Устройство для анализа документов Советский патент 1989 года по МПК G07D7/06 

Изобретение относится к области . специального машиностроения и мо- ; жет быть использовано в машинах по пересчету и сортировке денежных билетов, для распознавания«цвета, степени изношенности, промасленно сти, геометрических отклонений денежных билетов и других ценных бумаг .

Цель изобретения - повышение точности-анализа документов и рас- ширения функциональных возможностей путем определения различных царамет- ров документа.

На фиг. 1 представлена конструк- Ция устройства; на фиг. 2 - функциональная схема устройства; на

фиг. 3 - цветокоммутирующий вранВ1- ощийся диск; на фиг 4. - световод; на фиг о 5 - кинематическая схема протягивающего механизма и цвето- коммутирующего вращакщегося диска; на фиг. 6 - протягивающийся диск, общий вид; на фиг. 7 - функциональ- ная схема блока синхронизации; на фиг, 8 - блок-схема алгоритма функ- циониробания вычислительного блока.

Устройство содержит первый и второй источники 11 и 12 света, цвё1 окомму- тирующий вращакшщйся даек 2, светофильтры 3, кодовые отверстия 4, протягивакщий механизм 5, первый и второй световоды 6 и 7, фотоприемник 8, выполненный в .виде двух,

СЛ

:о

31513491

рупп фотодиодов 8,и8, два свето- иода 9, и 9, два фотодиода 10 ; lOj, коммутатор 11, усилитель 12, налого-цифровой преобразователь 13, блок 14 синхронизации, вычислительый блок 15, первый 16, второй 17 .третий 18 усилители-формирователи. Источник 1 света содержит .рефлектор 19, лампу 20 и фокусирующие лин- Q зы 21. Протягивакнций механизм 5 соержит протягиваннциё ролики 22, приводной шкив 23, ремень 24 привода, ервый и второй ступенчатые шкивы 25 и 26, ремень 27 передачи одинако- 15 вой скорости вращения пар протяги вакяцюс роликов, приводной шкив 28 цветокоммутирующего вращающегося диска, ремень 29 передачи привода цветокоммутирующего вращающегося диска, 20 направляняцие 30, оси 31, подшипники 32, электродвигатель 33 или приводную ручку 34„

Блок 14 синхронизации содержит счетчик 35, дешифратор 36, два триг- 25 гера 37 и 38, два элемента ШШ 39 и 40, элемент НЕ 41, генератор тактовых импульсов 42 и формирователь импульса 43.

Устройство имеет вькоды 44, управ-30 ляющие входы 45 блока сиихронизахдаи, вход 46 разрешения коммутавди, группу 47-49 выходов (первый и второй выходы блока синхронизации),

Устройство работает следующим об- 35 разом

Ценный документ 50 вводится в протягивающий механизм 5 в зацепление с протягивающими роликами 22 (фиг.1 и 5), которые вращаются. Синхронно с ними вращается и цветокоммутиру- ющий диск 2. При этом на световоды 6 и 7, ось круглого сечения которых совпадает с оптической осью фокусирующих линз 21 источников 1 света, поочередно попадает свет, пропущенный светофильтрами 3, с различными спектральными характеристиками пропускания, закрепленными на диске 2. Одновременно с началом пересечения одним из светофильтров 3 (фиг. 3) общей оси круглого сечения световода 6 и фокусирующих линз 21 источ- НИКОВ света кодовые отверстия 4 открывают промежуток между светоди- одами и фотодиодами 9 и 10 кода цветао На фотодиоды 10 кода цвета попадает световой поток от светодно- дов 9 и на выходе усилителей-форми40

45

50

55

5

0

5

0

5

0

5

рователей 16 и 17 (фиг. 2) формируются сигналы кода цвета, одновремен- но с этим на выходе элемента ШШ 40 (фиг о 7) блока 14 синхронизации формируется сигнал считывания верхней стороны документа. В течение времени пересечения светофильтром общей оси световода 6 и фокусирующей линзы 21 источника 11 света (фиг, 3) в фокусе последней рабочий зазор первой группы фотодиодов фотоприемника 8 освещается сверху излучением со спектральным составом, определяемым светофильтром 3, и удерживается соответствующий сигнал считывания. По окончанию пересечения общей оси световода 6 и фокусирующей линзы 21 светофильтром 3 фокус последней перекрьшается промежутком мезкду светофильтрами и освещение рабочего зазора первой группы фотодиодов 8 фотоприемника 8 сверху прекращается. Одновременно с этим светофильтр 3 с такой же спектральной характеристикой пропускания начинает пересекать общую ось круглого сечения световода .7 и фокусирующей линзы 21 второго источника Ig света. При этом происходит освещение рабочего зазора второй группы фотодиодов 8 фотоприемника 8 . снизу и формируется сигнал считывания нижней стороны документа. По мере продолжения вращения диска 2 происходит освещение рабочего зазора, групп фотодиодов 8, и 8g фотоприемника 8 поочередно сверху и снизу излучением со спектральшлм составом, опрёделяемьи характеристикой пропускания светофильтров 3 последовательно для каждого свето4 1льтра. Процесс освещения рабочего зазора циклический. Количество циклов освещения за один оборот цветокоммутирующего диска 2 зависит от количества светофильтров с разной спектральной характеристикой пропускания в группе и количества групп светофильтров, установленных на диске. 1-.

