СПОСОБ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЦЕННОГО ДОКУМЕНТА ПО ЕГО ВЕТХОСТИ ПУТЕМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО АНАЛИЗА И СРЕДСТВА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА
METHOD OF EVALUATING STATE OF VALUABLE DOCUMENT FROM DILAPIDATION THEREOF THROUGH ULTRASONIC ANALYSIS AND APPARATUS FOR REALISING SAID METHOD

Настоящее изобретение относится к способу оценки состояния по меньшей мере одного ценного документа по его ветхости, а также к средствам для осуществления такого способа.
Под ценными документами выше и в последующем описании подразумеваются листовые объекты, которые, например, обладают денежной стоимостью или предоставляют те или иные полномочия и поэтому не должны изготавливаться любыми не уполномоченными на это лицами. По этой причине подобные ценные документы снабжены защитными признаками, которые невозможно изготовить простым путем, прежде всего невозможно сымитировать путем простого копирования, и наличие которых является подтверждением подлинности ценных документов, т.е. подтверждением их изготовления уполномоченным на это учреждением. В качестве важных примеров таких ценных документов, которые могут, в частности, иметь один или несколько пленочных и/или бумажных слоев, можно назвать купоны, талоны, ордера, чеки и прежде всего банкноты.
Свойства, соответственно состояние подобных ценных документов при их многократном использовании и прежде всего при не слишком аккуратном обращении с ними могут изменяться по сравнению с новыми, еще не находившимися в обращении ценными документами. При этом ценные документы, такие как банкноты, прежде всего могут стать ветхими. Под ветхостью в данном контексте подразумевается состояние, в котором банкнота обладает гораздо меньшей жесткостью, соответственно более легкой деформируемостью и/или меньшей упругостью по сравнению с состоянием, которое она имеет в свежеизготовленном виде.
Такое изменение состояния ценных документов может существенно снижать их пригодность к автоматической обработке или даже делать полностью не пригодным к ней. Так, в частности, банкноты, ветхость которых превышает определенный предел, изымают из денежного обращения как более не пригодные для дальнейшего нахождения в нем и заменяют на новые банкноты. Поэтому банкноты по их состоянию можно подразделять на "пригодные для нахождения в обращении" или на "подлежащие уничтожению".
Для возможности оценки состояния большого количества ценных документов по их ветхости необходимо располагать максимально надежным, щадящим и простым, проводимым в автоматическом режиме способом проверки состояния ценных документов по их ветхости.
До создания настоящего изобретения для проверки состояния ценных документов по их ветхости обычно использовался механический способ, при проверке которым, например, банкноту деформируют, обычно слегка перегибают, регистрируя и анализируя издаваемый банкнотой при таком ее деформировании звук. Хотя подобный способ и позволяет получать достаточно достоверные результаты, однако деформирование банкнот приводит к их дальнейшему износу.
Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ оценки состояния ценного документа по его ветхости, который позволял бы избежать интенсивного износа ценных документов, а также предложить средства для осуществления такого способа.
Указанная задача решается с помощью способа оценки состояния по меньшей мере одного ценного документа по его ветхости, заключающегося в том, что на основании показателей звукопроницаемости, отражающих прохождение ультразвука сквозь ценный документ в разных его местах, определяют показатель состояния ценного документа, зависящий от изменчивости показателей звукопроницаемости и характеризующий состояние ценного документа по его ветхости, и с использованием заданного критерия для показателя состояния ценного документа определяют его состояние.
Положенная в основу изобретения задача решается также с помощью устройства обработки (анализатора) для оценки состояния по меньшей мере одного ценного документа по его ветхости, которое позволяет на основании показателей звукопроницаемости, отражающих прохождение ультразвука сквозь ценный документ в разных его местах, определять показатель состояния ценного документа, зависящий от изменчивости показателей звукопроницаемости и характеризующий состояние ценного документа по его ветхости, и определять с использованием заданного критерия для показателя состояния ценного документа его состояние.
В принципе устройство обработки может быть выполнено независимо от устройства для определения показателей звукопроницаемости. В этом случае устройство обработки должно лишь иметь интерфейс или устройство считывания носителей данных, позволяющий, соответственно позволяющее считывать показатели звукопроницаемости, соответственно данные о звукопроницаемости. Более предпочтительно, однако, объединять оба указанных устройства в одно. В соответствии с этим положенная в основу изобретения задача решается также с помощью устройства для оценки состояния по меньшей мере одного ценного документа по его ветхости, имеющего по меньшей мере один ультразвуковой излучатель и по меньшей мере один ультразвуковой приемник, которые расположены друг против друга, образуя ультразвуковой измерительный участок для получения данных о прохождении ультразвука в подвергаемом его воздействию месте (анализируемом месте) цепного документа, а также имеющего предлагаемое в изобретении устройство обработки и интерфейс, который связывает между собой ультразвуковой приемник и устройство обработки и через который сигналы от ультразвукового приемника, характеризующие показатели звукопроницаемости, подаются в устройство обработки для оценки состояния ценного документа. При необходимости устройство обработки можно выполнить прежде всего с возможностью преобразования сигналов, характеризующих прохождение ультразвука сквозь ценный документ, в показатели его звукопроницаемости.
Для оценки ветхости ценного документа согласно изобретению, таким образом, вместо единственного показателя звукопроницаемости или одного среднего значения показателей звукопроницаемости используется несколько показателей звукопроницаемости, что позволяет учитывать изменчивость (или разброс), т.е. варьирование, соответственно колебание, показателей звукопроницаемости от одного места ценного документа к другому его месту. Предпочтительно при этом использовать по меньшей мере пять, а лучше большее количество показателей звукопроницаемости, каждый из которых соответствует одному из мест, соответственно соотнесен с одним из мест ценного документа. При создании изобретения неожиданно было установлено, что полученный таким путем показатель состояния ценного документа может использоваться в качестве меры его ветхости и обеспечивает по меньшей мере такую же, что и упомянутый в начале описания не бесконтактный способ, или даже более высокую достоверность результатов оценки состояния ценного документов.
Для оценки состояния ценного документа используется далее заданный критерий, в который входит показатель состояния ценного документа. В зависимости от соответствия такому критерию ценный документ можно затем классифицировать по его состоянию, например, как "пригодный для дальнейшего нахождения в обращении" или как "не пригодный для дальнейшего нахождения в обращении", соответственно как "подлежащий уничтожению". Подобный критерий может при этом зависеть и от других параметров, которыми также может определяться пригодность ценного документа для нахождения в обращении и в качестве примера которых можно назвать наличие повреждений ценного документа. В соответствии с результатом проверки на соответствие такому критерию можно формировать отражающий подобный результат проверки сигнал или можно сохранять в памяти соответствующую информацию. Другая возможность заключается в непосредственном управлении последующим устройством, например транспортировочным или сортировочным устройством, путем подачи на него управляющего сигнала для дальнейшей транспортировки, соответственно сортировки цепных документов в зависимости от их выявленного состояния, что позволяет далее обрабатывать ценный документ соответственно его состоянию.
Предлагаемый в изобретении способ основан на бесконтактной обработке ценных документов и благодаря этому позволяет оценивать их состояние в щадящем режиме. Помимо этого предлагаемый в изобретении способ позволяет значительно снизить уровень шума в слышимом диапазоне по сравнению с известным из уровня техники способом.
При создании изобретения неожиданно было установлено, кроме того, что предлагаемый в нем способ более надежен по сравнению с рассмотренным в начале описания известным из уровня техники способом. При этом прежде всего повышается воспроизводимость результатов оценки состояния ценных документов.
Предлагаемое в изобретении устройство обработки в принципе может иметь любое исполнение и, например, для обработки показателей звукопроницаемости может иметь постоянную заданную аналоговую или прежде всего цифровую схему, предназначенную для осуществления предлагаемого в изобретении способа. В более же предпочтительном варианте предлагаемое в изобретении устройство обработки имеет процессор, память, в которой хранится компьютерная программа для выполнения процессором, который при ее выполнении реализует предлагаемый в изобретении способ, и интерфейс для приема сигналов или данных, позволяющих на их основании определять показатели звукопроницаемости и/или изменчивость показателей звукопроницаемости или отражающих показатели звукопроницаемости.
В соответствии с этим еще одним объектом изобретения является также компьютерная программа, предназначенная для выполнения устройством для обработки данных, имеющим процессор, и содержащая программный код, при исполнении которого процессор реализует предлагаемый в изобретении способ и прежде всего на основании показателей звукопроницаемости, отражающих прохождение ультразвука сквозь ценный документ в разных его местах, определяет показатель состояния ценного документа, зависящий от изменчивости показателей звукопроницаемости и характеризующий состояние ценного документа по его ветхости, и с использованием заданного критерия для показателя состояния ценного документа определяет его состояние. Подобная компьютерная программа может храниться прежде всего в указанной выше памяти.
