Устройство для анализа документов

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) SU (ц) (ц 4 С 07 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

rlPH ГКНТ СССР

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4362675/24-24 (22) 11.01.88 (46) 07.10.89. Бюл. У 37 (71) Институт кибернетики им. В.М. Глушкова (72) В.И. Лыч, И.В. Гольцев и В.Е. Цьптурин (53) 621.398(088.8) (56) Патент. Великобритании

В 1248019, кл. G 07 Р 7/00, 1970,; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ДОКУМЕНТОВ (57) Изобретение относится к области специального машиностроения и может быть использовано в машинах по пересчету и сортировке документов для рас-. познавания их цвета, степени изношенносИзобретение относится к области, .специального машиностроения и может 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 расширения функциональных возможностей путем определения различных параметров документа.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства; на фиг. 2 — функциональная схема устройства; на ти, промасленности и определения их геометрических отклонений. Цель изобретения — повышение точности анализа документов и расширение функциональных возможностей путемопределения 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. 3 — цветокоммутирующий вращающийся диск; на фиг.: 4 — световод; на фиг. 5 — кинематическая схема протягивающего механизма и цветокоммутирующего вращающегося диска ; на фиг. 6 — протягивающийся диск, общий вид; на фиг. 7 - функциональная схема блока синхронизации; на фиг. 8 - блок-схема алгоритма функционирования вычислительного блока.

Устройство содержит первый и второй источники 1<и 1д света,цвеФокомиутирующий вращающийся.диск 2, eseтофильтры 3, кодовые отверстия 4, протягивающий механизм 5 ° первый н второй световоды 6 и 7,. фотоприемник 8, выполненный в .виде двух .

3 151349 групп фотодиодов 8,и 8, два светодиода 9, и 9, два фотодиода 10» и 10, коммутатор 11, усилитель 12, аналого-цифровой преобразователь 13, блок 14 синхронизации, вычислительный блок 15, первый 16, второй 17 и .третий 18 усилители-формирователи.

Источник 1 света содержит рефлектор 19., лампу 20 и фокусирующие линзы 21. Протягивающий механизм 5 содержит протягивающие ролики 22, приводной шкив 23, ремень 24 привода, первый и второй ступенчатые шкивы

25 и 26, ремень 27 передачи одинако- 15 вой.скорости вращения пар протягивающих роликов, приводной шкив 28. цветокоммутирующего вращающегося диска, ремень 29 передачи привода цветокоммутирующего вращающегося диска, 20 налравляюпще 30, оси 31, подшипники

32, электродвигатель 33 илн приводную ручку 34.

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

Устройство имеет выходы 44, управ-30 ляющие входы 45 блока синхронизации, вход 46 разрешения коммутации, груп1 пу 47-49 выходов (первый й" второй выходы блока синхронизации).

Устройство работает следующим об-! разом.

Ценный документ 50 вводится в протягивающий механизм 5 в зацепление с .протягивающими роликами 22 (фиг. 1 и 5), которые вращаются. Синхронно 40 с ними вращается и цветокоммутирующий диск 2. При этом на световоды

6 и 7, ось круглого сечения которых совпадает с оптической осью фокуснруюпдх линз 21 источников 1 света, 45 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)

50 общей оси круглого сечения световода 6 и фокусирующих линз 21 источ ников света кодовые .отверстия 4 открывают промежуток между светодиодами и фотодиодами 9 и 10 кода

55 цвета. На фотодиоды 10 кода цвета попадает световой поток от светодиодов 9 и на выходе усилителей-форми-

4 рователей 16 и 17 (фиг. 2) формируются сигналы кода цвета, одновременно с этим на выходе элемента ИЛИ 40 (фиг. 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 фото- приемника 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 перекрывается промежутком между 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 1 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 про исходит освещение рабочего зазорагрупп фотодиодов 8 » и 8 фотоприемника 8 поочередно сверху и снизу излучением со спектральным составом, определяемым характеристикой пропускания светофильтров 3 последовательно для каждого светофильтра. 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, ус-. тановленных на диске. з

По мере продвижения документа, протягиваемого роликами 22, он попадает в зону рабочего зазора групп фотодиодов фотоприемника 8 (фиг. 2) и перекрывает его. Освещенность одного из фотодиодов одной из групп фотодиодов фотоприемника 8, по щлю-.. ченного на вход усидителя-формирователя 18, изменяется. По изменению светового потока усилитель-формиро13491

55

5 15 ватель 18 формирует сигнал наличия документа в зоне анализа, поступающего на вход вычислительного блока .

15. Последний по этому сигналу формирует сигнал разрешения коммутации (вход 46) фотодиодов фотоприемника 8, поступаииций на вход блока 14 синхронизации. После этого блок f4 синхронизации по сигналу считывания формирует сигналы последовательной коммутации аналоговых сигналов групп фотодиодов через. коммутатор на.информационный вход усилителя с коммутируемим коэффициентом усиления.