По мере продвижения документа, протягиваемого роликами 22, он попадает в зону рабочего зазора грзтп фотодиодов фотоприемнижа 8- (фиг« 2) и перекрывает его. Освещенность одного из фотодиодов одной из групп фотодиодов фотоприемника 8, лозаклю- ченного на вход усилителя-формирователя 18, изменяется. По изменению светового потока усилитель-формирователь 18 формирует сигнал наличия документа г в зоне анализа, поступающего ид вход вычислительного блока 15. Последний по этому сигналу фор- мирует сигнал разрешения коммутации |(вход 46) фотодиодов фотоприемника поступающий на вход блока 14 синхронизации. После этого блок 14 синхронизации по сигналу считьшания формирует сигналы последовательной коммутации аналоговых сигналов груп фотодиодов через коммутатор на. информационный вход усилителя с ком- мутируе1« 1м коэффициентом усиления. Одновременно с сигналом считывания устанавливается коэффидаент усиления усилителя с коммутируемым коэффициентом усиления, соответствуюпщй спектральному составу излучения, ос вещающего документ в данный момент, сигналами кода цвета с выхода усилителей-формирователей 16 и 17., Одновременно с коммутацией каяадого фотодиода групп фотодиодов фотоприем- ника 8 блок 14 синхронизации своим сигналом разрешает преобразование аналогового сигнала аналого-дафровы преобразователем 13. По окончанию преобразования аналогового сигнала с выхода усилителя с коммутируемым коэффициентом усиления по каждому фотодиоду блок 14 синхронизации своим сигналом на выходе 48 разрешает вычислительному блоку 15 прием цифровой информации с выхода аналог цифрового преобразователя. Процесс съема информации циклически повторяется по мере продвижения документа. По окончании документа в рабочей зоне фотоприемника сигнал наличия документа с выхода усилителя-фор- мирователя 18 прекращается. Вычи- слятелъный блок 15 снимает сигнал на входе 46 разрешения коммутации фотодиодов фотоприемника 8,

По окончании документа 50 в памяти вычислительного блока 15 остается сформированная измерительная матрица значений, которая содержит коды сигналов фотодиодов фотоприемника по каждой апертурной точке документа диффузно прошедшего и отраженного излучения по каждой из спектральных полос, соответствующих светофильтрам 3, установленных на цветокоммутирующем диске 2 с каждой стороны документа. Коды измерительной матрицы снимаются с равными промежутками по двум координатам документа. Это обеспечивается установкой фотодиодов в фотоприемнике 8 через одинаковые расстояния по одной координате и кинематической связью протягивающих роликов 22 и цветокомму- тирующего диска 2 по другой координате, обеспечивающей съем информации через промежутки, равные шагу установки фотодиодов в фотоприемнике 8, Вычислительный блок анализирует измерительную матрицу н, производит вычисления. Результаты анализа выводятся в виде цифровых кодов на выходы 44. Цифровые коды вычисляемых параметров по каждой апертурной точке измерк- тельной матрицы Xj , Yj и Z; (цветовые координаты), К ; (коэффициент про- масленности) и коды интегральньЬс вычисляемых периметров докумеИта X, Y, Z, интегральные цветовые координаты К (интегральный коэффициент про масленности), В (величина, характеризующая физическое состояние документа) , S (площадь документа) вьто- дятся на выходы 44 вычислительного блока согласно алгоритма, приведенного на фиг о 8. .

Вычислительный блок согласно алгоритма (фиг. 8) функционирует следующим образом. Блок 51 осуществляет запуск программы вычислительного блока. Решающий блок 52 при наличии сигнала с выхода усилителя-формирователя 18 (фиг. 2) осуществляет переход на модифицирующий блок 53, Если сигнал отсутствует, при этом документа в рабочей зоне фотоприемника нет, блок 52 осуществляет переход к началу. Модифицирующий блок 53 осуществляет установку разрешающего сигнала с выхода вычислительного блока блоку синхронизации. Далее блоком 54 инициируется режим ожидания вычислительного блока Решающий блок 55 на основании сигнала с выхода блока синхронизации, раз-, решающего преобразование аналого- цифровому преобразователю, а также .поступающего на синхровход вычислительного блока, осуществляет переход на модифицирующий блок 56, выводящий вычислительньй блок из режима ожидания. В случае, если пре- образ.рвание аналого-цифровым преобразователем не закончено, решанщий блок 55 осущестьляет переход на блок

