СПОСОБ ПРОВЕРКИ ЦЕННОГО ДОКУМЕНТА
METHOD FOR CHECKING VALUE DOCUMENT

Настоящее изобретение относится к способу проверки ценного документа и соответствующему проверяющему устройству.
Под ценными документами понимают предметы в форме листа, которые, например, представляют собой финансовую ценность или право и, таким образом, возможность их изготовления не должна быть доступна неуполномоченным лицам. Поэтому они снабжены признаками, которые непросто изготовить, прежде всего скопировать, наличие которых является признаком подлинности, то есть изготовления, уполномоченным на это органом. Важные примеры таких ценных документов - это чип-карты, купоны, подарочные купоны, чеки и, прежде всего, банкноты. Ценные документы могут соответственно отличаться по своему типу, например, в случае банкнот - своим достоинством или же номиналом и валютой или в случае чека - типом формуляра чека, заданным издателем чека.
Надорванные или разорванные ценные документы часто «ремонтируют» с помощью клейкой ленты. Ценные документы с клейкой лентой при проверке должны распознаваться и отсортировываться. В прежних способах для распознавания клейкой ленты проверяют толщину ценных документов. Но распознавание клейкой ленты затрудняют колебания зарегистрированных значений измерения толщины. Если, кроме того, клейкая лента очень тонкая и/или ценный документ сам по себе уже имеет выраженный профиль толщины, то существующее до сих пор распознавание клейкой ленты не справляется.
Кроме того, также постоянно появляются ценные документы, которые называют составными подделками, то есть подделанный ценный документ, составленный из нескольких частей ценных документов, которые граничат друг с другом по разделительной линии. При этом отделенная часть ценного документа соединяется с участком подложки, например, отделенной частью ценного документа другого типа или куском бумаги, пленки и т.п. подходящей формы с помощью клейкой ленты так, что возникает образование, которое примерно имеет габариты ценного документа. За счет распознавания клейкой ленты можно косвенно распознавать также и подобные составные подделки. Многие составные подделки, также без клейкой ленты, можно распознать на основании оптических способов измерения с пространственным разрешением, как это описано в WO 2011/147575 А1 или WO 2008/128755 А1.
Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача предоставления улучшенного способа проверки ценного документа на наличие составной подделки.
Задача решена за счет способа проверки ценного документа согласно независимым пунктам формулы изобретения. Преимущественные усовершенствования следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и описания.
В нескольких различных точках измерения на ценном документе с пространственным разрешением определяют значения измерения ценного документа, которые двумерно распределены по ценному документу. Образуют двухмерную сеть узловых точек, причем каждая узловая точка соответствует соответственно по меньшей мере одной точке измерения на ценном документе. С определенным в соответствующей точке измерения значением измерения соотносят соответствующую этой точке измерения узловую точку. Сеть узловых точек может быть образована из точек измерения, которые распределены по всему ценному документу. Но также для образования сети узловых точек могут использоваться только точки измерения одного участка ценного документа. Может использоваться точно одна точка измерения для каждой узловой точки, но также могут быть объединены несколько (например, соседних друг с другом) точек измерения для одной узловой точки.
Из двумерной сети узловых точек и двух дополнительных узловых точек, которые расположены на двух противоположных друг другу сторонах двумерной сети узловых точек, образуют сеть. Одна из дополнительных узловых точек представляет собой исходную узловую точку, которая образует исток для (виртуального) потока через сеть, а другая - стоковую узловую точку, которая образует сток для (виртуального) потока через сеть. (Виртуальный) поток является только математической вспомогательной величиной, которая не описывает физический поток (например, поток физической среды).
Для каждой пары из двух соседних узловых точек сети определяют соответственно значение емкости, которое является критерием для максимально возможного потока между двумя соседними узловыми точками. Значение емкости соответствующей пары узловых точек следует из сравнения между собой значений измерения двух соседних узловых точек, определения соответственно значения емкости на основе этого сравнения, и соотнесения соответствующего значения емкости с соединительной линией между двумя соседними узловыми точками соответствующей пары соседних узловых точек, значения измерения которых были сравнены между собой. На основе определенных значений емкости затем с помощью численного способа оптимизации рассчитывают максимально возможный поток от узловой точки-истока через сеть к стоковой узловой точке. И в зависимости от рассчитанного максимально возможного потока через сеть ценный документ классифицируют как подозреваемый в подделке или не подозреваемый в подделке, прежде всего в отношении наличия составной подделки.
Максимально возможный поток через сеть является критерием того, с какой вероятностью ценный документ имеет вдоль направления проходящий поперек (то есть, наискось или перпендикулярно) направлению сети объект, который указывает на манипуляцию с ценным документом, например, такую как клейкая лента или разделительная линия составной подделки. Проходящий означает, что объект проходит от одной кромки ценного документа до противоположной кромки ценного документа или, по меньшей мере, имеет протяженность, которая практически соответствует величине узловой сети в этом направлении. Объект при этом может быть выполнен прямолинейно или также с изгибами. При малом максимально возможном потоке делают вывод о большой вероятности наличия проходящего или вытянутого в длину объекта, при большом максимально возможном потоке - соответственно о малой вероятности наличия проходящего или вытянутого в длину объекта (например, клейкой ленты и/или разделительной линии). Поскольку максимально возможный поток особенно чувствителен к таким проходящим объектам, а большинство составных подделок имеют проходящий объект (разделительную линию и/или клейкую ленту), предлагаемый способ очень хорошо подходит для распознавания составных подделок.