Одновременно с сигналом считывания устанавливается коэффициент усиления усилителя с коммутируемым коэффициентом усиления, соответствующий спектральному составу излучения, освещающего документ в данный момент, сигналами кода. цвета с выхода усилителей-формирователей 16 и .17. Одновременно с коммутацией каждого фотодиода групп фотодиодов фотоприемника.8 блок 14 синхронизации своим сигналом разрешает преобразование аналогового сигнала аналого-цифровым 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 аналогоцифрового преобразователя. Процесс съема информации циклически повторяется по мере продвижения документа.

По окончании документа в рабочей зоне фотоприемника сигнал наличия документа с выхода усилителя-формирователя 18 прекращается. Вычислительный блок 15 снимает сигнал на входе 46 разрешения коммутации фотодиодов фотоприемника 8.

По окончании документа 50 в памяти вычислительного блока 15 оста" ется сформированная измерительная матрица значений, которая содержит коды сигналов фотодиодов фотоприемника по каждой апертурной точке документа диффузно прошедшего и отраженйого излучения по .каждой из спектральных полос, соответствующих светофильтрам 3, установленных на цветокоммутирующем.диске ? с каждой стороны документа. Коды измеритель. ной 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 цветокоммутирующего диска 2 по другой координа- те, обеспечивающей съем информации через промежутки, равные шагу уста-. новки фотодиодов в. фотоприемнике 8 °

Вычислительный блок анализирует измерительную матрицу и,производит вычисления. Результаты анализа выводятся в виде цифровых кодов на выходы 44.

Пифровые коды вычисляемых параметров по каждой апертурной точке измерительной матрицы Х;, У; и Z; (цвето» вые координаты), К; (коэффициент промасленности) и коды интегральных вычисляемых периметров документа Х, Y, Z интегральные цветовые координаты К (интегральный коэффициент промасленности), В (величина, характеризующая физическое состояние документа), S (площадь документа) выводятся на выходы 44 вычислительного блока согласно алгоритма, приведен- ного на фиг. 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 аналогоцифровому преобразователю, а также поступающего на синхровход вычислительного блока, осуществляет переход на модифицирующий блок 56, выводящий вычислительный блок из режима ожидания. В случае, если преобразование аналого-цифровым преобразователем не закончено, решающий блок 55 осущестьляет переход на блок

1513491

54 и вычислительный блок находится в режиме ожидания.

Блок 57 ввода осуществляет чтение кода айалого-цифрового преобразовате5 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 второго выхода (фиг. 2 и 7)

1 Ф

, осуществляет переход на блоки 59

; и 6f. Блок 59 записывает считанный . код аналого-цифрового преобразова,теля в массив входных данных.Х;о,,, X«n О«Y«n Е«О, Z«n„ где

Х,о,. 7 «о «, Z «p — коды сигHBJIQB

1 ! фотодиодов фотоприемника 8 по отра-.

1, женному ат документа излучению, про шедшему через синий, красный и зеле- 2п ный светофильтры, соответственно при освещении документа сверху, Х,,, Е, „ — коды сигналов фотодиоt «

, дов фотоприемника 8 по прошедшему ! через документ. излучению, прошедше- 25, му через синий, красный и зеленый . светофильтры соответственно при ос,вещении документа снизу.

Блок 61 записывает считанный код ,;аналого-цифрового преобразователя Зп

1 в массив входных данных Х„ о, Х, „

«2 ъ . Y, o, Y« z Z;o, Z, n соответст: венно массиву, записываемому блокам 59 при освещении документа снизу. . Блок 60 аналогично блоку 52 осуществ35 ляет переход на блок 62 для начала анализа массивов измерительной матрицы и вычисления параметров анали,за документа. Если документ еще на: ходится в зоне анализа фотоприемника 8, осуществляется возврат на блок

54 для повторения цикла чтения кодов аналого-цифрового преобразователя.

Этот цикл последовательно повторяется до момента окончания документа в зоне анализа.

Блок 62 анализирует массивы измерительной матрицы Х, 7, Е 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 точки измерительной матрицы по формулам:

Х«о

Р

Х о + о,,2 +Z«o«, Х«0 «,2

» °

К

«Х «,2

« «<2

У

Х1п«2

,У„

Y

Е«о«,2

Z «.

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

Блок 69 осуществляет вычисление интегральных коэффициентов, характеризующих промасленность всего документа по формулам „, x„

К»

Kx„„„«

Y Yio«2

Хо«,2 +»«о,2 +Е«о«,2

"ZХ «о«,2 + «о «,g +Е«о«,2 где Х «0«,2» !о«д

Z; — значения массивов

«О «,2 входных данных па отраженному от документа излучению при освещении документа сверху и снизу соответственно.

Блок 64 вывода выводит параметры, вычисленные блоком 63, на выходы 44

/ вычислительного блока в виде последовательных цифровых кодов.

Блок 65 осуществляет вычисление интегральных цветовых координат всего документа по формулам

2 .Х о,,а

1 «

1 «

tl

«Q «,2 - « Е «о «,2

Ео

1=«

Блок 66 вывода осуществляет вывод параметров анализа аналогично блоку 64.

