Brevet FR2218599A1 — publié le 19740913

La présente invention est relative à un procédé pour vérifier automatiquement l'authenticité de documents, notamment de billets de banque, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait qu'il est nécessaire de pouvoir vérifier automatiquement l'authenticité de billets de banque pour commander la délivrance de monnaie ou de marchandises, par exemple de tickets, d'essence, etc ... dans les appareils automatiques de change ou de vente. On connait déjà plusieurs dispositifs de vérification de ce genre basés sur des méthodes de contrôle de différentes caractéristiques d'un billet de banque, et notamment de ses caractéristiques optiques, telles que par exemple - le contrôle de l'impression en couleurs de certaines zones au moyen de filtres sélectifs; - le contrôle de la transmission ou de la réflexion d'un ou de plusieurs faisceaux lumineux, les signaux issus des photodétecteurs étant comparés, ou additionnés pour être comparés à une valeur de seuil; - le contrôle de lignes régulièrement espacées sur le billet au moyen d'un réticule au même pas, leur déplacement relatif produisant des signaux photoélectriques modulés qui sont exploités pour charger un condensateur au delà d'une valeur de seuil, ou attaquer un filtre électrique sélectif;; - le balayage optique d'une partie du billet et la comparaison des signaux obtenus avec ceux résultant du balayage de la partie homologue d'un billet authentique servant de référence, etc... Bien que plusieurs de ces méthodes optiques soient utilisées quelquefois simultanément dans un même appareil, ou avec le contrôle d'autres caractéristiques (épaisseur, taille-douce, etc ...), on a constaté que leur application pratique s'avère difficile et se traduit par l'acceptation de documents faux, ou même par le rejet de billets authentiques, dans des proportions assez larges. Ceci est dû à la qualité de billets eux-mêmes, à la dispersion des caractéristiques de fabrication, à leur état d'usure ou de vieillissement, à la présence de taches, de trous d'épingle, de plis, etc... La dispersion des caractéristiques que l'on cherche à contrôler conduit par suite à adopter des tolérances de largeur telle que l'appareil ne présente plus une protection suffisante du point de vue de la fraude. L'invention vise à pallier ces défauts en utilisant au moins un autre critère que ceux utilisés précédemment, à savoir la reconnaissance d'un graphisme caractéristique du document à vérifier par comparaison avec un étalon de référence. Plus précisément, dans le cas d'application aux billets de banque, le graphisme est de préférence constitué par une série de lignes imprimées ayant une configuration déterminée de façon que ce motif soit facilement identifiable malgré l'état usagé que peuvent présenter certains billets. Le procédé, suivant l'invention, consiste à soumettre le document à une analyse photoélectrique suivant une direction transversale à ladite série de lignes imprimées pour élaborer un premier groupe de signaux photoélectriques et à les comparer à un second groupe de signaux de référence, et il est carac térisé en ce qu on convertit le premier groupe de signaux en un groupe de si gnaux logiques, on élabore le second groupe de signaux de référence à partir d'une mémoire morte explorée en synchronisme avec l'analyse du document, -et finalement on élabore un signal de validation du document seulement lors d'une identité entre lesdits groupes de signaux logiques et de signaux de référence. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Suivant l'invention, le dispositif comporte - un support de document, - une tête de lecture photoélectrique disposée à proximité dudit support, - un moteur électrique relié à une source d'alimentation alternative pour provoquer un mouvement relatif de translation entre ledit support et la tête de lecture, - et un circuit électronique, relié à ladite tête de lecture et comprenant une source de signaux de référence et un circuit de corncidence relié d'une part à la tête de lecture.par un circuit de mise en forme, d'autre part à laditesource de signaux de référence, et il est caractérisé en ce que - la tête de lecture est constituée par un capteur de réflexion à fibres optiques, - le circuit de mise en forme comporte une circuit de conversion analogiquelogique suivi-d'un circuit monostable, - et la source de signaux de référence est constituée par une mémoire morte associée à un circuit d'exploration, ledit circuit d'exploration étant relié à un circuit générateur de signaux d'horloge synchronisé par la source d'alimentation alternative du moteur