纸张处理装置 本发明涉及一种纸张处理装置，其中在传送过程中对像钞票等的纸张进行鉴别并根据鉴别结果改变送纸路径。更具体地说，本发明涉及一种钞票处理装置，它被安装在自动柜员机(以下称为ATM)中以便进行交易如支、纳现金等。
作为装入ATM中的钞票处理装置，已知有一种所谓的BRU(钞票循环机构)，其中对ATM用户投入的各种钞票进行鉴别并分类存放。当从ATM中向用户付款时，利用分类收藏的钞票进行付款。
图11是早期开发的BRU的剖视图。
在其中装有BRU的ATM中还装有一个用于处理硬币的硬币处理装置、一个供ATM用户操作ATM用的手触键盘、一个用于识别信用卡的识别器、一个用于识别银行存折的识别器等。ATM的用户站在图11的右侧，投入钞票并进行其它活动。在下文中，图11的右侧被称为“前侧”，而图11的左侧被称为“后侧”。
在BRU900中配备有1000元钞票叠式储存器901、10000元钞票叠式储存器902、5000元钞票盒903和取纳机构904。1000元钞票叠式储存器901、10000元钞票叠式储存器902和5000元钞票盒903根据各种钱钞类型收纳钞票。5000元钞票盒903用作暂时储存5000元钞票的储放区，1000元钞票叠式储存器901和10000元钞票叠式储存器902通过取纳机构904盛放钞票或通过取纳机构904从1000元钞票叠式储存器901和10000元钞票叠式储存器902中取出钞票。装在1000元钞票叠式储存器901和10000元钞票叠式储存器902中的1000元钞票和10000元钞票用于从ATM中向用户支付现金。贮放在5000元钞票盒903中的5000元钞票在不被用于支付现金的情况下被收集起来。
在BRU900后侧的上部设有一个用于盛放形状异常的钞票的拒收盒905。拒收盒905配备有一用于盛放经由5000元钞票盒903的5000元钞票的5000元钞票盛放室9051。
在BRU900前侧的上部设有一个可在两个位置间上、下移动的投币盒906、一个用于从投币盒906中取出钞票地取币机构9061。当投币盒906位于上位置时，用户从ATM外部将钞票投入投币盒906中或者取出钞票。
当投币盒906位于下位置时，将由ATM支付给用户的钞票被装入投币盒906中或者通过取币机构9061将钞票从投币盒906送入BRU900中。
投币盒906被隔板9062分成两个空间，其中一个空间用于盛放用户投入的钞票，另一个空间用于盛放在由投币盒906转入BRU900的钞票中形状等异常的钞票。
在BRU900的后侧设有两个各具有一钞票盛放室9071和一拒收室9072的可拆卸式盒907。在各盒907的底部设有一个用于从盒907中取出钞票的取币机构908。在各盒907的顶部设有一个用于使钞票储放在盒907中的储币机构909。当ATM的管理人员从ATM中收集钞票时，存放在两个叠式储存器901、902中的钞票被转移到盒907的钞票盛放室9071中。当ATM的管理人员对ATM补充钞票时，存放在盒907的钞票盛放室9071中的钞票被转入两个叠式储存器901、902中。在纸币从盒907转移到两个叠式储存器901、902的过程中探测到的与形状等异常有关的钞票被转入拒收室9072中。顺便说一句，在收集钞票的情况下，两个盒907中的右侧盒是备用盒，当存放在两个储存器901、902中的钞票量超过左侧盒的容量时，使用右侧的备用盒。
在从BRU900的中心起稍微靠上的一侧上，设有一个用于检验钞票的鉴别机构910，此鉴别机构根据检测结果进行包括决定钞票的种类和确定钞票真假等鉴别内容在内的鉴别处理。
BRU900还包括输送辊911、直流电机912和传送带913。传送带913由受输送辊911支承的直流电机912驱动，以便在BRU900内将钞票从某个部位转移到另一个部位，而且还允许钞票通过鉴别机构910。以下将描述传送路径的细节。
即使钞票相对于传送方向略微倾斜，传送带913也可以传送钞票。与此特征有关的是，如此布置鉴别机构910，即它也可以鉴别倾斜传送的钞票。
在BRU900中为传送路径的每个分支点设置了一个活门914。活门914改变传送路径。图11只示出了一个典型地用于各分支点的活门914而省去了其它活门914。
在BRU900的底侧设有一个用于全面控制BRU900的总控制机构915。总控制机构915也用于读取鉴别机构910的鉴别结果，从而根据鉴别结果驱动活门914以改变传送路径，以下将对此进行描述。
图12是用于理解通过活门914改变传送路径的方法的典型视图。
图12示出了一个传送路径的分支点的例子。已从图的左侧沿传送路径9130传送的钞票沿着输送辊911在指向图下侧的传送路径9131上或在直指向图右侧的传送路径9132上运送。
