用於檢查有價文件的防偽特徵的方法和設備的製作方法

2023-12-04 06:48:51 4

用於檢查有價文件的防偽特徵的方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於檢驗有價文件的存在於有價文件預定防偽特徵區域中的預定防偽特徵、優選為水印的方法，包括：檢測像素數據，其以空間解析方式描述出至少有價文件的防偽特徵區域的具有預定光學空間解析度的光學圖像；檢測超聲波數據，其以空間解析方式描述出有價文件至少在防偽特徵區域中的具有限定超聲波空間解析度的超聲波特徵，其中，超聲波空間解析度低於光學空間解析度；從所述像素數據中檢測第一解析度減小圖像的解析度減小像素的第一解析度減小的像素數據，使得第一解析度減小的像素數據被分配給專用於超聲波數據的相應空間，所述第一解析度減小的像素數據描述出至少有價文件的防偽特徵區域的解析度減小的光學圖像，解析度減小的光學圖像的光學空間解析度對應於所述超聲波空間解析度；以及至少檢驗所述第一解析度減小的像素數據與所述超聲波數據對應的程度。
【專利說明】用於檢查有價文件的防偽特徵的方法和設備

【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於檢查存在於有價文件指定防偽特徵區域中的有價文件的防偽特 徵、尤其是水印的方法以及涉及一種用於檢查存在於有價文件指定防偽特徵區域中的有價 文件的防偽特徵、尤其是水印的設備。

【背景技術】
[0002] 在此，有價文件理解成象徵例如幣值或授權的、因而不應被未授權的人任意製造 的紙片狀物體。因此它們具有不易製造、特別是複製的防偽標記，防偽標記的存在是真實 性、即被授權主體製造的表示。這種有價文件的重要實例是晶片卡、息票、收據、支票，特別 是鈔票。
[0003] 這種有價文件通常擁有能夠例如承載印刷要素或箔要素作為有家文件的更深要 素的片狀基底。
[0004] 這種有價文件、更確切地說是它們的防偽標記、通過例如相應的設備而被檢查它 們的真實性，除了其它的之外，但是，取決於防偽標記的檢查的確定性，即、可用來區域分 真實的和偽造的有價文件或有有價文件的防偽標記的確定性，並不像看起來的那麼令人滿 〇
[0005] 這樣的實例、水印的識別，在本發明框架內理解成由相同密度（即相同的每體積 重量）的有價文件基底的指定的厚度變化形成。雖然這種水印難以製造，但是有或多或少 不錯的水印偽造品。


【發明內容】

[0006] 因此本發明基於陳述一種用於檢查有價文件的防偽特徵、優選為水印的方法以及 實施該方法的裝置的目的，該方法允許良好地檢查防偽特徵。
[0007] 該目的通過具有權利要求1的特徵的方法來實現，特別地通過一種用於檢查存在 於有價文件指定防偽特徵區域中的有價文件的指定防偽標記、優選為水印的方法來實現， 其中捕獲像素數據，用指定光學空間解析度空間解析的像素數據描述出至少有價文件的防 偽特徵區域的光學圖像；捕獲超聲波數據，用指定超聲波空間解析度空間解析的超聲波數 據描述出有價文件至少在防偽特徵區域中的超聲波特性，超聲波空間解析度低於光學空間 解析度；從所述像素數據確立第一解析度減小圖像的解析度減小像素的第一解析度減小的 像素數據，使得分別與所述超聲波數據相關聯的位置具有與所述位置相關聯的第一解析度 減小的像素數據，所述第一解析度減小的像素數據描述出至少有價文件的防偽特徵區域的 解析度減小的光學圖像，解析度減小的光學圖像的光學空間解析度對應於所述超聲波空間 解析度；以及至少檢查所述第一解析度減小的像素數據與所述超聲波數據彼此是否對應或 彼此對應的程度。優選地，至少按照檢查結果形成對比信號，對比信號表示是否已確立防偽 特徵存在的指示，或者是否已確立防偽特徵不存在的指示。藉助評估裝置來實施所述步驟。
[0008] 該目的進一步通過一種用於檢查存在於有價文件指定防偽特徵區域中的有價文 件的指定防偽標記、優選為水印的設備來實現，該設備具有評估裝置，評估裝置構造成實施 根據本發明所述的方法。特別地，該目的通過一種用於檢查存在於有價文件指定防偽特徵 區域中的有價文件的防偽特徵、優選為水印的設備來實現，所述設備具有評估裝置，評估裝 置構造成捕獲像素數據，用指定光學空間解析度空間解析的像素數據描述出至少有價文件 的防偽特徵區域的光學圖像；捕獲超聲波數據，用指定超聲波空間解析度空間解析的超聲 波數據描述出有價文件至少在防偽特徵區域中的超聲波特性，超聲波空間解析度低於光學 空間解析度；從所述像素數據確立第一解析度減小圖像的解析度減小像素的第一解析度減 小的像素數據，使得分別與所述超聲波數據相關聯的位置具有與所述位置相關聯的第一分 辨率減小的像素數據，所述第一解析度減小的像素數據描述出至少有價文件的防偽特徵區 域的解析度減小的光學圖像，解析度減小的光學圖像的光學空間解析度對應於所述超聲波 空間解析度；以及至少檢查第一解析度減小的像素數據與超聲波數據彼此對應的程度。優 選地，至少按照檢查結果形成對比信號，對比信號表示是否已確立防偽特徵存在的指示，或 者是否已確立防偽特徵不存在的指示。
[0009] 對比信號可僅用於存儲對應值，但還可直接用於分類被檢查的有價文件。
