EP2795592A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von klassifizierungsparametern für die klassifizierung von banknoten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von klassifizierungsparametern für die klassifizierung von banknoten

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Publication number
EP2795592A1
EP2795592A1 EP12813766.8A EP12813766A EP2795592A1 EP 2795592 A1 EP2795592 A1 EP 2795592A1 EP 12813766 A EP12813766 A EP 12813766A EP 2795592 A1 EP2795592 A1 EP 2795592A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
banknotes
determined
sensor unit
reference banknotes
measurement data
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12813766.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Hecht
Stefan Kokrhoun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Publication of EP2795592A1 publication Critical patent/EP2795592A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/22—Matching criteria, e.g. proximity measures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/24—Classification techniques
    • G06F18/241—Classification techniques relating to the classification model, e.g. parametric or non-parametric approaches
    • G06F18/2413—Classification techniques relating to the classification model, e.g. parametric or non-parametric approaches based on distances to training or reference patterns
    • G06F18/24133—Distances to prototypes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06V10/761—Proximity, similarity or dissimilarity measures
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/764—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning using classification, e.g. of video objects
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D11/00—Devices accepting coins; Devices accepting, dispensing, sorting or counting valuable papers
    • G07D11/50—Sorting or counting valuable papers
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    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/08—Acoustic waves
    • G—PHYSICS
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    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation

Definitions

  • the invention relates to a method for the determination of classification parameters or adaptation parameters for the classification of banknotes, in which properties of a banknote to be classified are determined and based on the determined properties of the banknote by means of the classification parameters a class of several possible classes be - is true.
  • the invention further relates to a device for carrying out the method, a computer program for carrying out the method and a data carrier with the computer program.
  • banknotes Although the present invention is in principle applicable without restriction to any type of sheet-like value documents, a particular focus of the present invention is on banknotes, so that in the following, for the sake of simplicity, the term “banknotes” is generally used instead of the general term “value documents”. without being understood in a limiting sense.
  • Classification methods are used in particular in the recognition and subsequent sorting of banknotes in banknote processing devices.
  • physical variables of the banknote to be classified are first measured and from this a large number of properties (also called properties) of the banknote are derived.
  • properties also called properties
  • a class is then determined with the aid of classification or adaptation parameters, ie selected from several possible classes, and the banknote is assigned to this class.
  • the banknote can then be issued in an output compartment provided for the corresponding class.
  • a digital image of a banknote or a region thereof is taken by means of a suitable imaging sensor unit, for example a CCD or CMOS sensor.
  • Such a digital banknote image consists of individual pixels ("pixels") with associated pixel or intensity values, wherein the pixels of colored images are generally assigned three pixel values.
  • This banknote image is fed in electronic form to a control and evaluation device of the banknote processing apparatus and can be used by it in addition to other measured properties of the banknote for the classification of the banknote.
  • an optical or physical property of the banknote is determined quantitatively on the basis of the digital image of the banknote or a part thereof by means of the control and evaluation device of the banknote processing device, for example an averaged intensity value in a specific area of the banknote image, and with an associated parameter, eg a Threshold, compared to a given set of classification parameters.
  • digital banknote images are well-suited for determining a variety of banknote properties, such as determining the denomination of a banknote, certain properties can be determined only to a very limited extent by means of a digital image of a banknote. Therefore, for example, a thickness sensor in the form of an ultrasonic sensor is usually used to detect adhesive strips on a banknote. It is desirable to detect and, if necessary, sort out taped banknotes, since banknotes provided with adhesive strips can easily lead to congestion in cash dispensers.
  • a banknote processing apparatus can be used to process banknotes, ie in particular to classify, count and sort banknotes
  • a set of classification parameters must be created for the banknotes to be processed and stored, for example, in the control and evaluation apparatus of the banknote processing apparatus.
  • This process is also known to the person skilled in the art as an adaptation of a banknote processing device.
  • the art in adaptation is to select the classification or adaptation parameters such that, for as many banknotes as possible, the class determined by the control and evaluation unit is equal to the "actual" class of a banknote.
  • the classification or adaptation parameters determine the distribution of the banknotes over the classes defined by the classification parameters.
  • the object of the present invention is to provide an improved method and a corresponding apparatus for determining classification parameters for the classification of bank accounts. in particular in a banknote processing device with a sensor unit for the detection of banknotes with adhesive strips.
  • the inventive method for determining a set of classification parameters or adaptation parameters for the classification of banknotes into different classes by means of a banknote processing device comprises the following steps.
  • Determining a set of classification parameters Determining the distribution of the plurality of reference banknotes on the different classes based on the measurement data of the reference banknotes and the set of classification parameters.
  • a distance measure used which must be minimized.
  • the measurement data recorded by the sensor device of the banknote processing device for a plurality of reference banknotes preferably contains optical measurement data, in particular image data, of the reference banknotes recorded by means of an optical sensor unit of the sensor device, as well as measurement data recorded by means of an ultrasound sensor unit of the sensor device.
  • the reference banknotes provided with an adhesive strip are configured such that these reference banknotes contain additional information for determining a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasound sensor unit, which can be determined by means of the optical sensor unit and for determining the classification parameter relating to the measurement data of the ultrasound sensor unit can be used.
  • the adhesive strips are colored in the reference banknotes with an adhesive strip, preferably with a color stands out from the colors that the background of the reference bank note has in the vicinity of the colored adhesive strip, so that, for example, a respective adhesive strip surface can easily be determined by means of the measurement data acquired by the optical sensor unit.
  • the adhesive strips on the reference banknotes can be colored, the adhesive strips occupying different areas on the reference banknotes and having different colors, so that there is a clear association between the area and the color of an adhesive strip which is used for this purpose to derive its surface due to the color of an adhesive tape.
  • the reference banknotes with an adhesive strip have the additional information for the determination of one of the measurement data of the ultrasound sensor unit
  • Classification parameters which can be determined by means of the optical sensor unit and used to determine the classification parameter relating to the measurement data of the ultrasonic sensor unit, in the form of a numerical sequence, a nominal value, a graphic motif, a bar code or the like.
  • the additional information for determining a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasonic sensor unit which can be determined by the optical sensor unit and used to determine the classification parameter relating to the measurement data of the ultrasonic sensor unit, instead of the area information or in addition to this more information about one Adhesive strips, such as the position, thickness, extent and / or shape of an adhesive strip on a reference banknote.
  • the classification parameters determined according to the method described above can be used advantageously in a method for classifying banknotes, comprising the following further steps: determining at least one quantitative property of a banknote to be classified; and classifying the banknote to be classified on the basis of the quantitative property of the banknote to be classified and the classification parameters.
  • the possible classes from which one is to be selected are, for example, the denominations of the different banknotes. Possible classes can then be provided for example for 5, 10, 20, 50, 00, 200 and 500 euro bills.
  • the determination of a class may also be additional in terms of authenticity and / or fitness, i. H. the suitability of the banknote for reuse, this classification also being able to depend on whether a banknote has an adhesive strip or not.
  • the individual possible classes then additionally reflect, for example, different authenticity or fitness levels of the value documents to be classified, such as "genuine”, “marketable”, “to be destroyed” and the like.
  • a control and evaluation device can in principle ell as any analog, mixed analog-digital or purely digital circuit designed. It is also possible that this alone comprises a so-called "field programmable gate array" (FPG A), which has the advantage that corresponding components can be adapted solely by pre-programming for the method to be carried out, but during implementation how to work a digital circuit. In this way, the production costs can be kept low for small batches.
  • FPG A field programmable gate array
  • the control and evaluation device preferably has at least one processor and a memory in which a computer program executable with the processor according to the invention for carrying out the method according to the invention is stored.
  • processor in the context of the invention, any processor, such as a microcontroller or a general purpose processor or a digital signal processor, or a combination with a general purpose processor and / or a signal processor and / or a microcontroller and / or a FPGA understood.
  • a computer program for carrying out the method according to the invention can be stored in particular in the memory of the control and evaluation device.
  • the data medium carriers are, in particular, optical data carriers such as, for example, CD or DVD, magneto-optical data carriers, magnetic data carriers, such as For example, hard disks and semiconductor memory, such as EEPROMs or flash memory into consideration, the content of which can be accessed by a corresponding device of a computer.
  • the control and evaluation device is connected to an external computer with a display unit according to a preferred embodiment.
  • the external computer implements a graphical user interface that is known to interact with the user.
  • the external computer may also be connected to an external database for storing data, in particular measurement data. In other embodiments, the external computer and / or the external database may be integrated into the control and evaluation device.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a bank note processing apparatus, a flowchart illustrating the steps of a method for adapting and classifying bank notes according to a preferred embodiment of the invention
  • 3 shows a schematic illustration of an exemplary reference banknote of a plurality of reference banknotes for carrying out an adaptation with the banknote processing device of FIG. 1
  • FIG. 4 shows the signal value measured by means of an ultrasound sensor unit for determining the thickness of the reference banknote of FIG. 3 as a function of the position along the reference banknote ,
  • FIG. 1 shows a device 10 for determining a set of classification or adaptation parameters and for classifying and correspondingly processing banknotes, in short, a banknote processing device 10.
  • the device 10 has an input pocket 14 for the input of banknotes 12 to be classified a stack and a separating device 16 known to the person skilled in the art, which can access the banknotes 12 in the input compartment 14 and supply them to a transport system 18 with a diverter 20. Downstream of the switching device 20 along a first branch of the transport system 18 there are a plurality of output compartments 22a-c, which in turn in each case a switch device (not shown) is connected upstream to direct a banknote 12 in one of the output compartments 22a-c.
  • the apparatus 10 has a reject bin 24 along a second branch of the rejected bank transport system 18.
  • a banknote processing apparatus may also have more or fewer output compartments, for example one output compartment each for the denominations occurring in a currency.
  • a banknote 12 to be classified passes through the separation input. direction 16 and in front of the switch device 20, the field of view of a sensor device 26, which serves to detect physical characteristics isolated banknotes supplied 12 and to form corresponding sensor signals or measurement data.