楔形活门914如此布置在指向图右侧的传送路径9132和指向图下侧的传送路9131之间，即，使活门914的尖头指向分支点。活门914通过活门磁铁9141在转轴9142上转动，所述活门磁铁由图1所示的总控制机构915控制。
当活门914以这样一种方式受到控制(如实线所示)，即使楔形的尖头指向上侧时，从图左侧传送来的钞票沿活门914向下传送。另一方面，当活门914如此受到控制(如虚线所示)即楔形尖头朝下时，从图左侧传来的钞票沿活门914被送向右侧。
再参见图11来描述BRU900。
BRU900具有四种工作模式(收款模式、付款模式、补款模式和集款模式)。当从外部收到工作模式确认指令时，总控制机构915根据命令对BRU900进行全面控制。
在收款模式中，ATM的用户将钞票投入ATM中。由ATM用户投入投币盒906中的钞票被送入ATM内并经过鉴别、分类，然后分别根据有关类型放入两个叠式储存器901、902和5000元钞票盒903中。
在付款模式中，ATM向用户支付钞票。从储存器901、902中取出待付给ATM用户的钞票，并经过鉴别而将其放入投币盒906中。
在补款模式中，ATM的管理人员对ATM补充钞票。从中取出存放在盒907中的钞票并对其进行鉴别，以便放入储存器901、902中。
在集款模式中，ATM的管理人员收集ATM中的钞票。从中取出存放在储存器901、902中的钞票并经过鉴别以便放入盒907中。
图13-图15是分别表示与图1的BRU900相同的BRU的视图。图11中粗线所示的箭头表示在收款模式时的钞票传送路径。与此相似，图13中粗线所示的箭头表示在付款模式时的钞票传送路径。图14中粗线所示的箭头表示在补款模式时的钞票传送路径。图15中粗线所示的箭头表示集款模式时的钞票传送路径。
首先，以下将参见图11来描述在收款模式BRU900的工作情况。
投币盒906首先位于上位置。当ATM的用户将钞票投入投币盒906时，投币盒906转向下位置。此时，投入投币盒906中的钞票进入投币盒906的隔板9062的下侧。这些钞票由取币机构9061逐张地取出并由传送带913将它们送向图的左侧，以使其经过鉴别机构910。鉴别机构910在传送钞票的过程中对钞票进行鉴别。经过鉴别机构910的钞票被向上运送，到达传送路径的分支点P1。当鉴别机构910的鉴别结果与1000元或10000元的真钞票有关时，通过一个设置在分支点P1处的活门使传送路径从分支点P1指向下。另一方面，当鉴别机构910的鉴别结果与5000元的真钞票、形状等异常的钞票有关时，通过设置在分支点P1的活门使传送路径从分支点P1指向上。
当从分支点P1向下传送钞票时，沿箭头F1将钞票传向图的右侧并到达分支点P2。当鉴别机构910的鉴别结果与1000元钞票的真钞票有关时，由一设置在分支点P2的活门选择指向1000元钞票叠式储存器901的传送路径，从而通过取纳机构904将钞票储存在1000元钞票的叠式储存器901中。当鉴别机构910的鉴别结果与10000元钞票的真钞票有关时，由设置在分支点P2处的活门选择从分支点P2指向图右侧的传送路径，从而通过取纳机构904将钞票储存在10000元钞票的叠式储存器902中。当钞票从分支点P1被向上运送时，沿箭头F2将钞票传向图的右侧并到达分支点P3。当鉴别机构910的鉴别结果与5000元钞票有关时，由一设置在分支点P3处的活门选择指向5000元钞票盒903的传送路径，从而将钞票储存在5000元钞票盒903中。当鉴别机构910的鉴别结果与形状等异常的钞票有关时，由设置在分支点P3的活门选择从分支点P3指向图右侧的传送路径，从而使形状等异常的钞票被储存在投币盒906的隔板9062的上侧。随后，将投币盒906转向上位置，从而将存放在投币盒906内的形状等异常的钞票还给用户。通过一机构(未示出)将存放在5000元钞票盒903中的5000元钞票转移到拒收盒905的5000元钞票室9051中。
接着，参见图13来描述付款模式时BRU900的工作情况。
总控制机构915控制取纳机构904，从而使预定种类和预定张数的钞票被逐张地从叠式储存器901、902中取出并由传送带913经一分支点P4传向图的右侧。随后，向上传送钞票并接着将钞票传向图的左侧以便经过鉴别机构910。使经过鉴别机构910的钞票向上传送且到达传送路径的分支点P5。当鉴别机构910的鉴别结果与形状等异常的钞票有关时，由一设置在分支点P5的活门选择通向拒收盒905的传送路径，从而使形状等异常的钞票储存在拒收盒905中。当鉴别机构910的鉴别结果与正常钞票有关时，由设置在分支点P5的活门选择从分支点P5向上的传送路径，从而向上传送钞票并接着将钞票送向图的右侧以便储存在投币盒906中。此后，向上移动投币盒906，从而将存放在投币盒906中的钞票付给用户。