Классификация может выполняться за счет того, что максимальной возможный поток через сеть сравнивают с пороговым значением потока, и ценный документ классифицируют как подозреваемый в подделке, если максимально возможный поток снижается ниже порогового значения потока или достигает его, и как не подозреваемый в подделке, если максимально возможный поток превышает пороговое значение потока. Но максимально возможный поток также может расцениваться вместе с другими индикаторами наличия составной подделки, чтобы прийти на основании этого к заключению о вытекающей вероятности подделки для соответствующего ценного документа.
В предлагаемом способе для каждой отдельной точки измерения не предполагают двоичное решение о том, вызывает ли эта точка измерения подозрения в подделке или нет, а следуют единому подходу, что учитывается вся или, по меньшей мере, большая часть ценного документа. Это достигается за счет определения соответствующих емкостей для потока и расчета максимально возможного потока. Он дает информацию о том, насколько точно решение, подозревается ли ценный документ в подделке или нет. Поэтому за счет выбора порогового значения потока, по желанию пользователя способа, можно выбрать, должна ли проверка проводиться строже или менее строго.
При расчете максимально возможного потока через сеть, например, предполагают, что между исходной узловой точкой и соседними с ним узловыми точками сети соответственно имеется соединительная линия, которая имеет номинальную емкость С, и что между стоковой узловой точкой и соседними с ней узловыми точками сети соответственно имеется соединительная линия, которая имеет номинальную емкость С.
Для расчета максимально возможного потока используют численный способ оптимизации, в котором поток через сеть максимизируется при следующих условиях:
а) что поток через каждую соединительную линию между двумя узловыми точками максимально велик настолько, какова емкость су между этими двумя узловыми точками, и
б) что для каждой из узловых точек, за исключением исходной узловой точки и стоковой узловой точки, действует правило, что втекающий в соответствующий узел поток равен вытекающему из соответствующего узла потоку (сохранение потока), и
в) что поток, который втекает в стоковую узловую точку, такой же величины, как и поток, вытекающий из исходной узловой точки.
Для каждой из узловых точек на банкноте определяют узловую точку, с которой соотносят определенное в соответствующей точке измерения значение измерения. При этом узловая точка либо получает само обнаруженное значение измерения, либо значение измерения за вычетом смещения или выведенное из него значение. В качестве смещения может быть вычтено, например, среднее значение соответствующего ценного документа или ожидаемое в рамках параметрической модели распределение значений измерения для соответствующего типа ценного документа в соответствующем положении ценного документа. Параметрическую модель, основанную на данных обучения, которые были определены для соответствующего типа ценного документа, можно получить с помощью трансформации основных осей. Она дает наилучшую аппроксимацию соответствующего распределения значений измерения на соответствующем ценном документе. Затем с соответствующей узловой точкой соотносят определенное в соответствующей точке измерения значение измерения за вычетом ожидаемого в рамках параметрической модели для соответствующей точки измерения значения измерения. Это имеет то преимущество, что рассчитываются ожидаемые вариации значения измерения внутри соответствующего ценного документа (например, на основании печатного рисунка или на основании признаков подлинности, например, таких как водяной знак или предохранительная нить) и тем самым не влияют на расчет максимально возможного потока.
При используемом для расчета максимально возможного потока численном способе оптимизации может быть определено минимальное сечение сети, которое образует своего рода «бутылочное горлышко» для потока через сеть. Минимальное сечение - этот тот участок ценного документа, который имеет ограничивающее действие для максимального потока через сеть. Положение минимального сечения через сеть затем можно использовать для определения положения указывающего на манипуляцию объекта (например, клейкой ленты и/или соединительной линии) на ценном документе. Определенное с помощью минимального сечения положение этого объекта можно преимущественно использовать для того, чтобы проверить ценный документ с помощью других способов на наличие составной подделки. Для дальнейшей проверки на наличие составной подделки, например, предполагают, что в области определенного положения клейкой линии проходит разделительная линия составного документа. Прежде всего, для этого могут сравниваться между собой значения измерений обеих разделенных клейкой лентой или же разделительной линией частей ценного документа. Например, для этого сравнивают между собой значения измерения толщины или оптические значения измерения обеих частей ценного документа, чтобы проверить, имеют ли обе части ценного документа различное оптическое пропускание, различную флюоресценцию или различный удельный вес единицы поверхности.
Исходную узловую точку и стоковую узловую точку узловой сети размещают на противоположных друг другу сторонах сети. Предпочтительным образом, они расположены так, что рассчитывают максимально возможный поток через сеть вдоль направления, которое на ценном документе соответствует направлению, проходящему перпендикулярно к продольному направлению типичных клейких лент / разделительных линий составных подделок. Если клейкая лента / соединительная линия, например, обычно проходят параллельно более коротким сторонам (прямоугольного) ценного документа, то исходную и стоковую узловую точку размещают рядом с более короткими сторонами ценного документа и рассчитывают максимально возможный поток вдоль продольного направления ценного документа.
Чтобы проверить ценный документ на наличие объектов (разделительной линии / клейкой ленты) различной ориентации, рассчитывают максимально возможный поток через сеть как для первого направления через сеть, так и для проходящего перпендикулярно к первому направлению второго направления. Первое направление может соответствовать, например, продольному направлению ценного документа, а второе направление - поперечному направлению ценного документа.