Блок 67 осуществляет вычисление коэффициентов, характеризующих промасленность каждой апертурной точки в каждой спектральной полосе излу" чения документа по формулам

1513491

io<

;Гт;„„ 1

И 5

; г;,, l r.1

К

24л 3Ъ

, @ олЛ

Блок 70 осуществляет последовательный вывод этих параметров. 10

Блок 71 осуществляет вычисление величины, характеризующей-физическое состояние документа (ветхость) в каждой спектральной полосе по формулам В WAX -X - 8 Yi х,, орох, ощ,,, Ь,х овах,х о м 15

В „ Е о,вох,, еще,, э Где л;overs ю -1о eaxq,х t 10 Вяхка максимальные значения массивов входных данных по отраженному от документа излучению при освещении документа сверху и снизу в трех спект. ральных поносах соответственно;

Х,,„1„„,т;о„.,„... Z „„„„- янимальные значейия этихмассивов,аналогично. 25

Блок вывода 72 осуществляет последовательный вывод этих параметров на выходы 44 вычислительного блока.

Блок 73 вычисляет площадь документа

$ путем подсчета количества значений входного массива по одной из спектральных полос. Блок 74 вывода осуществляет вывод значения S на выходы 44 вычислительного блока. После выполнения блока 74 осуществляется возврат на блок 52 и устройство готово к анализу следующего документа.

Устройство для анализа документов позволяет проводить сортировку и счет документов их распознавание по боль- 40 шому количеству параметров с высокой скоростью и достоверностью. Надежность и производительность устройства позволяет высвободить значительные людские ресурсы. 45

Формула изобретения

1. Устройство для анализа документов, содержащее первый источник света, расположенный на одной оптической оси с соответствующими светофильтрами 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, В два фотодиода, два светодиода три усилителя-формирователя, блок син- . хронизации, Ъналого-цифровой преоб-. разователь, вычислительный блок и фотоприемник, выполненный в виде двух групп фотодиодов, расположенных с обеих сторон протягивающего меха« низма, который кинематически связан с цветокоммутирующим вращающимся диском, первый и второй источники света расположены на одной оптической оси с соответствующими светофильтрами цветокоммутирующего вращающегося диска и круглыми концами первого и второго световодов соответственно, круглые концы последних установлены на противоположных частях соответствующей стороны цветокоммутирующего вращающегося диска со смещением относительно друг друга по его круговой оси светофильтров на величину диаметра светофильтра, прямоугольные концы первого и второго световодов соединены с первыми выводами фотодиодов первой и второй групп фотодиодов фотоприемника вторые вы-. воды которых поцключены.к входам пер-, вой и второй групп входов коммутатора соответственно, два фотодиода и соот« ветствующие 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 соответственно., выходы группы выходов последнего подключены к управляющим входам коммутатора, вы-, 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 подключены к информационным входам вычислительного блока, выход которого подключен к входу разрешения коммутации блока синхронизации, второй выход которого подключец к тактовому входу вычислительного блока, второй вывод первого фотодиода первой группы фотодиодов

1513491

12 фотоприемника подключен через третий силитель-формирователь к управляюему входу вычислительного блока, выоды группы выходов которого являются

ыходами устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и— а ю щ е е с я тем, что светофильтры с различной спектральной характеристикой пропускания расположены на круговой оси цветокоммутирующего вращающегося диска на расстоянии друг от друга, равном диаметру светофильтра, и объединены в соответствующие группы.

1513491

1513491

1513491

/em нею

Составитель И. Кузнецов

Редактор Е. Папп Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 6083/50 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

51

Луи

5г

Дагунеюп

Hem enweb ã

Уатам6ча ,жярижжи» длачу сиюр нйущ.

5Ф

/7ере.гад

Юычислилеяьнаеа бпаиа Ь реж ажидю.

5арееф . н лфпююжчежу 7

ВыдедВычис лилежюге дяом тремя ожидания

57

Впение нада л п бсда . дащивчлж сверху?

Аа бсдещение ймунелка сеесиу

У ,7аписыада щаегжв

Ьь Ъ ; +quoi> „;г;„, гщ

Аа уненю ему| лм7яю ми сидаВ америл ельнай лещам;У,У

Вычисление оьр ®Îò,z

ZlG4г

Выдад

60 р, %Оеар

Zi0r,z

Вычисление

Ъr Уеьz

Ее„г

Выпад д„, +0@ z

Z

Вычисление Ьтд раутя

AEgz

Выдад

+<>rд и

° рот р

7 жлись мда

iii78 нбгсие на ъ;.м;у

Уич Zioz; Zinc

Вычисление

-%е ьи е

-Ретz

Выпад

° ряи уд

4Я

71

Вычисление

>zgz Фм

asiz

7F

Вы/ад zgz i е41

ВХР,z

7У

Вычисление

ВыВИ

S асеещачие

Фжупен сну