随后，参见图14来描述补款模式时BRU900的工作情况。
在这里将描述无备用盒情况下BRU900的工作情况。值得注意的是，带备用盒的BRU900的工作情况与以下将描述的工作情况相似。
通过取币机构908逐张地取出存放在盒907中的钞票，然后通过传送带913沿箭头F4将其送向图的右侧并进一步沿箭头F5向上运送，接着送向图的左侧，以便经过鉴别机构910。使经过鉴别机构910的钞票先向上运送，接着转向下，然后到达传送路径的分支点P6。当鉴别机构910的鉴别结果与形状等异常的钞票有关时，由一设置在分支点P6的活门选择通向盒907的传送路径，从而使形状等异常的钞票存放在盒907的拒收室9072中。当鉴别机构910的鉴别结果与正常的钞票有关时，由设置在分支点P6的活门选择从分支点P6指向下的传送路径。随后，以与收款模式的储存方式相似的方式根据钞票的种类将钞票储存在叠式储存器901、902中。
此后，参见图15来描述集款模式时BRU900的工作情况。
与补款模式中的工作情况相似，以下将描述不用备用盒时BRU900的工作情况。
通过取纳机构904逐张地取出存放在叠式储存器901、902中的钞票并通过传送带913经分支点P7将其送向图的右侧。随后，向上传送钞票，然后将其送向图的左侧，以便经过鉴别机构910。使经过鉴别机构910的钞票向上运送并到达传送路径的分支点P8。当鉴别机构910的鉴别结果与形状等异常的钞票有关时，由一设置在分支点P8的活门选择通向拒收盒905的传送路径，从而使形状等异常的钞票存放在拒收盒905中。当鉴别机构910的鉴别结果与正常的钞票有关时，由设置在分支点P8的活门选择从分支点P8指向下的传送路径，从而使钞票储存在盒907中。
值得注意的是，在上述四种工作模式中所有的钞票传送速率都一样。还值得注意的是，由鉴别机构910进行钞票鉴别需要一段时间。于是，鉴别机构910在从探测钞票起到钞票到达传送路径的分支点为止的时间内进行钞票的鉴别。当钞票到达分支点时，根据鉴别结果改变传送路径。
在补款模式和集款模式中，需要一次处理大量钞票，如一次处理1000张钞票。因此，希望为BRU的高速处理建立较高的钞票传送速度。
但是，提高传送速率就是缩短从钞票经过鉴别机构910起到其到达分支点为止的时间。因此，这恐怕将造成鉴别时间过短以致无法在钞票到达分支点前完成鉴别。
另外，由鉴别机构检验钞票通常依赖于经过鉴别机构910的钞票的穿行速度。因而，由钞票的传送速率的提高而引起的钞票穿行速度加快可造成钞票探测的变化。因比很难希望有一个基于钞票识别结果的准确鉴别。
这样的问题是一个普遍的问题，而不是仅发生在ATM上的问题，它出现在纸张处理装置中，其中在传送纸张的同时进行纸张鉴别并根据纸张的鉴别结果改变传送路径。
根据上述内容，因此本发明的一个目的是提供一种能够在保证进行适当的纸张鉴别的同时有助于提高纸张的传送速率的纸张处理装置。
为了实现上述目的，根据本发明而提供了一种纸张处理装置，它包括：一个用于在传送过程中探测纸张并根据纸张探测结果进行预定的鉴别处理以鉴别纸张的鉴别机构；具有许多工作模式的纸张传送机构，它用于沿按照工作模式而变化的传送路径传送纸张且用于在经过所述鉴别机构后根据该鉴别机构的鉴别结果改变传送路径，无论采用哪一种工作模式，该传送路径都经过所述鉴别机构；其中所述纸张传送机构根据工作模式以至少两种传送速率传送纸张，而且该鉴别机构根据纸张的传送速率改变纸张的鉴别处理。
在具有许多工作模式的纸张处理装置中，无论采用哪一种工作模式，都需要对纸张进行鉴别，但是在许多情况下，所需的纸张鉴别将根据各工作模式的不同而不同。
鉴于上述内容，根据本发明的纸张处理装置，根据工作模式设定传送速率以确保该工作模式所需的鉴别时间并实施根据传送速率的鉴别处理。此特征可确保在所有的工作模式中进行适当的纸张鉴别工作，并还可以在某个模式中提高传送速率，由此提高整个装置的工作效率。
在上述本发明的纸张处理装置中，鉴别机构最好在快速传送纸张时省去一部分纸张的鉴别处理内容。
通常，为了提高鉴别能力，使纸张的鉴别处理进行了两次或三次，但在需要高速传送纸张的工作模式中，在很多情况下无需着重考虑鉴别能力。
因此，当高速传送纸张时，省去了两次和三次鉴别处理的一部分，以便缩短鉴别时间。此特征使得通过相应地缩短鉴别时间而提高纸张的传送速率成为可能。
另外，在上述的本发明纸张处理装置中，该鉴别机构最好根据纸张的传送速率改变鉴别标准。
根据具有这样的鉴别机构的纸张处理装置，在根据传送效率的鉴别标准的基础上进行纸张的鉴别。因此，即使鉴别机构的探测结果因传送速率提高而改变了，也根据符合所改变的探测结果的鉴别标准进行纸张的鉴别，并由此进行适当的纸张鉴别。