Преимущество этого варианта состоит, во-первых, в возможности использования стандартных компонентов в устройстве обработки, а во-вторых, в возможности выполнения процессором и других задач.
Под процессором согласно настоящему изобретению подразумевается не только единственный процессор с одним или несколькими ядрами, но и система связанных между собой процессоров. В качестве процессора можно далее использовать, например, многоцелевой процессор типа того, который, например, применяется в обычных персональных компьютерах, либо цифровой процессор сигналов. Помимо этого процессор может также представлять собой или содержать вентильную матрицу, программируемую пользователем.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения и его модификации представлены в формуле изобретения, в последующем описании и на чертежах.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа и в предлагаемой в изобретении компьютерной программе для определения показателя состояния ценного документа предпочтительно не использовать никакие показатели отражения ультразвука, т.е. показатели интенсивности отраженного ультразвука.
Показатели звукопроницаемости в принципе можно регистрировать любым путем. Так, например, анализируемые места ценного документа можно параллельно или последовательно подвергать воздействию сфокусированного ультразвука в непрерывном режиме. При осуществлении предлагаемого в изобретении способа более предпочтительно, однако, подвергать воздействию ультразвуковых импульсов по меньшей мере два разных места ценного документа и регистрировать ультразвуковые импульсы, исходящие от этих подвергнутых воздействию излученных ультразвуковых импульсов мест, с формированием показателей звукопроницаемости. Подобный подход позволяет с особо высокой скоростью оценивать состояние ценных документов предлагаемым в изобретении способом. Ультразвуковые импульсы предпочтительно при этом должны иметь короткую длительность, которая, однако, должна быть по меньшей мере такой, чтобы с ультразвуковым импульсом все еще можно было с достаточно хорошим приближением сопоставить некоторую частоту.
Излучение ультразвуковых импульсов можно инициировать независимо, например, отдельной схемой, от обработки показателей звукопроницаемости. Более предпочтительно, однако, предлагаемое в изобретении устройство для оценки состояния ценных документов, в котором устройство обработки соединено с ультразвуковым излучателем для управления им и выполнено с возможностью подачи на ультразвуковой излучатель управляющих сигналов, по которым он излучает ультразвуковые импульсы.
При создании изобретения неожиданно было установлено, что наилучшие результаты при осуществлении предлагаемого в изобретении способа достигаются при использовании ультразвуковых колебаний с частотой более 300 кГц. Для этого в предлагаемом в изобретении устройстве для оценки состояния ценных документов предпочтительно использовать по меньшей мере один ультразвуковой излучатель, выполненный с возможностью излучения ультразвуковых колебаний с частотой более 300 кГц.
При создании изобретения неожиданно было установлено также, что наилучшие результаты при осуществлении предлагаемого в изобретении способа достигаются при воздействии ультразвуком на участки ценного документа, каждый из которых имеет форму круга диаметром менее 3,5 мм. Для этого предлагаемое в изобретении устройство для оценки состояния ценных документов и прежде всего его ультразвуковой излучатель выполнены с возможностью излучения ультразвука, который по достижении ценного документа, расположенного на заданном расстоянии от ультразвукового датчика, воздействует на участок ценного документа, имеющий форму круга диаметром менее 3,5 мм. В этом случае изменчивость показателей звукопроницаемости, обусловленная степенью ветхости ценного документа, выражена наиболее ярко. Ультразвук можно при этом излучать прежде всего в виде сфокусированных лучей. Указанный выше диаметр можно определять, например, путем исследования образца с максимально четко ограниченными зонами пониженной звукопроницаемости, в частности путем исследования банкноты с наклеенной на нее клейкой лентой. С этой целью ультразвуковой луч, фокусируемый в виде круга, перемещают относительно образца по участку с максимально резким изменением на нем условий прохождения ультразвука сквозь образец. Характер относительного перемещения выбирают при этом с таким расчетом, чтобы определять показатели звукопроницаемости вдоль направления, перпендикулярного границе между зонами с разными условиями прохождения ультразвука, через пространственные интервалы, которые существенно меньше ожидаемого диаметра круга, в виде которого должен фокусироваться ультразвуковой луч. Соответствующая кривая изменения показателей звукопроницаемости в функции координат места измерения имеет участок, непрерывно снижающийся от горизонтального участка, соответствующего высоким показателям звукопроницаемости, до горизонтального участка, соответствующего меньшим показателям звукопроницаемости и появляющегося в том случае, когда зона с меньшей степенью прохождения ультразвука существенно шире ожидаемого диаметра круга, в виде которого должен фокусироваться ультразвуковой луч. Ширина зоны с меньшей звукопроницаемостью соответствует в этом случае диаметру круга, в виде которого должен фокусироваться ультразвуковой луч, и может использоваться в качестве значения диаметра такого круга. Указанную ширину можно определять путем подбора непрерывной функции, согласуемой с кривой изменения показателей звукопроницаемости и имеющей три примыкающих друг к другу участка, на которых такая функция линейна. Ширину среднего участка этой функции можно использовать в качестве диаметра круга, в виде которого следует фокусировать ультразвуковой луч.
Показатели звукопроницаемости в принципе можно определять любым путем. Для этого можно прежде всего использовать рассмотренные ниже варианты, которые можно использовать индивидуально или в сочетании между собой. Согласно первому варианту при осуществлении предлагаемого в изобретении способа для определения показателей звукопроницаемости перемещают ценный документ. Для этого предлагаемое в изобретении устройство для оценки состояния ценных документов в предпочтительном варианте может иметь транспортировочное устройство для перемещения ценного документа через ультразвуковой измерительный участок, а устройство обработки может быть выполнено с возможностью последовательной регистрации соответствующих показателей звукопроницаемости в по меньшей мере пяти разных местах ценного документа и с возможностью обработки таких показателей звукопроницаемости.
В зависимости от метода определения изменчивости показателей звукопроницаемости анализируемые места ценного документа в принципе не требуют их конкретизации путем указания их координат или иных данных, явно описывающих их положение. Вместе с тем в вышеописанном варианте положение анализируемых мест ценного документа можно определять по меньшей мере друг относительно друга на основании интервалов времени между моментами регистрации показателей звукопроницаемости и на основании скорости перемещения ценных документов либо - при регистрации показателей звукопроницаемости через равные интервалы времени - только на основании последовательности проведения измерений.
В соответствии со вторым вариантом при осуществлении предлагаемого в изобретении способа для регистрации показателей звукопроницаемости можно использовать по меньшей мере два ультразвуковых измерительных участка. Для этого предлагаемое в изобретении устройство для оценки состояния ценных документов в предпочтительном варианте может иметь по меньшей мере один другой ультразвуковой измерительный участок, а устройство обработки может быть выполнено с возможностью обработки сигналов, характеризующих прохождение ультразвука сквозь ценный документ на этом другом ультразвуковом измерительном участке. Для создания такого другого ультразвукового измерительного участка предлагаемое в изобретении устройство для оценки состояния ценных документов прежде всего можно оснастить еще одним ультразвуковым излучателем и еще одним ультразвуковым приемником.
При использовании нескольких ультразвуковых измерительных участков показатели звукопроницаемости можно регистрировать последовательно, если существует опасность создания перекрестных помех между ультразвуковыми измерительными участками. Однако при необходимости обеспечить максимально быструю регистрацию показателей звукопроницаемости при осуществлении предлагаемого в изобретении способа показатели звукопроницаемости предпочтительно определять одновременно для по меньшей мере двух разных мест ценного документа. Для этого устройство обработки в предпочтительном варианте выполнено с возможностью подачи на ультразвуковые излучатели, образующие разные ультразвуковые измерительные участки, управляющих сигналов, по которым они одновременно излучают ультразвуковые импульсы. Под одновременным при этом подразумевается излучение двух ультразвуковых импульсов самое большее с разницей во времени, которая меньше длительности одного из них. Помимо этого нет необходимости излучать ультразвуковые импульсы одновременно на всех используемых ультразвуковых измерительных участках, если их количество больше двух.
Следующий возможный вариант регистрации показателей звукопроницаемости заключается в изменении в этих целях ориентации ультразвукового измерительного участка. Для этого в предлагаемом в изобретении устройстве для оценки состояния ценных документов ультразвуковой излучатель и/или ультразвуковой приемник можно выполнить перемещаемыми относительно исследуемого участка ценного документа, а устройство обработки можно соответственно выполнить с возможностью определения показателей звукопроницаемости в зависимости от положения ультразвукового излучателя, соответственно ультразвукового приемника.
Анализируемые места ценного документа, для которых регистрируются показатели звукопроницаемости, в принципе можно выбирать произвольно, учитывая, что показатель состояния ценного документа вполне достаточно определять только для одного участка ценного документа. Более предпочтительно, однако, чтобы анализируемые места ценного документа покрывали максимально большую его площадь.
Так, в частности, при осуществлении предлагаемого в изобретении способа анализируемые места могут распределяться случайным образом. Преимущество этого варианта состоит в возможности практически полностью исключить появление систематических погрешностей, обусловленных расположением анализируемых мест ценного документа.
