用於檢查有價值文檔的方法
2023-06-04 02:12:51
用於檢查有價值文檔的方法
【專利摘要】本發明涉及用於檢查有價值文檔的方法，其可以檢查要檢查的有價值文檔的亮度光譜和參考光譜之間的相似度。為了檢查從要檢查的有價值文檔獲取的亮度光譜與參考光譜的相似度，不是將記錄的亮度光譜自身與參考光譜比較，而是用已經適用於參考光譜且利用線性校正而從所獲取的亮度光譜產生的校正的亮度光譜來比較。線性校正函數的校正參數是通過將線性校正的亮度光譜適用於參考光譜而確定的。通過適用，使得由於測量技術造成的所獲取的亮度光譜的波動得到至少部分補償。
【專利說明】用於檢查有價值文檔的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於檢查有價值文檔的方法、以及進行該方法的傳感器和設備。
【背景技術】
[0002]通常，為了真實性及其狀態而檢查有價值文檔，或者，確定各個有價值文檔的類型。有價值文檔的檢查在用於有價值文檔處理的設備中有效，所述設備取決於要檢查的有價值文檔屬性而包含檢測有價值文檔的不同屬性的一個或數個傳感器。在檢查時，通常通過檢測從有價值文檔發出的光的光學傳感器來檢查有價值文檔。在這樣做時，通常相對於光學傳感器移動有價值文檔。採用這樣的方法用於檢查諸如銀行票據、支票、身份證、信用卡、支票保證卡、票、付款憑單等的有價值文檔。
[0003]為了檢查有價值文檔的真實性，已知這樣的方法:將要檢查的有價值文檔的減弱(remission)與真實的有價值文檔相比較。為此目的，例如，有可能對於一個或數個特定波長，將有價值文檔的減弱的亮度與真實的有價值文檔的亮度相比較。如果相對於真實的有價值文檔的差異過大，則將檢查的有價值文檔分類為假。
[0004]進行有價值文檔的光學檢查還由有價值文檔的生產商用來使新生產的有價值文檔在其裝運之前經受質量檢查。這裡，例如測試有價值文檔的印製圖像是否滿足特定規範。對於此光學檢查，通常採用圖像傳感器，其在三色通道中檢測有價值文檔發出的光，以便例如在紅色、綠色、以及藍色光譜區域中分別記錄有價值文檔的圖像。如果在檢查的有價值文檔之一中，記錄的圖像不對應於期望的印製圖像，則在質量檢查的過程中，揀出該有價值文檔。然而，有價值文檔的質量檢查迄今尚未涉及有價值文檔的任何利用光譜解析的光學測試。
【發明內容】
[0005]由此，本發明的目的在於闡述這樣的方法，其用於檢查要檢查的有價值文檔的亮度光譜(intensity spectra)和參考光譜(reference spectrum)之間的相似度,據此,能夠可靠地彼此區分具有可接受的亮度光譜的有價值文檔和具有不可接受的亮度光譜的有價值文檔。
[0006]通過獨立權利要求的主題來實現此目的。其從屬權利要求闡述了本發明的有利發展和實施例。
[0007]根據本發明的方法包括測試要檢查的有價值文檔的亮度光譜和參考光譜之間的相似度。被檢查與參考光譜相似度的亮度光譜例如為有價值文檔的減弱光譜、透射光譜或螢光光譜。為了記錄有價值文檔的亮度光譜，以數個不同波長檢測從有價值文檔發出的光。為了檢查從要檢查的有價值文檔記錄的亮度光譜與參考光譜的相似度，不是將記錄的亮度光譜自身與參考光譜比較，而是與適用於參考光譜且通過線性校正而從記錄的亮度光譜產生的校正的亮度光譜比較。然而，(線性)校正函數的校正參數不是預定的，而是通過將線性校正的亮度光譜適用於參考光譜而確定的。使用線性校正函數而適用導致所記錄的亮度光譜的略微偏移和/或拉伸。通過將線性校正的亮度光譜適用於參考光譜，實現了由於測量技術造成的記錄的亮度光譜的檢測亮度的波動至少被部分補償，其中，該波動對於要檢查的有價值文檔來說是不可預測的、或在檢查有價值文檔時得不到。
[0008]為此目的，進行下面的步驟:使用線性校正函數來校正記錄的亮度光譜。線性校正函數採用第一校正參數a和第二校正參數C。校正所需的校正參數a、c的值最初是未知的，且僅在適用的過程中被確定。使用線性校正函數，從記錄的亮度光譜S(X)形成了校正的亮度光譜S』(c, a, λ )=c+a.S( λ )。將校正的亮度光譜S』 (c, a, λ )=c+a.S( λ )適用於參考光譜，以便減小由距離測度限定的偏差，其中，校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)具有相對於參考光譜R(X)的該偏差。具體地，可通過該適用而使此偏差最小。第一和第二校正參數與波長λ無關，S卩，對於所有波長採用同樣的第一校正參數c和同樣的第二校正參數a。由此，實現了校正的亮度光譜不會在記錄的亮度光譜上被偽造。