54 и вычислительный блок находится в режиме ожидания,

Блок 57 ввода осуществляет чтение кода аналого-цифрового преобразова те- ля, поступающего на информационные входы вычислительного блока. Решающий блок 58 на основании сигнала с выхода 49, поступающего на вычислительный блок из блока синхронизации с его в торого выхода (фиг. 2 и 7) осуществляет переход на блоки 59 и 61, Блок 59 .записывает счита нный код аналого-цифрового преобразователя в массив входных данных.Xjo, ,

X

Y, o Y;

in,

MO

МП,

где

- коды сигналов

iOi tO(

фотодиодов фотоприемника 8 по отраженному от документа излучению, про шедшему через синий, красньй и зеленый светофильтры,соответственно при освещении документа сверху, Xj, , Y; Z ;„ - коды сигналов фотодиодов фотоприемника 8 по прошедшему через документ излучению, прошедшему через синий, красный и зеленый светофильтры соответственно при ос- вещении документа снизу. Блок 61 записывает считанный код аналого-хщфрового преобразователя

в массив входных данных v V

i П ч 1 i Н л 1

г

10г J 0г J Zin, .соответственно массиву, записьгеаемому блоком 59 при освещении документа снизу. Блок 60 аналогично блоку 52 осуществ35

40

I ляет переход на блок 62 для начала I анализа массивов измерительной мат- i рицы и вычисления параметров анали- I за документа. Если документ еще на- I ходится в зоне анализа фотоприемни- ка 8, осуществляется возврат на блок 54 для повторения цикла чтения кодов ; аналого-ц11фрового преобразователя . j( Этот цикл последовательно повторяется до момента окончания докз мента в зоне j , анализа .

Блок 62 анализирует массивы измерительной матриЩ) X, Y, Z после протяжки документа через зону анализа И инициализирует начало вычислений параметров анализа документа и их вывод на выходы 44 вычислительного бло- -ка. Блок 63 осуществляет вычисление цветовых координат каждой апертурной

Блок 66 вывода о вод параметров анал блоку 64.

Блок 67 осуществ коэффициентов, хара масленность каждой в каждой спектральн чения документа по

(X

К:.

1,7

Li

- 1°. : .

Y-

.г

Ii°%S..

Т in 4.г

Zio4,2.

- у-.

1.2.

50

Блок вывода 68 о следовательный вьшо на выходы 44 вычисл

Блок 69 осуществ интегральньк коэффи ризующих промасленн

точки измерительной матрицы по форму- мента по формулам лам:

Y - - Х;о(,г .,1

л ----.-- -

х;

о,г

(g +Zii

to 1:1

75

Y

Z

+Z,

o,z

,I. fi

0(.г о4,г

§io.ia

Yi04,J ,,2.

Y:

i(D4.i где X

0

«оч.г. i Z, o- значения массивов

входных данных по отраженному от документа излучению при освещении документа сверху и снизу соответственно.

Блок 64 вывода вьшодит параметры, вычисленные блоком 63, на выходы 44 вычислительного блока в виде последовательных цифровых кодо в.

Блок 63 осуществляет выйисление интегральных цветовых координат всего документа по формулам п Х;,

о.-г

3i. i

4,-г

j( j , .

Блок 66 вывода осуществляет вывод параметров анализа аналогично блоку 64.

Блок 67 осуществляет вычисление коэффициентов, характеризующих про- масленность каждой апертурной точки в каждой спектральной полосе излучения документа по формулам

,7

Li

- 1°. : .

Y-

.г

Ii°%S..

Т in 4.г

Zio4,2.

- у-.

1.2.

Блок вывода 68 осуществляет последовательный вьшод этих параметров на выходы 44 вычислительного блока.

Блок 69 осуществляет вычисление интегральньк коэффициентов, характеризующих промасленность всего доку

.

75

чг

К

10

(2.

К

.z

0«Л

п

. li;

id М

ZZ; tti

г.

.-Z

Блок 70 осуществляет последовательный вывод этих параметров. to

Блок 71 осуществляет вычисление величины, характеризующей физическое состояние документа (ветхость) в каяадой спектральной полосе по формулам

х,,),,г Ч.г

:V- -Y.

moiij 10 mm 1,1.

15

в

г,г X;

Z. 7 . Юта(,2. iOmin,2.

где Х;отаУ4,2 О a)л ZjotnaXNi максимальные значения массивов входных данных по отраженному от документа излучению при освещении документа сверху и снизу в трех спект...рапьных полосах соответственно;

{ . YNoi«in,,2 lOrnin «.а.

,z

lOnitn,

- минимальные

значения этих массивов, аналогично.