  • a control and evaluation device 30 is in particular connected to the sensor device 26, the switch device 20 and the switch devices, which are connected upstream of the output compartments 22a-c via data and / or signal connections, as indicated in Figure 1 by double arrows, and is used for evaluating the sensor signals or measurement data of the sensor device 26 and for controlling, for example, the switch device 20 and the switch devices upstream of the output sections as a function of the results of the evaluation of the sensor signals.
  • the sensor device 26 preferably comprises an optical sensor unit 26a for detecting optical properties and a sensor unit 26b for determining the local thickness of a banknote, preferably an ultrasonic sensor unit 26b, which is particularly suitable for banknote defects such as adhesive strips, cracks, dog-ears and the like detect.
  • the optical sensor unit 26a comprises at least one imaging optical sensor which, in combination with an optical device 28a known to the person skilled in the art, for example a lens arrangement, serves for detecting optical properties of isolated banknotes 12 and for forming corresponding sensor signals or measurement data.
  • the optical sensor unit 26a is configured to produce a digital image of at least a portion of a banknote 12, preferably the entire banknote 12, by means of optical radiation remitted from and / or passing through the banknote 12 (Transmission).
  • the device 10 further comprises at least one suitably designed and relative to the banknote 12 and the optical sensor unit 26a suitably arranged light source (not shown).
  • the imaging optical sensor is preferably a CCD or CMOS sensor, which preferably produces a digital image of the entire banknote 12, which consists of individual pixels or pixels with associated pixel or intensity values.
  • each pixel typically has more than one pixel or color coordinate value.
  • the optical sensor unit 26a can be designed so that an image is acquired simultaneously for the entire banknote 12.
  • one sensor line of the optical sensor unit 26a to capture line by line image data of a banknote 12 moved past the sensor line and to combine the image data thus acquired into a digital image of the banknote 12.
  • the image data for a pixel comprise the pixel value or, in the case of colored images, the pixel or color coordinate values (for example in the CIE-XYZ color space) and the location or the position of the pixel on the banknote.
  • a suitable color detection device which can be used as the optical sensor unit 26a in the bank note processing device 10 according to the invention is described, for example, in the international patent application WO 2006/018283.
  • pixel or color coordinate values can be generated in any manner.
  • the color coordinate values can be obtained either directly or after transformation of other acquired image data by using suitable sensor or detection units.
  • any color spaces can be used.
  • color spaces with three dimensions are used, but it is also possible to use even higher-dimensional color spaces.
  • a color space specific to the optical sensor device 26a used for imaging may also be used.
  • the color space used can be, for example, the RGB or the HSI color space.
  • a device-independently defined color space is used as the color space.
  • the sensor device 26 comprises, in addition to the optical sensor unit 26a, a sensor unit 26b for determining the local thickness of a banknote as a function of the position along the banknote, which is preferably configured as an ultrasound sensor unit 26b and is particularly suitable for detecting banknotes with adhesive strips ,
  • the ultrasonic sensor unit 26b preferably comprises a device 28b for generating an ultrasonic pulse, by means of which the local thickness of a banknote as a function of the position along the banknote can be determined.
  • the ultrasonic sensor unit 26b further comprises a corresponding unit, which detects the ultrasonic pulse transmitted and / or reflected by the banknote and generates a corresponding signal.
  • a corresponding unit which detects the ultrasonic pulse transmitted and / or reflected by the banknote and generates a corresponding signal.
  • the device 10 may also have further sensor units, such as optical sensors operating in other wavelength ranges (eg infrared), sensors for determining magnetic and / or other physical properties, and the like, the part of the sensor device 26 or each may be formed as a separate component.
  • optical sensors operating in other wavelength ranges (eg infrared)
  • sensors for determining magnetic and / or other physical properties e.g infrared
  • the part of the sensor device 26 or each may be formed as a separate component.
  • At least one quantitative banknote characteristic is determined by the control and evaluation device 30.
  • a plurality of these properties or properties are determined and, if appropriate, suitably linked to one another, for example by means of linear combinations of properties.
  • the authenticity of the banknotes is checked by means of the signals or measured data of the optical sensor unit 26a and the ultrasonic sensor unit 26b of the sensor device 26 and possibly further sensor units of the sensor device 26.
  • control and evaluation device 30 has, in addition to corresponding interfaces for the sensor device 26, a processor 32 and a memory 34 connected to the processor 32 in which at least one computer program 36 is stored with program code, in the execution of which the processor 32 sensor signals or measurement data, in particular for determining a class of a banknote to be classified, evaluates and controls the device 10 and its components accordingly.
  • the control and evaluation device 30, more precisely the processor 32 therein is designed, after the quantitative determination of at least one property of a banknote 12 to be classified, to check into which class of a plurality of different classes the banknote 12 to be classified falls for example, by checking whether the quantified property falls within the tolerance range of a classification parameter of a class that is part of a set of classification parameters. If, in this case, a quantitatively determined property of a banknote to be classified falls within the tolerance range of a classification parameter, then the control and evaluation device 30 assigns the banknote to the class which is defined by this classification parameter.
  • the control and evaluation device 30 controls the control and evaluation device 30, in particular the processor 32 therein the transport system 18, the switch device 20 and the output compartments 22a-c upstream switching devices so that the checked banknote according to their determined class for storage in a the output trays 22a-c or for re-manual check or for sorting in the reject tray 24 is transported.
  • control and evaluation unit 30 of the banknote processing device 10 is configured to perform the method described below in FIG. 2 with reference to a flowchart for the determination of classification parameters or adaptation parameters and for the classification of banknotes.
  • This method or parts thereof consisting of an adaptation and a classification are preferably carried out by means of the computer program 36, which is stored in the memory 34 of the control and evaluation unit 30 and accesses its processor 32.
  • the method shown in FIG. 2 or parts thereof may be performed on an external computer 38 connected to the control and evaluation unit 30, which in turn may be connected to a database 40 for storing large amounts of data.
  • a multiplicity of reference banknotes are processed by means of the banknote processing device 10 and measurement data is acquired by the sensor device 26 and sent to the control and evaluation unit 30 by means of corresponding sensor signals transfer.
  • a digital optical image of a banknote is detected by the optical sensor unit 26a of the sensor device 26, and the progression of the local thickness of the banknote as a function of the position on the banknote in the form of an "ultrasound image" is detected by the ultrasound sensor unit 26b.
  • the reference banknotes are preferably provided with an adhesive strip.
  • step S2 of FIG. 2 which may be, for example, a first approximation of an optimum set of classification parameters determined in a previous adaptation of the device 10
  • step S3 of FIG. 2 determines how the reference banknotes are distributed over the classes defined by the first set of classification parameters on the basis of their measurement data determined in step S1. In this case, the determination of the distribution, for example, by the tax and evaluation device 30 or the external computer 38 are made.
  • the reference banknotes are selected so that their properties are known, it is also known to which class a respective reference banknote belongs or should belong. This known affiliation of the reference banknotes to the different classes defines the optimal distribution of the reference banknotes across the different classes.
  • the distribution of the reference banknotes determined by the measurement data in step S3 of FIG. 2 over the classes defined by the first set of classification parameters, which is also referred to below as simulated distribution of the reference banknotes is determined by the optimal distribution of the reference banknotes over the differ in different classes. Whether this is the case is checked in step S4 of FIG.
  • the simulated distribution is compared with the optimal distribution of the reference banknotes over the different classes in step S4 of Figure 2 by defining a distance measure between the simulated distribution and the optimal distribution of the reference banknotes across the different classes.
  • a simple distance measure may be defined by considering a particular property that enters the distribution of reference banknotes (e.g.
  • the bill handling apparatus 10 includes an ultrasonic sensor unit 26b adjacent to the optical sensor unit 26a, the following pitch measures may be used, for example: - F measured ⁇
  • D stands for the "distance”
  • Fabsohu for the actual area of an adhesive strip
  • FMSessen for the measured area of the adhesive strip on a reference banknote and the sum is formed over all reference banknotes.
  • a multiplicity of further distance dimensions are conceivable, into which further measured and actual properties of the reference banknotes can flow.
  • a distance measure has been calculated, it can be determined in step S5 of FIG. 2 whether the distance calculated for a given distance measure Distance is less than a defined threshold.
  • step S6 of FIG. 2 the set of classification parameters is adjusted so that this discrepancy is reduced.
  • the distance defined by a suitable distance measure, between the simulated and the actual distribution of the reference banknotes over the different classes as a function of the classification parameters must be optimized, ie minimized.
  • an optimization method for nonlinear optimization is used, such as a downhill simplex method with or without step size control, a simulated annealing method, or the like.
  • an evolutionary optimization algorithm is also possible.
  • the "genetic material” of the individuals consists of the classification parameters, whereby the individuals are subject to recombination (exchange of parts of the "genetic material"), mutation (minor changes) and selection (evaluation of the quality, distance measure).
  • the above-described optimization problem for acceleration can be divided into subproblems.
  • the classification parameters for the detection of cracks and / or holes are largely independent of the classification parameters for the detection of adhesive strips.
  • the respective groups of classification parameters can therefore preferably be optimized separately from each other.
  • the optimization or minimization of the distance, defined by a suitable distance measure, between the simulated and actual distribution of the reference banknotes over the different classes as a function of the classification parameters incorporates the expert knowledge gained in earlier adaptations.
  • This expert knowledge is preferably stored and maintained as a knowledge database in the form of decision rules, for example in the control and evaluation device 30 or the external computer 38 or the associated database 40.
  • This knowledge database makes it possible, in step S6 of FIG. 2, to pre-select from the various conceivable changes in the classification parameters even before the simulated distribution of the reference database is recreated. 2 to meet about the different classes in step S3 of Figure 2 and thus to speed up the optimization process.
  • step S5 of Figure 2 In the event that no or only an acceptable discrepancy between the simulated and the actual distribution of the reference banknotes on the different classes is determined in step S5 of Figure 2, for example, as described above, by means of a suitable distance measure, that is for the preparation of simulated distribution of the reference banknotes over the different classes used in step S3 of Figure 2 and possibly adjusted before in step S6 of Figure 2 appropriate set to be used for the classification of banknotes to be processed with the banknote processing apparatus 10, in the steps S7 and S8 of Figure 2 is done.
