СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДЛИННОСТИ ДОКУМЕНТОВ И ДЕНЕЖНЫХ ЗНАКОВ
SYSTEM FOR DETERMINING AUTHENTICITY OF DOCUMENTS AND MONEY MARKS

Изобретение относится к области проверки на подлинность денежных купюр и документов, наделенных защитными антистоксовыми метками, обладающими различными характеристиками.
Из уровня техники известна система для распознавания документов (см. RU 2321065, кл. G07D 7/12, публ. 2008 г.).
Известная система предназначена для распознавания документов, снабженных защитной меткой, содержащей вещество, которое возбуждается, когда на него падает свет. При этом данная система включает источник света для возбуждения указанного вещества и узел для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом метки распознаваемого документа, причем указанный узел связан с системой электронной обработки, содержащей микропроцессор.
Указанный узел для обнаружения света выполнен с возможностью анализа интенсивности света разных длин волн путем сравнения их с набором значений, хранимых в памяти микропроцессора, с целью определения, является ли распознаваемый документ подлинным или поддельным.
Поскольку метки, нанесенные на документ или денежные купюры, защищающие их от подделки человеческим глазом, визуально незаметны и, как правило, находятся на неопределенных участках различных документов и денежных купюр, то в компактном (портативном) варианте изготовления данной системы, с отсутствием датчика распознавания, усложнится процесс определения подлинности, так как пользователю будет необходимо интуитивно подбирать участок с защитной меткой, на который должен воздействовать монохроматический источник света, что в свою очередь увеличивает время определения подлинный или поддельный исследуемый объект.
Кроме того, известная система для распознавания документов использует в своей работе монохроматический источник света, преимущественно лазер, который способен нанести вред здоровью человека, а также в некоторых случаях может требовать прохождения обязательной сертификации оборудования, замедляющей и усложняющей серийное производство известных систем распознавания.
Из уровня техники известен детектор для обнаружения присутствия/отсутствия и/или характера защитной метки (см. RU 2435223, кл. G07D 7/12, публ. 2011 г.).
Известный детектор содержит средство для испускания излучения, средство для обнаружения излучения, участок для размещения изделия.
При этом участок для размещения изделия содержит выравнивающее средство, обеспечивающее выравнивание изделия с испускающим средством.
Помимо возможности обнаружения присутствия, отсутствия и характера защитной метки данный детектор технически наделен достаточно широким спектром функционально трансформирующих способностей, повышающих удобство его использования, в частности, реализующихся за счет того, что выравнивающее средство, обеспечивает выравнивание изделия с испускающим средством, первые и вторые части корпуса выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга, корпус оснащен средством, обнаруживающим сближение, и отображающим средством, первая и вторая части корпуса шарнирно соединены и шарнирно перемещаются между первой и второй конфигурациями и др. Данная многофункциональность сопряжена с повышением вероятности скоротечных и частых поломок, поскольку содержит существенное количество взаимодействующих и взаимосвязанных между собой элементов, осуществляющих различные механические движения, что в свою очередь значительно снижает степень надежности изделия при непрерывной эксплуатации.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является просмотровое устройство для проверки подлинности банкнот и ценных бумаг (см. RU 122192, кл. G07D 7/12, публ. 2012 г.).
Известное просмотровое устройство для проверки подлинности банкнот и ценных бумаг выполнено в виде портативной приставки, выполненной с возможностью соединения с ЭВМ, содержащей микроконтроллер для обработки поступающих сигналов.
Наличие в известной конструкции просмотрового устройства цифровой видеокамеры существенно замедляет процедуру распознавания документов, а также приводит к увеличению габаритов устройства, снижающих уровень его компактности.
Предлагаемым изобретением решается техническая проблема (задача) создания надежной эффективной и при этом компактной малогабаритной системы для определения подлинности денежных купюр и документов, простой в использовании и легкой при перемещении, а также обладающей высокими технико-эксплуатационными характеристиками.
Техническим результатом предлагаемого изобретения, который объективно проявляется в ходе его использования, является реализация указанного назначения изобретения, заключающегося в создании надежной эффективной, но при этом компактной (малогабаритной) системы по определению подлинности банкнот и документов, а также повышение чувствительности системы, снижение мощности инфракрасного излучения, повышение безопасности при эксплуатации и снижение времени определения подлинности денежных купюр или документов.
