ПРОВЕРКА ЦЕЛОСТНОСТИ ЦЕННОГО ДОКУМЕНТА
CHECKING INTEGRITY OF A VALUABLE DOCUMENT

Настоящее изобретение относится к способу и соответствующему устройству для проверки целостности (полноты) и подлинности ценных документов. Подделки ценных документов могут быть составлены из нескольких частичных документов, для которых, например, были скомбинированы участки подлинных ценных документов с участками копий. Согласно изобретению можно надежным образом идентифицировать подобные подделки и проверить ценные документы на предмет их целостности или же подлинности.
Из DE 197 14 519 A1 известно сканирование подлежащного проверке документа по всей площади или вдоль заданной измеряемой полосы при помощи подходящего для определения маркирующего вещества датчика. При этом определяется распределение маркерного сигнала и сравнивается с заданной шаблоном с напечатанной маркирующим веществом маркировкой, ожидаемой характеристикой сигнала. Прежде всего, при этом проверяются общее наличие маркирующего вещества, скачки в его распределении, а также отклоняющиеся от ожидаемого контрольного распределения области.
DE 10346636 A1 описывает датчиковую проверку подлинности ценных документов с люминесцентным маркером, которая выполняется целостно вдоль полосы поперек ценного документа. В то время как добавление люминесцентного сигнала вдоль измеряемой полосы хорошо подходит для обнаружения небольших, зашумленных спектральных сигналов, оно непосредственно мешает детальной и, таким образом, точной оценке целостности.
WO 2011/037750 A2 описывает распознавание подлинности банкнот по обнаружению равнораспределенного ИК-люминесцирующего вещества вдоль измеряемых полос и сравнение измеренной модуляции люминесцентной интенсивности путем нанесения печати или нанесенных голограмм, полос и т. д. с ожидаемыми заданными профилями. При этом области с высокой статистической флуктуацией, такой как, например, защитная нить или голографические полосы, исключаются из оценки, и решение о подлинности принимается, если, например, > 51 % измеренного профиля соответствует
одному из четырех зависящих от положения контрольных шаблонов подлинности.
Тем самым, хотя и при идеальных условиях, также возможно высказывание о целостности ценного документа вдоль измеренной полосы. Однако, при измерении на высокоскоростных машинах для обработки банкнот в реальных условиях с различиями в положении полос или же косым расположением банкнот в машине, а также при наличии состарившихся или имеющих пятна банкнот, многие подлинные банкноты при этом способе классифицируются как поддельные. Наоборот, при описанных, вынужденно слабых критериях подлинности для предотвращения многочисленных неправильно классифицированных как поддельные банкнот, например, только > 51 % соответствия вдоль полосы, большое количество лоскутных подделок распознаются как подлинные, так что этот способ не решает проблему в достаточной мере.
US 6393140 B1 описывает другой способ проверки банкнот, в котором сигнал, такой как, например, цвет или магнетизм, измеряется в нескольких заданных местах банкноты и определяются соответственно относительные отклонения измеренных значений от контрольной величины и затем нормируются. Таким образом, этот способ хотя и делает возможной локальную оценку подлинности, но не надежную проверку целостности ценного документа.
Прежде всего, при измерениях на высокоскоростных машинах для обработки банкнот со скоростями обработки до 12 м/с, помимо медленной проверки водительских удостоверений, возникают, однако, дополнительные сложности, которые должны решаться при помощи специальных способов и алгоритмов. Только тогда удается, в том числе, и при таких осложненных условиях сделать возможной надежно функционирующую проверку целостности ценного документа. Например, на машине для обработки банкнот не всегда гарантируется, что на момент оценки также известно деление по достоинству или же положение ценного документа и, таким образом, подлежащее сравнению контрольное распределение.
Кроме того, достижимое пространственное разрешение сигнала признака по сравнению со стандартными разрешениями оптических датчиков изображения в видимой области может быть критично сокращено: Пространственное разрешение может быть ограничено как примененной детекторной технологией,
так и внутренними временными свойствами вещества-признака (проявляющего признак вещества – прим. переводчика), такими как время нарастания люминесцирующего вещества. Прежде всего, в случае соотнесенных к полосе датчиков размер пикселей может находиться исключительно в диапазоне нескольких мм или даже нескольких см. Чтобы в подобных ситуациях на основании измерения признака можно было максимально надежно сделать вывод о целостности ценного документа, информация каждого отдельного измеренного пикселя должна быть адекватно оценена и привлечена для проверки целостности.
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы сделать возможным достоверное измерение целостности или же проверку целостности современных ценных документов для распознавания так называемых лоскутных подделок в условиях высокоскоростных машин для обработки банкнот (то есть измерение относительных скоростей, например 1-13 м/с, предпочтительным образом 6-12 м/с, между банкнотой и датчиком). В результате комбинирования самых различных защитных признаков на ценном документе и их взаимодействия с проводимым посредством датчика измерением машиночитаемого признака, в том числе и при равномерно распределенном машиночитаемом веществе-признаке, зачастую встречается сложный образец модуляции измеренной интенсивности сигнала признака. Это существенно усложняет непосредственную оценку целостности документа. При этом, прежде всего, исходят из часто встречающегося в реальности случая, что в момент измерения или же оценки целостности не имеется информации о делении по достоинству или положении банкнот.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является предложить способ или же устройство, которое осуществляет надежную оценку целостности документа.
Эта задача решена за счет способа или же устройства для проверки целостности ценных документов с признаками независимых пунктов формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения указаны преимущественные формы осуществления и усовершенствованные варианты изобретения.
Согласно этому предлагается способ проверки целостности и/или подлинности ценных документов. Согласно изобретению по меньшей мере один
ценный документ имеет по меньшей мере одно машиночитаемое вещество-признак по меньшей мере в двух различных местах. На одном шаге ценный документ, по меньшей мере, локально возбуждается. Это может, например, осуществляться при помощи электромагнитного излучения, например света, с длиной волн в видимой спектральной области. Кроме того или альтернативным образом, может осуществляться магнитное воздействие на ценный документ.
Кроме того, согласно изобретению интенсивность признака относительно машиночитаемого вещества-признака регистрируется в нескольких различных точках. Для этого может использоваться оптическое и/или магнетическое устройство сбора и предварительной обработки информации. Соответственно, устройство сбора и предварительной обработки информации формирует значение признака для каждого места измерения. На основании значения признака определяется интенсивность признака в зависимости от мест измерения ценного документа. Ограниченный пространственно элемент поверхности пространственно-соотнесенной интенсивности признака и/или пространственно-соотнесенного коэффициента диффузного отражения затем может быть представлен в форме пикселей. При этом используется одно значение признака или несколько, прежде всего взаимосвязанных, значений признака. Кроме того, частичный аспект значения признака, например определенная длина волны при обнаружении спектральной области, может быть использован для генерации или же регистрации интенсивности признака.
На другом шаге классифицируются пространственно-соотнесенные интенсивности признака на основании порогового значения. На основании порогового значения для каждой пространственно-соотнесенной интенсивности признака может быть выполнена пространственно-соотнесенная классификация интенсивности признака, например, на локально подлинный или локально неподлинный. Кроме того, определяются пространственно-соотнесенные границы ожидаемого пространственного распределения машиночитаемого вещества-признака. Эти границы, предпочтительным образом, передают протяженность по длине и/или протяженность по ширине, особо предпочтительным образом - площадь поверхности ценного документа. Кроме того, на основании границ могут быть установлены ошибки в структуре, например подделки ценного документа участками, прежде всего недостижение минимальной длины.
На другом шаге оценивается пространственно-соотнесенное распределение классифицированных интенсивностей признака в отношении относительного положения классифицированных ниже порогового значения пикселей относительно определенных границ ожидаемого пространственного распределения машиночитаемого вещества-признака. При этом оцениваются по меньшей мере две классифицированные интенсивности признака друг относительно друга и/или относительно определенных пространственно-соотнесенных границ.