  • the measurement data of a plurality of banknotes to be classified are recorded with the optical sensor unit 26a and the ultrasonic sensor unit 26b in step S7 of FIG. On the basis of these respective measurement data, in step S8 of FIG.
  • a respective banknote to be classified is assigned to a class defined by the optimized set of classification parameters and fed to one of the output bins 22a-c or the reject bin 24 of the banknote processing device 10 according to this allocation.
  • this allocation is preferably made by the control and evaluation device 30 of the banknote processing apparatus 10.
  • the steps S 1 to S 6 illustrated in FIG. 2 form a method for determining an optimized set of classification or adaptation parameters (identified as part "A" in FIG. 2) as part of a separate adaptation process and shown in FIG 2, steps S7 and S8 show a method of classifying, in the "actual" operation of the banknote processing apparatus 10 Banknotes by means of this optimized set of classification or adaptation parameters (marked as part "B" in FIG. 2).
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary reference banknote 100 of a set of reference banknotes that can be used to carry out the method described above in connection with FIG. 2 for determining an optimized set of classification parameters.
  • Exemplary reference banknote 100 includes, by way of example, a motif 102, a serial number 104 and the nominal value 106 of reference banknote 100, which can be recorded well with optical sensor unit 26. Also located on the reference banknote 100 is a first adhesive strip 110 and a second adhesive strip 112.
  • the measurement spot defined by an element of the sensor line of the ultrasound sensor unit 26b moves parallel to the direction of movement of the reference banknote 100 along the reference banknote 100 and thereby defines an exemplary measurement lane 108.
  • the measurement lane 108 along this exemplary measurement lane 108 an element of the sensor line of the ultrasonic sensor unit 26b measured signal value or intensity profile is shown schematically in Figure 4.
  • the entire sensor line of the ultrasonic sensor unit 26b provides a plurality of such intensity traces that can be combined to form an "ultrasound image" of the bill 100 that provides information about the local thickness of the bill 100 as a function of position on the bill 100 ,
  • the exemplary measuring track 108 in the exemplary reference banknote 100 particularly detects the motif 102, the first adhesive strip 110 and the second adhesive strip 112.
  • the features are reflected in corresponding features in the intensity curve shown in FIG. 4, namely in intensity peaks of different intensity at the positions x1, x2 and x3.
  • FIG. 4 also shows three different intensity threshold values y1, y2 and y3. It is conceivable that these three different intensity threshold values y1, y2 and y3 are used as classification parameters in the method for determining a set of classification parameters described above in connection with FIG. 2 or at least incorporated into such a classification parameter. For example, the three different intensity thresholds y1, y2, and y3 could be used to determine whether a banknote has or does not have an adhesive strip and / or to determine the size of an adhesive strip on a banknote. The person skilled in the art will recognize that in the exemplary intensity profile illustrated in FIG.
  • the control and evaluation device 30 would arrive at the result that the reference banknote 100 has three, two or only has an adhesive strip. Likewise, depending on the choice of the intensity threshold or classification parameter (y1, y2 or y3), the control and evaluation device 30 would have different results regarding the size or area of the adhesive strips present on the reference banknote 100.
  • a preferred embodiment of the present invention is based on the further consideration of configuring the reference banknotes used in the method for determining classification parameters in such a way that they contain additional information for determining a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasound sensor unit 26b, which by means of the optical sensor unit 26a can be determined and used to determine a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasonic sensor unit 26b.
  • this additional information for determining a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasound sensor unit 26b can be contained in the reference banknotes in that the usually transparent adhesive strips are colored, preferably with a color which stands out from the color (s) has the background of the reference banknote in the vicinity of the colored adhesive strip.
  • the area occupied by a respective adhesive strip on a reference banknote can be determined by the control and evaluation device 30 without difficulty on the basis of the measurement data acquired by means of the optical sensor unit 26a.
  • a corresponding classification parameter is then selected so that the areas of the adhesive strips determined by means of the measurement data of the optical sensor unit 26a fit as well as possible to the surfaces of the adhesive strips determined by the measurement data of the ultrasonic sensor unit 26b.
  • the areas of the adhesive strips determined by means of the measurement data of the optical sensor unit 26a could be used to select the intensity threshold value in such a way that based on the measurement data of the ultrasound sensors. Sorica 26b corresponding areas for the adhesive strip at the position x2 and the adhesive strip are determined at the position x3.
  • the reference banknotes are configured in such a way that the additional information for determining a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasound sensor unit 26b is contained in the reference banknotes in a different manner so that it determines by means of the optical sensor unit 26a and can be used to determine a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasonic sensor unit 26b.
  • the adhesive strips on the reference banknotes may in turn be colored, the adhesive strips occupying different areas on the reference banknotes and having different colors, as indicated in FIG. 3 by the different patterns of the adhesive strips 110 and 112, so that between the surface and the color of an adhesive strip is a unique assignment.
  • information can be stored, for example, in the control and evaluation device 30, which color corresponds to which surface of an adhesive strip.
  • a blue adhesive strip covers an area of 10% of the area of the reference banknote, a red adhesive strip an area of 5% of the area of the reference banknote and a green adhesive strip an area of 2% of the area of the reference banknote having.
  • control and evaluation device 30 having determined the color of an adhesive strip, knows its area and, on the basis of this information, as described above, can select a corresponding classification parameter such that the areas of the adhesive strips determined by the measurement data of the optical sensor unit 26a are fit as well as possible to the surfaces of the adhesive strips determined by the measurement data of the ultrasonic sensor unit 26b.
  • this information in the form of a number sequence (eg, the serial number 104 shown in Figure 3), a nominal value (eg, the nominal value 106 shown in Figure 3), a graphic motif (eg, the in FIG 3 illustrated motif 102), a barcode or the like and can be extracted from the measured data of the optical sensor unit 26a.
  • a number sequence eg, the serial number 104 shown in Figure 3
  • a nominal value eg, the nominal value 106 shown in Figure 3
  • a graphic motif eg, the in FIG 3 illustrated motif 102
  • the additional information for determining a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasonic sensor unit 26b which are deposited on the reference banknotes such that they can be determined by the optical sensor unit 26a and used to determine a classification parameter relating to the measurement data of the ultrasonic sensor unit 26b instead of the area information or in addition to this information about an adhesive strip, such as the position, thickness, extent and / or shape of an adhesive strip on a Referenzbankno- te.
  • control and evaluation unit 30 of the banknote processing device 10 is preferably connected to an external computer 38 connected to a display unit in the form of a screen.
  • a graphical user interface is preferably implemented, by means of which a user can perform, for example, the method described above for determining a set of classification parameters and, if necessary, intervene. It is conceivable, for example, for the graphical user interface to be configured such that a user can readjust classification parameters by means of the graphical user interface.
  • the external computer 38 may also be connected to an external database 40 for storing large amounts of data, in particular image data. In other embodiments, it is also conceivable that the external computer 38 and / or the external database 40 are part of the control and evaluation device 30.

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Abstract

Ein Verfahren zur Bestimmung eines Satzes von Klassifizierungsparametern bzw. Adaptionsparametern für die Klassifizierung von Banknoten in unterschiedliche Klassen mittels einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung wird vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte. Das Aufnehmen von Messdaten für eine Vielzahl von Referenzbanknoten mit bekannten Eigenschaften mittels einer Sensoreinrichtung der Banknotenbearbeitungsvorrichtung, wobei wenigstens einige der Referenzbanknoten mit einem Klebestreifen versehen sind. Das Bestimmen eines Satzes von Klassifizierungsparametern. Das Ermitteln der Verteilung der Vielzahl von Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des Satzes von Klassifizierungsparametern. Das Vergleichen der für die Vielzahl von Referenzbanknoten bestimmten Verteilung über die unterschiedlichen Klassen mit der aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittelten optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen. Für den Fall, dass die beiden Verteilungen voneinander abweichen, das Anpassen des Satzes von Klassifizierungsparametern, so lange bis die anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des geänderten Satzes von Klassifizierungsparametern bestimmte Verteilung der Vielzahl von Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen und die aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittelte optimale Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen nicht mehr voneinander abweichen oder die Abweichung zwischen diesen Verteilungen akzeptabel ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von
Klassifizierungsparametern für die Klassifizierung von Banknoten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Klassifizierungsparametern bzw. Adaptionsparametern für die Klassifizierung von Banknoten, bei der Eigenschaften einer zu klassifizierenden Banknote ermittelt werden und anhand der ermittelten Eigenschaften der Banknote mittels der Klassifizierungsparameter eine Klasse aus mehreren möglichen Klassen be- stimmt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie einen Datenträger mit dem Computerprogramm.
Obgleich die vorliegende Erfindung prinzipiell uneingeschränkt für jede Art von blattgutartigen Wertdokumenten verwendbar ist, liegt ein besonderes Augenmerk der vorliegenden Erfindung auf Banknoten, so dass im Nachfolgenden der Einfachheit halber anstatt des allgemeinen Begriffs "Wertdokumente" in der Regel der Begriff "Banknoten" verwendet wird, ohne dass dies in einschränkender Weise zu verstehen ist.
