfernt.
Die letzten R × 1 Datenwerte können entweder explizit von den Arbeitsmustern entfernt werden oder als ein Ergebnis der Hinzufügung zusätzlicher Datenwerte (Schritt 144) an den Anfang des Musters und durch die Bestimmung des Anfangs des abgeänderten Musters als Beginn mit den hinzugefügten Datenwerten entfernt werden. Als Ergebnis der Abänderungen befindet sich der Datenwert, der sich im ursprünglichen Arbeitsmuster an der ersten Reihenposition befand, nunmehr in der (R × 1) + 1 Kennreihenposition. Die hinzugefügten Datenwerte in den ersten R × 1 Reihenpositionen eines Arbeitsmusters werden von den Datenwerten in den ersten R × 1 Reihenpositionen eines entsprechenden nicht bestimmten Musters in Schritt 144 kopiert. Nach der oben beschriebenen Abänderung werden die Arbeitsmuster mit den jeweiligen der nicht-bestimmten Muster (abgeändertes Abtastmuster/M1 nicht zur Abänderung bestimmte Vergleichsmuster) oder den nicht-bestimmten Mustern (M1 zur Abänderung bestimmte Vergleichsmuster/ nicht zur Abänderung bestimmtes Abtastmuster) im Schritt 142 verglichen.
Wenn beispielsweise das abgetastete Muster für eine Vorwärtsabänderung bestimmt ist und vier Vergleichsmuster für die weitere Verarbeitung bestimmt sind, werden vier Arbeitsmuster aus dem abgetasteten Mustern im Schritt 137 erzeugt, eines für jedes der vier Vergleichsmuster. Wenn R im Schritt 135 auf zwei gesetzt wird, werden während der ersten Iteration die letzten beiden Datenwerte von jedem der M1-Vergleichsmuster an das Ende der M1-Arbeitsmuster kopiert und hinzugefügt, so dass sie die letzten beiden Reihenpositionen der M1-Arbeitsmuster werden, wobei ein Arbeitsmuster jeweils einem der M1 Vergleichsmuster zugeordnet ist. Im Ergebnis werden nach der ersten Iteration vier unterschiedliche Arbeitsmuster erzeugt, wobei jedes Arbeitsmuster einer abgeänderten Version des abgetasteten Musters entspricht, allerdings an den letzten beiden Reihenpositionen Datenwerte aufweist, die von den letzten beiden Reihenpositionen des jeweiligen der M1-Vergleichsmuster kopiert wurden. Nach einer zweiten Iteration wurden die letzten vier Reihenpositionen eines jeden der M1-Vergleichsmuster kopiert und an das Ende der M1-Arbeitsmuster hinzugefügt, so dass die letzten vier Reihenpositionen des jeweiligen der M1-Arbeitsmuster bilden.
Wenn gemäß einem weiteren Beispiel vier Vergleichsmuster für die weitere Verarbeitung bestimmt sind und die vier bestimmten Vergleichsmuster für eine Vorwärts-Abänderung bestimmt sind, werden vier Arbeitsmuster im Schritt 138 erzeugt, eines aus den vier bestimmten Vergleichsmustern. Wenn R im Schritt 135 auf zwei gesetzt ist, werden während der ersten Iteration die letzten beiden Datenwerten des abgetasteten Musters kopiert und an das Ende der M1-Arbeitsmuster hinzugefügt, so dass sie die letzten beiden Reihenpositionen der M1-Arbeitsmuster bilden, wobei ein Arbeitsmuster einem jeden der M1 Vergleichsmuster zugeordnet ist. Im Ergebnis werden nach der ersten Iteration vier unterschiedliche Arbeitsmuster erzeugt, wobei ein jedes Arbeitsmuster einer abgeänderten Version eines entsprechenden Vergleichsmusters entspricht, allerdings mit Datenwerten an den letzten beiden Reihenpositionen, die von den letzten beiden Reihenpositionen des abgetasteten Musters kopiert sind. Nach einer zweiten Iteration sind die letzten vier Reihenpositionen des abgetasteten Musters kopiert und an das Ende der M1-Arbeitsmuster kopiert, so dass sie die letzten vier Reihenpositionen der M1-Arbeitsmuster bilden.
Nach dem Vergleich im Schritt 142 wird festgestellt, ob die zu testende Banknote in Schritt 145 identifiziert werden kann. Wenn die Banknote identifiziert werden kann, endet das Verfahren in Schritt 146. Andernfalls wird der Iterationszähler, 1, um eins heraufgesetzt (Schritt 147) und der heraufgesetzte Iterationszähler wird mit einer maximalen Iterationszahl, T, verglichen (Schritt 148). Wenn der Iterationszähler, 1, größer als die maximale Iterationszahl, T, ist, dann wird ein „kein Aufruf' ausgegeben (Schritt 149a), was bedeutet, dass eine zur Identifikation der zu testenden Banknote ausreichende Übereinstimmung nicht erzielt wurde, und das Verfahren wird beendet (Schritt 149b). Wenn andernfalls die Iteration nicht größer als die maximale Iterationszahl ist, wird der Abänderungsprozess beginnend mit dem Schritt 136 wiederholt.
Das Flussdiagramm der 17a-17c soll ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutern. Es ist jedoch erkannt worden, dass es eine Vielzahl von Arten gibt, in denen die Schritte des Flussdiagramms der 17a-17c neu angeordnet oder abgeändert werden können und dennoch in einem Vergleich der gleichen Muster resultieren würde, wie sie verglichen werden würden, wenn die Schritte der 17a-17c exakt befolgt würden. Beispielsweise kann anstelle der Erzeugung einer Vielzahl von Arbeitsmustern ein einzelnes Arbeitsmuster erzeugt werden und die vorderen oder hinteren Reihenpositionen können nacheinander vor dem Vergleichen mit den entsprechenden nicht-bestimmten Mustern abgeändert werden. Auf ähnliche Weise kann anstelle der Erzeugung einer Vielzahl von abgeänderten Mustern direkt aus den nicht abgeänderten Mustern eine Vielzahl von abgeänderten Mustern aus den vorangegangenen abgeänderten Mustern erzeugt werden. Beispielsweise kann anstelle einer Erzeugung eines zweifach vorwärts-abgeänderten Abtastmusters durch Entfernung der ersten beiden Datenwerte von dem ursprünglichen Abtastmuster und dem Kopieren der letzten 2R Reihenpositionen eines entsprechenden Vergleichsmusters und Hinzufügen dieser Datenwerte an das Ende des ursprünglichen Abtastmusters der erste Datenwert des einfach vorwärts-abgeänderten Abtastmusters entfernt und ein Datenwert an das Ende des einfach abgeänderten Abtastmusters hinzugefügt werden, und dann die Datenwerte in den letzten beiden Reihenpositionen gleich den Datenwerten in den letzten 2R Reihenpositionen als entsprechenden Vergleichsmusters gesetzt werden.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können anstelle des Kopierens von Datenwerten von einem Abtastmuster in entsprechende Reihenpositionen eines abgeänderten Vergleichsmusters die vorderen oder hinteren Reihenpositionen des abgeänderten Vergleichsmusters mit Nullen aufgefüllt werden.
Gemäß einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die abgeänderten Vergleichsmuster gespeichert, beispielsweise im EPROM 60 der 7a, bevor eine zu testende Banknote abgetastet wird. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel wird ein von einer zu testenden Banknote erhaltenes Abtastmuster mit den abgeänderten, im Speicher abgelegten Vergleichsmustern verglichen. Abgeänderte Vergleichsmuster werden erzeugt, indem ein entsprechendes Vergleichsmuster in entweder der Vorwärts- oder der Rückwärtsrichtung, oder beiden abgeändert wird, und irgendwelche hinteren oder vorderen Reihenpositionen mit Nullen aufgefüllt werden. Ein Vorteil eines derartig bevorzugten Ausführungsbeispiels liegt darin, dass keine Abänderung während des normalen Betriebs eines Identifizierungsgeräts, das eine derartige Ausführungsform beinhaltet, ausgeführt werden muss.
Ein Beispiel einer Prozedur, die beim Vergleich von Testmustern mit Vergleichsmustern involviert ist, ist in 18a dargestellt, die zeigt, wie die Routine mit Schritt 150a beginnt. In Schritt 151a wird das beste und das zweitbeste Korrelationsergebnis (in 18a als die „#1 und #2 Antworten" bezeichnet) auf Null initialisiert und in Schritt 152a wird das Testmuster mit jedem der sechzehn oder achtzehn ursprünglichen Vergleichsmuster verglichen, die im Speicher abgelegt sind. Im Schritt 153a werden die Aufrufe, die den beiden höchsten bis dahin erhaltenen Korrelationszahlen entsprechen, bestimmt und gespeichert. In Schritt 154a wird ein Nachverarbeitungs-Flag gesetzt. In Schritt 155a wird das Testmuster mit einem jedem aus einem zweiten Satz von sechzehn oder achtzehn ursprünglichen, im Speicher abgelegten Vergleichsmuster verglichen. Dieser zweite Satz der Vergleichsmuster ist der selbe wie der der sechzehn oder achtzehn ursprünglichen Vergleichsmuster, mit der Ausnahme, dass der letzte Datenwert fallengelassen wird und eine Null vor dem ersten Datenwert eingesetzt wird. Wenn eine der sich ergebenden Korrelationszahlen höher ist als die beiden höchsten zuvor abgespeicherten Zahlen, werden die #1 und #2 Antworten in Schritt 156 auf den neuesten Stand gebracht.
Die Schritte 155a und 156a werden in den Schritten 157a und 158a wiederholt, wobei ein dritter Satz von Vergleichsmustern verwendet wird, der durch Fallenlassen der letzten beiden Datenwerte von einem jeden der 16 ursprünglichen Vergleichsmuster und durch Einsetzen von zwei Nullen vor dem ersten Datenwert gebildet wird. In den Schritten 159a und 160a werden die selben Schritte wiederholt, jedoch nur unter Verwendung von $50 und $100-Vergleichsmustern, die durch Fallenlassen der letzten drei Datenwerte aus dem ursprünglichen Vergleichsmustern und durch Hinzufügen von drei Nullen vor dem ersten Datenwert gebildet werden. Die Schritte 161a und 162a wiederholen die Prozedur noch einmal unter Verwendung von nur $1, $5, $10 und $20-Vergleichsmustern, die durch Fallenlassen des 33-sten Datenwerts gebildet werden, wobei die ursprünglichen Datenwerte 34 bis 64 die Datenwerte 33 bis 63 werden und Null (0) als der neue letzte Datenwert eingesetzt wird. Schließlich wiederholen die Schritte 163a und 164a die selbe Prozedur, wobei die Vergleichsmuster für $10 und $50-Noten, die 1950 gedruckt wurden, verwendet werden, welche beträchtlich von Banknoten desselben Werts abweichen, die in späteren Jahren gedruckt wurden. Diese Routine kehrt dann zum Hauptprogramm in Schritt 165a zurück. Die obigen mehrfachen Sätze von Vergleichsmustern können im Voraus im EPROM 60 gespeichert sein.
In 18b ist eine abgeänderte Prozedur dargestellt, die beim Vergleich von Testmustern mit Vergleichsmustern der grünen Seite involviert ist, wobei gezeigt ist, dass die Routine mit Schritt 150b anfängt. In Schritt 151 b wird das beste und das zweitbeste Korrelationsergebnis (in 18b als die „#1 und #2 Antworten" bezeichnet) auf Null initialisiert und in Schritt 152b wird das Testmuster mit einem jedem der achtzehn ursprünglichen Vergleichsmuster der grünen Seite verglichen, die im Speicher abgelegt sind. Im Schritt 153b werden die Benennungen, die den beiden höchsten, bis dahin erhaltenen Korrelationsziffern entsprechen, bestimmt und gespeichert. In Schritt 154b wird ein Nachverarbeitungs-Flag gesetzt. In Schritt 155b wird das Testmuster mit einem jedem eines zweiten Satzes von achtzehn Vergleichsmustern der grünen Seite verglichen, die im Speicher gespeichert sind. Dieser zweite Satz der Vergleichsmuster ist der selbe wie der der achtzehn ursprünglichen Vergleichsmuster der grünen Seite, nur dass der letzte Datenwert fallengelassen und eine Null vor dem ersten Datenwert eingesetzt wurde. Wenn eine der daraus resultierenden Korrelationsziffern größer als die beiden höchsten zuvor abgespeicherten Ziffern wird, werden die #1 und #2 Antworten in Schritt 156b auf den neuesten Stand gebracht.
Die Schritte 155b und 156b werden in den Schritten 157b und 158b wiederholt, wobei ein dritter Satz von Vergleichsmustern der grünen Seite verwendet wird, der durch Fallenlassen der letzten beiden Datenwerte eines jeden der 18 ursprünglichen Vergleichsmuster und durch Einsetzen von zwei Nullen vor dem ersten Datenwert gebildet wird. In den Schritten 159b und 160b werden die selben Schritte nochmals wiederholt, aber unter Verwendung nur von $50 und $100-Vergleichsmustern (zwei Muster für die $50 und vier Muster für die $100), die durch Fallenlassen der letzten drei Datenwerte von den ursprünglichen Vergleichsmustern und durch Hinzufügen von drei Nullen vor dem ersten Datenwert gebildet werden. Die Schritte 161 b und 162b wiederholen die Prozedur nochmals, unter Verwendung nur von $1, $5, $10, $20 und $50-Vergleichsmustern (vier Muster für die $10 und zwei Muster für die anderen Werte), die durch Fallenlassen des 33-igsten Datenwerts gebildet werden, wobei die ursprünglichen Datenwerte 34-64 die Datenwerte 33 bis 63 werden und eine 0 als dasselbe Verfahren unter Verwendung von Vergleichsmustern für die $10 und $50-Noten, die 1950 gedruckt wurden (zwei entlang eines Mittelsegments abgetastete Muster für jeden Wert), die sich beträchtlich von den Banknoten desselben Werts unterscheiden, die in späteren Jahren gedruckt wurden. Diese Routine kehrt dann im Schritt 165b zum Hauptprogramm zurück. Die obigen mehrfachen Sätze von Vergleichsmustern können im Voraus im EPROM 60 gespeichert sein.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem eine bedingte Korrelation der schwarzen Seite durchzuführen ist, wird eine abgeänderte Version der als „CORRES" bezeichneten Routine initialisiert. Die Prozedur, die bei der Ausführung der abgeänderten Version von CORRES ausgeführt wird, ist in 19a dargestellt, die zeigt, dass die Routine bei Schritt 180 beginnt. Schritt 181 bestimmt, ob die Banknote als eine $2-Banknote identifiziert wurde, und, wenn die Antwort negativ ist, bestimmt Schritt 182, ob die beste Korrelationszahl („Aufruf #1 ") größer als 799 ist. Wenn die Antwort negativ ist, ist die Korrelationszahl zu klein, um den Wert der Banknote mit Sicherheit zu identifizieren, und im Schritt 183b wird eine Korrelationsroutine für die schwarze Seite aufgerufen (genauer im Zusammenhang mit den 19b bis 19c unten beschrieben).
Eine bestätigende Antwort im Schritt 182 bringt das System weiter zum Schritt 186, der bestimmt, ob der Datenwert einen Tintenflecktest besteht (unten beschrieben). Wenn die Antwort negativ ist, wird ein „kein Aufruf"-Bit in einem Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 183a gesetzt. Ein „kein Aufruf der vorangegangenen Banknote"-Flag wird dann im Schritt 184 gesetzt und die Routine kehrt im Schritt 185 zum Hauptprogramm zurück. Wenn die Antwort im Schritt 186 bestätigend ist, geht das System weiter zu Schritt 187, der bestimmt, ob die beste Korrelationszahl größer als 849 ist. Eine bestätigende Antwort im Schritt 187 zeigt, dass die Korrelationszahl ausreichend groß ist, so dass der Wert der abgetasteten Banknote mit Sicherheit ohne einen weiteren Test identifiziert werden kann. Folglich wird ein „guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 188 gesetzt. Eines der besten Korrelationszahl (#1) zugeordnetes, separates Register kann dann verwendet werden, um den Wert zu identifizieren, der durch das gespeicherte Muster repräsentiert wird, das zur höchsten Korrelationszahl führt. Das System kehrt im Schritt 185 zum Hauptprogramm zurück.
Eine negative Antwort im Schritt 187 zeigt, dass die Korrelationszahl zwischen 800 und 850 liegt. Es wurde herausgefunden, dass Korrelationszahlen innerhalb dieses Bereichs ausreichend sind, um sämtliche Banknoten außer der $2-Banknote zu identifizieren. Entsprechend bringt eine negative Antwort im Schritt 187 das System weiter zum Schritt 189, welcher bestimmt, ob der Unterschied zwischen den beiden höchsten Korrelationszahlen („Aufruf #1" und „Aufruf# 2") größer als 149 ist. Wenn die Ant wort bestätigend ist, ist der durch die höchste Korrelationszahl identifizierte Wert akzeptierbar und somit wird das „guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 188 gesetzt. Wenn der Unterschied zwischen den beiden höchsten Korrelationszahlen weniger als 150 beträgt, erzeugt Schritt 189 eine negative Antwort, welche das System zum Schritt 183b weiterbringt, wo die Korrelationsroutine für die schwarze Seite aufgerufen wird.
Zurück zum Schritt 181 zeigt eine bestätigende Antwort bei diesem Schritt, dass der anfängliche Aufruf eine $2-Banknote ist. Diese bestätigende Antwort initialisiert eine Reihe von Schritten 190 bis 193, die ähnlich den Schritten 182, 186, 187 und 189, wie sie oben beschrieben sind, ist, mit der Ausnahme, dass die Zahlen 799 und 849, die im Schritt 182 und 187 verwendet werden, in den Schritten 190 jeweils in 849 und 899 und 192 abgeändert sind. Das Ergebnis ist entweder ein Setzen eines „kein Aufruf"-Bits in einem Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 183a, das Setzen des „guter Aufruf"-Bits in Korrelationsergebnis-Flag in Schritt 188 oder der Aufruf einer Korrelationsroutine für die schwarze Seite im Schritt 183b.
Mit Bezug auf die 19b und 19c ist ein Flussdiagramm dargestellt, das die Schritte der Korrelationsroutine für die schwarze Seite erläutert, die in Schritt 183b der 19a aufgerufen wird. Nachdem die Korrelationsroutine für die schwarze Seite in Schritt 600 initialisiert wird, wird im Schritt 602 festgestellt, ob der untere Lesekopf derjenige Lesekopf war, der die schwarze Seite der Testbanknote abgetastet hat. Wenn dies der Fall war, werden in Schritt 604 die Daten des unteren Lesekopfes normalisiert. Andernfalls wird im Schritt 606 festgestellt, ob der obere Lesekopf der Lesekopf war, der die schwarze Seite der Testbanknote abgetastet hat. Wenn dies der Fall war, werden im Schritt 608 die Daten des oberen Lesekopfes normalisiert. Wenn nicht festgestellt werden kann, welcher Lesekopf die schwarze Seite der Banknote abgetastet hat, dann werden die von beiden Seiten der Testnote erzeugten Muster mit den Vergleichsmustern der grünen Seite korreliert (vgl. z. B. Schritt 110 der 12). In so einem Fall wird im Schritt 610 das kein Aufruf Bit im Korrelationsergebnis-Flag gesetzt, das „kein Aufruf bei der vorangegangenen Banknote"-Flag wird in Schritt 611 gesetzt und das Programm kehrt zum Aufrufpunkt im Schritt 612 zurück.
Nachdem im Schritt 604 die Daten des unteren Lesekopfes normalisiert wurden, oder im Schritt 608 die Daten des oberen Lesekopfes normalisiert wurden, wird in Schritt 614 festgestellt, ob die beste Korrelationszahl der grünen Seite größer als 700 ist. Eine negative Antwort im Schritt 614 bewirkt, dass das „kein Aufruf"-Bit im Schritt 610 im Korrelationsergebnisflag gesetzt wird und das „kein Aufruf der vorhergehenden Banknote"-Flag im Schritt 611 gesetzt wird und das Programm zum Aufrufpunkt im Schritt 612 zurückkehrt. Eine bestätigende Antwort im Schritt 614 ergibt, dass eine Bestimmung ausgeführt wird, ob der beste Aufruf der Korrelation der grünen Seite einer $20, $50 oder $100-Banknote in Schritt 616 entspricht. Eine negative Antwort vor dem Schritt 616 ergibt, dass im Schritt 610 das kein Aufruf-Bit im Korrelationsergebnisflag gesetzt wird, dass kein Aufruf der vorangehenden Banknote-Flag im Schritt 611 gesetzt wird und das Programm zum Aufrufpunkt in Schritt 612 zurückkehrt.
Wenn im Schritt 616 festgestellt wird, dass der beste Aufruf der Korrelation der grünen Seite einer $20, $50 oder $100-Banknote entspricht, wird das abgetastete Muster von der schwarzen Seite mit den Vergleichsmustern der schwarzen Seite korreliert, die dem speziellen Wert und der Abtastrichtung für den jeweils besten Aufruf der grünen Seite zugeordnet sind. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden mehrfache Vergleichsmuster der schwarzen Seite für die $20, $50 oder $100-Noten gespeichert. Bei jedem dieser Werte werden drei Vergleichsmuster für Abtastungen in der Vorwärts- und drei Vergleichsmuster für Abtastungen in der Rückwärtsrichtung, also insgesamt sechs Muster für jeden Wert, gespeichert. Für eine gegebene Abtastrichtung werden Vergleichsmuster der schwarzen Seite erzeugt, indem eine entsprechende Banknote entlang eines Segments abgetastet wird, das um die Mitte der kleinen Abmessung der Banknote angeordnet ist, entlang eines Segments, das etwas (0,2 Zoll) links der Mitte versetzt ist, und entlang eines Segments, das etwas (0,2 Zoll) nach rechts von der Mitte versetzt ist.
Beispielsweise wird in Schritt 618 bestimmt, ob der beste Aufruf von der grünen Seite einer Vorwärtsabtastung einer $20-Banknote zugeordnet ist, und, wenn dies der Fall ist, werden die normalisierten Daten der schwarzen Seite der Testbanknote im Schritt 620 mit den Vergleichsmustern der schwarzen Seite korreliert, die einer Vorwärtsabtastung einer $20-Banknote zugeordnet sind. Als nächstes wird in Schritt 622 festgestellt, ob die Korrelationszahl der schwarzen Seite größer als 900 ist. Wenn dies der Fall ist, wird das guter Aufruf-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 648 gesetzt und das Programm kehrt zum Aufrufpunkt im Schritt 646 zurück. Wenn die Korrelationszahl der schwarzen Seite nicht größer als 900 ist, dann wird das kein Aufruf-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 642 gesetzt, das kein Aufruf der vorhergehenden Banknote-Flag wird im Schritt 644 gesetzt und das Programm kehrt zum Aufrufpunkt im Schritt 646 zurück. Wenn im Schritt 618 festgestellt wird, dass der beste Aufruf von der grünen Seite nicht einer Vorwärtsabtastung einer $20-Banknote zugeordnet ist, dann verzweigt das Programm entsprechend zu den Schritten 624 bis 640, so dass die normalisierten Daten von der schwarzen Seite der Testbanknote mit den geeigneten Vergleichsmustern der schwarzen Seite korreliert werden.
Mit Bezug auf die 20a-22 umfassen die mechanischen Abschnitte der bevorzugten Währungsunterscheidungs- und -Zählmaschine einen festen Rahmen, der durch ein Paar von Seitenplatten 201 und 202, ein Paar von oberen Platten 203a und 203b und einer unteren Frontplatte 204 gebildet wird. Die Eingangsaufnahme zur Aufnahme eines zu verarbeitenden Banknotenstapels wird durch nach unten geneigte und zusammenlaufende Wände 205 und 206 gebildet, die durch ein Paar von entfernbaren Abdeckungen 207 und 208 gebildet werden, welche am Rahmen einschnappen. Die rückwärtige Wand 206 hält einen entfernbaren Behälter 209, der ein Paar von senkrecht angeordneten Seitenwänden 210a und 210b umfasst, die die Aufnahme für den Stapel der zu verarbeiteten Banknoten komplettieren.
Von der Eingangsaufnahme werden die Banknoten der Reihe nach von der Unterseite des Stapels entlang einer gekrümmten Führung 211 bewegt, welche die sich nach unten und hinten bewegenden Banknoten aufnimmt und die Förderrichtung in eine nach vorwärts gewandte Richtung ändert. Die Krümmung der Führung 211 entspricht im Wesentlichen dem gekrümmten Umfang der Antriebsrolle 223, um auf diese Weise einen engen Durchlass für die Banknoten entlang der rückwärtigen Seite der Antriebsrolle zu bilden. Das Ausgangsende der Führung 211 leitet die Banknoten auf einen geraden Weg, wo die Banknoten abgetastet und gestapelt werden. Die Banknoten werden ständig mit der kleinen Abmessung der Banknoten in Richtung parallel zum Transportweg und zur Bewegungsrichtung gehalten, transportiert und gestapelt.
Das Stapeln der Banknoten findet am vorderen Ende des geraden Weges statt, wo die Banknoten einem Paar von angetriebenen Stapelrädern 212 und 213 zugeführt werden. Diese Räder ragen durch ein Paar von Öffnungen in einer Staplerplatte 214 nach oben vor, um die Banknoten aufzunehmen, wenn sie über die nach unten geneigte obere Fläche der Platte gefördert werden. Die Staplerräder 212 und 213 sind drehbar beweglich an einer Welle 215 gehalten, die im festen Rahmen gelagert und durch einen Motor 216 angetrieben ist. Die flexiblen Blätter der Staplerräder geben die Banknoten in eine Ausgangsaufnahme 217 am vorderen Ende der Staplerplatte 214 ab. Im Betrieb wird eine Banknote, die an der Staplerplatte 214 abgegeben wird, durch die flexiblen Blätter aufgenommen und zwischen einem Paar benachbarter Blätter festgeklemmt, die, in Zusammenwirkung, eine gekrümmte Einfassung bestimmen, welche eine darin eintretende Banknote abbremst und als ein Mittel dient, um durch die Drehung der Staplerräder 212, 213 die Banknote zu halten und in die Ausgangsaufnahme 217 zu überführen. Der mechanische Aufbau der Staplerräder, wie auch die Art und Weise, wie diese mit der Staplerplatte zusammenwirken, ist herkömmlich und wird folglich hier nicht im Detail beschrieben.
Unter Zurückwendung nun zum Eingangsbereich der in den 20a-22 gezeigten Maschine werden Banknoten, die an der unteren Wand 205 der Eingangsaufnahme gestapelt werden, eine nach der anderen von der Unterseite des Stapels vereinzelt. Die Banknoten werden durch ein Paar von Vereinzelungsrädern 220 vereinzelt, die an einer Antriebswelle 221 befestigt sind, welche wiederum quer zu den Seitenwänden 201, 202 gelagert ist. Die Vereinzelungsräder 220 ragen durch ein Paar von in der Abdeckung 207 ausgebildeten Schlitzen hindurch. Ein Teil des Umfangs eines jeden Rades 220 ist mit einer erhabenen, gezahnten Oberfläche 222 hoher Reibung versehen, welche mit der unteren Banknote des Eingangsstapels bei der Drehung der Räder 220 in Eingriff gelangt, um die Förderbewegung der unteren Banknote des Stapels zu initiieren. Die gezahnten Oberflächen 222 ragen in radialer Richtung über den Rest des Radumfanges hinaus, so dass die Räder während einer jeden Drehung den Banknotenstapel "rütteln", um die untere Banknote im Stapel zu bewegen und zu lockern und dadurch die Vereinzelung der unteren Banknote vom Stapel zu vereinfachen.
