DE102009058439A1

DE102009058439A1 - Method for checking value documents

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Publication number: DE102009058439A1
Application number: DE102009058439A
Authority: DE
Inventors: Shanchuan Dr. 85579 Su; Dieter 83607 Stein
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2011-06-22
Also published as: WO2011082793A1

Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten gleichen vorgegebenen Typs, bei dem für eines der Wertdokumente Eigenschaftsdaten ermittelt werden, die vorgegebene Eigenschaften des Wertdokuments beschreiben, für das Wertdokument aus einer Anzahl n von für Wertdokumente des vorgegebenen Typs vorgegebenen Klassen eine Klasse ermittelt wird, wobei n größer als 1 ist, in Abhängigkeit von der ermittelten Klasse eine Transformation wenigstens einiger der Eigenschaftsdaten oder von aus den Eigenschaftsdaten ermittelten Verarbeitungsdaten durchgeführt wird, um eine Abhängigkeit der Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten von der ermittelten Klasse wenigstens teilweise zu kompensieren, und zur Prüfung des Wertdokuments wenigstens ein vorgegebenes, vorzugsweise von den Klassen unabhängiges, Kriterium, das die resultierenden Eigenschaftsdaten bzw. Verarbeitungsdaten betrifft, geprüft und ein das Ergebnis der Prüfung beschreibendes Signal gebildet wird.A method for checking value documents of the same predetermined type is described, in which property data describing predetermined properties of the value document are determined for one of the value documents, and a class is determined for the value document from a number n of classes predetermined for value documents of the predetermined type, wherein n is greater than 1, depending on the determined class, a transformation of at least some of the property data or of processing data determined from the property data is carried out in order to at least partially compensate for a dependency of the property or processing data on the determined class, and to check the Document of value at least one predetermined criterion, preferably independent of the classes, which relates to the resulting property data or processing data, is checked and a signal describing the result of the check is formed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten und ein Verfahren zur Bereitstellung von Daten für das Prüfungsverfahren.The present invention relates to a method for checking value documents and a method for providing data for the examination method.

Unter Wertdokumenten werden dabei karten- und vorzugsweise blattförmige Gegenstände verstanden, die beispielsweise einen monetären Wert oder eine Berechtigung repräsentieren und daher nicht beliebig durch Unbefugte herstellbar sein sollen. Sie weisen daher nicht einfach herzustellende, insbesondere zu kopierende Merkmale auf, deren Vorhandsein ein Indiz für die Echtheit, d. h. die Herstellung durch eine dazu befugten Stelle, ist. Wichtige Beispiele für solche Wertdokumente sind Chipkarten, Coupons, Gutscheine, Schecks und insbesondere Banknoten.Under value documents are understood card and preferably sheet-shaped objects that represent, for example, a monetary value or an authorization and therefore should not be arbitrarily produced by unauthorized persons. They therefore have features which are not easy to produce, in particular to be copied, whose presence is an indication of the authenticity, ie. H. the manufacture by an authorized agency. Important examples of such value documents are chip cards, coupons, vouchers, checks and in particular banknotes.

Wertdokumente müssen daraufhin geprüft werden, ob sie echt sind. Da Fälschungen von Wertdokumenten im Laufe der Zeit immer besser werden, ist es notwendig, die Prüfung der Echtheit von Wertdokumenten immer weiter zu verbessern.Value documents must be checked to see if they are genuine. As falsifications of value documents become better and better over time, it is necessary to constantly improve the examination of the authenticity of value documents.

Weiter können Banknoten durch starke und/oder unvorsichtige Benutzung so stark beschädigt oder verschmutzt werden, daß diese nicht mehr brauchbar sind. Dieser Zustand der Banknoten wird häufig als ”nicht umlauffähig”. Banknoten werden daher auch in Bezug auf ihren Zustand geprüft, um nicht mehr umlauffähige Banknoten aus dem Verkehr ziehen und gegebenenfalls durch neue ersetzen zu können. Auch hier steigen die Anforderungen an die Qualität der Zustandsprüfung.Further, banknotes can be so badly damaged or soiled by heavy and / or careless use that they are no longer usable. This condition of banknotes is often called "unfit for circulation." Banknotes are therefore also checked for their condition in order to withdraw banknotes that are no longer fit for circulation and, if necessary, replace them with new ones. Here, too, the demands on the quality of the condition test increase.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten anzugeben, das eine genaue Prüfung von Wertdokumenten erlaubt.The present invention is therefore based on the object of specifying a method for checking value documents, which allows a precise examination of value documents.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten gleichen vorgegebenen Typs, bei dem für eines der Wertdokumente Eigenschaftsdaten ermittelt werden, die vorgegebene Eigenschaften des Wertdokuments beschreiben, für das Wertdokument aus einer Anzahl n von für Wertdokumente des vorgegebenen Typs vorgegebenen Klassen eine Klasse ermittelt wird, wobei n größer als 1 ist, in Abhängigkeit von der ermittelten Klasse eine Transformation wenigstens einiger der Eigenschaftsdaten oder von aus den Eigenschaftsdaten ermittelten Verarbeitungsdaten durchgeführt wird, um eine Abhängigkeit der Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten von der ermittelten Klasse wenigstens teilweise zu kompensieren, und zur Prüfung des Wertdokuments wenigstens ein vorgegebenes, vorzugsweise von den Klassen unabhängiges, Kriterium, das die resultierenden transformierten Eigenschaftsdaten bzw. Verarbeitungsdaten betrifft, geprüft und ein das Ergebnis der Prüfung beschreibendes Signal gebildet wird.The object is achieved by a method for checking value documents of the same predetermined type in which property data are determined for one of the value documents which describe predefined properties of the value document for which a value class document determines a class from a number n of classes specified for value documents of the specified type where n is greater than 1, a transformation of at least some of the property data or processing data determined from the property data is performed depending on the determined class to at least partially compensate for dependence of the property or processing data on the determined class, and for checking the value document, at least one predetermined criterion, preferably independent of the classes, which relates to the resulting transformed property data or processing data, is checked, and a signal describing the result of the test is generated is formed.

Unter Wertdokumenten gleichen vorgegebenen Typs werden dabei Wertdokumente verstanden, die in Bezug auf das zur Prüfung verwendet Kriterium als von gleichem Typ angesehen werden. Wertdokumente gleichen vorgegebenen Typs sind insbesondere Wertdokumente, die vorgegebene Eigenschaften aufweisen, die innerhalb von für den jeweiligen Typ vorgegebener Toleranzen liegen müssen. Prinzipiell können sie andere Eigenschaften aufweisen, in denen sie sich stärker unterscheiden. Beispielsweise können Banknoten eines gleichen vorgegebenen Typs vorgegebene Bildelemente aufweisen, die für diesen Typ charakteristisch sind. Werden für die Prüfung, beispielsweise für die Echtheitsprüfung, nur aus den erfaßten Eigenschaftsdaten ermittelte Merkmale verwendet, so können alle Wertdokumente, die diese Merkmale in einem vorgegebenen Toleranzbereich aufweisen, als von gleichem Typ anzusehen sein.Value documents of the same predetermined type are understood to mean value documents which are considered to be of the same type in relation to the criterion used for the test. Value documents of the same specified type are, in particular, value documents which have predefined properties which must lie within tolerances specified for the respective type. In principle, they can have other properties in which they differ more. For example, banknotes of the same predetermined type may have predetermined picture elements that are characteristic of that type. If features determined only from the recorded property data are used for the check, for example for the authenticity check, then all value documents which have these features in a predetermined tolerance range can be considered to be of the same type.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens können die Wertdokumente gleichen vorgegebenen Typs Banknoten derselben Währung und Stückelung sein. Je nach Art der Währung kann der vorgegebene Typ zusätzlich dadurch gegeben sein, daß die Banknoten in vorgegebenen Bereichen im wesentlichen gleiche, d. h. nur in einem, beispielsweise durch eine Zentralbank, vorgegebenen Rahmen zulässiger Schwankungen auch variable, Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann der Druck auf den Banknoten bis auf vorgegebene Bereiche gleich sein.In a preferred embodiment of the method, the value documents of the same predetermined type can be banknotes of the same currency and denomination. Depending on the type of currency, the predetermined type can be additionally given by the fact that the banknotes in substantially predetermined areas, ie. H. only in a, for example, by a central bank, given frame of permissible fluctuations and variable, have properties. For example, the pressure on the banknotes can be the same except for predetermined areas.

Als Eigenschaftsdaten können prinzipiell beliebige Daten verwendet werden, die vorgegebene Eigenschaften, insbesondere vorgegebene physikalische Eigenschaften, wenigstens von Teilen eines zu prüfenden Wertdokuments beschreiben. Dabei kann es sich um Rohdaten von Sensorelementen oder aus diesen berechnete Daten handeln.As property data, in principle any data can be used which describe predetermined properties, in particular predetermined physical properties, of at least parts of a value document to be checked. This can be raw data from sensor elements or from these calculated data.

Es ist nun vorgesehen, für die Wertdokumente dieses gleichen Typs jeweils eine Klassifizierung, d. h. eine Zuordnung zu einer von einer Anzahl n von Klassen, insbesondere zu einer von wenigstens zwei vorgegebenen Klassen durchzuführen, wodurch Wertdokumente des gleichen Typs unterschieden werden.It is now provided for the value documents of this same type each have a classification, d. H. perform an assignment to one of a number n of classes, in particular to one of at least two predetermined classes, whereby value documents of the same type are distinguished.

In Abhängigkeit von der ermittelten Klasse wird dann in einem Kompensationsschritt eine Transformation wenigstens einiger, bzw. eines Teils der Eigenschaftsdaten oder von aus diesen ermittelten Verarbeitungsdaten durchgeführt, um eine Abhängigkeit der Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten von der ermittelten Klasse wenigstens teilweise zu kompensieren. Dazu kann vorgesehen sein, daß für n – 1 der Klassen Transformationen durchgeführt werden, die für die jeweilige Klasse festgelegt sind, während für die verbleibende Klasse der n Klassen keine Transformation stattfindet; oder es kann vorgesehen sein, daß für alle Klassen Transformationen durchgeführt werden, die für die jeweilige Klasse festgelegt sind. Die Transformationen sind jeweils für die Klassen vorgegeben, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß Verfahrensschritte zur Durchführung der Transformation und Werte für in den Verfahrensschritten verwendete Parameter vorgegeben sind; beispielsweise kann eine Transformationsfunktion vorgesehen sein, mittels derer die Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten in Abhängigkeit von den Parametern in transformierte Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten umgerechnet werden können.Depending on the class determined, a transformation of at least some, or a part of the property data or of processing data determined therefrom is then carried out in a compensation step in order to at least partially compensate for a dependence of the property or processing data on the determined class. For this purpose it can be provided that for n - 1 of the classes transformations specified for that class, while no transformation takes place for the remaining class of n classes; or it can be provided that transformations are carried out for all classes which are specified for the respective class. The transformations are respectively specified for the classes, which can be done, for example, by prescribing method steps for carrying out the transformation and values for parameters used in the method steps; For example, a transformation function can be provided by means of which the property or processing data can be converted into transformed property or processing data as a function of the parameters.