Klassifizierungsverfahren werden insbesondere bei der Erkennung und anschließenden Sortierung von Banknoten in Banknotenbearbeitungsvorrichtungen eingesetzt. Hierbei werden zunächst physikalische Größen der zu klassifizierenden Banknote gemessen und daraus wird eine Vielzahl von Ei- genschaften (auch Properties genannt) der Banknote abgeleitet. Anhand der abgeleiteten Eigenschaften wird dann mit Hilfe von Klassifizierungs- bzw. Adaptionsparametern eine Klasse ermittelt, d. h. aus mehreren möglichen Klassen ausgewählt, und die Banknote wird dieser Klasse zugeordnet. In einem anschließenden Sortiervorgang kann die Banknote dann in ein für die entsprechende Klasse vorgesehenes Ausgabefach ausgegeben werden. Oftmals wird bei derartigen Banknotenbearbeitungsvorrichtungen mittels einer geeigneten bildgebenden Sensoreinheit, beispielsweise einem CCD- oder CMOS-Sensor, ein digitales Bild einer Banknote oder eines Bereichs davon aufgenommen. Ein solches digitales Banknotenbild besteht aus einzelnen Bildpunkten ("Pixels") mit zugehörigen Pixel- bzw. Intensitätswerten, wobei den Pixeln von farbigen Bildern in der Regel drei Pixelwerte zugeordnet sind. Dieses Banknotenbild wird in elektronischer Form einer Steuer- und Auswerteeinrichtung der Banknotenbearbeitungsvorrichtung zugeführt und kann von dieser neben anderen gemessenen Eigenschaften der Banknote für die Klassifizierung der Banknote verwendet werden. Hierzu wird anhand des digitalen Bilds der Banknote oder eines Teils davon mittels der Steuer- und Auswerteeinrichtung der Banknotenbearbeitungsvorrichtung quantitativ eine optische bzw. physikalische Eigenschaft der Banknote bestimmt, beispielsweise ein gemittelter Intensitätswert in einem bestimmten Bereich des Banknotenbilds, und mit einem dazugehörigen Parameter, z.B. einem Schwellenwert, eines vorgegebenen Satzes von Klassifizierungsparametern verglichen.
Obgleich digitale Banknotenbilder gut für die Bestimmung einer Vielzahl von Eigenschaften bzw. Properties von Banknoten geeignet sind, z.B. die Bestimmung des Nennwerts einer Banknote, lassen sich bestimmte Eigenschaften nur sehr eingeschränkt mittels eines digitalen Bildes einer Banknote bestimmen. Daher wird beispielsweise zur Detektion von Klebestreifen auf einer Banknote in der Regel ein Dickensensor in Form eines Ultraschallsensors verwendet. Das Detektieren und ggf. Aussortieren von mit Klebestreifen versehenen Banknoten ist wünschenswert, da mit Klebestreifen versehene Banknoten leicht zu Staus in Geldausgabeautomaten führen können. Bevor jedoch eine Banknotenbearbeitungsvorrichtung dazu verwendet werden kann, Banknoten zu bearbeiten, d.h. Banknoten insbesondere zu klassifizieren, zu zählen und zu sortieren, muss für die zu bearbeitenden Banknoten ein Satz von Klassifizierungsparametern erstellt werden und beispielsweise in der Steuer- und Auswerteeinrichtung der Banknotenbearbeitungsvorrichtung hinterlegt werden. Dieser Vorgang ist dem Fachmann auch als Adaption einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung bekannt. Letztendlich besteht die Kunst bei der Adaption darin, die Klassifizierungs- bzw. Adaptionsparameter so zu wählen, dass für möglichst viele Banknoten die durch die Steuer- und Auswerteeinheit bestimmte Klasse gleich der "tatsächlichen" Klasse einer Banknote ist. Mit anderen Worten: die Klassifizierungs- bzw. Adaptionsparameter bestimmen die Verteilung der Banknoten über die durch die Klassifizierungsparameter definierten Klassen. In der Praxis hat sich gezeigt, dass insbesondere die Adaption eines Ultraschallsensors einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung zur Detektion von Banknoten mit Klebestreifen oftmals sehr aufwändig ist, so dass diese in der Regel per Hand von einem Experten vorgenommen werden muss. Dieser wird aufgrund der Größe und der Multidimensionalität des durch die Klassifizierungsparameter definierten Parameterraums dabei auf sein Spezial- wissen und seinen Erfahrungsschatz zurückgreifen müssen, um zu erkennen, welchen Einfluss die Änderung eines oder mehrerer Klassifizierungsparameter auf die Verteilung der Banknoten über die unterschiedlichen Klassen hat.
Vor diesem Hintergrund stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Bestimmung von Klassifizierungsparametern für die Klassifizierung von Bank- noten bereitzustellen, insbesondere bei einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung mit einer Sensoreinheit zur Detektion von Banknoten mit Klebestreifen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß An- spruch 1 gelöst. Eine entsprechende Vorrichtung zum Klassifizieren von
Banknoten, bei der ein solches Verfahren eingesetzt wird, ist Gegenstand des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines Satzes von Klassifizierungsparametern bzw. Adaptionsparametern für die Klassifizierung von Banknoten in unterschiedliche Klassen mittels einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung umfasst die folgenden Schritte. Das Aufnehmen von Messdaten für eine Vielzahl von Referenzbanknoten mit bekannten Eigen- schaffen mittels einer Sensoreinrichtung der Banknotenbearbeitungsvorrichtung, wobei wenigstens einige der Referenzbanknoten mit einem Klebestreifen versehen sind. Das Bestimmen eines Satzes von Klassifizierungsparametern. Das Ermitteln der Verteilung der Vielzahl von Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des Satzes von Klassifizierungsparametern. Das Vergleichen der für die Vielzahl von Referenzbanknoten bestimmten Verteilung über die unterschiedlichen Klassen mit der aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittelten optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen. Für den Fall, dass die beiden Ver- teilungen voneinander abweichen, das Anpassen des Satzes von Klassifizierungsparametern, so lange bis die anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des geänderten Satzes von Klassifizierungsparametern bestimmte Verteilung der Vielzahl von Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen und die aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Refe- renzbanknoten ermittelte optimale Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen nicht mehr voneinander abweichen oder die Abweichung zwischen diesen Verteilungen akzeptabel ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Bestimmung der Abweichung zwischen der anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des Satzes von Klassifizierungsparametern bestimmten Verteilung der Vielzahl von Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen und der aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittel- ten optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen ein Abstandsmaß verwendet, das minimiert werden muss.
Vorzugsweise enthalten die von der Sensoreinrichtung der Banknotenbearbeitungsvorrichtung für eine Vielzahl von Referenzbanknoten aufgenom- menen Messdaten sowohl mittels einer optischen Sensor einheit der Sensoreinrichtung aufgenommene optische Messdaten, insbesondere Bilddaten, der Referenzbanknoten als auch mittels einer Ultraschallsensoreinheit der Sensoreinrichtung aufgenommene Messdaten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die mit einem Klebestreifen versehenen Referenzbanknoten derart ausgestaltet, dass diese Referenzbanknoten zusätzliche Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betreffenden Klassifizierungsparameters enthalten, die mittels der optischen Sensoreinheit ermittelt werden können und zur Bestimmung des die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können.
Vorzugsweise sind bei den Referenzbanknoten mit einem Klebestreifen die Klebestreifen farbig ausgestaltet, und zwar vorzugsweise mit einer Farbe die sich von der bzw. den Farben abhebt, die der Hintergrund der Referenzbanknote in der Umgebung des farbigen Klebestreifens aufweist, so dass beispielsweise eine jeweilige Klebestreifenfläche ohne weiteres mittels den von der optischen Sensoreinheit erfassten Messdaten bestimmt werden kann.
Alternativ ist es denkbar, dass die Klebestreifen auf den Referenzbanknoten farbig ausgestaltet sind, wobei die Klebestreifen unterschiedliche Flächen auf den Referenzbanknoten einnehmen und unterschiedliche Farben aufweisen, so dass zwischen der Fläche und der Farbe eines Klebestreifens eine eindeu- tige Zuordnung besteht, die dazu verwendet wird, aufgrund der Farbe eines Klebstreifens dessen Fläche abzuleiten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Referenz- banknoten mit einem Klebestreifen die zusätzlichen Informationen zur Be- Stimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betreffenden
Klassifizierungsparameters, die mittels der optischen Sensoreinheit ermittelt werden können und zur Bestimmung des die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können, in Form einer Ziffernfolge, eines Nennwerts, eines graphischen Motivs, eines Barcodes oder dergleichen auf.
Vorzugsweise enthalten die zusätzlichen Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betreffenden Klassifizierungsparameters, die derart auf den Referenzbanknoten hinterlegt sind, dass diese mittels der optischen Sensoreinheit ermittelt werden können und zur Bestimmung des die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können, anstatt der Flächeninformationen oder zusätzlich zu diesen weitere Informationen über einen Klebestreifen, wie beispielsweise die Position, Dicke, Ausdehnung und/ oder Form eines Klebestreifens auf einer Referenzbanknote.
Die gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmten Klassifi- zierungsparameter können vorteilhaft bei einem Verfahren zum Klassifizieren von Banknoten eingesetzt werden, das die folgenden weiteren Schritte umfasst: das Bestimmen wenigstens einer quantitativen Eigenschaft einer zu klassifizierenden Banknote; und das Klassifizieren der zu klassifizierenden Banknote auf der Grundlage der quantitativen Eigenschaft der zu klassifizie- renden Banknote und der Klassifizierungsparameter.
Bei den möglichen Klassen, aus welchen eine ausgewählt werden soll, handelt es sich beispielsweise um die Denominationen der verschiedenen Banknoten. Mögliche Klassen können dann beispielsweise für 5, 10, 20, 50, 00, 200 und 500 Euro-Scheine vorgesehen sein.
Im Allgemeinen kann die Ermittlung einer Klasse aber auch zusätzlich im Hinblick auf die Echtheit und/ oder Fitness, d. h. die Tauglichkeit der Banknote für eine Wiederverwendung, erfolgen, wobei diese Klassifizierung auch davon abhängen kann, ob eine Banknote einen Klebestreifen aufweist oder nicht. Die einzelnen möglichen Klassen spiegeln dann zusätzlich beispielsweise unterschiedliche Echtheits- bzw. Fitnessgrade der zu klassifizierenden Wertdokumente wider, wie beispielsweise "echt", "verkehrsfähig", "zu vernichten" und dergleichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mittels einer entsprechenden Vorrichtung zur Klassifizierung von Banknoten vollständig oder zumindest teilweise automatisch durchgeführt werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Steuer- und Auswerteeinrichtung prinzipi- ell als beliebige analoge, gemischt analog-digitale oder rein digitale Schaltung ausgelegt sein. Es ist auch möglich, dass diese allein ein sog. "field pro- grammable gate array" (FPG A) umfasst, was den Vorteil hat, dass entsprechende Bausteine allein durch Vorprogrammierung für das durchzuführen- de Verfahren angepasst werden können, bei der Durchführung jedoch wie eine digitale Schaltung arbeiten. Auf diese Weise können bei Kleinserien die Herstellungskosten gering gehalten werden. Vorzugsweise verfügt die Steuer- und Auswerteeinrichtung jedoch über wenigstens einen Prozessor und einen Speicher, in dem ein mit dem Prozessor ausführbares erfindungsge- mäßes Computerprogramm zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens gespeichert ist. Die Verwendung einer programmierbaren Steuer- und Auswerteeinrichtung hat den Vorteil, dass die Vorrichtung einfach an neue Typen von Banknoten angepasst werden kann. Unter "Prozessor" wird im Rahmen der Erfindung jeglicher Prozessor, beispielsweise ein Mikrocontroller oder ein Mehrzweckprozessor oder ein digitaler Signalprozessor, oder eine Kombination mit einem Mehrzweckprozessor und/ oder einem Signalprozessor und/ oder einem Mikrocontroller und/ oder einem FPGA verstanden.