Указанный технический результат, решающий данную техническую проблему (задачу), достигается благодаря тому, что система для определения подлинности банкнот и документов включает портативную приставку, снабженную микроконтроллером, выполненную взаимосвязанной с ЭВМ, при этом ЭВМ выполнена в виде портативного электронного устройства, содержащего дисплей и микропроцессор, выполненный с возможностью оценки интенсивности излучения антистоксовых меток банкнот разного достоинства, а также различных исследуемых документов и отправки соответствующего электрического информационного сигнала, содержащего сведения об интенсивности излучения антистоксовых меток в упомянутый микроконтроллер, снабженный подключенными к нему инфракрасным светодиодом и фотоприемником, выполненным с возможностью приема оптических сигналов в инфракрасном диапазоне и анализа принятых упомянутых оптических сигналов после отключения указанного инфракрасного светодиода в период завершающегося послесвечения люминофора, длительность которого составляет от ста до десяти тысяч микросекунд, при этом частота излучения световых сигналов инфракрасного светодиода, получения отклика от них и отправки их в микроконтроллер установлена не кратной 10 Гц, обеспечивая выделение полезного сигнала на фоне шумовых помех с его последующей оцифровкой и разглашением.
Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.
На текущий момент времени антистоксовая метка является достоверным признаком подлинности документа, поскольку из-за ее чрезвычайно высокой сложности подделать ее практически невозможно. Предлагаемая система для определения подлинности детектирует антистоксовую метку на банкнотах и документах.
Аппаратная часть портативной приставки оснащается уникальным датчиком антистоксовых красок, а именно инфракрасным светодиодом пониженной мощности, который не наносит вреда здоровью человека.
В существующих лазерных детекторах, определяющих наличие или отсутствие антистоксовой метки, необходимо наблюдать зеленое свечение антистоксовой метки, а это возможно лишь при создании затемненного участка в приборе, так как зеленый отклик очень тусклый и трудноразличимый, а в предлагаемой системе определения подлинности микроконтроллером для обработки и управления поступающих электрических информационных сигналов автоматически определяется отклик антистоксовой метки с помощью фотоприемника. Таким образом, антистоксовая метка детектируется с большей надежностью, затемнение не требуется.
Антистоксовая метка подразумевает под собой то, что испускаемое излучение переходит в видимое, как правило зеленое, как его собственно и фиксируют, однако сущность предлагаемой системы в том, что присутствует некоторое "паразитное" явление, а именно, если отключить инфракрасное излучение, антистоксовая метка еще некоторое время продолжает светиться в инфракрасном диапазоне (люминесцировать). Предлагаемая система определения подлинности обрабатывает это "паразитное" явление в его завершающейся стадии. При этом не нужно зеленое свечение. Благодаря данному приему чувствительность системы существенно выше приборов, использующих небезопасное лазерное излучение, и в которых существует необходимость самостоятельного контроля присутствия или отсутствия зеленого отклика. Данное обстоятельство позволило снизить мощность инфракрасного излучения до того значения, при котором стало возможным заменить лазер на светодиод.
В предлагаемом изобретении частота сканирования инфракрасных оптических сигналов, получения отклика от них и отправки в микроконтроллер для обработки поступающих электрических информационных сигналов установлена не кратной 10 Гц. Предложенный вариант исполнения поясняется следующим образом. Портативная приставка в предлагаемой системе осуществляет больше 10-ти измерений за сеанс, где каждое измерение это импульс инфракрасного светодиода и оцифровка завершающегося послесвечения люминофора с последующим их усреднением. Преимущественно шум сосредоточен в определенном спектре (для стран с частотой 50 Гц шум сосредоточен на частоте 100 Гц), поэтому если оцифровывать полезный сигнал на частотах, не кратных 10 Гц, полезный сигнал суммируется - синфазно, а помеха - хаотично. Таким образом, полезный сигнал выделяется на фоне шумовых помех, потому что "хвост" люминофора в каждом измерении был одинаковый, а помеха сложилась с разными фазами, отчего и ослабла.