Для оценки состояния ценного документа предлагаемым в изобретении способом более целесообразно, однако, упорядоченное распределение анализируемых мест ценного документа. Подобное распределение анализируемых мест ценного документа прежде всего при регистрации показателей звукопроницаемости с перемещением ценного документа обеспечивается уже только за счет регистрации показателей звукопроницаемости через равные временные интервалы.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа анализируемые места ценного документа можно, в частности, располагать в пределах прямолинейной полосы, ориентированной предпочтительно параллельно направлению транспортировки ценных документов. Такое расположение анализируемых мест ценного документа предпочтительно в первую очередь в том случае, когда для регистрации показателей звукопроницаемости используют схему с размещением одного или нескольких ультразвуковых излучателей и ультразвуковых приемников поперечно направлению транспортировки ценных документов.
В этом случае при осуществлении предлагаемого в изобретении способа анализируемые места ценного документа наиболее предпочтительно располагать в пределах по меньшей мере двух полос. Для этого предлагаемое в изобретении устройство для оценки состояния ценных документов в предпочтительном варианте может иметь по меньшей мере один другой ультразвуковой приемник для регистрации показателей звукопроницаемости, который отстоит в заданном направлении от по меньшей мере одного ультразвукового приемника. Указанное заданное направление при этом в предпочтительном варианте ориентировано перпендикулярно или наклонно к направлению транспортировки ценного документа, если он перемещается при определении показателей звукопроницаемости. Таким путем состояние ценного документа можно оценивать на большей площади, что позволяет повысить достоверность определения степени его ветхости.
В принципе при осуществлении предлагаемого в изобретении способа для определения показателя состояния ценного документа достаточно использовать лишь одно множество показателей звукопроницаемости. Однако при осуществлении предлагаемого в изобретении способа можно также определять на основании других показателей звукопроницаемости для разных других мест ценного документа другой показатель его состояния, зависящий от изменчивости этих других показателей звукопроницаемости для указанных других мест ценного документа и дополнительно включаемый в заданный критерий. В этом случае устройство обработки в предпочтительном варианте позволяет на основании других показателей звукопроницаемости для разных других мест ценного документа определять другой показатель его состояния, зависящий от изменчивости этих других показателей звукопроницаемости для указанных других мест. Подобный другой показатель состояния ценного документа дополнительно включается в заданный критерий. В свою очередь предлагаемая в изобретении компьютерная программа в предпочтительном варианте может содержать программный код, при исполнении которого процессор па основании других показателей звукопроницаемости для разных других мест ценного документа определяет другой показатель его состояния, зависящий от изменчивости этих других показателей звукопроницаемости для указанных других мест и дополнительно входящий в заданный критерий. Другой показатель состояния ценного документа можно прежде всего определять тем же путем, что и показатель состояния ценного документа. Этот вариант обладает многими преимуществами. Так, в частности, по меньшей мере два результирующих показателя состояния ценного документа можно использовать для проверки достоверности их определения. Необходимость в подобной проверке может возникнуть прежде всего в том случае, когда одни анализируемые места ценного документа, в которых определяются одни показатели звукопроницаемости, и другие анализируемые места ценного документа, в которых определяются другие показатели звукопроницаемости, располагаются не на взаимосвязанных участках поверхности ценного документа.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа наиболее предпочтительно, однако, чтобы одни анализируемые места ценного документа, в которых определяются одни показатели звукопроницаемости, и другие анализируемые места ценного документа, в которых определяются другие показатели звукопроницаемости, располагались на отделенных друг от друга взаимосвязанных участках ценного документа. В этом случае показатель состояния ценного документа по его ветхости можно определять для его отдельных участков. Определенные при этом одни показатели состояния ценного документа, соответственно другие показатели его состояния ниже обозначаются также как зональные показатели состояния ценного документа. Подобные участки ценного документа прежде всего могут иметь вид уже упоминавшихся выше полос. В этом случае предлагаемое в изобретении устройство для оценки состояния ценных документов, снабженное устройством обработки, позволяющим выполнять рассмотренные выше функции, в предпочтительном варианте дополнительно может быть выполнено с возможностью определения одних показателей звукопроницаемости, соответственно других показателей звукопроницаемости на основании сигналов, характеризующих прохождение ультразвука в подвергнутых его воздействию местах ценного документа и полученных на одном ультразвуковом измерительном участке, соответственно на другом ультразвуковом измерительном участке.
В зависимости от требований, предъявляемых к процессу определения состояния ценного документа, его контролируемые участки могут взаимно перекрываться либо могут не иметь ни одного общего места.
Одни показатели звукопроницаемости и другие показатели звукопроницаемости, кроме того, нет необходимости определять отдельно друг от друга. Более того, одно множество показателей звукопроницаемости можно подразделить на по меньшей мере два непересекающихся (под-)множества, первое из которых содержит одни показатели звукопроницаемости, используемые для определения одного показателя состояния ценного документа, а второе, соответственно другие содержит(-ат) показатели звукопроницаемости для других анализируемых мест ценного документа, используемые для определения другого показателя его состояния.
Изменчивость показателей звукопроницаемости можно учитывать различным образом. Наиболее выраженная взаимосвязь между изменчивостью показателей звукопроницаемости и ветхостью ценного документа проявляется в том случае, когда такая изменчивость не является следствием систематических изменений звукопроницаемости, обусловленных, например, наличием у банкнот водяных знаков, а имеет статический, соответственно случайный характер. Для возможности максимально полного учета систематических изменений показателей звукопроницаемости существует несколько возможных вариантов, по меньшей мере три из которых рассмотрены ниже и которые можно использовать индивидуально или в сочетании между собой.
Согласно первому варианту при осуществлении предлагаемого в изобретении способа при определении показателя состояния ценного документа показатели звукопроницаемости для анализируемых мест, попадающих в пределы заданного участка ценного документа, можно не использовать или использовать с меньшими весовыми коэффициентами, чем весовые коэффициенты, присваиваемые показателям звукопроницаемости для анализируемых мест вне пределов указанного участка. Для этого предлагаемое в изобретении устройство обработки в предпочтительном варианте при определении показателя состояния ценного документа позволяет далее не использовать показатели звукопроницаемости для анализируемых мест, попадающих в пределы заданного участка ценного документа, или использовать такие показатели звукопроницаемости с меньшими весовыми коэффициентами, чем весовые коэффициенты, присваиваемые показателям звукопроницаемости для анализируемых мест вне пределов указанного участка. В свою очередь предлагаемая в изобретении компьютерная программа в предпочтительном варианте может в этих целях содержать программный код, при исполнении которого процессор при определении показателя состояния ценного документа не использует показатели звукопроницаемости для анализируемых мест, попадающих в пределы заданного участка ценного документа, или использует такие показатели звукопроницаемости с меньшими весовыми коэффициентами, чем весовые коэффициенты, присваиваемые показателям звукопроницаемости для анализируемых мест вне пределов указанного участка. Преимущество этого варианта состоит в том, что при определении ветхости ценного документа могут, например, полностью не учитываться либо учитываться, но лишь с малым весовым коэффициентом показатели звукопроницаемости на участке с водяным знаком или на участке с защитной нитью. Для этого соответствующие показатели звукопроницаемости либо вовсе не должны регистрироваться, либо после их регистрации могут просто не учитываться при определении состояния ценного документа.
В следующем варианте при осуществлении предлагаемого в изобретении способа при определении показателя состояния ценного документа показателям звукопроницаемости для анализируемых мест, попадающих в пределы заданного участка ценного документа, присваивают более высокие весовые коэффициенты, чем показателям звукопроницаемости для других анализируемых мест. Для этого предлагаемое в изобретении устройство обработки в предпочтительном варианте при определении показателя состояния ценного документа позволяет также присваивать показателям звукопроницаемости для анализируемых мест, попадающих в пределы заданного участка ценного документа, более высокие весовые коэффициенты, чем показателям звукопроницаемости для других анализируемых мест. В свою очередь предлагаемая в изобретении компьютерная программа в предпочтительном варианте может в этих целях прежде всего содержать программный код, при исполнении которого процессор при определении показателя состояния ценного документа присваивает показателям звукопроницаемости для анализируемых мест, попадающих в пределы заданного участка ценного документа, более высокие весовые коэффициенты, чем показателям звукопроницаемости для других анализируемых мест. Этот вариант обладает теми же преимуществами, что и предыдущий вариант.