Die Aufgabe wird daher weiter gelöst durch ein Computerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein solches Computerprogramm kann insbesondere in dem Speicher der Steuer- und Auswerteeinrichtung gespeichert sein.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Datenträger, auf dem ein erfindungsgemäßes Computerprogramm gespeichert ist. Als Datenträgerträger kommen insbesondere optische Datenträger wie beispielsweise CD oder DVD, magneto-optische Datenträger, magnetische Datenträger wie bei- spielsweise Festplatten und Halbleiterspeicher, beispielsweise EEPROMs oder Flashspeicher in Betracht, auf deren Inhalt durch eine entsprechende Einrichtung eines Computers zugegriffen werden kann. Damit ein Benutzer sich die Ergebnisse einer Adaption anzeigen lassen kann und ggf. in den Adaptionsvorgang eingreifen kann, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Steuer- und Auswerteeinrichtung mit einem externen Computer mit einer Anzeigeinheit verbunden. Auf dem externen Computer ist eine graphische Benutzeroberfläche implementiert, die bekann- terweise zur Interaktion mit dem Benutzer dient. Der externe Computer kann ferner mit einer externen Datenbank zur Speicherung von Daten, insbesondere Messdaten verbunden sein. In anderen Ausführungsformen können der externe Computer und/ oder die externe Datenbank in die Steuer- und Auswerteinrichtung integriert sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und Aufgaben der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele und Ausführungsalternativen hervor. Es wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung, ein Ablaufdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens zum Adaptieren und zum Klassifizieren von Banknoten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer exemplarischen Referenzbanknote einer Vielzahl von Referenzbanknoten zur Durchführung einer Adaption mit der Banknotenbearbeitungsvorrichtung von Figur 1, und Fig. 4 der mittels einer Ultraschallsensoreinheit gemessene Signalwert zur Bestimmung der Dicke der Referenzbanknote von Figur 3 als Funktion der Position entlang der Referenzbanknote.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Bestimmung eines Satzes von Klassifi- zierungs- bzw. Adaptionsparametern und zur Klassifizierung und entsprechenden Bearbeitung von Banknoten, kurz eine Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 verfügt über ein Eingabefach 14 für die Eingabe von zu klassifizierenden Banknoten 12 in Form eines Stapels und eine dem Fachmann bekannte Vereinzelungseinrichtung 16, die auf die Bankno- ten 12 in dem Eingabefach 14 zugreifen und diese einem Transportsystem 18 mit einer Weicheneinrichtung 20 zuführen kann. Stromabwärts der Weicheneinrichtung 20 entlang eines ersten Zweigs des Transportsystems 18 befinden sich mehrere Ausgabefächer 22a-c, denen wiederum jeweils eine Weicheneinrichtung (nicht dargestellt) vorgeschaltet ist, um eine Banknote 12 in eines der Ausgabefächer 22a-c zu leiten. Schließlich weist die Vorrichtung 10 entlang eines zweiten Zweigs des Transportsystems 18 für aussortierte Banknoten ein Reject-Fach 24 auf. Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäße Banknotenbearbeitungsvorrichtung anstatt der in Figur 1 dargestellten drei Ausgabefächer 22a-c auch mehr oder weniger Ausgabefächer auf- weisen, beispielsweise je ein Ausgabefach für die bei einer Währung vorkommenden Denominationen.
Entlang eines von dem Transportsystem 18 definierten Transportpfades durchläuft eine zu klassifizierende Banknote 12 nach der Vereinzelungsein- richtung 16 und vor der Weicheneinrichtung 20 das Sichtfeld einer Sensoreinrichtung 26, die zur Erfassung von physikalischen Eigenschaften vereinzelt zugeführter Banknoten 12 und zur Bildung von entsprechenden Sensorsignalen bzw. Messdaten dient.
Eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 ist insbesondere mit der Sensoreinrichtung 26, der Weicheneinrichtung 20 und den Weicheneinrichtungen, die den Ausgabefächern 22a-c vorgeschaltet sind, über Daten- und/ oder Signalverbindungen verbunden, wie dies in Figur 1 durch Doppelpfeile angedeutet ist, und dient zur Auswertung der Sensorsignale bzw. Messdaten der Sensoreinrichtung 26 und zur Ansteuerung beispielsweise der Weicheneinrichtung 20 und der den Ausgabefächern vorgeschalteten Weicheneinrichtungen in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Auswertung der Sensorsignale. Die Sensoreinrichtung 26 umfasst vorzugsweise eine optische Sensoreinheit 26a zur Erfassung von optischen Eigenschaften sowie eine Sensoreinheit 26b zur Bestimmung der lokalen Dicke einer Banknote, vorzugsweise eine Ultraschallsensoreinheit 26b, die insbesondere dazu geeignet ist, Banknotendefekte, wie beispielsweise Klebestreifen, Risse, Eselsohren und dergleichen, zu detektieren.
Die optische Sensoreinheit 26a umfasst wenigstens einen bildgebenden optischen Sensor, der in Kombination mit einer dem Fachmann bekannten optischen Einrichtung 28a, beispielsweise einer Linsenanordnung, zur Erfassung von optischen Eigenschaften vereinzelt zugeführter Banknoten 12 und zur Bildung von entsprechenden Sensorsignalen bzw. Messdaten dient. Vorzugsweise ist die optische Sensoreinheit 26a dazu ausgestaltet, ein digitales Bild zumindest eines Abschnitts einer Banknote 12, vorzugsweise der ganzen Banknote 12 mittels optischer Strahlung zu erstellen, die von der Banknote 12 remittiert (Remission) wird und/ oder durch diese hindurch tritt (Transmission). Hierzu weist die Vorrichtung 10 ferner wenigstens eine geeignet ausgestaltete und relativ zur Banknote 12 und zur optischen Sensoreinheit 26a geeignet angeordnete Lichtquelle (nicht dargestellt) auf. Vorzugsweise handelt es sich bei dem bildgebenden optischen Sensor um einen CCD- oder CMOS-Sensor, der vorzugsweise ein digitales Bild der gesamten Banknote 12 erstellt, das aus einzelnen Pixels bzw. Bildpunkten mit zugehörigen Pixel- bzw. Intensitätswerten besteht. Wie dies dem Fachmann bekannt ist, weist bei einem farbigen Bild einer Banknote 12 jedes Pixel in der Regel mehr als einen Pixel- bzw. Farbkoordinaten wert auf.
Für die Erstellung eines digitalen Bildes einer Banknote 12 beim Transport der Banknote 12 durch das Sichtfeld der optischen Sensoreinheit 26a der Sensoreinrichtung 26 kann die optische Sensoreinheit 26a so ausgestaltet sein, dass ein Bild simultan für die gesamte Banknote 12 erfasst wird. Es ist jedoch ebenso möglich, dass eine Sensorzeile der optischen Sensoreinheit 26a zeilenweise Bilddaten einer an der Sensorzeile vorbeibewegten Banknote 12 erfasst und die so erfassten Bilddaten zu einem digitalen Bild der Banknote 12 zusammengesetzt werden. Die Bilddaten für ein Pixel umfassen den Pixelwert bzw. bei farbigen Bildern die Pixel- bzw. Farbkoordinatenwerte (bei- spielsweise im CIE-XYZ-Farbraum) sowie den Ort bzw. die Lage des Pixels auf der Banknote. Eine geeignete Farberfassungseinrichtung, die als optische Sensoreinheit 26a in der erfindungsgemäßen Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 verwendet werden kann, wird beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO 2006/018283 beschrieben.
Bei farbigen Bildern können Pixel- bzw. Farbkoordinatenwerte in beliebiger Art und Weise erzeugt werden. Beispielsweise können digitale Bilder von Banknoten in mehreren, vorzugsweise in Abhängigkeit von dem verwendeten Farbraum vorgegebenen Spektralbereichen simultan oder nacheinander erfasst werden. Die Farbkoordinatenwerte können dabei entweder durch Verwendung geeigneter Sensor- bzw. Detektionseinheiten unmittelbar oder nach Transformation von anderen erfassten Bilddaten erhalten werden. Prinzipiell können beliebige Farbräume verwendet werden. Vorzugsweise wer- den jedoch Farbräume mit drei Dimensionen verwendet, es ist aber auch die Verwendung noch höherdimensionaler Farbräume möglich. Weiter kann als Farbraum auch ein Farbraum verwendet werden, der spezifisch für die optische Sensoreinrichtung 26a ist, die zur Bildgebung verwendet wird. Insbesondere kann als Farbraum beispielsweise der RGB- oder der HSI-Farbraum verwendet werden. Vorzugsweise wird als Farbraum ein geräteunabhängig definierter Farbraum verwendet. Insbesondere kann als Farbraum beispielsweise ein normierter Farbraum wie der CIE XYZ-Farbraum verwendet werden. Wie vorstehend bereits erwähnt, umfasst die Sensoreinrichtung 26 neben der optischen Sensoreinheit 26a eine Sensoreinheit 26b zur Bestimmung der lokalen Dicke einer Banknote als Funktion der Position entlang der Banknote, die vorzugsweise als Ultraschallsensoreinheit 26b ausgestaltet ist und insbesondere dazu geeignet ist, Banknoten mit Klebestreifen zu detektieren. Wie dies in Figur 1 schematisch dargestellt ist, umfasst die Ultraschallsensoreinheit 26b vorzugsweise eine Einrichtung 28b zur Erzeugung eines Ultraschallimpuls, mittels dem sich die lokale Dicke einer Banknote als Funktion der Position entlang der Banknote bestimmen lässt. Selbstverständlich weist hierzu die Ultraschallsensoreinheit 26b ferner eine entsprechende Einheit auf, die den durch die Banknote transmittierten und/ oder reflektierten Ultraschallimpuls detektiert und ein entsprechendes Signal erzeugt. Dabei ist es wie im Fall der optischen Sensoreinheit 26a möglich, dass eine Sensorzeile der Ultraschallsensoreinheit 26b zeilenweise Messdaten einer an der Sensor- zeile vorbeibewegten Banknote 12 erfasst und die so erfassten Messdaten zu einem "Ultraschallbild" der Banknote 12 zusammengesetzt werden.