Diesem Vorgehen liegt die Idee zugrunde, daß es für Wertdokumente eines gleichen vorgegebenen Typs systematische Unterschiede geben kann, die zum einen eine Aufteilung in Klassen ermöglichen und die sich zum anderen in den Eigenschaftsdaten äußern können. Unter einer Abhängigkeit der Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten von der ermittelten Klasse ist daher insbesondere zu verstehen, daß die Wertdokumente dieser Klasse Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten aufweisen, die sich systematisch von denen von Wertdokumenten anderer Klassen, aber des gleichen Typs unterscheiden.This approach is based on the idea that there can be systematic differences for value documents of the same given type, which on the one hand enable a division into classes and which, on the other hand, can express themselves in the property data. A dependency of the property or processing data on the determined class is therefore to be understood in particular as meaning that the value documents of this class have property or processing data which systematically differs from those of value documents of other classes but of the same type.

Die nach dem Kompensationsschritt vorliegenden Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten werden dann zur Prüfung des Wertdokuments herangezogen, bei der das wenigstens eine vorgegebene, vorzugsweise von den Klassen unabhängige, Kriterium, das die resultierenden Eigenschaftsdaten bzw. Verarbeitungsdaten betrifft resultierenden Daten, geprüft wird. In dieses Kriterium können insbesondere Referenzdaten und zulässige Abweichungen von den Referenzdaten beschreibende Parameter eingehen, die für die Wertdokumente des vorgegebenen Typs vorgegeben sind. Durch die Kompensation der klassenabhängigen Einflüsse ist es möglich, die zulässigen Abweichungen klein zu halten, woraus eine genaue Prüfung resultiert. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß nur ein Satz von Referenzdaten und zulässige Abweichungen beschreibende Parameter notwendig sind.The property or processing data present after the compensation step are then used for checking the value document, in which the at least one predetermined criterion, which is preferably independent of the classes, of the resulting data relating to the resulting property data or processing data is checked. In particular, reference data and permissible deviations from the reference data describing parameters that are specified for the value documents of the specified type can enter into this criterion. By compensating the class-dependent influences, it is possible to keep the permissible deviations small, resulting in a precise examination results. In addition, there is the advantage that only a set of reference data and permissible deviations descriptive parameters are necessary.

Zur Ermittlung der Klasse können prinzipiell beliebige Daten verwendet werden. Beispielsweise können Daten verwendet werden, die andere Eigenschaften des Wertdokuments beschreiben als die Eigenschaftsdaten. So könnten magnetische Eigenschaften zur Ermittlung der Klasse und optische Eigenschaften zur Prüfung des Wertdokuments verwendet werden. Vorzugsweise werden zur Ermittlung der Klasse jedoch die Eigenschaftsdaten verwendet. Dies hat den Vorteil, daß zur Klassifizierung gerade die Unterschiede in den Eigenschaftsdaten verwendet werden können, die zur späteren Prüfung kompensiert werden.In principle any data can be used to determine the class. For example, data describing other properties of the value document than the property data may be used. Thus, magnetic properties could be used to determine the class and optical properties to test the value document. Preferably, however, the property data is used to determine the class. This has the advantage that it is just the differences in the property data that can be used for the classification, which are compensated for later testing.

Weiter können bei der Ermittlung der Klasse aus den Eigenschaftsdaten Merkmalsvektoren ermittelt werden, und die Merkmalsvektoren als Verarbeitungsdaten verwendet werden. Vorzugsweise werden diese Merkmalsvektoren auch bei der späteren Prüfung verwendet.Furthermore, characteristic vectors can be determined from the property data when determining the class, and the feature vectors can be used as processing data. Preferably, these feature vectors are also used in the later test.

Die Klassen können so vorgegeben sein, daß sie mögliche systematische Abweichungen der Eigenschaftsdaten widerspiegeln, daß sich also Eigenschaftsdaten von Wertdokumente einer der Klassen systematisch von den Eigenschaftsdaten von Wertdokumenten der anderen Klassen unterscheiden Vorzugsweise sind die Klassen so vorgegeben, daß diesen jeweils Wertdokumente zugeordnet sind, die in Bezug auf wenigstens einen Aspekt der Herstellung der Wertdokumente gleichartig sind. Damit können durch die Klasseneinteilung herstellungsbedingte systematische Unterschiede in den vorgegebenen Eigenschaften und damit Eigenschaftsdaten der Wertdokumente erfaßt werden.The classes can be predefined in such a way that they reflect possible systematic deviations of the property data, that is property data of value documents of one of the classes systematically differ from the property data of value documents of the other classes. Preferably, the classes are predefined such that they are respectively assigned value documents which are similar in relation to at least one aspect of the production of the value documents. Thus, class-related systematic differences in the given properties and thus property data of the value documents can be detected by the class division.

Prinzipiell kann der Aspekt der Herstellung beliebig, aber geeignet gewählt sein. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform kann als Aspekt der Herstellung nur der jeweiligen Hersteller der Wertdokumente verwendet werden und vorzugsweise jeder der Klassen nur von einem einzelnen Hersteller hergestellte Wertdokumente zugeordnet sein. Der Hersteller kann dabei je nach Art des Wertdokuments durch Prüfung wenigstens der Eigenschaftsdaten und/oder insbesondere der Seriennummer im Fall des EURO ermittelt sein.In principle, the aspect of the production can be chosen arbitrarily, but suitably. According to a first preferred embodiment, as aspect of the production, only the respective manufacturer of the value documents can be used and preferably each of the classes can be assigned only value documents produced by a single manufacturer. Depending on the type of value document, the manufacturer can be determined by checking at least the property data and / or in particular the serial number in the case of the EURO.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform können als Aspekt der Herstellung Herstellungschargen verwendet werden, in denen Wertdokumente hergestellt wurden. Unter einer Charge werden dabei Wertdokumente verstanden, die während desselben Produktionsprozesses hergestellt sind. Wertdokumente aus verschiedenen Chargen können sich beispielsweise durch Unterschiede in den darin verwendeten Materialien, insbesondere zum Beispiel dem Papier oder Druckfarben, die ebenfalls in Chargen und nicht in kontinuierlichen Prozessen hergestellt werden, und/oder den bei der Herstellung verwendeten Mitteln, beispielsweise den Druckplatten, und/oder den bei der Herstellung verwendeten Herstellprozeßparametern unterscheiden. Die genauen Gründe für das Auftreten von Unterschieden spielen im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch keine Rolle. Einer Klasse braucht dabei nur wenigstens eine Herstellungscharge zu entsprechen; es können aber auch Wertdokumente gleichen Typs und aus wenigstens zwei verschiedenen Chargen einer einzelnen Klassen zugeordnet sein.According to a second preferred embodiment, production batches in which value documents have been produced can be used as an aspect of the production. A batch is understood to mean value documents that are produced during the same production process. Value documents from different batches can, for example, be distinguished by differences in the materials used therein, in particular, for example, the paper or printing inks, which are also produced in batches and not in continuous processes, and / or the means used in the production, for example the printing plates, and / or differentiate the manufacturing process parameters used in the manufacture. The exact reasons for the occurrence of differences play no role in the context of the present invention. A class only needs to comply with at least one production batch; however, value documents of the same type and of at least two different batches of a single class can also be assigned.

Verfahren zur Festlegung der Klassen und zur Festlegung eines Verfahrens zur Ermittlung einer der Klassen für ein Wertdokument, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Klassifizierung eines Wertdokuments bezeichnet, und von Transformationen für die Klassen können prinzipiell beliebig ermittelt werden. Method for specifying the classes and for determining a method for determining one of the classes for a value document, also referred to as classifying a value document in the context of the present invention, and transformations for the classes can in principle be arbitrarily determined.

Vorzugsweise kann für die Ermittlung der Klassen bzw. Klassifizierung ein Klassifikator und als Transformation eine Transformation verwendet werden, die mit dem folgenden Verfahren ermittelt wurden, das ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Bei diesem Verfahren zur Ermittlung von Daten zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens zur Prüfung von Wertdokumenten, vorzugsweise in der Ausführungsform, bei der als Aspekt der Herstellung Herstellungschargen verwendet werden, in denen Wertdokumente hergestellt wurden, werden Wertdokumente des gleichen vorgegebenen Typs und aus unterschiedlichen Herstellungschargen bereitgestellt, für die Wertdokumente Eigenschaftsdaten ermittelt, die vorgegebene Eigenschaften der Wertdokumente beschreiben, und aus den Eigenschaftsdaten Werte vorgegebener Merkmalsvektoren ermittelt. In Abhängigkeit von den Werten der Merkmalsvektoren werden Klassen festgelegt, denen jeweils Wertdokumente des vorgegebenen Typs zugeordnet sind, die in Bezug auf die Werte der Merkmalsvektoren gemäß dem vorgegebenen Kriterium als ähnlich angesehen werden, und es wird wenigstens ein Klassifikator festgelegt wird, mittels dessen ein Wertdokument des vorgegebenen Typs in Abhängigkeit von für dieses ermittelten Eigenschaftsdaten einer der Klassen zugeordnet und damit für das Wertdokument eine Klasse ermittelt werden kann. Für wenigstens eine der festgelegten Klassen wird eine Transformation für wenigstens einiger der Eigenschaftsdaten oder von aus den Eigenschaftsdaten ermittelten Verarbeitungsdaten ermittelt, durch die eine Abhängigkeit der Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten von der ermittelten Klasse wenigstens teilweise kompensiert wird. Die so festgelegten Klassen können als die vorgegebenen Klassen für das Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten gleichen Typs, im folgenden auch Prüfverfahren genannt, verwendet werden. Unter den Daten zur Durchführung des Prüfverfahrens werden Daten, die den Klassifikator beschreiben, d. h. die wenigstens eine Klassifikationsfunktion und deren Parameter, im Rahmen der Erfindung auch als Klassifikatorparameter bezeichnet, und die Daten der Transformation, insbesondere eine Transformationsfunktion und deren Parameter, verstanden.Preferably, a classifier can be used for the determination of the classes or classification, and a transformation, which was determined using the following method, which is also the subject of the present invention, as transformation. In this method for determining data for carrying out the method described here for checking value documents, preferably in the embodiment in which production batches are used as aspect of the production in which value documents have been produced, value documents of the same predetermined type and from different production batches are provided , for which value documents determines property data, which describe predefined properties of the value documents, and determines values of predetermined feature vectors from the property data. Depending on the values of the feature vectors, classes are defined to which value documents of the given type are assigned, which are considered to be similar with respect to the values of the feature vectors according to the predetermined criterion, and at least one classifier is defined by means of which a value document of the given type as a function of property data determined for this one of the classes assigned and thus for the value document a class can be determined. For at least one of the specified classes, a transformation is determined for at least some of the property data or processing data determined from the property data, by which a dependency of the property or processing data on the determined class is at least partially compensated. The classes determined in this way can be used as the given classes for the procedure for checking value documents of the same type, also referred to below as test methods. Among the data for performing the check method, data describing the classifier, i. H. the at least one classification function and its parameters, also referred to as classifier parameters in the context of the invention, and the data of the transformation, in particular a transformation function and its parameters.