Die Vereinzelungsräder 220 führen jede vereinzelte Banknota B (21a) auf eine Antriebsrolle 223, die auf einer angetriebenen, quer zu den Seitenwänden 201 und 202 gehaltenen Welle 224 befestigt ist. Wie am deutlichsten anhand der 21a und 21 b zu erkennen ist, umfasst die Antriebsrolle 223 eine zentrale, glatte Reibfläche 225, die aus einem Werkstoff wie beispielsweise Gummi oder Hartkunststoff mit gebildet ist. Diese glatte Reibfläche 225 ist zwischen einem Paar von gerillten Flächen 226 und 227 mit gezahnten, aus einem Material hoher Reibung gebildeten Abschnitten 228 und 229 angeordnet.
Die gezahnten Flächen 228, 229 gelangen mit jeder Banknote in Eingriff, nachdem sie von den Vereinzelungsrädern 220 auf die Antriebsrolle 223 gefördert wurden, um unter Reibung die Banknote in den engen, gekrümmten Durchlass voranzubewegen, der durch die gekrümmte Führung 211 benachbart zur Rückseite der Antriebsrolle 223 gebildet ist. Die Drehbewegung der Antriebsrolle 223 und der Vereinzelungsräder 220 ist so synchronisiert, dass die gezahnten Oberflächen der Antriebsrolle und der Vereinzelungsräder eine konstante Beziehung zueinander beibehalten. Darüber hinaus ist die Antriebsrolle 223 so dimensioniert, dass der Umfang des äußersten Abschnitts der gerillten Flächen größer als die Weite W einer Banknote ist, so dass die durch die Antriebsrolle 223 weiterbewegten Banknoten aus den oben erläuterten Grünen voneinander beabstandet sind. Somit wird jede der Antriebsrolle 223 zugeführte Banknote durch die Rolle nur dann weiterbewegt, wenn die gezahnten Flächen 228, 229 in Eingriff mit der Banknote gelangen, so dass der Umfang der Antriebsrolle 223 den Abstand zwischen den Vorderkanten aufeinanderfolgender Banknoten bestimmt.
Um die gleichzeitige Entfernung mehrerer Banknoten aus dem Stapel in der Eingangsaufnahme zu vermeiden, insbesondere wenn kleine Banknotenstapel in die Maschine geladen werden, werden die Vereinzelungsräder 220 stets mit den erhabenen, gezahnten Abschnitten 222 in einer Anordnung unterhalb der unteren Wand 205 der Eingangsaufnahme angehalten. Dies wird durch eine ständige Überwachung der Drehposition der gezahnten Abschnitte der Vereinzelungsräder 220 mittels der Kodiereinrichtung 32 und dann durch eine Steuerung der Anhaltezeit des Antriebsmotors erreicht, so dass der Motor die Vereinzelungsräder stets in einer Position stoppt, in der die gezahnten Abschnitte 222 sich unterhalb der unteren Wand 205 der Eingangsaufnahme befinden. Somit werden jedes Mal, wenn ein neuer Banknotenstapel in die Maschine geladen wird, die Banknoten auf den glatten Abschnitten der Vereinzelungsräder ruhen. Es wurde herausgefunden, dass dies die gleichzeitige Zufuhr von doppelten oder dreifachen Banknoten, insbesondere im Zusammenhang mit kleinen Banknotenstapeln, beträchtlich verringert.
Um einen festen Eingriff zwischen der Antriebsrolle 223 und der zugeführten Banknote sicherzustellen, drückt eine Spannrolle 230 jede hereinkommende Banknote gegen die glatte zentrale Fläche 225 der Antriebsrolle 223. Die Spannrolle 230 ist an einem Paar von Armen 231 gelagert, die schwenkbar an einer Haltewelle 232 befestigt sind. Außerdem ist an der Welle 232, an gegenüberliegenden Seiten der Spannrolle 230 ein Paar von mit Nuten oder Rillen versehenen Führungsrädern 233 und 234 befestigt. Die Nuten oder Rillen in diesen beiden Rädern 233, 234 kämmen mit den mittleren Rippen der beiden mit Nuten oder Rillen versehenen Flächen 226, 227 der Antriebsrolle 223. Die Räder 233, 234 sind an der Welle 232 festgehalten, welche wiederum gegen eine Bewegung in Richtung der Banknotenbewegung (in der Ansicht der 20a im Uhrzeigersinn) durch eine Einwegfederkupplung 235 gesperrt ist. Jedes Mal, wenn eine Banknote in den Walzenspalt zwischen den Führungsrädern 233, 234 und der Antriebsrolle 223 befördert wird, wird die Kupplung 235 betätigt, um die Welle 232 um nur einige Grad in eine Richtung entgegen der Richtung der Banknotenbewegung zu drehen. Diese wiederholten inkrementalen Bewegungen verteilen den Abrieb einheitlich um die Umfänge der Führungsräder 233, 234. Obwohl die Spannrolle 230 und die Führungsräder 233, 234 hinter der Führung 211 befestigt sind, ist die Führung mit Öffnungen versehen, so dass die Rolle 230 und die Räder 233, 234 mit den Banknoten an der Vorderseite der Führung in Eingriff gelangen können.
Unterhalb der Spannrolle 230 drückt eine federgespannte Andrückrolle 236 (20a und 21 b) die Banknoten in einen festen Eingriff mit der glatten Reibfläche 225 der Antriebsrolle, während sich die Banknoten nach unten entlang der Führung 211 krümmen. Die Andrückrolle 236 ist an einem Paar von Armen 237 gelagert, die an einer stationären Welle 238 angelenkt sind. Eine an den unteren Enden der Arme 237 befestigte Feder 239 drückt die rolle 236 gegen die Antriebsrolle 233 durch eine Öffnung in der gekrümmten Führung 211.
Am unteren Ende der gekrümmten Führung 211 gelangt die durch die Antriebsrolle 223 transportierte Banknote in Eingriff mit einer flachen Führungsplatte 240, welche einen unteren Abtastkopf 18 trägt. Die Banknoten werden entlang der flachen Platte 240 mittels einer Transportrollenanordnung, die die Antriebsrolle 223 an einem Ende der Platte und eine kleinere angetriebene Rolle 241 am anderen Ende der Platte umfasst, kraftschlüssig angetrieben. Sowohl die Antriebsrolle 223 als auch die kleinere Rolle 241 weisen ein Paar von glatten, erhabenen Zylinderflächen 242 und 243 auf, welche die Banknote flach gegen die Platte 240 halten. Ein Paar von O-Ringen 244 und 245 passt in die sowohl in die Rolle 241 als auch die Rolle 223 gebildeten Nuten, um mit der Banknote kontinuierlich zwischen den beiden Rollen 223 und 241 in Eingriff zu gelangen und die Banknote zu transportieren, während sie unterstützend dabei wirken, die Banknote flach gegen die Führungsplatte 240 zu halten.
Die flache Führungsplatte 240 ist mit Öffnungen versehen, durch die die erhabenen Oberflächen 242 und 243 von sowohl der Antriebsrolle 223 als auch der kleineren angetriebenen Rolle 241 einem gegendrehenden Kontakt mit entsprechenden Paaren von passiven Transportrollen 250 und 251 mit Gummioberflächen hoher Reibung unterworfen sind. Die passiven Rollen 250, 251 sind an der Unterseite der flachen Platte 240 so befestigt, dass sie um ihre Achsen 254 und 255 frei laufen und in einen gegendrehenden Kontakt mit den jeweiligen oberen Rollen 223 und 241 vorgespannt sind. Die passiven Rollen 250 und 251 sind in einen Kontakt mit den angetriebenen Rollen 223 und 241 mittels eines Paars von H-förmigen Blattfedern 252 und 253 vorgespannt (vgl. 23 und 24). Jede der vier Rollen 250, 251 ist zwischen einem Paar von parallelen Armen einer der H-förmigen Blattfedern 252 und 253 gabelförmig aufgenommen. Der Mittenabschnitt einer jeden Blattfeder ist an der Platte 240 befestigt, die wiederum fest am Maschinenrahmen befestigt ist, so dass die relativ steifen Arme der H-förmigen Federn einen konstanten Vorspanndruck gegen die Rollen ausüben und diese gegen die oberen Rollen 223 und 241 drücken.
Die Berührungspunkte zwischen den angetriebenen und den passiven Transportrollen oder -walzen verlaufen vorzugsweise koplanar mit der flachen oberen Fläche der Platte 240, so dass die Banknoten kraftschlüssig entlang der oberen Fläche der Platte auf eine flache Weise bewegt werden. Der Abstand zwischen den Achsen der beiden angetriebenen Transportrollen und der entsprechenden gegendrehenden passiven Rollen ist so ausgewählt, dass er nur etwas kürzer als die Länge der kleinen Abmessung der Banknoten ist. Folglich werden die Banknoten unter einem einheitlichen Druck fest zwischen den oberen und unteren Transportrollen oder -walzen innerhalb des Bereichs der Abtastköpfe ergriffen, wodurch die Möglichkeit der Notenschrägstellung minimiert und die Zuverlässigkeit des gesamten Abtast- und Erkennungsverfahrens verbessert wird.
Die kraftschlüssige Führungsanordnung, wie sie oben beschrieben wurde, ist insofern vorteilhaft, als ein einheitlicher Führungsdruck auf die Banknoten aufrechterhalten wird, während sie durch den Bereich des optischen Abtastkopfes transportiert werden, und ein Verdrehen oder Schrägstellen der Banknoten ist wesentlich verringert. Diese positive Wirkung wird durch die Verwendung der H-Federn 252, 253 zur einheitlichen Vorspannung der passiven Rollen oder Walzen in Richtung einer Berührung mit den aktiven Rollen oder Walzen ergänzt, so dass eine Banknotendrehung oder – schrägstellung aufgrund eines auf die Banknoten entlang des Transportweges wirkenden Druckunterschieds vermieden wird. Die O-Ringe 244, 245 dienen als einfache aber sehr wirksame Mittel, um sicherzustellen, dass die mittleren Abschnitte der Banknote flach gehalten werden.
Die Stelle eines Magnetkopfes 256 und einer Einstellschraube 257 für den Magnetkopf sind in 23 dargestellt. Die Einstellschraube 257 stellt die Nähe des Magnetkopfes 256 relativ zu einer vorbei transportieren Banknote und dadurch die Stärke des magnetischen Feldes in der Nähe der Banknote ein.
22 zeigt die mechanische Anordnung, um die verschiedenen Mittel zur Förderung der Banknoten durch die Maschine anzutreiben. Ein Motor 260 treibt eine Welle 261 an, die ein Paar von Riemenscheiben 262 und 263 trägt. Die Riemenscheibe 262 treibt die Rolle oder Walze 241 über einen Riemen 264 und eine Riemenscheibe 265 an und die Riemenscheibe 263 treibt die Rolle oder Walze 223 über einen Riemen 266 und eine Riemenscheibe 267 an. Beide Riemenscheiben 265 und 267 sind größer als die Riemenscheiben 262 und 263, um eine gewünschte Geschwindigkeitsverringerung von der typischerweise hohen Geschwindigkeit, mit der der Motor 260 betrieben wird, zu erhalten.
Die Welle 221 der Vereinzelungsräder 220 wird durch eine Riemenscheibe 268 angetrieben, die daran vorgesehen ist und über einen Riemen 270 mit einer entsprechenden Riemenscheibe 269 auf der Welle 224 verbunden ist. Die Riemenscheiben 268 und 269 weisen den gleichen Durchmesser auf, so dass die Wellen 221 und 224 sich einheitlich drehen.
Wie in 20b gezeigt ist, ist die optische Kodiereinheit 32 auf der Welle der Rolle oder Walze 241 angebracht, um exakt die Lage einer jeden Banknote während ihres Transports durch die Maschine zu verfolgen, wie oben in Verbindung mit der optischen Erfassungs- und Korrelationstechnik genau erläutert wurde.
Die obere und untere Abtastkopf-Anordnung ist am besten in den 25-28 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass das Gehäuse für einen jeden Abtastkopf als ein einstöckiges Teil eines einheitlich ausgeformten Kunststofftrageteils 280 oder 281 ausgebildet ist, das auch die Gehäuse für die Lichtquellen und Fotodetektoren der Fotosensoren PS1 und PS2 bildet. Das untere Elemente 281 bildet außerdem die flache Führungsplatte 240, die die Banknoten von der Antriebsrolle 223 aufnimmt und die Banknoten abstützt, während sie an den Abtastköpfen 18a und 18b vorbeitransportiert werden.
Die beiden Halteelemente 280 und 281 sind einander gegenüberliegend so befestigt, dass die Linsen 282 und 283 der beiden Abtastköpfe 18a, 18b einen engen Spalt definieren, durch den eine jede Banknote transportiert wird. Ähnliche, aber etwas größere Spalte werden durch die einander gegenüberliegenden Linsen der Lichtquellen und Fotodetektoren der Fotosensoren PS1 und PS2 gebildet. Das obere Halteelement 280 umfasst eine sich verjüngende Einlaufführung 280a, welche eine ankommende Banknote in die Lücken zwischen den verschiedenen Paaren der einander gegenüberliegenden Linsen leitet.
Das untere Halteelement 281 ist fest am Maschinenrahmen befestigt. Das obere Halteelement 280 ist jedoch begrenzt in senkrechter Richtung beweglich befestigt, wenn es von Hand durch eine Handhabe 284 gehoben wird, um die Beseitigung irgendeines Papierstaus zu erleichtern; der unterhalb des Elements 280 auftritt. Um eine derartige senkrechte Bewegung zu ermöglichen, ist das Element 280 verschieblich an einem Pfostenpaar 285 und 286 am Maschinenrahmen befestigt, wobei ein Federpaar 287 und 288 das Element 280 in seine unterste Lage vorspannt.
Jeder der beiden optischen Abtastköpfe 18a und 18b, der in den Halteelementen 280, 281 aufgenommen ist, umfasst ein Paar von Lichtquellen, die zusammenwirken, um einheitlich Lichtstreifen von gewünschter Abmessung an gegenüberliegenden Seiten einer Banknote zu beleuchten, während diese über die Platte 240 bewegt wird. So umfasst der obere Abtastkopf 18a ein Paar von LEDs 22a, die Licht nach unten durch eine optische Maske auf der Linse 282 auf eine sich über die flache Führungsplatte 240 unterhalb des Abtastkopfes bewegende Banknote richten. Die LEDs 22a sind in einem Winkel bezüglich der senkrechten Achse des Abtastkopfes so angeordnet, dass ihre jeweiligen Lichtstrahlen sich kombinieren, um den gewünschten Lichtstreifen zu beleuchten, der durch eine Öffnung in der Maske definiert ist. Der Abtastkopf 18a umfasst außerdem einen Fotodetektor 26a, der direkt über der Mitte des beleuchteten Streifens befestigt ist, um das vom Streifen reflektierte Licht zu erfassen. Der Fotodetektor 26a ist über dem ADC 28 mit der CPU 30 verbunden, um die erfassten Daten, wie oben beschrieben, zu verarbeiten.
Wenn der Fotodetektor 26a auf einer Achse angeordnet ist, die durch die Mitte des beleuchteten Streifens hindurchgeht, sollte die Beleuchtung durch die LEDs als eine Funktion des Abstandes vom Mittelpunkt "0" entlang der X-Achse optimalerweise einer Stufenfunktion angenähert sein, wie sie durch die Kurve A in 29 dargestellt ist. Unter Verwendung einer einzigen Lichtquelle, die in einem Winkel relativ zu einer senkrechten Achse durch die Mitte des beleuchteten Streifens angeordnet ist, entspricht die Änderung der Beleuchtung durch die LED typischerweise einer Gauss-Funktion, wie dies durch die Kurve B in 29 dargestellt ist.
Die beiden LEDs 22a sind jeweils winkelförmig relativ zur senkrechten Achse um Winkel α und β angeordnet. Die Winkel α und β sind so gewählt, dass die daraus resultierende Beleuchtung des Streifens durch die LEDs so nahe wie möglich an die optimale Verteilungskurve A der 29 herankommt. Die Beleuchtungsverteilung der LED, die durch diese Anordnung realisiert wird, wird durch die als "C" bezeichnete Kurve in 29 dargestellt, welche wirksam die einzelnen Gauss-Verteilungen einer jeden Lichtquelle zusammenfügt um eine zusammengesetzte Verteilung zu erhalten, die in ausreichendem Maße der optimalen Kurve A angenähert ist.
Bei der besonderen Ausführungsform der Abtastköpfe 18a und 18b, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, umfasst ein jeder Abtastkopf zwei Paare von LEDs und zwei Fotodetektoren zur Beleuchtung von Streifen zweier unterschiedlicher Größen und zur Erfassung des von diesen reflektierten Lichts. Somit umfasst jede Maske zwei Schlitze, die ausgebildet sind, Licht von den LEDs durchzulassen und Lichtstreifen der gewünschten Abmessungen zu beleuchten. Insbesondere beleuchtet ein Schlitz einen relativ breiten Streifen, der dazu verwendet wird, die Reflektionsdaten zu erhalten, die den Charakteristikmustern einer Testbanknote entsprechen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der breite Schlitz eine Länge von ungefähr 0,500" und eine Weite von ungefähr 0,050" auf. Der zweite Schlitz bildet einen relativ engen beleuchteten Streifen, der zur Erfassung der dünnen Grenzlinie dient, welche die aufgedruckten Kennzeichen auf Banknoten umgibt, wie oben genauer beschrieben wurde. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der enge Schlitz 283 eine Länge von ungefähr 0,300" und eine Weite von ungefähr 0,010" auf.
Um zu verhindern, dass Stau den Betrieb der Abtastköpfe beeinträchtigt, umfasst jeder Abtastkopf drei nachgiebige bzw. elastische Dichtmittel oder Dichtringe 290, 291 und 292. Die beiden seitlichen Dichtungen 290 und 291 dichten die äußeren Enden der LEDs 22 ab, währen die mittlere Dichtung 292 das äußere Ende des Fotodetektors 26 abdichtet. Folglich kann sich Staub weder an den Lichtquellen oder den Fotodetektoren ansammeln und sich nicht an den Schlitzen, durch die das Licht von den Quellen auf die Banknote und von der Banknote zu den Fotodetektoren durchgeleitet wird, ansammeln und diese blockieren.
Eine Doublierung bzw. Duplizierung oder Überlappung von Banknoten bei dem dargestellten Transportsystem wird durch zwei Fotosensoren PS1 und PS2 entdeckt, die an einer gemeinsamen Querachse, die senkrecht zur Richtung des Banknotenflusses angeordnet sind (vgl. beispielsweise 30a und 30b). Die Fotosensoren PS1 und PS2 umfassen Fotodetektoren 293 und 294, die innenhalb des unteren Halteelements 281 in unmittelbarer Gegenüberlage zu entsprechen, im oberen Haltelement 280 angebrachten Lichtquellen 295 und 296 befestigt sind. Die Fotodetektoren 293, 294 er fassen Lichtstrahlen, die nach unten auf den Notentransportweg von den Lichtquellen 295, 296 gerichtet sind, und erzeugen analoge Ausgänge, die dem erfassten Licht, das durch die Banknote hindurchgeht, entspricht. Ein jeder solcher Ausgang wird in ein digitales Signal mittels einer herkömmlichen ADC-Wandlereinheit (nicht gezeigt) umgewandelt, deren Ausgang als ein digitaler Eingang zur System-CPU geleitet und von dieser verarbeitet wird.
Die Präsenz einer Banknote nahe den Fotosensoren PS1 und PS2 verursacht eine Veränderung in der Intensität des erfassten Lichts und die entsprechenden Änderungen in den analogen Ausgängen der Fotodetektoren 293 und 294 dienen als ein passendes Mittel für Dichte basierte Messungen, um das Vorhandensein von "Dubletten" (zwei oder mehr übereinanderliegende oder sich überlappende Banknoten) während des Währungsabtastprozesses zu erfassen. Beispielsweise können die Fotosensoren dazu verwendet werden, eine vorbestimmte Anzahl von Dichtemessungen an einer Testbanknote zu sammeln und der durchschnittliche Dichtewert einer Banknote kann mit vorbestimmten Dichte-Schwellenwerten (basierend beispielsweise auf standardisierten Dichtemessungen für Vergleichsbanknoten) verglichen werden, um das Vorliegen von übereinanderliegenden Banknoten oder Dubletten zu bestimmen.
Um die Ansammlung von Schmutz auf den Lichtquellen 295 und 296 und/oder den Fotodetektoren 293, 294 der Fotosensoren PS1 und PS2 zu verhindern, sind sowohl die Lichtquellen als auch die Fotodetektoren von Linsen eingeschlossen, die so nahe am Banknotenweg angebracht sind, dass sie kontinuierlich durch die Banknoten abgewischt werden. Dadurch wird eine selbstreinigende Wirkung erzielt, welche Wartungsprobleme verringert und die Zuverlässigkeit des Ausgangs der Fotosensoren über lange Betriebszeiträume verbessert.
Die CPU 30 überwacht und steuert unter Kontrolle der im EPROM 34 gespeicherten Software die Geschwindigkeit, mit der der Banknotentransportmechanismus 16 Banknoten von der Banknotenvereinzelungsstation 14 zur Banknotenstapeleinheit transportiert. In den 31-35 sind Flussdiagramme der in EPROM 34 gespeicherten Geschwindigkeitssteuerroutinen dargestellt. Um bei einer gegebenen Routine mehr als den ersten Schritt auszuführen, muss das Währungsunterscheidungssystem 10 in einer Betriebsart laufen, die eine Ausführung der Routine notwendig macht.
Wenn, mit Bezug zunächst auf die 31, ein Benutzer einen Banknotenstapel in der Banknotenaufnahmestation 12 zum Zählen einlegt, muss die Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 von Null auf die Höchstgeschwindigkeit beschleunigen oder "auframpen". Daher setzt die CPU 30 als Antwort auf die Aufnahme des Banknotenstapels in der Banknotenannahmestation 12 ein Auframp-Bit in einem Motor-Flag, das in der Speichereinheit 38 abgespeichert ist. Das Setzen des Auframp-Bits bewirkt, dass die CPU 30 jenseits von Schritt 300b in der Auframp-Routine geht. Wenn das Auframp-Bit gesetzt ist, verwendet die CPU 30 einen Auframp-Zähler und einen festen Parameter "Auframp-Schritt", um die Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 inkrementell zu erhöhen, bis der Banknotentransportmechanismus 16 seine Höchstgeschwindigkeit erreicht. Der "Auframp-Schritt" ist gleich dem inkrementellen Anstieg der Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 und der Auframp-Zähler bestimmt die Zeitspanne zwischen den inkrementellen Anstiegen der Banknotentransportgeschwindigkeit. Je größer der Wert des "Auframp-Schrittes" ist, desto größer ist der Anstieg der Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 bei einem jeden Inkrement. Je größer der Maximalwert des Auframp-Zählers ist, desto größer ist die Zeitspanne zwischen Inkrementen. Somit ist die Zeit, die benötigt wird, damit der Banknotentransportmechanismus 16 seine Höchstgeschwindigkeit erreicht, um so kleiner, je größer der Wert des "Auframp-Schrittes" und je kleiner der Maximalwert des Auframp-Zählers ist.
Die Auframp-Routine in 31 verwendet einen variablen Parameter "neue Geschwindigkeit", einen festen Parameter "volle Geschwindigkeit" und den variablen Parameter "Transportgeschwindigkeit". Die "volle Geschwindigkeit" stellt die Höchstgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 dar, während die "neue Geschwindigkeit" und die "Transportgeschwindigkeit" die gewünschte derzeitige Geschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 darstellen. Um Betriebsabweichungen des Banknotentransportmechanismus 16 zu berücksichtigen, unterscheidet sich die "Transportgeschwindigkeit" des Banknotentransportmechanismus 16 tatsächlich von der "neuen Geschwindigkeit" um einen "Geschwindigkeitsversatzwert". Die Ausgabe der "Transportgeschwindigkeit" an den Banknotentransportmechanismus 16 bewirkt, dass der Banknotentransportmechanismus 16 mit der Transportgeschwindigkeit betrieben wird.
Um die Geschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 inkrementell zu erhöhen, dekrementiert die CPU 30 zunächst den Auframp-Zähler von seinem Maximalwert (Schritt 301). Wenn der Maximalwert des Auframp-Zählers im Schritt 302 größer als Eins ist, verlässt die CPU 30 die Geschwindigkeitssteuerungssoftware in den 31 und 35 und wiederholt die Schritte 300b, 301 und 302 während darauffolgender Iterationen der Auframp-Routine, bis der Auframp-Zähler gleich Null ist. Wenn der Auframp-Zähler gleich Null ist, setzt die CPU 30 den Auframp-Zähler auf seinen Maximalwert zurück (Schritt 303). Als nächstes erhöht die CPU 30 die "neue Geschwindigkeit" um den "Auframp-Schritt" (Schritt 304). Wenn die "neue Geschwindigkeit" noch nicht gleich der "vollen Geschwindigkeit" im Schritt 305 ist, wird die "Transportgeschwindigkeit" gleich der "neuen Geschwindigkeit" plus dem "Geschwindigkeitsversatzwert" gesetzt (Schritt 306). Die Transportgeschwindigkeit wird an den Banknotentransportmechanismus 16 im Schritt 307 der Routine der 31 ausgegeben, um die Geschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 in die "Transportgeschwindigkeit" zu ändern. Während nachfolgender Iterationen der Auframp-Routine wiederholt die CPU 30 die Schritte 300b–306, bis die "neue Geschwindigkeit" größer oder gleich der "vollen Geschwindigkeit" ist.
Wenn einmal die "neue Geschwindigkeit" größer oder gleich der "vollen Geschwindigkeit" im Schritt 305 ist, wird das Auframp-Bit im Motor-Flag zurückgesetzt (Schritt 308), im Motor-Flag ein Pause-nach-Rampe-Bit gesetzt (Schritt 309), ein Pause-nach-Rampe-Zähler auf seinen Maximalwert gesetzt (Schritt 310) und der Parameter "neue Geschwindigkeit" wird gleich der "vollen Geschwindigkeit" gesetzt (Schritt 311). Schließlich wird die "Transportgeschwindigkeit" gleich der "neuen Geschwindigkeit" plus dem "Geschwindigkeitsversatzwert" gesetzt (Schritt 306). Da die "neue Geschwindigkeit" gleich der "vollen Geschwindigkeit" ist, bewirkt eine Ausgabe der "Transportgeschwindigkeit" an dem Banknotentransportmechanismus 16, dass der Banknotentransportmechanismus 16 in seiner Höchstgeschwindigkeit betrieben wird. Die Auframp-Routine der 31 erhöht kontinuierlich die Geschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus, ohne ein Ruckeln oder Motorspitzen zu verursachen.
Motorspitzen können eine flache Auslösung des optischen Abtastkopfes 18 verursachen, so dass der Abtastkopf 18 nicht existente Banknoten abtastet.
Während der normalen Zählung transportiert der Banknotentransportmechanismus 16 Banknoten von der Banknotenvereinzelungsstation 14 zur Banknotenstapeleinheit mit seiner Höchstgeschwindigkeit. Als Antwort auf eine Erfassung einer fremden, verdächtigen oder nicht benannten Banknote durch den optischen Abtastkopf 18 setzt jedoch die CPU 30 ein Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeits-Bit im Motor-Flag. Das Setzen des Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeits-Bit bewirkt, dass die CPU 30 jenseits von Schritt 312 der Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine in 32 bei der nächsten Iteration der Software in den 31-35 geht. Die Verwendung der Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine in 32 bewirkt, dass die CPU 30 den Banknotentransportmechanismus 16 von seiner höchsten Geschwindigkeit gesteuert in eine langsame Geschwindigkeit abbremst oder "abrampt". Da die Rampezur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine in 32 ähnlich der Auframp-Routine der 31 ist, ist sie hier nicht genau beschrieben.