В одном предпочтительном способе для первого направления рассчитывают первый максимально возможный поток через сеть, а для второго направления -второй максимально возможный поток через сеть. Затем нормируют первый максимально возможный поток через сеть на основе количества узловых точек, которые сеть имеет вдоль первого направления, (например, первый поток делят на количество узловых точек вдоль первого направления). И нормируют второй максимально возможный поток через сеть на основе количества узловых точек, которые сеть имеет вдоль второго направления, (например, второй поток делят на количество узловых точек вдоль второго направления). Нормированный первый максимально возможный поток и нормированный второй максимально возможный поток затем сравнивают друг с другом, и в зависимости от меньшего из этих двух нормированных максимально возможных потоков ценный документ классифицируют как подозреваемый в подделке или не подозреваемый в подделке. Например, меньший из первого и второго нормированного максимального потока сравнивают с пороговым значением потока, и ценный документ классифицируют как подозреваемый в подделке, если меньший из этих двух нормированных максимально возможных потоков не превышает пороговое значение потока и как не подозреваемый в подделке, если он превышает пороговое значение потока.
Устройство для обработки ценных документов затем отсортировывает соответствующий ценный документ, например, в выдающее отделение устройства, в которое могут укладываться подозреваемые в подделке ценные документы. Затем подозреваемый в подделке ценный документ точнее исследуют - человек или машинным способом, является ли он действительно составной подделкой.
Но предлагаемый способ также может использоваться для проверки состояния ценных документов. Предпочтительным образом, ценные документы для этого проверяют как предлагаемым способом, так и с помощью других способов на наличие клейкой ленты, например, с помощью измерения толщины на основе дорожек. Результаты различных проверок клейкой ленты можно комбинировать и включать в окончательную оценку состояния соответствующего ценного документа.
i
j
i
j
i
j
Для определения соответствующего значения емкости соответствующих двух соседних узловых точек K, K сети, значения измерения двух этих узловых точек сравнивают с заданным значением S или заданным диапазоном В соответствующего значения измерения. Заданное значение S/заданный диапазон В могут быть одинаковы для обоих значений измерения или также выбираться индивидуально, например, в зависимости от вышеназванных ожидаемых вариаций значений измерения в рамках ценного документа. Значение су емкости соединительной линии между двумя узловыми точками K, K выбирают в зависимости от того из этих двух значений I, I измерения, которое имеет большее отклонение от заданного значения S/заданного диапазона В, чем другое из этих двух значений измерения. Значение су емкости выбирают, например, за счет того, что для значения емкости, как функции значения измерения с большим отклонением предполагают ступенчатую функцию, которая имеет в окружающем заданное значение заданном диапазоне ее максимальное значение. Ступенчато уменьшающаяся функция, предпочтительным образом, имеет нерезкое прохождение ступеней, поскольку такое прохождение более терпимо к ошибкам, чем прохождение с резкими ступенями. Эта ступенчатая функция, предпочтительным образом, выполнена так, что она, как функция значения измерения с максимальным отклонением, ступенчато уменьшается на одной или с обеих сторон заданного диапазона В.
Для определения соответствующего значения емкости двух соседних узловых точек сети, если значение измерения с большим отклонением находится внутри заданного диапазона В, в качестве значения емкости используют номинальную емкость C>0. А если значение измерения с большим отклонением находится за пределами заданного диапазона В, то в качестве значения емкости используют емкость с (например, как функцию этого значения измерения), которая ниже номинальной емкости С, причем 0<с<С. Положение заданного значения S/заданного диапазона В выбирают, например, в зависимости от среднего значения измерения нескольких точек измерения ценного документа. Для изобретения подходят все способы измерения, которые дают указание на указывающий на манипуляцию объект составной подделки (разделительную линию, клейкую ленту). Поскольку обе части ценного документа составной подделки, в общем, изготовлены из различных материалов, они обычно также имеют различную толщину, проводимость, емкость и различные оптические и при необходимости магнитные свойства. Тем самым на разделительной линии составных подделок, в общем, возникает скачок соответствующего значения измерения. Если разделительная линия дополнительно усилена клейкой лентой, то, в общем, также и клейкая лента меняет значения измерения в этих точках измерения, например значения измерения толщины или также оптические значения измерения.
Значения измерения могут быть, прежде всего, значениями измерения электромагнитного излучения, например оптическими значениями измерения, которые определяют за счет оптического измерения с пространственным разрешением ценного документа, например за счет измерения с пространственным разрешением пропускания, отражения или люминесценции ценного документа, например в видимом, спектральном УФ- или ИК-диапазоне. Но значения измерения также могут быть определены за счет измерения с пространственным разрешением электромагнитного излучения документа в термическом спектральном ИК- или терагерцевом диапазоне, при отражении или пропускании.
Но значения измерения также могут быть:
- значения измерения ультразвука, которые определяют за счет измерения с пространственным разрешением ультразвукового пропускания или ультразвукового отражения ценного документа, или
- значениями измерения толщины, которые определяют за счет механического измерения толщины или измерения ультразвука с пространственным разрешением пропускания или отражения ценного документа, прежде всего посредством импульсного эхо- или ультразвукового способа, или
- значениями измерения емкости, которые определяют за счет измерения с пространственным разрешением емкости ценного документа, или
- значениями измерения проводимости, которые определяют за счет измерения с пространственным разрешением проводимости ценного документа, или
- магнитными значениями измерения, которые определяют за счет магнитного измерения с пространственным разрешением ценного документа.
Но значения измерения также могут быть комбинированными значениями измерения, в которые входят соответственно по меньшей мере два или более различных значения измерения ценного документа, которые были определены с пространственным разрешением на ценном документе посредством различных способов измерения. Например, комбинированное значение измерения соответствующей точки измерения может комбинироваться по меньшей мере из одного значения измерения электромагнитного излучения и по меньшей мере одного значения измерения ультразвука, которое соотнесено с соответствующей точкой измерения на ценном документе. Для комбинирования друг с другом могут зачитываться сами определенные в соответствующей точке измерения значения измерения или выведенные из значения измерения значения, и на основе этого, как описано выше, назначаться соответствующее значение емкости. В качестве альтернативы, для каждого способа измерения может быть сначала образована «емкостная карта» (сеть), специфическая по способам измерения, которая затем сводится в общую карту за счет того, что для соответствующих друг другу кромок используют либо соответственно меньшую емкость, либо комбинированную емкость.
