УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КЛАССИФИКАЦИИ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ, ПРЕЖДЕ ВСЕГО БАНКНОТ, А ТАКЖЕ СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ
DEVICE AND METHOD OF CLASSIFICATION OF VALUABLE DOCUMENTS, PRIMARILY BANKNOTES, AS WELL AS VALUABLE DOCUMENT PROCESSING SYSTEM

Изобретение относится к устройству и способу классификации ценных документов, а также к системе обработки ценных документов с таким устройством.
При машинной обработке ценных документов, например банкнот, чеков, купонов или ваучеров последние часто классифицируют, например, в отношении достоинства, подлинности и/или состояния, и в зависимости от результата классификации подвергают дальнейшей обработке, например сортируют. Для этой цели свойства ценных документов регистрируют при помощи датчиков. Датчики снабжены соответственно процессорным устройством, в котором  сгенерированные соответствующим датчиком необработанные данные подвергаются предварительной оценке. На основании результатов предварительных оценок в различных процессорных устройствах затем в центральной инстанции осуществляется классификация соответствующего ценного документа, и последний соответствующим образом сортируется.
Задачей настоящего изобретения является осуществление надежной и эффективной классификации ценных документов.
Эта задача решена при помощи устройства и способа классификации ценных документов согласно независимым пунктам формулы изобретения, а также системы обработки ценных документов с таким устройством.
Предлагаемое устройство для классификации ценных документов, прежде всего банкнот, имеет по меньшей мере два сенсорных устройства, которые предусмотрены для того, чтобы регистрировать отраженные от передней и задней стороны ценного документа волны, прежде всего электромагнитные волны, и генерировать соответствующие сенсорные данные или регистрировать свойства ценного документа по меньшей мере в двух различных областях ценного документа посредством различных принципов измерений и генерировать соответствующие сенсорные данные. По меньшей мере одно анализирующее устройство выполнено для классификации ценного документа на основании сгенерированных по меньшей мере двумя сенсорными устройствами сенсорных данных, которые относятся к отраженным от передней и задней стороны ценного документа волнам или же к зарегистрированным по меньшей мере в двух различных областях ценного документа посредством различных принципов измерений свойствам ценного документа.
Предлагаемая система обработки ценных документов имеет: предлагаемое устройство для классификации ценных документов и сортировочное устройство, которое имеет различные сортировочные лотки и выполнено для того, чтобы выдавать ценные документы в различные сортировочные лотки в зависимости от осуществленной на основании сенсорных данных классификации.
Предлагаемый способ классификации ценных документов включает:
- регистрацию отраженных от передней и задней стороны ценного документа волн, прежде всего электромагнитных волн, и генерирование соответствующих сенсорных данных или регистрация свойств ценного документа по меньшей мере в двух различных областях ценного документа посредством различных принципов измерений и генерирование соответствующих сенсорных данных;
- классификацию ценного документа на основании сгенерированных сенсорных данных, которые относятся к отраженным от передней и задней стороны ценного документа волнам или же к зарегистрированным по меньшей  мере в двух различных областях ценного документа посредством различных принципов измерений свойствам ценного документа;
- запись сенсорных данных, сгенерированных по меньшей мере двумя сенсорными устройствами, для сохранения данных посредством регулирующего устройства в запоминающее устройство по меньшей мере одногоанализирующего устройства, причем предусмотрено по меньшей мере два анализирующих устройства с соответственно одним запоминающим устройством, а сгенерированные по меньшей мере двумя сенсорными устройствами сенсорные данные записывают посредством регулирующего устройства в каждое запоминающее устройство по меньшей мере двух 30 анализирующих устройств.