В результате того, что микропроцессор портативного электронного устройства, содержащего дисплей, выполнен с возможностью оценки интенсивности излучения антистоксовских меток банкнот разного достоинства, а также различных исследуемых документов и отправки соответствующего электрического информационного сигнала, содержащего сведения об интенсивности излучения антистоксовых меток, в упомянутый микроконтроллер, повышается простота в использовании и происходит уменьшение времени проведения операции распознавания подлинности объекта, поскольку пользователь видит на дисплее подсказку в графическом виде о нахождении метки на документе или денежной купюре и просто подносит портативную приставку к той части документа или банкноты, на которое указывает и отображает на дисплее приложение портативного электронного устройства, которое в дальнейшем принимает и отображает принятые данные на дисплее о том обнаружена метка или нет, а также принимает и отображает на дисплее оценку интенсивности излучения метки, упрощает и наглядно демонстрирует работу приложения портативного электронного устройства.
За счет того, что система состоит из портативной приставки, имеющей микроконтроллер и ЭВМ, выполненной в виде портативного электронного устройства, содержащего дисплей и микропроцессор, обеспечивается создание компактной малогабаритной системы, эффективно определяющей подлинность банкнот и документов.
Таким образом, указанные выше признаки, технические приемы и особенности, предлагаемой системы для определения подлинности банкнот и документов, необходимы и достаточны для достижения объективно проявляющегося технического результата, заключающегося в реализации назначения изобретения, в повышении чувствительности системы, в снижении мощности инфракрасного излучения, в повышении безопасности при эксплуатации и в снижении времени определения подлинности денежных купюр или документов, что в свою очередь решает техническую проблему (задачу) надежной эффективной и при этом компактной, простой в использовании и легкой при перемещении системы для определения подлинности денежных купюр и документов, обладающей высокими технико-эксплуатационными характеристиками.
Предлагаемое изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но при этом наглядным образом демонстрирует достижение существенными признаками указанного технического результата, решающего указанную техническую проблему (задачу).
На фиг. 1 представлен внешний вид реализации предлагаемого изобретения.
На фиг. 2 представлена структурная блок-схема предлагаемого изобретения.
На фиг. 3 представлен пример интерфейса приложения, демонстрирующийся на дисплее смартфона.
На фиг. 4 представлены эпюры сигналов излучателя и фотоприемника при наличии/отсутствии антистоксовского люминофора.
На фиг. 1 и 2 цифровыми позициями обозначены следующие элементы и средства:
1 - система по определению подлинности банкнот и документов.
2 - портативная приставка;
3 - смартфон;
4 - USB соединение;
5 - микроконтроллер для обработки электрических информационных сигналов;
6 - инфракрасный светодиод пониженной мощности;
7 - фотоприемник;
8 - исследуемый документ или денежная купюра.
На фиг. 3 цифровыми позициями обозначены следующие изображения, предназначенные для информирования пользователя:
9 - раскрывающийся список типов исследуемых объектов;
10 - расширяющийся список объектов выбранных с помощью изображения (9) на дисплее смартфона;
11 - меню приложения;
12 - изображение, показывающее подлинный исследуемый объект или нет;
13 - шкала, иллюстрирующая интенсивность излучения антистоксовой метки;
14 - сокращенное наименование исследуемого объекта;
15 - изображение, показывающее пользователю местоположение антистоксовой метки.
На фиг. 4 буквенными позициями обозначены следующие электрические информационные сигналы, поступающие в микроконтроллер для обработки и управления поступающих электрических информационных сигналов поз. 5:
А - форма сигнала инфракрасного светодиода (излучателя) 6;
Б - форма сигнала на выходе фотоприемника 7 в отсутствие антистоксовой метки (по форме этот сигнал повторяет сигнал передатчика);
В - форма сигнала на выходе фотоприемника при наличии антистоксовой метки (задний фронт сигнала запаздывает благодаря послесвечению люминофора).
Предлагаемая система для определения подлинности банкнот и документов поз. 1 содержит портативную приставку поз. 2, имеющую микроконтроллер для обработки поступающих информационных электрических сигналов поз. 5 (далее микроконтроллер 5).
Портативная приставка поз. 2 взаимосвязана посредством USB-соединения поз. 4 с ЭВМ, выполненной в виде смартфона поз. 3, имеющего дисплей и микропроцессор.
Микропроцессор смартфона поз. 3 выполнен с возможностью оценки силы излучения антистоксовых меток, а также к их местоположению на исследуемых объектах, т.е. в приложение смартфона заранее загружены необходимые сведения об антистоксовых метках всевозможных вариантов документов, а также большинства существующих мировых банкнот.