Интенсивности признака в отдельных местах измерения с интенсивностью выше порогового значения, предпочтительным образом, классифицируются как локально подлинные или с интенсивностью ниже порогового значения как локально неподлинные. Эти места измерения впоследствии также обозначаются как классифицированные пиксели.
Для оценки пространственно-соотнесенного распределения классифицированных интенсивностей признака может быть определено значение, например, из количества и пространственного распределения интенсивностей признака ниже порогового значения и/или выше порогового значения. В качестве альтернативы, при определенных условиях, к локальному пороговому значению в качестве сравнительной величины может быть привлечена контрольная интенсивность признака.
Под ценными документами при этом понимают предметы в виде листа с передней и задней стороной, которые, например, представляют собой монетарную величину или право и поэтому не должны иметь возможность произвольного изготовления неуполномоченными лицами. Поэтому они имеют трудноизготавливаемые, прежде всего труднокопируемые признаки, наличие которых является признаком подлинности, то есть изготовления уполномоченным на это органом. Важные примеры таких ценных документов - это купоны, ваучеры, чеки и, прежде всего, банкноты.
За счет применения предлагаемого способа в обоих альтернативных вариантах измерения машиночитаемого признака с или же без измерения коэффициентов диффузного отражения удается произвести надежную оценку целостности или же подлинности ценного документа. В одной из форм осуществления по меньшей мере одному месту или же пикселю соответствует специфическое пространственно-зависимое пороговое значение.
Предпочтительным образом, большому количеству мест или же пикселей или их группе соответствует пространственно-зависимое пороговое значение. На основании пространственно-зависимых пороговых значений возможна детальная пространственно-зависимая классификация пространственно-соотнесенных интенсивностей признака. Прежде всего, посредством пространственно-зависимых пороговых значений могут быть представлены и проверены особые пространственно-зависимые свойства.
Согласно одной из форм осуществления изобретения на основании интенсивности признака устанавливается локальная подлинность документа. Предпочтительным образом, для оценки локальной подлинности документа используют несколько значений признака, например, люминесцентного излучения. К ним относятся временные характеристики интенсивности признака, такие как, например, характеристика нарастания, характеристика затухания, спектральное распределение интенсивностей признака и/или пространственные сведения, такие как, например, информация о полосе или позиции в ходе перемещения. Прежде всего, может производиться уравновешивание вычисленных значений признака с ожидаемыми значениями признаков подлинного ценного документа и учитываться при определении интенсивности признака. В качестве примера, несмотря на имеющуюся высокую интенсивность люминесценции, интенсивность признака, например, может быть определена как равная нулю, если спектральное распределение люминесцентного излучения не соответствует ожидаемому спектру.
При помощи настоящего изобретения, в соответствии с этим, исходя из локального значения признака, может быть определена локальная подлинность ценного документа. Кроме того, возможна оценка всего ценного документа на предмет целостности и/или подлинности.
В одной из форм осуществления изобретения в нескольких различных точках ценного документа с пространственным разрешением регистрируются коэффициенты диффузного отражения. Места измерения коэффициентов диффузного отражения, предпочтительным образом, соответствуют по существу местам измерения интенсивностей признака. Площадь места измерения коэффициента диффузного отражения может быть больше или меньше площади места измерения соответствующей интенсивности признака. Преимущественным образом, места измерения имеют одинаковую площадь. Место измерения
коэффициента диффузного отражения также может быть смещено, предпочтительным образом выполнено с наложением на место измерения интенсивности признака. Регистрация с пространственным разрешением коэффициентов диффузного отражения, предпочтительным образом, выполняется одновременно с регистрацией с пространственным разрешением коэффициентов интенсивности признака.
Зарегистрированные пространственно-соотнесенные коэффициенты диффузного отражения могут согласно одной из форм осуществления являться параметрами кривой пространственно-зависимых или же пространственно-соотнесенных пороговых значений.
Согласно изобретению в одной из форм осуществления определяется целостность полосы. При этом, соответственно, значения признака, то есть пространственно-соотнесенные интенсивности признака и, при определенных условиях, пространственно-соотнесенные коэффициенты диффузного отражения, могут регистрироваться вдоль измеряемой полосы на ценном документе и учитываться для определения целостности полосы.
Например, за счет использования изобретения как однополосного датчика оцениваются характеристики этой измеряемой полосы. По существу, однако, в этом случае, может быть проверена и оценена только одномерная целостность полосы. Для этого сначала отдельные интенсивности признака и, при определенных условиях, коэффициенты диффузного отражения пикселей индивидуально сравнивают с минимальным значением и классифицируют на подлинные или же неподлинные, или, соответственно, например, как ниже порогового значения, выше порогового значения или средние по значению. Длина ценного документа может быть определена на основании отстояния обеих крайних точек измерения с одной интенсивностью сигнала над минимальным пороговым значением.
Затем измеренная длина ценного документа может быть определена, предпочтительным образом, в направлении перемещения за счет определения краев на основании кривой интенсивности признака. В кривой интенсивности признака с пространственным разрешением зарегистрированы интенсивности признака. То есть, кривая интенсивности признака содержит контрольные точки, которые следуют из интенсивности признака и относящегося к ней места. В самом простом случае определяются экстремальные положения мест, в которых
достигается среднее пороговое значение (верхнее пороговое значение - нижнее пороговое значение)/2 интенсивностей признака. Предпочтительным образом, вместо верхнего порогового значения и нижнего порогового значения используются значения квантилей, например, 75 % (= почти белый) и, например, 5 %-квантиль (= почти черный) в соответствии с максимальной интенсивностью признака. Из разницы обеих пространственно-соотнесенных интенсивностей признака следует измеренная длина ценного документа, причем, как правило, учитывается, прежде всего прибавляется, величина пикселя или же расстояние до места измерения.
В одной из форм осуществления может быть повышена точность определения длин, для чего кривая интенсивности признака интерполируется между измеренными точками, предпочтительным образом линейно (альтернативным образом, сплайн), и, таким образом, с точностью до субпикселя определяется длина.
Вычисленная или же определенная длина затем сравнивается с известной или же заданной минимальной длиной, которая, например, соответствует настоящей длине самого короткого варианта серии банкнот по достоинству.
Если минимальная длина не достигнута, в любом случае, следует исходить из частичной подделки. Целостность может быть количественно легко определена при помощи отношения количества пикселей с интенсивностью признака ниже порогового значения или же подлинного пикселя к измеренной длине соответствующего количества пикселей (при принятой постоянной скорости перемещения или же постоянном пространственном разрешении).
Предпочтительным образом, при помощи оптического барьера (например, машина для обработки банкнот) измерение датчиком признака приводится в действие таким образом, что места измерения различных ценных документов всегда могут быть соотнесены с различными массивами данных. Оценка целостности на основании определения длины, как правило, таким образом, точно касается ценного документа.
По существу, однако, в рамках отдельного (подлинного) ценного документа также могут встречаться области с существенно сокращенной интенсивностью признака, вплоть до полностью исчезающей интенсивности признака, если непрозрачные для возбуждающего излучения и/или исходящего от ценного документа излучения функциональные элементы, такие как, например,
металлизированные голограммы, защитные полосы и т. п. перекрывают машиночитаемое вещество-признак. Максимально возможная - в зависимости от деления по достоинству - ширина непрозрачных покрытий, а также их положение относительно переднего и/или заднего в направлении перемещения края учитываются для оценки целостности документа.
В одной из форм осуществления для подсчета или же определения целостности полосы датчик имеет несколько измеряемых полос, например 2, 4, 6, 8, 10, 20 или более измеряемых полос, так что регистрируется двухмерное распределение интенсивностей признака. Для оценки целостности сначала также осуществляется классификация порогового значения отдельных пространственно-соотнесенных интенсивностей признака. В заключение, рассчитывается выпуклая оболочка вокруг вычисленных пространственно-соотнесенных интенсивностей признака выше порогового значения. Затем известные или же заданные пространственно-соотнесенные интенсивности признака выше порогового значения, например, при помощи фоновой системы, сравнивают с заключенными в выпуклую оболочку зарегистрированными пространственно-соотнесенными интенсивностями признака выше порогового значения, например по количеству. Если, например, количество зарегистрированных интенсивностей признака выше порогового значения меньше известного количества интенсивностей признака выше порогового значения, то, например, можно исходить из наличия нежелательной дырки в ценном документе. Этот способ, таким образом, позволяет распознавать дырки или непрозрачные пятна внутри ценного документа, которые являются нежелательными и, таким образом, указывают на подделку.