[0009]校正的亮度光譜相對於參考光譜的由距離測度限定的偏差通過對亮度差計算距離測度(distance measure)而產生，該距離測度是在不同波長上呈現的校正亮度光譜S』(c，a，λ)相對於參考光譜R(A)的距離色度。例如，距離測度是校正的亮度光譜S，(c, a, λ)相對於參考光譜R(A)的歐氏(Euclidean)距離、曼哈頓(Manhattan)距離、棋盤(chessboard)距離或其它數學距離。優選地,通過最小二乘擬合來將校正的亮度光譜S』(c，a，λ)適用於參考光譜R(X)。然而，例如，通過改變校正參數a和c，校正的亮度光譜S』(c，a, λ )=c+a * S(A)還可被迭代地適用於參考光譜。
[0010]適用的結果是適用於參考光譜的校正的亮度光譜S』( λ ) =c*+a*.S ( λ )，其第一校正參數為c*,且其第二校正參數為a*,其中，c*和a*表示與波長λ無關的具體數值，即，對於所有波長它們都相同。校正的亮度光譜相對於參考光譜的由距離測度限定的偏差處於c=c*且a=a*，由此，與記錄的亮度光譜相對於參考光譜所具有的由距離測度限定的該偏差相比，其減小或甚至呈現為最小。對於以此方式確定的適用的校正的亮度光譜S』( λ ) =c*+a*.S ( λ )，隨後計算適用的校正的亮度光譜S』( λ ) =c*+a*.S ( λ )相對於參考光譜的距離。計算的距離被用來評估所記錄的亮度光譜S(X)和參考光譜R(X)之間的相似度。
[0011]在適用(adapting)時，例如，校正參數a和c變化，直到由距離測度限定的偏差到達最小為止，即，直到校正參數a和c的進一步變化不再使由距離測度限定的偏差減小為止。如果校正的亮度光譜相對於參考光譜所具有的由距離測度限定的偏差在適用時被最小化，則採用適用的校正的亮度光譜S』(X)=c*+a*_S(X)，其與參考光譜R(X)的偏差最小。然而，如果由距離測度限定的偏差小於特定閾值，則還可終止該適用。
[0012]校正的亮度光譜適用於參考光譜、以及用於計算距離的適用於參考光譜的校正的亮度光譜s』 (A)=c*+a*.S(A)的採用使得可以至少部分補償由於測量技術造成的波動，其在其記錄時已影響亮度光譜S( λ )。例如，這些包括有價值文檔的檢測位置的不準確(例如，由於有價值文檔的運送波動造成)，其可在有價值文檔具有不同類光譜屬性的情況下改變記錄的亮度光譜。基於該適用，能夠可靠地將具有不可接受的亮度光譜的有價值文檔與具有可接受的亮度光譜的有價值文檔區分。
[0013]在適用校正的亮度光譜S(X)時，對於要檢查的每個單獨的有價值文檔，適用的校正的亮度光譜s』 (A)=c*+a* *S(A)與參考光譜R(X)的由距離測度限定的偏差減小或最小的第一和第二校正參數a*和c*被各自確定。與對參考光譜的非單獨適用(對於數個記錄的亮度光譜採用同樣的校正參數c*和a*)相反，由此獲得好得多的適用。如果對於要檢查的有價值文檔、要針對與參考光譜的相似度而測試數個亮度光譜，則還可對於要檢查的有價值文檔的每個單獨的亮度光譜S(X)各自進行適用。
[0014]例如，在對應於使用擬合參數a和c將校正的亮度光譜S』(c，a, λ )擬合到參考光譜R(X)的補償計算的框架內，將校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)適用到參考光譜R(X)。例如，補償計算是校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)到參考光譜R(X)的最小二乘擬合，或至少基於這樣的擬合。在最小二乘擬合的情況下，在適用時作為偏差而計算矯正的亮度與參考光譜的均方差。最小二乘擬合是有優勢的，因為其需要很少的計算時間，由此即使在有價值文檔的高速檢查期間，也允許對每個檢查的有價值文檔進行實時的相似度評估。
[0015]對於一方面的在適用的框架內的由距離測度限定的偏差的計算、以及另一方面的適用的校正的亮度光譜s』 ( λ ) =c*+a*.S(A)與參考光譜R(X)的距離的計算(為相似度評估而採用的)，可採用同樣的距離測度。然而，最好是作為用於相似度評估的距離而採用適用的校正的亮度光譜S』 ( λ ) =c*+a*.S(A)與參考光譜R(X)的棋盤距離
|S』 (A)-R(A) I ，所述距離為S』 U)=c*+a*.S(A)與R(A)之間的最大差，其存在於預期波長λ中的任一個上的兩個亮度光譜之間。