Кроме того, процессор смартфона поз.3 выполнен с возможностью отправки электрического информационного сигнала, содержащего сведения об упомянутой интенсивности излучения в микроконтроллер поз. 5.
Микроконтроллер поз. 5 содержит узлы первичной и вторичной обработки сигналов (на фиг. не указаны), а также снабжен подключенными к нему инфракрасным светодиодом поз. 6 и фотоприемником поз. 7, содержащим фотодиод (на фиг. не указан).
Фотоприемник поз. 7 выполнен с возможностью непрерывного приема оптических сигналов в инфракрасном диапазоне и анализа массива поступивших оптических сигналов после отключения инфракрасного светодиода в период завершающегося послесвечения люминофора, длящийся несколько сотен микросекунд.
Частота сканирования инфракрасных оптических сигналов, получения отклика от них и отправки в микроконтроллер поз. 5 установлена не кратной 10 Гц, обеспечивая выделение полезного сигнала на фоне шумовых помех с его последующей оцифровкой и разглашением (см. фиг. 1 и фиг. 2).
В раскрывающийся список типов исследуемых объектов поз. 9 входит:
- RUB (российский рубль);
- прочие документы.
В расширяющийся список объектов поз. 10 выбранных с помощью изображения поз. 9 на дисплее смартфона, входит:
- для российских рублей (купюры различного достоинства - 10 руб., 50 руб., 100 руб., 500 руб., 1000 руб. и 5000 руб.);
- для прочих документов (паспорт РФ, загранпаспорт, ПТС, ценные бумаги, акцизные марки (алкоголь, табак) и прочее).
Меню приложения поз. 11, содержит следующие пункты информационного содержания:
- как правильно проверять подлинность документов?;
- с помощью чего проверять подлинность документов?;
- информация об используемой системе (вызывается страничка со справочной информацией об используемой системе (инструкция по эксплуатации, меры предосторожности и другая полезная информация);
На изображении поз. 12, показывающем подлинный исследуемый объект или нет, зеленая галочка означает, что документ подлинный, а красный крестик означает, что антистоксовая метка отсутствует, т.е. документ фальшивый.
Шкала поз. 13, иллюстрирует интенсивность излучения антистоксовой метки, упрощая тем самым пользование системой, делая ее работу наглядной и ясной.
Поз. 14 используется для сокращенного наименования выбранного исследуемого объекта;
Изображение поз. 15 показывает пользователю местоположение антистоксовой метки на исследуемом документе или денежной купюре, упрощая и ускоряя тем самым процесс определения подлинности (см. фиг. 3).
Работает предлагаемая система для определения подлинности банкнот и документов, следующим образом.
В смартфон поз. 3 с операционной системой "Android" устанавливается специально разработанное приложение для функционирования портативной приставки поз.2.
Далее необходимо подключить портативную приставку поз. 2 к смартфону 3 для чего используется штатный USB-разъем. Таким образом, смартфон поз. 3 и портативная приставка поз. 2 образуют единую конструктивную систему.
Непосредственно после подключения портативной приставки поз.2 приложение на смартфоне поз.3 загружается автоматически и система по определению подлинности объектов готова к работе.
Затем пользователь в приложении смартфона поз. 3 при помощи раскрывающегося списка типов исследуемых объектов поз. 9, а также при помощи расширяющегося списка объектов поз. 10 выбирает объект для проверки, к примеру российский рубль (RUB) достоинством 10 рублей. Таким образом, пользователь, выбрав необходимый объект для проверки, видит на дисплее смартфона поз. 3 подсказку в виде изображения поз. 15, показывающего пользователю местоположение антистоксовой метки на купюре, а приложение, загруженное в смартфон поз. 3, отправляет информацию об интенсивности излучения антистоксовой метки в портативную приставку поз. 2, поскольку различные типы документов, а также банкноты стран мира различного достоинства имеют различные характеристики антистоксовой метки, в частности интенсивность излучения, то соответственно приложение должно быть к этому адаптировано.
Для определения подлинности необходимо подвести портативную приставку поз. 2 к той части банкноты, на которую указывает приложение смартфона поз. 3. Инфракрасный светодиод поз. 6 пониженной мощности облучает антистоксовую метку, а фотодиод фотоприемника поз. 7 совместно с узлом первичной обработки сигнала, реализованном в микроконтроллере поз. 5, принимает отклик от антистоксовой метки. Узел вторичной обработки сигналов, также реализованный в микроконтроллере поз. 5, извлекает информацию о наличии антистоксовой метки и ее характеристиках, в частности интенсивности, на фоне помех и шумов.