Вместо выпуклой оболочки для пространственно-соотнесенных интенсивностей признака выше порогового значения может осуществляться оценка по пространственно-соотнесенным интенсивностям признака ниже порогового значения. Кроме того, возможна оценка в отношении, при необходимости, полученных и известных или же заданных коэффициентов диффузного отражения.
В одном из выполнений для каждой строчки рассчитывается отдельная выпуклая оболочка, то есть, в данном случае, интервал между передним и задним концом строки. Для каждого интервала пространственно-соотнесенные
интенсивности признака ниже порогового значения маркируются как неподлинные или соответственно.
В одной из форм осуществления по положениям всех пикселей выше порогового значения рассчитывается двухмерная выпуклая оболочка, например, при помощи алгоритма Грэхема. Все пиксели ниже порогового значения с положениями внутри выпуклой оболочки, например, маркируются как неподлинные или соответственно.
В одной из форм осуществления можно сослаться на пространственно-соотнесенные интенсивности признака ниже порогового значения внутри выпуклой оболочки, если, например, их места измерения находятся внутри встречающихся шаблонов, таких как, например, прозрачного окошка или металлической свинцовой полосы.
Кроме того, предпочтительным образом анализируется и оценивается двухмерное распределение пикселей выше порогового значения. При этом проверяется, прежде всего, наличие больших дырок. Прежде всего, вычисляются классифицированные как неподлинные или соответственно пространственно-соотнесенные интенсивности признака и идентифицируются, маркируются и пересчитываются в двухмерных взаимосвязанных областях. Если имеется, например, более 2, 3, 5, ... (зависящих от разрешения) взаимосвязанных, классифицированных как неподлинные или соответственно пространственно-соотнесенных интенсивностей признака, то распознается потенциально недостающая область. Затем анализируется положение и геометрическая протяженность классифицированных как неподлинные или соответственно областей и сопоставляется с известным образом встречающимися шаблонами, такими как, например, прозрачное окошко или металлическая свинцовая полоса. Прежде всего, форма, максимальная ширина и относительное положение относительно краев или же углов ценного документа проверяется на достоверность и при отклонениях классифицируется как «неполная» или похожим образом.
В одной из форм осуществления изобретения с существенно различающейся разрешающей способностью измерения в направлении х полос и направлении у (количество полос) целенаправленно классифицированные как неподлинные или соответственно соседние пиксели могут быть подсчитаны в
направлении строк, и множественные пиксели могут быть оценены в этом направлении.
Затем индивидуальные полосы оцениваются аналогично описанному выше однополосному датчику, который выдает несколько измеряемых значений для целостности полос.
В одной из форм осуществления подлинность и/или целостность ценного документа распознается, если имеется по меньшей мере одно определенное отношение между количеством и пространственным распространением классифицированных пикселей, интенсивностями признаков и/или коэффициентами диффузного отражения.
В одном выполнении на основании максимального значения отдельно определенных длин полос определяется измеренная длина и при отклонениях других длин полос, предпочтительным образом, при учете допустимого значения делается заключение о наличии недостающей целостности.
Аналогично целостности полос может быть определена целостность колонок, прежде всего при учете нескольких измерительных полос.
В одной из форм осуществления регистрация интенсивностей признаков может содержать измерение спектральной интенсивности люминесцирующего вещества. Соответственно ценный документ может быть проверен на наличие или же отсутствие люминесцирующего вещества и в соответствии с его пространственным расположением или же распределением - на подлинность и целостность. Кроме того, регистрация со спектральным разрешением содержит спектральное измерение полосы спектра комбинационного рассеяния и/или так называемую поверхностно-усиленную рамановскую спектроскопию (SERS). Кроме того, регистрация может содержать измерение абсорбционной ленты относительно определенной спектральной области, например инфракрасное и/или измерение по магнитным свойствам.
Регистрации интенсивностей признака может предшествовать регистрация значений признака. Значения признака могут содержать результаты измерений, например, в отношении спектра. Значения признака, прежде всего, специальным образом обрабатываются, чтобы получить интенсивности признака. При этом на значения признака может быть наложен фильтр, например, для оценки спектральной области, прежде всего длины волн. Кроме того, на значения признака может быть наложен алгоритм. Значения признака могут быть
значениями датчика, на основе которых, в конечном счете, могут быть определены интенсивности признака. Значения признака могут, соответственно, содержать большое количество различных интенсивностей признака.
Регистрация интенсивностей признака и/или, при определенных условиях, коэффициентов диффузного отражения может осуществляться как на передней, так и на задней стороне ценного документа. Прежде всего, интенсивности признака и/или, при определенных условиях, коэффициенты диффузного отражения могут регистрироваться на той же и/или на противоположной стороне, прежде всего относительно места измерения. Предпочтительным образом, в одинаковых, противоположных точках передней и задней стороны регистрируются интенсивности признака и/или, при определенных условиях, коэффициенты диффузного отражения.
В одной из форм осуществления пространственно-зависимые пороговые значения могут быть определены характеристической кривой, которая зависит от определенных в соответствующей точке противоположной стороны ценного документа интенсивностей признака.
В одной из форм осуществления с пространственным разрешением регистрируются коэффициенты пропускания, предпочтительным образом посредством смещенного по времени освещения в рамках измерений диффузного отражения на передней и задней стороне и/или посредством смещенного по времени освещения в рамках измерения значений признаков или регистрации интенсивностей признака на передней и задней стороне ценного документа.
В одной из форм осуществления в нескольких местах измерения может быть выполнена, соответственно, комбинированная классификация с учетом соотнесенных с местами измерения упорядоченных наборов (кортежей) данных. Упорядоченные наборы данных содержат, по меньшей мере, интенсивность признака, а также по меньшей мере один из следующих компонентов: другую интенсивность признака, коэффициент диффузного отражения и/или коэффициент пропускания.
Кроме того, названная выше задача решена посредством датчика или датчикового устройства и/или машины для обработки банкнот, которая выполнена для осуществления описанного здесь способа.
Датчик может быть частью датчикового устройства и/или машины для обработки банкнот.
Предпочтительным образом, локальное возбуждение ценного документа, прежде всего вещества-признака, осуществляется при помощи возбуждающего излучения. Вещество-признак, предпочтительным образом, имеет люминесцирующее вещество, или рамановское активное вещество, или обнаруживаемое посредством пространственно-усиленной рамановской спектроскопии вещество. Кроме того, вещество-признак может иметь магнитные свойства. Однако дополнительно или альтернативно к перечисленному, может рассматриваться любое вещество-признак с проверяемыми машинным способом свойствами. Вещество-признак, в данном случае, также может рассматриваться как маркер.
В одной из форм осуществления возбуждающее излучение может являться спектрально узкополосным, широкополосным или наложением различных узкополосных и/или широкополосных компонентов излучения.
В одной из форм осуществления ценный документ освещается контрольным излучением для проверки наличия основы документа в соответствующей контрольной точке для измерения размера ценного документа и/или для измерения коэффициента диффузного отражения.
Для регистрации интенсивностей и/или коэффициентов диффузного отражения согласно осуществлению изобретения с пространственным разрешением измеряется возбуждающее излучение и/или контрольное излучение.
Проверяемые в рамках настоящего изобретения на целостность ценные документы снабжены по меньшей мере одним машиночитаемым веществом-признаком, которое было внесено или нанесено на них по меньшей мере вдоль одной полосы в направлении перемещения ценного документа. Машиночитаемое вещество-признак, предпочтительным образом, содержит по меньшей мере один люминесцентный маркер (люминесцирующее вещество), особо предпочтительным образом неорганические люминесцирующие вещества на базе легированных редкоземельными или переходными металлами кристаллических решеток.