Es reicht aus festzustellen, dass, wenn das "Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeits"-Bit im Motor-Flag gesetzt ist, die CPU 30 einen Abramp-Zähler dekrementiert (Schritt 313) und bestimmt, ob oder ob nicht der Abramp-Zähler gleich Null ist (Schritt 314). Wenn der Abramp-Zähler nicht gleich Null ist, verlässt die CPU 30 die Geschwindigkeitssteuerungssoftware der 31-35 und wiederholt die Schritte 312, 313 und 314 der Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine der 32 während nachfolgender Iterationen der Geschwindigkeitssteuerungssoftware, bis der Abramp-Zähler gleich Null ist. Wenn einmal der Abramp-Zähler gleich Null ist, setzt die CPU 30 den Abramp-Zähler auf seinen Maximalwert (Schritt 315) und zieht einen "Abramp-Schritt" vom variablen Parameter "neue Geschwindigkeit" ab (Schritt 316). Die "neue Geschwindigkeit" ist gleich dem festen Parameter "volle Geschwindigkeit" vor dem Beginn der Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine der 32.
Nach der Subtraktion des "Abramp-Schrittes" von der "neuen Geschwindigkeit", wird die "neue Geschwindigkeit" mit einem festen Parameter "niedrige Geschwindigkeit" verglichen (Schritt 317). Wenn die "neue Geschwindigkeit" größer als die "niedrige Geschwindigkeit" ist, wird die "Transportgeschwindigkeit" gleich der "neuen Ge schwindigkeit" plus dem "Geschwindigkeitsversatzwert" gesetzt (Schritt 318) und diese "Transportgeschwindigkeit" an den Banknotentransportmechanismus 16 ausgegeben (Schritt 307 der 31 ). Während nachfolgender Iterationen der Rampe-zurniedrigen-Geschwindigkeitsroutine setzt die CPU 30 weiterhin die "neue Geschwindigkeit" um den "Abramp-Schritt" herab, bis die "neue Geschwindigkeit" kleiner oder gleich der "langsamen Geschwindigkeit" ist. Ist einmal die "neue Geschwindigkeit" kleiner oder gleich der "niedrigen Geschwindigkeit" im Schritt 317, setzt die CPU 30 das Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeit-Bit im Motor-Flag (Schritt 319), setzt das Pause-nach-Rampe-Bit im Motor-Flag (schritt 320), setzt den Pause-nach-Rampe-Zähler (Schritt 321) und setzt die "neue Geschwindigkeit" gleich der "niedrigen Geschwindigkeit" (Schritt 322). Schließlich wird die "Transportgeschwindigkeit" gleich der "neuen Geschwindigkeit" plus dem "Geschwindigkeitsversatzwert" gesetzt (Schritt 318). Da die "neue Geschwindigkeit" gleich der "niedrigen Geschwindigkeit" ist, bewirkt eine Ausgabe der "Transportgeschwindigkeit" an den Banknotentransportmechanismus 16, dass der Banknotentransportmechanismus 16 bei seiner niedrigen Geschwindigkeit betrieben wird. Die Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine der 32 setzt die Geschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 glatt herab, ohne dass Sprünge oder Motorspitzen verursacht werden.
33 zeigt eine Rampe-zur-Null-Geschwindigkeitsroutine, bei der die CPU 30 die Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 entweder von ihrer Höchstgeschwindigkeit oder ihrer niedrigen Geschwindigkeit auf Null abrampt. Die CPU 30 tritt als Antwort auf eine Fertigstellung der Zählung eines Banknotenstapels in diese Routine ein, um die Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 von seiner Höchstgeschwindigkeit auf Null abzurampen. Ähnlich tritt die CPU 30 als Antwort auf eine Erfassung einer fremden, verdächtigen oder nicht benennbaren Banknote durch den optischen Abtastkopf 18 und auf einer Gleichsetzung der Transportgeschwindigkeit auf eine niedrige Geschwindigkeit durch die Rampezur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine der 32 die Rampe-zur-Null-Geschwindigkeitsroutine, um die Transportgeschwindigkeit von der niedrigen Geschwindigkeit auf Null abzurampen.
Wenn im Schritt 323 das Rampe-zur-Null-Geschwindigkeits-Bit gesetzt ist, bestimmt die CPU 30, ob oder ob nicht ein anfängliche-Bremsung-Bit im Motor-Flag gesetzt ist (Schritt 324). Vor dem Abrampen der Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 ist das anfängliche-Bremsung-Bit gelöscht. Daher geht der Fluss weiter zum linken Zweig der Rampe-zur-Null-Geschwindigkeitsroutine in 33. In diesem linken Zweig setzt die CPU 30 das anfängliche-Bremsung-Bit im Motor-Flag (Schritt 325), setzt den Abramp-Zähler auf seinen Maximalwert (Schritt 326) und subtrahiert einen "anfängliche-Bremsungs-Schritt" vom variablen Parameter "neue Geschwindigkeit" (Schritt 327). Als nächstes bestimmt die CPU 30, ob oder ob nicht die "neue Geschwindigkeit" größer als Null ist (Schritt 328). Wenn die "neue Geschwindigkeit" größer als Null im Schritt 328 ist, wird der variable Parameter "Transportgeschwindigkeit" gleich der "neuen Geschwindigkeit" plus dem "Geschwindigkeitsversatzwert" gesetzt (Schritt 329) und diese "Transportgeschwindigkeit" wird an den Banknotentransportmechanismus 16 im Schritt 307 in 31 ausgegeben.
Während der nächsten Iteration der Rampe-zur-Null-Geschwindigkeitsroutine der 33 tritt die CPU 30 in den rechten Zweig der Routine im Schritt 324 ein, da das anfängliche-Bremsung-Bit während der vorangegangenen Iteration der Rampe-zur-Null-Geschwindigkeitsroutine gesetzt wurde. Bei gesetztem "anfängliche-Bremsung-Bit" setzt die CPU 30 den Abramp-Zähler von seinem Maximalwert (Schritt 330) herab und bestimmt, ob oder ob nicht der Abramp-Zähler gleich Null ist (Schritt 331). Wenn der Abramp-Zähler nicht gleich Null ist, verlässt die CPU 30 sofort die Geschwindigkeitssteuerungssoftware in 31-35 und wiederholt die Schritte 323, 324, 330 und 331 der Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine während nachfolgender Iterationen der Geschwindigkeitssteuerungssoftware, bis der Abramp-Zähler gleich Null ist. Wenn einmal der Abramp-Zähler gleich Null ist, setzt die CPU 30 den Abramp-Zähle( auf seinen Maximalwert zurück (Schritt 332) und zieht einen "Abramp-Schritt" vom variablen Parameter "neue Geschwindigkeit" ab (Schritt 333). Dieser "Abramp-Schritt" ist kleiner als der "anfängliche-Bremsungsschritt", so dass der "anfängliche-Bremsungsschritt" eine größere dekrementierende Änderung in der Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 bewirkt, als der "Abramp-Schritt".
Als nächstes bestimmt die CPU 30, ob oder ob nicht die "neue Geschwindigkeit" größer als Null ist (Schritt 328). Wenn die "neue Geschwindigkeit" größer als Null ist, wird die "Transportgeschwindigkeit" gleich der "neuen Geschwindigkeit" plus dem "Geschwindigkeitsversatzwert" gesetzt (Schritt 329) und diese "Transportgeschwindigkeit" wird an den Banknotentransportmechanismus 16 ausgegeben (Schritt 307 in 31). Während nachfolgender Iterationen der Geschwindigkeitssteuerungssoftware dekrementiert die CPU 30 kontinuierlich die "neue Geschwindigkeit" um den "Abramp-Schritt" in Schritt 333, bis die "neue Geschwindigkeit" kleiner oder gleich Null im Schritt 328 ist. Ist einmal die "neue Geschwindigkeit" kleiner oder gleich Null im Schritt 328, löscht die CPU 30 das Rampe-zur-Null-Geschwindigkeits-Bit und das Anfangs-Bremsungsbit im Motor-Flag (Schritt 334), setzt das Motor-angehalten-Bit im Motor-Flag (Schritt 335) und setzt die "neue Geschwindigkeit" gleich Null (Schritt 336). Schließlich wird die "Transportgeschwindigkeit" gleich der "neuen Geschwindigkeit" plus dem "Geschwindigkeitsversatzwert" gesetzt (Schritt 329). Da die "neue Geschwindigkeit" gleich Null ist, hält eine Ausgabe der "Transportgeschwindigkeit" an dem Notentransportmechanismus 16 im Schritt 307 der 31 den Banknotentransportmechanismus 16 an.
Unter Verwendung der Rückkopplungsschleifenroutine der 35 überwacht und stabilisiert die CPU 30 die Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16, wenn der Banknotentransportmechanismus 16 bei seiner Höchstgeschwindigkeit oder bei einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben wird. Um die Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 zu messen, überwacht die CPU 30 die optische Kodiereinrichtung 32. Bei der Überwachung der optischen Kodiereinrichtung 32 ist es wichtig, die Rückkopplungsschleifenroutine mit sämtlichen Änderungen der Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 zu synchronisieren. Um die Zeitverzögerung zwischen der Ausführung der Abrampoder Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutinen der 31-32 und der tatsächlichen Änderung der Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 zu berücksichtigen, tritt die CPU 30 in eine Pause-nach-Rampe-Routine der 34 vor dem Eintritt in die Rückkopplungsschleifenroutine der 35 ein, wenn der Banknotentransportmechanismus 16 die Auframpung seiner Höchstgeschwindigkeit oder die Abrampung zu einer niedrigen Geschwindigkeit während der vorangegangenen Iteration der Geschwindigkeitssteuerungssoftware der 31-35 beendet hat.
Die Pause-nach-Rampe-Routine der 34 ermöglicht es dem Banknotentransportmechanismus 16 der CPU 30 zu "folgen", so dass die CPU 30 die Rückkopplungs schleifenroutine der 35 nicht vor einer Änderung der Geschwindigkeiten des Banknotentransportmechanismus 16 ausführt. Wie zuvor erwähnt wurde, setzt die CPU 30 ein Pause-nach-Rampe-Bit im Schritt 309 der Auframp-Routine der 31 oder im Schritt 320 der Rampe-zur-niedrigen-Geschwindigkeitsroutine in 32. Bei gesetztem Pause-nach-Rampe-Bit geht der Programmfluss vom Schritt 337 der Pause-nach-Rampe-Routine zum Schritt 338, wo die CPU 30 einen Pause-nach-Rampe-Zähler von seinem Maximalwert dekrementiert. Wenn der Pause-nach-Rampe-Zähler im Schritt 339 nicht gleich Null ist, verlässt die CPU 30 die Pause-nach-Rampe-Routine der 34 und wiederholt die Schritte 337, 338 und 339 der Pause-nach-Rampe-Routine während nachfolgender Iterationen der Geschwindigkeitssteuerungssoftware, bis der Pause-nach-Rampe-Zähler gleich Null ist. Ist einmal der Pausenach-Rampe-Zähler auf Null herabgesetzt worden, löscht die CPU 30 das Pausenach-Rampe-Bit im Motor-Flag (Schritt 340) und setzt den Rückkopplungsschleifenzähler auf seinen Maximalwert (Schritt 341). Der Maximalwert des Pause-nach-Rampe-Zählers wird ausgewählt, um die CPU 30 um einen Zeitbetrag zu verzögern, der ausreicht, dass sich der Banknotentransportmechanismus 16 auf eine neue Transportgeschwindigkeit einstellt, bevor die CPU 30 die neue Transportgeschwindigkeit mit der Rückkopplungsschleife der 35 überwacht.
Mit Bezug nun auf die Rückkopplungsschleifenroutine der 35 dekrementiert die CPU 30 einen Rückkopplungsschleifenzähler auf seinen Maximalwert (Schritt 343), wenn das Motor-angehalten-Bit im Motor-Flag im Schritt 342 nicht gesetzt ist. Wenn der Rückkopplungsschleifenzähler im Schritt 344 nicht gleich Null ist, verlässt die CPU 30 sofort die Rückkopplungsschleifenroutine der 35 und wiederholt die Schritte 342, 343 und 344 der Rückkopplungsschleife während nachfolgender Iterationen der Geschwindigkeitssteuerungssoftware der 31-36, bis der Rückkopplungsschleifenzähler gleich Null ist. Wenn einmal der Rückkopplungsschleifenzähler auf Null herabgesetzt ist, setzt die CPU 30 den Rückkopplungsschleifenzähler auf seinen Maximalwert zurück (Schritt 345), speichert die derzeitige Zählung der optischen Kodiereinrichtung 32 ab (Schritt 346) und berechnet einen variablen Parameter "tatsächliche Differenz" zwischen der derzeitigen Zählung und einer vorangegangenen Zählung der optischen Kodiereinrichtung 32 (Schritt 347). Die "tatsächliche Differenz" zwischen den vorliegenden und vorangegangenen Kodierzählungen stellt die Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 dar. Je größer die "tatsächliche Differenz" zwischen der derzeitigen und der vorangegangenen Kodierzählung ist, umso größer ist die Transportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus. Die CPU 30 zieht die "tatsächliche Differenz" von einem festen Parameter "notwendige Differenz" ab, um einen variablen Parameter "Geschwindigkeitsdifferenz" zu erhalten (Schritt 348).
Wenn die „Geschwindigkeitsdifferenz" in Schritt 349 größer als Null ist, ist die Banknotentransportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 zu gering. Um Banknotentransportgeschwindigkeiten entgegenzuwirken, die kleiner als die idealen Banknotentransportgeschwindigkeiten sind, multipliziert die CPU 30 die „Geschwindigkeitsdifferenz" mit einer „Verstärkungskonstante" (Schritt 354) und setzt den variablen Parameter „Transportgeschwindigkeit" gleich der multiplizierten Differenz vom Schritt 354 plus dem „Geschwindigkeitsversatzwert" plus einem festen Parameter „Sollgeschwindigkeit" (Schritt 355). Die „Sollgeschwindigkeit" ist ein Wert, der, wenn er zum „Geschwindigkeitsversatzwert" addiert wird, die ideale Transportgeschwindigkeit erzeugt. Die berechnete „Transportgeschwindigkeit" ist um den Betrag der multiplizierten Differenz größer als diese ideale Transportgeschwindigkeit. Wenn die berechnete „Transportgeschwindigkeit" trotzdem kleiner oder gleich einem festen Parameter „maximal erlaubte Geschwindigkeit" im Schritt 356 ist, wird die berechnete „Transportgeschwindigkeit" an den Banknotentransportmechanismus 16 im Schritt 307 ausgegeben, so dass der Banknotentransportmechanismus 16 mit der berechneten „Transportgeschwindigkeit" betrieben wird. Wenn jedoch die „Transportgeschwindigkeit" größer als die „maximal erlaubbare Geschwindigkeit" im Schritt 356 ist, wird der Parameter „Transportgeschwindigkeit" gleich der „maximal erlaubbaren Geschwindigkeit" gesetzt (Schritt 357) und an den Banknotentransportmechanismus 16 ausgegeben (Schritt 307).
Wenn die „Geschwindigkeitsdifferenz" kleiner oder gleich Null in Schritt 349 ist, ist die Banknotentransportgeschwindigkeit des Banknotentransportmechanismus 16 zu hoch oder ideal. Um höheren als der idealen Banknotentransportgeschwindigkeit entgegenzuwirken, multipliziert die CPU 30 die „Geschwindigkeitsdifferenz" mit einer „Verstärkungskonstante" (Schritt 350) und setzt den variablen Parameter „Transportgeschwindigkeit" gleich der multiplizierten Differenz vom Schritt 350 plus dem „Geschwindigkeitsversatzwert" plus einem festen Parameter „Sollgeschwindigkeit" (Schritt 351). Die berechnete „Transportgeschwindigkeit" ist um den Betrag der multiplizierten Differenz kleiner als die der idealen Transportgeschwindigkeit. Wenn die berechnete „Transportgeschwindigkeit" dennoch größer oder gleich einem festen Parameter „kleinste erlaubte Geschwindigkeit" im Schritt 352 ist, wird die berechnete „Transportgeschwindigkeit" an den Banknotentransportmechanismus 16 im Schritt 307 ausgegeben, so dass der Banknotentransportmechanismus 16 bei der berechneten „Transportgeschwindigkeit" betrieben wird. Wenn jedoch die berechnete „Transportgeschwindigkeit" kleiner als die „kleinste erlaubte Geschwindigkeit" im Schritt 352 ist, wird der Parameter „Transportgeschwindigkeit" gleich der „kleinsten erlaubten Geschwindigkeit" gesetzt (Schritt 353) und an den Banknotentransportmechanismus 16 ausgegeben (Schritt 307).
Es sollte klar sein, dass, je kleiner der Wert der „Verstärkungskonstante" ist, desto kleiner die Änderungen der Banknotenänderungsgeschwindigkeit zwischen nachfolgenden Iterationen der Rückkopplungssteuerungsroutine der 35 sind und entsprechend langsamer die Banknotentransportgeschwindigkeit in Richtung der idealen Transportgeschwindigkeit eingestellt wird. Trotz dieser langsameren Einstellungen der Banknotentransportgeschwindigkeit ist es im allgemeinen bevorzugt, eine relativ kleine „Verstärkungskonstante" zu benutzten, um abrupte Schwankungen der Banknotentransportgeschwindigkeit zu vermeiden und ein Überschießen der idealen Banknotentransportgeschwindigkeit zu vermeiden.
In 36 ist eine Routine zur Verwendung der Ausgänge der beiden Fotosensoren PS1 und PS2 dargestellt, um eine Dopplung oder Überlappung von Banknoten durch Erfassung der optischen Dichte einer jeden Banknote beim Abtasten zu erfassen. Die Routine beginnt im Schritt 401 und holt sich im Schritt 402 den Wert, der für die zuvor abgetastete Banknote bestimmt wurde. Dieser zuvor bestimmte Wert wird dazu verwendet, eine Dopplung dann zu erfassen, wenn die neu abgetastete Banknote eine „kein Aufruf" ist, wie unten beschrieben wird. Im Schritt 403 wird festgestellt, ob die derzeitige Banknote eine „kein Aufruf" ist und, wenn die Antwort negativ ist, wird der für die neue Banknote bestimmte Wert im Schritt 404 abgerufen.
Wenn im Schritt 403 die Antwort bestätigend ist, springt das System zum Schritt 405, so dass der im Schritt 402 abgerufene, vorherige Wert in den nachfolgenden Schritten verwendet wird. Um Änderungen in der Empfindlichkeit der Dichtemessung zu erlauben, wird eine „Dichtefestlegung" aus dem Speicher im Schritt 405 abgerufen. Die Bedienperson trifft diese Wahl von Hand, je nachdem, ob die abzutastenden Banknoten neue Banknoten sind, die ein hohes Maß an Empfindlichkeit verlangen oder benutzte Banknoten, die einen niedrigeren Empfindlichkeitspegel benötigen. Wenn die „Dichtefestlegung" ausgeschaltet wurde, wird dieser Zustand im Schritt 406 und das System kehrt im Schritt 413 zum Hauptprogramm zurück. Wenn die „Dichtefestlegung" nicht ausgeschaltet ist, wird ein Nenndichtevergleichswert vom Speicher im Schritt 407 abgerufen.
Der Speicher enthält vorzugsweise fünf unterschiedliche Dichtewerte (für fünf unterschiedliche Dichtefestlegungen, d. h. Empfindlichkeitsgrade) für einen jeden Wert. Folglich enthält der Speicher für einen Währungssatz mit sieben unterschiedlichen Werten 35 verschiedene Werte. Der im Schritt 404 abgerufene Wert (oder Schritt 402 im Falle eines „kein Aufruf") und die im Schritt 405 abgerufene Dichtefestlegung bestimmen, welcher der 35 abgespeicherten Werte im Schritt 407 zur Verwendung der unten beschriebenen Vergleichsschritte abgerufen wird.
In Schritt 408 wird der Dichtevergleichswert, der im Schritt 407 abgerufen wurde, mit der mittleren Dichte verglichen, der durch den Ausgang des Fotosensors PS1 dargestellt ist. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird im Schritt 409 bewertet, um festzustellen, ob der Ausgang des Sensors S1 eine Dopplung von Banknoten für den bestimmten Banknotenwert identifiziert, wie er im Schritt 402 oder 404 festgestellt wurde. Wenn die Antwort negativ ist, kehrt das System im Schritt 413 zum Hauptprogramm zurück. Wenn die Antwort bestätigend ist, vergleicht Schritt 410 den abgerufenen Dichtevergleichswert mit der mittleren Dichte, die durch den Ausgang des zweiten Sensors PS2 repräsentiert ist. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird im Schritt 411 bewertet, um zu bestimmen, ob der Ausgang des Photosensors PS2 eine Dopplung der Banknoten identifiziert. Bestätigende Antworten bei beiden Schritten 409 und 411 resultieren im Setzen einer „Dopplungsfehler"-Flags bei Schritt 412 und das System kehrt dann zum Hauptprogramm im Schritt 413 zurück. Der „Dopplungsfehler"-Flag kann selbstverständlich verwendet werden, um den Banknotentransportmotor zu stoppen.
37 zeigt eine Routine, die das System befähigt, Banknoten zu ermitteln, welche sehr verunstaltet sind durch dunkle Flecken, wie Tintenkleckse, Filzstiftmarkierungen und Ähnlichem. Solche beträchtlichen Verunstaltungen einer Banknote können in solch verzerrten Abtastdaten resultieren, dass die Daten interpretiert werden können, den falschen Nennwert für die Banknote anzugeben. Konsequenterweise ist es wünschenswert, solche schwer verunstalteten Banknoten zu ermitteln und dann den Banknotentransportmechanismus zu stoppen, so dass die in Frage kommende Banknote durch den Bediener untersucht werden kann.
Die Routine der 37 entnimmt jede nachfolgende Datenabfrage im Schritt 450b und geht dann zu Schritt 451, um zu bestimmen, ob diese Abfrage zu dunkel ist. Wie oben beschrieben, nimmt die Ausgangsspannung von dem Photodetektor 26 ab, wenn die Dunkelheit der abgetasteten Fläche sich erhöht. Somit ist, je niedriger der Ausgangsspannung von dem Photodetektor ist, um so dunkler der abgetastete Bereich. Für die ausgeführte Bewertung im Schritt 451 wird ein vorausgewählter Schwellwert für die Photodetektorausgangsspannung verwendet, wie z. B. ein Schwellwert von ungefähr 1 Volt, um eine Abfrage als „zu dunkel" zu bezeichnen.
Eine bestätigende Antwort im Schritt 451 bewegt das System zwischen Schritt 452, wo eine „schlechte Abfrage"-Zählung um Eins erhöht wird. Eine einzige Abfrage, die zu dunkel ist, ist nicht genug, um anzuzeigen, dass eine Banknote beträchtlich verunstaltet ist. Somit wird die „schlechte Abfrage"-Zählung verwendet, um zu bestimmen, wann eine vorausgewählte Anzahl von aufeinanderfolgenden Abfragen, z. B. zehn aufeinanderfolgende Abfragen, als zu dunkel bestimmt wird. Vom Schritt 452 geht das System zu Schritt 453, um zu bestimmten, ob zehn aufeinanderfolgende schlechte Abfragen entnommen worden sind. Wenn die Antwort zustimmend ist, geht das System zu Schritt 454, wo ein Fehler-Flag gesetzt wird. Dieses repräsentiert einen „Nichtaufrufs"-Zustand, welcher dazu führt, dass das Banknotentransportsystem in derselben Weise wie oben beschrieben gestoppt wird.
Wenn eine negative Antwort im Schritt 451 erhalten wird, geht das System zu Schritt 455, wo die „schlechte Abfrage"-Zählung auf 0 zurückgesetzt wird, so dass diese Zählung immer die Anzahl der aufeinanderfolgenden schlechten Abfragen empfängt. Von Schritt 455 geht das System zu Schritt 456, welches bestimmt, wann sämtliche Abfra gen für eine bestimmte Banknote überprüft worden sind. Solange Schritt 456 eine negative Antwort ergibt, fährt das System fort, nachfolgende Abfragen im Schritt 450b zu entnehmen. Wenn eine bestätigende Antwort im Schritt 456 erzeugt wird, kehrt das System zum Hauptprogramm in Schritt 457 zurück.
Eine Routine zum automatischen Überwachen und Durchführen sämtlicher notwendiger Korrekturen bei verschiedene Leitungsspannungen ist in 38 dargestellt. Diese Routine ist sinnvoll beim automatischen Kompensieren von Spannungsverschiebungen aufgrund von Temperaturänderungen, Alterung der Bauteile und Ähnlichem. Die Routine startet im Schritt 550 und liest den Ausgang eines Leitungssensors, welcher eine ausgewählte Spannung im Schritt 550b überwacht. Schritt 551 bestimmt, ob die Ablesung unter 0,60 liegt und wenn die Antwort zustimmend ist, bestimmt Schritt 552, ob die Lesung über 0,40 liegt. Wenn Schritt 552 ebenso eine bestätigende Antwort erzeugt, ist die Spannung innerhalb des erforderlichen Bereichs und somit kehrt das System zu dem Hauptprogrammschritt 553 zurück. Wenn Schritt 551 eine negative Antwort erzeugt, wird eine schrittweise Korrektur in Schritt 554 durchgeführt, um die Spannung in dem Bestreben zu reduzieren, in den gewünschten Bereich zurückzukehren. In ähnlicher Weise wird, wenn eine negative Antwort im Schritt 552 erhalten wird, eine schrittweise Korrektur in Schritt 555 durchgeführt, um die Spannung in Richtung des gewünschten Bereichs zu erhöhen.
Nun da ein Währungsabtaster in Verbindung mit dem Abtasten von US-Währung beschrieben worden ist, werden zusätzliche Währungsunterscheidungssysteme beschrieben werden.
Zuallererst werden, weil Währungen verschiedene Größen aufweisen können, Sensoren hinzugefügt, um die Größe einer abzutastenden Banknote zu bestimmen. Diese Sensoren werden stromaufwärts von den unten zu beschreibenden Abtastköpfen platziert. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Größenbestimmungssensoren ist in 39 dargestellt. Zwei Führungs-/Nachlaufkantensensoren 1062 ermitteln die Führungs- und Nachlaufkante einer Banknote 1064, die diese entlang des Transportwegs passiert. Diese Sensoren in Verbindung mit dem Enkoder 32 (2a-2b) können verwendet werden, um die Dimensionen der Banknote entlang einer Richtung parallel zur Abtastrichtung zu bestimmen, welche in 39 die schmale Dimension oder Breite te der Banknote 1064 ist. Zusätzlich werden zwei Kantensensoren 1066 verwendet, um die Dimension einer Banknote 1064 quer zur Abtastrichtung zu bestimmen, welche in 39 die größere Dimension (oder Länge) der Banknote 1064 ist. Während die Sensoren 1062 und 1066 der 39 optische Sensoren sind, können andere Einrichtungen zum Bestimmen der Größe einer Banknote verwendet werden.