[0010] 評估裝置可優選地具有數據處理裝置，數據處理裝置可包括處理器和存儲計算機 程序的指令的存儲器，在處理器執行指令時，實施根據本發明的方法。因此，本發明的主題 還是一種用於檢查存在於有價文件指定防偽特徵區域中的有價文件的防偽標記的計算機 程序，所述程序包括指令，通過數據處理器執行這些指令時，實施根據前述權利要求任一項 所述的方法。另外，本發明的主題還是一種數據載體，存儲有根據本發明所述的計算機程 序。數據載體是有形物體，例如光學數據載體或快閃記憶體等。
[0011] 本發明涉及檢查有價文件的指定防偽特徵，即，檢查有價文件是否具有指定防偽 特徵。優選地，防偽特徵一方面是通過有價文件的厚度和/或每單位面積重量的指定局部 變化或位置依賴性形成的防偽特徵，另一方面是通過至少一個光學特性的相應指定局部變 化或位置依賴性形成的防偽特徵。至少一個光學特性的相應變化可以是例如在指定波長區 域中對光輻射的透射率的相應變化。特別優選地，所述變化是強烈本地相關的。
[0012] 特別優選地，防偽標記是水印。特別優選地，水印是條形水印，其通常由顯著的厚 度輪廓表徵。
[0013] 空間解析的光學特性和空間解析的超聲特性使得至少減少或甚至消除單獨用光 學傳感器或單獨用超聲波傳感器進行檢查時的難度。特別地，在本方法中，不需要首先藉助 第一傳感器弄清防偽特徵的存在，然而用第二傳感器進行檢驗來確認或改善。確切地，可一 起評估像素數據和超聲波數據，而不需要必須在識別防偽特徵之前。
[0014] 本方法基於像素數據和超聲波數據。
[0015] 至少為了捕獲像素數據和超聲波數據，評估裝置可具有至少一個相應的數據界 面，經由該數據界面可捕獲像素數據或超聲波數據。優選地，所述設備還具有光學傳感器和 超聲波傳感器，光學傳感器構造成產生有價文件的像素數據，用指定光學空間解析度空間 解析的像素數據描述出至少有價文件的防偽特徵區域的光學圖像，超聲波傳感器構造成產 生有價文件的超聲波數據，用指定超聲波空間解析度空間解析的超聲波數據描述出有價文 件至少在防偽特徵區域中的超聲波特性，其中超聲波空間解析度低於光學空間解析度，在 實施該方法時，光學傳感器、超聲波傳感器和評估裝置構造成評估裝置採用形成用於有價 文件的像素數據作為像素數據，採用形成用於有價文件的超聲波數據作為超聲波數據。在 本方法中，像素數據優選地藉助光學傳感器和超聲波傳感器形成，光學傳感器構造成產生 有價文件的像素數據，用指定光學空間解析度空間解析的像素數據描述出至少有價文件的 防偽特徵區域的光學圖像，超聲波傳感器構造成產生有價文件的超聲波數據，用指定超聲 波空間解析度空間解析的超聲波數據描述出有價文件至少在防偽特徵區域中的超聲波特 性，超聲波空間解析度低於光學空間解析度。然後優選地經由上述至少一個數據界面，即一 個或多個數據界面捕獲這些數據。
[0016] 像素數據至少描述具有至少防偽特徵的防偽特徵區域的光學圖像，但也可以更 大。光學圖像是在光譜（即從紫外線到紅外線）的一個或多個指定波長區域中的圖像。圖 像可以是反射圖像，但優選地是透射圖像，特別優選地是在可見輻射區域內的透射圖像。光 學傳感器優選地構造成捕獲相應圖像。
[0017] 本發明框架內的超聲波應理解成具有20kHz以上頻率的聲音。優選地，可採用處 於指定頻率範圍、特別優選處於40kHz和800kHz之間的範圍、十分特別優選處於100kHz和 450kHz的之間範圍內的超聲波。那麼，超聲波傳感器優選地構造成發出處於指定頻率範圍 內的超聲波，這可通過選擇相應的用作發射器和接收器的超聲波換能器以及相應的致動來 獲得。為了捕獲超聲波特性，可將超聲波持續地或優選脈衝地發射到有價文件上，並且捕獲 從有價文件發出的超聲波。當採用超聲波脈衝時，頻率在此應理解成在脈衝頻率範圍內以 取決於頻率的幅度加權的平均數，或者幅度最大時的頻率。
[0018] 超聲波特性必須以空間解析方式確立，即，針對有價文件的不同測量或感測區域 確立超聲波特性，測量或感測區域中的至少一些可以（但並不必須）彼此觸摸或重疊。對 於每個測量區域以及有價文件上的表示各測量區域的位置，可形成表現超聲波特性的測量 值，該測量值可被進一步處理。在本方法中，在測量和捕獲時形成的超聲波數據包括捕獲測 量值的位置的測量值及優選地各相關聯的位置信息，，然而，各相關聯的位置信息也可以由 值域內的測量值排列來得到。為簡明起見，在下文中，將談到與超聲波數據相關聯的位置， 與關於位置的超聲波數據相關聯的位置通過關於該位置的超聲波數據的位置信息而確定。
[0019] 作為超聲波特性,原則上可採用表徵有價文件與超聲波的相互作用的任何合適的 特性。根據優選的實施方式，可採用對指定頻率範圍內的超聲波的透射或透射率作為超聲 波特性。那麼，為了確立至少一個超聲波特性，可將超聲波發射到有價文件上，並且捕獲由 有價文件透射的超聲波。為此，在裝置中，超聲波傳感器可構造成將超聲波發射到有價文件 上，並捕獲由有價文件所透射的超聲波。
[0020] 超聲波數據的超聲波空間解析度小於像素數據的光學空間解析度。超聲波數據的 超聲波空間解析度或像素數據的空間解析度可特別地理解為與超聲波數據或像素數據相 關聯的位置之間的最小距離。這些距離或空間解析度的差別可特別地位於5或更大因子的 範圍內。