Selbstverständlich kann die Vorrichtung 10 neben der optischen Sensorein- heit 26a und der Ultraschallsensoreinheit 26b noch weitere Sensoreinheiten aufweisen, wie beispielsweise optische Sensoren, die in anderen Wellenlängenbereichen (z.B. Infrarot) arbeiten, Sensoren zur Bestimmung von magnetischen und/ oder anderen physikalischen Eigenschaften und dergleichen, die Teil der Sensoreineinrichtung 26 oder jeweils als ein separates Bauteil ausgebildet sein können.
Aus den Sensorsignalen bzw. Messdaten der optischen Sensoreinheit 26a und der Ultraschallsensoreinheit 26b der Sensoreinrichtung 26 und ggf. weiterer Sensoreinheiten der Sensoreinrichtung 26 wird von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 wenigstens eine quantitative Banknoteneigenschaft ermittelt. Vorzugsweise werden mehrere dieser Eigenschaften bzw. Properties ermittelt und ggf., beispielsweise mittels Linearkombinationen von Eigenschaften, miteinander geeignet verknüpft. Weiter wird mittels der Signale bzw. Messdaten der optischen Sensoreinheit 26a und der Ultraschallsen- soreinheit 26b der Sensoreinrichtung 26 und ggf. weiterer Sensoreinheiten der Sensoreinrichtung 26 die Echtheit der Banknoten überprüft.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 verfügt dazu insbesondere neben entsprechenden Schnittstellen für die Sensoreinrichtung 26 über einen Pro- zessor 32 und einen mit dem Prozessor 32 verbundenen Speicher 34, in dem wenigstens ein Computerprogramm 36 mit Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung der Prozessor 32 Sensorsignale bzw. Messdaten, insbesondere zur Bestimmung einer Klasse einer zu klassifizierenden Banknote, auswertet und die Vorrichtung 10 und deren Komponenten entsprechend ansteuert.
Vorzugsweise ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, genauer der Pro- zessor 32 darin, dazu ausgestaltet, nach der quantitativen Ermittlung wenigstens einer Eigenschaft einer zu klassifizierenden Banknote 12 zu prüfen, in welche Klasse einer Vielzahl von unterschiedlichen Klassen die zu klassifizierende Banknote 12 fällt, indem beispielsweise geprüft wird, ob die quantitativ ermittelte Eigenschaft in den Toleranzbereich eines Klassifizierungspa- rameters einer Klasse fällt, der Teil eines Satzes von Klassifizierungsparametern ist. Fällt in diesem Fall eine quantitativ ermittelte Eigenschaft einer zu klassifizierenden Banknote in den Toleranzbereich eines Klassifizierungsparameters, so ordnet die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 die Banknote der Klasse zu, die durch diesen Klassifizierungsparameter definiert wird. In Abhängigkeit von der ermittelten Klasse steuert die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, insbesondere der Prozessor 32 darin das Transportsystem 18, die Weicheneinrichtung 20 und die den Ausgabefächern 22a-c vorgeschalteten Weicheneinrichtungen so an, dass die geprüfte Banknote entsprechend ihrer ermittelten Klasse zur Ablage in eines der Ausgabefächer 22a-c oder zur erneuten manuellen Prüfung bzw. zur Aussortierung in das Reject-Fach 24 transportiert wird.
Vorzugsweise ist die Steuer- und Auswerteinheit 30 der Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 dazu ausgestaltet, das im Folgenden geschilderte, in Figur 2 anhand eines Ablaufdiagramms veranschaulichte Verfahren zur Bestimmung von Klassifizierungsparametern bzw. Adaptionsparametern sowie zur Klassifizierung von Banknoten durchzuführen. Dieses aus einer Adaption und einer Klassifizierung bestehende Verfahren oder Teile davon werden vorzugsweise mittels des Computerprogramms 36 durchgeführt, das in dem Speicher 34 der Steuer- und Auswerteinheit 30 gespeichert ist und auf deren Prozessor 32 zugreift. Alternativ kann das in Figur 2 dargestellte Verfahren oder Teile davon auf einem mit der Steuer- und Auswerteeinheit 30 verbundenen externen Computer 38 durchgeführt werden, der zur Speicherung großer Datenmengen wiederum mit einer Datenbank 40 verbunden sein kann.
In einem ersten Schritt Sl des in Figur 2 veranschaulichten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung von Klassifizierungsparametern und zur Klassifizierung von Banknoten werden eine Vielzahl von Referenzbanknoten mittels der Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 bearbeitet und dabei von der Sensoreinrichtung 26 Messdaten erfasst und mittels entsprechender Sensorsignale an die Steuer- und Auswerteeinheit 30 übertragen. Dabei wird von der optischen Sensoreinheit 26a der Sensoreinrichtung 26 ein digitales optisches Bild einer Banknote erfasst und von der Ultraschallsensoreinheit 26b der Verlauf der lokalen Dicke der Banknote als Funktion der Position auf der Banknote in Form eines "Ultraschallbildes" erfasst. Hierzu sind wenigstens einige der Referenzbanknoten vorzugsweise mit einem Klebestreifen versehen.
Nachdem in Schritt S2 von Figur 2 ein erster Satz von Klassifizierungsparametern bestimmt worden ist, bei dem es sich beispielsweise um eine erste Näherung eines optimalen Satzes von Klassifizierungsparametern handeln kann, die bei einer vorhergehenden Adaption der Vorrichtung 10 bestimmt worden ist, wird in Schritt S3 von Figur 2 ermittelt, wie die Referenzbanknoten aufgrund ihrer in Schritt Sl bestimmten Messdaten über die durch den ersten Satz von Klassifizierungsparametern definierten Klassen verteilt sind. Dabei kann die Ermittlung der Verteilung beispielsweise durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 oder den externen Computer 38 vorgenommen werden.
Da die Referenzbanknoten so gewählt sind, dass deren Eigenschaften be- kannt sind, ist ebenfalls bekannt, zu welcher Klasse eine jeweilige Referenzbanknote gehört bzw. gehören soll. Diese bekannte Zugehörigkeit der Referenzbanknoten zu den unterschiedlichen Klassen definiert die optimale Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen. In der Regel wird die in Schritt S3 von Figur 2 mittels der Messdaten ermittelte Ver- teilung der Referenzbanknoten über die durch den ersten Satz von Klassifizierungsparametern definierten Klassen, die nachstehend auch als simulierte Verteilung der Referenzbanknoten bezeichnet wird, von der optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen abweichen. Ob dies der Fall ist, wird in Schritt S4 von Figur 2 überprüft.
Vorzugsweise wird die simulierte Verteilung mit der optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen in Schritt S4 von Figur 2 verglichen, indem ein Abstandsmaß zwischen der simulierten Verteilung und der optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unter- schiedlichen Klassen definiert wird. Beispielsweise kann ein einfaches Abstandsmaß dadurch definiert werden, dass eine bestimmte Eigenschaft betrachtet wird, die in die Verteilung der Referenzbanknoten eingeht (z.B.
"fit"/ "unfit"), und gezählt wird, wie oft sich die simulierte Verteilung von der optimalen Verteilung hinsichtlich dieser Eigenschaft unterscheidet. Es sind jedoch auch komplexere Abstandsmaße denkbar. Für den bevorzugten Fall, bei dem die Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 neben der optischen Sensoreinheit 26a eine Ultraschallsensoreinheit 26b umfasst, können beispielsweise die folgenden Abstandsmaße verwendet werden: - F gemessen }
wobei D für den "Abstand", Fabsohu für die tatsächliche Fläche eines Klebestreifens und Fgemessen für die gemessene Fläche des Klebestreifens auf einer Referenzbanknote steht und die Summe über alle Referenzbanknoten gebildet wird. Selbstverständlich sind erfindungsgemäß eine Vielzahl weiterer Abstandsmaße denkbar, in die weitere gemessene und tatsächliche Eigenschaften der Referenzbanknoten einfließen können. Nachdem zum Vergleich der simulierten und der tatsächlichen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen in Schritt S4 von Figur 2 vorzugsweise, wie vorstehend beschrieben, ein Abstandsmaß berechnet worden ist, kann in Schritt S5 von Figur 2 bestimmt werden, ob der für ein gegebenes Abstandsmaß berechnete Abstand kleiner als ein definier- ter Schwellenwert ist.