Entsprechend dem beschriebenen Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten sind auch bei dem Verfahren zur Ermittlung von Daten zur Durchführung des oben beschriebenen Prüfverfahrens die Wertdokumente gleichen vorgegebenen Typs wie oben bestimmt und insbesondere vorzugsweise Banknoten derselben Währung und Stückelung.According to the described method for checking value documents, also in the method for determining data for carrying out the test method described above, the value documents of the same predetermined type are as defined above, and in particular preferably banknotes of the same currency and denomination.

Vorzugsweise kann zum Festlegen der Klassen eine Komponentenanalyse in einem Raum von aus den Eigenschaftsdaten ermittelten Merkmalsvektoren verwendet werden. Die Abhängigkeit der Merkmalsvektoren von den Eigenschaftsdaten ist dabei dieselbe wie bei dem Prüfverfahren, falls bei diesem Merkmalsvektoren verwendet werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil einer sehr einfachen Durchführung. Vorzugsweise können dazu eine Karhunen-Loève-Transformation oder eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) verwendet werden.Preferably, to determine the classes, component analysis may be used in a space of feature vectors determined from the property data. The dependence of the feature vectors on the property data is the same as in the test method, if feature vectors are used in this case. This method has the advantage of a very simple implementation. Preferably, a Karhunen-Loève transformation or Principal Component Analysis (PCA) may be used.

Auch kann zum Festlegen der Klassen eine Diskriminanzanalyse in einem Raum von aus den Eigenschaftsdaten ermittelten Merkmalsvektoren oder in einem Teilraum der Merkmalsvektoren verwendet wird. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, daß eine sehr gute Trennung der Klassen erzielt werden kann.It is also possible to use a discriminant analysis in a space of feature vectors determined from the property data or in a subspace of the feature vectors for specifying the classes. The advantage of this approach is that a very good separation of the classes can be achieved.

Prinzipiell kann die Ermittlung einer der vorgegebenen Klassen beliebig erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch als Klassifikator ein linearer Klassifikator verwendet. Für einen solchen Klassifikator kann eine von den Eigenschafts- oder Merkmalsvektoren abhängige Klassifikationsfunktion mit einer durch die Linearität in Bezug auf die Merkmalsvektoren vorgegebenen funktionalen Form verwendet werden, für die wiederum entsprechende Parameter bestimmt werden, die den Klassifikator festlegen. Solche Klassifikatoren bieten nicht nur den Vorteil, daß sie einfach zu ermitteln sind, sondern können auch bei der Prüfung schnell ausgewertet werden.In principle, one of the predetermined classes can be determined as desired. Preferably, however, a linear classifier is used as the classifier. For such a classifier, a classification function dependent on the property or feature vectors may be used with a functional form given by the linearity with respect to the feature vectors, for which in turn corresponding parameters defining the classifier are determined. Such classifiers not only offer the advantage that they are easy to determine, but can also be evaluated quickly during the test.

Wie schon eingangs ausgeführt kann vorzugsweise insbesondere, wenn die Anzahl der ermittelten Klassen eine Zahl n ist, für insgesamt wenigstens n – 1 der Klassen jeweils eine Transformation der für Wertdokumente des vorgegebenen Typs ermittelte Eigenschaftsdaten oder aus den Eigenschaftsdaten ermittelte Verarbeitungsdaten ermittelt werden, durch die eine Abhängigkeit der Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten von der ermittelten Klasse kompensiert wird.As already explained at the outset, it is possible, in particular if the number of determined classes is a number n, for each at least n-1 of the classes to determine a transformation of the property data determined for value documents of the given type or processing data determined from the property data Depending on the property or processing data is compensated by the determined class.

Diese Transformation kann bei beiden Verfahren nur für einige der Eigenschaftsdaten und/oder nur für Verarbeitungsdaten, insbesondere Merkmalsvektoren ermittelt sein und auch nur für diese durchgeführt werden.In both methods, this transformation can only be determined for some of the property data and / or only for processing data, in particular feature vectors, and can also be carried out only for them.

Es ist jedoch auch möglich, das die Transformation so ermittelt wird, daß sie auch alle für nachfolgende Prüfungen verwendete Eigenschaftsdaten und/oder Verarbeitungsdaten verwendet werden kann.However, it is also possible that the transformation is determined so that it can also be used all property data and / or processing data used for subsequent tests.

Bei beiden Verfahren beschreiben die Eigenschaftsdaten vorzugsweise ortsaufgelöste optische Eigenschaften des Wertdokuments, besonders bevorzugt ein Bild in Reflexion oder Transmission in verschiedenen Spektralbereichen. In both methods, the property data preferably describe spatially resolved optical properties of the value document, particularly preferably an image in reflection or transmission in different spectral ranges.

Besonders bevorzugt beschreiben die Eigenschaftsdaten ein Farbbild des Wertdokuments.Particularly preferably, the property data describes a color image of the value document.

In bevorzugten Ausführungsformen der Verfahren kann die Transformation dann eine Transformation in einem Farbraum umfassen.In preferred embodiments of the methods, the transformation may then comprise a transformation in a color space.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit wenigstens einem Eingabefach zur Aufnahme von Wertdokumenten, einer Transporteinrichtung zum Transport vereinzelter Wertdokumente zu wenigstens einem Ausgabefach, einer an einem durch die Transporteinrichtung gegebenen Transportpfad angeordneten Sensoreinrichtung mit einer Auswerteeinrichtung zur Durchführung des Prüfverfahren, insbesondere der Ermittlung der Eigenschaftsdaten, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Transporteinrichtung in Abhängigkeit von Signalen der Auswerteeinrichtung. Vorzugsweise kann die Vorrichtung wenigstens zwei Ausgabefächer aufweisen und die Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Transporteinrichtung in Abhängigkeit von den Signalen der Auswerteeinrichtung ausgebildet sein, so daß in Abhängigkeit von den Signalen für geprüfte Wertdokumente die Wertdokumente in eines der Fächer, das durch das jeweilige Signal festgelegt ist, transportiert werden.The present invention furthermore relates to a device for processing documents of value with at least one input compartment for receiving documents of value, a transport device for transporting isolated documents of value to at least one output compartment, a sensor device arranged on a transport path given by the transport device with an evaluation device for carrying out the test method, in particular the determination of the characteristic data, and a control device for controlling the transport device in dependence on signals of the evaluation device. Preferably, the device may have at least two output compartments and the control device for controlling the transport device may be formed as a function of the signals of the evaluation device, so that depending on the signals for tested value documents, the value documents in one of the compartments, which is determined by the respective signal, be transported.

Die Erfindung wird im Folgenden noch näher beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung, 1 a schematic representation of a banknote processing apparatus,

2a und b schematische Darstellung eines optischen Sensors der Banknotenbearbeitungsvorrichtung in 1 in Transportrichtung und von oben auf eine Transportebene, 2a and b is a schematic representation of an optical sensor of the banknote processing apparatus in FIG 1 in transport direction and from above on a transport plane,

3 eine schematische Darstellung eines Beispiels für ein zu untersuchendes Wertdokument in Form einer Banknote, 3 a schematic representation of an example of a value document to be examined in the form of a banknote,

4 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, das in der Banknotenbearbeitungsvorrichtung in 1 durchgeführt werden kann, und 4 a simplified flow chart for a method for checking value documents, in the banknote processing apparatus in 1 can be performed, and

5 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Ermittlung von Daten für das Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten in 4. 5 a simplified flowchart for a method for the determination of data for the method for checking value documents in 4 ,

1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Bearbeitung von Wertdokumenten, im Beispiel eine Banknotenbearbeitungsvorrichtung, die unter anderem zur Ermittlung des Zustands und der Echtheit von Wertdokumenten 12 in Form von Banknoten dient. Die Vorrichtung 10 verfügt über ein Eingabefach 14 für die Eingabe von zu bearbeitenden Wertdokumenten 12, einen Vereinzler 16, der auf Wertdokumente 12 in dem Eingabefach 14 zugreifen kann, eine Transporteinrichtung 18 mit entlang eines Transportpfades 22 nacheinander angeordneten Weichen 20 und 20', und nach jeder der Weichen bzw. an einem den beiden Weichen folgenden Ende des Transportpfades 22 jeweils ein Ausgabefach 26 bzw. 26' bzw. 26''. Entlang des durch die Transporteinrichtung 18 gegebenen Transportpfades 22 ist vor der Weiche 20 und nach dem Vereinzler 16 eine Sensoranordnung 24 angeordnet, die zur Erfassung von Eigenschaften vereinzelt zugeführter Wertdokumente 12 und Bildung von die Eigenschaften wiedergebenden Sensorsignalen dient. Eine Steuereinrichtung 30 ist wenigstens mit der Sensoranordnung 24 und den Weichen 20 und 20' über Signalverbindungen verbunden und dient zur Auswertung von Sensorsignalen der Sensoranordnung 24 und Ansteuerung wenigstens der Weichen 20 und 20 in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung der Sensorsignale. 1 shows a device 10 for processing value documents, in the example a banknote processing device, which among other things is used to determine the state and the authenticity of value documents 12 in the form of banknotes. The device 10 has an input tray 14 for entering value documents to be processed 12 , a singler 16 , on value documents 12 in the input tray 14 can access a transport device 18 with along a transport path 22 successively arranged points 20 and 20 ' , and after each of the points or at the end of the transport path following the two points 22 one output tray each 26 respectively. 26 ' respectively. 26 '' , Along the through the transport device 18 given transport path 22 is in front of the switch 20 and after the singler 16 a sensor arrangement 24 arranged to capture characteristics of isolated added value documents 12 and forming sensor characteristics representative of the characteristics. A control device 30 is at least with the sensor arrangement 24 and the course 20 and 20 ' Connected via signal connections and used to evaluate sensor signals of the sensor array 24 and control of at least the points 20 and 20 depending on the result of the evaluation of the sensor signals.

Die Sensoranordnung 24 umfaßt dazu wenigstens einen Sensor; in diesem Ausführungsbeispiel ist nur ein optischer Sensor 32 zur ortsaufgelösten Erfassung farblicher Eigenschaften vorgesehen, der von dem Wertdokument remittierte optische Strahlung erfaßt. In anderen Ausführungsbeispielen können noch weitere Sensoren, z. B. für andere als optische Eigenschaften vorgesehen sein.The sensor arrangement 24 includes at least one sensor; in this embodiment, only one optical sensor 32 provided for spatially resolved detection of color properties, which detects reflected from the value document optical radiation. In other embodiments, even more sensors, for. B. be provided for other than optical properties.