[0021] 根據本發明，從所述像素數據形成解析度減小圖像的解析度減小像素的解析度減 小的像素數據，使得分別與所述超聲波數據相關聯的位置具有與所述位置相關聯的第一分 辨率減小的像素數據，解析度減小的光學圖像的空間解析度對應於所述超聲波空間分辨 率。優選地，解析度減小的像素可選擇成它們在形式和大小上分別對應於確立超聲波特性 的測量或感測區域的形式和大小。特別優選地，解析度減小的像素的形式和大小可選擇成 其儘可能緊密地包圍感測區域。感測區域的大小和形式可通過仿真或試驗來確立。
[0022] 在本方法中，優選的發展例提出，不同位移向量指定用於光學圖像，對於每個位移 向量，從光學圖像像素數據確立與位移向量相關聯的解析度進一步減小的圖像的解析度減 小的像素數據，使得對於防偽特徵區域，分別與所述超聲波數據相關聯的位置具有與所述 位置相關聯的解析度進一步減小圖像的解析度減小的像素數據，解析度進一步減小的圖像 與所述位移向量相關聯，解析度進一步減小的圖像描述出有價文件防偽特徵區域的解析度 減小的光學圖像，解析度減小的光學圖像的光學空間解析度對應於超聲波空間解析度。用 於確立各位置的解析度進一步減小的像素數據的光學圖像的像素數據是通過指定位移向 量相對於用來確立各位置的第一解析度減小的像素數據的光學圖像像素移位的像素的像 素數據。進一步檢查與各位移向量相關聯的解析度減小圖像的解析度進一步減小的空間 解析像素數據與空間解析超聲波數據是否彼此對應或彼此對應的程度，並且根據所述進一 步檢查額外地形成對比信號。這些步驟可藉助上述評估裝置來實施。那麼，該設備的評估 裝置可構造成實施本段落中所述的步驟。在該發展例中，由此總共產生多個解析度減小圖 像，它們的具有相同的空間解析度，但是區別在於解析度減小的像素數據由哪個像素數據 形成。在此，位移向量應理解成在圖像平面中的兩個指定非平行方向上的兩段長度的表達， 或者在向量和指定軸線之間的角度以及長度、向量長度的表達。當所述位置位于格柵上時， 所述方向優選地位于格柵軸線的對應方向上。
[0023] 優選地，對比信號可在檢查時形成，通過確立檢查、即第一解析度減小圖像和與位 移向量相關聯的解析度減小圖像、與超聲波數據相對應的解析度減小的像素數據，並且按 照該檢查的結果形成對比信號。為此，評估裝置可相應地配置。
[0024] 不同的位移向量基本上可以任意選擇。特別優選地，在本方法中，位移向量位於由 光學圖像的像素形成的格柵上。在本設備中，評估裝置相應地構造。在此，位移向量的長度 優選地不大於超聲波數據的空間解析度的兩倍。優選地，不同位移向量的數量不大於超聲 波數據的空間解析度與像素數據的空間解析度的比例的平方。另外，位移向量優選地包括 分別具有相反方向的位移向量對。
[0025] 對於防偽特徵區域，可以不同方式實現對解析度減小圖像之一（即第一解析度減 小圖像以及如果存在，所述至少一個解析度進一步減小的圖像）的超聲波數據與像素數據 是否對應或對應的程度的檢查。優選地，在本方法中，為了檢查解析度減小的像素數據與超 聲波數據是否彼此對應或彼此對應的程度，在解析度減小的像素數據與超聲波數據之間確 立優選地標準化的交叉相關值，特別優選地，在形成對比信號時，確立最大交叉相關，即最 大交叉相關值，將所確立的最大交叉相關值與指定閾值進行比較。根據與閾值的比較結果， 可形成對比信號。在本設備中，為此，評估裝置相應地構造。當僅採用一個或第一解析度減 小圖像時，最大交叉相關，即最大交叉相關值是唯一確立的交叉相關。另外，分別確立第一 解析度減小圖像的解析度減小的像素數據和與位移向量相關聯的解析度減小的像素數據 的交叉相關，即交叉相關值，查尋這些交叉相關中的最大值，並將其與閾值進行比較。閾值 可通過檢驗相同類型的參考有價文件來確立，優選地還稱為這種參考有價文件的偽造品。 該過程提供了簡單和快速執行的優點。
[0026] 解析度減小圖像，即第一或至少一個解析度進一步減小的圖像可以任何任意合適 方式確立。
[0027] 這樣，可採用不變的光學圖像像素數據。但是在本方法中，在確立解析度減小的像 素數據之前，優選地可至少在防偽特徵區域中執行對光學圖像像素數據的平滑化。在該設 備中，評估裝置則可相應地構造。這種測量提供的優勢在於，如果用於平滑化像素數據的方 法被恰當地設計，例如低通濾波，那麼可至少部分地抑制光學圖像像素數據中的噪聲。
[0028] 在最簡單的情況下，作為解析度減小的像素數據，可從關於超聲波位置的光學圖 像的像素數據中設定像素數據，超聲波數據的位置與其最接近或者在通過與解析度減小圖 像相關聯的位移向量的移位時超聲波數據的位置與其最接近。
[0029] 但是，根據優選的實施方式，在本方法中，為了確立解析度減小的像素或解析度進 一步減小的像素的解析度減小的像素數據，採用形成像素塊的光學圖像像素的像素數據， 像素塊的最大直徑大於光學圖像空間解析度的三倍並且小於超聲波傳感器空間解析度的 1.2倍。在設備中，評估裝置可被相應地構造。在此，像素塊的最大直徑理解為像素塊的兩 個邊緣像素之間的最大距離。像素塊理解為至少分別兩個直接相鄰的一系列像素塊。優選 地，像素塊的像素相對應的位置形成域，具有與光學圖像中的像素排列相對應的形狀，特別 優選地是矩形或正方形格柵，或者直接相鄰於超聲波圖像的超聲波數據的位置的超聲波圖 像的超聲波位置的排列，例如矩形或正方形格柵或六邊形格柵。
[0030] 根據另一優選實施方式，在本方法中，為了確立解析度減小的像素數據，對於分辨 率減小的像素或解析度進一步減小的像素，採用形成最大直徑對應於超聲波傳感器的空間 解析度的像素塊的光學圖像像素的像素數據。在設備中，評估裝置可相應地構造。特別優 選地，位置、或者通過位移向量移位的位置在像素塊的中點。關於像素塊的形式，適用前面 段落中的言辭。