[0016]例如，採用計算的距離作為相似度測度，其允許記錄的亮度光譜與參考光譜的相似度的定量表述。為了評估從有價值文檔記錄的亮度光譜S(X)與參考光譜R(X)的相似度，可將計算的距離與一個或數個閾值相比較。當該距離超過了有價值文檔上的一個或數個檢測位置的閾值時，檢查的有價值文檔被分配相應的較低的相似度，且在可應用時，揀出該有價值文檔。
[0017]例如，在其裝運之前，在有價值文檔的質量檢查的框架內，進行有價值文檔的記錄的亮度光譜與參考光譜之間的相似度的評估。根據本發明的方法允許有價值文檔的安全特徵的光譜特性針對為安全特徵而指定的光譜特性檢查其相似度，其中，對此，該安全特徵在其應用或併入有價值文檔之前被指定。這裡，可採用該距離作為用於安全特徵的質量檢查的相似度測度。被檢查光譜特性的安全特徵例如為應用於有價值文檔且由指定的光譜特性識別的特殊印製墨水。採用棋盤距離作為該距離在這裡尤其有利，因為可將其直接與波動範圍相比較，據此，安全特徵，尤其是印製墨水，在有價值文檔被配備安全特徵之前被指定。
[0018]可對於記錄的亮度光譜的整個光譜區域、或對於其一個或數個光譜部分，將校正的亮度光譜S』(C，a，λ)適用於參考光譜R(A)。在適用時，還可通過在光譜上相互分離的數個光譜區域上進行平均，計算校正的亮度光譜相對於參考光譜所具有的、由距離測度限定的偏差。當對於完全包括安全特徵的光譜特性、且延伸越過光譜特性所處的光譜部分的光譜部分進行適用時，獲得最優適用。如果光譜特性處於紅外區，則優選地，將校正的亮度光譜適用於完全位於紅外區的記錄的亮度光譜的光譜部分中的參考光譜，在適用時，不考慮所記錄的亮度光譜位於可見區的光譜部分。進行適用的紅外區的光譜部分優選僅包括SOOnm以上的波長。通過僅在紅外區中適用，實現了:可將同樣的參考光譜用於各自包含同樣的安全特徵的數個可見的印製墨水。可由此避免從為了單個類型的有價值文檔處理單獨的參考光譜產生的工作量。
[0019]優選地，僅對於校正的亮度光譜被適用於參考光譜的光譜部分、或對於其一部分，計算其距離被用於評估相似度的、適用的校正的亮度光譜與參考光譜的距離。具體地，僅對於要檢查的有價值文檔的安全特徵的光譜特性所延伸的適用的校正的亮度光譜的光譜部分，計算該距離。優選地，所述部分完全位於紅外區。
[0020]為了不會相對於記錄的亮度光譜S(X)偽造適用的校正的亮度光譜S』(λ)，可進行校正的亮度光譜到參考光譜R(X)的約束適用。為了在適用時排除亮度光譜的偽造，對於第一和第二校正參數規定特定條件。為獲得約束適用，例如，對於從第一和第二校正參數a*、c*導出的兩個參數w=l/(a*+c*)和s=a*/ (a*+c*),規定了一個或數個特定的附加條件。可能的附加條件為導出的參數W、s相互獨立，使得它們滿足特定的數學關係。然而，還可通過這樣的附加條件來約束適用:參數w、s各自位於特定的限制內，具體地，w位於I附近的值範圍[W1, W2], S位於I附近的值範圍[S1, S2],其中，優選地,保持0.8? l〈w2〈l.2,
0.8〈Sl〈l.1<s2<1.2。在特定情況下的w和s的值範圍也可不位於I附近，而是在或大或小的數值周圍。如果根據本發明的方法被錯誤地應用於以該方法為基礎的參考光譜R(X)無效的其它有價值文檔，則該約束是有利的。否則，對於這樣的有價值文檔的亮度光譜，可能被(無約束的)適用偽造。
[0021]通過約束的適用，實現了記錄的亮度光譜S(X)的光譜形狀，尤其是其光譜特性在適用時被充分保持。由此，適用的校正的亮度光譜具有與記錄的亮度光譜基本相同的光譜特性。約束的適用最多產生記錄的亮度光譜的輕微偏移和/或拉伸。
[0022]對於校正的亮度光譜S』(c，a, λ )到參考光譜R(X)的約束適用，例如，在適用步驟之後進行以下步驟:
[0023]-確定適用的校正的亮度光譜S』(λ)的第一校正參數c*和第二校正參數a*，其中，由適用的校正的亮度光譜S』 (λ)與參考光譜R(X)的距離測度限定的偏差減小或最小，
[0024]-計算參數w=l/ (a*+c*)和參數 s=a*/ (a*+c*),
[0025]-檢查參數w是否位於I附近的預定區間[W1,W2]，參數s是否位於I附近的預定區間[S1, S2]，
[0026]_如果Ww1,則將參數w約束為W1,如果w〉w2，則將參數w約束為w2，並且，如果SCs1,則將參數S約束為S1，如果s>s2，則將參數s約束為s2，
[0027]-採用約束的參數W=W1或W=W2和/或約束的參數S=S1或S=S2,以確定約束適用的校正的亮度光譜SB』(A)=c*+a*.SU )，其第一校正參數為c*= (1-s)/V，且第二校正參數為 a*=s/w,