Sobald die Größe einer Banknote bestimmt ist, wird die potentielle Identität der Banknote auf die Banknoten begrenzt, die die gleiche Größe haben. Entsprechend kann der abzutastende Bereich an den Bereich oder die Bereiche angepasst sein, die am besten zur Identifizierung des Wertes und des Ursprungslands einer Banknote mit den gemessenen Abmessungen geeignet sind.
Zwar sind zweitens die aufgedruckten Kennzeichen auf der US-Währung innerhalb einer dünnen Grenzlinie eingeschlossen, deren Erfassung als ein Auslöser für den Beginn der Abtastung unter Verwendung eines breiteren Schlitzes dienen kann, doch weisen die meisten Währungen anderer Währungssysteme, wie beispielsweise die anderer Länder, keine solche Grenzlinien auf. Somit kann das oben beschriebene System abgeändert werden, um eine Abtastung relativ zum Rand einer Banknote für Währungen zu beginnen, die keine solche Grenzlinie aufweisen. Mit Bezug auf die 40 sind zwei Vorderkantendetektoren 1068 gezeigt. Die Erfassung der vorderen Kante 1069 einer Banknote 1070 durch Vorderkantensensoren 1068 löst eine Abtastung in einem Bereich aus, der einen vorgegebenen Abstand weg von der Vorderkante der Banknote 1070 liegt, beispielsweise D₁ oder D₂, der sich in Abhängigkeit von der vorübergehenden Einschätzung der Identität einer Banknote basierend auf den Abmessungen einer Banknote ändert. Alternativ kann die Vorderkante 1069 einer Banknote durch einen oder mehrere der Abtastköpfe (unten beschrieben) auf ähnliche Weise erfasst werden, wie dies mit Bezug auf 7a und 7b beschrieben wurde. Alternativ kann der Beginn der Abtastung durch eine Lageinformation ausgelöst werden, die vom Enkoder 32 der 2a-2b bereitgestellt wurde, beispielsweise in Verbindung mit den durch die Signale 1062 der 9 bereitgestellten Signalen, was somit den Bedart an Vorderkantensensoren 1068 unnötig macht.
Wenn jedoch der Beginn der Abtastung durch die Erfassung der Vorderkante einer Banknote ausgelöst wird, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass ein abgetastetes Muster relativ zu einem entsprechenden Vergleichsmuster versetzt sein wird. Ein Versatz kann aus dem Vorhandensein von Herstelltoleranzen resultieren, welche es ermöglichen, dass sich der Ort der aufgedruckten Kennzeichen eines Dokuments relativ zu den Rändern des Dokuments ändert. Beispielsweise können sich die aufgedruckten Kennzeichen auf US-Banknoten relativ zur Vorderkante einer Banknote bis zu 50 mil, d. h. 0,05 Zoll (1,27 mm) ändern. Wenn folglich eine Abtastung relativ zur Kante einer Banknote ausgelöst wird (anstelle der Ermittlung eines bestimmten Teils der aufgedruckten Kennzeichen selbst, wie beispielsweise die aufgedruckte Grenzlinie der US-Banknoten), kann ein abgetastetes Muster relativ zu einem entsprechenden Vergleichsmuster um ein oder mehrere Datenwerte versetzt sein. Ein solcher Versatz kann zu fehlerhaften Zurückweisungen von echten Banknoten aufgrund einer schlechten Korrelation zwischen den Abtast- und Vergleichsmustern führen. Zur Kompensierung können die gesamten Abtastmuster und die Vergleichsmuster relativ zueinander verschoben werden, wie dies in den 41a und 41 b dargestellt ist. Insbesondere stellt die 41a ein abgetastetes Muster dar, welches gegenüber einem entsprechenden Vergleichsmuster versetzt ist. 41b zeigt die selben Muster, nachdem das abgetastete Muster relativ zum Vergleichsmuster verschoben wurde, wodurch die Korrelation zwischen den beiden Mustern erhöht wurde. Alternativ können anstelle der Verschiebung der abgetasteten Muster und/oder der Vergleichsmuster im Speicher Vergleichsmuster entsprechend den verschiedenen Versatzbeträgen abgelegt sein.
Obwohl, drittens, festgestellt wurde, dass die Abtastung des mittleren Bereichs auf der grünen Seite einer US-Banknote (vgl. Segment S der 4) ausreichend unterschiedliche Muster ergibt, um eine Unterscheidung entlang der Vielzahl von US-Werten zu ermöglichen, kann der mittlere Bereich nicht für Banknoten aus anderen Ländern geeignet sein. Beispielsweise kann für Banknoten aus dem Land 1 festgestellt sein, dass das Segment S₁ (40) einen bevorzugteren abzutastenden Bereich ergibt, während das Segment S₂ (40) einen bevorzugteren Bereich für Banknoten aus dem Land 2 darstellt. Alternativ kann es notwendig sein, um Unterscheidungen innerhalb einer gegebenen Menge von Banknoten ausreichend genau zu treffen; Banknoten, die möglicherweise aus dieser Menge stammen, entlang mehr als eines Segments abzutasten, beispielsweise eine einzelne Banknote entlang sowohl S₁ als auch S₂ abzutasten. Um die Abtastung in anderen Bereichen als dem mitt leren Bereich einer Banknote zu ermöglichen, können mehrere Abtastköpfe nahe beieinander angeordnet sein. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen Systems mit mehrfachen Abtastköpfen ist in 42 dargestellt. Mehrfache Abtastköpfe 1072a–c und 1072d–f sind nahe beieinander entlang einer Richtung seitlich zur Richtung der Banknotenbewegung angeordnet. Ein derartiges System ermöglicht es, dass eine Banknote 1074 entlang verschiedener Segmente abgetastet wird. Mehrfache Abtastköpfe 1072a–f sind an jeder Seite des Transportweges angeordnet, was es ermöglicht, dass beide Seiten einer Banknote 1074 abgetastet werden.
Eine zweiseitige Abtastung kann verwendet werden, damit Banknoten in ein erfindungsgemäßes Währungsunterscheidungssystem mit einer beliebigen Seitenfläche nach oben eingeführt werden können. Ein Beispiel einer zweiseitigen Abtastkopfanordnung ist oben in Verbindung mit den 2a, 6c und 6d beschrieben. Die durch die Abtastung echter Banknoten erzeugten Vergleichsmuster können für Segmente an einer oder beiden Seiten abgespeichert werden. In dem Fall, in dem Vergleichsmuster von der Abtastung nur einer Seite einer echten Note gespeichert werden, können die durch Abtastung der beiden Seiten einer zu testenden Banknote abgerufenen Muster mit einem Vergleichssatz von einseitigen Vergleichsmustern verglichen werden. In diesem Fall sollte ein von einer Seite einer zu testenden Banknote abgerufenes Muster mit einem der gespeicherten Vergleichsmuster übereinstimmen, während ein von der anderen Seite der zu testenden Banknote abgerufenes Muster mit keinem der Vergleichsmuster übereinstimmen sollte. Alternativ können Vergleichsmuster für beide Seiten echter Banknoten gespeichert werden. Bei einem derartigen zweiseitigen System sollte ein Muster, das durch Abtastung einer zu testenden Banknote abgerufen wurde, mit einem der Vergleichsmuster der einen Seite (Übereinstimmung 1) und ein von der Abtastung der gegenüberliegenden Seite der zu testenden Banknote abgerufenes Muster mit dem der gegenüberliegenden Seite einer echten Banknote, wie sie durch Übereinstimmung 1 identifiziert ist, zugeordnete Vergleichsmuster übereinstimmen.
Alternativ kann in Situationen, in denen die Flächenorientierung einer Banknote, (d. h. ob eine Banknote mit dem „Gesicht nach oben" oder dem „Gesicht nach unten" vorliegt) vor oder während der Abtastung des charakteristischen Musters bestimmt wird, die Anzahl der Vergleiche verringert werden, indem die Vergleiche auf Muster be schränkt werden, die der gleichen Seite einer Banknote entsprechen. Wenn beispielsweise bekannt ist, dass eine Banknote mit dem „Gesicht nach oben" liegt, müssen die den Abtastköpfen oberhalb des Transportweges zugeordneten Abtastmuster nur mit Vergleichsmustern verglichen werden, die durch Abtastung des „Gesichts" der echten Banknote erzeugt wurden. Das „Gesicht" einer Banknote soll eine Seite bezeichnen, die eine vordere Fläche der Banknote bildet. Beispielsweise kann die Vorderseite oder das „Gesicht" einer US-Banknote als die „schwarze" Fläche der Banknote bezeichnet werden, während die Rückseite einer US-Banknote als die „grüne" Oberfläche bezeichnet werden kann. Die Flächenorientierung kann in einigen Fällen durch Erfassung der Farben der Oberfläche einer Banknote bestimmbar sein. Eine alternative Methode zur Bestimmung der Flächenorientierung von US-Banknoten durch Erfassung der Grenzlinie einer jeden Seite einer Banknote wurde oben in Verbindung mit den 6c, 6d und 12 beschrieben. Die Implementierung der Farberfassung ist im Folgenden genauer beschrieben.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 42 funktioniert der Banknotentransportmechanismus so, dass der Mittenbereich C einer Banknote 1074 zwischen zentralen Abtastköpfen 1072b und 1072e transportiert wird. Die Abtastköpfe 1072a und 1072c und ebenso die Abtastköpfe 1072d und 1072f sind um den selben Abstand von jeweils den mittleren Abtastköpfen 1072b und 1072e versetzt. Durch eine symmetrische Anordnung der Abtastköpfe um den Mittenbereich einer Banknote kann eine Banknote in eine beliebige Richtung abgetastet werden, beispielsweise mit der Oberkante zuerst (Vorwärtsrichtung) oder der Unterkante zuerst (Rückwärtsrichtung). Wie oben mit Bezug auf die 1 bis 7b beschrieben wurde, werden Vergleichsmuster von der Abtastung echter Banknoten sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrichtung abgespeichert. Obwohl eine symmetrische Anordnung bevorzugt ist, ist dies nicht wesentlich, vorausgesetzt, dass für ein nicht symmetrisches System geeignete Vergleichsmuster gespeichert werden.
Zwar zeigt 42 ein System mit drei Abtastköpfen pro Seite, jedoch kann eine beliebige Anzahl von Abtastköpfen pro Seite verwendet werden. Ebenso ist es nicht notwendig, dass über dem Mittenbereich einer Banknote ein Abtastkopf positioniert ist. beispielsweise zeigt 43 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Lage ist, die Segmente S₁ und S₂ der 40 abzutasten. Die Abtastköpfe 1076a, 1076d, 1076e und 1076h tasten eine Banknote 1078 entlang des Segments S₁ ab, während die Abtastköpfe 1076b, 1076c, 1076f und 1076g das Segment S₂ abtasten.
44 zeigt ein Abtastsystem mit seitlich beweglichen Abtastköpfen 1080a–1080b. Ähnliche Abtastköpfe können an der gegenüberliegenden Seite des Transportweges angeordnet sein. Die beweglichen Abtastköpfe 1080a–b können zu einer größeren Flexibilität führen, die in bestimmten Abtastbedingungen wünschenswert ist. Bei der Bestimmung der Abmessungen einer Banknote, kann eine einstweilige Bestimmung der Identität einer Banknote getroffen werden, wie im Zusammenhang mit der 39 beschrieben wurde. Basierend auf dieser einstweiligen oder vorläufigen Bestimmung können die beweglichen Abtastköpfe 1080a–b über den Bereich der Banknote positioniert werden, der zum Abruf der Unterscheidungsinformation am geeignetsten ist. Wenn beispielsweise in Abhängigkeit von der Größe einer abgetasteten Banknote es einstweilig festgestellt wird, dass es sich bei der Banknote um eine japanische 5000 Yen-Banknotenart handelt, und wenn festgestellt wurde, dass ein geeignetes charakteristisches Muster für eine 5000 Yen Banknotenart erhalten wird, indem ein Segment 2,0 cm links der Mitte der in Vorwärtsrichtung zugeführten Banknote abgetastet wird, dann können die Abtastköpfe 1080a und 1080b auf geeignete Weise zur Abtastung eines solchen Segments positioniert werden, d. h. Abtastkopf 1080a wird 2,0 cm links der Mitte und Abtastkopf 1080b wird 2,0 cm rechts der Mitte positioniert. Eine derartige Positionierung ermöglicht eine korrekte Unterscheidung unabhängig davon, ob die abgetastete Banknote in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zugeführt wird. Ebenso können Abtastköpfe an der gegenüberliegenden Seite des Transportweges (nicht gezeigt) geeignet positioniert sein. Alternativ kann ein einzelner beweglicher Abtastkopf an einer oder beiden Seiten des Transportweges verwendet werden. Bei einem derartigen System kann die Größen- und Farbinformation (weiter unten genauer beschrieben) verwendet werden, um einen einzigen seitlich beweglichen Abtastkopf richtig zu positionieren, insbesondere wenn die Ausrichtung einer Banknote vor der Abtastung bestimmt werden kann.
44 zeigt ein System, bei dem Transportmechanismus ausgebildet ist, eine abzutastende Banknote 1082 innerhalb des Bereichs, in dem die Abtastköpfe 1080a–b angeordnet ist, zentriert zuzuführen. Entsprechend sind die Abtastköpfe 1080a–b ausge bildet, sich relativ zur Mitte des Transportweges zu bewegen, wobei der Abtastkopf 1080a innerhalb des Bereichs R₁ und der Abtastkopf 1080b innerhalb des Bereichs R₂ beweglich ist.
45 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Abtastsystems, bei dem abzutastende Banknoten in einer linksbündigen Weise entlang des Transportweges transportiert werden, d. h. bei der die linke Kante L einer Banknote 1084 in der selben seitlichen Stellung relativ zum Transportweg angeordnet ist. In Abhängigkeit von Abmessungen der Banknote kann die Lage der Mitte der Banknote festgestellt werden und die Abtastköpfe 1086a–b können wiederum entsprechend positioniert werden. Wie in 45 dargestellt ist, weist der Abtastkopf 1086a einen Bewegungsbereich R₃ und der Abtastkopf 1086b einen Bewegungsbereich R₄ auf. Die Bewegungsbeieiche der Abtastköpfe 1086a–b können durch den Bereich der Abmessungen von Banknoten beeinflusst werden, die das Unterscheidungssystem ausgestaltet ist aufzunehmen. Ähnliche Abtastköpfe können an der gegenüberliegenden Seite des Transportweges angeordnet sein.
Alternativ kann der Transportmechanismus so ausgestaltet sein, dass abgetastete Banknoten nicht notwendigerweise zentriert oder bündig entlang der seitlichen Abmessung des Transportweges sind. Vielmehr kann die Konstruktion des Transportmechanismus es ermöglichen, dass die Lage der Banknoten sich bezüglich der seitlichen Abmessung des Transportweges links und rechts ändert. In diesem Fall können die Kantensensoren 1066 der 39 verwendet werden, um die Kanten und die Mitte einer Banknote zu lokalisieren und somit eine Lageinformation bei einem System mit einem beweglichen Abtastkopf sowie Auswahlkriterien bei einem System mit stationärem Abtastkopf zu liefern.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Systemen mit stationärem Abtastkopf und beweglichem Abtastkopf kann ein Hybridsystem mit sowohl stationärem als auch beweglichem Abtastkopf verwendet werden. Ebenso ist anzumerken, dass die seitlich versetzten Abtastköpfe, wie sie oben beschrieben wurden, nicht entlang derselben seitlichen Achse liegen müssen: Beispielsweise können die Abtastköpfe stromauf und stromab zueinander gestaffelt sein. 46 zeigt eine Draufsicht auf eine gestaffelte Abtastkopfanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Wie in 46 dargestellt ist, wird eine Banknote 1130 auf zentrierte Weise entlang des Transportweges 1132 so transportiert, dass die Mitte 1134 der Banknote 1130 mit der Mitte 1136 des Transportweges 1132 fluchtet. Die Abtastköpfe 1140a–h sind in gestaffelter Anordnung so angeordnet, dass sie eine Abtastung der gesamten Breite des Transportweges 1132 ermöglichen. Die von jedem Abtastkopf beleuchteten Bereiche sind durch Streifen 1142a, 1142b, 1142e und 1142f jeweils für die Abtastköpfe 1140a, 1140b, 1140e und 1140f dargestellt. In Abhängigkeit von den Größenbestimmungssensoren können die Abtastköpfe 1140a und 1140h entweder nicht aktiviert oder ihr Ausgang ignoriert werden.
Im Allgemeinen kann vor der Abtastung eines Dokuments eine einstweilige Information über das Dokument erhalten werden, wie beispielsweise seine Größe oder Farbe, wobei geeignet angeordnete stationäre Abtastköpfe aktiviert oder seitlich bewegliche Abtastköpfe auf geeignete Weise angeordnet werden können, vorausgesetzt, dass die einstweilige Information ein Indiz für die mögliche Identität des Dokuments darstellt. Alternativ können, insbesondere bei Systemen mit Abtastköpfen, die über einem beträchtlichen Teil des Transportweges angeordnet sind, viele oder alle Abtastköpfe eines Systems aktiviert werden, um ein Dokument abzutasten. Dann können, nachdem eine einstweilige Bestimmung der Identität eines Dokuments getroffen wurde, nur die Ausgänge oder Ableitungen derselben von geeignet angeordneten Abtastköpfen zur Erzeugung abgetasteter Muster verwendet werden. Die Ableitung von Ausgangssignalen umfasst beispielsweise im Speicher abgelegte Datenwerte, die durch das Abtasten der Ausgangssignale erzeugt wurden. Bei einem derartigen alternativen Ausführungsbeispiel kann die Information, die eine vorläufige Bestimmung der Identität eines Dokuments ermöglicht, erhalten werden, indem die Information von anderen Sensoren als den Abtastköpfen und/oder von einem oder mehreren der Abtastköpfe selbst analysiert wird. Ein Vorteil einer solchen vorläufigen Bestimmung liegt darin, dass die Anzahl der Abtastmuster, die erzeugt oder mit einem Satz von Vergleichsmustern verglichen werden müssen, verringert wird. Ebenso kann die Anzahl der Vergleichsmuster, mit denen die abgetasteten Muster verglichen werden müssen, verringert werden.
Zwar sind die Abtastköpfe 114Oa–h der 46 in einer sich nicht überlappenden Weise angeordnet, doch können sie alternativ in einer sich überlappenden Weise angeordnet sein. Durch Bereitstellen zusätzlicher seitlicher Positionen kann eine sich über tappende Abtastkopfanordnung eine größere Auswahl der abzutastenden Segmente erzeugen. Dieser Anstieg der abtastbaren Segmente kann hinsichtlich eines Ausgleichs der Währungsfertigungstoleranzen vorteilhaft sein, welche in Positionsänderungen der aufgedruckten Kennzeichen auf den Banknoten relativ zu deren Rändern resultieren. Zusätzlich sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die oberhalb des Transportweges angeordneten Abtastköpfe stromauf relativ zu den ihnen zugeordneten, unterhalb des Transportweges angeordneten Abtastköpfen vorgesehen.
Die 47a und 47b zeigen ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem eine Vielzahl von analogen Sensoren 1150, wie beispielsweise Fotodetektoren, seitlich voneinander versetzt sind und als ein lineares Feld in einem einzigen Abtastkopf 1152 angeordnet sind. 47a zeigt eine Draufsicht, während 47b eine Seitenansicht eines derartigen Ausführungsbeispiels mit einem linearen Feld zeigt. Der Ausgang der einzelnen Sensoren 1150 ist mit Analog-Digitalwandlern (nicht gezeigt) über die Verwendung von Gradientenfasern verbunden, wie beispielsweise einem „Linsenfeld", wie es von MSG America, Inc., Teilnummer SLA20A16757702A3 hergestellt wird, und nachfolgend mit einer CPU (nicht gezeigt) auf eine ähnliche Weise wie in den 1 und 6a dargestellt, verbunden ist. Wie in den 47a und 47b dargestellt ist, wird eine Banknote 1154 am Lineareld-Abtastkopf 1152 zentriert vorbeitransportiert. Eine bevorzugte Länge des Linearteld-Abtastkopfes beträgt ungefähr 6–7 Zoll (15 cm–17 cm).
Auf eine ähnliche Weise wie oben beschrieben, können in Abhängigkeit von der Größenbestimmung der Banknote geeignete Sensoren aktiviert und ihr Ausgang verwendet werden, um Abtastmuster zu erzeugen. Alternativ können viele oder alle Sensoren aktiviert werden, wobei nur der Ausgang oder Ableitungen desselben von geeignet angeordneten Sensoren zur Erzeugung der abgetasteten Muster verwendet werden. Die Ableitungen der Ausgangssignale umfassen beispielsweise im Speicher abgelegte Datenwerte, die durch Abtastung der Ausgangssignale erzeugt werden. Im Ergebnis wäre ein Unterscheidungssystem mit einem Linearfeld-Abtastkopf gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, eine große Vielzahl von verschiedenen Banknotentypen aufzunehmen. Zusätzlich bietet ein Linearfeld-Abtastkopf eine große Flexibilität hinsichtlich der einlesbaren und verarbeitbaren Information bezüglich verschiedener Banknoten. Zusätzlich zur Möglichkeit, Abtastmuster entlang von Segmenten in eine Richtung parallel zur Richtung der Banknotenbewegung zu erzeugen, können abgetastete Muster durch geeignete Verarbeitung abgetasteter Datenwerte „erzeugt" oder in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Banknotenbewegung angenähert werden. Wenn beispielsweise der Linearfeld-Abtastkopf 1152 einhundertsechzig (160) Sensoren 1150 über eine Länge von 7 Zoll (17,78 cm) aufweist, können anstelle der Erfassung von 64 Codierpulsen von beispielsweise 30 Sensoren Datenwerte für 5 Codierpulse von allen 160 Zellen (oder all denjenigen, die über der Banknote 1154 positioniert sind) aufgenommen werden. Alternativ können 160 abgetastete Muster (oder ausgewählte davon) mit jeweils 5 Datenwerten für Mustervergleiche verwendet werden. Folglich ist zu erkennen, dass die Datenaufnahmezeit von 64 Codierpulse auf nur 5 Codierpulse beträchtlich verringert wurde. Die bei der Datenakquisition eingesparte Zeit kann dazu verwendet werden, mehr Zeit in die Datenverarbeitung zu stecken und/oder die gesamte Abtastzeit pro Banknote zu verringern, wodurch ein erhöhter Durchsatz beim Identifizierungssystem ermöglicht wird. Zusätzlich ermöglicht der Linearfeld-Abtastkopf eine große Flexibilität hinsichtlich der Anpassung der abzutastenden Bereiche. Beispielsweise wurde herausgefunden, dass die Vorderkante kanadischer Banknoten wertvolle grafische Informationen enthält. Wenn folglich festgestellt wird, dass eine zu testende Banknote eine kanadische Banknote sein kann (oder wenn das Identifizierungssystem auf kanadische Währung eingestellt wird), kann der Abtastbereich auf den Vorderkantenbereich der Banknoten begrenzt sein, beispielsweise durch Aktivierung vieler seitlich versetzter Sensoren während einer relativ geringen Anzahl von Codierpulsen.
48 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Linearfeld-Abtastkopfes 1170 mit einer Vielzahl von analogen Sensoren 1172, wie beispielsweise Fotodetektoren, wobei eine Banknote 1174 am Abtastkopf 1170 nicht zentriert vorbeitransportiert wird. Wie oben erläutert wurde, kann die Lageinformation von den Größenbestimmungssensoren verwendet werden, um geeignete Sensoren auszuwählen. Alternativ kann der Linearfeld-Abtastkopf selbst verwendet werden, um die Größe der Banknote festzustellen, wodurch die Notwendigkeit für separate Größenerfassungssensoren eliminiert wird. Beispielsweise können alle Sensoren aktiviert werden, die Datenwerte, die von den an den Enden des Linearfeld-Abtastkopfes angeordneten Sensoren abgeleitet sind, können vorläufig verarbeitet werden, um die seitliche Lage und die Länge einer Banknote zu bestimmen. Die Breite einer Bankno te kann entweder durch Verwendung separater Vorder-/Hinterkantensensoren oder durch Vorverarbeitung von Datenwerten bestimmt werden, die bei den Codierpulsen am Beginn und Ende des Arbeitstaktes erfasst wurden. Ist einmal die Größeninformation von einer zu testenden Banknote erhalten worden, müssen nur die Datenwerte weiter verarbeitet werden, die von geeigneten Bereichen einer Banknote ausgelesen wurden.
49 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines linearen Abtastkopfes 1180 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Möglichkeit dargestellt ist, eine Schräglage von Banknoten zu kompensieren. Der Abtastkopf 1180 weist eine Vielzahl von analogen Sensoren 1182 auf und eine Banknote 1184 wird am Abtastkopf 1180 schräg vorbeitransportiert. Ist einmal die Schrägstellung einer Banknote festgestellt worden, beispielsweise durch Verwendung von Vorderkantensensoren, können die Signale der Sensoren 1182 entlang des Abtastkopfes 1180 auf geeignete Weise verzögert werden. Beispielsweise kann festgestellt werden, dass eine Banknote am Abtastkopf 1180 so vorbeitransportiert wird, dass die linke vordere Ecke der Banknote den Abtastkopf fünf Codierpulse vor der rechten vorderen Ecke der Banknote erreicht. In diesem Fall können die Sensorsignale entlang der rechten Kante der Banknote fünf Codierpulse verzögert werden, um die Schrägstellung zu kompensieren. Wenn die Abtastmuster während nur einiger weniger Codierpulse erzeugt werden sollen, kann die Banknote so behandelt werden, als ob sie nicht schräg gestellt gefördert wird, da der Betrag der seitlichen Abweichung zwischen einer Abtastung entlang eines Schrägstellungswinkels und einer Abtastung entlang eines nicht schräg gestellten Winkels bei einer Abtastung über nur wenige Codierpulse nur gering ist. Wenn es jedoch gewünscht ist, eine Abtastung über eine Vielzahl von Codierpulsen zu erhalten, kann ein einzelnes Abtastmuster aus den Ausgängen von mehr als einem Sensor erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Abtastmuster durch Erfassung von Datenwerten des Sensors 1186a während einer vorgegebenen Anzahl von Codierpulsen, dann der Erfassung von Datenwerten des Sensors 1186b für eine nächste vorgegebene Anzahl von Codierpulsen, und dann eine Erfassung der Datenwerte vom Sensor 1186c für eine nächste vorgegebene Anzahl von Codierpulsen erzeugt werden. Die Anzahl der vorgegebenen Codierpulse, während der die Datenwerte von dem selben Sensor aufgenommen werden können, wird durch das Maß der Schrägstellung beeinflusst, wobei je größer das Maß der Schrägstellung der Bankno te ist, desto kleiner die Anzahl der Datenwerte ist, die vor der Umschaltung zum nächsten Sensor erhalten werden kann. Alternativ können für die verschiedenen Grade an Schrägstellung Vergleichsmuster erzeugt und gespeichert werden, so dass ein einziger Sensor ein abgetastetes Muster einer zu testenden Banknote erzeugen kann.
Zwar ist in Hinblick auf die 47-49 nur ein einzelner Linearfeld-Abtastkopf gezeigt, doch kann ein weiterer Linearfeld-Abtastkopf an der gegenüberliegenden Seite des Transportweges angeordnet sein, um eine Abtastung einer beliebigen oder beider Seiten der Banknote zu erlauben. Ebenso sind die Vorteile der Verwendung eines Linearfeld-Abtastkopfes bei Verwendung einer Mehrfach-Abtastkopfanordnung zu erhalten, die geeignet ausgestaltet ist, beispielsweise wie sie in 46 dargestellt ist oder durch eine lineare Anordnung ihrer Abtastköpfe.