Один из аспектов изобретения основывается на подходе, согласно которому сенсорные данные от нескольких сенсорных устройств объединяются в одном анализирующем устройстве и ценный документ классифицируется в
соответствии с результатом оценки объединенных сенсорных данных. В случае объединенных сенсорных данных речь идет о необработанных данных, которые генерируются сенсорными устройствами, когда последние регистрируют отраженные от передней и задней стороны ценного документа, прежде всего электромагнитные, волны. Альтернативным образом в случае объединенных  сенсорных данных речь идет о необработанных данных, которые генерируются сенсорными устройствами, когда последние регистрируют по меньшей мере в двух различных областях ценного документа посредством различных принципов измерений свойства ценного документа. Благодаря объединению в анализирующем устройстве сгенерированные различными сенсорными устройствами необработанные данные при классификации ценного документа могут быть непосредственно связаны друг с другом, например скоррелированы, что позволяет осуществлять особо надежную классификацию. Кроме того, могут быть обнаружены зависимости сенсорных данных и, таким образом, исключены избыточные оценки, например, в отдельных процессорных устройствах. На основании объединения сенсорных данных различных сенсорных устройств в одном анализирующем устройстве можно говорить также о синтезе или слиянии различных сенсорных данных или же необработанных данных. Кроме того, поскольку в соответствующем анализирующем устройстве имеются необходимые для классификации ценного документа сенсорные данные, можно отказаться от копирования сенсорных данных или передачи результатов предварительного анализа сенсорных данных в дополнительные анализирующие устройства. Благодаря этому классификация становится особо эффективной.
В целом, изобретение позволяет таким образом осуществлять надежную и эффективную классификацию ценных документов.
Сенсорные данные или же необработанные данные в смысле изобретения относятся к сгенерированным сенсорным устройством сигналам, которые генерируются при регистрации свойства ценного документа. Таким образом, сенсорные данные представляют собой, например, характеристику отражения и/или пропускания ценного документа относительно электромагнитных или ультразвуковых волн, электрическую проводимость, диэлектрические или магнитные свойства ценного документа или, по меньше мере, заданных областей ценного документа.
В соответствии с изобретением по меньшей мере одно анализирующее устройство имеет запоминающее устройство для сохранения данных. Кроме того, предусмотрено регулирующее устройство, которое выполнено для того, чтобы записывать сгенерированные по меньшей мере двумя сенсорными устройствами сенсорные данные в запоминающее устройство по меньшей мере  одного анализирующего устройства. Кроме того, по меньшей мере одно анализирующее устройство может в любое время получать доступ к сенсорным данным всех сенсорных устройств и соответственно связывать сенсорные данные, так что основывающаяся на этом классификация ценного документа является особо надежной. Таким образом, в запоминающем устройстве имеются  все актуальные сенсорные данные по меньшей мере двух сенсорных устройств, так что по меньшей мере одно анализирующее устройство может классифицировать ценный документ просто на основании актуальных сенсорных данных.
Далее, в соответствии с изобретением регулирующее устройство выполнено  для того, чтобы записывать сенсорные данные по меньшей мере двух сенсорных устройств в запоминающее устройство независимо друг от друга, так что сенсорные данные могут обрабатываться более эффективно. Если сенсорные устройства генерируют сенсорные данные, например, с различными тактовыми частотами, прежде всего, так как регистрация свойств ценного документа  основывается на различных принципах измерений и/или варьируется размер различных областей, в которых регистрируются свойства, сенсорные данные сенсорного устройства с более высокой тактовой частотой, прежде всего с более высокими тактовыми частотами, записываются в запоминающее устройство чаще, чем сенсорные данные другого сенсорного устройства с более низкими  тактовыми частотами.
Также в соответствии с изобретением предусмотрены по меньшей мере два анализирующих устройства, которые имеют соответственно по одному запоминающему устройству. Кроме того, регулирующее устройство выполнено для того, чтобы записывать сгенерированные по меньшей мере двумя 30 сенсорными устройствами сенсорные данные в запоминающее устройство по меньшей мере одного анализирующего устройства. Благодаря этому обеспечивается тот факт, что каждое анализирующее устройство в любое время имеет доступ к актуальным сенсорным данным всех сенсорных устройств и эти данные могут быть связаны, так что основанная на них классификация становится особо точной, то есть надежной.