Während des Vorbeitransports eines Wertdokuments erfaßt der Sensor 32 ein Bild des Wertdokuments in drei Spektralbereichen entsprechend den drei Farbkanälen Rot, Grün und Blau, das durch entsprechende Sensorsignale dargestellt wird.During the advance transport of a value document, the sensor detects 32 an image of the value document in three spectral regions corresponding to the three color channels red, green and blue, which is represented by corresponding sensor signals.

Aus den analogen und/oder digitalen Sensorsignalen des Sensors 32 werden von der Steuereinrichtung 30 bei einer Sensorsignalauswertung Eigenschaftsdaten ermittelt, die für die Überprüfung der Banknoten in Bezug auf deren Zustand und/oder Echtheit relevant sind. Hierzu verfügt die Steuereinrichtung 30 über eine Auswerteeinrichtung 31, die im Beispiel in die Steuereinrichtung 30 integriert ist, in anderen Ausführungsbeispielen aber auch Teil der Sensoranordnung 24, vorzugsweise des Sensors 32 sein kann.From the analog and / or digital sensor signals of the sensor 32 be from the controller 30 In the case of a sensor signal evaluation, characteristic data are determined which are relevant for checking the banknotes with respect to their condition and / or authenticity. For this purpose, the control device has 30 via an evaluation device 31 in the example in the control device 30 is integrated, in other embodiments, but also part of the sensor array 24 , preferably the sensor 32 can be.

Unter dem Zustand eines Wertdokuments wird im vorliegenden Beispiel insbesondere den Zustand in Bezug auf die Verkehrsfähigkeit bzw. Umlauffähigkeit, d. h. die Eignung weiterhin als Zahlungsmittel verwendet werden zu können, angesehen. Zur Beurteilung des Zustands bzw. der Echtheit werden vorgegeben Kriterien verwendet. Diese betreffen in diesem Beispiel insbesondere das Vorhandensein von Verschmutzungen und/oder Farbabnutzungen oder Flecken sowie das Vorhandensein von Rissen, Eselsohren und/oder Löchern, und/oder das Fehlen von Bestandteilen der Wertdokumente verwendet. Die Steuereinrichtung 30 verfügt neben einer entsprechenden Schnittstelle für den Sensor 32 über einen Prozessor 34 und einen mit dem Prozessor 34 verbundenen Speicher 36, in dem wenigstens ein Computerprogramm mit Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung der Prozessor 34 in einer ersten Funktion als Auswerteeinrichtung 31 die Sensorsignale, insbesondere zur Ermittlung der Echtheit und/oder eines Gesamtzustands eines geprüften Wertdokuments, auswertet und in einer zweiten Funktion die Vorrichtung steuert bzw. entsprechende der Auswertung die Transporteinrichtung 18 ansteuert. Die Steuereinrichtung 30 verfügt weiter über eine Datenschnittstelle 37.Under the condition of a value document, in the present example, in particular the state of fitness or fitness for circulation, ie the suitability to continue to be used as a means of payment, considered. To assess the condition or authenticity, predetermined criteria are used. These relate in particular to the presence of soiling and / or color abrasions or stains as well as the presence of cracks, dog-ears and / or holes, and / or the absence of components of the value documents used in this example. The control device 30 has a corresponding interface for the sensor 32 via a processor 34 and one with the processor 34 connected memory 36 in which at least one computer program with program code is stored, in the execution of which the processor 34 in a first function as an evaluation device 31 the sensor signals, in particular for determining the authenticity and / or a total state of a tested value document, evaluates and controls the device in a second function or corresponding to the evaluation of the transport device 18 controls. The control device 30 also has a data interface 37 ,

Die Steuereinrichtung 30 ist in wenigstens zwei Betriebsarten betreibbar. In einer ersten Betriebsart, dem Arbeitsmodus, steuert sie die Vorrichtung zur Prüfung von Wertdokumenten. In einer zweiten Betriebsart, dem Erfassungsmodus, steuert sie die Vorrichtung so an, daß Wertdokumente aus dem Eingabefach vereinzelt und vereinzelt an dem Sensor 32 vorbeitransportiert werden. Danach werden die Wertdokumente wieder in einem vorgegebenen der Ausgabefächer 26, 26' oder 26'' ausgegeben. Der Sensor 32 erfaßt dabei die von ihm erfaßbaren Eigenschaften der an ihm vorbeitransportierten Wertdokumente. Die mit dem Sensor 32 über eine Signal- bzw. Datenverbindung verbundene Steuereinrichtung 30 erfaßt von dem Sensor 32 erfaßte Eigenschaftsdaten und stellt diese über die Datenschnittstelle 37 für jedes der Wertdokumente zur Verfügung. Im Beispiel umfaßt die Datenschnittstelle eine Einrichtung zur Beschreibung von Datenträgern, beispielsweise CDs, die von einer geeigneten Datenverarbeitungseinrichtung gelesen werden können.The control device 30 is operable in at least two modes. In a first operating mode, the working mode, it controls the device for checking value documents. In a second mode, the acquisition mode, it controls the device so that value documents from the input tray singulated and isolated at the sensor 32 be transported past. Thereafter, the value documents are returned to a predetermined one of the output pockets 26 . 26 ' or 26 '' output. The sensor 32 detects the properties of the value documents transported past it. The with the sensor 32 Control device connected via a signal or data connection 30 detected by the sensor 32 captured property data and provides this via the data interface 37 for each of the value documents available. In the example, the data interface comprises means for describing data carriers, for example CDs, which can be read by a suitable data processing device.

In dem Arbeitsmodus kann die Auswerteeinrichtung 31, genauer der Prozessor 34 darin, nach Ermittlung von Eigenschaftsdaten ein vorgegebenes Kriterium für die Echtheit des Wertdokuments prüfen, in das wenigstens einige der erfaßten Eigenschaften und Referenzdaten eingehen.In the working mode, the evaluation device 31 , more precisely, the processor 34 therein, after determining property data, checking a given criterion for the authenticity of the value document into which at least some of the detected properties and reference data are received.

Entsprechend kann die Auswerteeinrichtung 31 ein Kriterium für den Gesamtzustand des Wertdokuments prüfen, in das die Eigenschaftsdaten eingehen bzw. das von diesen abhängt. In das Kriterium können insbesondere weiter Referenzdaten zur Festlegung eines noch zulässigen Zustands des Wertdokuments eingehen, die vorgegeben und in dem Speicher 36 gespeichert sind. Der Gesamtzustand kann beispielsweise durch zwei Kategorien ”noch umlauffähig” bzw. ”verkehrsfähig” oder ”zu vernichten” gegeben sein.Accordingly, the evaluation device 31 Check a criterion for the overall state of the value document into which the property data is received or depends on it. In particular, further reference data for determining a still permissible state of the value document can be entered into the criterion, which are predefined and stored in the memory 36 are stored. The overall state can be given for example by two categories "still fit for use" or "marketable" or "to be destroyed".

In Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand und der Echtheit steuert die Steuereinrichtung 30, insbesondere der Prozessor 34 darin die Transporteinrichtung 18, genauer die Weichen, so an, daß das geprüfte Wertdokument entsprechend seinem ermittelten Gesamtzustand zur Ablage in entsprechende Ausgabefächer transportiert wird.Depending on the determined state and the authenticity, the control device controls 30 , especially the processor 34 in it the transport device 18 , more precisely the switches, so that the checked value document is transported according to its determined overall state for storage in corresponding output compartments.

Zur Bearbeitung von Wertdokumenten 12 werden in das Eingabefach 14 als Stapel oder einzeln eingelegte Wertdokumente 12 von dem Vereinzler 16 vereinzelt und vereinzelt der Transporteinrichtung 18 zugeführt, die die vereinzelten Wertdokumente 12 der Sensoranordnung 24 zuführt. Diese erfaßt optische Eigenschaften der Wertdokumente 12, im Beispiel ein Farbbild, wobei Sensorsignale gebildet werden, die die entsprechenden Eigenschaften des Wertdokuments wiedergeben. Die Steuereinrichtung 30 erfaßt die Sensorsignale, ermittelt in Abhängigkeit von diesen einen Zustand und die Echtheit des jeweiligen Wertdokuments und steuert in Abhängigkeit von dem Ergebnis die Weichen so an, daß die untersuchten Wertdokumente entsprechend ihrem ermittelten Zustand und der Echtheit den Ausgabefächern zugeführt werden.For processing value documents 12 be in the input tray 14 as a stack or individually inserted value documents 12 from the singler 16 scattered and isolated the transport device 18 fed, which the isolated value documents 12 the sensor arrangement 24 supplies. This captures optical properties of the value documents 12 , in the example, a color image, wherein sensor signals are formed, which reflect the corresponding properties of the value document. The control device 30 detects the sensor signals, determines in dependence on these a state and the authenticity of the respective value document and, depending on the result, controls the points so that the examined documents of value are fed to the output compartments according to their ascertained state and authenticity.

Der Sensor 32 ist als Zeilensensor ausgebildet, der während des Vorbeitransports eines Wertdokuments an dem Sensor 32 vorbei eine Folge von Zeilenbildern umfaßt, die in einer Richtung quer zur Richtung der Zeile ein Bild des Wertdokuments ergeben. Er umfaßt im vorliegenden Beispiel, in den 2a und 2b nur extrem vereinfacht schematisch dargestellt, eine Beleuchtungseinrichtung 38, im Beispiel mit zwei Lichtquellen, zur Beleuchtung wenigstens eines Bereichs eines Wertdokuments 12 mit weißem Licht während dessen Vorbeitransport über dessen gesamte Ausdehnung quer zur Transportrichtung T und als Erfassungseinrichtung 40 im Beispiel drei Zeilenkameras 42, 42' und 42'' mit nicht gezeigten, im Strahlengang vor diesen angeordneten Rot-, Grün- und Blau-Filtern zur Erfassung von roten, grünen bzw. blauen Anteilen des von dem Wertdokument remittierten Lichts der Beleuchtungseinrichtung 38. Jede der Zeilenkameras verfügt über jeweils eine Detektorzeile mit zeilenförmig angeordneten Photodetektionselementen, vor denen jeweils der Filter angeordnet ist, der dem von der jeweiligen Zeilenkamera zu detektierenden Farbanteil des remittierten Lichts entspricht. Der Sensor 32 kann noch weitere optische Elemente, insbesondere zur Abbildung bzw. Fokussierung umfassen, die hier nicht gezeigt sind. Die Detektorzeilen von Photodetektionselementen sind parallel zueinander angeordnet. Eine genauere Beschreibung eines solchen Sensors, allerdings mit einer weiteren Detektorzeile für IR-Strahlung, findet sich in der WO 96/36021 A1 der Anmelderin, deren Inhalt insoweit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird.The sensor 32 is formed as a line sensor, which during the transport before a value document to the sensor 32 passing a sequence of line images that yield an image of the value document in a direction transverse to the direction of the line. It includes in the present example, in the 2a and 2 B only extremely simplified shown schematically, a lighting device 38 in the example with two light sources, for illuminating at least one area of a value document 12 with white light during its advance transport over its entire extent transversely to the transport direction T and as a detection device 40 in the example, three line scan cameras 42 . 42 ' and 42 '' with not shown, arranged in the beam path in front of these red, green and blue filters for detecting red, green or blue portions of the remitted from the value document light of the illumination device 38 , Each of the line scan cameras has in each case a detector line with line-shaped photodetection elements, in front of which the respective filter is arranged, which corresponds to the color fraction of the remitted light to be detected by the respective line scan camera. The sensor 32 may include other optical elements, in particular for imaging or focusing, which are not shown here. The detector lines of photodetection elements are arranged parallel to each other. A more detailed description of such a sensor, but with a further detector line for IR radiation, can be found in the WO 96/36021 A1 of the Applicant, the contents of which are incorporated herein by reference.