[0031] 根據一實施方式，在本方法中，當確立解析度減小的像素數據時，可形成光學圖像 的像素數據的簡單或加權算術平均數。特別地，對於解析度減小圖像的位置，可在前兩段所 述的像素塊的像素的像素數據內形成簡單或加權算術平均數。然後可確立、尤其是快速確 立解析度減小的像素數據。
[0032] 位移向量的數量原則上是任意的。檢查傾向於增加位移向量的數量。在本方法 中，當採用像素塊時，位移向量的數量優選地可大於像素塊像素數量的十六分之一，優選地 大於像素塊像素數量的九分之一，但是至少是4個。在設備中，評估裝置可相應地構造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 下面將通過參考附圖的實例進一步解釋本發明。圖示：
[0034] 圖1是鈔票處理設備的示意圖。
[0035] 圖2是在沿著鈔票傳送方向具有控制和評估裝置的圖1中的鈔票處理設備的超聲 波傳感器的示意圖，
[0036] 圖3是在與要被檢查的鈔票的平面平行的平面上圖2中的超聲波傳感器的超聲波 發射器的示意圖，
[0037] 圖4是具有被圖2中的超聲波傳感器的超聲波發射器聲學上輻射的斑點或感應區 域的鈔票的局部示意圖，
[0038] 圖5是透射率值通過圖3中的超聲波傳感器確定的具有位置或傳感區域的鈔票、 以及相對應的解析度減小的像素的示意圖，
[0039] 圖6是圖1中的鈔票處理設備的光學傳輸傳感器的示意圖，
[0040] 圖7是用圖6中的光學傳輸傳感器捕獲的圖5中的鈔票的傳輸圖像的像素的示意 圖，
[0041] 圖8是具有條形的真實鈔票的示意圖，
[0042] 圖9是用於檢查有價文件以水印形式的指定的防偽特徵的方法的實例的流程圖， 其中水印存在於有價文件的指定的防偽特徵區域中，
[0043] 圖10A至C是對應於圖5和7的、一方面是超聲波數據和圖8中的鈔票的解析度 減小的像素的對比，另一方面是超聲波數據和用於確定解析度減小的像素的已捕獲的光學 傳輸圖像中的像素的對比，其中沒有位移（A)以及兩個不同的位移向量（B和C)。

【具體實施方式】
[0044] 圖1中的有價文件處理設備10、在實例中用於處理鈔票形式的有價文件12的設 備，配置用於根據所處理的有價文件的真實性的識別分揀有價文件。
[0045] 它具有用於供給有價文件的供給裝置14、用於接收被處理的、即被分揀的有價文 件的輸出裝置16以及用於將揀選出的價值文件從供給裝置14傳送到輸出裝置16的傳輸 裝置18。
[0046] 在實例中，供給裝置14包括用於有價文件堆的輸入袋20以及將有價文件從輸入 袋20中的有價文件堆揀選出來的揀選器（singler)22。
[0047] 在實例中輸出裝置16包括三個輸出部分24、25和26,被處理的有價文件可根據處 理結果被分揀到這三個輸出部分中。在實例中，每個所述部分包括堆疊袋和堆疊輪（未示 出），通過該堆疊輪所供給的有價文件可被堆放在堆疊袋中。
[0048] 傳輸裝置18具有至少兩個分支、在實例中具有三個分支28、29和30,在它們的端 部上分別設有輸出部分24、25、26的其中一個，並且在分支點上還具有可由致動信號控制 的門32、34,用於按照致動信號將有價文件供給到分支28至30乃至輸出部分24至26。
[0049] 在供給裝置14(實例中更精確地是揀選器22)和輸送方向上的揀選器22之後的 第一門32之間的、輸送裝置18所限定的輸送路徑36上，設有傳感器裝置38,當有價文件被 傳送過時該傳感器裝置測量有價文件的物理屬性並且形成代表測量結果的傳感器信號。在 本例中，傳感器裝置38具有三個傳感器，S卩，捕獲有價文件的反射彩色圖像的光學反射傳 感器40、捕獲有價文件的傳輸圖像的光學傳輸傳感器42、以及用空間分辨的方式捕獲或測 量有價文件的超聲波傳輸特性的傳輸超聲波傳感器44,為簡單起見下文中將稱作超聲波傳 感器。
[0050] 控制和評估裝置46通過信號連接件連接於傳感器裝置38和傳輸裝置18,特別是 門32和34。關於傳感器裝置38,它按照傳感器裝置38的傳感器信號將有價文件分成指 定真實性類別的其中一類，通過發出致動信號，使得傳輸裝置18(此處更精確地是指門32 或34)開動，有價文件根據其已經按照分類法確立的類別被輸出到與類別相關的輸出裝置 16。與指定的真實性類別或分類法的關聯在此按照至少一個指定真實性標準實現。
[0051] 因而，除了用於傳感器裝置38或其傳感器的相應的數據界面（圖中未示出）以 夕卜，控制和評估裝置46特別地具有處理器48和連接於處理器48的存儲器50,其存儲至少 一個具有程序代碼的電腦程式，按照這些程序代碼的執行處理器48控制設備或評估傳 感器信號，特別地用於確立被處理的有價文件的真實性類別，並且使傳輸裝置18按照評估 開動。
[0052] 更確切地，當有價文件被傳送過，傳感器根據它們的功能捕獲鈔票上的感應區域 的感應區域特性，所述特性由傳感器與鈔票的相對位置決定，從而形成相應的傳感器信號。 每個傳感器可具有不同的空間解析度，即，所捕獲的鈔票上的感應區域的大小和分布可根 據各個傳感器以及所採用的傳送速度而不同。每個傳感器區域具有與其關聯的位置，代表 各個傳感器相對於彼此和/或鈔票的感應區域的位置。