[0028]-計算約束適用的校正的亮度光譜SB』(λ)相對於參考光譜R(A)具有的距離(A),
[0029]-採用計算的距離(A)，以評估從有價值文檔記錄的亮度光譜S(X)和參考光譜R(A)之間的相似度。
[0030] 此外，本發明涉及傳感器，其被配置為用於執行所述方法。該傳感器記錄要檢查的有價值文檔的亮度光譜。為此目的，傳感器具有測量元件，用於從要檢查的有價值文檔發出的光的光譜解析檢測，例如，光譜不同的一個或數個光源(在可用時)、一個或數個色散元件(在可用時)、以及一個或數個檢測器件。此外，傳感器還配備有評估器件，其將根據本發明的方法的步驟應用於有價值文檔的記錄的亮度光譜。為了執行這些步驟，傳感器配備有對應的硬體和/或利用對應軟體被編程。例如，傳感器被安裝在用於檢查有價值文檔的設備中，其具有傳送系統，要檢查的有價值文檔通過其一個接一個地逐一被傳送通過檢查有價值文檔的傳感器。
[0031]在開始根據本發明的方法之前，可手動、或例如通過執行該方法的傳感器設備或傳感器上的對應調整而自動選擇各自適於此有價值文檔的參考光譜。所選參考光譜可對不同類型的有價值文檔有效。還可通過例如基於根據本發明的方法的在線進行的有價值文檔的測量自動識別有價值文檔，來獲得有關哪個參考光譜適於該有價值文檔的信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]下文中，將通過參考附圖，用示例來說明本發明。附圖示出了:
[0033]圖1a為記錄的亮度光譜S(X)、Z (λ)與具有接受間隔R( λ )+/-Λ R的參考光譜RO)比較的示例，
[0034]圖1b為大量有價值文檔的記錄的亮度光譜SiU)與具有接受間隔R(X)+/-AR的參考光譜RO)比較的示例，
[0035]圖2a為來自圖1a的亮度光譜S(X)和適用於參考光譜R(A)的校正的亮度光譜S』(λ )，其與參考光譜R(X)的偏差最小，
[0036]圖2b為來自圖1b的適用於參考光譜R(X)的校正的亮度光譜S/ (λ)與在參考光譜R ( λ )周圍的接受間隔R ( λ ) +/- △ R相比較、以及與減小的接受間隔R ( λ ) +/- δ R相比較，
[0037]圖2c為亮度光譜Ζ(λ)、Ζ』(λ)與在參考光譜R(X)周圍的接受間隔R ( λ ) +/- Λ R相比較、以及與減小的接受間隔R ( λ ) +/_ δ R相比較，
[0038]圖3a示出了在適用不同的亮度光譜時確定的參數s和W、及其對區間[S1, S2]和[w1； W2]的約束，
[0039]圖3b為亮度光譜T ( λ )的約束適用的示例。
【具體實施方式】
[0040]通常，根據本發明的方法可被用於測試亮度光譜的相似度。被檢查與參考光譜的相似度的亮度光譜例如為有價值文檔的減弱光譜、透射光譜或螢光光譜。例如，這樣的相似度測試可被用於真實性檢查，用於檢查有價值文檔的狀態或類型或其他屬性。下文中，將通過要在生產之後被檢查安全特性的存在的有價值文檔的質量檢查的示例，來描述根據本發明的方法。在如此做時，檢查各個有價值文檔的亮度光譜是否具有與特定光譜特性的充分相似度。
[0041]在圖1a中，示出了要檢查的有價值文檔的減弱光譜，作為亮度光譜S ( λ )，其通過以不同波長的光檢測來自有價值文檔而被記錄。該亮度光譜可以是通過對從有價值文檔發出的在範圍X1至λ 14的光進行光譜解析檢測而獲得的連續的亮度光譜。然而，可選地，亮度光譜也可根據各個離散的亮度值形成，例如在與圖1a比較時，波長λ i至λ 14的所述亮度值。此外，可從有價值文檔上的特定檢測位置(site)記錄亮度光譜，或者，亮度光譜為有價值文檔上的特定區域(ROI)內的數個檢測位置上平均的亮度光譜。例如，亮度光譜可包括:在由於檢測器的光譜靈敏度而校正之後(在可用時)，且基於照射有價值文檔的發光亮度(在可用時)，檢測器以不同波長檢測到的亮度的絕對亮度值。然而，在下面的示例中，將考慮包括相對亮度值的亮度光譜，即，例如，通過形成對基礎亮度的比，在不同波長上檢測的亮度已基於有價值文檔的基礎(或參考)亮度(例如，在有價值文檔的白區中檢測的亮度)。