В одном примере осуществления в качестве значений измерения используют значения измерения ультразвука. Для определения соответствующего значения емкости соответствующих двух соседних узловых точек сети, значения измерения ультразвука двух этих узловых точек сравнивают между собой и выбирают значение емкости в зависимости от меньшего или же большего из этих двух значений измерения ультразвука. В качестве значения измерения ультразвука может использоваться фазовое ультразвуковое смещение, которое возникает при пропускании через ценный документ, или ультразвуковая интенсивность, которая пропускается через ценный документ. Если значение измерения ультразвука является ультразвуковой интенсивностью, то значение емкости выбирают в зависимости от меньшей из этих двух ультразвуковых интенсивностей. Если значение измерения ультразвука является ультразвуковым фазовым смещением, то значение емкости выбирают в зависимости от большего из этих двух ультразвуковых фазовых смещений. Значение емкости выбирают, например, в зависимости от меньшей из этих двух ультразвуковых интенсивностей за счет того, что для значения емкости как функции меньшей из обеих ультразвуковых интенсивностей предполагают ступенчато возрастающую функцию.
Например, для определения соответствующего значения емкости двух соседних узловых точек сети, ультразвуковые интенсивности двух этих узловых точек сравнивают между собой и меньшую из этих двух ультразвуковых интенсивностей сравнивают с пороговым значением I' интенсивности. Если меньшее из этих двух ультразвуковых интенсивностей превышает пороговое значение I' интенсивности, то в качестве значения емкости используют номинальную емкость C>0, а если меньшее из этих двух ультразвуковых интенсивностей не превышает пороговое значение I' интенсивности, то в качестве значения емкости используют меньшую номинальную емкость с, 0<с<С. Пороговое значение интенсивности, с которым сравнивают меньшую из этих двух ультразвуковых интенсивностей, выбирают, предпочтительным образом, в зависимости от средней пропускаемой через ценный документ ультразвуковой интенсивности. Прежде всего, в качестве порогового значения интенсивности можно использовать среднюю пропускаемую через ценный документ ультразвуковую интенсивность. В качестве альтернативы, также может использоваться предварительно определенное пороговое значение интенсивности.
Кроме того, преимущественным образом для точки измерения, которая имеет очень высокую пропускаемую ультразвуковую интенсивность, например ультразвуковую интенсивность, которая превышает предварительно заданное пороговое значение IR трещины, предполагают, что эта точка измерения находится в области трещины ценного документа. При этом для порогового значения трещины действует: IR>>I'. Для соотнесенной с этой точке измерения узловой точки затем заменяют определенную, очень высокую ультразвуковую интенсивность малой ультразвуковой интенсивностью, которая ниже порогового значения I' интенсивности. За счет этого можно с помощью предлагаемого способа также распознать составную подделку, которая имеет клейкую ленту, закрывающую трещину только частично, но при этом трещина продолжается за пределами клейкой ленты.
Если в качестве значения измерения ультразвука используют фазовое ультразвуковое смещение, для этого в соответствующей точке измерения ценного документа, предпочтительным образом, определяют разность фаз относительно эталонной фазы, которую обнаруживают в такие моменты, когда между ультразвуковыми передатчиками и ультразвуковыми приемниками ультразвукового датчика не находится ни одного ценного документа, например, в промежутке между двумя транспортируемыми через зону охвата ультразвукового датчика ценными документами. Обратно интенсивности клейкая лента приводит к большему фазовому смещению, чем на участках ценного документа без клейкой ленты. Соответствующее значение емкости двух соседних узловых точек в этом случае сохраняет большую номинальную емкость С, если большее из двух фазовых смещений обеих узловых точек не превышает пороговое значение фазового смещения, а меньшая номинальная емкость - с, где 0<с<С, если большее из двух фазовых смещений превышает пороговое значение фазового смещения. В качестве альтернативы, также можно использовать для фазового смещения в качестве функции большего из двух фазовых смещений ступенчато уменьшающуюся функцию. В случае точки измерения ценного документа, который имеет очень малое или практически исчезающее фазовое смещение, предполагают, что ценный документ имеет там трещину. Для соотнесенной с этой точкой измерения узловой точки затем заменяют определенное, очень малое ультразвуковое фазовое смещение большим ультразвуковым фазовым смещением. Таким образом, можно с помощью предлагаемого способа также распознать составную подделку, которая имеет клейкую ленту, закрывающую трещину только частично, но при этом трещина продолжается за пределами клейкой ленты.
Изобретение также относится к проверяющему устройству для проверки ценных документов, которое выполнено для проведения предлагаемого способа. Проверяющее устройство включает в себя датчик, который выполнен для определения с пространственным разрешением значений измерения в нескольких различных точках измерения на ценном документе. Например, датчик имеет несколько измерительных дорожек поперек направлению транспортировки ценного документа, вдоль которого проверяемый ценный документ транспортируется мимо датчика. Датчик имеет измерительные устройства в соответствии своему использованному способу измерений (сравн. вышеназванные способы измерения). Кроме того, проверяющее устройство имеет анализирующее устройство, выполненное для того, чтобы классифицировать ценный документ в зависимости от рассчитанного максимально возможного потока через сеть как подозреваемый в подделке или не подозреваемый в подделке.