[0053] 控制和評估裝置46在傳感器信號評估時從傳感器裝置38的傳感器的模擬或數字 傳感器信號確定至少一個感應區域特徵和/或至少一個有價文件特徵，其與鈔票的關於它 們的真實性的測試相關。優選地，確立數個特徵。在本例中，作為光學感應特徵確立傳輸圖 像和反射圖像，作為聲學特徵確立感應區域的超聲波傳輸。
[0054] 根據感應區域特性，控制和評估裝置46對不同的傳感器確立各自的真實性信號， 代表所確立的感應區域或有價文件特徵是否表示有價文件的真實性的指示。由於這些信 號，相對應的數據可被存儲在控制和評估裝置46中以備之後使用。按照真實性信號，控制 和評估裝置46根據指定的總標準確立關於真實性檢查的總結果，並且按照結果形成用於 傳輸裝置18的控制信號。
[0055] 為了處理有價文件12,有價文件12成堆地或者被揀選器22挑選成單個地被插入 到輸入堆20中，並且單一地被供給到傳輸裝置18,其將單一的有價文件12傳送過傳感器裝 置38。後者捕獲有價文件12的特性，從而形成代表各個有價文件特性的傳感器信號。控制 和評估裝置46捕獲傳感器信號、根據信號確立各個有價文件的真實性類別，然後按照結果 使門開動，有價文件根據所確立的真實性類別被傳送到與各個真實性類別關聯的輸出部分 中。
[0056] 為了基於所使用的超聲波特性確立真實性類別，特別地，本例中的傳輸超聲波傳 感器44如下構造（比較圖2和3)。
[0057] 超聲波傳感器44具有數個超聲波換能器52,它們在平行於沿著所傳送的有價文 件12的傳送路徑的方向的平面上大致上與有價文件12的傳送方向T橫向地和縱向地設 置，並且被控制和評估裝置46開動，用於發射超聲波脈衝到鈔票上。因此這些超聲波換能 器52用作超聲波發射器。
[0058] 相對於傳送路徑36與超聲波換能器或發射器52相對設置的是相同數量的用作超 聲波接收器的超聲波換能器54,其通過圖中未表示出的並且示意性表示出信號連接件的接 口相對於控制和評估裝置46設置，它們可接收沿著傳送路徑36傳送的從有價文件12發出 的超聲波並且被帶有超聲波發射器52的超聲波脈衝的聲輻射引起。
[0059] 每個超聲波發射器52具有與其關聯的其中一個超聲波接收器54,從而在它們之 間產生超聲波路徑56,在本例中該超聲波路徑與沿著傳送路徑36被傳送的有價文件至少 大概正交地延伸，由各個超聲波發射器52發出的超聲波脈衝沿著超聲波路徑達到與其相 關聯的超聲波接收器54。由於每一對超聲波發射器和與其相關聯的超聲波接收器或者每一 個與控制和評估裝置46連接的超聲波路徑56,因此可以確立在聲學上輻射超聲波的位置 上有價文件12的超聲波傳輸的值，該值通過超聲波傳輸測量值描述。
[0060] 超聲波換能器52、54如此配置，從而使得它們良好地適合於發出或接收持續時間 在本例中大約30μ s範圍的並且超聲波頻率、即超聲波脈衝頻譜最大幅度在本例中大約 400kHz的超聲波脈衝。另外，它們的尺寸如此規定，從而使得在沿著傳送路徑36被傳送的 有價文件12上通過帶有超聲波脈衝的聲輻射在聲學上輻射的各個斑點58、即感應區域具 有大約2mm的直徑。每一個感應區域具有位置方面與其相關聯的感應區域的中點。為清楚 起見，在圖4中感應區域以減小的尺寸表不。
[0061] 超聲波發射器52和超聲波接收器54設置在與傳送路徑36上的有價文件12平行 的平面上，從而使得超聲波傳輸的值可以由平行於傳送方向T延伸的帶形或軌形捕獲區域 50捕獲，如圖4中在捕獲期間的瞬時視圖所示。
[0062] 總體上，如圖5針對有價文件12示意性示出，當有價文件12以恆定恰當指定速度 傳輸通過超聲波路徑56時，由此可得到感測區域58或可捕獲透射值的位置的分布，在傳輸 期間可以指定時間間隔捕獲透射率值。在該示例性實施例中，獨立於有價文件12進入傳輸 超聲波傳感器44的捕獲區域來實現致動。為了抑制對超聲波脈衝回波的非期望的接收，用 於超聲波路徑的相應超聲波接收器可以多少小於超聲波路徑的脈衝傳輸時間的延遲打開 (相對於超聲波脈衝由超聲波發射器針對超聲波路徑發射的時刻），並可在從發射開始脈 衝傳輸時間兩倍之前再次關閉。
[0063] 由此，得到感測區域58或有價文件12上的位置的規律布置，在示例中，矩形格柵 上的布置。超聲波發射器52和超聲波接收器54的布置選擇成條或捕獲區域60中的至少 一個的連續位置之間的距離小於lcm。
[0064] 在該示例性實施例中，特別地，傳感器44具有24個超聲波發射器/接收器對或超 聲波路徑56,它們布置成捕獲區域60或軌道具有約2_的寬度。超聲波空間解析度因此還 位於2mm處。
[0065] 由於捕獲超聲波發射所需的時間，以及有價文件可能的高傳送速度，與圖中僅有 的示意性表示不同，在傳送方向上斑點可以被伸長，即總的看來相當於是橢圓形的。
[0066] 為了捕獲透射率值，控制和評估裝置46在恆定時間間隔捕獲超聲波接收器54的 傳感器信號，這些信號代表作為時間的函數以及位置的函數（因為傳送速度恆定）的單獨 的接收超聲波脈衝的強度和功率。使用這些信號，控制和評估裝置46也確定了有價文件進 入到傳感器44的捕獲區域中。透射率值在此簡單地通過接收到的超聲波脈衝能量給出，假 定超聲波發射器52的基本上恆定的傳輸功率。但是，在其它有代表性的實施方式中，也可 以通過指定的或測出的被傳輸脈衝的超聲波脈衝能量劃分接收到的超聲波脈衝能量並且 由此得到標準化的傳輸測量值。