[0042]此外，圖1a示出了記錄的亮度光譜S(A)所要比較的參考光譜R ( λ )。作為參考光譜，例如，採用從有價值文檔理想預期的目標光譜。例如，參考光譜R(X)是相應檢測位置或ROI的特定的參考光譜、或作為整體的有價值文檔預期的參考光譜。通過測試所記錄的亮度光譜S(X)是否位於參考光譜R(X)周圍的可接受範圍，來進行與參考光譜R(A)的比較。由此，圖1a指示了可能的接受範圍的限制，其在此示例中通過在參考光譜RU)上下的固定距離Λ R與參考光譜R(A)平行偏移的兩個光譜R( λ ) + Λ R和R(X)-A R來給出。例如，在有價值文檔的質量檢查的框架內，進行亮度光譜S(X)是否位於接受範圍R(A)V-AR的測試。在質量檢查時，具有亮度光譜S(X)的有價值文檔由於其位於接受範圍內而被接受。
[0043]圖1b示出了從大量(η個)不同有價值文檔記錄的大量亮度光譜SiU)(其中，i=l，2，...n)。對於這η個有價值文檔，還預期對應於參考光譜的光譜特性。關於使用接受範圍R( λ ) +/- Λ R的質量檢查，所有這η個有價值文檔示出可接受的光譜特性。然而，由於以下各種原因，各個亮度光譜Si(X)彼此不同:
[0044]-第一，由於在有價值文檔的生產期間的不可避免的波動，要檢查的有價值文檔光譜性質彼此略微不同。要在質量檢查的框架內測試這些波動。
[0045]-第二，還由於測量技術產生不同的有價值文檔的亮度光譜Si(X)的光譜差異。通常，例如，由於僅在有價值文檔的特定區域中局部應用的顏色(或墨水)或安全特徵，或由於導致不均勻面積應用或蓋印顏色的不均勻面積覆蓋的印製設計，有價值文檔的光譜性質與有價值文檔的檢測位置無關地變化。如果上面記錄了亮度光譜的各個有價值文檔的實際檢測位置實際上與參考光譜保持的目標檢測位置不匹配，則由於有價值文檔的局部變化的光譜性質，這可導致記錄的亮度光譜與參考光譜的偏差。例如，由於有價值文檔的定位不精確、或由於在傳送系統將用於其檢查的有價值文檔傳送通過記錄亮度光譜的傳感器時的有價值文檔的傳送波動，出現檢測位置的這種波動。通過圖1b的亮度光譜SiU),檢測位置的波動是亮度光譜SiU)與參考光譜R(X)的偏差的主要原因。
[0046]-第三，也可由於在檢測位置上檢測到的亮度基於在相應有價值文檔的基礎(或參考)區域中檢測到的亮度時被檢測的亮度的相對測量，檢查的有價值文檔的亮度光譜變化。當被檢查的有價值文檔的基礎區域在其不透明度方面彼此不同、已被弄汙時、或當在不同有價值文檔的基礎區域存在不同的水印時，這導致基礎亮度的略微波動，其同樣導致記錄的亮度光譜的改變。
[0047]因為所有η個有價值文檔的亮度光譜Si( λ )具有可接受的光譜特性，所以，所有這η個有價值文檔應在質量檢查時應該被接受。因此，將接受範圍R(X)+/-AR選擇為如此大使得這η個有價值文檔在質量檢查時不會被拒絕。另一方面，然而，大的接受範圍R(X)+/-AR具有這樣的結果:具有不可接受的亮度光譜(例如，來自圖1a的亮度光譜Z(A))的有價值文檔也可能在質量檢查時被接受。從應當具有與參考光譜R( λ )相對應的光譜特性、但在其生產時出現錯誤的另一個有價值文檔記錄亮度光譜Z (λ)。由於該錯誤，光譜Z (λ)示出與參考光譜R(x)、亮度光譜S(X)不同的光譜特性。然而，因為其它有價值文檔的光譜Z ( λ )位於接受範圍R ( λ ) +/- Λ R內，所以，也會接受其它有價值文檔。
[0048]圖2a通過亮度光譜S(X)的示例示出了根據本發明的方法。這裡，使用線性校正，將亮度光譜S(X)適用於參考光譜R(X)。為此目的，首先從亮度光譜S(X)計算校正的亮度光譜S』(c，a, λ ) =c+a -S(A),其為所記錄的亮度光譜S(X)的線性變換，且取決於第一校正參數c和第二校正參數a，其與波長λ無關。通過補償計算，例如，最小二乘擬合，確定兩個校正參數c*、a*，對其來說，來自參考光譜的線性校正的亮度光譜的偏差(其由所選的距離測度限定)最小。
[0049]也可重複進行補償計算。對於第一校正參數c和第二校正參數a來說，首先使用初始值Ctl和％，例如，Ctl=O且％=1。從Ctl和％開始，c和a迭代變化，附屬校正的亮度光譜S，(c,a, A)=c+a.S(A)被分別確定，並且，此校正的亮度光譜S』 (A)=c+a.S(A)的由所選的距離測度限定的與參考光譜R(X)的偏差被分別計算。校正參數c和a變化，直到校正的亮度光譜S』 (A)=c+a.S(A)的由距離測度限定與參考光譜R(X)的偏差達到最小為止。此適用的結果是特定的線性校正的亮度光譜S』(X)=c*+a*_S(X)，其具有校正參數c*和a*，其中，校正的亮度光譜S』 (λ)與參考光譜R(X)的偏差最小。