Определенные значения измерения могут анализироваться в зависимости от типа ценного документа. В зависимости от типа ценного документа можно, например, исключить определенные участки ценного документа при проверке ценного документа, то есть не учитывать, например, участки, на которых ценный документ имеет пленочный элемент. Если определенные значения интенсивности сравнивают с пороговым значением интенсивности, можно выбрать пороговое значение I' интенсивности в зависимости от типа ценного документа, причем для толстых ценных документов используют большее пороговое значение I' интенсивности, чем для тонких ценных документов. Анализирующее устройство может содержать для выполнения проверки, прежде всего процессор, например, микроконтроллер или цифровой сигнальный процессор, и/или FPGA (Field-Programmable Gate Array, англ., - программируемая пользователем вентильная матрица - прим. переводчика), а также запоминающее устройство. В запоминающем устройстве могут быть, прежде всего, сохранены инструкции компьютерной программы, при выполнении которой процессором выполняются технологические операции предлагаемого способа по определению значений измерения. Анализирующее устройство может быть размещено в одном и том же корпусе с датчиком или с пространственным отделением от него.
Еще одним предметом изобретения является устройство для обработки ценных документов, преимущественным образом для сортировки ценных документов, с:
- подающим устройством для обрабатываемых ценных документов,
- выдающим устройством для ценных документов, которое имеет по меньшей мере два участка выдачи для приема обработанных ценных документов,
- транспортирующим устройством для транспортировки отдельных ценных документов от подающего устройства вдоль пути транспортировки к выдающему устройству,
- предлагаемого проверяющего устройства для классификации ценного документа как подозреваемого в подделке или не подозреваемого в подделке, которое расположено так, что путь транспортировки проходит через зону регистрации датчика, и
- управляющего устройства, которое в зависимости от классификации ценного документа, выполненной проверяющим устройством, управляет транспортирующим устройством так, что ценный документ транспортируется на первый из двух участков выдачи или на второй из двух участков выдачи.
Изобретение далее поясняется в качестве примера на основании следующих чертежей. На чертежах показаны:
Фиг. 1 схематическое изображение устройства для обработки банкнот,
Фиг. 2 схематическое изображение ультразвукового датчика устройства для обработки банкнот согласно фиг. 1 с управляющим и анализирующим устройством в виде вдоль направления транспортировки банкнот,
Фиг. 3 схематическое изображение банкноты с клейкой лентой (фиг. 3А), прохождение пропущенной ультразвуковой интенсивности вдоль продольного направления банкноты (фиг. 3Б), сеть узловых точек для банкноты согласно фиг. 3А (фиг. 3В) и наглядное изображение значений емкости пар соседних узловых точек (фиг. 3Г),
Фиг. 4 технологические шаги предлагаемого способа,
Фиг. 5 нерезкая ступенчатая функция для определения значений емкости как функция меньшей из двух интенсивностей пары узловых точек,
Фиг. 6 уменьшающаяся по обеим сторонам заданного диапазона ступенчатая функция для определения значения емкости пар узловых точек.
На фиг. 1 показано устройство 10 для обработки ценных документов для сортировки ценных документов, в примере - устройство для обработки банкнот. Оно имеет подающее устройство 14 для подачи ценных документов, выдающее устройство 16 для приема обработанных, то есть отсортированных, ценных документов, и транспортирующее устройство 18 для транспортировки отдельных ценных документов от подающего устройства 14 к выдающему устройству 16. Подающее устройство 14 в примере включает в себя отделение 20 введения для одной стопы ценных документов и разъединитель 22 для разъединения ценных документов из стопы ценных документов из отделения 20 введения. Выдающее устройство 16 включает в себя в этом примере три участка 24, 25 и 26 выдачи, в которые обработанные ценные документы могут быть отсортированы в зависимости от результата обработки. Каждый участок выдачи включает в себя накапливающее отделение и (не показанное) штабелирующее колесо, посредством которого поданные ценные документы могут укладываться в накапливающее отделение. Транспортирующее устройство 18 имеет по меньшей мере две, в примере три, ветви 28, 29 и 30, на концах которых соответственно расположен один из участков 24, 25, 26 выдачи. На ответвлениях имеются управляемые управляющими сигналами стрелки 32 и 34, посредством которых ценные документы могут подаваться в зависимости от управляющих сигналов ветвям 28-30, а тем самым участкам 24-26 выдачи.
На определенном транспортирующим устройством 18 пути 36 транспортировки между подающим устройством 14 и первой в направлении транспортировки стрелки 32 после разъединителя 22 расположено сенсорное устройство 38, которое во время транспортировки ценных документов мимо него измеряет физические свойства ценных документов и генерирует сенсорные сигналы, отображающие результаты измерения. В этом примере сенсорное устройство 38 имеет три датчика, а именно один оптический датчик 40 отражающего света, который регистрирует изображение ценного документа в отраженном свете, один оптический датчик 42 проходного света, который регистрирует изображение ценного документа в проходном свете, и один датчик 44 пропускания ультразвука, который регистрирует значения измерения ультразвука соответствующим ценным документом при пропускании. Точки измерения, в которых определяют значения измерения ультразвука, двумерно распределены по соответственно проверенному ценному документу.
Ультразвуковой датчик может непрерывно или импульсно подавать ультразвук на ценный документ и регистрировать пропущенный ценным документом ультразвук. Под ультразвуком в рамках настоящего изобретения понимают звук с частотой свыше 20 кГц, предпочтительным образом свыше 40 кГц. Особо предпочтительным образом, частота ультразвука ниже 800 кГц. Если используются ультразвуковые импульсы, то при этом под частотой понимают среднее арифметическое значение частот импульса.