Falls in Schritt S5 von Figur 2 bestimmt wird, dass der für ein gegebenes Abstandsmaß berechnete Abstand größer als ein Schwellenwert ist und somit zwischen der simulierten und der tatsächlichen Verteilung der Ref erenz- banknoten über die unterschiedlichen Klassen eine inakzeptable Diskrepanz besteht, wird in Schritt S6 von Figur 2 der Satz von Klassifizierungsparametern derart angepasst bzw. geändert, dass diese Diskrepanz vermindert wird. Der Fachmann wird erkennen, dass es sich hierbei um ein Optimierungsproblem handelt, bei dem der durch ein geeignetes Abstandsmaß defi- nierte Abstand zwischen der simulierten und der tatsächlichen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen als Funktion der Klassifizierungsparameter optimiert, d.h. minimiert werden muss. Vorzugsweise wird hierzu ein Optimierungsverfahren zur nichtlinearen Optimierung verwendet, wie beispielsweise ein Downhill-Simplex- Verfahren mit oder ohne Schrittweitensteuerung, ein "Simulated Annealing"-Verfahren oder dergleichen. Ebenfalls ist der Einsatz eines evolutionären Algorithmus zur Optimierung möglich. Dabei besteht das "Erbgut" der Individuen aus den Klassifizierungsparametern, wobei die Individuen der Rekombination (Austausch von Teilen des "Erbguts"), Mutation (geringfügige Änderungen) und Selektion (Bewertung der Güte, Abstandsmaß) unterworfen sind.
Aufgrund der Größe des durch die Klassifizierungsparameter definierten Parameterraums kann das vorstehend beschriebene Optimierungsproblem zur Beschleunigung in Teilprobleme aufgeteilt werden. Beispielsweise im Falle des Ultraschallsensors 26b sind die Klassifizierungsparameter für die Erkennung von Rissen und/ oder Löchern weitgehend unabhängig von den Klassifizierungsparametern für das Auffinden von Klebestreifen. Die jeweiligen Gruppen von Klassifizierungsparametern können daher vorzugsweise getrennt voneinander optimiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in die Optimierung bzw. Minimierung des durch ein geeignetes Abstandsmaß definierten Abstands zwischen der simulierten und der tatsächlichen Vertei- lung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen als Funktion der Klassifizierungsparameter das bei früheren Adaptionen gewonnene Expertenwissen einfließt. Dieses Expertenwissen wird vorzugsweise als Wissensdatenbank in Form von Entscheidungsregeln beispielsweise in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 oder dem externen Computer 38 bzw. der damit verbundenen Datenbank 40 hinterlegt und gepflegt. Diese Wissensdatenbank ermöglicht es, in Schritt S6 von Figur 2 eine Vorauswahl aus den verschiedenen denkbaren Änderungen der Klassifizierungsparameter schon vor der erneuten Erstellung der simulierten Verteilung der Referenzbankno- ten über die unterschiedlichen Klassen in Schritt S3 von Figur 2 zu treffen und damit das Optimierungsverfahren zu beschleunigen.
Für den Fall, dass in Schritt S5 von Figur 2 zwischen der simulierten und der tatsächlichen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen keine oder lediglich eine akzeptable Diskrepanz ermittelt wird, beispielsweise, wie vorstehend beschrieben, mittels eines geeigneten Abstandsmaßes, ist der für die Erstellung der simulierten Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen in Schritt S3 von Figur 2 verwendete und ggf. davor in Schritt S6 von Figur angepasste Satz von Klassifizierungsparametern dazu geeignet, für die Klassifizierung von mit der Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 zu bearbeitenden Banknoten eingesetzt zu werden, die in den Schritten S7 und S8 von Figur 2 erfolgt. Hierzu werden in Schritt S7 von Figur 2 die Messdaten einer Vielzahl von zu klassi- fizierenden Banknoten mit der optischen Sensoreinheit 26a und der Ultraschallsensoreinheit 26b aufgenommen. Aufgrund dieser jeweiligen Messdaten wird in Schritt S8 von Figur 2 eine jeweilige zu klassifizierende Banknote jeweils einer durch den optimierten Satz von Klassifizierungsparametern definierten Klasse zugeordnet und gemäß dieser Zuordnung einem der Ausgabefächer 22a-c oder dem Reject-Fach 24 der Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 zugeführt. Wie vorstehend beschrieben, wird diese Zuordnung vorzugsweise von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 der Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 vorgenommen. Wie dies der Fachmann erkennt, bilden die in Figur 2 dargestellten Schritte Sl bis S6 ein in Rahmen eines separaten Adaptionsprozesses durchgeführtes Verfahren zur Bestimmung eines optimierten Satzes von Klassifizierungs- bzw. Adaptionsparametern (in Figur 2 als Teil " A" gekennzeichnet) und die in Figur 2 dargestellten Schritte S7 und S8 ein im "eigentlichen" Betrieb der Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 durchgeführtes Verfahren zur Klassifizierung von Banknoten mittels dieses optimierten Satzes von Klassifizierungs- bzw. Adaptionsparametern (in Figur 2 als Teil "B" gekennzeichnet).
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer exemplarischen Referenz- banknote 100 eines Satzes von Referenzbanknoten, der zur Durchführung des vorstehend im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Verfahrens zur Bestimmung eines optimierten Satzes von Klassifizierungsparametern verwendet werden kann. Auf der exemplarischen Referenzbanknote 100 sind beispielhaft ein Motiv 102, eine Seriennummer 104 und der Nennwert 106 der Referenzbanknote 100 aufgedruckt, die sich gut mit der optischen Sensoreinheit 26 erfassen lassen. Ferner befinden sich auf der Referenzbanknote 100 ein erster Klebestreifen 110 und ein zweiter Klebestreifen 112.
Aufgrund der Relativbewegung zwischen der Referenzbanknote 100 und der Ultraschallsensoreinheit 26b bewegt sich der durch eine Element der Sensorzeile der Ultraschallsensoreinheit 26b definierte Messfleck parallel zu der Bewegungsrichtung der Referenzbanknote 100 entlang der Referenzbanknote 100 und definiert dabei eine exemplarische Messspur 108. Der entlang dieser exemplarischen Messspur 108 mittels eines Elements der Sensorzeile der Ultraschallsensoreinheit 26b gemessene Signalwert bzw. Intensitätsverlauf ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Der Fachmann wird erkennen, dass die ganze Sensorzeile der Ultraschallsensoreinheit 26b eine Vielzahl derartiger Intensitätsverläufe liefert, die sich zu einem "Ultraschallbild" der Banknote 100 zusammen setzen lassen, das Information über die lokale Dicke der Banknote 100 als Funktion der Position auf der Banknote 100 liefert.
Wie sich dies der Figur 3 entnehmen lässt, erfasst die exemplarische Messspur 108 bei der beispielhaften Referenzbanknote 100 insbesondere das Motiv 102, den ersten Klebestreifen 110 und den zweiten Klebestreifen 112. Die- se Merkmale spiegeln sich in entsprechenden Features in dem in Figur 4 dargestellten Intensitätsverlauf wider, und zwar in unterschiedlich stark ausgeprägten Intensitätsminima an den Positionen xl, x2 und x3.
In Figur 4 sind ferner drei unterschiedliche Intensitätsschwellenwerte yl, y2 und y3 eingezeichnet. Es ist denkbar, dass diese drei unterschiedlichen Intensitätsschwellenwerte yl, y2 und y3 als Klassifizierungsparameter bei dem vorstehend im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Verfahren zum Bestimmen eines Satzes von Klassifizierungsparametern zum Einsatz kommen oder zumindest in einen solchen Klassifizierungsparameter einfließen. Beispielsweise könnten die drei unterschiedlichen Intensitätsschwellenwerte yl, y2 und y3 dazu dienen, zu bestimmen, ob eine Banknote einen Klebestreifen aufweist oder nicht, und/ oder um die Größe bzw. Fläche eines Klebestreifens auf einer Banknote zu bestimmen. Der Fachmann wird erkennen, dass bei dem in Figur 4 dargestellten exemplarischen Intensitätsverlaufs je nach der Wahl des Intensitätsschwellenwerts bzw. Klassifikationsparameters (yl, y2 oder y3), die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 zu dem Ergebnis kommen würde, dass die Referenzbanknote 100 drei, zwei oder nur einen Klebestreifen aufweist. Gleichermaßen käme die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 je nach der Wahl des Intensitätsschwellenwerts bzw. Klassifikationsparameters (yl, y2 oder y3) zu unterschiedlichen Ergebnissen hinsichtlich der Größe bzw. Fläche der auf der Referenzbanknote 100 vorhandenen Klebestreifen.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass das automatisierte Optimieren von Klassifizierungsparametern schwierig ist, welche die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffen, und zwar insbesondere bei Klassifizierungsparametern die das Auffinden von Klebestreifen auf den Referenzbanknoten und/ oder das Bestimmen von Eigenschaften von Klebestreifen auf den Refe- renzbanknoten, wie z.B. die Fläche die der Klebestreifen auf der Referenzbanknote einnimmt, betreffen. Aus diesem Grund basiert eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf der weiteren Überlegung, die bei dem Verfahren zur Bestimmung von Klassifizierungsparametern verwendeten Referenzbanknoten derart auszugestalten, dass diese zusätzliche Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters enthalten, die mittels der optischen Sensoreinheit 26a ermittelt werden können und zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann diese zusätzliche Information zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters dadurch in den Referenzbanknoten enthalten sein, dass die üblicherweise durchsichtigen Klebestreifen farbig sind, und zwar vorzugsweise mit einer Farbe die sich von der bzw. den Farben abhebt, die der Hintergrund der Referenzbanknote in der Umgebung des farbigen Klebestreifens aufweist. Bei dieser Ausgestaltung der Referenzbanknoten kann beispielsweise die Fläche, die ein jeweiliger Klebestreifen auf einer Referenzbanknote einnimmt, von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 ohne weiteres anhand der mittels der optischen Sensoreinheit 26a erfassten Messdaten bestimmt werden. Ein entsprechender Klassifizierungsparameter wird dann so gewählt werden, dass die mittels der Messdaten der optischen Sensoreinheit 26a bestimmten Flächen der Klebestreifen so gut wie möglich zu den mittels der Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b bestimmten Flächen der Klebestreifen passen. Im Beispiel von Figur 4 ließen sich beispielsweise die mittels der Messdaten der optischen Sensoreinheit 26a bestimmten Flächen der Klebestreifen dazu verwenden, den Intensitätsschwellenwert so zu wählen, dass anhand der Messdaten der Ultraschallsen- soreinheit 26b entsprechenden Flächen für den Klebestreifen an der Position x2 bzw. den Klebestreifen an der Position x3 bestimmt werden.