Предпочтительным образом, машиночитаемое вещество-признак при этом равнораспределено по поверхности ценного документа или же равномерно
внесено в объем ценного документа (бумага или полимер). Альтернативным образом, оно может быть напечатано по всей площади или в частичных областях ценного документа, однако, по меньшей мере, вдоль полосы по длине или, в случае поперечного перемещения, по ширине документа. В случае люминесцирующего вещества-признака последнее может испускать излучение либо при более короткой длине волны (антистоксова люминесценция или же up-конверсия) и/или при более длинной длине волны, чем длина возбуждающего излучения (стоксова люминесценция). Антистоксовы излучатели не являются предпочтительными, так как они обычно имеют существенно более низкую яркость.
Предпочтительным образом, речь идет о ценном документе из бумаги, который имеет внесенное при изготовлении бумаги через пульпу в объем бумаги с равномерным распределением стоксово люминесцирующее вещество.
В одном из предпочтительных вариантов в ценном документе имеются по меньшей мере два независимо измеряемых вещества-признака, которые либо одинаково, либо по-разному распределены в пространстве. Это могут быть, например, два независимых, внесенных в основу ценного документа (полимер или бумага) вещества-признака. Альтернативным образом, одно вещество-признак может иметься в основе, а второе вещество-признак - быть напечатано.
Общая конструкция датчика описана далее. Для осуществления предлагаемого способа потребуется подходящий датчик для машиночитаемого признака. В случае люминесцентного признака или SERS-признака последний обычно выполнен для обнаружения вещества-признака со спектральным разрешением. Датчик признака, предпочтительным образом, встроен в машину для автоматизированной проверки или же сортировки ценных документов, прежде всего в машину для обработки банкнот. Последняя перемещает проверяемые ценные документы линейно через область обнаружения датчикового устройства в заданном направлении перемещения.
Датчик признака может содержать люминесцентный датчик. Люминесцентный датчик, предпочтительным образом, выполнен как детекторное устройство для обнаружения со спектральным разрешением люминесцирующего излучения по меньшей мере в одной заданной спектральной областью обнаружения и выдает сигналы обнаружения, которые передают по меньшей мере одно, прежде всего спектральное, свойство обнаруженного
люминесцентного излучения. Спектральное разрешение может быть получено либо через дисперсионные элементы, такие как, например, дифракционная решетка, работающая на отражение или пропускание, или через подходящие фильтры перед соответствующими детекторными элементами. Спектральное разрешение детектора имеет по меньшей мере два канала длин волн, предпочтительным образом > 4, особо предпочтительным образом > 8 различных каналов длин волн.
Для возбуждения исходящего от ценного документа люминесцентного излучения датчик освещает его возбуждающим излучением в области обнаружения. Последнее согласовано с использованным для маркировки ценного документа люминесцирующим веществом и находится в оптическом диапазоне, то есть в УФ, ВИЗ или ИК спектральном диапазоне. Возбуждающее излучение может являться спектрально узкополосным, широкополосным или наложением различных узкополосных и/или широкополосных компонентов излучения.
Люминесцентный датчик, предпочтительным образом, дополнительно оснащен датчиком диффузного отражения. Здесь последний освещает ценный документ контрольным излучением дополнительно к возбуждающему излучению. Последнее служит для проверки наличия основы документа в освещенных в данный момент времени местах или же для определения размера ценного документа и/или для измерения диффузного отражения. В одном из вариантов контрольное излучение, предпочтительным образом, имеет спектральное распределение, которое по меньшей мере частично или также полностью перекрывается спектральной областью обнаружения детекторного устройства. В этом случае, диффузное отражение ценного документа может быть определено напрямую без необходимости для этого отдельного детектора.
В альтернативном варианте, наряду с освещающим устройством для контрольного излучения, также имеется отдельный детектор контрольного излучения, наряду с, при определенных условиях, необходимой осветительной, коллимационной и/или проекционной оптикой, при помощи которого, наряду с люминесцентным излучением, также с пространственным разрешением измеряется диффузное отражение и через геометрические отображающие свойства обоих каналов обнаружения, соответственно, соотносится с относящимся к нему местами измерения люминесцентного излучения.
Предпочтительным образом, площади освещения возбуждающего излучения и контрольного излучения пространственно значительно перекрывают друг друга в диапазоне обнаружения датчика или же являются в существенной мере идентичными, так что пространственное соотнесение измеряемых значений может осуществляться непосредственно.
Кроме того, датчик имеет управляющее и анализирующее устройство, которое управляет подачей возбуждающего излучения или же контрольного излучения и получает сигналы обнаруживающего устройства (устройств), обрабатывает и оценивает в отношении подлинности или же целостности.
Контрольное излучение, а также возбуждающее излучение создаются подходящими источниками света, такими как лампы накаливания, импульсные лампы, светодиоды или лазерные диоды, прежде всего лазерные диоды торцевого излучения или поверхностно-излучающие лазеры с вертикальным резонатором (VCSEL). При определенных условиях, чтобы создать желаемые спектры, необходимы дополнительные фильтры или конвертеры люминесцирующего вещества. Диффузное отражение обычно определяется в видимом спектральном диапазоне либо в широком, либо альтернативным образом также в узко ограниченном диапазоне длин волн. Альтернативным образом, диффузное отражение также может быть определено в невидимом спектральном диапазоне, таком как, например, в УФ-области или в ближней инфракрасной области спектра.
На первом шаге может быть оценен полученный во время каждого измерительного цикла люминесцентный сигнал локально для каждой отдельной контрольной точки. Последний может содержать оценку спектрального распределения, например, после коррекции по отклонениям или же корректуры на фон, причем возможные вызванные рассеянным светом или усилительной или аналитической электроникой сигналы устраняются. Необходимые для этого корректировочные параметры могут либо быть заданы заранее, либо динамично определяться на основании подходящих измерений темноты. Последние могут быть осуществлены, когда в области обнаружения датчика не находится ни один ценный документ, и/или «жертвуют» одной (или несколькими) контрольными точками на ценном документе, и вместо них осуществляется измерение темноты без возбуждающего или контрольного освещения.
Факультативно измеренные спектры могут быть нормированы при помощи заранее настроенных или отдельно измеренных интенсивностей излучения или же замеренных на специальных калибровочных субстратах коэффициентов диффузного отражения.
Кроме того, на основании измеренного люминесцентного сигнала может быть проверена локальная подлинность ценного документа. Это может осуществляться на основании спектрального распределения или дополнительно нарастания и/или затухания. При этом рассчитывается по меньшей мере одно значение интенсивности, которое представляет собой меру для локальной интенсивности люминесценции и сохраняется вместе с местом измерения, то есть, например, координатами x-y, сформированными на основании позиции полосы и позиции перемещения.
Также коэффициент диффузного отражения в случае узкополосного контрольного излучения или коэффициенты диффузного отражения нескольких спектральных каналов определяются в случае измерения диффузного отражения со спектральным разрешением. Полученное значение диффузного отражения сохраняется вместе с местом измерения, то есть позицией перемещения.
В целом, дальнейшая оценка проходит в два шага: Сначала измеряемые значения классифицируются в местах измерения с интенсивностью признака выше порогового значения (подлинной или аналогичной) и местах измерения с интенсивностью признака ниже порогового значения (неподлинной или аналогичной). Затем на основании количества и распределения классифицированных как неподлинные интенсивностей признака с пространственным разрешением определяется целостность документа.
Случай 1 описывает оценку без информации о делении по достоинству и без измерения диффузного отражения. В этом самом сложном случае датчик измеряет только машиночитаемый признак без получения дополнительных сведений об имеющемся ценном документе или о его истинном или кажущемся размере. Таким образом, для оценки целостности имеется в наличии только распределение измеряемых параметров машиночитаемого признака. Тем не менее, на основании этих ограниченных сведений также может быть сделано обоснованное заключение в отношении целостности документа.