在上述的本发明纸张处理装置中，可接受的是：该鉴别机构以有规律的取样间隔对正通过所述鉴别机构的纸张进行探测并如此修正数据，即根据纸张传送速率扩大和缩小的图象的长宽比变成与实际纸张的长宽比相同，接着对纸张进行鉴别处理。
相对于待运行的算法而言，进行数据修正可致使无论传送速率的大小都可进行采用相同算法(而不是省去部分鉴别内容的算法)的鉴别处理。
图1是根据本发明一个实施例的纸张处理装置的视图；
图2是其中直流电机由一总控制机构控制的控制系统的框图；
图3是鉴别机构的框图；
图4是表示传感器单元的局部的视图；
图5是表示光学行传感器的局部的视图；
图6(a)是表示在收款模式和付款模式中获得的图像数据的概图，而图6(b)是表示在补款模式和集款模式中获得的图像数据的概图；
图7是用于理解纸张鉴别处理的流程图；
图8是表示修正的图像数据的概图；
图9是表示参考范围的视图；
图10是用于理解比较过程的流程图；
图11是早期开发的BRU的剖视图；
图12是用于理解通过活门改变传路径的设想的典型视图；
图13是表示付款模式中的钞票传送路径的视图；
图14是表示补款模式中的钞票传送路径的视图；
图15是表示集款模式中的钞票传路径的视图。
以下将描述本发明的实施例。
图1是表示作为本发明的纸张处理装置的一个实施例的BRU的视图。
BRU10被装入ATM中，由某用户投入的钞票在此ATM中用于向另一客户付款。在图1中，相同的部件由与图11相同的参考数字表示，并省去了重复描述。
在图11的BRU900中，钞票的传送速率在四种模式中是相同的。相反，在图1的BRU10中，在补款模式和集款模式中的钞票传送速率高于在付款模式和收款模式中的传送速率。但是，关于图1所示的BRU10的工作情况，它完全与图11所示的BRU900的工作情况相同，对BRU900的工作情况已参见图11-图15描述了，因此省去了对其的重复描述。
BRU10具有一个作为涉及本发明的鉴别机构的一个例子的鉴别机构100。鉴别机构100探测钞票以产生图象数据，从而根据如此获得的图象数据进行钞票的鉴别。图11所示的BRU900的鉴别机构910在各个工作模式中进行相同的鉴别处理，而鉴别机构100根据钞票的传送速率进行鉴别处理。以下将描述鉴别机构100的细节。
BRU10还具有一个与图11所示BRU900的总控制机构915相似的总控制机构200，它用于读取来自鉴别机构100的鉴别机构鉴别结果，以便根据鉴别结果驱动活门914来改变传送路径。图11所示BRU900的总控制机构915在各工作模式中进行相同的控制，而总控制机构200根据工作模式进行控制。如以下将要说明的那样，控制系统(在图1中未示出)根据工作模式控制直流电机，从而根据工作模式控制传送速率。总控制机构200向鉴别机构100发出表示出工作模式的信号。
图2是其中由一总控制机构控制直流电机的控制系统的框图。
控制系统包括一低速固定基准电压发生电路210、一高速固定基准电压发生电路220、一转换器230、一控制器240和一驱动器250。低速固定基准电压发生电路210和高速固定基准电压发生电路220分别产生两个彼此伏特值不同的固定电压。总控制机构200控制转换器230以便从由低速固定基准电压发生电路210和高速固定基准电压发生电路220产生的两个固定电压中选择一个电压。
驱动器250是一个用于根据来自控制器240的信号向直流电机912输送电压的固定电压电源。控制器240从总控制机构200处收到一个指示直流电机912转动/停止的控制信号并还接收作为基准电压的由转换器230所选的固定电压。当控制信号指示直流电机912转动时，控制器240向驱动器250发出信号，以便根据所述基准电压显示电压。当控制信号显示直流电机912停止时，控制器240向驱动器250发出信号以显示0伏。直流电机912输出一个与直流电机912的转速成比例的电压。该电压被反馈给控制器240。控制器240根据反馈电压与基准电压之差控制待传给驱动器250的信号。
图3是图1所示鉴别机构的框图。
鉴别机构100包括一传感器单元101、一放大器单元102、一A/D转换器103和一图象处理器104。传感器单元101扫描钞票以获得图象数据。放大器单元101将所获得的图象数据放大。A/D转换器103将经放大器单元102放大的图象数据进行A/D转换并接着将它们传送给图象处理器104。
图4是表示图3的传感器单元的局部的视图。
传感器单元101包括输入传感器1011、光学行传感器1012、磁性行传感器1013、厚度传感器1014和行程传感器1015。钞票2000从图的左侧经传感器单元101传向图的右侧。