Управляющее и анализирующее устройство 46 соединено посредством сигнальных соединений с сенсорным устройством 38 и транспортирующим устройством 18, прежде всего, стрелками 32 и 34. В комбинации с сенсорным устройством 38 оно в зависимости от сенсорных сигналов сенсорного устройства 38 классифицирует соответствующий проверенный ценный документ в один из заданных классов сортировки и управляет путем подачи управляющих сигналов транспортирующим устройством 18, в данном случае точнее стрелками 32 или же 34 так, что ценный документ в соответствии своему классу сортировки, определенному при классификации, выдается на участок выдачи, соотнесенный с одним из классов. Отнесение в один из заданных классов сортировки выполняются в зависимости по меньшей мере от одного заданного критерия сортировки. Например, при этом ценные документы сортируют по подлинности и при необходимости по типу ценного документа и/или состоянию (пригоден / непригоден).
Управляющее и анализирующее устройство 46 имеет соответствующие интерфейсы для сенсорного устройства 38 и процессор 48 и соединенное с процессором 48 запоминающее устройство 50, в котором сохранена по меньшей мере одна компьютерная программа с программным кодом, при исполнении которого процессор 48 управляет устройством или же анализирует сенсорные сигналы для определения класса сортировки проверенного ценного документа и в соответствии с результатами анализа управляет транспортирующим устройством 18. Например, на основании аналоговых или цифровых сенсорных сигналов датчиков сенсорного устройства 38 при оценке сенсорных сигналов управляющее и анализирующее устройство 46 определяет по меньшей мере одно свойство ценного документа, которое релевантно для проверки банкнот в отношении их подлинности и/или состояния. Преимущественным образом несколько этих свойств используют для проверки, например, оптические свойства и акустические свойства ценного документа. В зависимости от определенных свойств управляющее и анализирующее устройство 46 затем определяет общий результат для проверки соответствующего ценного документа и в зависимости от результата отправляет управляющий сигнал для стрелок 32, 34.
Для обработки ценных документов 12 вложенные в отделение 20 введения ценные документы 12 разделитель 22 разделяет и подает в транспортирующее устройство 18, которое транспортирует разъединенные ценные документы 12 мимо сенсорного устройства 38. Последнее регистрирует свойства ценных документов 12, причем генерируются сенсорные сигналы, которые передают свойства соответствующего ценного документа. Управляющее и анализирующее устройство 46 регистрирует сенсорные сигналы, определяет в зависимости от них класс сортировки соответствующего ценного документа и управляет в зависимости от результата стрелками таким образом, чтобы ценные документы подавались на участок выдачи, соотнесенный с одним из соответствующих классов сортировки, в соответствии с их определенным классом сортировки.
В первом примере осуществления класс сортировки определяют на основе ультразвуковых свойств ценного документа. Для этого служит датчик 44 пропускания ультразвука, который в этом примере имеет следующую конструкцию (сравн. фиг. 2). Датчик 44 имеет несколько ультразвуковых преобразователей 52, которые расположены в одной плоскости параллельно пути 36 транспортировки транспортируемых ценных документов 12. За счет управляющего и анализирующего устройства 46 осуществляется управление ультразвуковыми преобразователями 52 для подачи ультразвуковых импульсов на банкноту и тем самым они служат как ультразвуковые передатчики. Напротив преобразователей или же передатчиков 52 ультразвука на пути 36 транспортировки в таком же количестве расположены преобразователи 54 ультразвука, служащие в качестве приемников ультразвука, соединенные с управляющим и анализирующим устройством 45 посредством не показанных на фигурах интерфейсов и схематически показанных сигнальных соединений. Приемники 54 ультразвука определяют для транспортируемого вдоль пути 36 транспортировки ценного документа 12, на который передатчики 52 ультразвука подают ультразвуковые импульсы, значения измерения ультразвука ценного документа.
При этом с каждым из передатчиков 52 ультразвука соотнесен один из приемников 54 ультразвука таким образом, что между ними возникает ультразвуковой маршрут 56, вдоль которого ультразвуковой импульс, поданный соответствующим передатчиком 52 ультразвука, проходит через проверяемый ценный документ к соотнесенному с ним приемнику 54 ультразвука. Тем самым, с помощью каждой пары передатчиков ультразвука и соотнесенных с ними приемников ультразвука или же с помощью каждого ультразвукового маршрута 56 в комбинации с управляющим и анализирующим устройством 46 может быть определено значение измерения ультразвука ценного документа 12 в точке, в которую подается ультразвук. Для регистрации значений измерения ультразвука управляющее и анализирующее устройство 46 регистрирует с постоянным временным интервалом сенсорные сигналы приемников 54 ультразвука, которые отражают значения измерения ультразвука отдельных принимающих ультразвуковых импульсов как функцию времени и тем самым из-за постоянной скорости транспортировки также и точки.
Преобразователи 52 или же 54 ультразвука выполнены таким образом, что они хорошо подходят для подачи или же приема ультразвуковых импульсов продолжительностью в диапазоне прим. 30 мкс и ультразвуковой частоты, то есть максимальной частоты спектра ультразвукового импульса, в примере ок. 400 кГц. Кроме того, их размеры выбраны таким образом, что пятно на ценном документе, соответственно транспортируемом вдоль пути 36 транспортировки при подаче на него ультразвуковых импульсов, имеет диаметр примерно 2 мм. С каждым пятном в качестве точки измерения соотнесен, например, центр пятна. Соответственно определенное значение измерения ультразвука сохраняется соотнесенным точке измерения, для которой оно было зарегистрировано.
Для подавления нежелательного приема эхо ультразвукового импульса соответствующий ультразвуковой приемник для ультразвукового маршрута может включаться с задержкой относительно момента подачи ультразвукового импульса передатчиком ультразвука для ультразвукового маршрута примерно на значение, немного меньшее, чем время импульса для ультразвукового маршрута и снова отключаться до истечения двойного времени импульса с момента подачи.