Блок вывода 72 осуществляет последовательный вывод этих параметров на выходы 44 вычислительного.блока. Блок 73 вычисляет площадь документа S путем подсчета количества значений входного массива по одной из спектральных полос. Блок 74 вьшода осуществляет вывод значения S на выходы 44 вычислительного блока. После вьтолне- ния блока 74 осуществляется возврат на бл.ок 52 и устройство готово к анализу следующего документа.

Устройство для анализа документов позволяет проводить сортировку и счет документов,, их распознавание по большому количеству параметров с высокой скоростью и достоверностью. Надежность и производительность устройства позволяет высвободить значительные людские ресурсы. Формула изобретения

1. Устройство для анализа документов, с.одержащее первый источник света, расположенный на одной оптической оси с соответствующими светофиль- цветокоммутирующего вращающегося диска, фотоприемник, коммутатор

и усилитель,

отличающееся

тем, что, с целью повышения точности анализа документов и расширения функциональных возможностей путем определения различных параметров документа, в него введены протягивающий механизм, второй источник света, два световода.

o

5

0

5

O

5

0

5

0

5

два фотодиода, два светодиода, три усилителя-формирователя, блок синхронизации, kнaлoгo-цифpoвoй преобг разователь, вычислительный блок и фотоприемник, вьшолненный в виде двух групп фотодиодов, расположенных с обеих сторон протягивающего механизма, который кинематически связан с цветокоммутирующим вращающимся диском, первый и второй источники света расположены на одной оптической оси с соответствующими свето- (фильтрами цветокоммутирующего вращающегося диска и круглыми концами первого и второго световодов соответственно, круглые концы последних установлены на противоположных частях соответствующей стороны цветокоммутирующего вращакнцегося диска со смещением относительно друг друга по его круговой оси светофильтров на

величину диаметра светофильтра, прямоугольные первого и второго световодов соединены с первыми выводами фотодиодов первой и второй групп. фотодиодов фотоприемника, вторые вы- i воды которых подключены.к входам пер- , вой и втхэрой групп входов коммутатора соответственно, два фотодиода и соот- ветствукяцие им два светодиода установлены попарно с двух сторон цветокоммутирующего вращающегося диска на соответствующих круговых осях кодирующих дорожек соосно с кодовыми отверстиями, выводы первого и второго

фотодиодов подключены к входам первого и второго усилителей-формирователей соответственно, выходы которых подключены к первому и.второму управляющим входам усилителя и блока. синхронизации соотве.тственно, выходы . группы выходов последнего подключены к управляющим входам коммутатора, вы-г ход которого подключен к информационному входу усилителя, выход которого подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, первый выход блока синхронизации подключен к синхровходам вычислительного блока и аналого-цифрового преобразователя, выходы последнего подключень к информационным входам вычислитель- . ного блока, выход которого подключен к входу разрешения коммутации блока синхронизации, второй вькод которого подключен к тактовому входу вычислительного блока, второй вцвод первого фотодиода первой группы фотодиодов

отоприемника подключен через третий усилитель-формирователь к управляю- цему входу вычислительного блока, вы- коды группы выходов которого являются выходами устройства. I 2, Устройство по п. 1, отливающееся тем, что светофильтры с различной спектральной характеристикой пропускания расположены на круговой оси цветокоммутирующего вра- щанщегося диска на расстоянии друг от друга, равном диаметру светофильтра, и объединены в соответствуннцие группы.

Изобретение относится к области специального машиностроения и может быть использовано в машинах по пересчету и сортировке документов для распознавания их цвета, степени изношенности, промасленности и определения их геометрических отклонений. Цель изобретения - повышение точности анализа документов и расширение функциональных возможностей путем определения различных параметров документа. Устройство содержит два источника света, цветокоммутирующий вращающийся диск, светофильтры, кодовые отверстия, протягивающий механизм, два световода, фотоприемник, выполненный в виде двух групп фотодиодов, два светодиода, два фотодиода, коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок синхронизации, вычислительный блок, три усилителя-формирователя. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

фиг.

-/1

Фиг.б

Фш.7

гг

гг

Г5 /Устомвет I разрешемю

бЛОК1/CUHfL

HU3ai4r5liЛервходбычисли/пель- нога блока в рвж.ожиддн.

Запись тда ЛЦПбмассаб eit iai i yioii ini I ioh 2/V7/

-М йакимен есть.

Редактор Е. Папп

Составитель И. Кузнецов Техред А.Кравчук

Заказ 6083/50

Тираж 441

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,., д. 4/5

Вычисление .t

8ы8о8

г7/-2Ь

вычисление

Bti,i

ISftz,

2t,t

Вычисление S

rflвытсление

fif,,z -fiyti

sвыВод(л,,

I Лг,

г г

Освещвмие dOHyfteff/Ttff

снизу

Нет

Корректор А. Обручгф

Подписное