électrique. L'utilisation d'une mémoire morte comme étalon de référence servant d'étalon de comparaison au document à vérifier à la place d'un document réel et authentique, permet à la fois de diminuer l'encombrement et le coût du dispo sitif-en rendant la lecture de référence entièrement statique, de simplifier le traitement logique et d'augmenter la fiabilité du dispositif, la mise en mémoire étant effectuée une fois pour toutes pour un document déterminé. Par mémoire morte, dispositif connu dans la technique anglo-saxonne sous la désignation de"read only memory" on entend un circuit matriciel dans lequel sont établis à des emplacements déterminés à volonté, une connexion entre ligne et colonne, le numéro de la ligne et de la colonne définissant l'adresse de l'emplacement correspondant. En déterminant par conséquent les signaux de conversion photoélectrique résultant du balayage du document étalon, on peut mettre définitivement en mémoire les signaux de référence correspondant au graphisme caractéristique devant servir de critère à la comparaison. A titre d'exemple particulier, dans le cas d'un billet de banque français d'une valeur quelconque, on-utilisera comme graphisme caractéristique l'inscrip tio BANQUE DE FRANCE qui est présents généralement sur tous les billets à des empga- cements différents. L'application du dispositif à-la vérification d'autres billets est facilement obtenue en changeant la mémoire pour l'adapter au nouveau graphisme à considérer. La comparaison entre le groupe de signaux logiques provenant du document à vérifier et le groupe de signaux de référence peut être effectuée bit à bit, le signal de validation étant alors inhibé dans le cas d'une disparité entre deux bits correspondants au cours de l'analyse synchrone. Cette méthode rigoureuse pouvant conduire à une proportion trop élevée de rejets, le procédé prévoit suivant une disposition complémentaire de l'invention, de vérifier l'identité de ces groupes de signaux en effectuant successivement une opération de coincidence entre chacun des signaux correspondants des deux groupes, en comparant le nombre de signaux résultants à un nombre prédéterminé et en élaborant le signal de validation seulement à l'égalité desdits nombres de comparaison. Autrement dit le document testé sera jugé valide si son graphisme présente un nombre minimal de ressemblances avec celui du document étalon, ce nombre minimal pouvant être fixé statistiquement à l'avance en fonction de la nature des documents à vérifier. Bien entendu, ce contrôle de validité peut être utilisé simultanément avec des contrôles basés sur d'autres critères, par exemple sur l'épaisseur ou la taille-douce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en relation avec un mode de réalisation préféré donné à titre d'exemple non limitatif, et du dessin annexé. Sur ce dessin la fig. 1 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention. La fig. 2 est le schéma électrique correspondant. La fig. 3 représente un exemple de capteur optique. La fig. 4 est un diagramme de signaux explicatif du fonctionnement. Sans vouloir limiter la portée de l!invention à cet exemple particulier, le dispositif qui va être décrit est appliqué à la vérification de billets français par reconnaissance du graphisme BANQUE DE FRANCO Sur la fig. 1, on voit un support de document 11 de forme rectangulaire et aux dimensions légèrement supérieures à celles d'un billet 10 à vérifier pour permettre un positionnement relativement précis de celui-ci. Ce support 11 repose sur des guides 16 et il est muni d'une crémaillère 12 qui engrène avec un avec un pignon 13 monté sur l'arbre d'un moteur synchrone 15 relié au réseau de distribution électrique à 50 HZ par l'intermédiaire d'un circuit interrupteur 14. Quand ce moteur tourne, il entraine le support 11, ainsi que le billet 10, en translation suivant la direction des guides 16 parallèle au grand axe du billet. Au dessus du support 11 est disposée une tête de lecture fixe 20, constituée par un capteur de réflexion à fibres optiques représenté plus en détail à la fig. 3. Celui-ci comporte un faisceau central de fibres optiques 17 qui conduit la lumière émise par une source lumineuse 18 sur la surface du billet 10, le flux lumineux réfléchi étant recueilli par un ou plusieurs faisceaux de fibres 19 juxtaposés au premier et conduit sur un détecteur photoélectrique 21 qui convertit les signaux lumineux réfléchis en signaux électriques. La tête a par exemple à son extrémité une longueur d'aumoins 5 mm pour tenir compte du positionnement des lettres à analyser et la position de cette extrémité est réglée à proximité du