В еще одной предпочтительной форме осуществления с каждым по меньшей мере из двух сенсорных устройств соотнесено одно анализирующее устройство. Это является, например, преимущественным, когда каждое из анализирующих устройств выполнено для того, чтобы осуществлять классификацию в отношении соответственно заданного класса, прежде всего на основании соответственно заданного алгоритма, причем классификация в отношении соответственно заданного класса преимущественным образом основывается на сенсорных данных сенсорного устройства, которое снабжено  соответствующим анализирующим устройством. Класс в смысле изобретения относится к признаку ценных документов, такому как, например, достоинство, подлинность или состояние. Например, ценный документ может быть особо надежным образом классифицирован в отношении его достоинства при помощи сенсорных данных сенсорного устройства, которое регистрирует оптические  свойства ценного документа, в то время как ценный документ может быть особо надежным образом классифицирован в отношении его подлинности при помощи сенсорных данных сенсорного устройства, которое регистрирует магнитные и/или электрические свойства ценного документа. Благодаря тому, что каждое сенсорное устройство снабжено анализирующим устройством, ценные документы могут быть одновременно классифицированы в отношении различных классов на основании соответственно преимущественных сенсорных данных. Однако же, так как при этом анализирующие устройства также имеют доступ к другим сенсорным данным других сенсорных устройств, то преимущественные сенсорные данные соответственно могут быть дополнительно связаны с другими сенсорными данными. Благодаря этому классификация становится еще более эффективной.
Предпочтительным образом, анализирующие устройства выполнены для того, чтобы при помощи соответствующих алгоритмов осуществлять классификацию ценного документа в отношении нескольких классов. Благодаря  этому анализирующее устройство, например, после классификации ценного документа в отношении одного класса, например на основании сенсорных данных относящегося к этому анализирующему устройству сенсорного устройства, может осуществлять классификацию в отношении еще одного дополнительного класса. Это возможно, так как каждое анализирующее устройство имеет доступ к другим, прежде всего всем остальным, сенсорным устройствам.
Благодаря этому исключают переход анализирующих устройств, которые выполнили классификацию особо быстро, в режим холостого хода. Таким образом, классификации ценных документов становятся особо эффективными.
В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения сенсорные устройства, которые выполнены для регистрации отраженных от передней и задней стороны ценного документа электромагнитных волн, имеют первый датчик изображения и второй датчик изображения. Первый датчик изображения, предпочтительным образом, выполнен для того, чтобы регистрировать картину диффузного отражения передней стороны ценного документа и генерировать соответствующие первые данные датчика изображения. Второй датчик изображения, предпочтительным образом, выполнен для того, чтобы регистрировать картину диффузного отражения задней стороны ценного документа и генерировать соответствующие вторые данные датчика изображения. Анализирующее устройство выполнено для того, чтобы классифицировать ценный документ на основании первых данных датчика изображения и вторых данных датчика изображения. Особо преимущественными являются те случаи, когда должна осуществляться классификация ценных  документов в отношении их достоинства, так как последнее может быть особо надежно определено на основании данных картины диффузного отражения передней и задней стороны, например, при помощи анализа полученного печатного изображения или участков печатного изображения, таких как, например, напечатанные цифры. Поэтому такая форма осуществления имеет  преимущество особенно в связи с подразделением или же сортировкой по достоинству. Поэтому анализирующее устройство, предпочтительным образом, выполнено для того, чтобы устанавливать достоинство ценного документа на основании первых данных датчика изображения и вторых данных датчика изображения.
Предпочтительным образом, первый датчик изображения и второй датчик изображения выполнены как фотодиодная, ПЗС- или сенсорная КМОП-матрица.
В еще одной предпочтительной форме осуществления сенсорные устройства, которые выполнены для регистрации свойств ценного документа по
меньшей мере в двух различных областях ценного документа посредством различных принципов измерений, имеют по меньшей мере два различных типа датчиков следующего типа:
- оптический датчик, прежде всего датчик изображения, который выполнен для того, чтобы регистрировать оптические свойства ценного документа и генерировать соответствующие сенсорные данные,
- ультразвуковой датчик, который выполнен для того, чтобы регистрировать отражающие и/или пропускающие свойства ценного документа для ультразвука и генерировать соответствующие сенсорные данные,
- емкостный датчик, который выполнен для того, чтобы регистрировать  диэлектрические свойства ценного документа и генерировать соответствующие сенсорные данные,
- магнитный датчик, который выполнен для того, чтобы регистрировать магнитные свойства ценного документа и генерировать соответствующие сенсорные данные.