Согласно третьему варианту при осуществлении предлагаемого в изобретении способа до или во время определения показателя состояния ценного документа показатели звукопроницаемости корректируют с учетом заданного для ценного документа профиля его звукопроницаемости. Для этого предлагаемое в изобретении устройство обработки в предпочтительном варианте до или во время определения показателя состояния ценного документа позволяет также корректировать показатели звукопроницаемости с учетом заданного для ценного документа профиля его звукопроницаемости. Соответственно предлагаемая в изобретении компьютерная программа в свою очередь может содержать программный код, при исполнении которого процессор до или во время определения показателя состояния ценного документа корректирует показатели звукопроницаемости с учетом заданного для ценного документа профиля его звукопроницаемости. Преимущество этого варианта состоит в том, что для оценки состояния ценного документа можно также использовать те его участки, которые характеризуются систематическим изменением звукопроницаемости, например, участок с водяным знаком, воспроизводящим графическое изображение, или же, в частности, участок со штриховым водяным знаком, соответственно с водяным знаком в виде штрих-кода. Для учета подобного систематического изменения звукопроницаемости можно прежде всего вычитать из выявленных показателей звукопроницаемости значения, соответствующие известному, систематически присутствующему, соответственно ожидаемому профилю звукопроницаемости.
Для возможности правильного выбора соответствующих участков ценного документа, соответственно профилей звукопроницаемости в трех рассмотренных выше возможных вариантах при осуществлении предлагаемого в изобретении способа в предпочтительном варианте можно предварительно определять тип ценного документа, например номинал при оценке состояния банкнот, и использовать для выбора участков ценного документа, соответственно профиля звукопроницаемости параметры из хранящейся в памяти устройства обработки таблицы, содержащиеся в которой параметры соотнесены с возможными типами цепных документов и относятся к соответствующим участкам ценного документа или его профилю звукопроницаемости.
Для учета изменчивости показателей звукопроницаемости, при необходимости скорректированной с учетом систематического профиля звукопроницаемости, в принципе можно использовать различные методы, позволяющие количественно оценивать величину колебания исследуемой величины. При создании изобретения было, однако, установлено, что наиболее достоверные результаты позволяют получать некоторые рассмотренные ниже возможные варианты.
Согласно первому варианту для учета изменчивости показателей звукопроницаемости используют их отклонения от заданного значения, предпочтительно от среднего значения показателей звукопроницаемости. В этом случае предлагаемое в изобретении устройство обработки для учета изменчивости показателей звукопроницаемости в предпочтительном варианте позволяет использовать их отклонения от заданного значения, предпочтительно от среднего значения показателей звукопроницаемости. В свою очередь предлагаемая в изобретении компьютерная программа может прежде всего содержать программный код, при исполнении которого процессор для учета изменчивости показателей звукопроницаемости использует их отклонения от заданного значения, предпочтительно от среднего значения показателей звукопроницаемости. Под отклонением может подразумеваться, например, отношение показателей звукопроницаемости. В более же предпочтительном варианте указанное отклонение представляет собой разность или модуль разности показателей звукопроницаемости. В этом случае для формирования показателя состояния ценного документа можно использовать любые четные функции разностей или любые, прежде всего также нечетные, функции модулей разности. Показатель состояния ценного документа может, в частности, зависеть от суммы значений четной функции разностей или нечетной функции модулей разности. Показатель состояния ценного документа может быть, например, пропорционален дисперсии, соответственно стандартному отклонению показателей звукопроницаемости. Связанное с этим преимущество состоит в том, что нет необходимости располагать никакими данными о положении анализируемых мест, для которых определялись показатели звукопроницаемости, друг относительно друга или относительно ценного документа.
В другом варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа для учета изменчивости показателей звукопроницаемости используют отклонения между показателями звукопроницаемости для разных анализируемых мест. В этом случае предлагаемое в изобретении устройство обработки для учета изменчивости показателей звукопроницаемости в предпочтительном варианте позволяет использовать отклонения между показателями звукопроницаемости для разных анализируемых мест. Для этого предлагаемая в изобретении компьютерная программа в свою очередь может содержать программный код, при исполнении которого процессор для учета изменчивости показателей звукопроницаемости использует отклонения между показателями звукопроницаемости для разных анализируемых мест. Этот вариант позволяет получать особо хорошие результаты, поскольку ветхость ценного документа зависит помимо прочего от локальных различий в свойствах ценного документа. Помимо этого данный вариант позволяет с высокой скоростью определять состояние ценного документа.
В этом случае при осуществлении предлагаемого в изобретении способа прежде всего предпочтительно использовать в качестве отклонений между показателями звукопроницаемости для разных анализируемых мест только отклонения между показателями звукопроницаемости для тех анализируемых мест, расстояние между которыми не превышает заданного максимального расстояния. В данном случае предлагаемое в изобретении устройство обработки в предпочтительном варианте позволяет далее в качестве отклонений между показателями звукопроницаемости для разных анализируемых мест использовать только отклонения между показателями звукопроницаемости для тех анализируемых мест, расстояние между которыми не превышает заданного максимального расстояния. Помимо этого предлагаемая в изобретении компьютерная программа в свою очередь в предпочтительном варианте может содержать программный код, при исполнении которого процессор в качестве отклонений между показателями звукопроницаемости для разных анализируемых мест использует только отклонения между показателями звукопроницаемости для тех анализируемых мест, расстояние между которыми не превышает заданного максимального расстояния. Этот вариант позволяет с особо высокой скоростью определять показатель состояния ценного документа. Подобное максимальное расстояние можно при этом задавать как реальное расстояние между анализируемыми местами либо через указание соседства с другими анализируемыми местами. В одном из особенном предпочтительных вариантов необходимо, в частности, учитывать только отклонения между показателями звукопроницаемости для ближайших соседних между собой анализируемых мест.
В другом варианте, прежде всего при использовании для анализа мест, расположенных вдоль прямой линии, соответственно в пределах прямолинейной полосы, при осуществлении предлагаемого в изобретении способа для учета изменчивости показателей звукопроницаемости используют спектр показателей звукопроницаемости. В этом случае предлагаемое в изобретении устройство обработки в предпочтительном варианте позволяет также для учета изменчивости показателей звукопроницаемости использовать спектр показателей звукопроницаемости. Соответственно предлагаемая в изобретении компьютерная программа в свою очередь может содержать программный код, при исполнении которого процессор для учета изменчивости показателей звукопроницаемости использует спектр показателей звукопроницаемости. В качестве спектра показателей звукопроницаемости можно использовать, например, вейвлет-спектр. Особо высокой скорости определения показателя состояния ценного документа можно добиться при применении спектра Фурье и главным образом при использовании методов, основанных на быстром преобразовании Фурье (БПФ).
Следующий вариант заключается в том, что при осуществлении предлагаемого в изобретении способа для учета изменчивости показателей звукопроницаемости определяют и используют функцию их распределения. В этом случае предлагаемое в изобретении устройство обработки в предпочтительном варианте позволяет также для учета изменчивости показателей звукопроницаемости определять и использовать функцию их распределения. В свою очередь предлагаемая в изобретении компьютерная программа прежде всего может содержать программный код, при исполнении которого процессор для учета изменчивости показателей звукопроницаемости определяет и использует функцию их распределения. Функцию распределения можно использовать, например, определяя ее полуширину. При такой обработке можно также простым путем получать дополнительные данные о показателях звукопроницаемости.
Показатели звукопроницаемости могут колебаться, выходя за обусловленные ветхостью ценного документа пределы их изменчивости, не только из-за своей систематической, соответственно заданной изменчивости, обусловленной, например, наличием водяного знака, но и из-за наличия у ценного документа других свойств, которые могут носить случайный характер. В качестве примера при этом можно назвать наличие в ценном документе небольших дыр и/или разрывов. Подобные дыры или разрывы могут приводить к регистрации чрезвычайно высоких показателей звукопроницаемости, которые могут снижать достоверность определения ветхости ценного документа.
Поэтому при определении показателя состояния ценного документа предпочтительно не учитывать показатели звукопроницаемости, которые согласно заданному критерию резко выпадающего значения считаются нетипичными, или учитывать такие показатели звукопроницаемости в меньшей степени, чем другие показатели звукопроницаемости. В этом случае предлагаемое в изобретении устройство обработки в предпочтительном варианте при определении показателя состояния ценного документа позволяет далее не учитывать показатели звукопроницаемости, которые согласно заданному критерию резко выпадающего значения считаются нетипичными, или учитывать такие показатели звукопроницаемости в меньшей степени, чем другие показатели звукопроницаемости. В свою очередь предлагаемая в изобретении компьютерная программа в предпочтительном варианте прежде всего может содержать программный код, при исполнении которого процессор при определении показателя состояния ценного документа не учитывает показатели звукопроницаемости, которые согласно заданному критерию резко выпадающего значения считаются нетипичными, или учитывает такие показатели звукопроницаемости в меньшей степени, чем другие показатели звукопроницаемости.