Zusätzlich zu der Größe und den abgetasteten Charakteristikmustern kann auch die Farbe verwendet werden, um Banknoten zu unterscheiden. Während beispielsweise sämtliche US-Banknoten in den gleichen Farben gedruckt sind, beispielsweise einer grünen und einer schwarzen Seite, unterscheiden sich die Farben von Banknoten anderer Länder je nach dem Banknotenwert. Beispielsweise weist eine deutsche 50 Mark Banknotenart eine braune Farbe auf, während eine deutsche 100 Mark Banknotenart eine blaue Farbe aufweist. Alternativ kann eine Farberfassung verwendet werden, um die Flächenorientierung einer Banknote festzustellen, wenn sich die Farbe einer jeden Seite einer Banknote ändert. Beispielsweise kann eine Farberfassung verwendet werden, um die Flächenorientierung von US-Banknoten zu bestimmen, indem festgestellt wird, ob oder ob nicht die „grüne" Seite einer Banknote nach oben weist. Stromauf der oben beschriebenen Abtastköpfe können separate Farbsensoren hinzugefügt sein. Bei einer derartigen Ausführungsform kann die Farbinformation zusätzlich zur Größeninformation verwendet werden, um eine Banknote vorläufig zu identifizieren. Ebenso kann eine Farbinformation verwendet werden, um die Flächenorientierung einer Banknote zu bestimmen, wobei diese Bestimmung dazu verwendet werden kann, obere oder untere Abtastköpfe auszuwählen, um eine Banknote entsprechend abzutasten, oder um abgetastete Muster, die von den oberen Abtastköpfen stammen, mit einem Satz von Vergleichsmustern zu vergleichen, die durch Abtastung einer entsprechenden Fläche erzeugt wurden, während die von den unteren Abtastköpfen stammenden Abtastmuster mit einem Satz von Vergleichsmustern verglichen werden, die durch Abtastung einer gegenüberliegenden Fläche erzeugt wurden. Alternativ kann eine Farberfassung beispielsweise durch Einbau von Farbfiltern, farbigen Lichtquellen und/oder Zweifarben-Strahlteilern in das erfindungsgemäße Währungsunterscheidungssystem erreicht werden. Die Erfassung von Farbinformation ist genauer in der parallelen US-Anmeldung mit der Anmeldenummer 08/219,093, angemeldet am 29.3.1994, für eine „Währungsunterscheidungs- und Authentifizierungseinheit" beschrieben. Verschiedene Techniken zur Farbinformationsaufnahme sind in den US-Patenten Nr. 4,841,358; 4,658,289; 4,716,456; 4,825,246 und 4,992,860 beschrieben.
Die Funktion einer Währungsunterscheidungseinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mit Bezug auf das Flussdiagramm der 50a und 50b besser verstanden werden. Bei dem im Schritt 1100 beginnenden Verfahren wird eine Banknote entlang eines Transportweges (1102) an Sensoren vorbei geführt, welche die Länge und Breite der Banknote messen (Schritt 1104). Diese Größenbestimmungssensoren können beispielsweise diejenigen sein, die in 39 dargestellt sind. Als nächstes wird im Schritt 1106 bestimmt, ob die gemessenen Abmessungen der Banknote den Abmessungen zumindest einer im Speicher, beispielsweise dem EPROM 60 der 7a, abgelegten Banknote entsprechen. Wenn keine Entsprechung gefunden wird, wird ein geeigneter Fehler im Schritt 1108 erzeugt. Wenn eine Entsprechung gefunden wird, wird die Farbe der Banknote im Schritt 1108 abgetastet. Im Schritt 1112 wird bestimmt, ob die Farbe der Banknote einer Farbe entspricht, die einer echten Banknote mit den im Schritt 1104 gemessenen Abmessungen zugeordnet ist. Wenn keine derartige Übereinstimmung gefunden wird, wird im Schritt 114 ein Fehler erzeugt. Wenn jedoch eine Übereinstimmung gefunden wird, wird ein vorläufiger Satz von möglicherweise übereinstimmenden Banknoten im Schritt 1116 erzeugt. Oftmals wird nur eine mögliche Identität für eine Banknote mit einer gegebenen Farbe und mit gegebenen Abmessungen existieren. Jedoch ist der vorläufige Satz im Schritt 1116 nicht auf die Identifizierung einer einzigen Banknotenart beschränkt, d. h. einen speziellen Wert eines speziellen Währungssystems. Vielmehr kann der vorläufige Satz eine Vielzahl von möglichen Banknotenarten umfassen. Beispielsweise weisen sämtliche US-Banknoten die gleiche Größe und Farbe auf. Daher würde der vorläufige Satz, der durch Abtastung einer US $ 5-Banknote erzeugt wird, US-Banknoten sämtlicher Werte umfassen.
Basierend auf dem vorläufigen Satz (Schritt 1116) können ausgewählte Abtastköpfe bei einem stationären Abtastkopfsystem aktiviert werden (Schritt 1118). Wenn beispielsweise die vorläufige Identifizierung zeigt, dass die abzutastende Banknote die Farbe und Abmessung einer deutschen 100 Mark Banknote aufweist, können die Abtastköpfe über Bereichen aktiviert werden, die der Abtastung geeigneter Segmente einer deutschen 100 Marknote zugeordnet sind. Dann kann bei Erfassung der Vorderkante der Banknote durch die Sensoren 1068 der 40 das geeignete Segment abgetastet werden. Alternativ können sämtliche Abtastköpfe aktiv bleiben, wobei nur die Abtastinformation von ausgewählten Abtastköpfen weiterverarbeitet wird. Alternativ können in Abhängigkeit von der vorläufigen Identifizierung einer Banknote (Schritt 1116) bewegliche Abtastköpfe auf geeignete Weise positioniert werden (Schritt 1118).
Nachfolgend wird die Banknote nach einem Charakteristikmuster (Schritt 1120) abgetastet. Im Schritt 1122 werden die abgetasteten Muster, wie sie durch die Abtastköpfe erzeugt wurden, mit den gespeicherten Vergleichsmustern verglichen, die echten Banknoten, wie durch den vorläufigen Satz vorgegeben zugeordnet sind. Dadurch, dass nur Vergleiche mit Vergleichsmustern von Banknoten aus dem vorläufigen Satz durchgeführt werden, kann die Verarbeitungszeit verringert werden. Wenn beispielsweise der vorläufige Satz andeutete, dass die abgetastete Note eigentlich nur eine deutsche 100 Mark Banknote sein kann, dann muss nur das Vergleichsmuster bzw. die Vergleichsmuster mit den abgetasteten Mustern verglichen werden, die einer deutschen 100 Marknote zugeordnet sind. Wenn keine Übereinstimmung aufgefunden wird, wird ein entsprechender Fehler erzeugt (Schritt 1124). Wenn ein abgetastetes Muster einem entsprechenden Vergleichsmuster entspricht, wird die Identität der Banknote entsprechend angezeigt (Schritt 1126) und das Verfahren beendet (Schritt 1128).
Zwar beinhalten einige der oben beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele ein System, das in der Lage ist, eine Vielzahl von Banknotenarten zu identifizieren, das System kann aber auch ausgestaltet sein, eine zu testende Banknote als zu einer Banknotenart zugehörig oder nicht zugehörig zu identifizieren. Beispielsweise kann das System ausgestaltet sein, Vergleichsinformationen zu speichern, die nur einer einzigen Banknotenart, wie beispielsweise einer britischen 5 Pfundnote, zugeordnet sind. Ein solches System würde zu testende Banknoten identifizieren, die britische 5 Pfund Banknoten sind, und würde alle anderen Banknoten zurückweisen.
Die Abtastköpfe der vorliegenden Erfindung können in ein Dokumentidentifikationssystem eingebaut sein, das in der Lage ist, eine Vielzahl von Dokumenten zu identifizieren. Beispielsweise kann das System ausgestaltet sein, eine Vielzahl von Währungen aus verschiedenen Ländern aufzunehmen. Ein derartiges System kann ausgestaltet sein, einen Betrieb in einer Vielzahl von Betriebsarten zu ermöglichen. Beispielsweise kann das System so ausgestaltet sein, dass eine Bedienperson eine oder mehrere aus einer Vielzahl von Banknotenarten auswählen kann, die das System aufgrund seiner Konstruktion aufnehmen kann. Eine derartige Auswahl kann verwendet werden, um die Anzahl der Vergleichsmuster zu begrenzen, mit denen die abgetasteten Muster verglichen werden müssen. Auf ähnliche Weise kann es der Bedienperson erlaubt sein, die Art und Weise auszuwählen, in der Banknoten zugeführt werden, beispielsweise alle Banknoten mit dem Gesicht nach oben, alle Banknoten mit der Oberkante zuerst, beliebige Flächenorientierung und/oder beliebige Oberkantenorientierung. Außerdem kann das System ausgestaltet sein, die Darstellung der Ausgangsinformation in einer Vielzahl von Formaten an einer Vielzahl von Peripheriegeräten, wie beispielsweise einem Monitor, einem LCD-Display oder einem Drucker auszugeben. Beispielsweise kann das System ausgestaltet sein, die Anzahl jeder identifizierten, speziellen Banknotenart zu zählen und den Gesamtbetrag der gezählten Währung für jedes aus einer Vielzahl von Währungssystemen tabellarisch darzustellen. Beispielsweise können Banknotenstapel in die Banknotenaufnahmestation der 2a-2b gelegt werden und die Ausgabeeinheit 36 der 2a-2b kann anzeigen, dass insgesamt 370 britische Pfund und 650 deutsche Mark gezählt wurden. Alternativ kann die Ausgabe von der Abtastung derselben Charge von Banknoten genauere Informationen über die speziell gezählten Banknotenwerte bereitstellen, beispielsweise eine 100 Pfundnote, fünf 50 Pfundnoten und eine 20 Pfundnote sowie dreizehn 50 deutsche Mark Banknoten. Eine derartige Vorrichtung wäre im Bereich eines Bankschalters nützlich. Ein Bankkunde könnte dem Schalterangestellten Banknotenstapel überreichen. Der Schalterangestellte kann dann den Banknotenstapel in die Vorrichtung legen. Die Vorrichtung tastet die Banknoten schnell ab, und zeigt an, dass insgesamt 370 britische Pfund und 650 deutsche Mark gezählt wurden. Der Schalterangestellte könnte dem Kunden dann eine Quittung aushändigen. Zu einem Zeitpunkt nach der obigen Transaktion kann der Schalterangestellte die Banknoten entweder manuell und/oder unter Verwendung einer automatischen Sortiereinheit, die beispielsweise in einem Hinterzimmer angeordnet ist, trennen. Die obige Transaktion kann dann schnell durchgeführt werden, ohne dass der Kunde warten muss, während die Banknoten sortiert werden.
Bei einem Dokumentenidentifikationssystem, das in der Lage ist, eine Vielzahl von Banknoten aus einer Vielzahl von Ländern zu identifizieren, kann eine manuelle Auswahlvorrichtung, wie beispielsweise ein Schalter oder ein rollendes Auswahldisplay vorgesehen sein, so dass die Bedienperson bestimmen kann, welche Währungsarten unterschieden werden sollen. Beispielsweise könnte bei einem System, das ausgestaltet ist, sowohl kanadische als auch deutsche Währung zu akzeptieren, die Bedienperson eine Einstellscheibe in die Stellung für kanadische Banknoten drehen oder durch ein dargestelltes Menü rollen und kanadische Banknoten bestimmen. Durch die Vorbestimmung der zu unterscheidenden Währungsart müssen die abgetasteten Muster lediglich mit Vergleichsmustern verglichen werden, die der angezeigten Währungsart entsprechen, beispielsweise kanadischen Banknoten. Durch die Verringerung der Anzahl von Vergleichsmustern, die mit den abgetasteten Mustern verglichen werden müssen, kann die Verarbeitungszeit verringert werden.
Alternativ kann ein System so ausgestaltet sein, dass es abgetastete Muster mit sämtlichen gespeicherten Vergleichsmustern vergleicht. Bei einem derartigen System muss die Bedienperson nicht im Voraus klären, welche Art von Währung abgetastet werden soll. Des weiteren würde ein derartiges System es ermöglichen, dass eine Mischung von Banknoten aus einer Vielzahl von Ländern eingegeben werden kann. Das System würde eine jede Banknote abtasten und automatisch das herausgebende Land und den Wert bestimmen.
Zusätzlich zu den manuellen und automatischen Unterscheidungssystemen für Banknoten kann ein alternatives System eine Methode zur halbautomatischen Unterscheidung der Banknotenart verwenden. Ein derartiges System würde auf eine ähnliche Weise funktionieren, wie der oben beschriebene Fremdmodus. Bei einem derartigen System wird ein Banknotenstapel in den Eingangsbehälter gelegt. Die erste Banknote wird abgetastet und das erzeugte abgetastete Muster wird mit den Vergleichsmustern verglichen, die Banknoten aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Ländern zugeordnet sind. Die Unterscheidungseinheit identifiziert die Länderherkunft und den Wert der Banknote. Dann vergleicht die Unterscheidungseinheit sämtliche nachfolgenden Banknoten im Stapel mit den Vergleichsmustern, die den Banknoten nur aus dem selben Land wie der ersten Banknote zugeordnet sind. Wenn beispielsweise ein Stapel aus US-Banknoten in den Eingangsbehälter gelegt wird und die erste Banknote eine $5-Banknote war, würde die erste Banknote abgetastet werden. Das abgetastete Muster würde dann mit Vergleichsmustern verglichen werden, die Banknoten von einer Vielzahl von Ländern zugeordnet sind, beispielsweise US, kanadischen und deutschen Banknoten. Nach der Feststellung, dass die erste Banknote eine US $5-Banknote ist, werden die abgetasteten Muster der übrigen Banknoten im Stapel nur mit Vergleichsmustern verglichen, die US-Banknoten zugeordnet sind, beispielsweise $1, $2, $5, $10, $20, $50 und $100-Banknoten. Wenn eine Banknote nicht in einem ausreichenden Maße einem der verglichenen Muster entspricht, kann die Banknote wie oben beschrieben markiert werden, beispielsweise durch Anhalten des Transportmechanismus, wobei die markierte Banknote die letzte in der Ausgangsaufnahme abgelegte Banknote ist.
Im Folgenden wird eine Währungsunterscheidungseinrichtung beschrieben, die ausgebildet ist, sowohl kanadische als auch deutsche Banknoten zu akzeptieren. Gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Währungsunterscheidungsvorrichtung ähnlich der, wie sie oben in Zusammenhang mit der Abtastung von US-Währung beschrieben wurde (vgl. beispielsweise 1-38 und begleitende Beschreibung) so abgeändert, dass sie in der Lage ist, sowohl kanadische als auch deutsche Banknoten anzunehmen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird keine magnetische Abtastung oder Authentifizierung durchgeführt, wenn kanadische Banknoten unterschieden worden sind.
Kanadische Banknoten weisen eine Seite mit einem Portrait (die Portraitseite) und eine Rückseite mit einem Bild (die Bildseite) auf. Ebenso weisen deutsche Banknoten eine Seite mit einem Portrait (die Portraitseite) und eine rückwärtige Seite mit einem Bild (die Bildseite) auf. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Unterscheidungseinheit ausgestaltet, Stapel von kanadischen Banknoten und/oder Stapel von deutschen Banknoten zu akzeptieren, wobei die Banknoten in den Stapeln so ausge richtet sind, dass die Bildseite aller Banknoten durch eine dreifache Abtastkopfanordnung abgetastet wird, wie sie im Zusammenhang mit der 51 beschrieben wird. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ersetzt dieser dreifache Abtastkopf die Anordnung mit dem einzelnen Abtastkopf, der im einstückig ausgeformten Kunststoffhalteelement 280 aufgenommen ist (vgl. beispielsweise 25 und 26).
51 zeigt eine Draufsicht auf eine dreifache Abtastkopfanordnung 1200. Die Dreifach-Abtastkopfanordnung 1200 umfasst einen mittleren Abtastkopf 1202, einen linken Abtastkopf 1204 und einen rechten Abtastkopf 1206, die in einem einstückig ausgeformten Kunststoffhalteelement 1208 aufgenommen sind. Eine Banknote 1210 wird unter der Anordnung 1200 in der dargestellten Richtung vorbei bewegt. Nahe einem jeden Abtastkopf sind O-Ringe angeordnet, vorzugsweise zwei O-Ringe pro Abtastkopf, einer an jeder Seite eines jeweiligen Abtastkopfes, um mit der Banknote während des Transports der Banknote zwischen den Rollen 223 und 241 (20a) kontinuierlich im Eingriff zu sein und beim Halten der Banknote flach gegen die Führungsplatte 240 (20a) unterstützend zu wirken. Der linke 1204 und rechte 1206 Abtastkopf ist um einen Abstand D₃ etwas stromauf des mittleren Abtastkopfes 1202 angeordnet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt D₃ 0,083 Zoll (0,21 cm). Der mittlere Abtastkopf 1202 ist mittig über der Mitte C des Transportweges 1216 angeordnet. Die Mitte L_C des linken Abtastkopfes 1204 und die Mitte R_C des rechten Abtastkopfes 1206 sind seitlich von der Mitte C des Transportweges symmetrisch um einen Abstand D₄ versetzt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt D₄ 1,625 Zoll (4,128 cm).
Die Abtastköpfe 1202, 1204 und 1206 sind ähnlich den oben im Zusammenhang mit den 1-38 beschriebenen Abtastköpfen, nur dass ein breiter Schlitz mit einer Länge von ungefähr 0,500" und einer Weite von ungefähr 0,050" verwendet wird. Der breite Schlitz eines jeden Abtastkopfes wird sowohl zum Erfassen der Vorderkante einer Banknote als auch zum Abtasten einer Banknote nach der Erfassung der Vorderkante verwendet.
Zwei Fotosensoren 1212 und 1214 sind entlang der seitlichen Achse des linken und rechten Abtastkopfes 1204 und 1206 angeordnet, einer an jeder Seite des mittleren Abtastkopfes 1202. Die Fotosensoren 1212 und 1214 sind die gleichen wie die oben beschriebenen Fotosensoren PS1 und PS2 (vgl. beispielsweise 26 und 30). Die Fotosensoren 1212 und 1214 werden verwendet, um Doppelteinzüge zu entdecken und außerdem die Abmessungen der Banknote in Richtung der Banknotenbewegung zu messen, welche beim bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie es in 51 dargestellt ist, die kleinere Abmessung der Banknoten ist. Die Fotosensoren 1212 und 1214 werden verwendet, die kleine Abmessung einer Banknote zu messen, indem angezeigt wird, wenn die Vorder- und die Hinterkanten einer Banknote die Fotosensoren 1212 und 1214 passieren. Diese Information zusammen mit der Information der Codiereinrichtung ermöglicht es, die kleine Abmessung einer Banknote zu messen.
Alle kanadischen Banknoten betragen 6" (15,24 cm) in ihrer langen Abmessung und 2,75" (6,985 cm) in ihrer kleinen Abmessung. Deutsche Banknoten ändern sich in ihrer Größe in Abhängigkeit von ihrem Wert. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Währungsunterscheidungssystems ist die Unterscheidungsvorrichtung ausgebildet, $2, $5, $10, $20, $50 und $100 kanadische Banknoten und 10 DM, 20 DM, 50 DM und 100 DM deutsche Banknoten zu akzeptieren und zu unterscheiden. Die deutschen Banknoten ändern sich in ihrer Größe von 13,0 cm (5,12") in der langen Abmessung und 6,0 cm (2,36") in der kleinen Abmessung für 10 DM Banknoten bis zu 16,0 cm (6,30") in der langen Abmessung und 8,0 cm (3,15') in der kleinen Abmessung für 100 DM Banknoten. Der Eingangsbehälter der Unterscheidungsvorrichtung ist entsprechend weit ausgestaltet, um sämtliche oben aufgelisteten kanadischen und deutschen Banknoten aufzunehmen, beispielsweise ist er 6,3" (16,0 cm) breit.
52 zeigt eine Draufsicht auf eine kanadische Banknote, in der die Bereiche dargestellt sind, die durch die Dreifach-Abtastkopfanordnung der 51 abgetastet werden. Bei der Erzeugung abgetasteter Muster aus einer kanadischen Banknote 1300, die entlang eines Transportweges 1301 bewegt wird, werden jeweils Segmente SL₁, SC₁ und SR_1G durch den linken 1204, mittleren 1202 und rechten 1206 Abtastkopf auf der Bildseite der Banknote 1300 abgetastet. Diese Segmente ähneln dem Segment S der 4. Jedes Segment beginnt in einem vorbestimmten Abstand D₅ nach innen von der Vorderkante der Banknote versetzt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt D₅ 0,5" (1,27 cm). Die Segmente SL₁, SC₁ und SR₁ umfassen jeweils 64 Datenwerte, wie in den 3 und 5 dargestellt ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden kanadische Banknoten mit einer Geschwindigkeit von 1000 Banknoten pro Minute abgetastet. Die seitliche Anordnung der Segmente SL₁, SC₁ und SR₁ ist relativ zum Transportweg 1301 fest, kann sich aber nach links und rechts relativ zur Banknote 1300 ändern, da sich die seitliche Lage der Banknote 1300 nach links und rechts innerhalb des Transportweges 1301 ändern kann.
Für jeden Typ einer kanadischen Banknote, die das System ausgelegt ist zu unterscheiden, ist ein Satz von achtzehn (18) kanadischen Vergleichsmustern gespeichert, drei (3) für jeden Abtastkopf in sowohl der Vorwärts- als auch der Rückwärtsrichtung. Beispielsweise werden drei Muster erzeugt, indem eine echte kanadische Banknote in Vorwärtsrichtung mit dem mittleren Abtastkopf abgetastet wird. Ein Muster wird erzeugt, indem entlang der Mitte der Banknote entlang des Segments SC₁ abgetastet wird, ein zweites wird durch Abtastung entlang eines Segments SC₂, das 1,5 Datenwerte vor dem Beginn von SC₁ beginnt, erzeugt und ein drittes wird durch Abtastung entlang eines Segments SC₃, das 1,5 Datenwerte nach dem Beginn von SC₁ beginnt, erzeugt. Die zweiten und dritten Muster werden erzeugt, um die mit der Auslösung durch die Vorderkante der Banknote verbundenen Probleme, wie sie oben erläutert wurden, auszugleichen.
Um eine mögliche seitliche Verschiebung der abzutastenden Banknoten entlang einer Richtung quer zur Richtung der Banknotenbewegung zu kompensieren, wird die exakte seitliche Position, entlang der ein jedes der obigen Vergleichsmuster erzeugt wird, nach einer Beurteilung der Korrelationsergebnisse ausgewählt, die erzielt werden, wenn eine Banknote etwas nach links oder nach rechts der Mitte eines jeden Abtastkopfes verschoben ist, d. h. die Linien L_C, S_C und R_C. Beispielsweise kann bei einer Erzeugung eines dem Segment SC₁ zugeordneten Vergleichsmusters eine Abtastung einer echten Banknote entlang der Mitte einer Banknote stattfinden, eine zweite Abtastung kann entlang eines Segments 0,15" rechts von der Mitte (+0,15") stattfinden und eine dritte Abtastung kann entlang eines Segments 0,15" links von der Mitte stattfinden (–0,15"). In Abhängigkeit von den erreichten Korrelationsergebnissen kann der tatsächliche Abtastort etwas in Richtung nach rechts oder links angepasst werden, so dass die Wirkung einer seitlichen Verschiebung einer Banknote auf die Korrelationsergebnisse minimiert wird. Beispielsweise kann das, einer Vorwärtsabtastung einer kanadischen $2 Banknote unter Verwendung des mittleren Abtastkopfes 1202 zugeordnete, Vergleichsmuster entlang einer Linie 0,05" rechts von der Mitte der Banknote aufgenommen sein.
Des Weiteren werden die obigen abgespeicherten Vergleichsmuster durch Abtastung sowohl einer relativ neuen, festen und echten Banknote als auch einer alten, vergilbten, echten Banknote und durch Mitteln der davon erzeugten Muster und/oder alternativ durch Abtastung einer durchschnittlich aussehenden Banknote erzeugt.
Für neun (9) Arten von kanadischen Banknoten, nämlich der neueren Reihe $2, $5, $10, $20, $50 und $100-Noten und der älteren Reihe $20, $50 und $100-Noten werden Vergleichsmuster abgespeichert. Folglich werden insgesamt 162 kanadische Vergleichsmuster gespeichert (9 Arten × 18 pro Art).
53 zeigt ein Flussdiagramm des Schwellenwerttests, der bei dem Aufruf des Wertes einer kanadischen Banknote verwendet wird. Wenn kanadische Banknoten unterschieden werden, ersetzt das Flussdiagramm der 53 das Flussdiagramm der 13. Die Korrelationsergebnisse, die der Korrelation eines abgetasteten Musters mit einem Vergleichsmuster einer gegebenen Art einer kanadischen Banknote in einer gegebenen Abtastrichtung und einem gegebenen Versatz in Richtung der Banknotenbewegung von einem jeden der drei Abtastköpfe zugeordnet sind, werden aufsummiert. Die höchste der daraus resultierenden 54 Aufsummierungen wird als die #1-Korrelierung bezeichnet und die zweithöchste wird vorläufig als die #2-Korrelation bezeichnet. Der #1- und #2-Korrelation ist jeweils eine gegebenen Banknotenart zugeordnet. Wenn die der #2-Korrealtion zugeordnete Banknotenart lediglich eine unterschiedliche Serie aber den gleichen Wert wie die Banknote aufweist, die dem #1-Aufruf zugeordnet ist, wird die vorläufig bestimmte #2-Korrelation durch die nächsthöchste Korrelation ersetzt, bei der der Banknotenwert sich vom Wert der der #1-Korrelation zugeordneten Banknotenart unterscheidet.
Der Schwellenwerttest der 53 beginnt im Schritt 1302. Der Schritt 1304 kontrolliert den der #1-Korrelation zugeordneten Wert. Wenn der der #1-Korrelation zugeordnete Wert keine $50 oder $100 ist, wird die #1-Korrelation mit einem Schwellenwert von 1900 im Schritt 1306 verglichen. Wenn die #1-Korrelation kleiner oder gleich 1900 ist, ist die Korrelationszahl zu klein, um mit Sicherheit den Wert der Banknote zu identifizieren. Daher setzt der Schritt 1308 ein "kein Aufruf"-ßit im Korrelationsergebnis-Flag und das System kehrt im Schritt 1310 zum Hauptprogramm zurück. Wenn jedoch die #1-Korrelation im Schritt 1306 größer als 1900 ist, geht das System weiter zum Schritt 1312, der bestimmt, ob die #1-Korrelation größer als 2000 ist. Wenn die #1-Korrelation größer als 2000 ist, ist die Korrelationszahl ausreichend groß, dass der Wert der abgetasteten Banknote mit Sicherheit ohne weitere Tests identifiziert werden kann. Folglich wird ein "guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 1314 gesetzt und das System kehrt im Schritt 1310 zum Hauptprogramm zurück.