[0067] 已確立的傳輸測量值被存儲從而與它們被捕獲的位置相關聯。例如，可以這樣實 現，即，以它們的分開地捕獲每個捕獲區域60的時序使的透射率值被存儲在存儲器50中。 然後捕獲區域60對應於傳送方向的橫向方向上的坐標，並且沿著捕獲區域60的排中的方 位對應於傳送方向T上的坐標。聲明排中方位的係數、加上將位置轉換成排地規則一起，代 表位置信息。
[0068] 超聲波脈衝接連地發出的頻率以及鈔票的傳送速度是經過挑選的，從而使得沿著 鈔票的傳送方向在每個捕獲區域60中至少5個透射率值被捕獲。在本例中，沿著傳送方向， 透射率值以3mm間隔被捕獲，優選地是2mm。
[0069] 在圖6中確切地示出、但是在與有價文件的傳送平面橫向的視圖上僅示意性示出 的光學傳輸傳感器42,除了其它的以外，在有價文件被傳送通過光學傳輸傳感器的傳送路 徑或傳送平面的一側上，包括以至少一個指定波長區的光輻射、在本例中是以白光和IR輻 射照亮捕獲區域64的照明裝置62。在傳送路徑的另一側，傳輸傳感器42具有用於在指定 的波長區中捕獲來自捕獲區域的光輻射的線掃描相機66,以及用於將捕獲區域成像到線掃 描相機66上、即將來自捕獲區域54的光輻射聚集到線掃描攝影機66上的成像鏡68。此 夕卜，傳輸傳感器42具有接收線掃描相機66的信號並且實現預評估的傳感器評估裝置70。
[0070] 有價文件被傳送通過傳送平面上的捕獲區域，在圖6中，其正交於平行於傳送方 向T的繪圖平面延伸。線掃描相機66具有至少一條捕獲元件72的線，下文中稱作傳感元 件，在本例中有四條傳感元件的線。在每條線之前設有濾光器，通過該濾光器來自捕獲區域 64的落在線上的輻射被過濾。在本例中，濾光器被用於紅、綠和藍光以及紅外輻射。由於 除了濾光器（未示出）的構造之外，線具有相同構造，因此在下文中將僅進一步描述一條線 以及這條線的傳感元件的信號處理。每個傳感元件經由信號連接件連接於傳感器評估裝置 70,經由該信號連接件，評估裝置70捕獲傳感元件的信號或者將它們讀出。
[0071] 當有價文件以指定的傳送速度被傳送過，分別落在傳感元件上的光輻射的強度以 相等的連續時間間隔藉助各條線的傳感元件被捕獲，並且形成相對應的傳感器信號。有價 文件關於各個顏色或IR的圖像的像素線的像素對應於每個傳感元件。像素排按照它們的 捕獲順序排成直線，從而產生有價文件的由排成直線像素的像素形成的光學圖像。關於像 素的像素數據包括代表捕獲到的四個波長區中的強度的值、以及代表在圖像中像素的位置 或在有價文件上的相對應位置的數據。傳輸傳感器42配置成為，有價文件以傳送速度被傳 送通過傳輸傳感器，像素是正方形的或者落在正方形格上。光學圖像的解析度通過最近相 鄰像素之間的距離給出。兩個像素之間的距離是以互相對應的方式分別地指定於像素的兩 個指定的點之間的距離，例如它們的左下角，或者在此有代表性實施方式中的位置信息也 相對應的中點。在本例中，空間解析度大約落在〇.2mm。圖7示意性地表示具有傳輸圖像的 像素74的有價文件，但是空間解析度以減少的形式表示從而使得表示更清晰。
[0072] 在下文所述方法中，解析度減小的光學圖像形成，其空間解析度對應於超聲波數 據的空間解析度並且其具有與位置相關聯的解析度減小的像素，超聲波數據也與所述位置 相關聯。在本例中，假設斑點58的中點分別用作超聲波數據的位置。然後，具有與超聲波 數據相同的空間解析度的解析度減小的光學圖像由解析度減小的像素76形成，為簡明起 見這些像素的面積分別由圖中所示正方形、在本例中是矩形的區域形成，它們的中點形成 超聲波數據的分別的位置並且它們的延長部分被選擇成為儘可能近地包圍各個斑點58。如 圖5中所示。像素並不需要彼此接壤，但是這是優選的。
[0073] 如圖8示意性所示，在本例中指定類型的有價文件在指定的防偽特徵區域78中具 有條形水印80,其通過有價文件基底的厚度變化以及每單元面積重量的圖案給出。厚度變 化導致相對應的光學傳輸的變化。為簡明起見，假設在水印區域中不存在印刷圖案。在圖8 中，點線所代表的區域表示有價文件厚度減少的區域以及伴隨的光學和超聲波傳輸提高的 區域。
[0074] 從關於有價文件被捕獲的超聲波數據或超聲波傳輸數據開始，即作為位置的函數 存在的超聲波透射率值，以及光學圖像的像素數據，當執行存儲在存儲器50中的計算機程 序的程序代碼時，設備或控制和評估裝置46、更確切地是處理器48,現在開始實行用於檢 查對於存在或缺乏水印的指定類型的有價文件的以下方法。但是，第一步驟S10和S12由 超聲波傳感器44和光學傳輸傳感器42部分地實行。該方法在圖9中以流程圖示意性地表 示。圖中所示的是貫穿每個被檢查的有價文件的方法的一部分。
[0075] 在步驟S10中，通過上述光學傳輸傳感器42捕獲具有三個顏色通道和一個紅外線 通道的有價文件的傳輸圖像，其通過上述用於圖像像素的像素數據給出。
[0076] 在步驟S12中，超聲波傳輸以空間分辨方式通過上述傳輸超聲波傳感器44被捕 獲，從而形成位置依賴的超聲波測量數據。測量數據代表被傳輸的超聲波以及按照位置的 超聲波傳輸的強度。它們被暫時存儲在控制和評估裝置46的存儲器50中。
[0077] 步驟S10和S12可被同時地部分地實行或以合適方式連續地實行。