每个输入传感器1011都是一种光学传感器且设有两个这样的输入传感器1011。输入传感器1011探测传送的钞票2000以获得探测信息，所述信息变成用于启动图3所示钞票鉴别机构100的预定工作的信号。另外，两个这样的输入传感器1011独立地探测钞票2000，以便根据其探测钞票2000的时间差来确定钞票2000相对于其传送方向的倾斜情况。
图5是表示图3所示光学行传感器的局部的视图。
光学行传感器1012包括相对于钞票2000的传送方向(垂直于图5的纸面的方向)垂直(图5的左右方向)布置的128件光学传感器头10121。两个光学行传感器1012是如此设置的，即使钞票2000被夹在这两个光学行传感器1012之间。在由输入传感器1011探测到钞票后，每个光学传感器头10121以有规律的时间间隔对钞票进行35次探测。于是通过构成光学行传感器1012的光学传感器头10121在传送方向上扫描钞票2000，结果获得了代表35×128马赛克(mosaic)的图象数据。以下将描述图象数据的细节。
每个光学行传感器1012配备有一个用于向钞票2000施加光线的发光机构10122。这些发机构10122为上述35次探测的每次探测发出光线。图5上侧所示的发光机构10122在发光时刻方面不同于图5下侧所示的发光机构10122。当图5上侧所示的发机构10122发射光线时，图5上侧所示的各个光学传感器头10121探测钞票2000，以便通过反射光产生与图5所示钞票2000的上侧面有关的图象数据。同时，在图5上侧所示的发光机构10122发射光线，图5下侧所示的各光学传感器头10121也探测钞票2000，以便通过透射光产生图象数据。与此相似的是，当图5下侧所示的发光机构10122发射光线时，图5下侧所示的各光学传感器头10121探测钞票2000，以便通过反射光产生与图5所示钞票2000的下侧面有关的图象数据。同时，在图5下侧所示的发光机构10122发射光线，图5上侧所示的各光学传感器头10121也探测钞票2000，以便通过透射光产生图象数据。在所述四种图象数据中，叠加两种由透射光产生的图象数据以形成一种图象数据。
图6(a)是表示在收款模式和付款模式时所获得的图象数据的概图，图6(b)是表示在补款模式和集款模式时获得的图象数据的概图。
图6(a)示出了通过光学行传感器探测在收款模式和付款模式中于图中倾斜向上地传送的钞票而获得的图象数据d100。由长方形的最外侧围成的范围2100是一个由光学行传感器扫描的范围。倾斜地布置在范围2100内以待由光学行传感器扫描的长方形2200表示倾斜传送的钞票的外轮廓。这样，光学行传感器将进行扫描的扫描范围2100比钞票2000的外轮廓宽。因此，即使多少有些倾斜地传送钞票，钞票也可以留在扫描范围2100内。
在图6(b)中实线所示长方形的范围2300内画出的图象表示在补款模式和集款模式中获得的图象数据d200。范围2300中的图代表一种其中在范围2100内的图象在钞票的传送方向上(图的垂直方向)被缩小的图象。长方形的最外侧(图中部分由虚线所示)对应于图6(a)所示的扫描范围2100。
在补款模式和集款模式中的传送速率高于收款模式和付款模式中的传送速率。至于在补款模式和集款模式时光学行传感器的取样间距，它们等于收款模式和付款模式时的取样间距。因而，由在补款模式和集款模式中获得的图象数据d200代表的图象与由在收款模式和付款模式中获得的图象数据d100代表的图象相比在图的垂直方向上被缩小了，马赛克图象的行数由此变得小于35。为此，图象数据d200经过修正从而产生了代表35×128马赛克的图象数据，这与图象数据d100相似。
再参见图4，以下将描述磁性行传感器1013。
磁性行传感器1013基本上和光学行传感器1012相同，但是光学行传感器1012是由排成行的光学传感器头构成的，而磁性行传感器1013是由排成行的磁性传感器构成的，而且光学行传感器1012具有发光机构，而磁性行传感器1013不需要与发光机构相应的机构。另外，磁性行传感器1013是单件，这与光学行传感器1012不同。因此，根据单个磁性行传感器1013获得了代表一个磁性图象的图象数据。
厚度传感器1014用于机械地测量钞票2000的厚度，以便获知钞票2000的厚度在传送方向上的分布情况。
每个行程传感器1015是一个用于探测钞票2000的光学传感器，而且通过与输入传感器1011相似的方式设置了两个行程传感器1015。钞票2000穿过传感器单元101的穿行速率是根据由输入传感器1011探测钞票2000的时间与由行程传感器1015探测钞票2000的时间之差决定的。如此获得的穿行速率被用于以下将描述的综合判断。