При этом анализирующее устройство выполнено для того, чтобы классифицировать ценный документ на основании сгенерированных по меньшей мере двумя сенсорными устройствами сенсорных данных, которые относятся к зарегистрированным по меньшей мере в двух различных областях ценного документа свойствам ценного документа. В результате связывания полученных в  различных областях ценного документа сенсорных данных от различных типов датчика последний может быть особо надежным образом классифицирован в отношении заданных классов, таких как, например, подлинность.
В еще одной предпочтительной форме осуществления анализирующее устройство выполнено для того, чтобы проверять подлинность ценного документа или же соответствующим образом классифицировать ценный документ на основании сгенерированных по меньшей мере двумя типами датчиков сенсорных данных, которые относятся к зарегистрированным по меньшей мере в двух различных областях ценного документа свойствам ценного документа. Особо преимущественными являются случаи, когда различные 30 области ценного документа имеют различные защитные признаки, которые могут быть особо надежным образом зарегистрированы соответствующим типом датчика. Прежде всего в одной области ценного документа, который имеет оптический защитный признак, например заданный рисунок, отраженные и/или пропущенные электромагнитные волны могут быть зарегистрированы оптическим датчиком, например датчиком изображения. В еще одной области ценного документа, которая имеет регистрируемый при помощи ультразвука защитный признак, например водяной знак, толщина ценного документа может быть зарегистрирована при помощи ультразвукового датчика с пространственным разрешением. В другой области ценного документа, которая имеет магнитный защитный признак, например напечатанную магнитными чернилами надпись, напротив, магнитная сила поля может быть зарегистрирована при помощи магнитного датчика, например датчика Холла. В еще одной области ценного документа, который имеет емкостный или же  диэлектрический защитный признак, например металлическую защитную полосу, при помощи диэлектрического датчика, например конденсатора, может быть зарегистрирована диэлектрическая проницаемость или же электрическая проводимость.
Другие преимущества, признаки и возможности применения настоящего изобретения следуют из последующего описания в связи с фигурами. На фигурах показаны:
Фиг. 1 - пример устройства для классификации ценных документов в схематическом изображении,
Фиг. 2 - пример ценного документа, у которого регистрируются 20 отраженные от передней и задней стороны волны, и
Фиг. 3 - пример ценного документа, свойства которого регистрируются в различных областях.
На фиг. 1 показан пример устройства 1 для классификации ценных документов с первым сенсорным устройством 2, вторым сенсорным устройством  3, первым анализирующим устройством 4, вторым анализирующим устройством 5, а также регулирующим устройством 6.
Первое сенсорное устройство 2 и второе сенсорное устройство 3 выполнены для того, чтобы регистрировать свойства ценного документа, например пропускание и/или отражательную способность ценного документа в отношении электромагнитных или ультразвуковых волн, магнитных или диэлектрических свойств ценного документа, и преобразовывать в соответствующие сенсорные данные 8, так называемые необработанные данные. Сенсорные устройства 2, 3 выполнены соответственно, например, как
оптические датчики, прежде всего датчики изображения, пьезоэлектрические ультразвуковые датчики, датчики Холла или конденсаторы.
Преимущественным образом первое и/или второе сенсорное устройство 2, 3 могут регистрировать свойства ценного документа с пространственным разрешением. Для этого сенсорные устройства 2, 3 или, по меньшей мере, часть  сенсорных устройств 2, 3, предпочтительным образом, имеют соответственно одно- или двухмерную матрицу сенсоров, например полупроводниковые детекторы для регистрации электромагнитных волн или пьезоэлектрические элементы для регистрации ультразвука. Альтернативным или дополнительным образом сенсорные устройства 2, 3 могут быть выполнены для того, чтобы  сосканировать ценный документ или, по меньшей мере, область ценного документа, в то время как ценный документ и соответствующее сенсорное устройство 2, 3 перемещаются друг относительно друга.