В качестве критерия резко выпадающего значения предпочтительно проверять, находится ли один из показателей звукопроницаемости в заданных пределах. В этом случае предлагаемое в изобретении устройство обработки в предпочтительном варианте позволяет в качестве критерия резко выпадающего значения проверять, находится ли один из показателей звукопроницаемости в заданных пределах. Соответственно предлагаемая в изобретении компьютерная программа в предпочтительном варианте может содержать программный код, при исполнении которого процессор в качестве критерия резко выпадающего значения проверяет, находится ли один из показателей звукопроницаемости в заданных пределах. Указанные заданные пределы можно прежде всего определять эмпирическим путем, проводя эксперименты с ценными документами с разной ветхостью. В этом варианте в первую очередь используется тот факт, что дыры и разрывы в ценном документе приводят к столь значительным изменениям показателей звукопроницаемости, которые по своей величине явно отличаются от изменчивости показателей звукопроницаемости, обусловленной ветхостью либо соответствующими, влияющими на нее свойствами ценного документа на его небольших, локально ограниченных участках. Главным образом при наличии дыр и разрывов в ценном документе существенное значение имеет то обстоятельство, что подвергаемый воздействию ультразвука и имеющий форму круга участок ценного документа в одном его анализируемом месте имеет не слишком большие размеры, поскольку в противном случае при определенных условиях возникает своего рода эффект усреднения по обусловленным ветхостью ценного документа колебаниям показателей звукопроницаемости, в которых тем самым отражается лишь наличие дыр, разрывов или иных макроскопических структурных неоднородностей ценного документа, таких, например, как отчетливые замятые складки.
В качестве критерия для показателя состояния ценного документа можно прежде всего использовать критерий для величины показателя состояния, главным образом критерий порогового значения. Пороговое значение можно при этом задавать в зависимости от максимально допустимой ветхости ценного документа, которая, например, для банкнот может определяться их пригодностью к нахождению в обращении, соответственно пригодностью к автоматической обработке. В критерий для оценки состояния ценного документа наряду с показателем ветхости может также входить по меньшей мере один другой показатель, соответственно по меньшей мере одно другое свойство ценного документа, например, наличие на нем клейких лент или сильных загрязнений.
Результат проверки состояния ценного документа можно в последующем сохранять в памяти, направлять на вывод либо использовать для управления соответствующим устройством, входящим в состав устройства для обработки ценных документов, для чего предлагаемое в изобретении устройство обработки может быть выполнено соответствующим образом, и прежде всего предлагаемая в изобретении компьютерная программа может также содержать соответствующий программный код, исполняемый процессором.
Еще одним объектом изобретения является носитель данных, на котором хранится предлагаемая в изобретении компьютерная программа. В качестве таких носителей данных используются в первую очередь оптические носители данных, например, компакт-диски или цифровые универсальные диски, магнитооптические носители данных, магнитные носители данных, например, жесткие диски и полупроводниковые запоминающие устройства, например, флэш-память, доступ к содержимому которых можно получать с помощью соответствующего устройства в компьютере.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - схематичный вид устройства для обработки банкнот,
на фиг.2 - схематичный вид ультразвукового датчика, используемого в показанном на фиг.1 устройстве для обработки банкнот с устройством управления и обработки, в проекции на плоскость, перпендикулярную направлению транспортировки банкнот,
на фиг.3 - схематичный вид ультразвуковых излучателей показанного на фиг.2 ультразвукового датчика в плоскости, параллельной плоскости анализируемой банкноты,
на фиг.4 - схематичный вид фрагмента банкноты с изображением на ней участков в форме кругов, соответственно сканируемых участков, подвергаемых воздействию ультразвука от ультразвуковых излучателей показанного на фиг.2 ультразвукового датчика,
на фиг.5 - схематичный вид банкноты с изображением на ней анализируемых мест, соответственно сканируемых участков, для которых показанным на фиг.3 ультразвуковым датчиком регистрировались показатели звукопроницаемости,
на фиг.6. - упрощенная блок-схема, иллюстрирующая последовательность выполнения стадий при определении состояния банкноты с помощью показанных на фиг.2 ультразвукового датчика и устройства управления и обработки в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления предлагаемого в изобретении способа, и
на фиг.7 - упрощенная блок-схема, иллюстрирующая последовательность выполнения стадий при определении состояния банкноты с помощью показанных на фиг.2 ультразвукового датчика и устройства управления и обработки в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления предлагаемого в изобретении способа.
На фиг.1 показано устройство 10 для обработки банкнот, имеющее устройство для определения состояния ценных документов, в данном случае банкнот 12, а также имеющее загрузочный лоток 14, в который стопкой помещаются обрабатываемые банкноты 12, узел 16 поштучного отделения банкнот от их стопки, способный по одной захватывать из загрузочного лотка 14 находящиеся в нем банкноты 12, транспортировочное устройство 18 с распределительной стрелкой 20 и размещенные вдоль задаваемого транспортировочным устройством 18 транспортировочного пути 22 измерительную систему 24 перед распределительной стрелкой 20 и приемный лоток 26 и шредер 28 для уничтожения банкнот после распределительной стрелки 20. Устройство 30 управления и обработки соединено сигнальными линиями по меньшей мере с измерительной системой 24 и распределительной стрелкой 20 и предназначено для обработки измерительных сигналов от измерительной системы 24 и для управления по меньшей мере распределительной стрелкой 20 в зависимости от результата обработки таких измерительных сигналов.
Измерительная система 24 в сочетании с устройством 30 управления и обработки предназначена для регистрации свойств банкнот 12 и для формирования характеризующих эти свойства измерительных сигналов. Для выполнения этих функций измерительная система 24 имеет по меньшей мере один датчик, а в рассматриваемом варианте она имеет три датчика, а именно: первый датчик 32, который в данном варианте представляет собой оптический датчик, регистрирующий отраженное от банкноты оптическое излучение, второй датчик 34, который в данном варианте также представляет собой оптический датчик, регистрирующий прошедшее через банкноту оптическое излучение, и третий датчик 36, который в данном варианте представляет собой акустический датчик, а точнее ультразвуковой датчик, регистрирующий исходящие от банкноты, прежде всего прошедшие через нее, ультразвуковые сигналы.
При прохождении банкноты мимо датчиков 32, 34 и 36 они соответственно их назначению регистрируют свойства сканируемых участков на банкноте, определяемых положением датчиков относительно нее, и формируют соответствующие измерительные сигналы. Каждый из датчиков может при этом обладать отличным от других датчиков пространственным разрешением, т.е. размеры и распределение охватываемых каждым из датчиков сканируемых участков на банкноте могут варьироваться в зависимости от характеристик конкретного датчика и от заданной скорости перемещения анализируемых банкнот. Каждому из сканируемых участков при этом поставлено в соответствие определенное место, которое характеризует положение сканируемых конкретным датчиком участков друг относительно друга и/или относительно. банкноты.
На основании поступающих от датчиков 32, 34, 36 аналоговых или цифровых измерительных сигналов при их обработке устройство 30 управления и обработки определяет по меньшей мере одно свойство сканируемого участка и/или по меньшей мере одно свойство банкноты, имеющее существенное значение для проверки состояния банкнот. Предпочтительно определять несколько таких свойств. Свойства банкнот характеризуют их состояние, которым в рассматриваемом варианте определяется пригодность банкнот к дальнейшему их нахождению в обращении, т.е. прежде всего пригодность к автоматической обработке предназначенными для этого устройствами. Банкноты можно проверять прежде всего в отношении таких их свойств, как, например, наличие на них загрязнений, пятен, разрывов, клейкой ленты, загнутых углов и/или дыр и/или отсутствие фрагментов банкнот и/или их ветхость. Подобные свойства банкнот могут в зависимости от измерительных сигналов регистрироваться только одним из датчиков или по меньшей мере двумя из них.
Для выполнения этих функций устройство 30 управления и обработки наряду с соответствующими интерфейсами для датчиков прежде всего имеет также процессор 38 и соединенную с ним память 40, в которой хранится по меньшей мере одна компьютерная программа с программным кодом, при исполнении которого процессор 38 управляет устройством, соответственно обрабатывает измерительные сигналы, прежде всего для определения общего состояния проверяемой банкноты, и в соответствии с результатом такой обработки управляет транспортировочным устройством 18.
Устройство 30 управления и обработки, а точнее его процессор 38, после определения свойств банкноты может прежде всего проверять некоторый критерий, который характеризует общее состояние банкноты и в который входит по меньшей мере одно из свойств банкноты, соответственно который зависит от по меньшей мере одного из свойств банкноты. В подобный критерий могут также входить, в частности, эталонные данные, которыми определяется еще допустимое состояние банкноты и которые заданы и хранятся в памяти 40. Общее состояние банкноты можно оценивать, например, двумя категориями как "еще пригодная для обращения", соответственно "пригодная для нахождения в обращении" или как "подлежащая уничтожению". В зависимости от выявленного состояния банкноты устройство 30 управления и обработки, прежде всего его процессор 38, выдает на транспортировочное устройство 18, а точнее на распределительную стрелку 20, управляющий сигнал, по которому банкнота соответственно ее выявленному общему состоянию направляется либо на вывод в приемный лоток 26, либо на уничтожение в шредер 28.