Zur Erfassung eines Farbbildes eines Wertdokuments 12 wird dieses an dem Sensor 32 mit konstanter Geschwindigkeit vorbeitransportiert, wobei in konstanten Zeitabständen mit den Zeilenkameras 42, 42' und 42'' Intensitätsdaten orts- und farbaufgelöst erfaßt werden. Die Intensitätsdaten stellen Eigenschafts- bzw. Bilddaten dar, die die Eigenschaften von Pixeln 44 eines Zeilenbildes beschreiben, das den von dem Sensor 32 erfaßten zeilenförmigen Bereich des Wertdokuments 12 wiedergibt. Durch Aneinandersetzen der Zeilenbilder entsprechend der zeitlichen Reihenfolge der Erfassung, d. h. entsprechende Zuordnung der Bilddaten, wird dann ein Bild des Wertdokuments mit Pixeln erhalten.To capture a color image of a value document 12 this will be on the sensor 32 transported at a constant speed, at constant intervals with the line scan cameras 42 . 42 ' and 42 '' Intensity data are recorded location and color resolved. The intensity data represents property or image data that is the properties of pixels 44 describe a line image, that of the sensor 32 detected line-shaped area of the value document 12 reproduces. By juxtaposing the line images in accordance with the time sequence of the acquisition, ie corresponding assignment of the image data, an image of the value document with pixels is then obtained.

Ein von dem Sensor 32 erfaßtes Bild setzt sich daher aus in einer Rechteckmatrix angeordneten Pixeln zusammen. Es wird durch Eigenschaftsdaten in Form von Bilddaten beschrieben. In der Veranschaulichung des Bildes eines Wertdokuments 12 in 3 sind der Übersichtlichkeit halber nur einige der Pixel 44 gezeigt. Jedem der Pixel sind als Eigenschaftsdaten neben einer Nummer bzw. Zahl i, die die Lage in dem Bild wiedergibt, Farbwerte r_i, g_i, b_i für Rot, Grün und Blau zugeordnet. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Signalverarbeitungseinrichtung 44 nach Kalibrierung aus Detektionssignalen der Detektorzeilen 42, 42' und 42'' Farbwerte erzeugen kann und erzeugt, die in guter Näherung als Farbkoordinaten in dem genormten CIE XYZ-Farbraum verwendet werden können. Die Eigenschaftsdaten können zur einfacheren Darstellung zu einem Vektor V, gegeben durch die Komponenten (i, r_i, g_i, b_i)_i=1,N zusammengefaßt werden, wobei N die Anzahl der Pixel ist.One from the sensor 32 Therefore, the captured image is composed of pixels arranged in a rectangular matrix. It is described by property data in the form of image data. In the illustration of the image of a value document 12 in 3 are just a few of the pixels for clarity 44 shown. Each of the pixels are assigned as property data next to a number i representing the position in the image, color values r _i , g _i , b _i for red, green and blue. It is assumed that the signal processing device 44 after calibration from detection signals of the detector lines 42 . 42 ' and 42 '' Can generate and generate color values that can be used to a good approximation as color coordinates in the standard CIE XYZ color space. The property data may be summarized for ease of illustration into a vector V given by the components (i, r _i , g _i , b _i ) _{i = 1, N} , where N is the number of pixels.

Zur Prüfung eines Wertdokuments auf den Zustand bzw. die Echtheit kann ein für einen jeweiligen Typ von Wertdokumenten vorgegebenes Kriterium für einen hinreichend guten Zustand bzw. das Vorliegen eines als echt anzusehenden Wertdokuments verwendet werden, das von dem oben genannten Vektor abhängt. Dies kann allgemein so formuliert werden, daß eine jeweilige Prüffunktion K(P_j, V) vorgegebenen wird, die von vorgegebenen Kriterienparametern P_j(j = 1, ..., m) und dem Vektor abhängt. Nimmt die Funktion für einen gegebenen Vektor V einen vorgegebenen Wert an, wird das jeweilige Kriterium als erfüllt angesehen, sonst nicht. Eine Prüfung des Kriteriums kann also darin bestehen, für einen gegebenen Vektor V den Wert der Prüffunktion K zu berechnen und mit einem vorgegebenen Wert G zu vergleichen. Übersteigt der Wert von K den Wert G, ist das Kriterium erfüllt, andernfalls nicht. Unter der Berechnung des Wertes der Prüffunktion wird dabei verstanden, daß aus dem Vektor und den Parameter mittels durch die Prüffunktion vorgegebener Schritte der Wert ermittelt wird.For checking a value document for the state or the authenticity, it is possible to use a criterion, which is predetermined for a respective type of value documents, for a sufficiently good state or the presence of a value document to be regarded as genuine, which depends on the above-mentioned vector. This can generally be formulated such that a respective test function K (P _j , V) is given, which depends on predetermined criteria parameters P _j (j = 1,..., M) and the vector. If the function assumes a given value for a given vector V, the respective criterion is considered fulfilled, otherwise not. An examination of the criterion can therefore be to calculate the value of the test function K for a given vector V and to compare it with a predetermined value G. If the value of K exceeds G, the criterion is met, otherwise not. The calculation of the value of the test function is understood to mean that the value is determined from the vector and the parameters by means of steps predetermined by the test function.

Zur Prüfung der Wertdokumente ist in dem Speicher 36 in einem als Teil der Auswerteeinrichtung 31 dienenden Abschnitt und damit in diesem Beispiel in der Steuereinrichtung 30 ein Programm gespeichert, das bei Ausführung durch den Prozessor 34 die folgenden Schritte eines Verfahrens zur Prüfung von Wertdokumenten durchführt.To check the value documents is in the memory 36 in one as part of the evaluation device 31 serving section and thus in this example in the control device 30 a program stored when executed by the processor 34 performs the following steps of a method for checking value documents.

Unter Verwendung von Eigenschaftsdaten des Sensors 32 ermittelt die Auswerteeinrichtung 31 in einem Schritt S10 in einem für das zu prüfende Wertdokument Eigenschaftsdaten, die vorgegebene Eigenschaften der Wertdokumente beschreiben. In diesem Beispiel erfaßt der Sensor 32 Bilder der Wertdokumente, genauer die Bilder darstellende Eigenschafts- bzw. Bilddaten, im Beispiel vollflächige Bilder mit drei Farbkanälen, nämlich rot, grün und blau (RGB-Kanäle); die Art der Bilddaten wurde bereits oben beschrieben. Die Eigenschaftsdaten geben somit Eigenschaften des Wertdokuments in Abhängigkeit vom Ort auf dem Wertdokument an. Die Eigenschafts- bzw. Bilddaten werden an die Auswertevorrichtung 31 übermittelt und von dieser erfaßt. Je nach Art des Sensors kann in diesem Schritt noch eine Vorverarbeitung der erfaßten Daten in dem Sensor 32 oder der Auswerteeinrichtung 31 durchgeführt werden, bei der die Bilddaten beispielsweise zur Kompensation von Hintergrundrauschen transformiert werden.Using property data of the sensor 32 determines the evaluation device 31 in a step S10 in a property data to be checked for the value document to be tested, which describe predefined properties of the value documents. In this example, the sensor detects 32 Images of the value documents, more precisely the image or property data representing images, in the example full-surface images with three color channels, namely red, green and blue (RGB channels); The type of image data has already been described above. The property data thus indicates properties of the value document as a function of the location on the value document. The property or image data are sent to the evaluation device 31 transmitted and recorded by this. Depending on the nature of the sensor, preprocessing of the detected data in the sensor may be performed in this step 32 or the evaluation device 31 be performed, for example, in which the image data are transformed to compensate for background noise.

Darauf ermittelt die Auswerteinrichtung 31 in Schritt S12 in Abhängigkeit von den mittels des Sensors 32 erfaßten Eigenschaftsdaten den Typ eines zu prüfenden Wertdokuments. Im vorliegenden Beispiel werden Wertdokumente in Form von Eurobanknoten geprüft. Die Auswerteeinrichtung 31 kann daher zuerst eine Suche bzw. Erkennung von Rändern der Banknote in dem Bild durchführen. Aus den erkannten Rändern kann sie das Format des Wertdokuments und im Beispiel von Wertdokumenten in Form von Eurobanknoten die Stückelung und damit den Typ aus der Menge der vorgegebenen möglichen Wertdokumenttypen ermitteln.Then the evaluation device determines 31 in step S12 depending on the means of the sensor 32 Property data collected is the type of a value document to be checked. In this example, value documents are checked in the form of euro banknotes. The evaluation device 31 can therefore first perform a search or recognition of edges of the bill in the image. From the recognized borders, it can determine the format of the value document and, in the example of value documents in the form of euro banknotes, the denomination and thus the type from the set of predefined possible value document types.

Danach ermittelt sie in Schritt S14 unter Verwendung der Eigenschaftsdaten für das zu prüfende Wertdokument des ermittelten Typs aus einer Anzahl n von für Wertdokumente des vorgegebenen Typs vorgegebenen Klassen eine Klasse. n ist dabei eine Zahl größer als 1.Then, in step S14, using the property data for the value document of the determined type to be checked, it determines a class from a number n of classes predetermined for value documents of the predetermined type. n is a number greater than 1.