Соответственно сгенерированные сенсорными устройствами 2, 3 сенсорные данные 8 записываются регулирующим устройством 6 в первое запоминающее устройство 9 первого анализирующего устройства 4 и во второе запоминающее устройство 10 второго анализирующего устройства 5, что показано стрелками. Предпочтительным образом, регулирующее устройство 6 при этом таким образом регулирует поток данных, что в каждое из накопительных устройств 9, 10 анализирующих устройств 4, 5 записываются сенсорные данные 8 обоих сенсорных устройств 2, 3, так что каждое из анализирующих устройств 4, 5 имеет непосредственный доступ к сгенерированным обоими сенсорными устройствами 2, 3 сенсорным данным 8. Благодаря этому каждое из анализирующих устройств 4, 5 имеет возможность классифицировать ценный документ не только на основании сгенерированных только одним сенсорным  устройством 2 или же 3 необработанных данных, но при этом также учитывать сгенерированные соответствующим другим сенсорным устройством 3 или же 2 необработанные данные, например, за счет соответствующего связывания необработанных данных.
Результаты 11 осуществленной в анализирующих устройствах 4, 5 для  классификации, которые, предпочтительным образом, относятся к различным классам, передаются центральной инстанции 7. Например, первое анализирующее устройство 4 может быть выполнено для того, чтобы классифицировать ценный документ в отношении его достоинства, в то время как второе анализирующее устройство 5 может быть выполнено для того, чтобы классифицировать ценный документ в отношении его подлинности.
Предпочтительным образом, центральная инстанция 7 выполнена для того, чтобы регулировать последующую обработку, прежде всего сортировку, ценного документа в соответствии с результатами 11 классификации. Например, все  ценные документы первого достоинства, которые классифицированы как подлинные, выдаются в первую емкость, в то время как все ценные документы второго достоинства, которые классифицированы как подлинные, выдаются во вторую емкость и т. д.
Если центральной инстанции 7 требуется только один результат 11 в отношении одного класса, например так как ценные документы должны быть рассортированы только в отношении их достоинства независимо от их подлинности или их качества, то также можно отказаться от анализирующих устройств, например второго анализирующего устройства 5.
На фиг. 2 показан пример передней стороны 12 и задней стороны 13 ценного документа 14 в схематическом изображении для наглядного представления преимущественного использования показанного на фиг. 1 устройства 1, например при разделении по достоинству.
Первое и второе сенсорные устройства 2, 3 (см. фиг. 1) регистрируют на передней стороне 12 или же задней стороне 13 отраженные, прежде всего диффузно отраженные, электромагнитные волны и генерируют соответствующие первые и вторые сигналы датчика изображения. При этом первое сенсорное устройство преимущественным образом выполнено для того, чтобы зарегистрировать отраженные в первой области 15 передней стороны 12 электромагнитные волны, в то время как второе сенсорное устройствовыполнено для того, чтобы зарегистрировать отраженные во второй области 16 и/или в третьей области 17 задней стороны 13 электромагнитные волны. Например, первое и второе сенсорное устройство для этого могут быть выполнены как датчики изображения, прежде всего как камеры, которые регистрируют соответствующие области 15-17. Альтернативным образом первый датчик изображения также может быть выполнен для того, чтобы оптически регистрировать всю переднюю сторону 12 ценного документа 14, и только на основании зарегистрированных в первой области 15 отраженных электромагнитных волн генерировать первые данные датчика изображения.
Соответственно, второй датчик изображения может быть выполнен для того, чтобы оптически регистрировать всю заднюю сторону 13 ценного документа 14, и только на основании зарегистрированных во второй области 16 и в третьей области 17 отраженных электромагнитных волн генерировать вторые данные датчика изображения.
Положение и/или размер первой, второй и/или третьей области 15-17, предпочтительным образом, выбраны так, чтобы там ценный документ имел отражательные свойства, которые характерны для достоинства ценного документа 14. Например, если печатное изображение ценного документа 14 в областях 15-17 имеет заданные признаки 15-17, прежде всего в форме цифры 10 и/или рисунка, на основании которых может быть определено достоинство ценного документа 14, например идет речь о банкноте достоинством 5 евро или 10 евро.