Полученная и обработанная информация отправляется посредством USB-соединения в смартфон поз. 3. Приложение в смартфоне поз. 3 отображает принятые данные в виде числового значения, шкалы переменной длины и пиктограммы, означающей "да, метка обнаружена" или "нет, метки нет" (см. поз. 12 и 13 на фиг. 3).
При этом на стадиях получения и обработки информационных и электрических сигналов микроконтроллером поз. 5 осуществляется следующее.
Микроконтроллер поз. 5 выполнен с возможностью самостоятельного включения инфракрасного светодиода поз. 6 через некоторые короткие промежутки времени. И сразу, как только микроконтроллер поз. 5 выключает инфракрасный светодиод поз. 6, происходит измерение значения принятого фотоприемником поз. 7 сигнала.
Таким образом, сохранив несколько десятков значений в памяти в виде массива, обеспечивается их анализ путем вычисления интеграла, т.е. по окончании импульса микроконтроллер поз. 5 осуществляет оцифровку данных от фотоприемника поз. 7 (см. фиг. 3 и 4). Если люминофоры нет, сигнал будет как линия Б, если есть люминофор, то сигнал будет как линия В, соответственно подсчитав интеграл функции, получится интенсивность излучения антистоксовой метки.
Таким образом, устанавливается факт наличия антистоксовой метки и интенсивности ее излучения, при этом определяется количество энергии, запасенной антистоксовским люминофором и отданной им же впоследствии, и чем выше концентрация люминофора, тем больше запас энергии. Важно отметить, что иные вещества, например краски, не способны накапливать энергию, поэтому наличие или отсутствие антистоксовой метки четко определяется.
Значимой особенностью предлагаемой системы является то, что фотоприемник поз. 7 выполнен с возможностью непрерывного приема оптических сигналов в инфракрасном диапазоне и анализа массива поступивших оптических сигналов после отключения инфракрасного светодиода поз. 6 в период завершающегося послесвечения люминофора, длительность которого составляет от ста до десяти тысяч микросекунд. Указанный период завершающегося послесвечения люминофора обусловлен физическими свойствами люминофора, содержащегося в защитной метке, и поясняется тем, что инфракрасное излучение переводит молекулы люминофора в возбужденное состояние, а когда излучение перестает действовать, атомы возвращаются в нормальное состояние, расходуя энергию на излучение света в инфракрасном диапазоне, занимая время от 100 до 10000 мкс.
Таким образом, чувствительность системы повышается, что позволило снизить мощность инфракрасного светодиода поз. 6.
Существенным техническим приемом является то, что частота сканирования инфракрасных оптических сигналов, получения отклика от них и отправки в микроконтроллер обработки и управления поступающими электрическими и информационными сигналами поз. 5 установлена не кратной 10 Гц, при таком режиме система осуществляет по меньшей мере 16 измерений (где каждое измерение - это импульс инфракрасного светодиода поз. 6 и оцифровка завершающегося послесвечения люминофора), далее происходит усреднение этих значений. Преимущественно шум сосредоточен в определенном спектре (для стран с частотой 50 Гц шум сосредоточен на частоте 100 Гц), поэтому если оцифровывать полезный сигнал на частотах, не кратных 10 Гц, полезный сигнал суммируется - синфазно, а помеха - хаотично. Таким образом, полезный сигнал выделяется на фоне шумовых помех, поскольку завершающееся послесвечение люминофора по меньшей мере в 16 случаях было одинаковое, а шумовая помеха сложилась с разными фазами - поэтому ослабла.
Предлагаемая система определения подлинности банкнот и документов представляет собой удобное для переноски и простое в использовании малогабаритное устройство, обладающее высокими технико-эксплуатационными характеристиками.
Все прочие функции смартфона поз. 3 сохраняются.
Изобретение позволяет использовать вычислительную мощность современного смартфона или планшета для обработки полученных информационных сигналов, с отображением информации на дисплее с выводом справочных данных.
Изобретение не требует разработки и проектирования сложного технологического оборудования для серийного производства, а подходит для изготовления на линиях по производству электронных изделий общего назначения.
Изобретение найдет широкое применение в области определения подлинности денежных купюр, а также иных документов, подлинность которых должна подтверждать антистоксовая метка.