Для обработки банкноты 12, помещенные стопкой или по отдельности в загрузочный лоток 14, по одной отделяются от их стопки предназначенным для этого узлом 16 и поштучно подаются в транспортировочное устройство 18, которым отделенные от стопки банкноты 12 подаются к измерительной системе 24. Эта измерительная система регистрирует по меньшей мере одно свойство банкнот 12 и формирует измерительные сигналы, отражающие свойство банкноты. Устройство 30 управления и обработки принимает измерительные сигналы, определяет в зависимости от них состояние конкретной банкноты и в зависимости от полученного результата выдает на распределительную стрелку 20 управляющий сигнал, по которому, например, она направляет еще годные банкноты в приемный лоток 26, а подлежащие уничтожению банкноты - в шредер 28 на уничтожение.
В одном из примеров различные свойства банкнот можно определять следующим путем.
Загрязнение банкнот проявляется в снижении их оптической отражательной способности, главным образом на их не запечатанных участках. Тем самым устройство 30 управления и обработки может, например, на основании измерительных сигналов от датчика 32 определять меру загрязнения банкнот. С этой целью устройство 30 управления и обработки может вычислять среднее значение показателей отражения и/или среднее отклонение (дисперсию) показателей отражения и использовать полученные величины для проверки критерия.
Пятна на банкнотах можно характеризовать их площадью и/или цветовым контрастом с окружающим их фоном. Площадь пятен может определяться устройством 30 управления и обработки, например, путем подсчета покрытых пятнами, описанных выше контролируемых датчиком 32 сканируемых участков, а точнее путем подсчета в этом случае соответствующих элементов изображения.
Разрывы в банкнотах могут распознаваться датчиком 34, который регистрирует прошедшее сквозь банкноты оптическое излучение. В этом случае для характеризации состояния банкнот устройство 30 управления и обработки может, например, на основании данных, полученных от датчика 34, главным образом путем подсчета соответствующих элементов изображения, определять количество разрывов или их суммарную протяженность.
Дыры в банкнотах также могут распознаваться датчиком 34. В этом случае для характеризации состояния банкнот устройство 30 управления и обработки может, например, на основании сигналов от датчика 34, главным образом путем подсчета соответствующих элементов изображения, определять количество дыр или их суммарную площадь.
Загнутые углы банкнот также могут распознаваться датчиком 34. В этом случае для характеризации состояния банкнот устройство 30 управления и обработки может, например, на основании измерительных сигналов от датчика 34, главным образом путем подсчета соответствующих элементов изображения, определять количество загнутых углов или их суммарную площадь.
Наличие клейких лент на банкнотах 12 может распознаваться датчиком 32, который регистрирует отраженное от банкнот оптическое излучение. В этом случае для характеризации состояния банкнот устройство 30 управления и обработки может, например, на основании измерительных сигналов от датчика 32, главным образом путем подсчета соответствующих элементов изображения, определять количество клейких лент или их суммарную протяженность, соответственно суммарную площадь.
Отсутствие фрагментов банкнот, например, защитных нитей, голограмм и иных частей, также может распознаваться одним или несколькими датчиками 32, 34 и 36. В этом случае для характеризации состояния банкнот устройство 30 управления и обработки может, например, на основании измерительных сигналов от одного датчика или нескольких датчиков 32, 34 и 36 определять количество отсутствующих фрагментов или их суммарную площадь.
Состояние банкнот по их ветхости определяется датчиком 36 более подробно рассмотренным ниже способом.
Для определения общего состояния банкнот устройство 30 управления и обработки использует уже упомянутый выше критерий, в который может входить по меньшей мере одно из свойств. Для этого каждому отдельному свойству ставится в соответствие определенное значение, характеризующее состояние банкноты по этому свойству. Так, например, определенному уровню загрязнения ставится в соответствие определенное значение. Однако это же самое определенное значение можно также соотносить с одним или со всеми другими свойствами, в результате чего, например, определенному количеству пятен, определенной ветхости, определенному количеству разрывов, клейких лент, загнутых углов, дыр, отсутствующих фрагментов банкноты и иным параметрам также ставится в соответствие определенное значение. Отдельные значения можно логически связывать между собой в одном указанном выше в качестве примера критерии, например, в виде линейной комбинации. В этом случае для определения общего состояния банкнот устройство 30 управления и обработки сравнивает линейную комбинацию свойств, характеризующих состояние банкнот, с заданным значением и принимает решение, является ли, например, состояние банкнот хорошим или плохим, т.е. пригодны ли они для дальнейшего нахождения в обращении или нет. При таком подходе состояние банкноты, которая уже имеет значительное загрязнение, которого, однако, как такового еще оказалось бы не достаточным для квалификации состояния банкноты как плохое, и которая дополнительно имеет также, например, лишь несколько пятен и/или разрывов и иных повреждений, расценивается как плохое.
Очевидно, что при составлении линейной комбинации свойств и/или при соотнесении характеризующих состояние банкнот значений с отдельными свойствам можно задавать весовые коэффициенты. При этом определенным свойствам, например, разрывам или дырам в банкнотах, можно присваивать большие весовые коэффициенты, чем менее значимым свойствам, таким, например, как загнутые углы или пятна. Очевидно также, что для оценки свойств банкнот вместо линейной комбинации можно использовать и другие математические комбинации.
В этом первом варианте, однако, для определения общего состояния банкнот используется только такой характеризующий его показатель, как ветхость банкнот.
Датчик 36 для определения ветхости банкнот в рассматриваемом примере выполнен следующим образом (см. фиг.2 и 3).
Датчик 36 имеет несколько управляемых устройством 30 управления и обработки ультразвуковых преобразователей 42, которые расположены поперечно направлению Т транспортировки банкнот 12 и вдоль него в основном в плоскости, параллельной перемещаемой вдоль транспортировочного пути 22 банкноте 12, и которые предназначены для подачи ультразвуковых импульсов, направленных на анализируемую банкноту. Такие ультразвуковые преобразователи 42 служат тем самым ультразвуковыми излучателями.
Напротив ультразвуковых преобразователей, соответственно излучателей 42 с противоположной от транспортировочного пути 22 стороны в таком же количестве расположены служащие ультразвуковыми приемниками ультразвуковые преобразователи 44, которые соединены с устройством 30 управления и обработки через не показанные на чертеже интерфейсы схематично изображенными сигнальными линиями и расположены таким образом, что они способны принимать ультразвуковые волны, исходящие от перемещаемой вдоль транспортировочного пути 22 банкноты 12 в результате воздействия на нее ультразвуковыми импульсами от ультразвуковых излучателей 42.
С каждым ультразвуковым излучателем 42 при этом функционально связан один из ультразвуковых приемников 44, между которым и соответствующим ему ультразвуковым излучателем образуется тем самым ультразвуковой измерительный участок 46, который ориентирован по меньшей мере приблизительно перпендикулярно перемещаемой вдоль транспортировочного пути 22 банкноте 12 и вдоль которого распространяется ультразвуковой импульс от соответствующего ультразвукового излучателя 42 к функционально связанному с ним ультразвуковому приемнику 44. Каждая пара ультразвуковых излучателей и функционально связанных с ними ультразвуковых приемников, соответственно каждый ультразвуковой измерительный участок 46 в сочетании с устройством 30 управления и обработки позволяют тем самым определять показатель звукопроницаемости банкноты 12 в подвергаемом воздействию ультразвука месте.
Ультразвуковые преобразователи 42, соответственно 44 по своему исполнению наиболее пригодны для излучения, соответственно приема ультразвуковых импульсов, длительность которых в рассматриваемом примере составляет порядка 30 мкс при частоте ультразвуковых колебаний, т.е. при максимальной частоте в спектре ультразвукового импульса, которая в данном примере составляет примерно 400 кГц. Помимо этого ультразвуковые преобразователи имеют такие размеры, при которых каждый подвергаемый воздействию ультразвуковых импульсов на перемещаемой вдоль транспортировочного пути 22 банкноте 12 круг 48, т.е. сканируемый участок, имеет диаметр примерно 2 мм. Каждому из сканируемых участков в качестве анализируемого места поставлен в соответствие центр сканируемого участка.
Ультразвуковые излучатели 42 и ультразвуковые приемники 44 расположены в параллельных перемещаемой вдоль транспортировочного пути 22 банкноте 12 плоскостях таким образом, что возможна регистрация показателей звукопроницаемости на расположенных параллельно направлению Т транспортировки полосовидных контролируемых участках 50, как это показано на фиг.4 для одного из моментов регистрации показателей звукопроницаемости.