В реальности относительно зачастую встречаются подделки или же неполные ценные документы, у которых были вырезаны узкие вертикальные
структуры или же полосы. Чтобы это можно было эффективно распознать, полезна оценка в отношении целостности колонок. Здесь для каждой колонки определяется количество пикселей ниже порогового значения и сравнивается с пороговым значением. Если же в одной колонке этот порог (например, из 2-ух или 3-х) перешагивается, то ценный документ отклоняется как неполный. За счет этого особо эффективно распознаются классы подделок с вертикально расположенными манипуляциями.
Предпочтительным образом, осуществляется различная оценка крайних и средних полос. Это позволяет распознавать недостающие измеряемые участки, которые возникают в результате перекашивания ценного документа при перемещении, и сокращать частоту ошибочном образом классифицированных как неполные ценных документов. При этом в одной из форм осуществления, например, может полностью игнорироваться целостность полосы при оценке. Альтернативным образом, может быть оценена крайняя полоса в укороченной форме внутри распознанной при помощи измерения диффузного отражения протяженности.
В предпочтительном случае в ценном документе имеются несколько измеряемых независимо друг от друга веществ-признаков. Преимущественным образом, с помощью них регистрируются отдельные значения признака, и последние анализируются или же оцениваются. Если в месте измерения имеется значение признака, то из этого непосредственно следует, что в этом месте также, при привлечении пространственного распределения второго вещества-признака, должна присутствовать возможность измерения второго вещества-признака.
В целом, в этом случае, может быть привлечено объединение множеств выпуклых оболочек распределений обоих измеряемых значений вещества-признака как мера для геометрической протяженности ценного документа.
Таким образом, может быть корректно идентифицирован случай с подозрением на подделку, при котором расположенная дальше наружу полоса дает видимо более длинную длину банкноты, чем расположенная дальше внутрь полоса. Прежде всего, это означает, что если имеется расположенная снаружи крайняя полоса n с действительным первым измеряемым значением, то также полоса n, а по меньшей мере расположенная дальше внутрь соседняя полоса (n-1) полностью оценивается в отношении целостности полосы также для второго признака. Оценка, разумеется, осуществляется, соответственно, при учете
ожидаемого заданного распределения соответствующего вещества-признака. Этот порядок действий используется аналогично для верхней, а также для нижней полосы.
В предпочтительном случае проверка целостности осуществляется при помощи машинозависимой оценки, при которой учитываются фактически имеющиеся геометрические соотношения относительно перемещения ценного документа. В зависимости от модели машины может осуществляться направление перемещенных ценных документов либо вдоль нижнего края, либо, например, с центровкой посередине. Это имеет следствием то, что при обработке банкнот различного достоинства с различными размерами (прежде всего, шириной) в зависимости от машины различные полосы могут ожидать сигналы признака.
Так как эти свойства перемещения всегда остаются постоянными, они, преимущественно, учитываются для оценки целостности документа и задаются как параметры при установке датчика. При этом, прежде всего, задается, какие полосы постоянно должны иметься в полном размере (средняя полоса (полосы) против нижней полосы или же вторая нижняя полоса для учета перекоса).
Для оценки целостности ценного документа, предпочтительным образом, оценивается как целостность полосы, так и целостность поверхности и, в заключение, комбинируется в числовую меру для целостности. При этом обнаруженная недостаточная целостность полосы может привести к тому, что весь ценный документ определяется как неполный, даже если целостность поверхности, возможно, еще находится в рамках принятого порога допуска.
Особо надежная оценка целостности документа осуществляется при проверке на уровне пикселей (целостность пикселей), на уровне измеряемых полос (целостность полос), а также на уровне полученных при оценке двухмерного распределения измеряемых значений (целостность поверхности или двухмерная целостность).
Другие признаки и преимущества изобретения являются следствием из настоящего описания предлагаемых примеров осуществления, а также дополнительных альтернативных форм осуществления в связи со следующими чертежами, на которых показаны:
Фиг. 1: схематическое изображение формы осуществления способа согласно изобретению,
Фиг. 2А: первая диаграмма согласно одной из форм осуществления для классификации на уровне пикселей,
Фиг. 2Б: другая диаграмма согласно одной из форм осуществления для классификации на уровне пикселей,
Фиг. 3: схематическое изображение характеристической кривой для пороговых значений для классификации на уровне пикселей,
Фиг. 4: схематическое изображение временной характеристики освещения для диффузного отражения или же,
Фиг. 5А: схематическое изображение для классификации на уровне пикселей при двустороннем измерении признака,
Фиг. 5Б: схематическое изображение другой характеристической кривой для классификации на уровне пикселей при двустороннем измерении признака,
Фиг. 6: характеристическая кривая интенсивности признака, коэффициента диффузного отражения, а также динамически определенного порогового значения для классификации на уровне пикселей,
Фиг. 7: схематическое изображение коэффициентов диффузного отражения подлежащей проверке банкноты,
Фиг. 8: схематическое изображение интенсивностей признака подлежащей проверке банкноты,
Фиг. 9: схематическое изображение интенсивностей признака подлежащей проверке банкноты,
Фиг. 10А: схематическое изображение пространственно-соотнесенного распределения классифицированных интенсивностей признака,
Фиг. 10Б: схематическое изображение пространственно-соотнесенного распределения классифицированных интенсивностей признака неполной банкноты,
Фиг. 11: изображение коэффициентов пропускания банкноты,
Фиг. 12: другое схематическое изображение попиксельно проводимой классификации, и
Фиг. 13: схематическое изображение комбинированной классификации значений признака.
На фиг. 1 схематически показан порядок действий для проверки ценного документа согласно изобретению.
На первом шаге S1 изготавливается ценный документ. Ценный документ содержит по меньшей мере одно машиночитаемое вещество-признак. Вещество-признак расположено по меньшей мере в двух различных местах, предпочтительным образом в существенной области ценного документа. Предпочтительным образом, машиночитаемое вещество-признак частично расположено по всей плоскостной протяженности ценного документа.
На шаге S2 ценный документ, по меньшей мере, локально возбуждается, предпочтительным образом, электромагнитным излучением. Возбуждение может осуществляться при помощи облучения всего ценного документа. Предпочтительным образом, осуществляется выборочное, особо предпочтительным образом точечное, облучение ценного документа. При помощи датчикового устройства с пространственным разрешением регистрируется значение признака, прежде всего интенсивность признака, относительно машиночитаемого вещества-признака в нескольких различных местах ценного документа (S3a). Регистрация, как правило, касается участка площади ценного документа, который возбуждается при помощи электромагнитного излучения, причем, предпочтительным образом, возбужденный участок имеет одинаковую или большую площадь, чем зарегистрированная область или же точка.
Предпочтительным образом, по существу одновременно с шагом 3а с пространственным разрешением относительно зарегистрированных на шаге 3а значений признака регистрируется коэффициент диффузного отражения относительно шага 3а (S3b), причем могут быть зарегистрированы также несколько коэффициентов диффузного отражения, которые, например, касаются различных длин волн.
На шаге S4 с пространственным разрешением согласно шагам S2, S3a и, при определенных обстоятельствах, S3b оцениваются значения признака и, предпочтительным образом, зарегистрированный коэффициент диффузного отражения. При этом значения признака сравниваются с ожидаемыми контрольными сигналами и для зарегистрированных с пространственным разрешением значений признака, соответственно, определяется интенсивность признака. Предпочтительным образом, осуществляется нормирование пространственно-соотнесенных интенсивностей признака.
Исходя из оценки, на шаге S4 на шаге S5 осуществляется классификация пространственно-соотнесенных интенсивностей признака. Классификация осуществляется, основываясь на нижнем пороговом значении интенсивностей признака (см. фиг. 2А) или комбинированном применении нижнего и верхнего порогового значения интенсивностей признака (см. фиг. 2Б) или применении различных пороговых значений интенсивностей признака, прежде всего в зависимости от одной или различных коэффициентов диффузного отражения (фиг. 3).