billet 10 de façon qu'au cours de son mouvement de translation, le graphisme DIX FRANCS passe sous la tête 20 et soit exploré sur toute sa longueur.Le capteur est dimensionné de manière à réaliser un compromis entre ses deux caractéristiques de détection : profondeur et réflectivité, et à four nir un signal peu sensible à la trame du papier, ctest-à-dire en ajustant les dimensions du capteur et sa distance à la surface explorée; Des contacts de fin de course (non représentés) sont prévus pour arrêter le moteur 15 quand l'analyse du graphisme est terminée et pour inverser, à travers un circuit de temporisation, son sens de rotation et ramener le support 11 à sa position initiale de départ. En se référant à la fig. 2 qui représente le circuit de traitement des signaux électriques, celui-ci comprend, branché à la sortie du détecteur photoélectrique 21, constitué par exemple par une photodiode ou une phototransistor ler et par son amplificateur, unlEyircuit à seuil 22, tel qu'un trigger de Schmitt par exemple, jouant le rale de convertisseur analogique-logique suivi d'un circuit monostable 23 dont la durée de basculement est choisie d'environ 40 ms. Son seuil est réglé en fonction des caractéristiques de profondeur et réflectivité du capteur 20. Ce circuit 23 est relié à la première entrée d'un circuit ET 24. Le détecteur ?1 est aussi relié à un amplificateur à deux seuils 40, réglé en fonction de la réflectivité de la zone du billet visée par la tête de lecture en position de départ, de telle sorte que l'amplificateur 40 ne four- nisse à l'interrupteur 14 un signal de fermeture que si le signal du détecteur 21 est bien compris entre les deux seuils prédéterminés. Un circuit générateur de signaux d'horloge 25 est synchronisé avec la fréquence du secteur de distribution pour fournir des signaux à une fréquence de 100 HZ à un compteur d'impulsions de type binaire 30, destiné à l'exploration d'une mémoire morte 26. Dans l'exemple considéré, le compteur et la mémoire ont une capacité de 28 soit 256 bits La mémoire est par exemple constituée de 32 colonnes (25) et 8 lignes (23) explorées par l'intermédiaire de deux décodeurs 27, 28 reliés respectivement aux cinq premiers étages de plus faibles poids, et aux trois derniers étages de plus forts poids, du compteur 30, le décodeur 27 ayant ainsi des sorties de rang allant de 1 à 32 et le décodeur 28 des sorties de rang allant de 1 à 8. Au cours d'une opération préalable d'analyse photoélectrique d'un billet authentique, on a déterminé sur la base de temps constituée par les 256impul- sions d'horloge émises au cours d'un cycle quelles sont les adresses des signaux caractéristiques à mettre en mémoire dans les 256 emplacements possibles. -Les sorties du décodeur 28 sont reliées à l'une des deux entrées de circuits NAND (ou ET inverseur) 311 à 318 dont la seconde entrée est reliée à la ligne correspondante de la mémoire. Les sorties de ces circuits 311-318 sont à leur tour reliées aux huit entrées d'un circuit NAND 32 ayant sa sortie reliée à la seconde entrée du circuit ET 24. Ce circuit 24 est relié à l'entrée d'un autre compteur binaire 33, par exemple de capacité 24 et il a ses quatre étages reliés respectivement à la première série d'entrées d'un comparateur numérique 35 dont la seconde série d'entrée est reliée à une matrice câblée 34 fournissant des signaux à deux niveaux logiques de tension représentant un nombre binaire prédéterminé. La sortie du comparateur est reliée à l'une des entrées d'un autre circuit ET 36 ayant une seconde entrée reliée à la sortie du décodeur 28 correspondant à la ligne de la mémoire contenant le dernier signal de référence. Le circuit 36 fournit le signal de validation de niveau logique 1, ou un signal de rejet de niveau logique 0, basé sur le critère de reconnaissance du graphisme considéré.Si d'autres critères sont éventuellement pris aussi en considération, un autre circuit ET rassemblera à ses entrées les signaux individuels correspondants pour fournir le signal décisif. I1 est en outre prévu une bascule bistable 37, par exemple de type JK, ayant ses deux entrées reliées respectivement à la sortie du circuit à seuil 22 et à un circuit décodeur 29, ou éventuellement à une sortie de présélection du compteur 30 ; son entrée de déclenchement reliée au générateur 25, et une de ses sorties q reliées aux entrées de remise à zéro des compteurs 30 et 33. Les compteurs sont bloqués quand q = 1 Le décodeur 29 détecte que le contenu du compteur 30 a atteint un nombre prédéterminé correspondant à l'analyse com plète du graphisme pour provoquer le rebasculement de la bascule 37 dans son