В целом таким путем можно получить схематично показанное на фиг.4 и прежде всего представленное на фиг.5 для одной банкноты 12 распределение сканируемых участков 48, соответственно мест, для которых можно регистрировать показатели звукопроницаемости, когда банкнота 12 с постоянной заданной скоростью пересекает ультразвуковые измерительные участки 46 и когда в процессе такого перемещения банкноты через заданные промежутки времени регистрируются показатели ее звукопроницаемости. В рассматриваемом примере управление излучением ультразвуковых импульсов происходит независимо от момента попадания банкноты 12 в зону действия датчика 36. Для подавления нежелательного приема отраженных ультразвуковых импульсов соответствующий ультразвуковой приемник на том или ином ультразвуковом измерительном участке можно включать с временной задержкой относительно момента излучения ультразвукового импульса ультразвуковым излучателем на этом же ультразвуковом измерительном участке на величину, которая несколько меньше времени прохождения ультразвукового импульса по ультразвуковому измерительному участку, и вновь отключать до истечения промежутка времени, равного удвоенному времени прохождения ультразвукового импульса с момента его излучения.
Таким путем получают упорядоченное, регулярное расположение сканируемых участков, соответственно анализируемых мест на банкноте 12, а в данном примере - в основном гексагональное их расположение. Ультразвуковые излучатели 42 и ультразвуковые приемники 44 расположены по такой схеме, что интервал между следующими друг за другом анализируемыми местами вдоль одной из полос, соответственно вдоль одного из контролируемых участков 50 составляет менее 1 см. В данном же примере интервал между двумя ближайшими друг к другу анализируемыми местами составляет примерно 1 см.
В рассматриваемом примере датчик 36 имеет, в частности, двадцать четыре пары ультразвуковых излучателей и ультразвуковых приемников, соответственно двадцать четыре ультразвуковых измерительных участка 46, которые расположены по такой схеме, что интервал между контролируемыми участками 50, соответственно дорожками составляет от 3 до 4 мм.
Для регистрации показателей звукопроницаемости устройство 30 управления и обработки через равные интервалы времени принимает измерительные сигналы от ультразвуковых приемников 44, отражающие интенсивность, соответственно мощность отдельных принятых ультразвуковых импульсов в функции времени, а тем самым ввиду постоянной скорости транспортировки банкнот и в функции координат анализируемого места. На основании этих сигналов устройство 30 управления и обработки определяет также момент попадания ценного документа в зону действия датчика 36. Принимая в принципе постоянной мощность излучения ультразвуковых излучателей 42, показатели звукопроницаемости просто определяются при этом энергией принятых ультразвуковых импульсов. В других вариантах, однако, можно также делить энергию принятых ультразвуковых импульсов на заданную или измеренную энергию излученных ультразвуковых импульсов с получением тем самым нормированных показателей звукопроницаемости.
Определенные таким путем показатели звукопроницаемости сохраняются в памяти в привязке к местам, для которых они были зарегистрированы. При этом можно, например, для каждого из контролируемых участков 50 по отдельности сохранять в памяти 40 показатели звукопроницаемости во временной последовательности их регистрации. В этом случае контролируемый участок 50 соответствует координате в направлении, поперечном направлению транспортировки банкнот, а положение в ряду вдоль контролируемого участка 50 соответствует координате в направлении Т транспортировки банкнот.
Частота, с которой последовательно излучаются ультразвуковые импульсы, и скорость транспортировки банкноты взаимно согласованы таким образом, что вдоль направления транспортировки банкноты на каждом контролируемом участке 50 регистрируются по меньшей мере пять показателей звукопроницаемости. В рассматриваемом примере показатели звукопроницаемости регистрируются с интервалами в 3 мм, предпочтительно в 2 мм, вдоль направления транспортировки банкнот или регистрируется 50 или более показателей звукопроницаемости.
Исходя из этих показателей звукопроницаемости, представленных для одной банкноты в функции положения анализируемого места, устройство 30 управления и обработки, а точнее его процессор 38, при исполнении программного кода сохраненной в памяти 40 компьютерной программы определяет состояние банкноты следующим способом. Этот способ в очень упрощенном виде поясняется с помощью блок-схемы, приведенной на фиг.6.
На шаге S10, который в принципе является необязательным, но который в данном примере предусмотрен как предпочтительный вариант, показатели звукопроницаемости проверяют с целью определить, являются ли они нетипичными согласно заданному критерию резко выпадающего значения. Подобные показатели звукопроницаемости могут быть обусловлены, например, дырами или разрывами в банкноте, с наличием которых связаны исключительно высокие показатели звукопроницаемости.
В рассматриваемом примере в качестве критерия резко выпадающего значения проверяют, находится ли один из показателей звукопроницаемости в заданных для них пределах. С этой целью прежде всего вычисляют среднее значение по всем показателям звукопроницаемости и проверяют, является ли отклонение конкретного показателя звукопроницаемости от среднего значения, в данном случае величина их несоответствия друг другу, определяемая, например, модулем разности между показателем звукопроницаемости и средним значением, меньше некоторого заданного порогового значения. Пороговое значение может быть выражено, например, в децибелах и в этом случае может равняться примерно 2 дБ, когда показатели звукопроницаемости нормированы таким образом, что для неослабленного ультразвукового импульса регистрируемый показатель звукопроницаемости равняется 1.
На следующем шаге S12 устройство 30 управления и обработки, а точнее его процессор 38, на основании зарегистрированных показателей звукопроницаемости, которые характеризуют прохождение ультразвука через банкноту в различных ее анализируемых местах и которые не были признаны как резко выпадающие значения, определяет показатель состояния банкноты, который зависит от изменчивости показателей звукопроницаемости и характеризует состояние банкноты по ее ветхости. В данном примере в качестве показателя состояния банкноты определяют среднее отклонение показателей звукопроницаемости по всем анализируемым местам.
В рассматриваемом примере шаги S10 и S12 выполняются последовательно, однако их выполнение можно также совместить друг с другом, когда необходимо повысить скорость обработки данных.
На шаге S14 устройство управления и обработки с использованием заданного критерия для определенного ранее показателя состояния банкноты определяет ее фактическое состояние, которое в данном случае обозначается так же, как общее состояние банкноты. В рассматриваемом примере в качестве указанного критерия проверяется критерий порогового значения с целью определить, превышает ли показатель состояния банкноты, характеризующий ее ветхость, т.е. в данном случае среднее отклонение, заданное максимальное пороговое значение, определенное опытным путем. Очевидно, что можно также использовать эквивалентные указанным формулировки условия.
При соответствии критерию порогового значения, т.е. в данном случае при превышения порогового значения показателем состояния банкноты, она классифицируется как "подлежащая уничтожению", и поэтому устройство 30 управления и обработки выдает на транспортировочное устройство 18, а точнее на распределительную стрелку 20, управляющий сигнал, по которому банкнота направляется в шредер 28 на уничтожение.
В ином случае банкнота классифицируется как "пригодная для нахождения в обращении", и поэтому устройство 30 управления и обработки на шаге S16 выдает на транспортировочное устройство 18, а точнее на распределительную стрелку 20, управляющий сигнал, по которому банкнота направляется в приемный лоток 26. После этого ее можно вернуть в обращение.
После этого в программе происходит возврат к шагу S10 для оценки состояния следующей банкноты.
Второй предпочтительный вариант отличается от рассмотренного выше первого варианта только программным кодом, хранящимся в памяти 40, и тем самым способом определения состояния банкнот. Все другие отличительные особенности обоих вариантов остаются неизменными, и поэтому все пояснения, относящиеся к первому варианту, соответственно справедливы и в данном случае.
Во втором варианте компьютерная программа содержит программный код, при исполнении которого процессор 38 вместо шагов S12 и S14 из первого варианта выполняет описанные ниже шаги S18 и S20 (см. фиг.7).
В рассматриваемом варианте показатель состояния банкноты не определяется совместно для всех показателей звукопроницаемости, которые не соответствуют критерию резко выпадающего значения, а вместо этого для каждого из контролируемых участков 50, соответственно для каждой из полос по отдельности определяются зональные показатели их состояния. В соответствии с этим для первого контролируемого участка 50 определяется его зональный показатель состояния, а для различных других анализируемых мест на банкноте на втором контролируемом участке, например, на непосредственно соседнем контролируемом участке, соответственно на непосредственно соседней полосе определяется еще один зональный показатель состояния, зависящий от изменчивости других показателей звукопроницаемости для других анализируемых мест. Соответствующие операции выполняется и применительно к другим контролируемым участкам. Подобное определение зональных показателей состояния выполняется на шаге S18.
На основании зональных показателей состояния, определяемых в данном варианте также в виде среднего отклонения, на шаге S20 проверяется состояние банкноты на соответствие заданному критерию.
С этой целью в рассматриваемом варианте проверяют, соответствует ли среднее значение зональных показателей состояния, которое можно трактовать как показатель состояния банкноты, характеризующий ее ветхость, критерию порогового значения из первого варианта, которое при определенных условиях может быть иным.
Поэтому на шаге S20 в основном выполняется такая же проверка, что и в первом варианте на шаге S14, однако в качестве показателя состояния банкноты используется среднее значение зональных показателей состояния.
В рассмотренных выше вариантах для определения показателя состояния банкноты, соответственно зональных показателей ее состояния вычислялось среднее отклонение, которое является мерой отклонения показателей звукопроницаемости от среднего значения и в этом отношении не учитывает непосредственно двухмерное распределение анализируемых мест.