[0050]從記錄的亮度光譜S(X)開始，由此得到來自圖2a的適用的校正的亮度光譜S』( λ )，其使用補償計算而被適用於參考光譜R ( λ )。通過將亮度光譜S ( λ )適用於參考光譜R( λ )，實現了檢測位置或基礎亮度的變化被至少部分地補償，所述變化實際上對於各個被檢查的有價值文檔來說不是可預測的，或者其對於該評估來說得不到。
[0051]在特定的光譜區域F中，將校正的亮度光譜S』 (λ)適用於參考光譜R(X)。對於將校正的亮度光譜S』 (λ)適用於參考光譜R(X)，僅考慮在光譜區域F的波長上檢測到的那些亮度值，而在光譜區域F之外檢測到的亮度值不被考慮。也就是說，由距離測度限定的在光譜區域F內檢測到的亮度值與參考光譜的偏差被最小化。
[0052]圖2b示出了來自圖1b的大量亮度光譜SiU)的適用的結果。使用線性校正，每個亮度光譜SiU)與參考光譜R(X)單獨適用，其中，校正參數c*、a*通常對於各個適用呈現出不同值。這產生在圖2b中表示的校正的亮度光譜S』「λ)。由於該適用，校正的亮度光譜S』Αλ)與參考光譜R(X)偏差相當小。對於引起來自圖1b的亮度光譜SiU)的波動的檢測位置或基礎亮度的變化，其通過適用被顯著減小或補償。由於該適用，可將相當小的接受範圍R(X)+/- δ R用於有價值文檔的質量檢查。對於所有η個有價值文檔，適用的亮度光譜S』 i ( λ )位於這個接受範圍R ( λ ) +/- δ R中。
[0053]通過該適用，具有不可接受的質量的有價值文檔的亮度光譜，例如來自圖1a的亮度光譜Z (λ )，也與參考光譜R(X)接近。然而，在此情況下，適用僅導致接近，而不是像在亮度光譜SiU)的情況下那樣與參考光譜良好匹配。由此，儘管經過了適用，但與圖2c相比，適用於參考光譜R(X)的亮度光譜Ζ』(λ)會超過減小的接受範圍Κ(λ)+/-δ R的限度。由此，具有不可接受的亮度光譜Z (λ)的有價值文檔能夠被與具有可接受亮度光譜S(X)和Si(A)的有價值文檔可靠地區分。
[0054]對於有價值文檔的檢查，進行從有價值文檔記錄的亮度光譜S(X)和參考光譜R(A)之間的相似度的定量評估。作為相似度測度，可為此目的計算適用於參考光譜R(A)的校正的亮度光譜S』 (λ)與參考光譜R(X)的距離。對於質量檢查，計算適用於參考光譜R(X)的校正的亮度光譜S』 (λ)在特定光譜區域與參考光譜R(X)的距離Ac。此光譜區域可以時也進行校正的亮度光譜S』 (λ)適用於參考光譜R(X)的光譜區域F。然而，可選地，對比圖2a，也可對於光譜區域F的部分T來計算距離Ac。如果質量檢查是檢查具有特定的光譜特性的顏色或安全特徵的質量，則對於光譜特性期望位於的部分，例如，對於來自圖2a的部分TM，計算距離Ac。
[0055]可將計算的距離Ac直接用於有價值文檔的質量檢查。為此目的，例如，可將距離Ac與一閾值相比較，一旦超過該閾值，有價值文檔就被分配不可接受的質量。如果計算的距離Ac位於特定閾值之下，則有價值文檔被分配可接收的質量。然而，也可將計算的距離Ac考慮為與其它質量標準結合的數個質量標準之一。例如，僅在數個質量標準被同時滿足的情況下，有價值文檔的質量才被評價為可接受。
[0056]作為距離測度，採用棋盤距離Ac= S，(A)-R(A) I 。對比圖2a、2c、3b，所述距離對應於在期望的光譜區域的波長λ的任一個中存在的、亮度光譜S』(λ)和參考光譜R(A)之間的最大的亮度差|c*+a*.S(A)-R(A) I。與其它距離測度相比，例如，與均方距離相t匕，棋盤距離Ac是有利的。校正的亮度光譜與參考光譜R(X)的棋盤距離Ac可以直接與通常指定顏色或安全特徵的最大波動範圍S R相比較。如果棋盤距離Ac總計大于波動範圍δ R，則此等價於至少一個波長上的校正的亮度光譜超過了在規範的框架內規定的接受範圍R( λ )+/- δ R0因為棋盤距離Ac由此直接對應於顏色或安全特徵的規範，所以，可將棋盤距離Ac用來以簡單方式檢查與規範的一致性。此外，與使用校正的亮度光譜S』(λ)與上限R(X)+SR和下限R(A)-SR比較的圖形表示的規範相比，棋盤距離Ac對於希望理解質量檢查結果的人來說非常清楚。諸如均方距離的其它距離測度相對於棋盤距離來說較不清楚，不直接對應於規範所規定的內容，由此不易於與指定的波動範圍相比較。
[0057]在該方法的開發中，可採用加權的棋盤距離Ac作為距離測度，其採用依賴于波長的接受範圍R(X)+/-SR (X)作為基礎，其具有依賴于波長的寬度δ?(λ)。通過Ac=I I (S』 (\)-R(\))/5R(\)l I 來計算加權的棋盤距離。