Wenn die #1-Korrelation im Schritt 1312 nicht größer als 2000 ist, kontrolliert Schritt 1316 den der #2-Korrelation zugeordneten Wert. Wenn der der #2-Korrelation zugeordnete Wert keine $50 oder $100 ist, wird die $2-Korrelation mit einem Schwellenwert von 1900 im Schritt 1318 verglichen. Wenn die #2-Korrelation kleiner oder gleich 1900 ist, ist der durch die #1-Korrelation identifizierte Wert akzeptierbar und somit wird das "guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 1314 gesetzt und das System kehrt im Schritt 1310 zurück zum Hauptprogramm. Wenn jedoch die #2-Korrelation im Schritt 1318 größer als 1900 ist, kann der Wert der abgetasteten Banknote nicht mit Sicherheit identifiziert werden, da die #1- und #2-Korrelationen beide oberhalb 1900 liegen und dennoch mit unterschiedlichen Werten verbunden sind. Folglich wird das "kein Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 1308 gesetzt.
Wenn der der #2-Korrelation zugeordnete Wert im Schritt 1316 $50 oder $100 ist, wird die #2-Korrelation mit einem Schwellenwert von 1500 im Schritt 1320 verglichen. Wenn die #2-Korrelation kleiner oder gleich 1500 ist, ist der durch die #1-Korrelation identifizierte Wert akzeptierbar und somit wird das "kein Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 1314 gesetzt und das System kehrt im Schritt 1310 zum Hauptprogramm zurück. Wenn jedoch die #2-Korrelation im Schritt 1320 größer als 1500 ist, kann der Wert der abgetasteten Banknoten nicht mit Sicherheit identifiziert werden. Als Ergebnis wird das "kein Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag in Schritt 1308 gesetzt.
Wenn der der #1-Korrelation zugeordnete Wert im Schritt 1304 $50 oder $100 ist, wird die #1-Korrelation mit einem Schwellenwert von 1500 im Schritt 1322 verglichen. Wenn die #1-Korrelation kleiner oder gleich 1500 ist, kann der Wert der abgetasteten Banknote nicht mit Sicherheit identifiziert werden und daher wird das "kein Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 1308 gesetzt. Wenn jedoch die #1-Korrelation im Schritt 1322 größer als 1500 ist, geht das System weiter zu Schritt 1312, der bestimmt, ob die #1-Korrelation größer als 2000 ist. Wenn die #1-Korrelation größer als 2000 ist, ist die Korrelationszahl ausreichend groß, so dass der Wert der abgetasteten Banknote mit Sicherheit ohne weitere Kontrolle identifiziert werden kann. Folglich wird ein "guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 1314 gesetzt und das System kehrt im Schritt 1310 zum Hauptprogramm zurück.
Wenn die #2-Korrelation im Schritt 1312 nicht größer als 2000 ist, kontrolliert Schritt 1316 den der #2-Korrelation zugeordneten Wert. Wenn der der #2-Korrelation zugeordnete Wert keine $50 oder $100 ist, wird die #2-Korrelation mit einem Schwellenwert von 1900 im Schritt 1318 verglichen. Wenn die #2-Korrelation kleiner oder gleich 1900 ist, ist der durch die #1-Korrelation identifizierte Wert akzeptierbar und somit wird das "guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag in Schritt 1314 gesetzt und das System kehrt in Schritt 1310 zum Hauptprogramm zurück. Wenn jedoch die #2-Korrelation größer als 1900 im Schritt 1318 ist, kann der Wert der abgetasteten Banknote nicht mit Sicherheit identifiziert werden. Folglich wird das "kein Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 1308 gesetzt.
Wenn der der #2-Korrelation zugeordnete Wert im Schritt 1316 $50 oder $100 ist, wird die $2-Korrelation im Schritt 1320 mit einem Schwellenwert von 1500 verglichen. Wenn die Korrelation kleiner oder gleich 1500 ist, ist der durch die #1-Korrelation identifizierte Wert akzeptierbar und somit wird das "guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag in Schritt 1314 gesetzt und das System kehrt im Schritt 1310 zum Hauptprogramm zurück. Wenn jedoch die #2-Korrelation größer als 1500 im Schritt 1320 ist, kann der Wert der abgetasteten Banknote nicht mit Sicherheit identifiziert werden. Als Ergebnis wird das "kein Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag in Schritt 1318 gesetzt und das System kehrt im Schritt 1310 zum Hauptprogramm zurück.
Nun wird die Verwendung der Dreifach-Abtastkopfanordnung 1200 bei der Abtastung und Unterscheidung deutscher Währung beschrieben. Beim Abtasten deutscher Banknoten wird nur der Ausgang des mittleren Abtastkopfes 1202 verwendet, um abgetastete Muster zu erzeugen. Ein Segment ähnlich dem Segment S der 4 wird über der Mitte des Transportweges in einem vorbestimmten Abstand D₆ von der Vor derkante der Banknote nach innen erfasst. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt D₆ 0,25" (0,635 cm). Das abgetastete Segment umfasst 64 Datenwerte, wie in den 3 und 5 dargestellt ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden deutsche Banknoten mit einer Geschwindigkeit von 1000 Banknoten pro Minute abgetastet. Die seitliche Anordnung des abgetasteten Segments ist relativ zum Transportweg 1216 fest, kann sich jedoch relativ zur Banknote 1210 von links nach rechts ändern, da die seitliche Position der Banknote 1210 nach links und rechts innerhalb des Transportweges 1216 variieren kann.
54a zeigt die allgemeinen Bereiche, die bei der Erzeugung von deutschen 10 DM Vergleichsmustern abgetastet werden. Aufgrund der kurzen Länge der 10 DM Banknoten in ihrer langen Abmessung relativ zur Weite des Transportweges werden dreißig (30) 10 DM Vergleichsmuster gespeichert. Ein erster Satz von fünf Mustern wird durch Abtasten einer echten 10 DM Banknote 1400 in Vorwärtsrichtung entlang seitlich versetzter Segmente erzeugt, die sämtlich in einem vorbestimmten Abstand D₆ innerhalb der Vorderkante der Banknote 1400 beginnen. Ein jedes dieser fünf seitlich versetzten Segmente ist um jeweils eine der Linien L₁ bis L₅ zentriert. Ein derartiges Segment S10₁, das um die Linie L₁ zentriert ist, ist in der 54a dargestellt. Die Linie L₁ ist entlang der Mitte C der Banknote 1400 angeordnet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Linien L₂ bis L₅ symmetrisch um die Mitte C der Banknote 1400 angeordnet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Linien L₂ und L₃ seitlich von L₁ um einen Abstand D₇ versetzt, wobei D₇ 0,24" (0,61 cm) beträgt, und die Linien L₄ und L₅ sind von L₁ um einen Abstand D₈ versetzt, wobei D₈ 0,48" (1,22 cm) beträgt.
Ein zweiter Satz aus fünf Mustern wird durch Abtastung einer echten 10 DM Banknote 1400 in Vorwärtsrichtung entlang seitlich versetzter Segmente entlang Linien L₁ bis L₅ erzeugt, die alle in einem zweiten vorbestimmten Abstand von innen von der Vorderkante der Banknote 1400 beginnen, wobei der zweite vorbestimmte Abstand kleiner als der vorbestimmte Abstand D₆ ist. Ein derartiges Segment S10₂, das um die Linie L₁ zentriert ist, ist in 54 dargestellt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der zweite vorbestimmte Abstand so, dass die Abtastung einen Datenwert früher als bei D₆ beginnt, d. h. ungefähr 30 mil vor dem Beginn der Muster beim ersten Satz der fünf Muster.
Ein dritter Satz von fünf Mustern wird durch Abtastung einer echten 10 DM Banknote 1400 in Vorwärtsrichtung entlang seitlich versetzter Segmente entlang Linien L₁–L₅ erzeugt, die alle in einem dritten vorbestimmten Abstand nach innen von der Vorder kante der Banknote 1400 beginnen, wobei der dritte vorbestimmte Abstand größer ist als der vorbestimmte Abstand D₆. Ein derartiges Segment S10₃, das um die Linie L₁ zentriert ist, ist in 54a dargestellt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der dritte vorbestimmte Abstand so, dass die Abtastung einen Datenwert später als bei D₆ beginnt, d. h. ungefähr 30 mil nach dem Beginn der Muster beim ersten Satz der fünf Muster.
Die obigen drei Sätze aus fünf Mustern ergeben fünfzehn Muster in Vorwärtsrichtung. Außerdem werden 15 zusätzliche 10 DM Vergleichsmuster, die auf die oben beschriebene Weise , nur in Rückwärtsrichtung aufgenommen werden, gespeichert.
54b zeigt die allgemeinen Bereiche, die abgetastet werden, um deutsche 20 DM, 50 DM und 100 DM Vergleichsmuster zu erzeugen. Da die Längen der 20 DM, 50 DM und 100 DM Banknoten in ihrer langen Richtung kleiner sind als die Weite des Transportweges, werden achtzehn (18) 20 DM Vergleichsmuster, achtzehn (18) 50 DM Vergleichsmuster und achtzehn (18) 100 DM Vergleichsmuster gespeichert. Die 50 DM Vergleichsmuster und die 100 DM Vergleichsmuster werden auf die gleiche Weise aufgenommen wie die 20 DM Vergleichsmuster, nur dass die 50 DM Vergleichsmuster und 100 DM Vergleichsmuster von jeweiligen echten 50 DM Banknoten und 100 DM Banknoten erzeugt werden, während die 20 DM Vergleichsmuster von echten 20 DM Banknoten erzeugt werden. Daher wird nur die Erzeugung von 20 DM Vergleichsmustern genau beschrieben.
Ein erster Satz aus drei Mustern wird durch Abtastung einer echten 20 DM Banknote 1402 in Vorwärtsrichtung entlang seitlich versetzter Segmente erzeugt, die alle in einem vorbestimmten Abstand D₆ nach innen von der Vorderkante der Banknote 1402 beginnen. Ein jeder dieser drei seitlich versetzten Segmente ist um jeweils eine der Linien L₆–L₈ zentriert. Ein derartiges Segment S20₁, das um die Linie L₆ zentriert ist, ist in der 54b dargestellt. Die Linie L₆ ist entlang der Mitte C der Banknote 1402 angeordnet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Linien L₇–L₈ sym metrisch um die Mitte C der Banknote 1402 angeordnet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Linien L₇ und L₈ seitlich von L₆ um einen Abstand D₉ verschoben, wobei D₉, 30" (0,76 cm) für die 20 DM Banknote beträgt. Der Wert von D₉ beträgt bei der 50 DM Banknote 0,20" (0,51 cm) und bei der 100 DM Banknote 0,10" (0,25 cm).
Ein zweiter Satz aus drei Mustern wird durch Abtastung einer echten 20 DM Banknote 1402 in Vorwärtsrichtung entlang seitlich versetzter Segmente entlang der Linien L₆–L₈ erzeugt, die alle in einem vorbestimmten Abstand nach innen von der Vorderkante der Banknote 1402 beginnen, wobei der zweite vorbestimmte Abstand kleiner ist als der vorbestimmte Abstand D₆. Ein derartiges Segment S20₂, das um die Linie L₆ zentriert ist, ist in der 54b dargestellt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der zweite vorbestimmte Abstand so, dass eine Abtastung einen Datenwert früher als bei D₆ beginnt, d. h. ungefähr 30 mil vor dem Anfang der Muster bei dem ersten Satz der drei Muster.
Die obigen drei Sätze aus drei Mustern ergeben neun Muster in der Vorwärtsrichtung. Neun zusätzliche 20 DM Vergleichsmuster, die auf die oben beschriebene Weise, jedoch in Rückwärtsrichtung aufgenommen werden, werden auch abgespeichert. Des Weiteren werden die obigen gespeicherten Vergleichsmuster entweder durch Abtastung sowohl einer relativ neuen, harten echten Banknote als auch einer älteren, vergilbten echten Banknote und Mittelung der von jeder erzeugten Muster erzeugt oder, alternativ, durch Abtastung einer durchschnittlich aussehenden Banknote.
Dies ergibt insgesamt 84 deutsche Vergleichsmuster (30 für 10 DM Banknoten, 18 für 20 DM Banknoten, 18 für 50 DM Banknoten und 18 für 100 DM Banknoten). Um die Anzahl der Vergleichsmuster zu verringern, die mit einem gegebenen Abtastmuster verglichen werden müssen, wird die kleine Abmessung einer abgetasteten Banknote unter Verwendung der Fotosensoren 1212 und 1214 gemessen. Nachdem eine vorgegebene Banknote durch den mittleren Abtastkopf 1212 abgetastet wurde, wird das erzeugte abgetastete Muster nur gegen bestimmte der oben beschriebenen 84 Vergleichsmuster in Abhängigkeit-von der Größe der kleinen Abmessung der Banknote, wie sie durch die Fotosensoren 1212 und 1214 bestimmt ist, korreliert. Die kleine Abmessung einer jeden Banknote wird unabhängig durch die Fotosensoren 1212 und 1214 gemessen und dann gemittelt, um die Länge der kleinen Abmessung einer Banknote zu ergeben. Insbesondere tritt eine erste Anzahl von Kodierpulsen zwischen der Erfassung der Vorder- und Hinterkanten einer Banknote durch den Fotosensor 1212 auf. Ebenso tritt eine zweite Anzahl von Kodierpulsen zwischen der Erfassung der Vorder- und Hinterkanten der Banknote durch den Fotosensor 1214 auf. Diese erste und zweite Anzahl von Kodierpulsen wird gemittelt, um die Länge der kleinen Abmessung der Banknote als Ausdruck der Kodierpulse anzuzeigen.
Die Fotosensoren 1212 und 1214 können außerdem das Maß der Schrägstellung einer Banknote feststellen, während sie an der dreifach Abtastkopfanordnung 1200 vorbeibewegt wird. Durch Zählen der Anzahl von Kodierpulsen zwischen der Zeit, zu der die Fotosensoren 1212 und 1214 die Vorderkante einer Banknote erfassen, kann der Grad der Schrägstellung in Abhängigkeit von den Kodierpulsen bestimmt werden. Wenn keine oder nur wenig Schrägstellung gemessen wird, wird ein erzeugtes Abtastmuster nur mit Vergleichsmustern verglichen, die echten Banknoten mit der gleichen Länge der kurzen Abmessung zugeordnet sind. Wenn ein relativ großer Grad an Schrägstellung erfasst wird, wird das Abtastmuster mit Vergleichsmustern verglichen, die echten Banknoten mit dem nächstkleineren Wert, als er durch die gemessene Länge der kleinen Dimension angezeigt ist, zugeordnet sind.
Tabelle 4 zeigt, welcher Satz von Banknotenwerten an Vergleichsmustern zum Vergleich mit dem Abtastmuster in Abhängigkeit von der gemessenen Länge der kleinen Dimension, in Kodierpulsen ausgedrückt, und dem gemessenen Grad der Schrägstellung, in Kodierpulsen ausgedrückt, ausgewählt wird:
Tabelle 4
55 zeigt ein Flussdiagramm des Schwellenwerttests, der bei der Benennung des Wertes einer deutschen Banknote verwendet wird. Es sollte verstanden sein, dass dieser Schwellenwerttest das abgetastete Banknotenmuster nur mit dem Satz der Vergleichsmuster vergleicht, der in Übereinstimmung mit Tabelle 4 ausgewählt wurde. Daher stellt die in Übereinstimmung mit Tabelle 4 getroffene Auswahl ein vorläufiges Indiz des Wertes der abgetasteten Banknote dar. Der Schwellenwerttest der 55 dient tatsächlich dazu, die vorläufige Einschätzung, wie sie in Tabelle 4 gegeben ist, zu bestätigen oder zu widerrufen.
Der Schwellenwerttest der 55 beginnt im Schritt 1324. Der Schritt 1326 kontrolliert die Länge der kleinen Abmessung der abgetasteten Banknote als Ausdruck von Kodierimpulsen. Wenn die Länge der kleinen Abmessung im Schritt 1326 kleiner als 1515 ist, so ist dies ein vorläufiger Hinweis, dass der Wert der abgetasteten Banknote eine 10 DM Banknote ist. Um diesen vorläufigen Hinweis zu bestätigen, wird die #1- Korrelation im Schritt 1328 mit 550 verglichen. Wenn die #1-Korrelation größer als 550 ist, ist die Korrelationszahl ausreichend hoch, um den Wert der Banknote als eine 10 DM Banknote zu identifizieren. Entsprechend wird ein "guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag im Schritt 1330 gesetzt und das System kehrt im Schritt 1332 zum Hauptprogramm zurück. Wenn jedoch #1-Korrelation kleiner oder gleich 550 im Schritt 1328 ist, wird der vorläufige Hinweis, dass die abgetastete Banknote eine 10 DM Banknote ist, tatsächlich widerrufen. Das System geht zum Schritt 1334 weiter, welches ein "kein Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag setzt.
Wenn Schritt 1326 bestimmt, dass die Länge der kleinen Abmessung größer oder gleich 1515 ist, wird ein Korrelationsschwellenwert von 800 benötigt, um den vorläufigen Werthinweis zu bestätigen, der in Tabelle 4 vorgesehen ist. Wenn folglich die #1-Korrelation größer als 800 im Schritt 1336 ist, wird der vorläufige Hinweis, wie er aus der Tabelle 4 stammt, bestätigt. Um den vorläufigen Hinweis zu bestätigen, wird das "guter Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag gesetzt. Wenn jedoch die #1-Korrelation kleiner als oder gleich 800 im Schritt 1336 ist, wird der vorläufige Hinweis zurückgewiesen und das "kein Aufruf"-Bit im Korrelationsergebnis-Flag in Schritt 1334 gesetzt. Das System kehrt dann im Schritt 1332 zum Hauptprogramm zurück.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel klärt die Bedienperson der oben Währungsunterscheidungsvorrichtung, die ausgestaltet ist, sowohl kanadische als auch deutsche Banknoten aufzunehmen, im vorab, ob kanadische oder deutsche Banknoten zu unterscheiden ist. Durch Drücken einer geeigneten Taste auf der Tastatur 62 (59) wird das Display 63 durch fünf verschiedene Betriebsarten rollen. Einen Zählmodus, einen kanadischen Fremdmodus, einen kanadischen Mischmodus, einen deutschen Fremdmodus und einen deutschen Mischmodus. Beim Zählmodus dient die Vorrichtung als ein einfacher Banknotenzähler (Zählen der Anzahl von Banknoten in einem Stapel, ohne ihren Wert zu unterscheiden). Der kanadische Fremdmodus ist ähnlich dem unten im Zusammenhang mit in 59 beschriebenen Fremdmodus, jedoch werden Banknoten, wie oben im Zusammenhang mit der 52 beschrieben, abgetastet und die abgetasteten Muster werden mit kanadischen Vergleichsmuster korreliert. Ebenso ist der kanadische Mischmodus ähnlich dem unten im Zusammenhang mit 59 beschriebenen Mischmodus, jedoch werden Banknoten, wie oben im Zusammenhang mit 52 beschrieben, abgetastet und die abge tasteten Muster werden mit kanadischen Vergleichsmustern korreliert. Ebenso sind der deutsche Fremd- und der deutsche Mischmodus ähnlich dem Fremd- und Mischmodus, wie sie unten im Zusammenhang mit 59 beschrieben sind, jedoch werden Banknoten, wie oben im Zusammenhang mit der Abtastung von deutschen Banknoten, abgetastet und die abgetasteten Muster werden mit deutschen Vergleichsmustern korreliert.
56 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, in dem ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Währungsunterscheidungssystems 1662 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Das Unterscheidungssystem 1662 umfasst eine Eingangsaufnahme 1664 zur Aufnahme eines Stapels von Banknoten. Ein Transportmechanismus (wie durch die Pfeile A und B dargestellt) transportiert die Banknoten in der Eingangsaufnahme an einer Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1666 vorbei zu einer Ausgangsaufnahme, wo die Banknoten erneut gestapelt werden, so dass eine jede Banknote auf oder hinter der vorangegangenen Banknote gestapelt wird und die letzte Banknote die oberste oder rückwärtigste Banknote ist. Die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit tastet ab und bestimmt den Wert jeder vorbeitransportierten Banknote. Jede Variante einer Unterscheidungstechnik kann verwendet werden. Beispielsweise kann die Unterscheidungsmethode, wie sie im US-Patent Nr. 5,295,196 offenbart ist, verwendet werden, um jede Banknote optisch abzutasten. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der verwendeten Unterscheidungseinheit kann der Unterscheiden in der Lage sein, Banknoten zu erkennen nur dann, wenn sie mit dem Gesicht nach oben oder dem Gesicht nach unten zugeführt werden, unabhängig davon, ob sie mit dem Gesicht nach oben oder unten zugeführt werden, nur wenn sie in einer Ausrichtung nach vorne oder in einer Ausrichtung nach hinten zugeführt werden, unabhängig davon, ob sie in einer Ausrichtung nach vorne oder hinten zugeführt werden, oder einer Kombination davon. Zusätzlich kann die Unterscheidungseinheit in der Lage sein, nur eine Seite oder beide Seiten einer Banknote abzutasten. Zusätzlich zur Bestimmung des Wertes einer jeden abgetasteten Banknote kann die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1666 zusätzlich verschiedene Echtheits-(Authentifizierungs)-Tests umfassen, wie beispielsweise einen Ultraviolett-Echtheitstest, wie er in der US-Patentanmeldung mit der Anmeldenr. 08/317,349, eingereicht am 4. Oktober 1994, für ein "Method and Apparatus for Authenticating Documents Including Currency" offenbart ist.
Die Signale von der Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1666 werden zu einem Signalprozessor, wie beispielsweise einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung bzw. Mikroprozessoreinheit ("CPU") 1670 gesendet. Die CPU 1670 nimmt die Ergebnisse der Authentifizierungs- und Unterscheidungstests in einem Speicher 1672 auf. Wenn die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1666 in der Lage ist, die Echtheit und den Wert einer Banknote zu bestätigen, wird der Wert der Banknote zu einem Gesamtwertzähler im Speicher 1672 addiert, der den Gesamtwert des Banknotenstapels nachverfolgt, der in die Eingangsaufnahme 1664 eingelegt und durch die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1666 abgetastet wurde. In Abhängigkeit von der Betriebsart des Unterscheidungssystems 1662 werden zusätzlich Zähler im Speicher 1672 unterhalten, die einen oder mehreren Werten zugeordnet sind. Beispielsweise kann ein $1-Zähler unterhalten werden, um aufzunehmen, wie viele $1-Banknoten durch die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1666 abgetastet wurden. Ebenso kann ein $5-Zähler unterhalten werden, um aufzunehmen, wie viele $5-Banknoten abgetastet wurden, usw. In einer Betriebsart, in der einzelne Wertzähler unterhalten werden, kann der Gesamtwert der abgetasteten Banknoten bestimmt werden, ohne dass ein separater Gesamtwertzähler vorhanden ist. Der Gesamtwert der abgetasteten Banknoten und/oder die Anzahl eines jeden einzelnen Werts kann auf einem Display 1674 angezeigt werden, wie beispielsweise einem Monitor oder einem LCD-Display.
Wie oben erläutert wurde, kann eine Unterscheidungseinheit, wie beispielsweise die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1666 nicht in der Lage sein, den Wert einer oder mehrerer Banknoten in dem Banknotenstapel zu identifizieren, der in die Eingangsaufnahme 1664 geladen wurde. Wenn beispielsweise eine Banknote übermäßig abgenutzt oder verschmutzt ist, oder wenn die Banknote zerrissen ist, kann die Unterscheidungseinheit nicht in der Lage sein, die Banknote zu identifizieren. Des Weiteren weisen einige bekannte Unterscheidungsmethoden keine hohe Leistungsfähigkeit hinsichtlich ihrer Unterscheidung auf und sind daher nicht in der Lage, Banknoten zu identifizieren, die auch nur wenig von dem Zustand einer "idealen" Banknote abweichen, oder die durch den Transportmechanismus etwas gegenüber dem Abtastmechanismus, der zur Unterscheidung der Banknoten verwendet wird, versetzt sind. Entsprechend können solche Unterscheidungseinheiten mit schwächerer Leis tung eine relativ große Anzahl von Banknoten ergeben, die nicht identifiziert sind. Alternativ können einige Unterscheidungseinheiten in der Lage sein, Banknoten nur dann zu identifizieren, wenn sie auf eine vorbestimmte Weise zugeführt werden. Beispielsweise verlangen einige Unterscheider, dass eine Banknote auf eine vorbestimmte Weise ausgerichtet ist. Wenn entsprechend eine Banknote, die nach unten weist, an einer Unterscheidungseinheit vorbei transportiert wird, die nur Banknoten identifizieren kann, die nach oben weisen, kann die Unterscheidungseinheit die Banknote nicht identifizieren. Ebenso verlangen einige Unterscheider, dass eine Banknote mit einer speziellen Kante voran zugeführt wird, beispielsweise der Oberkante einer Banknote. Entsprechend werden Banknoten, die nicht in Vorwärtsrichtung zugeführt sind, d. h. diejenigen, die in Rückwärtsrichtung zugeführt sind, nicht durch eine derartige Unterscheidungseinheit identifiziert.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Unterscheidungssystem 1662 so ausgestaltet, dass der Transportmechanismus angehalten wird, wenn die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit nicht in der Lage ist, eine Banknote zu identifizieren, so dass die nicht identifizierte Banknote die letzte in die Ausgangsaufnahme transportierte Banknote ist. Nachdem der Transportmechanismus stoppt, ist die nicht identifizierte Banknote dann beispielsweise oben oder hinten am Banknotenstapel in der Ausgangsaufnahme 1668 positioniert. Die Ausgangsaufnahme 1668 ist vorzugsweise im Unterscheidungssystem 1662 so angeordnet, dass die Bedienperson die gekennzeichnete Banknote bequem erblicken und/oder sie für eine nähere Untersuchung entfernen kann. Entsprechend kann die Bedienperson die Banknote einfach erkennen, die nicht durch die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1666 erkannt wurde. Die Bedienperson kann dann entweder die gekennzeichnete Banknote, während sie oben oder hinten am Stapel liegt, optisch inspizieren, oder alternativ kann sich die Bedienperson entscheiden, die Banknote von der Ausgangsaufnahme zu entfernen, um die gekennzeichnete Banknote genauer zu untersuchen. Das Unterscheidungssystem 1662 kann ausgestaltet sein, den Betrieb automatisch fortzusetzen, wenn eine gekennzeichnete Banknote aus der Ausgangsaufnahme entfernt wird, oder es kann gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sein, dass ein Auswahlelement niedergedrückt werden muss. Nach einer Untersuchung einer gekennzeichneten Banknote durch die Bedienperson kann sich herausstellen, dass die gekennzeichnete Banknote echt ist, obwohl sie nicht durch die Unterscheidungseinheit identifiziert wurde. Da jedoch die Banknote nicht identifiziert wurde, gibt der Gesamtwert und/oder die Wertezähler im Speicher 1672 nicht ihren Wert wieder. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine derartige nicht identifizierte Banknote vom Ausgangsstapel entfernt und entweder erneut dem Unterscheider zugeführt oder beiseite gelegt. Im letzten Fall wird jede echte Banknote, die beiseite gelegt wurde, von Hand gezählt.
Bei vorangegangenen Unterscheidern wurden nicht identifizierte zu einer getrennten Ausschussaufnahme geleitet. Bei derartigen Systemen hätte eine nicht identifizierte echte Banknote von der Ausschussaufnahme entfernt und erneut dem Unterscheider zugeführt werden müssen oder der Stapel der zurückgewiesenen Banknoten hätte von Hand gezählt und die Ergebnisse getrennt aufgenommen werden müssen. Da des weiteren erneut zugeführte Banknoten bereits einmal nicht identifiziert wurden, ist es wahrscheinlicher, dass sie erneut nicht identifiziert werden und letztendlich von Hand gezählt werden müssen. Ein derartiger Vorgang kann jedoch, wie oben beschrieben wurde, die Möglichkeit eines menschlichen Fehlers erhöhen oder zumindest die Leistungsfähigkeit des Unterscheiders und der Bedienperson verringern.