Zusätzlich oder alternativ ist es vorstellbar, dass die Referenzbanknoten der- art ausgestaltet sind, dass die zusätzlichen Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters auf andere Art und Weise in den Referenzbanknoten enthalten sind, so dass diese mittels der optischen Sensoreinheit 26a ermittelt werden können und zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschall- sensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können. Beispielsweise können die Klebestreifen auf den Referenzbanknoten wiederum farbig ausgestaltet sein, wobei die Klebestreifen unterschiedliche Flächen auf den Referenzbanknoten einnehmen und unterschiedliche Farben aufweisen, wie dies in Figur 3 durch die unterschiedlichen Mu- ster der Klebestreifen 110 und 112 angedeutet ist, so dass zwischen der Fläche und der Farbe eines Klebestreifens eine eindeutige Zuordnung besteht. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung können beispielsweise in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 Informationen darüber hinterlegt sein, welche Farbe welcher Fläche eines Klebestreifens entspricht. Beispielsweise könnte in der Steuer- und Auswerteeinrichtung hinterlegt sein, dass ein blauer Klebestreifen eine Fläche von 10% der Fläche der Referenzbanknote, ein roter Klebestreifen eine Fläche von 5% der Fläche der Referenzbanknote und ein grüner Klebestreifen eine Fläche von 2% der Fläche der Referenzbanknote aufweist. Folglich kennt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, nachdem diese die Farbe eines Klebestreifens bestimmt hat, dessen Fläche und kann aufgrund dieser Informationen, wie vorstehend beschrieben, einen entsprechenden Klassifizierungsparameter so wählen, dass die mittels der Messdaten der optischen Sensoreinheit 26a bestimmten Flächen der Klebestreifen so gut wie möglich zu den mittels der Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b bestimmten Flächen der Klebestreifen passen.
Anstatt die zusätzlichen Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters in die jeweilige Farbe eines Klebestreifens zu codieren, so dass diese mittels der optischen Sensoreinheit 26a ermittelt werden können und zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können, ist es gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung zusätzlich oder alternativ denkbar, dass diese Informationen in Form einer Ziffernfolge (z.B. der in Figur 3 dargestellten Seriennummer 104), eines Nennwerts (z.B. dem in Figur 3 dargestellten Nennwert 106), eines graphischen Motivs (z.B. dem in Figur 3 dargestellten Motiv 102), eines Barcodes oder dergleichen vorliegen und aus den Messda- ten der optischen Sensoreinheit 26a extrahiert werden können. Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die zusätzlichen Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters, die derart auf den Referenzbanknoten hinterlegt sind, dass diese mittels der optischen Sensoreinheit 26a ermittelt werden können und zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit 26b betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können, anstatt der Flächeninformationen oder zusätzlich zu diesen weitere Informationen über einen Klebestreifen enthalten, wie beispielsweise die Position, Dicke, Ausdehnung und/ oder Form eines Klebestreifens auf einer Referenzbankno- te.
Wie dies vorstehend bereits beschrieben worden ist und wie sich dies auch Figur 1 entnehmen lässt, ist die Steuer- und Auswerteeinheit 30 der Banknotenbearbeitungsvorrichtung 10 vorzugsweise mit einem externen Computer 38 mit einer Anzeigeinheit in Form eines Bildschirms verbunden. Auf dem externen Computer 38 ist vorzugsweise eine graphische Benutzeroberfläche implementiert, mittels der ein Benutzer beispielsweise das vorstehend beschriebene Verfahren zur Bestimmung eines Satzes von Klassifizierungspa- rametern durchführen kann und ggf. eingreifen kann. Es ist beispielsweise vorstellbar, dass die graphische Benutzeroberfläche dabei derart ausgestaltet, dass ein Benutzer mittels der graphischen Benutzeroberfläche Klassifizierungsparameter nachjustieren kann. Der externe Computer 38 kann ferner mit einer externen Datenbank 40 zur Speicherung von großen Datenmengen, insbesondere Bilddaten verbunden sein. In anderen Ausführungsformen ist es ebenfalls vorstellbar, dass der externe Computer 38 und/ oder die externe Datenbank 40 Teil der Steuer- und Auswerteinrichtung 30 sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Bestimmung eines Satzes von Klassifizierungsparametern für die Klassifizierung von Banknoten in unterschiedliche Klassen mittels einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung (10), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
das Aufnehmen von Messdaten für eine Vielzahl von Referenzbank- noten mit bekannten Eigenschaften mittels einer Sensoreinrichtung (26) der Banknotenbearbeitungsvorrichtung (10), wobei wenigstens einige der Referenzbanknoten mit einem Klebestreifen versehen sind;
das Bestimmen eines Satzes von Klassifizierungsparametern;
das Ermitteln der Verteilung der Vielzahl von Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des Satzes von Klassifizierungsparametern;
das Vergleichen der für die Vielzahl von Referenzbanknoten bestimmten Verteilung über die unterschiedlichen Klassen mit der aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittelten optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen; und für den Fall, dass die beiden Verteilungen voneinander abweichen, das Anpassen des Satzes von Klassifizierungsparametern, so lange bis die anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des geänderten Satzes von Klassifizierungsparametern bestimmte Verteilung der Vielzahl von Re- ferenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen und die aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittelte optimale Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen nicht mehr voneinander abweichen oder die Abweichung zwischen diesen Verteilungen akzeptabel ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Bestimmung der Abweichung zwischen der anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des Satzes von Klassifizierungsparametern bestimmten Verteilung der Vielzahl von Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen und der aus den be- kannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittelten optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen ein Abstandsmaß verwendet wird, das minimiert werden muss.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die von der Sensoreinrichtung (26) der Banknotenbearbeitungsvorrichtung (10) für eine Vielzahl von Referenzbanknoten aufgenommenen Messdaten sowohl mittels einer optischen Sensoreinheit (26a) der Sensoreinrichtung (26) aufgenommene optische Messdaten, insbesondere Bilddaten, der Referenzbanknoten als auch mittels einer Ultraschallsensoreinheit (26b) der Sensoreinrichtung (26) aufgenommene Messdaten umfassen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mit einem Klebestreifen versehenen Referenzbanknoten derart ausgestaltet sind, dass diese Referenzbanknoten zusätzliche Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit (26b) betreffenden Klassifizierungsparameters enthalten, die mittels der optischen Sensoreinheit (26a) ermittelt werden können und zur Bestimmung des die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit (26b) betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei den Referenzbanknoten mit einem Klebestreifen die Klebestreifen farbig ausgestaltet, und zwar vorzugsweise mit einer Farbe die sich von der bzw. den Farben abhebt, die der Hintergrund der Referenzbanknote in der Umgebung des farbigen Klebestreifens aufweist, so dass beispielsweise eine jeweilige Klebestreifenfläche ohne weiteres mittels den von der optischen Sensoreinheit (26a) erfassten Messdaten bestimmt werden kann.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Klebestreifen auf den Refe- renzbanknoten farbig ausgestaltet sind, wobei die Klebestreifen unterschiedliche Flächen auf den Referenzbanknoten einnehmen und unterschiedliche Farben aufweisen, so dass zwischen der Fläche und der Farbe eines Klebestreifens eine eindeutige Zuordnung besteht, die dazu verwendet wird, aufgrund der Farbe eines Klebstreifens dessen Fläche abzuleiten.
7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Referenzbanknoten mit einem Klebestreifen die zusätzlichen Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit (26b) betreffenden Klassifizierungsparameters, die mittels der optischen Sensoreinheit ermittelt werden können und zur Bestimmung des die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betreffenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können, in Form einer Ziffernfolge, eines Nennwerts, eines graphischen Motivs, eines Barcodes oder dergleichen aufweisen.
8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die zusätzlichen Informationen zur Bestimmung eines die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betreffenden Klassifizierungsparameters, die derart auf den Referenzbanknoten hinterlegt sind, dass diese mittels der optischen Sensoreinheit ermittelt werden können und zur Bestimmung des die Messdaten der Ultraschallsensoreinheit betref- fenden Klassifizierungsparameters verwendet werden können, Informationen über die Fläche, die Position, die Dicke, die Ausdehnung, die Form eines Klebstreifens und/ oder die Anzahl der Klebestreifen auf einer Referenzbanknote enthalten.
9. Verfahren zum Klassifizieren von Banknoten (12), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
das Bestimmen wenigstens einer quantitativen Eigenschaft einer zu klassifizierenden Banknote (12); und
das Klassifizieren der zu klassifizierenden Banknote (12) auf der
Grundlage der quantitativen Eigenschaft der zu klassifizierenden Banknote und von Klassifizierungsparametern, wobei die Klassifizierungsparameter mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bestimmt worden sind.
10. Vorrichtung (10) zur Bearbeitung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten (12), wobei die Vorrichtung (10) umfasst:
eine Sensoreinrichtung (26) zum Erzeugen von Messdaten für eine Vielzahl von Referenzbanknoten mit bekannten Eigenschaften, wobei wenigstens einige der Referenzbanknoten mit einem Klebestreifen versehen sind; eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (30), wobei die Steuer- und
Auswerteeinrichtung (30) dazu ausgestaltet ist, die folgenden Schritte auszuführen:
das Bestimmen eines Satzes von Klassifizierungsparametern;
das Ermitteln der Verteilung der Vielzahl von Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des Satzes von Klassifizierungsparametern;
das Vergleichen der für die Vielzahl von Referenzbanknoten bestimmten Verteilung über die unterschiedlichen Klassen mit der aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittelten optimalen Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen; und für den Fall, dass die beiden Verteilungen voneinander abweichen, das Anpassen des Satzes von Klassifizierungsparametern, so lange bis die anhand der Messdaten der Referenzbanknoten und des geänderten Satzes von Klassifizierungsparametern bestimmte Verteilung der Vielzahl von Re- f erenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen und die aus den bekannten Eigenschaften der Vielzahl von Referenzbanknoten ermittelte optimale Verteilung der Referenzbanknoten über die unterschiedlichen Klassen nicht mehr voneinander abweichen oder die Abweichung zwischen diesen Verteilungen akzeptabel ist.
11. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
12. Datenträger, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
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