В случае первых и вторых сенсорных данных в описанном примере речь идет о данных датчика изображения, которые, как уже более подробно пояснялось в связи с фиг. 1, вместе записываются в запоминающее устройство 9 первого анализирующего устройства 4 и связываются там друг с другом при классификации ценного документа 14. Благодаря этому классификация ценного документа 14 в отношении достоинства может быть выполнена только первым анализирующим устройством 4.
Благодаря тому, что в первом анализирующем устройстве ценный документ 14 может быть классифицирован на основании объединенных данных датчика изображения, центральной инстанции 7 должен быть передан только результат классификации, то есть достоинство ценного документа 14. Кроме того, в этом случае, можно отказаться от второго анализирующего устройства 5 для классификации ценного документа 14 в отношении его достоинства или использовать его для классификации в отношении другого класса, такого как, например, загрязненность.
Предшествующие формы осуществления к показанному на фиг. 2 примеру также действительны соответственно для электромагнитных волн, которые  пропускаются ценным документом 14 и регистрируются в области передней стороны 12 и задней стороны 13 соответственно при помощи сенсорного устройства. Формы осуществления также действительны соответственно для ультразвуковых волн, которые отражаются от передней и задней стороны
ценного документа 14 и/или пропускаются ими и соответственно регистрируются при помощи подходящего сенсорного устройства.
Фиг. 3 показывает пример ценного документа 14, свойства которого регистрируются различными типами датчиков в различных областях 15-17. В настоящем примере свойства регистрируются тремя различными типами датчиков в трех различных областях ценного документа. В зависимости от случая применения, при необходимости, могут применяться только два или же также более трех различных типов датчика.
Различные типы датчиков регистрируют свойства ценного документа 14 посредством различных принципов измерений. Например, в настоящем примере может идти речь о датчике изображения, например о камере, диэлектрическом или же емкостном датчике, например конденсаторе, а также ультразвуковом датчике, например матрице из пьезоэлектрических элементов. Предпочтительным образом, датчики выполнены для регистрации соответствующих свойств ценного документа 14 с пространственным разрешением, так что соответствующим образом сгенерированные сенсорные данные согласуются соответственно с оптической, емкостной или же ультразвуковой картиной трех различных областей 15-17.
Предпочтительным образом, датчик изображения регистрирует в первой области 15 оптический защитный признак 15" ценного документа 14, например 20 заданный рисунок. Диэлектрический или же емкостный датчик регистрирует во второй области 16 диэлектрический защитный признак 16" ценного документа 14, например диэлектрическую проницаемость защитной полосы. Ультразвуковой датчик регистрирует в третьей области 17 только на основании ультразвуковых волн регистрируемый защитный признак 17" ценного документа 14, например, варьирующуюся толщину ценного документа 14. Соответствующим образом эти сенсорные данные характеризуют подлинность ценного документа 14.
Сгенерированные тремя различными типами датчиков сигналы датчика, например, записываются в первое запоминающее устройство 9 первого анализирующего устройства 4 (см. фиг. 1, третье сенсорное устройство или же третий тип датчика не показан там из соображений наглядности). За счет этого они могут объединяться первым анализирующим устройством 4 или же оцениваться совместно, чтобы эффективным и надежным образом
классифицировать или же проверить ценный документ 14 в отношении подлинности.
Например, первое анализирующее устройство 4 выполнено для того, чтобы оценивать точки изображения соответствующих трем различным областям 15-17 изображений в отношении одного или нескольких, прежде всего трех, пороговых значений.
Благодаря тому, что в первом анализирующем устройстве 4 ценный документ 14 может быть классифицирован на основании объединенных сенсорных данных, центральной инстанции 7 должен быть передан только результат классификации ценного документа 14, в настоящем примере в  отношении подлинности. Самой инстанции 7 больше не нужно осуществлять классификацию, а нужно только регулировать дополнительную обработку, прежде всего сортировку, ценного документа в зависимости от заданного класса. Второе анализирующее устройство 5 или возможные дополнительные анализирующие устройства (не показаны на фиг. 1) для классификации ценного  документа 14 в отношении подлинности может или же могут больше не использоваться или использоваться для классификации в отношении другого класса, такого как, например, повреждения, загрязненность или лоскутность.