Um Probleme zu vermeiden, die mit der erneuten Zufuhr von Banknoten, dem Zählen von Banknoten von Hand und dem Zusammenzählen separater Summen verbunden sind, ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Auswahlelementen vorgesehen, die einzelnen Banknoten zugeordnet sind. In 56 weisen diese Auswahlelemente die Form von Tasten oder Knöpfen einer Tastatur 1676 oder 62 auf. Andere Arten von Auswahlelementen, wie beispielsweise Schalter oder dargestellte Tasten in einer Touch-Screen-Umgebung können ebenfalls verwendet werden. Die Funktion der Auswahlelemente wird im Zusammenhang mit 59 nur kurz beschrieben, wenn eine Bedienperson bestimmt, dass eine gekennzeichnete Banknote annehmbar ist, kann die Bedienperson das dem Wert der gekennzeichneten Banknote zugeordnete Auswahlelement einfach niederdrücken und der entsprechende Wertzähler und/oder der Gesamtwertzähler werden entsprechend erhöht und das Unterscheidungssystem 1662 oder 10 nimmt seinen Betrieb wieder auf. Wie oben erläutert wurde, kann eine Banknote aus einer Vielzahl von Gründen gekennzeichnet werden, einschließlich dem Grund, dass die Banknote keine Benennung aufweist oder eine verdächtige Banknote ist. Bei nicht automatisch erneut star tenden Unterscheidern, bei denen die Bedienperson eine echte, gekennzeichnete Banknote von der Ausgangsaufnahme für eine genauere Untersuchung entfernt hat, wird die Banknote zunächst wieder in die Ausgangsaufnahme gelegt, bevor ein entsprechendes Auswahlelement gewählt wird. Wenn eine Bedienperson entscheidet, dass eine gekennzeichnete Banknote nicht akzeptierbar ist, kann die Bedienperson die nicht akzeptierbare, gekennzeichnete Banknote von der Ausgangsaufnahme ohne Ersatz entfernen und eine Fortsetzungstaste auf der Tastatur 1676 oder 62 drücken. Wenn die Fortsetzungstaste ausgewählt wird, werden die Wertzähler und der Gesamtwertzähler nicht beeinflusst und das Unterscheidungssystem 1662 oder 10 wird seinen Betrieb wieder aufnehmen. Bei automatisch erneut startenden Unterscheidern wird die Entfernung einer Banknote aus der Ausgangsaufnahme als ein Indiz behandelt, dass die Banknote nicht akzeptierbar ist und der Unterscheider nimmt automatisch wieder den Betrieb auf, ohne dass die Wertezähler und/oder Gesamtwertzähler beeinflusst werden. Ein Vorteil der oben beschriebenen Prozedur ist, dass durch Druck einer einzelnen Taste geeignete Zähler inkrementiert und der Unterscheider erneut gestartet wird, was die Funktion des Unterscheidersystems 1662 oder 10 stark vereinfacht, während gleichzeitig die Möglichkeiten für einen menschlichen Fehler verringert werden.
Mit Bezug auf 57 ist ein Funktionsblockdiagramm gezeigt, indem ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Dokument-Authentifikators und – Unterscheiders dargestellt ist. Das Unterscheidersystem 1680 umfasst eine Eingangsaufnahme 1682 zur Aufnahme eines Stapels von Banknoten. Ein Transportmechanismus (wie durch den Pfeil C dargestellt) transportiert die Banknoten in der Eingangsaufnahme, eine nach der anderen, vorbei an einer Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1684. Basierend auf den Ergebnissen der Authentifizierungsund Unterscheidungseinheit 1684 wird eine Banknote zu einer aus einer Vielzahl von Ausgangsaufnahmen 1686 (Pfeil D), zu einer Ausschussaufnahme 1688 (Pfeil E) oder zu einer Untersuchungsstation 1690 für das Bedienpersonal (Pfeil F) transportiert. Wenn festgestellt wird, dass eine Banknote echt ist, und ihr Wert identifiziert wurde, dann wird die Banknote zu einer Ausgangsaufnahme transportiert, die ihrem Wert zugeordnet ist. Beispielsweise kann das Unterscheidungssystem 1680 sieben Ausgangsaufnahmen 1686 aufweisen, die jedem der sieben US-Werte, d. h. $1, $2, $5, $10, $20, $50 und $100 zugeordnet sind. Der Transportmechanismus leitet (Pfeil D) die identifizierte Banknote in die entsprechende Ausgangsaufnahme. Alternativ wird die Banknote, wenn die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit feststellt, dass die Banknote eine Fälschung ist, sofort in die Ausschussaufnahme 1688 geleitet (Pfeil E). Wenn schließlich nicht festgestellt wird, dass eine Banknote eine Fälschung ist, aber aus irgendeinem Grund die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1684 nicht in der Lage ist, den Wert der Banknote zu identifizieren, dann wird die gekennzeichnete Banknote in eine Untersuchungsstation geleitet (Pfeil F) und das Unterscheidungssystem 1680 hält den Betrieb an. Die Untersuchungsstation ist vozugsweise im Unterscheidungssystem 1680 so angeordnet, dass die Bedienperson die gekennzeichnete Banknote bequem erkennen kann und/oder sie für eine nähere Untersuchung entfernen kann. Wenn die Bedienperson feststellt, dass die Banknote akzeptierbar ist, dann gibt die Bedienperson die Banknote zurück in die Untersuchungsstation, wenn sie entfernt wurde, und wählt ein Wahlelement (nicht gezeigt) aus, dass dem Wert der gekennzeichneten Banknote zugeordnet ist. Geeignete Zähler (nicht gezeigt) werden erhöht, das Unterscheidungssystem 1680 nimmt den Betrieb wieder auf und die gekennzeichnete Banknote wird in die Ausgangsaufnahme geleitet (Pfeil G), die dem gewählten Auswahlelement zugeordnet ist. Wenn andererseits die Bedienperson beschließt, dass die gekennzeichnete Banknote nicht akzeptierbar ist, dann gibt die Bedienperson die Banknote wieder in die Untersuchungsstation zurück, wenn sie entfernt war, und wählt ein Fortsetzungselement (nicht gezeigt). Das Unterscheidungssystem 1680 nimmt den Betrieb wieder auf, und die gekennzeichnete Banknote wird in die Ausschussaufnahme 1688 geleitet (Pfeil N), ohne dass die den verschiedenen Werten zugeordneten Zähler und/oder die Gesamtwertzählen inkrementiert werden. Alternativ kann das Unterscheidungssystem 1680 es der Bedienperson ermöglichen, jede nicht akzeptierbare, nicht identifizierte Banknote manuell zur Seite oder in die Ausschussaufnahme zu legen. Obwohl die Transportwege D und G und die Wege E und H als separate Wege dargestellt sind, können jeweils die Wege D und G und die Wege E und N die gleichen sein, so dass sämtliche Banknoten, die sich jeweils zu einer der Ausgangsaufnahmen 1686 und/oder der Ausschussaufnahme 1688 bewegen, durch die Untersuchungsstation 1690 geführt werden.
Mit Bezug auf die 58 ist ein Funktionsblockdiagramm dargestellt, indem ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Dokument-Authentifikators und -Unter scheiders dargestellt ist. Das Unterscheidungssystem 1692 umfasst eine Eingangsaufnahme 1694 zur Aufnahme eines Stapels von Banknoten. Ein Transportmechanismus (dargestellt durch den Pfeil 1) transportiert die Banknoten in der Eingangsaufnahme, eine nach der anderen, an einer Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1696 vorbei. Basierend auf den Ergebnissen der Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1684 wird eine Banknote zu einer einzelnen Ausgangsaufnahme 1698 (Pfeil J) oder zu einer Station 1699 zu einer Untersuchung durch die Bedienperson (Pfeil K) geleitet. Wenn festgestellt wird, dass die Banknote echt ist und ihr Wert identifiziert wurde, dann wird die Banknote in die einzelne Ausgangsaufnahmetransportiert. Wenn alternativ die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit feststellt, dass eine Banknote eine Fälschung ist, oder aus irgendeinem Grund die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit 1684 nicht in der Lage ist, den Wert der Banknote zu identifizieren, dann wird die gekennzeichnete Banknote in eine Untersuchungsstation geleitet (Pfeil K) und das Unterscheidungssystem 1692 hält den Betrieb an. Die Untersuchungsstation ist vorzugsweise im Unterscheidungssystem 1692 so angeordnet, dass die Bedienperson bequem die gekennzeichnete Banknote 10 sehen und/oder sie für eine nähere Untersuchung entfernen kann. Wenn durch das Authentifizierungs- und Unterscheidungssystem tatsächlich festgestellt wurde, dass eine Banknote eine Fälschung ist, dann kann eine entsprechende Anzeige, beispielsweise über eine Nachricht in einem Display oder das Anschalten eines Lichts, an die Bedienperson als fehlende Echtheit der Banknote ausgegeben werden. Die Bedienperson kann die Banknote dann ohne Ersatz aus der Untersuchungsstation 1699 entfernen und ein Fortsetzungselement auswählen. Wenn eine Banknote nicht endgültig als eine Fälschung identifiziert wurde, und auch ihr Wert nicht identifiziert wurde und wenn die Bedienperson feststellt, dass die Banknote akzeptierbar ist, gibt die Bedienperson die Banknote wieder in die Untersuchungsstation zurück, wenn sie entfernt war, und wählt ein Auswahlelement (nicht gezeigt) aus, das der Benennung der gekennzeichneten Banknote zugeordnet ist. Geeignete Zähler (nicht gezeigt) werden inkrementiert, das Unterscheidungssystem 1680 nimmt den Betrieb wieder auf und die gekennzeichnete Banknote wird zur einzelnen Ausgangsaufnahme 1698 geleitet (Pfeil L). Wenn andererseits die Bedienperson feststellt, dass die gekennzeichnete Banknote nicht akzeptierbar ist, dann entfernt die Bedienperson die Banknote ohne Ersatz von der Untersuchungsstation und wählt ein Fortsetzungselement aus (nicht gezeigt). Das Unterscheidungssystem 1692 nimmt den Betrieb auf, ohne dass die mit den verschiedenen Werten verbundenen Zähler und/oder die Gesamtwertzähler inkrementiert werden. Zwar sind die Transportwege J und L als separate Wege dargestellt, doch können sie vom selben Weg gebildet sein, so dass alle Banknoten, die zur einzelnen Ausgangsaufnahme 1698 geleitet werden, durch die Untersuchungsstation 1699 geführt werden.
Die Funktion der Auswahlelemente wird nun genauer in Verbindung mit 59 beschrieben, die eine Vorderansicht einer Bedienungskonsole einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Bedienungskonsole 61 umfasst eine Tastatur 62 und einen Wiedergabeabschnitt 63. Die Tastatur 62 umfasst eine Vielzahl von Tasten einschließlich sieben Wertauswahlelemente 64a–64g, die jeweils einem von sieben US-Währungswerten zugeordnet sind, d. h. $1, $2, $5, $10, $20, $50 und $100. Die $1-Wertauswahltaste 64a dient auch als eine Betriebsartauswahltaste. Die Tastatur 62 umfasst auch ein "Fortsetzung" Auswahlelement. Verschiedene Informationen, wie beispielsweise Befehle, Informationen über die Auswahl der Betriebsart, Informationen über die Echtheitsprüfung bzw. Authentifizierung und Unterscheidung, einzelne Werterzielerwerte und Summenzählerwerte einer Charge werden der Bedienperson über eine LCD 66 im Wiedergabeabschnitt 63 mitgeteilt. Ein Unterscheider gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Vielzahl von Betriebsarten auf, einschließlich einem Mischmodus, einem Fremdmodus, einem Sortiermodus, einem Flächenmodus und einem Vorwärts/Rückwärts-Ausrichtungsmodus. Im Folgenden wird die Funktion eines Unterscheiders mit den Wertauswählelementen 64a–64g und dem Fortsetzungselement 65 in Verbindung mit mehreren Betriebsarten erläutert.
(A) Mischmodus
Der Mischmodus dient dazu, einen Banknotenstapel von gemischten Werten anzunehmen, den Gesamtwert sämtlicher Banknoten im Stapel zu addieren und den Gesamtwert im Display 63 wiederzugeben. In Wertezählern können Informationen betreffend die Anzahl der Banknoten eines jeden Wertes im Stapel gespeichert werden. Wenn eine ansonsten annehmbare Banknote nach dem Durchlauf durch die Authentifizierungs- und Unterscheidungseinheit nicht identifiziert bleibt, kann der Betrieb des Unterscheiders wieder aufgenommen werden und die entsprechenden Wertezähler und/oder die Gesamtwertezähler können auf geeignete Weise erhöht werden, indem die Werteauswahltaste 64a–64g ausgewählt wird, die dem Wert der nicht identifizierten Banknote zugeordnet ist. Wenn beispielsweise das Unterscheidungssystem 62 der 65 oder 10 der 1 im Betrieb mit einer ansonsten annehmbaren $5-Banknote als der letzten in der Ausgangsaufnahme abgelegten Banknote anhält, kann die Bedienperson einfach die Taste 64b auswählen. Wenn die Taste 64b gedrückt wird, wird der Betrieb des Unterscheiders wieder aufgenommen und der $5-Wertzähler wird erhöht und/oder der Gesamtwertzähler wird um $5 erhöht. Des Weiteren kann bei den Unterscheidungssystemen 1680 der 57 und 1692 der 58 die gekennzeichnete Banknote von der Untersuchungsstation in eine geeignete Ausgangsaufnahme geleitet werden. Wenn andernfalls die Bedienperson feststellt, dass die gekennzeichnete Banknote nicht akzeptierbar ist, kann die Banknote aus der Ausgangsaufnahme der 1 oder 56 oder der Untersuchungsstation der 8 und 9 entfernt werden (oder beim System 1680 der 57 kann die gekennzeichnete Banknote zur Ausschussaufnahme 1688 geleitet werden). Die Fortsetzungstaste 65 wird gedrückt, nachdem die nicht akzeptierbare Banknote entfernt ist und der Unterscheider nimmt den Betrieb wieder auf, ohne dass der Gesamtwertzähler und/oder die einzelnen Wertezähler beeinflusst werden.
(B) Fremdmodus
Der Fremdmodus ist vorgesehen, einen Banknotenstapel aus den gleichen Werten, wie beispielsweise einen Stapel aus $10-Banknoten, zu bedienen. Wenn bei einer derartigen Betriebsart ein Banknotenstapel durch die Unterscheidungseinheit verarbeitet wird, wird der Wert der ersten Banknote im Stapel bestimmt und nachfolgende Banknoten werden gekennzeichnet, wenn sie nicht denselben Wert aufweisen. Alternativ kann der Unterscheiden so ausgestaltet sein, dass er es der Bedienperson erlaubt, den Wert festzulegen, mit dem die Banknoten verglichen werden, und diejenigen Banknoten mit einem unterschiedlichen Wert werden gekennzeichnet. Unter der Annahme, dass die erste Banknote in einem Stapel den relevanten Wert bestimmt und dass die erste Banknote eine $10-Banknote ist, dann zeigt das Display 63 den Gesamtwert der Banknoten und/oder die Anzahl der $10-Banknoten im Stapel an, vorausgesetzt, dass alle Banknoten im Stapel $10-Banknoten sind. Wenn jedoch eine Banknote mit einem anderen Wert als $10 im Stapel enthalten ist, wird die Unter scheidungseinrichtung den Betrieb anhalten, wobei die nicht $10-Banknote oder die "fremde Banknote" bei dem System 62 der 56 oder 10 der 1 die letzte in der Ausgangsaufnahme (oder der Untersuchungsstation der 8 und 9) abgelegte Banknote ist. Die fremde Banknote kann dann aus der Ausgangsaufnahme entfernt werden und die Unterscheidungseinrichtung wird in Abhängigkeit von der Einstellung des Unterscheidungssystems automatisch und/oder durch Drücken der "Fortsetzung"-Taste 65 erneut gestartet. Eine identifizierte aber ansonsten annehmbare $10-Banknote kann auf eine Weise, ähnlich wie oben im Zusammenhang mit dem Mischmodus beschrieben wurde, verarbeitet werden, beispielsweise durch Drücken des $10-Wertauswahlelements 64c oder alternativ kann die nicht identifizierte, aber ansonsten annehmbare $10-Banknote aus der Ausgangsaufnahme entfernt werden und in den Eingangsbehälter gelegt werden, um erneut abgetastet zu werden. Nach der Fertigstellung der Verarbeitung des gesamten Stapels wird das Display 63 dem Gesamtwert der $10-Banknoten im Stapel und/oder die Anzahl von $10-Banknoten im Stapel anzeigen. Alle Banknoten mit einem Wert unterschiedlich von $10 werden beiseite gelegt sein und nicht in der Gesamtsumme enthalten sein. Alternativ können diese unerkannten Banknoten über eine Auswahl der Bedienperson in der Gesamtsumme enthalten sein. Wenn beispielsweise in einem Stapel aus $10-Banknoten eine $5-Fremdbanknote erfasst und gekennzeichnet wird, kann der Bedienperson über das Display mitgeteilt werden, ob die $5-Banknote in den laufenden Summen berücksichtigt werden sollte. Wenn die Bedienperson eine positive Antwort gibt, wird die $5-Banknote in den entsprechenden laufenden Summen berücksichtigt, andernfalls nicht. Alternativ kann eine Einstellungsauswahl gewählt werden, bei der sämtliche Fremdbanknoten automatisch in den entsprechenden Gesamtsummen berücksichtigt sind.
(C) Sortiermodus
Der Sortiermodus ist ausgestaltet, einen Stapel von Banknoten aufzunehmen, bei dem die Banknoten aufgrund ihres Wertes getrennt sind. Beispielsweise können alle $1-Banknoten am Anfang des Stapels abgelegt werden, gefolgt von allen $5-Banknoten, gefolgt von allen $10-Banknoten, usw. Die Funktion des Sortiermodus ist ähnlich dem des Fremdmodus, nur dass der Unterscheider ausgestaltet ist, den Betrieb nach der Entfernung aller Banknoten aus der Ausgangsaufnahme wieder aufzunehmen, nachdem im Zuge einer Erfassung einer Banknote unterschiedlichen Werts angehalten wurde. Nimmt man bei dem obigen Beispiel an, dass die erste Banknote in einem Stapel den relevanten Wert festlegt und dass die erste Banknote eine $1-Banknote ist, dann verarbeitet die Unterscheidungseinrichtung die Banknoten im Stapel, bis die erste nicht $1-Banknote entdeckt wird, die in diesem Beispiel die erste $5-Banknote ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Unterscheidungseinrichtung den Betrieb anhalten, wobei die erste $5-Banknote die letzte in der Ausgangsaufnahme abgelegte Banknote ist. Das Display 63 kann ausgestaltet sein, den Gesamtwert der vorangegangenen, verarbeiteten $1-Banknoten anzuzeigen und/oder die Anzahl der vorangegangenen $1-Banknoten. Die abgetasteten $1-Banknoten und die erste $5-Banknoten werden von der Ausgangsaufnahme entfernt und in getrennt $1- und $5-Banknotenstapel gelegt. Die Unterscheidungseinrichtung wird automatisch wieder starten und nachfolgende Banknoten werden dahingehend bewertet, ob sie $5-Banknoten sind. Die Unterscheidungseinrichtung fährt mit der Verarbeitung der Banknoten fort, bis die erste $10-Banknote angetroffen wird. Die obige Prozedur wird wiederholt und die Unterscheidungseinrichtung nimmt den Betrieb wieder auf, bis die erste Banknote angetroffen wird, die keine $10-Banknote ist, usw. Nach der Fertigstellung der Verarbeitung des gesamten Stapels wird das Display 63 den Gesamtwert sämtlicher Banknoten im Stapel und/oder die Anzahl der Banknoten eines jeden Wertes im Stapel anzeigen. Diese Betriebsart ermöglicht es der Bedienperson, einen Banknotenstapel mit mehreren Werten in einzelne Stapel in Abhängigkeit vom Wert zu trennen.
(D) Flächenmodus
Der Flächenmodus (Gesichts-, Sortiermodus) dient dazu, Banknotenstapel aufzunehmen, bei denen die Banknoten in der gleichen Richtung ausgerichtet sind, beispielsweise alle im Eingangsbehälter mit der Oberseite (d. h. der Porträtseite oder der schwarzen Seite bei US-Banknoten) nach oben platziert sind, und Banknoten zu erfassen, die in der Gegenrichtung ausgerichtet sind. Wenn bei einer derartigen Betriebsart ein Banknotenstapel durch die Unterscheidungseinrichtung verarbeitet wird, wird zunächst die Flächenausrichtung der ersten Banknote im Stapel bestimmt und dann werden nachfolgende Banknoten gekennzeichnet, wenn sie nicht die gleiche Flächenausrichtung aufweisen. Alternativ kann die Unterscheidungseinrichtung ausgestaltet sein, eine Bestimmung der Flächenausrichtung zu erlauben, mit der Banknoten verglichen werden, wobei die mit einer unterschiedlichen Flächenausrichtung gekennzeichnet werden. Unter der Annahme, dass die erste Banknote in einem Stapel die relevante Flächenausrichtung festlegt und unter der Annahme, dass die erste Banknote mit ihrem Gesicht bzw. ihrer Oberseite nach oben liegt, dann wird das Display 63 den Gesamtwert der Banknoten im Stapel und/oder die Anzahl der Banknoten eines jeden Wertes im Stapel anzeigen, vorausgesetzt, dass alle Banknoten im Stapel mit der Oberseite nach oben angeordnet sind. Wenn jedoch eine Banknote, die in die entgegengesetzte Richtung weist (d. h. bei diesem Beispiel nach unten), im Stapel vorhanden ist, wird die Unterscheidungseinrichtung den Betrieb anhalten, wobei die in umgekehrter Richtung ausgerichtete Banknote die letzte in der Ausgangsaufnahme abgelegte Banknote ist. Die in umgekehrte Richtung weisende Banknote kann dann von der Ausgangsaufnahme entfernt werden. Bei Ausführungsformen mit einem automatischen erneuten Start, bewirkt die Entfernung der umgekehrt ausgerichteten Banknote die Wiederaufnahme des Betriebs durch die Unterscheidungseinrichtung. Die entfernte Banknote kann dann in die Eingangsaufnahme mit der richtigen Flächenorientierung gelegt werden. Alternativ kann bei Ausführungsformen ohne automatischen Neustart die umgekehrt ausgerichtete Banknote entweder in die Eingangsaufnahme mit der richtigen Flächenorientierung eingelegt und die Fortsetzungstaste 65 gedrückt werden, oder sie kann mit der richtigen Flächenorientierung zurück in die Ausgangsaufnahme gelegt werden. In Abhängigkeit von der Einstellung der Unterscheidungseinrichtung beim Zurücklegen einer Banknote in die Ausgangsaufnahme mit der richtigen Flächenorientierung kann die der umgekehrt ausgerichteten Banknote zugeordnete Wertauswahltaste gewählt werden, wodurch der zugeordnete Wertezähler und/oder Gesamtwertzähler entsprechend erhöht wird und die Unterscheidungseinrichtung den Betrieb wiederaufnimmt. Alternativ kann bei Ausführungsbeispielen, bei denen die Unterscheidungseinrichtung in der Lage ist, Werte unabhängig von der Flächenausrichtung zu unterscheiden, die Fortsetzungstaste 65 oder eine dritte Taste niedergedrückt werden, woraufhin die Unterscheidungseinrichtung den Betrieb wiederaufnimmt und der entsprechende Wertezähler und/oder Gesamtwertzähler in Übereinstimmung mit dem durch die Unterscheidungseinheit identifizierten Wert erhöht werden. In Unterscheidungseinrichtungen, die eine spezielle Flächenausrichtung benötigen, werden alle umgekehrt ausgerichteten Banknoten nicht identifizierte Banknoten sein. In Unterscheidungseinrichtungen, die eine Banknote unabhängig von der Flächenausrichtung aufnehmen können, können umgekehrt ausgerichtete Banknoten entsprechend identifiziert werden. Die letzte Art der Unterscheidungseinrichtung kann eine Unterscheidungseinheit mit einem Abtastkopf an jeder Seite des Transportweges aufweisen. Beispiele solcher zweiseitiger Unterscheidungseinrichtungen sind oben offenbart (vgl. beispielsweise 2a, 6c, 20a, 26 und 42). Die Möglichkeit, umgekehrt ausgerichtete Banknoten zu erfassen und zu korrigieren, ist wichtig, da die "Federal Reserve" verlangt, dass ihr zugeleitete Währung in die gleiche Richtung weist.
Bei einer Unterscheidungseinrichtung mit mehreren Ausgangsaufnahmen kann der Flächenmodus dazu verwendet werden, alle nach oben weisenden Banknoten in eine Ausgangsaufnahme und alle nach unten weisenden Banknoten in eine andere Ausgangsaufnahme zu leiten. Bei einseitigen Unterscheidungseinrichtungen können in die umgekehrte Richtung weisende Banknoten in eine Untersuchungsstation, wie beispielsweise 1690 in 57, geleitet werden, damit sie von Hand durch die Bedienperson umgedreht werden können, und die nicht identifizierten, in die umgekehrte Richtung weisenden Banknoten können dann wieder durch die Unterscheidungseinheit geleitet werden. Bei zweiseitigen Unterscheidungseinrichtungen können identifizierte, in die umgekehrte Richtung weisende Banknoten direkt in eine geeignete Ausgangsaufnahme geleitet werden. Beispielsweise können bei zweiseitigen Unterscheidungseinrichtungen die Banknoten sowohl hinsichtlich ihrer Flächenausrichtung als auch hinsichtlich ihres Wertes sortiert werden, beispielsweise nach oben weisende $1-Banknoten in Aufnahme #1, nach unten weisende $1-Banknoten in Aufnahme #2, nach oben weisen $5-Banknoten in Aufnahme #3 usw., oder einfach nur aufgrund ihres Wertes unabhängig von der Flächenorientierung, beispielsweise sämtliche $1-Banknoten in Aufnahme 1 unabhängig von ihrer Flächenausrichtung, sämtliche $2-Banknoten in Aufnahme #2 usw.