état initial, ce qui ramène les compteurs 30 et 33 à zéro et les bloque dans cet état. Le fonctionnement de ce dispositif va maintenant être expliqué en se référant à la fig. 4 où le temps est porté en abcisse. On suppose qu'au départ le billet à tester a été correctement positionné sur son support et que les compteurs 30, 33 sont à zéro. Le billet ayant été introduit sous la tête de lec par la fermeture de l'interrupteur 14 ture le moteur 15 est alors mis sous tension si le signal rourni par le cap- teur 20 se trouve dans la zone de réflectivité comprise entre les deux seuils de l'amplificateur 40, ce qui déclenche aussi le générateur 25. Simultanément, la tête de lecture commence l'exploration du graphisme DIX FRANCS qui défile sous elle tandis que le générateur 25 envoie des impulsions sur le compteur 30 et sur l'entrée de déclenchement de la-bascule 37.Celle-ci n'ayant cependant reçu aucun signal du circuit 22, reste dans son état initial et maintient le compteur 30 bloqué. Dès que le signal de lecture A (fig. 4) fourni par le détecteur 21 dépasse le seuil de réglage S du circuit 22, celui-ci déclenche et fournit un signal logique B provoquant le changement d'état de la bascule 37 (ligne C, fig. 4) à la réception de la première impulsion d'horloge H consécutive, et le déblocage du compteur 30 qui peut démarrer.Comme le générateur 25 et le moteur 15 sont synchronisés par la même source, l'émission des signaux d'horloge et l'exploration consécutive de la mémoire 26 vont donc s'effectuer en synchronisme avec l'analyse optique du billet 10 de sorte qu'une opération de coïnci- dence entre le premier groupe de signaux de lecture du billet et le second groupe de signaux de lecture de la mémoire est ainsi rendue possible. Le compteur 30 explore alors la première ligne de la mémoire 26, colonne par colonne au cours des 32 premières impulsions d'horloge H pour lesquelles la sortie de rang 1 du décodeur 28 est seule à l'état 1 logique, toutes les autres restant à l'état 0.Dans ces conditions, les sorties des circuits NAND 312 à 318 sont toutes à l'état 1 et seule la sortie du circuit NAND 311 passe à l'état O lors de la lecture d'une information dans la.mémoire 26, ce qui provoque l'apparition d'un état 1 à la sortie du circuit NAND 32. Le front avant du signal B ayant aussi déclenché le monostable 23, celuici débloque par son signal D (fig. 4) le circuit ET 24 pendant son temps de basculement et une impulsion de niveau logique 1 est obtenue à la sortie si la sortie du circuit 32 est aussi à l'état 1 au même moment, c'est-à-dire si un signal correspondant à celui lu sur le billet correspond bien à un signal programme dans la mémoire. Le monostable 23 protège contre une tentative de fraude utilisant, au lieu du graphisme, une bande continue de couleur foncée qui auront pour effet de débloquer le circuit 24 en permanence. L'impulsion sortant du circuit 24 est appliquée sur le compteur 33. L'ana lyse du billet et l'exploration de la mémoire se poursuivent en synchronisme, le décodeur 28 mettant, après réception de la 33ème impulsion H, la sortie de rang 2à l'état 1 logique pour explorer la seconde ligne de la mémoire colonne. par colonne, et ainsi de suite ... Le circuit 24 vérifie la cotncidence entre les signaux de lecture du billet et ceux d'exploration de la mémoire, le nombre de ces signaux de cotnci- dence étant enregistré par le compteur 33. Si ce nombre devient égal au nombre prédéterminé introduit dans la matrice 34, le comparateur 35 fournit un signal qui pourrait déjà être considéré comme un signal de validation. Une précaution supplémentaire consiste à véri ligne fier que cette égalité est bien atteinte pour la correspondant au dernier signal existant en mémoire, ce qui est détecté par le circuit 36 qui fournit le signal de validation final V basé sur le critère du graphisme considéré. Dans le cas où le contenu du compteur 33 n'atteint pas le nombre prédéterminé d'impulsions, le comparateur 35 ne fournit pas de signal à l'état 1 de sorte que le circuit 36 continue à fournir un signal à l'état O équivalent à un signal de rejet. Le décodeur 29 indiquant la fin de l'analyse optique à la récpetion du nombre prédéterminé d'impulsions H, provoque le retour de la bascule 37 à son état initial et la remise à zéro. des compteurs 30 et 33. A peu près dans le même temps, le support 11 actionne ses contacts de fin de course, inversant le sens de rotation du moteur qui, au bout de sa temporisation; entame son mouvement ramenant le support 11 à sa position initiale. Le signal du décodeur 29 pourrait également être utilisé pour l'arrêt du moteur et sa commande-de retour en arrière au lieu de contacts électromécani- ques. Durant la temporisation du moteur, le signal de validation déclenche d'abord le mécanisme- d'encaissement du billet, et après vérification que cette opération a été effective, la délivrance de monnaie ou de marchandises correspondante. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour la vérification automatique de l'authenticité de documents présentant une série de lignes imprimées ayant une configuration déterminée, notamment de billets de banque, procédé dans lequel on soumet le document à une analyse photoélectrique suivant une direction transversale à ladite sériede lignes pour élaborer un premier groupe de signaux photoélectriques et on les compare à un second groupe de signaux de référence, caractérisé en ce que - on convertit le premier groupe de signaux en un groupe de signaux logiques, - on élabore le seconde groupe de signaux de référence à partir d'une mémoire morte explorée en synchronisme avec l'analyse du document, - et finalement on élabore un signal de validation du document seulement lors d'une identité entre lesdits groupes de signaux logiques et de signaux de référence. 2/ Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu on vérifie l'identité desdits groupes de signaux en effectuant successivement une opération de coincidence entre chacun des signaux correspondants des deux groupes, en comparant le nombre de signaux résultants à-un nombre prédéterminé et en elaborant le signal de validation seulement à l'égalité desdits nombres de comparaison. 3/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication lou 2, comportant - un support de document, - une tête de l-ecture photoélectrique disposée à proximité dudit support, - un moteur électrique relié à une source d'alimentation alternative pour provoquer un mouvement relatif de translation entre ledit support et la tête de lecture, et un circuit électronique, relié à ladite tête de lecture et comprenant une source de signaux de référence et un circuit de cotncidence relié d'une part à la tête de lecture par un circuit de mise en forme, d'autre part-à ladite source de signaux de référence, Caractérisé en ce que - la tête de lecture est constituée par un capteur de réflexion à fibres optiques, - le circuit de mise en forme comporte un circuit de conversion analogiquelogique suivi d'un circuit monostable, - et la source de signaux de référence est constituée par une mémoire morte associée à un circuit d'exploration, ledit circuit d'exploration étant relié à un circuit générateur de signaux d'horloge synchronisé par la source d'alimentation alternative du moteur électrique. 4/ Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un comparateur numérique ayant ses entrées reliées respectivement d'une part à un premier compteur d'impulsions branché à la sortie dudit circuit de coincidence et d'autrekpart à une matrice fournissant des signaux à deux niveaux logiques représentant un nombre minimal prédéterminé, ledit comparateur fournissant le signal de validation du document à l'égalité du contenu du compteur avec ledit nombre prédéterminé. 5/ Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit d'exploration de la mémoire morte est constitué par un second compteur d'impulsions ayant son entrée reliée au générateur de signaux d'horloge et ses sorties reliées par l'intermédiaire de décodeurs, d'une part aux colonnes de la mémoire, d'autre part aux circuits de déblocage des sorties des lignes de la mémoire. 6/ Dispositif suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit ET ayant une première entrée reliée à la sortie du comparateur numérique et une seconde entrée reliée à la sortie du décodeur correspondant à la ligne relative à la dernière information contenue dans la mémoire. 7/-Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu il comporte une bascule bistable ayant une entrée reliée à la sortie du circuit de conversion analogique-logique, l'autre entrée reliée à une sortie de présélection du second compteur, et sa sortie reliée aux circuits de remise à zéro des premier et second compteurs. 8/ Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête de lecture est reliée à un amplificateur à deux seuils commandant la fermeture d'un circuit interrupteur provoquant la mise sous tension du moteur et du générateur de signaux d'horloge. 9/ Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérise en ce que le convertisseur analogique-logique est constitué par un circuit à seuil dont le seuil est réglé en fonction des caractéristiques de profondeur et réflectivité du capteur de réflexion à fibres optiques.