[0058]在根據本發明的方法中，可進行約束適用，以通過適用來避免偽造記錄的亮度光譜。通過約束適用，在適用於參考光譜R(X)時，保持記錄的亮度光譜的光譜形狀。在此示例中，通過從滿足位於特定限制內的附加條件的第一和第二校正參數a*、c*導出的兩個參數s=a*/ (a*+c*)和w=l/(a*+c*),來約束該適用。如果在無約束適用時、參數w不位於I周圍的預定區間[WyW2]內，則將其約束為W=W1 (如果W、)、以及W=W2 (如果w>w2)。因而，如果在無約束適用時、參數s不位於I周圍的預定區間[S1, S2]，則將其約束為S=S1 (如果S(S1)'以及S=S2 (如果s>s2)。如果僅最小校正必須在適用的框架內執行，則所述參數取值為W~和S~1，使得所述約束不影響適用的校正的亮度光譜。
[0059]圖3a示出了參數s和w可被約束的值範圍B的示例，在此示例中，規定了用於s的從0.8到1.2的值範圍、以及用於w的從0.9到1.1的值範圍。通過參數s、w的約束，避免了構成了亮度的相對測量的基礎的基礎亮度的過強校正、以及通過檢測位置的波動而出現的光譜改變的過強校正。通過將值對(values pairs) (s,w)約束到範圍B，實現了(略微)改變亮度光譜而僅校正物理調整的影響。約束適用保證了校正的亮度光譜的譜形(spectralshape)對應於相應記錄的亮度光譜的譜形。
[0060]在圖3a的圖中，對大量有價值文檔繪出了兩個參數8和w的值對(S，W)，其中，已通過將記錄的有價值文檔的亮度光譜(無約束地)適用於參考光譜R( λ )，來單獨確定每個值對(S，W)。對於具有可接受光譜特性的有價值文檔，確定位於值範圍B內的值對(s,w)(圖3a中的黑點)。例如，這些包括具有亮度光譜Si(A)的有價值文檔I至n，其中，i=l, 2，...η。對於不具有特性光譜的有價值文檔，確定位於值範圍B之外的值對(s，w)(圖3a中的圓圈)。它們的參數8和w與(s，w) = (l，l)嚴重偏離，使得它們超過了值範圍B的限度，且由此被約束限制。例如，在(無約束)適用另一個有價值文檔的記錄的亮度光譜Y(λ)時，確定參數sY=2.2、wY=0.8。與記錄的亮度光譜Y (λ)無約束適用於參考光譜R (λ)所產生的(sY，wY) = (2.2，0.8)不同，將所述參數約束為(sy，Wy) = (s2，Wi)。從由此約束的參數Sy=S2和Wy=W1,確定了約束適用的校正的亮度光譜ΥΒ(λ )=c*+a*.y( λ ),其第一校正參數為C*=(l-s2)/w1;且其第二校正參數為a*=s2/wlt)在圖3a的示例中，(sY, wY)被約束為(s2, W1) = (1.2, 0.9) ο[0061]圖3b示出了另一個有價值文檔在其錯誤地採用了生產不足顏色時的記錄的亮度光譜τ (λ)。通過Sy至1.2、wY至0.9的約束，產生了約束適用的校正的亮度光譜ΥΒ』(入)。若沒有參數w和s的約束，則記錄的亮度光譜Y (λ)適用於參考光譜R(X)會導致亮度光譜Y』 U) = (l-S)/w+S/wY (λ)，對比圖3b，其具有與參考光譜RU)的相當低的偏差。然而，與記錄的亮度光譜T (λ)相比，通過(無約束)適用到參考光譜R(X)而偽造了亮度光譜Y』 U)。通過將參數《和s約束到範圍B，光譜Y (λ)到參考光譜R(X)的適用導致約束適用的光譜￥!3』( λ Xl-S2VwAS2ZV1.Υ ( λ )，其基本對應於記錄的亮度光譜Y (入)。
[0062]與無約束的情況類似地，在約束適用的情況下還計算約束適用的校正的亮度光譜Yb'(入)與參考光譜R(A)的距離Ac，並且，將計算的距離Ac用於評估從另一個有價值文檔記錄的亮度光譜和參考光譜R(X)之間的相似度。在示出的示例中，亮度光譜ΥΒ』(λ)的由此確定的距離Ac如此大，對比圖3b，使得減小的接受範圍R(X )+/- δ r的限制被超過很多。另一個有價值文檔由此將被分配不可接受的質量。
【權利要求】