In einem Teilschritt S16 des Schritts S14 positioniert die Auswerteeinrichtung 31 vorgegebene Auswertebereiche (regions of interest, ROI) in dem Bild, die aus der bekannten Lage vorgegebener Bereiche auf den Wertdokumenten des vorgegebenen Typs relativ zu den Umrissen der Wertdokumente und einem in dem Bild ermittelten Umriß des Wertdokuments ergeben. Hierzu kann die Auswertevorrichtung insbesondere zuerst eine Suche bzw. Erkennung von Rändern der Banknote in dem Bild durchführen oder auf Ergebnisse des Schritts S12 zurückgreifen, um dann in Abhängigkeit von der Lage der Ränder in dem Bild die ROI in dem Bild zu positionieren, d. h. entsprechende Eigenschaftswerte auszuwählen. Beispielsweise können für eine 10 Euro-Banknote vierundzwanzig Auswertebereiche gewählt werden. In 3 ist zur Veranschaulichung ein durch Schraffur hervorgehobener Auswertebereich 46 gezeigt, der neun Pixel 44 umfaßt.In a sub-step S16 of step S14, the evaluation device is positioned 31 predetermined evaluation regions (regions of interest, ROI) in the image resulting from the known position of given regions on the value documents of the given type relative to the outlines of the value documents and an outline of the value document found in the image. For this purpose, the evaluation device can in particular first perform a search or recognition of edges of the banknote in the image or resort to results of step S12, in order then to position the ROI in the image depending on the position of the edges in the image, ie corresponding property values select. For example, twenty-four evaluation areas can be selected for a 10 Euro banknote. In 3 is for illustrative purposes an evaluation range highlighted by hatching 46 shown the nine pixels 44 includes.

In einem Teilschritt S18 des Schritts S14 ermittelt die Auswerteeinrichtung 31 aus den Eigenschaftsdaten für jeden der Auswertebereiche jeweils wenigstens einen dem jeweiligen Auswertebereich zugeordneten Wert, der im folgenden als Merkmalswert bezeichnet wird. Im Beispiel werden drei Merkmalswerte ermittelt, für jeden der Farbkanäle ein Merkmalswert. Umfaßt der Auswertebereich beispielsweise wie der Auswertebereich 46 neun in einem vorgegebenen Rechteck angeordnete, zueinander benachbarte Pixel, kann als Eigenschaftswert für jeden der Farbkanäle zum Beispiel der Mittelwert über die 10 Pixelwerte des entsprechenden Farbkanals errechnet werden. Bei einer Anzahl N von Auswertebereichen ergeben sich bei f Farbkanälen N·f Merkmalswerte, die im folgenden mit xi, i = 1, ... N·f bezeichnet werden. Die Merkmalswerte für eine Banknote werden als Merkmalsvektor X der Banknote bezeichnet.In a substep S18 of step S14, the evaluation device determines 31 from the property data for each of the evaluation areas, in each case at least one value assigned to the respective evaluation area, which is referred to below as a feature value. In the example, three characteristic values are determined, for each of the color channels a feature value. For example, the evaluation area includes the evaluation area 46 nine adjacent pixels arranged in a predetermined rectangle can be calculated as a property value for each of the color channels, for example the average over the 10 pixel values of the corresponding color channel. In the case of a number N of evaluation ranges, f × f feature values, which are denoted by xi, i = 1,... N · f in the following. The feature values for a banknote are referred to as the feature vector X of the banknote.

Optional kann die Auswerteeinrichtung 31 je nach deren Ausbildung eine Transformation der Eigenschaftswerte bzw. des Merkmalsvektors in einen anderen Farbraum, beispielsweise einen geräteunabhängigen Farbraum, insbesondere einen CIE-Lab-Farbraum durchführen.Optionally, the evaluation device 31 depending on their design, a transformation of the property values or of the feature vector into another color space, for example a device-independent color space, in particular a CIE-Lab color space.

In einem Teilschritt S20 des Schritts S14 erfolgt die eigentliche Klassifizierung des Wertdokuments mittels eines vorgegebenen Klassifikators. Für den Merkmalsvektor X bzw. die Merkmalswerte xi, i = 1, ... N·f wird der Wert wenigstens einer für den Typ der Wertdokumente vorgegebenen Klassifikationsfunktion, die von dem Merkmalsvektor abhängt, ermittelt und anhand des Wertes eine dem Wert entsprechende Klasse ermittelt. Im vorliegenden Beispiel wird ein Klassifikator verwendet, der mit dem im folgenden beschriebenen Verfahren zur Ermittlung von Daten für das vorliegende Prüfverfahren festgelegt wird.In a sub-step S20 of step S14, the actual classification of the value document takes place by means of a predetermined classifier. For the feature vector X or the feature values xi, i = 1,... N · f, the value of at least one classification function specified for the type of value documents, which depends on the feature vector, is determined and a class corresponding to the value is determined on the basis of the value , In the present example, a classifier is used, which is determined by the method described below for determining data for the present test method.

In dem dem Schritt S14 folgenden Schritt S22 führt die Auswerteeinrichtung 31 in Abhängigkeit von der ermittelten Klasse eine Transformation wenigstens einiger der Eigenschaftsdaten oder von aus den Eigenschaftsdaten ermittelten Verarbeitungsdaten durch. Durch diese Transformation sollen systematische Unterschiede zwischen den Eigenschaftsdaten für Wertdokumente, die verschiedenen Klassen zugeordnet sind, insoweit kompensiert werden, daß diese für die weitere Auswertung, insbesondere Prüfung keine wesentliche Rolle spielen. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Eigenschaftsdaten, vorzugsweise alle Bilddaten, die das Bild des jeweiligen Wertdokuments darstellen, transformiert. Hierzu werden der jeweiligen Klasse zugeordnete Transformationen, im Beispiel Transformationsfunktionen, verwendet, die so festgelegt sind, daß die mit den Transformationen transformierten Daten zur Prüfung mit den oben genannten Kriterien für den Zustand und Echtheit der Wertdokumente des vorgegebenen Typs unabhängig von der ermittelten Klasse verwendet werden können. Diese Kriterien sind unabhängig von den Klassen, d. h. für alle Klassen gleich. Im vorliegenden Beispiel entspricht diese Transformation, wie im folgenden noch beschrieben werden wird, einer Farb- und/oder Helligkeitsänderung der gesamten Bilder bzw. einer entsprechenden Transformation der Eigenschafts- bzw. Bilddaten. Die Festlegung der Transformation bzw. von Daten für die Transformation kann mit dem im folgenden beschriebenen Verfahren zur Ermittlung von Daten für das vorliegende Prüfverfahren erfolgen.In the step S22 following the step S14, the evaluation device leads 31 as a function of the determined class, a transformation of at least some of the property data or of processing data determined from the property data. By means of this transformation, systematic differences between the property data for value documents assigned to different classes should be compensated to the extent that they do not play a significant role for further evaluation, in particular testing. In this embodiment, the property data, preferably all image data representing the image of the respective value document, are transformed. For this purpose, transformations assigned to the respective class, in the example transformation functions, are used, which are set so that the data transformed with the transformations are used for checking with the above-mentioned criteria for the condition and authenticity of the value documents of the given type independently of the determined class can. These criteria are independent of the classes, ie the same for all classes. In the present example, as will be described below, this transformation corresponds to a change in the color and / or brightness of the entire images or a corresponding transformation of the property or image data. The determination of the transformation or data for the transformation can be carried out with the method described below for determining data for the present test method.

In Schritt S24 prüft die Auswerteeinrichtung 31 zur Prüfung des Wertdokuments das vorgegebene Kriterium, das die transformierten Eigenschaftsdaten bzw. Verarbeitungsdaten betrifft, und bildet ein das Ergebnis der Prüfung beschreibendes Signal. In diesem Ausführungsbeispiel werden die beiden zuvor genannten Kriterien geprüft, eines für den Zustand des Wertdokuments und weiteres für die Echtheit des Wertdokuments, und jeweils entsprechende Signale gebildet. In Abhängigkeit von den Signalen steuert die Steuereinrichtung dann die Transporteinrichtung an.In step S24, the evaluation device checks 31 for checking the value document, the predetermined criterion that relates to the transformed property data or processing data, and forms a signal describing the result of the test. In this exemplary embodiment, the two aforementioned criteria are checked, one for the state of the value document and further for the authenticity of the value document, and respectively corresponding signals are formed. Depending on the signals, the control device then controls the transport device.

Zur Festlegung von Daten zur Durchführung des beschriebenen Prüfverfahrens, insbesondere der Klassen und Transformationen bzw. Transformationsfunktionen kann das folgende Verfahren verwendet werden.To establish data for performing the described test method, in particular the classes and transforms, the following method can be used.

In Schritt T10 werden zunächst Wertdokumente gleichen Typs, im Beispiel also Banknoten derselben Währung und Stückelung, aber aus verschiedenen Herstellungschargen bereitgestellt.In step T10, value documents of the same type are provided, in the example banknotes of the same currency and denomination, but from different production batches.

In Schritt T12 werden mittels des Sensors 32 Bilder der Wertdokumente, genauer die Bilder darstellende Eigenschaftsdaten erfaßt. In diesem Schritt wird für jedes der vorgegebenen Wertdokumente des gleichen Typs ein dem Schritt S10 entsprechender Teilschritt durchgeführt. Im Unterschied zu dem Schritt S10 werden die erfaßten Eigenschaftsdaten aber über die Datenschnittstelle 37 an eine externe Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer entsprechenden Schnittstelle übertragen, die die weitere Verarbeitung der Daten übernimmt.In step T12, by means of the sensor 32 Images of the value documents, more specifically the image representing property data recorded. In this step, a sub-step corresponding to step S10 is performed for each of the predetermined value documents of the same type. However, unlike the step S10, the detected property data becomes via the data interface 37 to one transmit external data processing device with a corresponding interface, which takes over the further processing of the data.

Die folgenden Schritte werden von der externen Datenverarbeitungsvorrichtung durchgeführt.The following steps are performed by the external data processing device.

In Schritt T14 führt die Datenverarbeitungsvorrichtung für jedes der Wertdokumente die folgende Positionierung vorgegebener Auswertebereiche durch und speichert entsprechende Daten für das jeweilige Wertdokument ab. Genauer positioniert die Datenverarbeitungsvorrichtung vorgegebene Auswertebereiche (regions of interest, ROI), die den Auswertebereichen in Schritt S16 entsprechen, in dem Bild, die aus der bekannten Lage vorgegebener Bereiche auf den Wertdokumenten des vorgegebenen Typs relativ zu den Umrissen der Wertdokumente und einem in dem Bild ermittelten Umriß des Wertdokuments ergeben. Hierzu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung insbesondere zuerst eine Suche bzw. Erkennung von Rändern der Banknote in dem Bild entsprechend dem Vorgehen zur Randerkennung in Schritt S12 durchführen, um dann in Abhängigkeit von der Lage der Ränder in dem Bild die ROI in dem Bild zu positionieren, d. h. entsprechende Eigenschaftswerte auszuwählen. Beispielsweise können für eine 10-Euro-Banknote 12 vierundzwanzig Auswertebereiche gewählt werden. Vorzugsweise sind diese so gewählt, daß diese auch zur Prüfung auf Echtheit und/oder zur Zustandsprüfung verwendet werden können. Im Beispiel ist einer der Auswertebereiche der Bereich 46 in 2.In step T14, the data processing device carries out the following positioning of predetermined evaluation ranges for each of the value documents and stores corresponding data for the respective value document. More specifically, the data processing device positions predetermined regions of interest (ROI) corresponding to the evaluation areas in step S16 in the image consisting of the known location of predetermined areas on the value documents of the given type relative to the outlines of the value documents and one in the image determined outline of the value document. For this purpose, the data processing device can in particular first perform a search or recognition of edges of the banknote in the image according to the procedure for edge detection in step S12, then depending on the position of the edges in the image to position the ROI in the image, ie corresponding Select property values. For example, for a 10-euro banknote 12, twenty-four evaluation areas can be selected. Preferably, these are chosen so that they can also be used for testing for authenticity and / or for state examination. In the example, one of the evaluation areas is the area 46 in 2 ,

In Schritt T16 ermittelt die Datenverarbeitungsvorrichtung für jedes der Wertdokumente aus den Eigenschaftsdaten für jeden der Auswertebereiche jeweils wenigstens einen dem jeweiligen Auswertebereich zugeordneten Merkmalswert. Im Beispiel erfolgt die Ermittlung der Merkmalswerte für jedes der Wertdokumente wie in Schritt S18. Aus den Merkmalswerten wird, wie bei dem Prüfverfahren, für jedes der Wertdokumente ein Merkmalsvektor X gebildet.In step T16, the data processing device determines for each of the value documents from the property data for each of the evaluation areas at least one feature value assigned to the respective evaluation area. In the example, the determination of the feature values for each of the value documents takes place as in step S18. From the feature values, as in the test method, a feature vector X is formed for each of the value documents.