再参见图3，鉴别机构100还包括一时钟单元105和一鉴别机构控制器106。时钟单元105产生时间信号。鉴别机构控制器106从BRU10的总控制机构200接收表示工作模式的信号并根据由总控制机构200发出的信号所指示的工作模式的传送速率而对鉴别机构100进行综合控制。鉴别机构控制器106还从传感器单元101的输入传感器和行程传感器中接收钞票的探测信息并利用时钟单元105产生的时间信号测量出由相应的两个输入传感器和两个行程传感器探测钞票的探测时间，从而计算出钞票相对于传送方向的倾斜程度并计算出钞票穿过传感器单元101的速率。
鉴别机构100还包括一图象处理器104。图象处理器104通过放大器单元102和A/D转换器103接收通过传感器单元101的光学行传感器得到的图象数据并对如此获得的图象数据进行图象处理(以下将对其进行描述)。
鉴别机构100还包括一字典数据储存器107和一字典比较器108。字典数据储存器107储存与通过反射光、透射光和磁性获得的整张钞票的相应图象数据和与钞票的厚度分布情况有关的字典数据，这些字典数据是标准数据并将对照这些数据鉴别钞票。字典比较器108将图象数据和厚度分布情况数据与字典数据进行比较，从而检查钞票的形状并判断钞票的种类和钞票的真假。以下将描述字典比较器108的工作细节。
鉴别机构100还包括一综合判断单元109和一判断结果储存器110。综合判断单元109根据字典比较器108中的各种判断结果和在鉴别机构控制器106中计算出的钞票穿行速率和倾斜度来决定钞票是否有效。判断结果被储存在判断结果储存器110中。判断结果储存器110也储存钞票种类的判断结果等。由图1所示BRU10的总控制机构200读取这些储存在判断结果储存器110中的判断结果。
参见以下流程图来描述由鉴别机构100进行的钞票鉴别处理。
图7是用于理解钞票的鉴别处理的流程图。
当图4所示的输入传感器探测钞票时，图3所示的鉴别机构100的鉴别机构控制器106命令开始探测钞票。首先，在步骤S101中收集通过反射光、透射光和磁性获得的整张钞票的图象数据以及与钞票的厚度分布情况有关的数据。
随后，处理过程进行至步骤S102。图3所示的图象处理器104在步骤S102中对在步骤S101中收集的各种图象数据进行以下的图象处理，从而使图象数据标准化。
首先，在高速传送钞票的情况下，进行修正以使由图6(b)所示的图象数据d200代表的图象的长宽比变成与真钞票的长宽比相同，从而产生代表35×128马赛克的图象数据，这种数据与图6(a)所示的图象数据d100属于同一类数据。
随后，根据钞票的倾斜程度以这样一种方式对如此获得的图象数据或图6(a)所示的图象数据进行修正，即利用与相对于传送方向的钞票倾斜度有关的计算值转动钞票从而使钞票准确地定位，所述计算值是从图3所示的鉴别机构控制器106中得到的。在由图8上部所示长方形的最外侧围成的范围2400内的图象表示钞票被准确定位的图象数据d300，这些数据是倾斜度修正的结果。在范围2400内的长方形表示经过取向修正的钞票的外轮廓2500。
随后，对因钞票中的油墨密度不均引起的误差进行修正。
另外，将与由外轮廓2500围成的范围有关的图象数据从代表图8的上部所示的35×128马赛克的图象数据d300中摘出去，包含于10×22象素的每个象素中的许多马赛克中的有关图象数据被均分给每个象素(钞票被分入10×22象素中)，从而如图8的下侧所示，生成了图象数据d400，钞票的整个范围在图象数据d400中由10×22象素表示。
以如上所述的方式进行修正，这可以使图象数据标准化。
在图象数据标准化后，处理过程行进至步骤S103。在此步骤中，根据完全由透射光产生的钞票的图象数据对钞票进行外轮廓检查。在外轮廓检查中，检查钞票残缺部分的数目和残缺部分的尺寸以确定钞票残缺部分的总面积。随后，过程进行至步骤S104。在此步骤中，判断钞票残缺部分的总面积是否在包含于真钞票图形中的数值范围内。在步骤S104中，当判断出残缺部分的总面积超出了包含于真钞票图形中的数值范围时，处理过程行进至步骤S105。在步骤S105中将此钞票判断为形状异常的钞票，然后过程行进至步骤S113，在步骤S113中还考虑其它判断结果地作出综合判断，然后结束钞票的鉴别处理。在步骤S104中，当判断出残缺部分的总面积在包含于真钞票图形中的数值范围内时，过程行进至步骤S106。
在步骤S106中，在完全由透射光获得的、且在步骤S102中已经过标准化的钞票图象数据和分别对应于完全由透射光获得的各种钞票的有关图象数据的相应字典数据(已储存在字典数据储存器107中)之间进行粗略的图案比较，从而确定钞票的种类和钞票的方位。此后，处理过程行进至步骤S107。在此步骤中，判断在传感器单元中接受探测的钞票是否符合步骤S106中的“一种方位对应一种钞票”的规定。当判断出在传感器单元中接受探测的钞票不符合“一种方位对应一种钞票”的规定时，钞票被判定为模糊钞票，然后过程行进至步骤S113。在步骤S113中进行上述综合判断，随后结束钞票的鉴别处理。在步骤S107中，当钞票符合“一种方位对应一种钞票”的规定时，处理过程行进至步骤S109。