Оценка значения признака и классификация интенсивности признака может осуществляться по времени независимо от регистрации дополнительных значений признака. Таким образом, для интенсивности признака шаг S4 может осуществляться, предпочтительным образом, непосредственно после шага S3a и/или для одной или нескольких интенсивностей признака шага S4 после регистрации нескольких интенсивностей признака согласно шагу S3a. Аналогичным образом для интенсивности признака шаг S5 может осуществляться, предпочтительным образом, непосредственно после шага S4 и/или для одной или нескольких интенсивностей признака шага S5 после оценки нескольких интенсивностей признака согласно шагу S4.
На шаге S6, исходя из оценки шага S4, или, альтернативным образом, исходя из классификации интенсивностей признака шага S5, определяется пространственно-соотнесенное распределение интенсивностей признака. Из пространственно-соотнесенного распределения выводят ожидаемые пространственно-соотнесенные границы распределения вещества-признака. Эти пространственно-соотнесенные границы либо определяются на основании распределения классифицированных пространственно-соотнесенных интенсивностей признака, например, в результате расчета выпуклой оболочки интенсивностей признака выше порогового значения или при привлечении дополнительных измеряемых значений, прежде всего коэффициентов диффузного отражения.
Затем на шаге S7 оценивается полученное на шаге S5 пространственно-соотнесенное распределение классифицированных интенсивностей признака. Оценка осуществляется, прежде всего, в отношении относительного положения классифицированных выше или же ниже порогового значения пикселей друг относительно друга, а также в отношении относительного положения
классифицированных ниже порогового значения пикселей относительно определенных на шаге S6 границ ожидаемого пространственного распределения машиночитаемого вещества-признака.
Основываясь на оценке шага S7, в заключение, определяется мера целостности для всего ценного документа, которая может быть привлечена для оценки подлинности или, например, для сортировочных решений в машине для обработки банкнот.
В приведенных в дальнейшем диаграммах используются цвета: желтый со ссылочным обозначением «ge», зеленый со ссылочным обозначением «g», черный со ссылочным обозначением «s», красный со ссылочным обозначением «r», а также синий со ссылочным обозначением «b». Абсолютно все приведенные указания цвета следует понимать только в качестве примера, и они служат только для иллюстрационных целей. Разумеется, вместо указаний цветов могут использоваться значения или другие обозначения.
На фиг. 2А и 2Б, соответственно, показано поле интенсивности для отсканированного пикселя, причем использованные для классификации на уровне пикселей пороговые значения для сигналов признака или же диффузного отражения, в качестве примера, внесены согласно аспекту настоящего изобретения.
Классификация пикселей на подлинные/неподлинные осуществляется, например, со ссылкой на фиг. 1, как описано ниже. Для оценки ценного документа на подлинность и/или целостность осуществляется классификация на основе пикселей.
Все контрольные точки или пиксели, которые в канале диффузного отражения имеют коэффициенты диффузного отражения выше определенного порога R1, должны также в сигнале признака выдавать достаточную интенсивность признака, чтобы быть распознанными как подлинная часть ценного документа. Интенсивность признака в соответствии с этим должна быть выше, чем нижний порог интенсивности признака Mmin. Эта классификация всех пикселей с применением постоянных пороговых значений может быть наглядно показана на основании таблицы с 4-мя полями согласно фиг. 2А.
На фиг. 2Б показаны пороговые значения для коэффициентов интенсивности признака или же диффузного отражения для классификации на уровне пикселей в модифицированной схеме с 4-мя квадрантами с применением
нижнего порогового значения Mmin, R1 и верхнего порогового значения Mmax. При этом как «зеленые» оцениваются все пиксели, которые являются достаточно светлыми (т. е. коэффициент диффузного отражения R > порогового значения диффузного отражения R1) и дают достаточно интенсивный сигнал признака (интенсивность признака М > минимальной интенсивности признака Mmin (нижний порог интенсивности признака)). Слишком темные пиксели (R < R1), которые могут возникать, например, в результате дырок в ценном документе, классифицируются как «черные», в то время как имеющиеся области ценного документа (R > R1), то есть зарегистрирован достаточно высокий коэффициент диффузного отражения, без достаточного сигнала признака как подозрение на подделку, прежде всего лоскутную подделку, классифицируются как «красные». Если же имеются области с недостаточным диффузным отражением, но с достаточной интенсивностью признака, то они как превышение признака классифицируются как «желтые». Это может, например, встречаться при сильном загрязнении (с особой спектральной характеристикой освещенных поверхностей) или на участках окошек с невидимым признаком.
Кроме того, согласно фиг. 2Б используется верхний порог для ожидаемой интенсивности признака Mmax. Здесь все области с превышением сигнала признака могут классифицироваться как «желтые». Комбинированная оценка интенсивности диффузного отражения и интенсивности признака на уровне пикселей позволяет, в любом случае, легко учитывать, в ином случае, проблематичные ситуации, такие как, например, смещение вверх (то есть смещение по оси у) или перекос ценного документа в машине для обработки вследствие неполадки при перемещении.
В еще одной форме осуществления сигнал диффузного отражения на уровне пикселей используется для того, чтобы нормировать сигнал признака (только в линейной области) в целях корректировки загрязнения или нанесения печати. Также при этом учитываются эффекты края, когда край ценного документа только частично перекрывается измеряемыми пикселями и поэтому распознаются сокращенные интенсивности признака и диффузного отражения.
Альтернативно, необходимый, преимущественным образом, для распознавания подлинности порог для интенсивности признака может быть динамически адаптирован попиксельно на основании измеренного сигнала диффузного отражения. Здесь задается характеристическая кривая или же
характеристическое поле для распознавания подлинности, как показано на фиг. 3.
На фиг. 3 показана характеристическая кривая для пороговых значений для классификации на уровне пикселей. Наличие документа распознается для коэффициентов R диффузного отражения выше порогового значения R1 диффузного отражения. Это пороговое значение может быть установлено одинаковым для всех полос, или, предпочтительным образом, может быть параметризовано индивидуально для каждой полосы на основании контрольных измеренных значений для белых или же черных исследуемых шаблонов.
Если на документе зарегистрирована слишком темная область, то также используется уменьшенное пороговое значение для интенсивности М признака (M1 > M). Если, соответственно, имеются более светлые области (R1 < R < R2), то, предпочтительным образом, необходимое пороговое значение интенсивности признака увеличивается соответственно между M1 и M4. В особо сильно отражающих местах (R > R2) можно исходить из того, что здесь нет нормального субстрата ценной бумаги, а есть металлический отражатель, такой как, например, голограммы, защитная полоса или т. п. Так как это оптическое излучение обычно является непрозрачным, то пороговое значение для сигнала признака, соответственно, сокращается до M3, так как закрытые поверхности, при определенных условиях, могут давать только сильно уменьшенный дополнительный сигнал. Если пространственное разрешение датчика признака незначительно больше размеров непрозрачных структур, то маскирование будет осуществляться не в цифровой форме, а, в большинстве случаев, встречаться частично. Это учитывается за счет постепенного сокращения порогового значения признака между M4 и M3 в области R2 < R < R3. В смысле сильного распознавания подделок, в том числе, и при очень высоких значениях диффузного отражения R > R3 может потребоваться минимум сигнала M2 признака. Для особо строгой оценки также можно выбрать M2 = M3. В этих вариантах классификации голографическая полоса маркируется «красным». Альтернативным образом, M2 тоже может быть параметризовано на очень небольшие значения, что имеет следствием классификацию отражающей голографической полосы как «зеленой».
По краю ценного документа за счет только частичного наложения ценного документа и измеряемых пикселей могут возникнуть «красные» пиксели, в
отношении которых при дальнейшей оценке должен быть использован особый подход или же определены особые допуски. Альтернативным образом, возникновение этого красного краевого пикселя может быть предотвращено за счет соответствующей параметризации характеристической кривой порогового значения для R1 или же M1. При этом M1 (относительно максимальной интенсивности) устанавливается ниже по отношению к R1, так чтобы в результате чисто геометрической потери интенсивности, которая касается как диффузного отражения, так, в равной мере, и интенсивности признака, не могла возникнуть ситуация, при которой хотя еще R > R1, но уже M < M1.