In dem optionalen Schritt T18 kann die Datenverarbeitungsvorrichtung je nach deren Ausbildung eine Transformation der Eigenschaftswerte bzw. des Merkmalsvektors in einen anderen Farbraum, beispielsweise einen geräteunabhängigen Farbraum, insbesondere einen CIE-Lab-Farbraum durchführen. Eine solche Transformation muß dann auch bei dem Prüfverfahren durchgeführt werden.In the optional step T18, the data processing device can, depending on its design, perform a transformation of the property values or of the feature vector into another color space, for example a device-independent color space, in particular a CIE-Lab color space. Such a transformation must then also be carried out in the test procedure.

In dem folgenden Schritt T20 sucht die Datenverarbeitungsvorrichtung in Abhängigkeit von den ermittelten Werten der Merkmalsvektoren für die Wertdokumente Klassen, denen jeweils Wertdokumente zugeordnet sind, die sich in Bezug auf die Eigenschaftsdaten bzw. im Beispiel der daraus ermittelten Verarbeitungsdaten in Form der Werte der Merkmalsvektoren gemäß einem vorgegebenen Kriterium nicht wesentlich voneinander unterscheiden, d. h. sie legt entsprechende Klassen fest. Im Beispiel ermittelt die Auswerteeinrichtung Häufungen bzw. Cluster der Merkmalsvektoren in einem entsprechenden Raum, die gemäß wenigstens einem vorgegebenen Kriterium voneinander getrennt sind. Jede dieser Häufungen entspricht einer Klasse. Es hat sich gezeigt, daß die Klassen die Herkunft aus unterschiedlichen Herstellungschargen wiedergeben können, wenn diese sich hinreichend in ihren Eigenschaften unterscheiden. Dabei können einer Klasse bzw. einer Häufung Banknoten mehrere Herstellungschargen entsprechen, es ist aber auch möglich, daß eine Klasse nur einer Herstellungscharge zugeordnet ist. Im Beispiel kann hierzu eine sogenannte ”Principal Component Analyse” (PCA) bzw. Analyse auf der Basis der Karhunen-Loève-Transformation (KL-Transformation) durchgeführt werden. Mittels der PCA bzw. KL-Transformation werden wenigstens zwei, im Beispiel vier Hauptkomponenten ermittelt, mittels derer die größten Anteile an der Streuung der Merkmalsvektoren darstellbar sind. In dem durch diese Hauptkomponenten gebildeten Subraum werden dann Cluster ermittelt. Im Beispiel wird als Kriterium für das Vorliegen von zwei verschiedenen Clustern verwendet, daß der Abstand der Mittelwertvektoren für zwei verschiedene Cluster größer sein muß, als die Summe aus den auf die Differenz der Mittelwertvektoren projizierten Kovarianzen der Merkmalsvektoren der Cluster.In the following step T20, the data processing device searches classes depending on the determined values of the feature vectors for the value documents which are respectively associated with value documents relating to the property data or in the example of the processing data determined therefrom in the form of the values of the feature vectors do not significantly differentiate between the given criterion, d. H. she sets appropriate classes. In the example, the evaluation device determines clusters or clusters of the feature vectors in a corresponding space, which are separated from each other according to at least one predetermined criterion. Each of these clusters corresponds to a class. It has been shown that the classes can reproduce the origin of different production batches, if they differ sufficiently in their properties. In this case, a class or an accumulation banknotes can correspond to several production batches, but it is also possible that a class is assigned to only one production batch. In the example, for this purpose, a so-called "Principal Component Analysis" (PCA) or analysis based on the Karhunen-Loève transformation (KL transformation) can be performed. By means of the PCA or KL transformation, at least two, in the example, four main components are determined, by means of which the largest parts of the scattering of the feature vectors can be represented. Clusters are then determined in the subspace formed by these main components. In the example, it is used as a criterion for the presence of two different clusters that the distance of the mean vectors for two different clusters must be greater than the sum of the covariances of the feature vectors of the clusters projected on the difference of the mean vectors.

In Schritt T22 legt die Datenverarbeitungsvorrichtung für die gefundenen Häufungen bzw. Klassen wenigstens einen Klassifikator, d. h. ein Klassifikationsfunktion und Klassifikatorparameter für diese fest, mittels dessen ein Wertdokument des vorgegebenen Typs einer der Klassen zugeordnet werden kann. Dieser wenigstens eine Klassifikator, d. h. die entsprechende Klassifikationsfunktion, ist der in Schritt S20 verwendete Klassifikator, mit der in Schritt S20 verwendeten Funktion. Dazu ermittelt die Datenverarbeitungsvorrichtung Klassifikatorparameterwerte für den Klassifikator bzw. die vorgegebenen Klassifikationsfunktion, mittels dessen bzw. der ein Wertdokument des vorgegebenen Typs, im Beispiel einer Banknote des vorgegebenen Typs, für die Daten entsprechend den Schritten T12 bis T16 bzw. T18 erfaßt und zu Eigenschaftswerten bzw. Merkmalsvektoren verarbeitet wurden, in Abhängigkeit von den Eigenschaftswerten zu einer der Häufungen bzw. einer der ermittelten Klassen zugeordnet werden kann. Bei diesem Schritt kann insbesondere eine Reduktion der Eigenschaftswerte bzw. Merkmalsvektoren auf einen Subraum erfolgen, in dem die trennbaren Häufungen gut erkennbar sind. Bei Verwendung einer PCA bzw. KL-Transformation können als Klassifikatorparameter neben den die Hauptkomponenten darstellenden und den Subraum aufspannenden Einheitsvektoren beispielsweise für jede der Klassen der Mittelwertvektor der Häufung und Kovarianzdaten, insbesondere in dem Subraum, und Schwellwerte für den Maximalabstand von dem Mittelwertvektor gemäß einem gegebenenfalls von den Kovarianzdaten abhängigen Abstandsmaß, im Beispiel einem euklidischen Abstand, ermittelt werden. Zur Klassifikation in Schritt S20 wird zunächst die Projektion des Merkmalsvektors X auf den Subraum ermittelt. Danach wird für jede der Klassen der Abstand der Projektion von dem Mittelwertvektor der Klasse in dem Subraum ermittelt und mit dem Maximalabstand für die jeweilige Klasse verglichen. Als Klasse wird diejenige Klasse zugeordnet, für die der Abstand kleiner als der jeweilige Maximalwert ist. Gibt es mehrere derartige Klassen, wird die gewählt, bei der der Abstand der kleinste ist. Wird für keine der Klassen ein Abstand ermittelt, der kleiner ist als der Maximalabstand für die Klasse wird die Klassifizierung mit einer Fehlermeldung abgebrochen. Im Beispiel seien n Klassen ermittelt worden.In step T22, the data processing device sets for the accumulations or classes found at least one classifier, ie a classification function and classifier parameters for them, by means of which a value document of the predetermined type can be assigned to one of the classes. This at least one classifier, ie the corresponding classification function, is the classifier used in step S20, with the function used in step S20. For this purpose, the data processing device determines the classifier parameter values for the classifier or the predetermined classification function, by means of which a value document of the predetermined type, in the example of a banknote of the specified type, for the data corresponding to steps T12 to T16 or T18 is detected and returned to property values or Feature vectors have been processed, depending on the property values to one of the accumulations or one of the determined classes can be assigned. In particular, a reduction of the property values or feature vectors to a subspace in which the separable accumulations are easily recognizable can take place in this step. When using a PCA or KL transformation, the classifier parameters, for example for each of the classes, can be used as classifier parameters in addition to the unit vectors that represent the main components and span the subspace the mean value vector of the accumulation and covariance data, in particular in the subspace, and threshold values for the maximum distance from the mean vector according to an optionally dependent on the covariance data distance measure, in the example, a Euclidean distance determined. For the classification in step S20, first the projection of the feature vector X on the subspace is determined. Then, for each of the classes, the distance of the projection from the mean vector of the class in the subspace is determined and compared with the maximum distance for the respective class. The class is assigned to the class for which the distance is smaller than the respective maximum value. If there are several such classes, that one is chosen where the distance is the smallest. If no distance is determined for any of the classes that is less than the maximum distance for the class, the classification is aborted with an error message. In the example, n classes were determined.

In Schritt T24 ermittelt die Datenverarbeitungsvorrichtung Transformationen bzw. Transformationsfunktionen, mittels derer die Bilddaten oder die Merkmalswerte auf gemeinsame Bezugswerte transformiert werden können, die für eine Prüfung mittels der vorgegebenen Kriterien im Schritt S24 verwendet werden können. Im vorliegenden Beispiel sind die Transformationsfunktionen Funktionen der Eigenschaftsdaten und Kompensationsparametern, deren funktionale Form, d. h. Abhängigkeiten von den Eigenschaftsdaten und Kompensationsparametern vorgegeben ist. Zur Ermittlung der Transformationsfunktionen werden nur die Werte der Kompensationsparameter ermittelt. Die Transformationsfunktionen können im vorliegenden Beispiel insbesondere durch die Kompensationsparameter parametrisieren Verschiebungen und/oder Drehungen und/oder Skalierungen im Farbraum darstellen. Im Beispiel werden der Einfachheit halber als Bezugswerte die Mittelwerte derjenigen Häufung bzw. Klasse verwendet, die auf die größte Anzahl von Chargen zurückgeht. Die Transformationsfunktionen für die anderen ermittelten Klassen, n – 1 in der Zahl, sind zum einen durch eine entsprechende funktionale Form und zum anderen durch Kompensationsparameter gegeben, die die Differenzvektoren zwischen den Mittelwertvektoren für die jeweiligen Cluster und dem Mittelwertvektor für das Cluster, dem Wertdokumente der meisten Chargen zugeordnet sind, beschreiben. Wird für alle Cluster bzw. Klassen nur jeweils eine Charge ermittelt, so dienen als Bezugswerte die Komponenten des Clusters, in dem die geringsten Streuungen ermittelt wurden.In step T24, the data processing device determines transformation functions by means of which the image data or the feature values can be transformed to common reference values that can be used for a check using the predetermined criteria in step S24. In the present example, the transformation functions are functions of the property data and compensation parameters whose functional form, i. H. Dependencies of the property data and compensation parameters is given. To determine the transformation functions, only the values of the compensation parameters are determined. In the present example, the transformation functions can be used in particular to parametrize displacements and / or rotations and / or scalings in the color space by parameterizing the compensation parameters. In the example, for the sake of simplicity, the mean values of the cluster or class that originate from the largest number of batches are used as reference values. The transformation functions for the other determined classes, n-1 in number, are given on the one hand by a corresponding functional form and on the other hand by compensation parameters which include the difference vectors between the mean vectors for the respective clusters and the mean vector for the cluster, the value documents of the cluster Most batches are assigned. If only one batch is determined for all clusters or classes, the reference values are the components of the cluster in which the lowest scatter was determined.