В других формах осуществления ультразвуковые маршруты также могут быть наклонены относительно плоскости исследуемой банкноты, чтобы при использовании ультразвуковых импульсов избегать влияния эхо.
Кроме того, ультразвук также может подаваться непрерывно, а не импульсно. В этом случае ультразвуковые маршруты также, предпочтительным образом, наклонены относительно исследуемой банкноты, чтобы предотвратить возникновение стоящих волн.
Схематически изображенная на фиг. 3А банкнота 12 имеет клейкую ленту 80. Клейкая лента 80 может проходить по всей ширине банкноты, но также может закрывать более короткий участок или также быть наклеена на банкноту в другой ориентации, например перпендикулярно или наискось к показанной ориентации.
Исходя из определенных на ценном документе с пространственным разрешением значений измерения ультразвука, управляющее и анализирующее устройство 46, а точнее процессор 48 теперь при выполнении программного кода сохраненной в запоминающем устройстве 50 компьютерной программы выполняет следующий способ проверки ценного документа заданного типа на наличие составной подделки. В следующем примере предполагают, что соответственно определенное значение измерения ультразвука является пропущенной ценным документом интенсивностью ультразвука. Но в качестве альтернативы или в дополнение к интенсивности ультразвука, в качестве значения измерения ультразвука также может использоваться фазовое ультразвуковое смещение.
Для проверки банкноты 12 сначала определяют значения измерения ультразвука (шаг S10, сравн. фиг. 4). В этом примере используют пропущенную через банкноту 12 интенсивность I ультразвука, которую ультразвуковой датчик 44 определяет в точках измерения. Определенные в точках измерения интенсивности ультразвука промежуточно сохраняются в запоминающем устройстве 50 управляющего и анализирующего устройства 46. На фиг. 3Б показана в качестве примера определенная интенсивность I ультразвука как функция позиции х в пяти точках измерения вдоль продольного направления банкноты 12. В точках измерения вне клейкой ленты 80 определяют интенсивность 12 ультразвука. В третьей точке измерения определяют сниженную по сравнению с ней интенсивность II ультразвука, поскольку клейкая лента 80 обеспечивает там повышенное поглощение ультразвука.
Для каждой из узловых точек на банкноте определяют узловую точку К, с которой соотносят определенную в соответствующей точке измерения интенсивность I ультразвука. При этом узловая точка либо получает саму определенную интенсивность ультразвука, либо интенсивность ультразвука за вычетом смещения.
В примере согласно фиг. 3В определяют сеть из 20 узловых точек К, которые равномерно распределены по банкноте 12 (шаг S12). Узловая точка Kj, а также другие узловые точки, которые расположены в позиции х клейкой ленты 80, имеют немного сниженную интенсивность ультразвука, чем остальные узловые точки сети.
Q
Q
S
Q
S
В дополнение к узловым точкам сети, определяют исходную узловую точку K, которая расположена слева от узловых точек левого столбца сети, и стоковую узловую точку, которая расположена справа от узловых точек правого столбца сети. Исходная узловая точка K образует исток для потока через сеть, а стоковая узловая точка K - сток для этого потока. Посредством численного способа рассчитывают максимально возможный поток через сеть от исходной узловой точки K до стоковой узловой точки K (шаг S14).
ij
ij
i
j
i
j
Для этого для каждой пары из двух соседних узловых точек сети определяют соответственно значение емкости, которое является критерием для максимально возможного потока между двумя соседними узловыми точками (шаг S16). Например, для обеих узловых точек Ki и Kj определяют значение c емксти. Для определения соответствующего значения c емкости двух соседних узловых точек сети ультразвуковые интенсивности двух этих узловых точек сравнивают между собой. В качестве интенсивности I, I используют соответственно измеренную интенсивность за вычетом названного выше смещения. Меньшую из этих двух интенсивностей ультразвука (min(I, I)) сравнивают с пороговым значением I' интенсивности. Если меньшая min(Ii, Ij)) из этих двух ультразвуковых интенсивностей превышает пороговое значение I' интенсивности (а тем самым находится в заданном диапазоне В), то в качестве значения емкости используют относительно большую номинальную емкость C>0, а если меньшее из этих двух ультразвуковых интенсивностей не превышает пороговое значение I' интенсивности (а следовательно расположено ниже заданного диапазона В), то в качестве значения емкости используют меньшую номинальную емкость с, 0<с<С. Для точной градации значений емкости для емкости с можно выбрать непрерывное прохождение функции значения измерения. Для определения значений емкости используют, например, ступенчато увеличивающуюся функцию с нерезким ступенчатым прохождением, сравн. фиг. 5.
Q
S
С соединительными линиями, которые отходят от исходной узловой точки K, и соединительными линиями, которые идут к стоковой узловой точке K, в любом случае соотносят большую емкость С (независимо от интенсивности ультразвука соседней узловой точки сети).
i
j
i
j
i
j
ij
i
j
Для показанной на фиг. 3В пары узловых точек K, K узловая точка Kj подает минимальную из двух интенсивностей ультразвука: min(I, I)=I1. Если взять за основу пороговое значение I' интенсивности, которое находится между I1 и I2, то для пары K, K узловых точек получают значение емкости c=с<С. Следовательно, для пар узловых точек, при которых обе узловых точки имеют интенсивность выше порогового значения I' интенсивности (min(I, I)≥I'), следует соответственно большее значение С емкости. Значения емкости, которые следует для банкноты 12 из фиг. 3А, схематически показаны на фиг. 3Г, причем толщина соответствующей соединительной линии между двумя соседними узловыми точками представляет собой соответствующее значение емкости. Те соединительные линии, которые идут к одной из узловых точек третьего столбца / или же уходят от нее, получают таким образом малую емкость с (тонкая соединительная линия), остальные соединительные линии - большую емкость С (более толстая соединительная линия).