При наличии нескольких независимо измеряемых веществ-признаков значения признака, разумеется, могут аналогично тому, как описано в случае с измерением диффузного отражения, оцениваться как индивидуально, так и комбинировано.
Целостность пикселей:
Первая проверка на целостность теперь происходит попиксельно. Внутри распознанной области ценного документа количество классифицированных как «красные» контрольных точек или же пикселей не может превышать определенное пороговое значение. В самом строгом варианте с пороговым значением 0 это означает, что не должно быть ни одного места измерения с недостаточной интенсивностью признака, чтобы ценный документ был распознан как полный. В других вариантах единичные «красные» пиксели допустимы.
Здесь может быть заново построено соотношение количества всех зеленых пикселей относительно количества всех пикселей в рамках протяженности ценного документа и проверено относительно минимального порогового значения. Это соответствует части поверхности или же степени целостности, отнесенной к единице поверхности.
Целостность полосы:
Определенные на основании измерений испускаемого излучения длины полос, соответственно, используются как масштаб для оценки целостности полос. Для расчета меры целостности полос количество классифицированных как «зеленые» пикселей в этой полосе делят на количество всех пикселей в рамках этой длины полосы. Альтернативным образом, получают несколько более строгий критерий для проверки, если для расчета меры целостности полос
количество классифицированных как «зеленые» пикселей в этой полосе делят на соответствующее максимальной длине ценного документа количество пикселей.
Еще один критерий проверки - это количество соседних «красных» пикселей в рамках длины ценного документа или в рамках одной полосы. Если это значение превышает заданный порог, то полоса считается неполной. Для параметризации этого порогового значения разумным образом учитывается максимальная ширина встречающихся в подлинных документах «красных» участков, а также, например, максимальная протяженность участка голограммы или т. п.
Аналогично вышеописанному способу при определении целостности полосы без измерения диффузного отражения здесь измеряемые полосы в крайнем положении также могут оцениваться отличным от средних полос образом, хотя соответствующие неточности положения здесь гораздо меньше в результате измерения диффузного отражения.
Двухмерная целостность:
В предпочтительном случае, когда датчик имеет несколько измеряемых полос, здесь так же, как уже описано выше, оценивается двухмерное распределение интенсивности признака или же двухмерное распределение классифицированных пикселей.
При помощи выпуклой оболочки вокруг пикселей с превышающим пороговое значение диффузным отражением могут быть локализованы дырки или непрозрачные пятна внутри ценного документа. При этом целенаправленно проверяется наличие больших дырок. Для этого ищут «красные» соседние пиксели ниже порогового значения внутри заданной выпуклой оболочкой протяженности ценного документа и считаются и идентифицируются/маркируются двухмерные взаимосвязанные области. Если например, имеется более 2, 3, 5, ... (зависящих от разрешения) взаимосвязанных красных пикселей, то распознается потенциально недостающая область. Затем анализируется положение и геометрическая протяженность «красных» областей и выравнивается с известным образом встречающимися шаблонами, такими как, например, прозрачное окошко или металлическая голографическая полоса. Прежде всего, форма, максимальная ширина и относительное положение относительно краев или же углов ценного документа проверяется на достоверность и при отклонениях классифицируется как «неполная».
Здесь также может быть выполнена оценка в отношении целостности колонок для эффективного распознавания подделок или же неполных ценных документов с вертикальными манипуляционными структурами. Здесь для каждой колонки определяется количество красных пикселей и сравнивается с пороговым значением. Если в одной колонке перешагивается только этот порог (например, из 2-ух или 3-х), то ценный документ отклоняется как неполный.
Для тех классов подделок, при которых в краевой области участки подлинного ценного документа заменены на, например, фотокопию, в результате комбинированной оценки диффузного отражения и интенсивности признака возникает подлинное качественное преимущество: В результате точного определения фактической протяженности ценного документа эти подделки теперь могут быть надежным образом распознаны. При этом, прежде всего, выполняется целенаправленная проверка на наличие классифицированных как «красные» краевых колонок (которые были определены в результате подсчета красных пикселей в направлении колонки). При этом, предпочтительным образом, оцениваются две внешние колонки, чтобы не переоценивать или же не оценивать ложным образом случайно встречающиеся в результате краевых эффектов красные краевые пиксели.
В одной из форм осуществления изобретения с существенно различающейся разрешающей способностью измерения в направлении х полос и направлении у (количество полос) это учитывается за счет того, что целенаправленно подсчитываются «красные» соседние пиксели в направлении строк, и множественные пиксели могут быть оценены в этом направлении особо весомым образом. Прежде всего, максимальная встречающаяся ширина голографической полосы (или похожих защитных признаков, таких как, например, цвет металла) может быть учтена в результате того, что ценные документы с более высоким количеством красных пикселей в направлении измерения с более высоким разрешением, чем заданное пороговое значение, могут быть непосредственно классифицированы как неполные.
Двухстороннее измерение
В особо предпочтительных вариантах датчик подлинности включает в себя два частичных датчика, которые позволяют осуществлять двухстороннее измерение интенсивности признака на каждом ценном документе. При этом по меньшей мере с одной стороны или же, особо предпочтительным образом, с двух
сторон также имеется канал диффузного отражения, при помощи которого определяется длина (полос), а также точное положение и направление ценного документа.
В одной из форм осуществления оба частичных датчика имеют центральное управление, чтобы синхронизировать временные характеристики возбуждения или же регистрацию измеряемых значений для обоих частичных датчиков. Альтернативным образом, вставляют два отдельных, независимых датчика для передней или же задней стороны, которые синхронизируются в конфигурации «главный-подчиненный» через один из обоих датчиков («главный»). Например, этот главный датчик устанавливает рабочий режим и задает обязательные для соблюдения временные задержки для измеряемых импульсов и/или регистрации измеряемого значения после стартового сигнала.
Кроме того, предпочтительным образом для главного или же подчиненного датчика могут использоваться различные архитектуры датчика. Таким образом, например, один из датчиков может быть оснащен более дорогой измерительной техникой, чем другой датчик, и может проверять значения признака с более высокой точностью или более высоким спектральным разрешением.
Оба частичных измерения передней и задней стороны затем оцениваются комбинированно. При этом измеренные данные соотносят с соответствующими местами измерения на ценном документе, измеряют и оценивают пространственно-соотнесенные упорядоченные наборы данных, состоящие из (диффузное отражение, признак1, признак2), или же (диффузное отражение1, диффузное отражение2, признак1, признак2).
Предпочтительным образом, положение или же синхронизация обоих измерений (спереди, сзади) таким образом согласованы друг с другом, что ценный документ измеряется в одних и тех же положениях пикселей с передней и задней стороны. Особо предпочтительным образом, измерение происходит соответственно (почти) одновременно, то есть одна контрольная точка в одном месте ценного документа регистрируется почти одновременно с передней и с задней стороны.
Наряду с более простой и однозначной оценкой полученных таким образом измеряемых значений, это дает преимущество, что, в большинстве случаев, непредотвратимые перекрестные помехи между измерением передней и задней
стороны не приводят к артефактам и возмущающим сигналам, а вместо этого усиливают подлежащий измерению сигнал признака.
При этом освещение первого частичного датчика, преимущественным образом, также может использоваться для измерения пропускания при помощи детекторной части второго частичного датчика, если оба импульса освещающего света имеют небольшое временное смещение, так что пропускающий сигнал может быть записан по времени отдельно от сигнала 2 диффузного отражения. Эта временная последовательность светового импульса или же обнаружений схематически показана на фиг. 3. В этом случае, тогда для каждого места измерения имеются в наличии пропускание, диффузное отражение1, диффузное отражение2, а также признак1, признак2 как база данных для оценки целостности. Это делает возможной полную оценку целостности даже при имеющихся непрозрачных (металлических) или прозрачных (в форме окошек) признаков безопасности, которые, в противном случае, могут повредить оценке целостности определенных частей ценного документа.