在步骤S109中，关于在步骤S106中确定的钞票的种类，从字典数据储存器107中读出分别与由透射光获得的图象数据、由反射光获得的图象数据、由磁性获得的图象数据和厚度分布情况有关的字典数据。接着，处理过程行进至步骤S110。在此步骤S110中进行用于把各种图象数据和厚度分布情况与字典数据进行比较的比较处理，从而获得了代表比较结果的数值。当比较处理结束时，处理过程进行至步骤S111。
在步骤S111中，确定代表在比较过程中获得的比较结果的数值是否在代表真钞票的数值范围内。当判断出代表比较结果的数值超出代表真钞票的数值的范围时，处理过程进行至步骤S112。在步骤S112中判断出钞票是假钞，接着处理过程进行至步骤S113。在步骤S111中，当判断出代表比较结果的数值在代表真钞票的数值的范围内时，钞票被鉴定为真钞票，然后处理过程进行至步骤S113。
在步骤S113中，图3所示的综合判断单元109从鉴别机构控制器106中读取穿行速率和倾斜度的计算值并决定是否根据如此读取的计算值和上述的各种判断结果而作为真钞票地处理所考虑的钞票，从而将此判断结果和钞票种类的判断结果储存在判断结果储存器110中。接着，结束钞票的鉴别处理。
以下将描述在步骤S110中的比较过程。
在比较过程中，如上所述，将各图象数据和厚度分布情况与字典数据进行比较。待用于比较的图象数据是在图7的步骤S102中经过标准化的图象数据或者如图8的下部所示是图象数据d400，钞票的整个范围在图象数据d400中由10×22象素表示。
与图象数据有关的字典数据是在大量图象数据的基础上产生的，这些图象数据是通过扫描大量钞票而获得的且是分别与由反射光获得的图象数据、由透射光获得的图象数据、由磁性获得的图象数据和厚度分布情况有关地特别处理过的。另外，调制分别对应于相应图象数据和厚度分布情况中两项的有关组合的字典数据。
至于字典数据，调制以下四种字典数据：即由相应的平均值和图象数据的每个象素的相应标准偏差构成的第一字典数据，其中以所述平均值将大量钞票的图象数据均分给10(行)×22(列)的每个象素；由相应的平均值和每行行数据的相应标准偏差构成的第二字典数据，通过将一张钞票的图象数据均分给10(行)×22(列)的各象素行而产生的相应行数据在许多钞票的情况下以所述平均值均分给每行；由相应的平均值和每列列数据的相应标准偏差构成的第三字典数据，通过将一张钞票的图象数据均分给10(行)×22(列)中的各象素列而产生的相应列数据在许多钞票的情况下以所述平均值均分给每列；以及由平均值和全范围数据的标准偏差构成的第四字典数据，通过将一张钞票的图象数据均分在钞票的整个范围上而产生的全范围数据在大量钞票的情况下以所述平均值被均分。调制四种字典数据的原因是：它们被用于适用于每种字典数据的鉴别，这是因为例如存在这样的情况，即完全模糊的或部分地经过重新裱糊的钞票可能无法通过采用由每个象素的平均值等构成的字典数据进行的比较来鉴别，但是这样的钞票可以通过采用由全范围数据的平均值等构成的字典数据进行的比较来鉴别。当字典数据与图象数据进行比较时，不总是采用这四种字典数据。由ATM的管理人员选择这四种字典数据或其中的一部分以便与图象数据进行比较。以下将继续进行描述。假设，第一字典数据，即由相应的平均值和每个图象数据的象素的相应标准偏差构成的字典数据(其中以所述平均值将大量钞票的图象数据均分给10(行)×22(列)中的每个象素)，被用于与图象数据进行比较。
图象数据与字典数据的比较是如此进行的，即为每个象素判断图象数据的值是否位于参考极限范围内，根据构成字典数据的平均值和标准偏差值决定所述参考极限，以下将对这种判断进行描述。当判断出图象数据的值在参考极限的范围内时，象素被认为是“真”的。当判断出图象数据的值超出参考极限的范围时，象素被认为是“假”的。在对所有象素完成检验后，被认为是“假”的的象素的数目以比较结果的形式被确定下来。
图9是表示参考范围的视图。
在图9中，其中心有一峰值的曲线表示在某个象素上收集的用于构成字典数据的大量图象数据的分布情况。横坐标轴代表图象数据值，而纵坐标轴代表钞票的张数。横坐标轴上的点M表示图象数据的平均值。