(E) Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtungsmodus
Der Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtungsmodus ("Ausrichtungs"-Modus) ist ausgebildet, einen Stapel aus Banknoten aufzunehmen, die allesamt in eine vorbestimmte Richtung nach vorne oder nach hinten ausgerichtet sind. Beispielsweise kann die Vorwärts-Richtung bei einem Unterscheidet, der Banknoten entlang ihrer kleinen Abmessung fördert, als die Förderrichtung definiert sein, wobei die Oberkante einer Banknote zuerst zugeführt wird, und umgekehrt für die Rückwärtsrichtung. Wenn bei einem Unterscheider, der Banknoten entlang ihrer langen Abmessung fördert, kann die Vorwärts-Richtung als die Förderrichtung definiert sein, wobei die linke Kante einer Banknote zuerst zugeleitet wird, und umgekehrt für die Rückwärtsrichtung. Wenn bei einer derartigen Betriebsart ein Banknotenstapel durch den Unterscheider verarbeitet wird, wird die Vorwärts/Rückwärts-Ausrichtung der ersten Banknote im Stapel bestimmt und nachfolgende Banknoten werden gekennzeichnet, wenn sie nicht die gleiche Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung aufweisen. Alternativ kann der Unterscheider ausgestaltet sein, es der Bedienperson zu ermöglichen, die Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung zu bestimmen, mit der die Banknoten verglichen werden, wobei diejenigen mit einer unterschiedlichen Vorwärts/Rückwärts-Ausrichtung gekennzeichnet werden. Unter der Annahme, dass die erste Banknote in einem Stapel die relevante Vorwärts-/Rückwärts-Richtung bestimmt, und unter der Annahme, dass die erste Banknote in Vorwärts-Richtung zugeführt wird, wird das Display 63 den Gesamtwert der Banknoten im Stapel und/oder die Anzahl von Banknoten eines jeden Wertes im Stapel anzeigen, vorausgesetzt, dass alle Banknoten im Stapel ebenfalls in Vorwärts-Richtung zugeführt sind. Wenn jedoch eine Banknote mit der umgekehrten Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung im Stapel vorhanden ist, wird die Unterscheidungseinrichtung den Betrieb anhalten, wobei die entgegengesetzt nach vorne/rückwärts ausgerichtete Banknote die letzte in der Ausgangsaufnahme abgelegte Banknote ist. Die entgegengesetzt nach vorne/rückwärts ausgerichtete Banknote kann dann aus der Ausgangsaufnahme entfernt werden. Bei Ausführungsformen mit einem automatischen Neustart bewirkt die Entfernung der entgegengesetzt nach vorne/hinten orientierten Banknote eine Fortsetzung des Betriebs des Unterscheiders. Die entfernte Banknote kann dann in die Eingangsaufnahme mit der richtigen Flächenorientierung eingelegt werden. Alternativ kann bei Ausführungsformen ohne automatischen Neustart die entgegengesetzt nach vorne/rückwärts ausgerichtete Banknote in die Eingangsaufnahme in der richtigen Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung eingelegt und die Fortsetzungstaste 65 gedrückt werden, und/oder in die Eingangsaufnahme mit der richtigen Vorwärts/Rückwärts-Ausrichtung gelegt werden. In Abhängigkeit von der Einstellung des Unterscheiders kann die Wertauswahltaste betätigt werden, die der entgegengesetzt nach vorne/rückwärts ausgerichteten Banknote zugeordnet ist, wenn die Banknote zurück in die Eingangsaufnahme der richtigen Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung gelegt wurde, wodurch der entsprechende Wertezähler und/oder der Gesamtwertzähler entsprechend erhöht wird und der Unterscheider den Betrieb wieder aufnimmt. Alternativ kann bei Ausführungsformen, bei denen der Unterscheider in der Lage ist, den Wert unabhängig von der Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung zu bestimmen, die Fortsetzungstaste 65 oder eine dritte Taste gedrückt werden, wodurch die Unterscheidungseinrichtung den Betrieb wieder aufnimmt und der entsprechende Wertezähler und/oder Gesamtwertzähler in Übereinstimmung mit dem durch die Unterscheidungseinheit festgestellten Wert erhöht wird. Bei Unterscheidern mit einer einzigen Richtung werden umgekehrt ausgerichtete Banknoten nicht identifizierte Banknoten sein. Bei Unterscheidern mit zwei Richtungen können umgekehrt ausgerichtete Banknoten korrekt durch die Unterscheidereinheit identifiziert werden. Ein Beispiel eines Unterscheidungssystems mit zwei Richtungen wurde oben in Zusammenhang mit den 1-7b und in US-Patent Nr. 5,295,196 beschrieben. Die Fähigkeit, umgekehrt ausgerichtete Banknoten zu erfassen und zu korrigieren, ist wichtig, da die "Federal Reserve" bald verlangen könnte, dass ihr gelieferte Banknoten in die gleiche Vorwärts-/Rückwärts-Richtung ausgerichtet sind.
Bei einem Unterscheider mit mehreren Ausgangsaufnahmen kann der Ausrichtungsmodus verwendet werden, alle Banknoten, die in Vorwärts-Richtung orientiert sind, in eine Ausgangsaufnahme zu leiten, und alle in die umgekehrte Richtung ausgerichteten Banknoten in eine andere Ausgangsaufnahme. Bei Unterscheidern mit einer einzigen Richtung können umgekehrt ausgerichtete Banknoten einer Untersuchungsstation, wie beispielsweise 1690 in 57, zum Umdrehen von Hand durch die Bedienperson geleitet werden, und die nicht identifizierten, umgekehrt ausgerichteten Banknoten können dann erneut durch den Unterscheider geleitet werden. Bei Unterscheidern, die in der Lage sind, Banknoten zu identifizieren, die sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärts-Richtung ("zwei Richtungsunterscheider") zugeführt sind, können identifizierte, umgekehrt ausgerichtete Banknoten direkt in eine entsprechende Ausgangsaufnahme geleitet werden. Beispielsweise können bei zwei Richtungsunterscheidern Banknoten sowohl hinsichtlich ihrer Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung und hinsichtlich ihres Werts sortiert werden, beispielsweise vorwärtsorientierte $1-Banknoten in Aufnahme#1, rückwärtsorientierte $1-Banknoten in Aufnahme #2, vorwärtsorientierte $5-Banknoten in Aufnahme #2, usw., oder einfach hinsichtlich ihres Wertes unabhängig von der Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung, beispielsweise alle $1-Banknoten in Aufnahme #1 unabhängig von ihrer Vorwärts-/Rückwärts-Ausrichtung, sämtliche $2-Banknoten in Aufnahme #2, usw.
Verdachtsmodus
Zusätzlich zu den obigen Modi kann ein Verdachtsmodus in Verbindung mit diesen Modi aktiviert werden, wobei ein oder mehrere Authentifizierungstests durchgeführt werden können an den Banknoten in einem Stapel. Wenn eine Banknote einen Authentifizierungstest verfehlt, wird der Unterscheiden stoppen, wobei die Versagensoder Verdachtsbanknote die letzte Banknote ist, die zu dem Ausgabebehälter transportiert wurde. Die Verdachtsbanknote wird dann aus dem Ausgabebehälter entfernt und zur Seite gelegt. In ähnlicher Weise können ein oder mehrere der oben beschriebenen Modi aktiviert werden zur selben Zeit. Z. B. kann der Flächenmodus und der Vorwärts/Rückwärtsorientierungsmodus zur selben Zeit aktiviert sein. In solch einem Fall werden Banknoten, die entweder mit der Seite nach unten oder vorwärts/rückwärtsorientiert sind, angezeigt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt, wenn eine Banknote angezeigt ist, z. B. durch Stoppen des Transportmodus, wobei die angezeigte Banknote die letzte Banknote ist, die in dem Ausgabebehälter angeordnet ist, der Unterscheidungsvorrichtung dem Bediener, wann die Banknote angezeigt war. Diese Anzeige kann erreicht werden, z. B. durch Aufleuchten eines entsprechenden Lichts, Erzeugen eines geeigneten Lauts und/oder Anzeigen einer geeigneten Nachricht in dem Displaybereich 63 (4). Solch eine Anzeige kann z. B. umfassen „Lichtsignal", „Fremddokument", „verfehlter Magnettest", „verfehlter UV-Test", „kein Sicherheitsfaden", etc.
Nunmehr bezugnehmend auf die 60a–60c sind dort eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Authentifizierungssystems, eine Draufsicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels von 60a entlang der Richtung 60b und eine Draufsicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels 60a entlang der Richtung 60c, gezeigt. Eine Ultraviolett(UV)-Lichtquelle 2102 beleuchtet ein Dokument 2104. In Abhängigkeit der Eigenschaften des Dokuments kann ultraviolettes Licht reflektiert werden von dem Dokument und/oder fluoreszierendes Licht kann von dem Dokument ausgesendet werden. Ein Ermittlungssystem 2106 ist so positioniert, um jegliches Licht, das reflektiert wird oder in dessen Richtung ausgesendet wird, jedoch nicht jegliches UV Licht, das direkt von der Lichtquelle 2102 stammt, zu empfangen. Das Ermittlungssystem 2106 umfasst einen UV-Sensor 2108, einen Fluoreszenzsensor 2110, Filter und ein Kunststoffgehäuse. Die Lichtquelle 2102 und das Ermittlungssystem 2106 sind beide an einer gedruckten Leiterplatte 2112 angebracht. Das Dokument 2104 wird in die Richtung, die durch den Pfeil A gekennzeichnet ist, durch ein Transportsystem (nicht gezeigt) transportiert. Das Dokument wird über eine Transportplatte 2114 transportiert, welche eine rechteckige Öffnung 2116 aufweist, um den Lichtdurchtritt zu und von dem Dokument zu ermöglichen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die rechteckige Öffnung 2116 1,375" (3,493 cm) × 0,375" (0,953 cm). Um Schmutzansammlung auf der Lichtquelle 2102 und dem Ermittlungssystem 2106 zu minimieren und Dokumentenstau zu verhindern, ist die Öffnung 2116 mit einem transparenten UV-leitenden Acrylfenster 2118 abgedeckt. Um weiter Schmutzansammlung zu reduzieren, sind die UV-Lichtquelle 2102 und das Ermittlungssystem 2106 vollständig in einem Gehäuse (nicht gezeigt) eingeschlossen, das die Transportplatte 2114 umfasst.
Bezugnehmend nun auf 61, ist dort ein Funktionsblockdiagramm gezeigt, das ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Dokumentenauthentifizierungssystems zeigt. 61 zeigt einen UV-Sensor 2202, einen Fluoreszenzsensor 2204, und Filter 2206, 2208 eines Ermittlungssystems, z. B. des Ermittlungssystems 2106 der 60. Licht von dem Dokument tritt durch die Filter 2206, 2208 hindurch, bevor es die entsprechenden Sensoren 2202, 2204 trifft. Ein Ultraviolettfilter 2206 filtert sichtbares Licht aus und ermöglicht UV-Licht weitergeleitet zu werden und hierdurch den UV-Sensor 2202 zu treffen. In ähnlicher Weise filtert ein Filter 2208 für sichtbares Licht UV-Licht heraus und ermöglicht sichtbarem Licht weitergeleitet zu werden und somit den Fluoreszenzsensor 2204 zu treffen. Entsprechend wird UV-Licht, welches eine Wellenlänge unterhalb von 400 nm aufweist, am Auftreffen auf den Fluoreszenzsensor 2204 gehindert und sichtbares Licht, welches eine Wellenlänge von größer als 400 nm aufweist, wird am Auftreffen auf den UV-Sensor 2202 gehindert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel überträgt der UV-Filter 2206 Licht mit einer Wellenlänge zwischen ungefähr 260 nm und ungefähr 380 nm und weist eine Höchstübertragung bei 360 nm auf. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Filter 2208 für sichtbares Licht ein Blaufilter und überträgt bevorzugt Licht mit einer Wellenlänge zwischen ungefähr 415 nm und ungefähr 620 nm und weist eine Spitzenübertragung bei 450 nm auf. Der obige bevorzugte Blaufilter umfasst eine Kombination eines Blaukomponentenfilters und eines Gelbkomponentenfilters. Der Blaukomponentenfilter überträgt Licht mit einer Wellenlänge zwischen ungefähr 320 nm und ungefähr 620 nm und weist eine Spitzenübertragung bei 450 nm auf. Der Gelbkomponentenfilter überträgt Licht mit einer Wellenlänge zwischen ungefähr 415 nm und ungefähr 2800 nm. Beispiele für lenlänge zwischen ungefähr 415 nm und ungefähr 2800 nm. Beispiele für geeignete Filter sind UG1 (UV-Filter), BG23 (blauer Bandpassfilter) und GG420 (gelber Langpassfilter) sämtliche hergestellt durch Schott. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Filter ungefähr 8 mm im Durchmesser und ungefähr 1,5 mm dick.
Der UV-Sensor 2202 gibt ein Analogsignal aus, das proportional zur Menge des darauf auftreffenden Lichts ist und dieses Signal wird durch den Verstärker 2210 verstärkt und einem Mikrocontroller 2212 zugeführt. Ähnlich gibt der Fluoreszenzsensor 2204 ein Analogsignal aus, das proportional zum auf diesen auftreffenden Licht ist und dieses Signal wird durch den Verstärker 2214 verstärkt und einem Mikrocontroller 2212 zugeführt. Analog/Digitalwandler 2216 in dem Mikrocontroller 2212 wandelt die Signale von den Verstärkern 2210, 2214 zu digitalen Signalen um und diese Signale werden durch die Software des Mikrocontrollers 2212 verarbeitet. Der UV-Sensor 2202 kann z. B. eine ultraviolett verstärkte Photodiode sein, die empfindlich ist für Licht mit einer Wellenlänge von 360 nm und der Fluoreszenzsensor 2204 kann eine blau verstärkte Photodiode sein, die empfindlich ist für Licht mit einer Wellenlänge 450 nm. Solche Photodioden sind z. B. beziehbar von Advanced Photo Nix, Inc., Massachusettes. Der Mikrocontroller 2212 kann z. B. ein Motorola 68 HC 16 sein.
Die exakten Eigenschaften der Sensoren 2202, 2204 und der Filter 2206, 2208, die die Wellenlängenübertragungsbereiche der obigen Filter umfassen, sind nicht so kritisch für die vorliegende Erfindung als zu verhindern, dass der Fluoreszenzsensor Ausgangssignale wegen ultraviolettem Licht erzeugt und der Ultraviolettsensor ein Ausgangssignal wegen sichtbarem Licht erzeugt. Z. B. könnte anstelle von oder zusätzlich zu Filtern ein Authentifikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Ultraviolettsensor einsetzen, welcher nicht auf Licht anspricht mit einer Wellenlänge länger als 400 nm und/oder einen Fluoreszenzsensor, welcher nicht anspricht auf Licht mit einer Wellenlänge von kürzer als 400 nm.
Kalibrierpotentiometer 2218, 2220 ermöglichen die Verstärkung der Verstärker 2210, 2214 auf geeignete Niveaus einzustellen. Die Kalibrierung kann durchgeführt werden durch Anordnen eines Stück weißes fluoreszierendes Papiers auf die Transportplatte 2114, so dass diese vollständig die rechteckige Öffnung 2116 der 60 überdeckt.
Die Potentiometer 2218, 2220 können so eingestellt sein, dass der Ausgang der Verstärker 2210, 2214 5 Volt beträgt.
Die Verwendung des bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Dokumentenauthentifizierungssystems, wie in 61 dargestellt, bezüglich der Authentifikation von US-Währung wird nun beschrieben werden. Wie oben diskutiert, ist es ermittelt worden, dass echte US-Währung einen hohen Grad an ultraviolettem Licht reflektiert und nicht fluoresziert unter Ultraviolettbeleuchtung. Es wird ebenso bestimmt, dass unter Ultraviolettbeleuchtung falsche US-Währung eine der vier ungelisteten Eigenschaftsfälle erfährt:

1) Reflektiert einen niedrigen Grad an ultraviolettem Licht und fluoresziert;
2) reflektiert einen niedrigen Grad an ultraviolettem Licht und fluoresziert nicht;
3) reflektiert einen hohen Grad an ultraviolettem Licht und fluoresziert;
4) reflektiert einen hohen Grad an ultraviolettem Licht und fluoresziert nicht.

Falsche Banknoten in den Kategorien (1) und (2) können ermittelt werden durch einen Währungsauthentifizierer, der einen Ultraviolettlichtreflektionstest gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet. Falsche Banknoten in Kategorie (3) können ermittelt werden durch einen Währungsauthentifizierer, der sowohl einen Ultraviolettlichtreflektionstest als auch einen Fluoreszenztest gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel verwendet. Nur Fälschungen in Kategorie (4) können nicht durch die Authentifikationsvertahren der vorliegenden Erfindung ermittelt werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Fluoreszenz durch ein Signal bestimmt, das über dem Rauschpegel liegt. Somit wird das verstärkte Fluoreszenzsensorsignal 2222 ungefähr 0 Volt für eine echte US-Währung sein und wird zwischen ungefähr 0 und 5 Volt bei falschen Banknoten variieren in Abhängigkeit von ihren Fluoresziereigenschaften. Entsprechend wird ein Authentifikationssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel Banknoten zurückweisen, wenn ein Signal 2222 ungefähr 0 Volt übersteigt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein hoher Grad an reflektiertem UV-Licht („Hoch UV") angezeigt, wenn das verstärkte UV-Sensorsignal 2224 sich über einen bestimmten Schwellwert befindet. Der Hoch/Niedrig-UV- und Schwellwert ist eine Funktion der Lampenintensität und der Reflektion. Die Lampenintensität kann sich verschlechtern auf bis zu 50% über ihre Lebensdauer und kann weiter abnehmen durch Staubansammlung auf der Lampe und den Sensoren. Das Problem der Staubansammlung wird beseitigt durch Einschließen der Lampe und der Sensoren in einem Gehäuse wie oben diskutiert. ein Authentifikationssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verfolgt die Intensität der UV-Lichtquelle und stellt entsprechend den Hoch/Niedrig-Schwellwert wieder ein. Die Verschlechterung der UV-Lichtquelle kann kompensiert werden durch periodisches Zuführen einer echten Banknote in das System, Abfragen des Ausgangs des UV Sensors und entsprechendes Einstellen des Schwellwerts. Alternativ kann Verschlechterung kompensiert werden durch periodisches Abfragen des Ausgangs des UV-Sensors, wenn keine Banknote in der rechteckigen Öffnung 2116 der Transportplatte 2114 vorhanden ist. Es ist bekannt, dass eine gewisse Menge an UV-Licht immer von dem Acrylfenster 2118 reflektiert wird. Durch periodisches Abfragen des Ausgangs des UV-Sensors, wenn keine Banknote vorhanden ist, kann das System die Verschlechterung der Lichtquelle kompensieren. Des Weiteren könnte eine solche Abfrage ebenso verwendet werden, um dem Bediener des Systems anzuzeigen, wann die Ultraviolett-Lichtquelle durchgebrannt ist oder anderweitig einen Austausch erfordert. Dies kann bereitgestellt werden z. B. durch eine Displayanzeige oder durch eine erhellte lichtausstrahlende Diode („LED"). Das verstärkte Ultraviolettsensorsignal 2224 wird anfänglich zwischen 1,0 und 5,0 Volt variieren in Abhängigkeit von den UV Reflektionseigenschaften des gescannten Dokuments und wird langsam nach unten abdriften, wenn sich die Lichtquelle verschlechtert. In einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel zu einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, worin das Schwellwertniveau eingestellt wird, wenn sich die Lichtquelle verschlechtert, kann die Abfrage des UV-Sensorausgangs verwendet werden, um die Verstärkung des Verstärkers 2210 einzustellen und dabei den Ausgang des Verstärkers 2210 auf seinen anfänglichen Werten zu halten.
Es wurde herausgefunden-, dass das Spannungsverhältnis zwischen falschen und echten US-Banknoten von einem wahrnehmbaren 2 : 1 Verhältnis zu einem nicht wahrnehmbaren Verhältnis variiert. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein 2 : 1 Verhältnis verwendet, um zwischen echten und falschen Banknoten zu unterscheiden. Z. B., wenn eine echte US-Banknote ein verstärktes UV-Ausgangssensorsignal 2224 von 4,0 Volt erzeugt, werden Dokumente, die ein verstärktes UV-Ausgangssensorsignal 2224 von 2,0 Volt oder weniger erzeugen, zurückgewiesen als Fälschungen. Wie oben beschrieben, kann dieser Schwellwert von 2,0 Volt sich entweder verringern, wenn sich die Lichtquelle verschlechtert oder die Verstärkung des Verstärkers 2210 kann eingestellt werden, so dass 2,0 Volt als geeigneter Schwellwert verbleibt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung, ob das UV-Niveau, das von einem Dokument reflektiert wird, hoch oder niedrig ist, durch Abfragen des Ausgangs des UV-Sensors in einer Anzahl von Intervallen, Mitteln der Lesungen und Vergleichen des Bemittelten Werts mit dem vorbestimmten Hoch/Niedrigschwellwert durchgeführt. Alternativ kann ein Vergleich durchgeführt werden durch Messen des Betrags von reflektiertem UV-Licht an einer Anzahl von Stellen auf der Banknote und Vergleichen dieser Messungen mit denen, die von echten Banknoten erhalten sind. Alternativ kann der Ausgang von einem oder mehrerer UV-Sensoren verarbeitet werden, um ein oder mehrere Muster von reflektiertem UV Licht zu erzeugen und diese Muster können mit Mustern verglichen werden, die durch echte Banknoten erzeugt wurden. Solch eine Mustererzeugungs- und Vergleichstechnik kann durchgeführt werden durch Modifizieren einer optischen Mustertechnik, wie die, die in der US-Patentnr. 5295196 oder in der US-Patentanmeldungsnr. 08/287882, eingereicht am 9. August 1994 für ein „Verfahren und Vorrichtung zur Dokumentenidentifikation", offenbart ist.
In einer ähnlichen Weise kann das Auftreten von Fluoreszenz durchgeführt werden durch Abfragen des Ausgangs des Fluoreszenzsensors in einer Anzahl von Intervallen. Jedoch wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Banknote als falsche US-Währung zurückgewiesen, wenn jeder der abgefragten Ausgänge sich oberhalb des Rauschpegels befindet. Jedoch können die alternativen Verfahren, die oben bezüglich der Verarbeitung des Signals oder der Signale eines UV-Sensors oder Sensoren diskutiert wurden, ebenso verwendet werden, speziell im Hinblick auf Währung von anderen Ländern oder Arten von Dokumenten, welche Sicherheitsmerkmale, wie verschiedene Stellen oder Muster von fluoreszierendem Material, verwenden.
Ein Währungsauthentifikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit folgenden Einrichtungen ausgestattet sein, wie z. B. einem Display, um dem Bediener die Gründe anzuzeigen, warum ein Dokument zurückgewiesen worden ist, z. B. Nachrichten wie „UV-Fehler" oder „Fluoreszenz-Fehler". Ein Währungsauthentifikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ebenso dem Bediener ermöglichen, wahlweise auszuwählen, entweder den UV-Reflektionstest oder den Fluoreszenztest oder beide zu aktivieren oder zu deaktivieren. Ein Währungsauthentifikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ebenso bereitgestellt werden mit Einrichtungen zum Einstellen der Empfindlichkeiten des UV-Reflektions- und/oder Fluoreszenztests, z. B. durch Einstellen der entsprechenden Schwellwerte. Z. B. in dem Fall von US-Währung kann ein System der vorliegenden Erfindung ermöglichen, den Hoch/Niedrig-Schwellwert einzustellen, z. B. entweder im Sinne von absoluter Spannung oder im Sinne von einem Echt/Verdachts-Verhältnis.

Claims

Eine Währungsabtast- und Zählmaschine zum Abtasten und Identifizieren von Banknoten (17) mit einer Rate von über 800 Banknoten pro Minute, die umfasst: einen Ausgabebehälter (12) zum Positionieren von Stapeln zu identifizierender Banknoten; einen einzigen Ausgabebehälter (20) zum Stapeln der verarbeiteten Banknoten; eine Banknotenseparierstation (14) zum Einwirken auf die Banknoten in dem Eingabebehälter (12), um eine Banknote auf einmal zum nachfolgenden Weitergeben durch einen Banknotentransportmechanismus (16) zu separieren; wobei der Banknotentransportmechanismus (16) die Banknoten von dem Eingabebehälter (12) zu dem Ausgabebehälter (20) transportiert; gekennzeichnet durch ein Paar von optischen Abtastköpfen (18A, 18B), die auf gegenüberliegenden Seiten des Transportwegs angeordnet sind, der durch den Banknotentransportmechanismus (16) definiert ist, wobei das Paar der optischen Abtastköpfe (18A, 18B) den Währungsnennwert einer Banknote abtastet und identifiziert.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 1, worin jeder optische Abtastkopf (18A, 18B) zusätzlich eine Ermittlungseinrichtung umfasst.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 2, worin die Ermittlungseinrichtung ein Magnetsensor ist.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 2, worin die Ermittlungseinrichtung ein elektrischer Leitfähigkeitssensor ist.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 2, worin die Ermittlungseinrichtung ein kapazitiver Sensor ist.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 2, worin die Ermittlungseinrichtung ein optischer Sensor ist.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 6, worin jeder optische Abtastkopf (18A, 18B) ein Paar von Lichtquellen (22) umfasst, die Licht auf den Banknotentransportweg richten.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 7, worin die Lichtquellen (22) einen im Wesentlichen rechteckigen Lichtstreifen (24) auf eine Banknote leuchten, die auf dem Transportweg positioniert ist, der durch den Banknotentransportmechanismus (16) angrenzend der Abtastköpfe (18A, 18B) definiert ist.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 8, worin ein Fotodetektor (26) zwischen den zwei Lichtquellen zum Ermitteln des Lichts, das von dem beleuchteten Streifen (24) reflektiert wurde, positioniert ist.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 9, worin eine Analog/Digital(ADC)-Umwandlereinheit (28) zum Umwandeln des analogen Eingangs des Fotodetektors (26) in ein Digitalsignal bereitgestellt ist.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 10, worin der digitale Ausgang der Analog/Digital(ADC)-Umwandlereinheit (28) einer zentralen Prozessoreinheit (CPU) (30) zugeführt ist.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, worin jeder optische Abtastkopf (18A, 18B) arbeitet, um eine analoge Wiedergabe der Variation an reflektiertem Licht bereitzustellen, welche wiederum die Variation im Dunkel- und Lichtanteil des gedruckten Indizesmusters auf der Oberfläche der Banknote repräsentiert.
Eine Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Paar von optischen Abtastköpfen (18A, 18B) einen oberen (18A) und einen unteren Abtastkopf (18B) umfasst, worin der obere Abtastkopf (18A) leicht stromaufwärts relativ zu dem unteren Abtastkopf (18B) angeordnet ist.
Die Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche umfasst weiter Einrichtungen zum Anzeigen einer Banknote (17), wenn der Nennwert der Banknote (17) nicht durch die Unterscheidungseinheit bestimmt ist.
Die Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, die weiter Einrichtungen zum Anzeigen einer Banknote (17) aufweist, die ein bestimmtes Kriterium ertüllen oder nicht ertüllen.
Die Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 15, die weiter eine Authentifizierungseinheitumfasst, wobei die Authentifizierungseinheit einen oder mehrere Authentifizierungstests an der Banknote ausübt und worin das bestimmte Kriterium eine Banknote (17) ist, die einen oder mehrere des einen oder der mehreren Authentifizierungstests vertehlt, und worin die Einrichtung zum Anzeigen den Transportiermechanismus (16) dazu bringt anzuhalten, wenn die Banknote (17), den einen oder die mehreren Authentifizierungstest(s) verfehlt.
Die Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß Anspruch 14 oder 15, worin die Einrichtung zum Anzeigen den Transportmechanismus (16) dazu bringt, anzuhalten.
Die Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß einem der Ansprüche 14–17, worin die Einrichtung zum Anzeigen den Transportmechanismus dazu bringt, anzuhalten, wobei die Banknote (17) die letzte Banknote (17) ist, die zu dem Ausgabebehälter (20) transportiert wurde.
Die Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß einem der Ansprüche 14–17, worin die Einrichtung zum Anzeigen einer Banknote (17) den Transportmechanismus (16) dazu bringt, anzuhalten, wobei die Banknote (17) an einem identifizierbaren Ort in dem Ausgabebehälter (20) positioniert ist.
Die Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß einem der Ansprüche 16–19, worin die angezeigte Banknote (17) von der Vorrichtung entfernt wird, bevor der Transportmechanismus (16) wieder gestartet wird.
Die Währungsabtast- und Zählmaschine gemäß einem der Ansprüche 1–20, worin der Transportmechanismus (16) Banknoten (17) mit einer Rate von mindestens um die 1000 Banknoten (17) pro Minute transportiert.