1.一種用於檢查有價值文檔的方法，包括如下步驟: -以數個不同波長(λ」 λ2, λ 3....)檢測從有價值文檔發出的光，用於記錄該有價值文檔的亮度光譜S(X)； -通過使用線性校正函數校正記錄的亮度光譜S(X)，形成校正的亮度光譜S』(c, a, λ ) =c+a.S ( λ )，使得校正的亮度光譜S』 (c, a, λ ) =c+a.S ( λ )是記錄的亮度光譜S(A)的線性變換，且取決於第一校正參數c和第二校正參數a ； -將校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)適用於參考光譜R(X)，以便減小由距離測度限定的、校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)具有的與參考光譜R(X)的偏差，這通過採用被適用於參考光譜R(X)的校正的亮度光譜S』(X)=c*+a*_S(X)來確定，其第一校正參數c取值c*，其第二校正參數a取值a* ； -計算適用於參考光譜R(X)的校正的亮度光譜S』 (A)=c*+a*.S(A)具有的與參考光譜RU)的距離(A, Ac)； -採用計算的距離(A，A。)，以評估從有價值文檔記錄的亮度光譜S(X)和參考光譜R(A)之間的相似度。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於，通過將線性校正的亮度光譜S』(c,a, λ)適用於參考光譜R(X)，來確定第一和第二校正參數a、Co
3.根據前述權利要求中的一個或多個的方法，其特徵在於，對要檢查的每個有價值文檔而單獨地，尤其對於要檢查的每個有價值文檔的每個記錄的亮度光譜S(X)而單獨地，將校正的亮度光譜s』 (c,a, λ)適用於參考光譜R(A)。
4.根據前述權利要求 的任意一個中的方法，其特徵在於，通過將校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)適用於參考光譜R(X)，由於在其記錄時已影響記錄的亮度光譜S(X)的測量技術導致的波動被至少部分補償。
5.根據前述權利要求的任意一個中的方法，其特徵在於，在補償計算的框架內，將校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)適用於參考光譜R(X)，通過所述補償計算，進行校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)到參考光譜R(X)的最小二乘擬合。
6.根據前述權利要求的任意一個中的方法，其特徵在於，在適用的校正的亮度光譜S』(λ)和參考光譜R(X)之間計算的距離(A)是適用的校正的亮度光譜S』 (λ)與參考光譜RU)的棋盤距離(Ac)。
7.根據前述權利要求的任意一個中的方法，其特徵在於，通過該方法，針對其與為安全特徵指定的光譜特性的相似度，檢查有價值文檔的安全特徵的光譜特性，根據該相似度，在有價值文檔被配備有安全特徵之前指定該安全特徵。
8.根據權利要求7的方法，其特徵在於，為了評估記錄的亮度光譜S(X)與參考光譜R(A)的相似度，將計算的距離⑷，尤其是棋盤距離(Ac)，與指定的波動範圍相比較，據此指定安全特徵的光譜特性。
9.根據前述權利要求的任意一個中的方法，其特徵在於，在僅包括紅外波長的記錄的亮度光譜S(X)的光譜部分(F)中，將校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)適用於參考光譜R(A)。
10.根據前述權利要求的任意一個中的方法，其特徵在於，在計算距離(Α，Α。)時，僅對將校正的亮度光譜S』(c，a, λ )適用於參考光譜R(X)的光譜部分(F)的一部分(T，Tm)來計算距離(A，AC)。
11.根據前述權利要求的任意一個中的方法，其特徵在於，在計算距離(A，A。)時，僅對其中針對安全特徵的光譜特性檢查有價值文檔的、所適用的校正的亮度光譜S』 (λ)來自參考光譜R(X)的光譜部分(Tm)來計算距離(Α，Α。)，所述光譜部分(Tm)最好完全位於紅外區。
12.根據前述權利要求的任意一個中的方法，其特徵在於，以約束方式將校正的亮度光譜S』 (c,a, λ)適用於參考光譜R(X)，使得適用的校正的亮度光譜S』(λ)相對於記錄的亮度光譜S(X)不被偽造。
13.根據前述權利要求的任意一個中的方法，其特徵在於，進行該適用，使其通過一個或數個特定的附加條件來被約束，對於從第一和第二校正參數a*、c*導出的兩個參數W=I/(a*+c*)和s=a*/(a*+c*)來規定所述附加條件。
14.一種用於檢查有價值文檔的傳感器，被配置用於執行根據前述權利要求的任意一個的方法。
15.一種用於檢查 有價值文檔的設備，具有根據權利要求14的用於檢查有價值文檔的傳感器。
【文檔編號】G07D7/12GK103477370SQ201280015715
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年4月4日 優先權日:2011年4月8日
【發明者】W.勞舍爾, J.弗蘭肯伯傑 申請人:德國捷德有限公司