Q
S
Затем рассчитывают максимально возможный поток через сеть, то есть максимально возможный поток, который может течь от исходной узловой точки K через сеть узловых точек до стоковой узловой точки K (шаг S18). Это выполняют, предпочтительным образом, посредством численного способа оптимизации. Например, для этого используют алгоритм Хасина, сравн. R. Hassin, Maximum flows in (s, t) planar networks, Information Processing Letters, том 13, Nr. 3, стр. 107, 1981. Но могут использоваться также и другие способы расчета, посредством которых можно достичь максимизации потока. Рассчитанные значения емкости при этом определяют максимально возможный поток, который возможен между соответственно двумя узловыми точками. Фактический поток, который получают между двумя узловыми точками после максимизации потока, не может быть больше емкости соединительной линии между двумя этими узловыми точками. За основу численного способа оптимизации берут следующие условия:
а) что поток через каждую соединительную линию между двумя узловыми точками не выше емкости су между этими двумя узловыми точками
б) что для каждой из узловых точек, за исключением для исходной узловой точки и стоковой узловой точки, действует правило, что втекающий в соответствующий узел поток равен вытекающему из соответствующего узла потоку (сохранение потока), и
в) что поток, который втекает в стоковую узловую точку, такой же величины, как и поток, вытекающий из исходной узловой точки.
Q
S
На фиг. 3Г уже видно, что поток, который возможен от исходной узловой точки K через сеть к стоковой узловой точке K, ограничивают низкие значения емкости узловых точек в области клейкой ленты 80. Эти узловые точки образуют «бутылочное горлышко» для потока через сеть.
Во втором примере осуществления в качестве значения измерения используют пропущенную через ценный документ в соответствующей точке измерения интенсивность света, которая была определена при освещении темного поля. Известным способом посредством измерения пропускания темного поля могут быть найдены разделительные линии, в которых составлены составные подделки, сравн. об этом WO-2011147575-А1. Было установлено, что если обе части ценных документа по разделительной линии находятся на незначительном расстоянии друг от друга, то на этой разделительной линии обычно получают повышенную интенсивность пропускания темного поля. Повышенную интенсивность пропускания при этом определяют независимо от того, закрыта ли сплошная разделительная линия полностью или частично клейкой лентой или нет. При незначительном наложении этих частей ценного документа, напротив, получают сниженную интенсивность пропускания темного поля.
i
j
j
i
j
i
j
ij
Для ожидаемой в нормальном случае от ценного документа интенсивности пропускания согласно второму примеру осуществления предполагают заданное значение S и окружающий его заданный диапазон В, который может действовать локально для соответствующего участка ценного документа или также для всего ценного документа, сравн. фиг. 6. Положение заданного значения S и ширина заданного диапазона В основываются на обычно определенных для соответствующего ценного документа значения интенсивности пропускания. Обе показанные на фиг. 6 интенсивности I, I являются интенсивностями пропускания темного поля двух соседних узловых точек К, K на разделительной линии Т составной подделки (сравн. фиг. 6 справа вверху), по которой части ценного документа находятся на расстоянии друг от друга. На фиг. 6 справа вверху в качестве примера показана сеть из узловых точек (черные точки), которые распределены по составной подделке. Значение Ij измерения было определено в расположенной непосредственно на разделительной линии Т узловой точке Kj, значение Ii измерения - в расположенной рядом справа с разделительной линией Т узловой точке Ki. Следовательно, на разделительной линии Т обеих частей ценного документа определяют явно более высокую интенсивность Ij пропускания (по сравнению с интенсивностью F и по сравнению с заданным диапазоном В). То есть, в примере фиг. 6 значение Ij измерения является тем из двух значений I, I, измерения, которое имеет большее отклонение от заданного значения S. Соответственно, с соединительной линией между парой K, K, узловых точек соотносят значение c емкости, которое следует для Ij из прохождения кривой на фиг. 6. В этом примере узловая точка Kj на разделительной линии ведет к сниженной емкости cj<C, которая ограничивает поток через сеть.
В обратном случае, если обе части ценного документа составной подделки слегка накладываются друг на друга по разделительной линии Т, значение измерения, которое определяют непосредственно на этой разделительной линии, показывало бы меньшую интенсивность пропускания темного поля по сравнению с заданным диапазоном В, то есть располагалось бы слева от заданного диапазона В согласно фиг. 6. Также и в этом случае это значение измерения имело бы большее отклонение от заданного значения S, чем расположенное рядом определенное значение (Ii) измерения. Также в этом случае определенное на разделительной линии значение Ij интенсивности определяет емкость соединительной линии между узловыми точками i и j. Также в этом случае узловая точка Kj на разделительной линии Т ведет к сниженной емкости cj<C, которая ограничивает поток через сеть.
После определения значений емкости всех пар узловых точек определяют максимально возможный поток через сеть при этих значениях емкости в вышеназванных рамочных условиях. Рассчитанный максимально возможный поток затем используют для классификации ценного документа. Если получают большой максимально возможный поток, например поток, достигающий заданного порогового значения потока или превышающий его, то из этого делают вывод, что ценный документ не имеет клейкой ленты или же разделительной линии. Если максимально возможный поток, напротив, ниже заданного порогового значения потока, то соответствующий ценный документ классифицируют как подозреваемый в подделке и отсортировывают.