[0078] 在本例中，控制和評估裝置46以及藉助其執行或至少部分地藉助其執行的方法 被設計用於檢查指定的有價文件類型的有價文件，在此通過有價文件的貨幣或面值給出。 指定的有價文件類型的有價文件與其它類型的有價文件可以通過它們的印刷圖像（圖中 未不出）區分。
[0079] 在步驟S14中，控制和評估裝置46按照反射傳感器40所捕獲的測量數據和/或 通過傳輸傳感器42所捕獲的圖像確定有價文件的類型及其位置。本領域技術人員了解為 此目的的方法。按照有價文件類型並且根據以確定位置的有價文件，控制和評估裝置確定 與各個有價文件類型相關聯的防偽特徵區域78以及相對應的超聲波數據，其中用於進一 步檢查的超聲波數據或超聲波傳輸測量值的位置必須落在所述防偽特徵區域中。
[0080] 在步驟S16中控制和評估裝置46從被捕獲的圖像確定解析度降低的光學圖像，其 具有與超聲波數據的相對應的空間解析度。
[0081] 為此，在第一子步驟中實行用於平整已捕獲的圖像的像素數據的已捕獲圖像的像 素數據的低通過濾，其中通過在各個位置上的像素數據的平均數以及相鄰8個像素的每種 情況中的一個位置的像素數據被實行。
[0082] 另外，在第二子步驟中，像素數據受到約束，以便僅採用描述IR傳輸的那些部分。 在另外的有代表性實施方式中，像素數據也可被改變，以使它們代表顏色部分產生的光亮 度。
[0083] 在第三子步驟中，解析度減小圖像本身被確定。
[0084]為此，首先使所捕獲的圖像的像素數據和超聲波數據同步以實現在有價文件上的 相同參考系統或坐標系統中分別表示位置信息。更確切地，採用光學傳輸傳感器和超聲波 傳輸傳感器的已知距離及指定傳輸速度以及兩個傳感器所使用的感測率，在傳輸傳感器的 捕獲圖像中，確立與超聲波數據相關聯的位置所在的位置。
[0085] 解析度減小圖像的解析度減小的像素數據由已捕獲的圖像中的像素塊的像素數 據產生，所述像素數據已經在第一子步驟中被確定。分別與超聲波數據相關聯的位置位於 像素塊的幾何中點。像素塊的像素數量由已捕獲圖像的空間解析度和超聲波數據的比v以 及斑點或超聲波感應區域58的面積得出。在本例中比v是10,但是為了清楚起見在圖10A 到C的圖示中採用5的比。對於每一個與超聲波數據相關聯的位置，來自第二子步驟的像 素數據的平均數由儘可能近地包圍各個感應區域的、並且其幾何中點最靠近位置的矩形的 像素塊確定。傳感區域的大小之前由試驗或仿真確定，從而使得像素塊的形狀和大小也提 前確定。
[0086] 一方面，對於沒有進一步位移的已捕獲的圖像，即，對於與超聲波數據相關聯的位 置，採用位置在其幾何中點的像素塊。另一方面，對於指定的位移向量，確定解析度減小圖 像。在這裡，像素塊的幾何中點通過相對於與超聲波數據相關聯的位置的位移向量移位。 在本例中，位移向量位於已捕獲的圖像的像素所形成的格子上。當位移向量由格子的X和 y方向上的分量表示時，所有的位移向量形成，其X分量是上述空間解析度比的負二分之一 和上述空間解析度比的二分之一之間的像素單位。對於y分量也同樣。當a和b表示已捕 獲圖像中的矩形像素的邊緣長度時，位移向量具有分量（x，y) = (i*a，j*b)，-int(v/2)〈i， j〈int(v/2)，其中i、j是非零整數並且int(z)表示對於z具有最小距離的整數。如圖10A 至10C所示，像素是正方形的，因此a = b。這些圖的每一個對應於圖7和7的組合，S卩，上 部表示超聲波數據或超聲波感應區域的位置的方位以及解析度減小圖像的解析度減小的 像素，下部表示已捕獲的有價文件的光學圖像的像素。圖10A至10C的下部示出所述區域， 由粗體描繪的像素所標識的所述區域或像素塊82,其像素或已捕獲圖像的像素數據用於確 定解析度減小的像素。在圖10A中，超聲波數據和已捕獲的圖像之間沒有位移，但是在圖 10B和10C中具有位移。因為來自圖10A的像素塊再次通過虛線表示，在圖10B和10c中位 移是可識別的。

【權利要求】
1. 一種用於檢查有價文件的存在於有價文件指定防偽特徵區域中的指定防偽特徵、優 選水印的方法，其中， 捕獲像素數據，用指定光學空間解析度空間解析的像素數據描述出至少有價文件的防 偽特徵區域的光學圖像； 捕獲超聲波數據，用指定超聲波空間解析度空間解析的超聲波數據描述出有價文件至 少在防偽特徵區域中的超聲波特性，超聲波空間解析度低於光學空間解析度； 從所述像素數據確立第一解析度減小圖像的解析度減小像素的第一解析度減小的像 素數據，使得分別與所述超聲波數據相關聯的位置具有與所述位置相關聯的第一解析度減 小的像素數據，所述第一解析度減小的像素數據描述出至少有價文件的防偽特徵區域的分 辨率減小的光學圖像，解析度減小的光學圖像的光學空間解析度對應於所述超聲波空間分 辨率；以及 至少檢查所述第一解析度減小的像素數據與所述超聲波數據彼此對應的程度。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中， 至少按照所述檢查的結果形成對比信號，所述對比信號表示是否已確立所述防偽特徵 存在的指示，或者是否已確立所述防偽特徵不存在的指示。