Die Transformationsfunktionen bzw. Kompensationsparameterwerte werden dann abgespeichert und können auf die Auswerteeinrichtung 31 übertragen werden.The transformation functions or compensation parameter values are then stored and can be applied to the evaluation device 31 be transmitted.

Bei einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels wird in Schritt T20 nach Ermittlung einer vorgegebenen Anzahl der wichtigsten Hauptkomponenten, im Beispiel vier Hauptkomponenten, und entsprechender Einheitsvektoren in einem durch die Hauptkomponenten aufgespannten Subraum eine lineare Diskriminanzanalyse auf der Basis der Projektionen der Merkmalsvektoren in den Subraum durchgeführt. Insbesondere kann eine Fisher-Diskriminanzanalyse durchgeführt werden. Diese kann je nach vorliegenden Daten eine verbesserte Trennung von Clustern ergeben.In a variant of the first exemplary embodiment, in step T20, after determining a predetermined number of the most important main components, in the example four main components, and corresponding unit vectors in a subspace spanned by the main components, a linear discriminant analysis is performed on the basis of the projections of the feature vectors into the subspace. In particular, a Fisher discriminant analysis can be performed. Depending on the available data, this can result in improved separation of clusters.

Im Beispiel wird dann in Schritt T22 ein linearer Klassifikator verwendet und damit eine Funktion, die eine lineare Funktion der Merkmalsvektoren ist.In the example, a linear classifier is used in step T22 and thus a function that is a linear function of the feature vectors.

Der lineare Klassifikator ist im Beispiel bei n Klassen durch einen n-dimensionalen Vektor B mit Schwellwerten, eine N·f×n-Matrix A, die Formel g(X) = A^T·X + B gegeben. Dabei ist einer Klasse j(j = 1, ..., n) jeweils die j-te Komponente des Vektors B und die j-te Spalte der Matrix A zugeordnet. Jede Komponente des Vektors g(X) entspricht daher einer der vorgegebenen Klassen. Weiter ist der lineare Klassifikator durch die Vorschrift gegeben, daß der Merkmalsvektor X derjenigen Klasse zugeordnet wird, deren Komponente des Vektors g(X) größer als alle anderen Komponenten ist.The linear classifier in the example in the case of n classes by an n-dimensional vector B with threshold values, an N × f × n matrix A, is the formula g (X) = A ^T × X + B given. In this case, a class j (j = 1,..., N) is assigned in each case the jth component of the vector B and the jth column of the matrix A. Each component of the vector g (X) therefore corresponds to one of the given classes. Further, the linear classifier is given by the rule that the feature vector X is assigned to the class whose component of the vector g (X) is larger than all the other components.

Als Klassifikatorparameter werden im Beispiel insbesondere der Vektor B und die Matrix A bestimmt.In the example, in particular the vector B and the matrix A are determined as the classifier parameters.

Die folgenden Schritte sind unverändert.The following steps are unchanged.

Dementsprechend wird in Schritt S20 als Klassifikator der beschriebene lineare Klassifikator verwendet.Accordingly, the described linear classifier is used as a classifier in step S20.

Bei einer anderen Variante des ersten Ausführungsbeispiels kann in Schritt T20 als Kriterium zur Festlegung der Cluster verwendet werden, daß die Länge der Differenz zwischen einem Merkmalsvektor eines jeweiligen Clusters von dem Mittelwert über die Merkmalsvektoren des Clusters kleiner sein muß als die kleinste Länge der Differenzen zwischen Merkmalswerten verschiedener Cluster. Die anderen Schritte sind unverändert.In another variant of the first embodiment, in step T20, as a criterion for defining the clusters, it may be used that the length of the difference between a feature vector of a respective cluster from the mean over the feature vectors of the cluster must be smaller than the smallest length of the differences between feature values different clusters. The other steps are unchanged.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch die Bildung der Cluster in Schritt T20 und der Ermittlung des Klassifikators. Hier wird mit den Merkmalsvektoren für die vorgegebenen Wertdokumente aus verschiedenen Chargen ohne eine vorherige Hauptkomponentenanalyse eine Diskriminanzanalyse, im Beispiel eine Fisher-Diskriminanzanalyse, durchgeführt, bei der die Klassen so festgelegt werden, daß ein maximaler Abstand der Cluster bei minimaler Streuung in den Clustern erreicht wird. Als Klassifikationsparameter werden dann in einem dem Schritt T22 entsprechenden Schritt die bei der Fisher-Diskriminanzanalyse ermittelten Parameter ermittelt, die insbesondere der Matrix A und dem Vektor B entsprechen. In der ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels enthält die Matrix A demgegenüber noch Anteile, die die Projektion in den durch die PCA bzw. KL-Transformation ermittelten Subraum darstellen.Another embodiment differs from the first embodiment by the formation of the clusters in step T20 and the determination of the classifier. Here, with the feature vectors for the specified value documents from different batches without a prior principal component analysis, a discriminant analysis, in For example, Fisher Discriminant Analysis, which sets the classes to achieve maximum cluster spacing with minimal scattering in the clusters. As a classification parameter, the parameters determined in the Fisher discriminant analysis, which correspond in particular to the matrix A and the vector B, are then determined in a step corresponding to step T22. In contrast, in the first variant of the first exemplary embodiment, the matrix A still contains portions that represent the projection in the subspace determined by the PCA or KL transformation.

In anderen Ausführungsbeispielen können in Schritt S14 alternativ Verarbeitungsdaten transformiert werden. Beispielsweise können als Verarbeitungsdaten die Merkmalswerte verwendet werden.In other embodiments, alternatively, processing data may be transformed in step S14. For example, the characteristic values can be used as processing data.

Andere Ausführungsbeispiel können sich von den beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch unterscheiden, daß in den Schritten S22 bzw. T24 Transformationen nur der Merkmalsvektoren, nicht aber aller Eigenschaftsdaten durchgeführt werden.Other embodiments may differ from the described embodiments in that, in steps S22 and T24, transformations of only the feature vectors but not all feature data are performed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 96/36021 A1 [0048]

Claims

Method for checking value documents of the same type specified, in which For one of the value documents, property data are determined which describe predefined properties of the value document, A class is determined for the value document from a number n of classes specified for value documents of the specified type, where n is greater than 1, In dependence on the determined class, a transformation of at least some of the property data or processing data determined from the property data is performed in order to at least partially compensate for a dependency of the property or processing data on the determined class, and for checking the value document, at least one predetermined criterion, preferably independent of the classes, which relates to the resulting property data or processing data, is checked, and a signal describing the result of the test is formed.

Method according to Claim 1, in which the value documents of the same predetermined type are banknotes of the same currency and denomination.

Method according to Claim 1 or 2, in which the property data are used to determine the class.

Method according to one of the preceding claims, wherein feature vectors are determined from the property data during the determination of the class, and the feature vectors are used as processing data.

Method according to one of the preceding claims, in which the classes are predetermined in such a way that they are respectively assigned value documents which are similar in relation to at least one aspect of the production of the value documents.

Method according to Claim 5, in which, as an aspect of production, only the respective manufacturer of the value documents is used, and preferably each of the classes is assigned only value documents produced by a single manufacturer.

A method according to claim 5, wherein production aspect batches in which value documents have been produced are used as an aspect with regard to the production.

Method according to one of the preceding claims, in which a classifier is used for the determination of the classes and a transformation which was determined by means of a method according to one of claims 13 to 19 is used as a transformation.

Method according to one of the preceding claims, in which the property data describe spatially resolved optical properties of the value document, preferably an image in reflection or transmission in different spectral ranges.

Method according to one of the preceding claims, in which the property data describe a color image.

Method according to one of the preceding claims, wherein the criterion comprises a criterion for the authenticity of the value document.

Method according to one of the preceding claims, wherein the criterion comprises a criterion for the state of the value document.

Method for determining data for carrying out a method according to one of Claims 7 to 12, in which - value documents of the same specified type and from different production batches are provided, Property data are determined for the value documents, which describe predefined properties of the value documents, Values of given feature vectors are determined from the property data, Depending on the values of the feature vectors, classes are defined to which value documents of the given type are assigned, which are considered to be similar with respect to the values of the feature vectors according to the predetermined criterion, At least one classifier is defined, by means of which a value document of the given type can be assigned to one of the classes as a function of the property data determined for it, and thus a class can be determined for the value document, and A transformation is determined for at least one of the specified classes for at least some of the property data or processing data determined from the property data, by which a dependency of the property or processing data on the determined class is at least partially compensated.

Method according to Claim 13, in which the value documents of the same predetermined type are banknotes of the same currency and denomination.

A method according to claim 13 or claim 14, wherein the property data is spatially resolved optical properties of the value document, preferably describe an image in reflection or transmission in different spectral ranges.

Method according to one of Claims 13 to 15, in which for determining the classes a component analysis in a space of feature vectors determined from the property data is used.

Method according to one of Claims 13 to 16, in which for determining the classes a discriminant analysis is used in a space of feature vectors determined from the property data or in a subspace of the feature vectors.

Method according to one of Claims 13 to 17, in which a linear classifier is used as the classifier.

Method according to one of Claims 13 to 19, in which, if the number of determined classes is a number n, a transformation is determined in each case for at least n-1 of the classes, by means of the property data determined for value documents of the predetermined type or from the property data determined processing data can be transformed to a common reference system for all determined classes, which is given by the predetermined criterion for checking the value documents.

Device for processing value documents with at least one input compartment for receiving value documents, a transport device for transporting isolated value documents to at least one output compartment, a sensor device arranged on a transport path given by the transport device with an evaluation device for carrying out a method according to one of claims 1 to 12, in particular the determination of the characteristic data, and a control device for controlling the transport device in dependence on signals of the evaluation device.