如上所述，此图所示分布的标准偏差以部分字典数据的形式包含在字典数据内。在平均值上加上一个通过将标准偏差值乘以一个预定系数而得到的值可确定参考范围的上限，而从平均值中减去一个如此获得的值可确定参考范围的下限。如此确定的上、下限的例子分别由图9横坐标轴上的A和B点表示。另一个上、下限的例子分别由点A和B表示。A点和B点或A点和B点是通过改变标准偏差值的乘法系数而确定的。平行于此图纵坐标轴的许多条虚线表示根据不同系数计算出的各上、下限。平行于此图横坐标轴的许多箭头分别表示与各系数有关的参考范围d1、d2、d3、d4。
在涉及高速传送钞票的工作模式的补款模式和集款模式中获得的图象数据是图6(b)所示的图象数据d200。如上所述，由于由此图象数据代表的马赛克的行数少于35，此图象数据的信息量少于图6(a)所示的代表35×128马赛克的图象数据d100的信息量。这些图象数据(图6(a))是在涉及低速传送钞票的工作模式的收款模式和付款模式中获得的。因而，代表35×128马赛克的图象数据是在经过由图象处理器且根据在补款模式和集款模式中获得的图象数据而在长宽比方面修正图象而得到的，因此它包括修正误差。
假设在相应的工作模式中沿用公共的参考范围而且它是图9所示的参考范围d2，则希望图象数据在收款模式和付款模式中超出参考范围的可能性不大，这是因为参考范围d2占据了由图9所示的曲线代表的分布区的大部分。另一方面，在补款模式和集款模式中，图象数据易于因上述修正误差而超出参考范围。因此在补款模式和集款模式中，许多真钞票将会被鉴别成假钞。
鉴于上述情况，根据本实施例，作为在集款模式和补款模式中计算参考范围的系数，采用了其值大于在收款模式和付款模式中计算参考范围所用的系数值的系数。因此，图象数据在补款模式和集款模式中超出参考范围的可能性经过控制而变得基本上与图象数据在收款模式和付款模式中超出参考范围的可能性一样大。
图10是用于理解比较过程的流程图。
在比较过程的步骤S201-S205中，使通过透射光获得的图象数据、通过反射光获得的与钞票两侧有关的图象数据、通过磁性获得的图象数据和厚度分布情况分别与有关的字典数据进行比较。在完成步骤S201-S205的比较后，过程进至步骤S206。
在步骤S206中，判断钞票的传送速率是否是高速。当判断出钞票的传送速率是高速时，过程返回到图7所示的鉴别处理。在步骤S206中，当判断出钞票的传送速率不是高速时，过程进至步骤S207以继续比较。
在步骤S207-S216中(省去了步骤S210-S214)分别进行这样的数据与字典数据的比较，即所述数据是以预定方式通过由透射光获得的图象数据、由反射光获得的与钞票两侧面有关的图象数据、由磁性获得的图象数据和厚度分布情况之间两项数据的相应组合而获得的，所述字典数据对应于有关的组合。上述预定方式例如是：对每个象素来说，叠加独立的两项或进行减法处理。以两项为单位的图象数据等的组合甚至可以鉴别出假钞，而假钞是无法通过步骤S201-S205的任何组合进行鉴别的。
在步骤S207-S216的比较结束后，处理过程返回图7所示的钞票的鉴别处理。
在收款模式和付款模式中，钞票在ATM的用户和ATM之间流通。为此，希望尽可能地提高对假钞的鉴别能力，因此进行步骤S207-S216的比较。另外，钞票的传送速率被选定为如此低的速率，以致从钞票离开鉴别机构起到到达传送路径的第一分支点为止的到达时刻恰好经过一段钞票鉴别所需的时间。
另一方面，补款模式和集款模式是由ATM的管理人员运转和管理ATM的工作方式，因此对钞票的鉴别能力低是可以接受的。另外，通常在补款模式和集款模式中处理超过1000张的大量钞票。为此，希望尽可能地保证快速传送钞票以有助于缩短ATM运转和管理的工作时间。
因此，根据此实施例，在补款模式和集款模式中不进行步骤S207-S216的比较，以缩短钞票鉴别所需的时间，由此保证了在补款模式和集款模式中快速地传送钞票。
顺便说一句，尽管此实施例的钞票处理装置具有两种钞票传送速率，但是本发明的钞票处理装置具有三种以上的钞票传送速率也是可取的。
另外，根据此实施例的钞票处理装置，在补款模式和集款模式中省去了图10所示的步骤S207-S216的比较。但是，在本发明的钞票处理装置中，省去步骤S207-S216的部分比较内容或者按另一方案完全省去图10所示的比较过程也是允许的。
另外，根据此实施例的钞票处理装置，无论传送速率的高低，用以将钞票评定为真钞票且用于根据比较结果鉴别钞票的数值范围是固定不变的。但是，在本发明的钞票处理装置中，用以将钞票评定为真钞票的数值范围是根据传送速率确定的。
如上所述，根据本发明的钞票处理装置，可以保证对钞票进行适当的鉴别处理并且提高了钞票的传送速率。
尽管参照特殊实施例地描述了本发明，但并不是由这些实施例限定了本发明，而是由所附的权利要求书限定了本发明。应该理解的是，本领域中的技术人员可以在不超出本发明范围的前提下修改或变换实施例。