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中， 不同位移向量指定用於所述光學圖像， 對於每個位移向量，從光學圖像的像素數據中確立與位移向量相關聯的解析度進一步 減小的圖像的解析度減小的像素數據，使得對於所述防偽特徵區域，分別與所述超聲波數 據相關聯的位置具有與所述位置相關聯的解析度進一步的減小圖像的解析度減小的像素 數據，解析度進一步減小的圖像與所述位移向量相關聯，所述解析度減小的像素數據描述 了有價文件的防偽特徵區域的解析度減小的光學圖像，解析度減小的光學圖像的光學空間 解析度對應於超聲波空間解析度， 用於確立各位置的解析度進一步減小的像素數據的光學圖像像素數據是通過指定位 移向量相對於用來確立各位置的第一解析度減小的像素數據的光學圖像像素移位的像素 的像素數據， 進一步檢查與位移向量相關聯的解析度減小圖像的解析度進一步減小的空間解析像 素數據與空間解析超聲波數據彼此對應的程度，並且 根據所述進一步檢查額外地形成對比信號。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述位移向量位於由所述光學圖像的像素形成 的格柵上。
5. 根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，為了檢查解析度減小的像素數據與 超聲波數據彼此對應的程度，在所述解析度減小的像素數據和所述超聲波數據之間確立優 選地標準化的交叉相關值，並且優選地在形成所述對比信號時確立最大交叉相關值，將所 確立的最大值與指定閾值進行比較，並且根據與所述閾值的對比形成所述對比信號。
6. 根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，為了確立解析度減小的像素或分辨 率進一步減小的像素的解析度減小的像素數據，採用形成像素塊的光學圖像像素的像素數 據，所述像素塊的最大直徑大於所述光學圖像空間解析度的三倍並且小於所述超聲波傳感 器空間解析度的1. 2倍。
7. 根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，在確立所述解析度減小的像素數據 之前，至少在所述防偽特徵區域中執行對所述光學圖像的像素數據的平滑化。
8. 根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，當確立所述解析度減小的像素數據 時，形成所述光學圖像的像素數據的簡單或加權算術平均數。
9. 根據權利要求3或與權利要求3有關的權利要求4至8中的任一項所述的方法，其 中，所述位移向量的數量大於所述像素塊的像素數量的十六分之一，優選地大於所述像素 塊的像素數量的九分之一，但是至少是4個。
10. 根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，所述指定像素數據藉助光學傳感器 形成，而所述指定超聲波數據藉助超聲波傳感器形成。
11. 一種用於檢查存在於有價文件指定防偽特徵區域中的有價文件的防偽特徵的計算 機程序，包括指令，數據處理裝置執行這些指令時，實施根據前述權利要求任一項所述的方 法。
12. -種數據載體，存儲有根據權利要求10所述的電腦程式。
13. -種用於檢查有價文件的存在於有價文件指定防偽特徵區域中的指定防偽標記、 優選水印的設備，所述設備具有評估裝置，所述評估裝置構造成執行根據權利要求1至9中 任一項所述的方法，或者構造成捕獲像素數據，用指定光學空間解析度空間解析的像素數 據描述出至少有價文件的防偽特徵區域的光學圖像；捕獲超聲波數據，用指定超聲波空間 解析度空間解析的超聲波數據描述出有價文件至少在所述防偽特徵區域中的超聲波特性， 所述超聲波空間解析度低於所述光學空間解析度；從所述像素數據確立第一解析度減小圖 像的解析度減小像素的第一解析度減小的像素數據，使得分別與所述超聲波數據相關聯的 位置具有與所述位置相關聯的第一解析度減小的像素數據，所述第一解析度減小的像素數 據描述出至少有價文件的防偽特徵區域的解析度減小的光學圖像，解析度減小的光學圖像 的光學空間解析度對應於所述超聲波空間解析度；至少檢查所述第一解析度減小的像素數 據與所述超聲波數據彼此對應的程度；以及優選地至少按照所述檢查的結果形成對比信 號，所述對比信號表示是否已確立所述防偽特徵存在的指示或是否已確立所述防偽特徵不 存在的指示。
14. 根據權利要求13所述的設備，其中，所述評估裝置具有數據處理裝置和存儲根據 權利要求10所述的電腦程式的存儲器。
15. 根據權利要求13或14所述的設備，還具有 光學傳感器，構造成產生所述有價文件的像素數據，用指定光學空間解析度空間解析 的像素數據描述出有價文件的光學圖像；以及 超聲波傳感器，構造成產生所述有價文件的超聲波數據，用指定超聲波空間解析度空 間解析的超聲波數據描述出有價文件至少在所述防偽特徵區域中的超聲波特性，所述超聲 波空間解析度低於所述光學空間解析度，並且 其中，當實施該方法時，所述光學傳感器、所述超聲波傳感器和所述評估裝置構造成所 述評估裝置採用形成用於有價文件的像素數據作為像素數據，採用形成用於有價文件的超 聲波數據作為超聲波數據。
【文檔編號】G07D7/08GK104094321SQ201280067609
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年12月19日 優先權日:2011年12月21日
【發明者】I.斯古爾茲, J.多姆克 申請人:德國捷德有限公司