Третий и четвертый предпочтительные варианты отличаются от первого, соответственно второго вариантов тем, что на шаге S12, соответственно на шаге S18 для учета изменчивости показателей звукопроницаемости используются отклонения показателей звукопроницаемости для разных анализируемых мест друг от друга, т.е. отклонения между показателями звукопроницаемости для разных анализируемых мест. Для этого компьютерная программа, хранящаяся в памяти 40, имеет лишь соответствующий программный код, при исполнении которого процессор 38 выполняет следующие шаги. Все другие отличительные особенности третьего и четвертого вариантов остаются неизменными, и поэтому все пояснения, относящиеся к рассмотренным выше вариантам, соответственно справедливы и в данном случае.
На указанных выше шагах, в частности, в качестве отклонений между показателями звукопроницаемости для разных анализируемых мест используются лишь отклонения между показателями звукопроницаемости только для тех анализируемых мест, расстояние между которыми не превышает некоторого заданного максимального расстояния. В этих вариантах за такое максимальное расстояние принимается расстояние между ближайшими соседними анализируемыми местами, в соответствии с чем в третьем варианте для места О ближайшими соседними с ним являются места NO, расположенные в вершинах наименьшего, окружающего рассматриваемое место О шестиугольника, а в четвертом варианте для места О' ближайшими соседними с ним являются расположенные на фиг.5 справа и слева от него места NO'.
i
Помимо этого в качестве указанного отклонения используется модуль разности. Обозначив через N количество мест, которые на контролируемом участке являются ближайшими соседними с местом х, через места x, где i=1, …, N, - контролируемые участки, соответственно места ближайших соседних мест, а через Т(y) - показатель звукопроницаемости в любом месте у, показатель состояния банкноты, соответственно зональный показатель ее состояния можно вычислить по следующей формуле:
где х принимает все значения из множества М анализируемых мест, используемых для определения показателя состояния банкноты, соответственно зонального показателя ее состояния. В третьем варианте такими местами являются анализируемые места на банкноте, а в четвертом варианте - места на одном ее контролируемом участке 50. При наличии в сумме мест, для которых отсутствует применимый согласно критерию резко выпадающего значения показатель звукопроницаемости, соответствующее слагаемое опускается, а число М уменьшается на 1.
Другие предпочтительные варианты отличаются от рассмотренных выше вариантов только в отношении компьютерной программы, которая содержит программный код, при исполнении которого процессор 38 вместо шага S14 выполняет описанный ниже шаг. Все другие отличительные особенности этих вариантов остаются неизменными, и поэтому все пояснения, относящиеся к рассмотренным выше вариантам, соответственно справедливы и в данном случае.
В критерий для определения общего состояния банкноты теперь не только входит показатель состояния банкноты, характеризующий ее ветхость, а вместо этого дополнительно определяются и учитываются в таком критерии и другие свойства банкноты, которые описанным выше путем были определены датчиками 32, 34 и 36 и к которым относятся, например, наличие дыр, разрывов, клейких лент и пятен. Так, например, по каждому из этих свойств можно определять соответствующий показатель состояния банкноты, проверяя в качестве критерия, являются ли среднее значение показателей состояния банкноты для других свойств и показатель общего состояния банкноты меньше некоторого заданного, определенного опытным путем порогового значения. При соответствии такому критерию состояние банкнот классифицируется как "подлежащие уничтожению", в противном же случае состояние банкнот классифицируется как "пригодные для нахождения в обращении".
В рассмотренных выше вариантах исходили из того, что анализируемые места на банкноте, в которых регистрируются показатели звукопроницаемости, в основном равномерно и полностью покрывают банкноту, на максимально возможное расстояние подходя к ее краю. Однако банкноты могут иметь участки, на которых условия прохождения через них ультразвука систематически меняются по сравнению с другими участками банкноты. Сказанное относится, например, к водяному знаку 52, который на фиг.5 условно обозначен прямоугольником.
В этом случае другие предпочтительные варианты отличаются от рассмотренных выше вариантов только тем, что при определении показателя состояния банкноты показатели звукопроницаемости для тех мест, которые попадают в пределы заданного участка банкноты, например, в пределы участка, на котором расположен водяной знак 52, не учитываются или учитываются, но с присвоением им меньших весовых коэффициентов, чем показателям звукопроницаемости для мест, расположенных вне такого участка, т.е. вне пределов водяного знака. Для этого устройство для обработки банкнот снабжено средством для определения типа поступающей на обработку банкноты, например ее номинала, а в памяти сохранены данные о положении водяного знака на банкноте того или иного конкретного типа. Помимо этого предусмотрено средство для определения ориентации банкнот в транспортировочном устройстве 18. Такое средство может быть образовано, например, датчиком 32 и соответствующим программным кодом в компьютерной программе. Компьютерная программа модифицирована далее в том отношении, что при определении показателей состояния банкноты, соответственно зональных показателей ее состояния суммируемым составляющим присваиваются те или иные весовые коэффициенты, при этом слагаемым, в которые входит показатель звукопроницаемости для анализируемого места, попадающего в пределы участка, на котором расположен водяной знак, присваиваются малые весовые коэффициенты или же в других вариантах такие слагаемые полностью опускаются. Все остальные шаги остаются неизменными. Подобные места определяются на основании типа банкноты, на основании сохраненных данных о положении водяного знака 52 и на основании ориентации банкноты.
В еще одном предпочтительном варианте при определении показателя состояния банкноты можно присваивать показателям звукопроницаемости для тех мест, которые находятся на заданном участке, например, вне пределов водяного знака 52, более высокие весовые коэффициенты, чем показателям звукопроницаемости для мест, попадающих в пределы участка, на котором расположен водяной знак 52.
Следующий предпочтительный вариант отличается от предыдущих вариантов тем, что систематическое изменение условий прохождения ультразвука через банкноту не определяют путем изменения весовых коэффициентов, присваиваемых соответствующим составляющим, из которых складывается показатель состояния банкноты, соответственно зональный показатель ее состояния, а вместо этого выполняют "коррекцию" в том смысле, что скорректированные показатели звукопроницаемости с достаточно хорошим приближением варьируются только статистически вследствие изменения ветхости. Для этого в отличие от вариантов, в которых особо учитывается наличие водяного знака, в памяти сохраняются не данные о его положении, а заданный, служащий эталоном профиль звукопроницаемости банкноты, который отражает показатели звукопроницаемости в функции анализируемого места, полученные, например, усреднением по большому количеству свеженапечатанных, соответственно не находившихся в обращении банкнот заданного типа. Такой заданный профиль звукопроницаемости можно представлять в виде таблицы или в параметрическом виде. Все другие отличительные особенности этого варианта остаются неизменными, и поэтому все пояснения, относящиеся к двум последним рассмотренным выше вариантам, соответственно справедливы и в данном случае.
В данном случае компьютерная программа содержит программный код, при исполнении которого процессор в зависимости от своего выполнения до или после определения показателя состояния банкноты, соответственно зональных показателей ее состояния в целях коррекции вычитает из выявленных показателей звукопроницаемости соответствующие профилю звукопроницаемости значения. Все последующие шаги остаются неизменными.
В следующих вариантах в показателе состояния банкноты, соответственно в зональных показателях ее состояния можно в целях учета изменчивости показателей звукопроницаемости использовать их спектр. При этом прежде всего можно определять энергетический спектр показателей звукопроницаемости, для чего можно использовать главным образом известные алгоритмы быстрого преобразования Фурье.
В других - альтернативных - вариантах для учета изменчивости показателей звукопроницаемости можно определять и использовать функцию их распределения. После определения такой функции распределения, т.е. количества показателей звукопроницаемости в заданных бинах, можно, например, определять и использовать в качестве показателя состояния банкноты, соответственно зонального показателя ее состояния полуширину функции распределения.
Еще один предпочтительный вариант отличается от первого варианта тем, что ультразвуковые преобразователи выполнены с возможностью излучения, соответственно приема ультразвуковых импульсов, длительность которых составляет примерно 45 мкс при частоте ультразвуковых колебаний, т.е. при максимальной частоте в спектре ультразвукового импульса, примерно 300 кГц. Помимо этого ультразвуковые преобразователи имеют такие размеры, при которых каждый участок в форме круга, подвергаемый воздействию ультразвуковых импульсов на перемещаемой вдоль транспортировочного пути 22 банкноте, имеет диаметр примерно 3 мм.
В других вариантах ультразвуковые измерительные участки во избежание влияния эхо-сигналов при использовании ультразвуковых импульсов можно также располагать наклонно к плоскости анализируемой банкноты.
Помимо этого ультразвук можно также излучать не импульсно, а непрерывно. В этом случае ультразвуковые измерительные участки во избежание появления стоячих волн также предпочтительно располагать наклонно к плоскости анализируемой банкноты.