Освещение для измерения диффузного отражения (альтернативно: измерение признака) передней и задней стороны осуществляется с небольшим временным смещением, так что детектор 2 может определить пропущенную часть излучения 1 независимо и без помех от освещения 2, как показано на фиг. 3.
В самом простом случае, при оценке определяется сумма (или среднее значение, или максимум) между признаком1 и признаком2 в каждом месте измерения, и затем соответственно классифицируется и оценивается в соответствии с описанными выше процессами.
Более точная оценка достигается, когда используются индивидуальные пороговые значения для признака1 и признака2. Они могут зависеть как от диффузного отражения, так и, соответственно, от другого значения признака. На месте описанной характеристической кривой для оценки по пикселям как красный/зеленый затем здесь появляется соответствующее поле характеристик. Последнее может быть точно адаптировано/параметризовано в соответствии с встречающимися в подлинных ценных документах оптическими эффектами.
Фиг. 5А и 5Б показывают характеристическое поле для пороговых значений для классификации на уровне пикселей при двустороннем измерении признака. На фиг. 5А осуществляется классификация на основании статических пороговых
значений признака (M1,min, M2,min). При помощи характеристического поля на фиг. 5Б осуществляется классификация эффектов взаимного влияния, таких как, например, диффузное отражение на нанесенных с одной стороны металлических поверхностных структурах.
Если, например, в случае банкноты на одной стороне В1 нанесена (отражающая, поэтому непрозрачная) металлическая полоса, то следует ожидать, что хотя, с одной стороны, значение1 признака очень мало, но ожидаемое значение2 признака повышается за счет возникающих диффузных отражений по отношению к непосредственному окружению (или по отношению к среднему значению по всей банкноте). Это может быть отражено за счет соответствующей параметризации порогового характеристического поля. Наоборот, при нанесении печати на сторону В1 с черным, спектрально широкополосно абсорбирующим цветом (сажи) коэффициент диффузного отражения и значение1 признака являются низкими, значение2 признака же, напротив, находится на нормальном уровне.
Параметризация классификатора, преимущественным образом, зависит от места, то есть, например, относительно переднего края, относительно углов или же конкретного положения внутри выпуклой оболочки и т. д. Это позволяет осуществлять корректную обработку абсорбционных и рефлективных помех в зависимости от (зависящих от положения и деления по достоинству) возможно возникающих в этих областях эффектов. В обоих случаях, в любом случае, при помощи двухстороннего измерения признака, несмотря на недостаточную интенсивность признака с одной стороны, соответствующая область может надежным образом оцениваться как подлинная.
Это позволяет независимо от дизайна банкноты получать свидетельство целостности без пропусков также и в сложных ситуациях с (возникающими с одной стороны) перекрываниями/затемнениями непрозрачными элементами, такими как, например, голографические полосы с алюминиевым покрытием. Таким образом, на целостность/подлинность также могут быть проверены участки ценного документа, которые не могут быть оценены при только одностороннем измерении.
В предпочтительном варианте полный набор имеющихся данных из (пропускания, диффузного отражения1, диффузного отражения2, интенсивности1 признака, интенсивности2 признака) классифицируется и
оценивается комбинированно. При этом, наряду с областями с непрозрачными, абсорбирующими или же отражающими перекрываниями, прежде всего также при помощи сигнала пропускания, надежным образом могут быть идентифицированы дырки или же участки окошек и их положение и протяженность по сравнению с допустимыми для подлинных ценных документов значениями. Прочие примеры осуществления описаны далее.
Пример 1: Здесь используется однополосный люминесцентный датчик со спектральным разрешением с измерением диффузного отражения для проверки целостности. Датчик эксплуатируется на машине для обработки банкнот при скорости перемещения 11 м/с и используется для проверки подлинности, а также целостности банкнот с настроенным на люминесцентный датчик, внесенным в бумагу люминесцентным маркером. Банкноты имеют на передней стороне в правой области отражающую голографическую полосу.
На фиг. 6 показана кривая (О) признака, кривая (х) диффузного отражения и динамически рассчитанное пороговое значение признака (заштриховано) подлинной и полной банкноты. Как интенсивность диффузного отражения, так и интенсивность признака в значительной степени смодулированы. В результате применения зависящего от диффузного отражения порогового значения при классификации интенсивности признака, тем не менее, может быть корректно определена целостность.
Пример 2: Здесь используется 11-полосный люминесцентный датчик со спектральным разрешением с измерением диффузного отражения для проверки целостности. Датчик эксплуатируется на машине для обработки банкнот при скорости перемещения 11 м/с и используется для проверки подлинности, а также целостности банкнот с внесенным в бумагу люминесцентным маркером. Банкноты имеют на передней стороне в правой области отражающую голографическую полосу, а также прозрачное окошко в левой области.
На фиг. 7 показано изображение измеренных коэффициентов диффузного отражения банкноты. Высокое диффузное отражение, прежде всего, встречается в области отражающей голографической полосы, в то время как в прозрачном окошке имеется очень низкое диффузное отражение.
На фиг. 8 показано изображение интенсивности признака банкноты. Белое соответствует высокой интенсивности, в то время как черное соответствует невысоким значениям. В области окошка (слева), а также голографической
полосы (справа) обнаруживается только очень небольшая интенсивность признака.
Пример 3:
Для сравнения измеряются соответственно препарированные лоскутные подделки с долей подделки ок. 10%.
На фиг. 9 показано изображение интенсивности признака неполной банкноты с диагонально введенной полосой копии без признака.
На фиг. 10а показана проводимая попиксельно классификация банкноты (фиг. 7-8) с динамическим пороговым значением. Небольшая интенсивность признака в области голографической полосы могла бы быть учтена за счет динамического порогового значения, в то время как недостающая интенсивность признака в области окошка маркируется красным за недостатком сигнала диффузного отражения. (0 = черный, 1 = красный, 2 = желтый, 3 = зеленый)
На фиг. 10Б показана проводимая попиксельно классификация неполной банкноты (фиг. 9) с динамическим пороговым значением. Небольшая интенсивность признака в области голографической полосы могла бы быть откорректирована за счет динамического порогового значения, в то время как недостающая интенсивность признака в области окошка маркируется красным за недостатком сигнала диффузного отражения. Недостающая область признака распознается корректно и также маркирована красным. (0 = черный, 1 = красный, 2 = желтый, 3 = зеленый)
Пример 4:
Банкнота фиг. 7-8 была снова замерена комплектом датчиков с двухсторонним измерением. Были измерены признак1 (спереди), признак2 (сзади), диффузное отражение1 (спереди), диффузное отражение2 (сзади), а также пропускание.
На фиг. 11 показаны характеристики пропускания банкноты.
Для классификации измеряемых пикселей передняя и задняя сторона были классифицированы отдельно с динамическим пороговым значением признака и затем в соответствии с последующем соотнесением, соответственно, полученных на передней стороне (классификация1) и задней стороне (классификация2) принадлежностей к классам с общей классификацией скомбинированы отдельно для каждого пикселя, как это показано на фиг. 12.
Участок окошка затем распознают на основании высокого пропускания >85 и, соответственно, классифицируют как «окошко» (4).
На фиг. 12 показана проводимая попиксельно классификация с двух сторон полученных параметров измерений полной тестовой банкноты с динамическим пороговым значением и измерением пропускания. (0 = черный, 1 = красный, 2 = желтый, 3 = зеленый, 4 = голубой) Здесь, несмотря на сложную с точки зрения техники измерений архитектуру банкноты с металлическими отражающими и прозрачными участками окошек, все области надежным образом проверяются на локальную подлинность, и корректно оценивается целостность.
На фиг. 13 схематично показана комбинация классифицированных с обеих сторон значений признаков, после чего аналогично осуществляется оценка ценного документа или же банкноты на подлинность и/или целостность.