CN104094321A - 用于检查有价文件的防伪特征的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检验有价文件的存在于有价文件预定防伪特征区域中的预定防伪特征、优选为水印的方法，包括：检测像素数据，其以空间解析方式描述出至少有价文件的防伪特征区域的具有预定光学空间分辨率的光学图像；检测超声波数据，其以空间解析方式描述出有价文件至少在防伪特征区域中的具有限定超声波空间分辨率的超声波特征，其中，超声波空间分辨率低于光学空间分辨率；从所述像素数据中检测第一分辨率减小图像的分辨率减小像素的第一分辨率减小的像素数据，使得第一分辨率减小的像素数据被分配给专用于超声波数据的相应空间，所述第一分辨率减小的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的分辨率减小的光学图像，分辨率减小的光学图像的光学空间分辨率对应于所述超声波空间分辨率；以及至少检验所述第一分辨率减小的像素数据与所述超声波数据对应的程度。

Description

用于检查有价文件的防伪特征的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于检查存在于有价文件指定防伪特征区域中的有价文件的防伪特征、尤其是水印的方法以及涉及一种用于检查存在于有价文件指定防伪特征区域中的有价文件的防伪特征、尤其是水印的设备。

背景技术

在此，有价文件理解成象征例如币值或授权的、因而不应被未授权的人任意制造的纸片状物体。因此它们具有不易制造、特别是复制的防伪标记，防伪标记的存在是真实性、即被授权主体制造的表示。这种有价文件的重要实例是芯片卡、息票、收据、支票，特别是钞票。

这种有价文件通常拥有能够例如承载印刷要素或箔要素作为有家文件的更深要素的片状基底。

这种有价文件、更确切地说是它们的防伪标记、通过例如相应的设备而被检查它们的真实性，除了其它的之外，但是，取决于防伪标记的检查的确定性，即、可用来区域分真实的和伪造的有价文件或有有价文件的防伪标记的确定性，并不像看起来的那么令人满意。

这样的实例、水印的识别，在本发明框架内理解成由相同密度(即相同的每体积重量)的有价文件基底的指定的厚度变化形成。虽然这种水印难以制造，但是有或多或少不错的水印伪造品。

发明内容

因此本发明基于陈述一种用于检查有价文件的防伪特征、优选为水印的方法以及实施该方法的装置的目的，该方法允许良好地检查防伪特征。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法来实现，特别地通过一种用于检查存在于有价文件指定防伪特征区域中的有价文件的指定防伪标记、优选为水印的方法来实现，其中捕获像素数据，用指定光学空间分辨率空间解析的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的光学图像；捕获超声波数据，用指定超声波空间分辨率空间解析的超声波数据描述出有价文件至少在防伪特征区域中的超声波特性，超声波空间分辨率低于光学空间分辨率；从所述像素数据确立第一分辨率减小图像的分辨率减小像素的第一分辨率减小的像素数据，使得分别与所述超声波数据相关联的位置具有与所述位置相关联的第一分辨率减小的像素数据，所述第一分辨率减小的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的分辨率减小的光学图像，分辨率减小的光学图像的光学空间分辨率对应于所述超声波空间分辨率；以及至少检查所述第一分辨率减小的像素数据与所述超声波数据彼此是否对应或彼此对应的程度。优选地，至少按照检查结果形成对比信号，对比信号表示是否已确立防伪特征存在的指示，或者是否已确立防伪特征不存在的指示。借助评估装置来实施所述步骤。

该目的进一步通过一种用于检查存在于有价文件指定防伪特征区域中的有价文件的指定防伪标记、优选为水印的设备来实现，该设备具有评估装置，评估装置构造成实施根据本发明所述的方法。特别地，该目的通过一种用于检查存在于有价文件指定防伪特征区域中的有价文件的防伪特征、优选为水印的设备来实现，所述设备具有评估装置，评估装置构造成捕获像素数据，用指定光学空间分辨率空间解析的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的光学图像；捕获超声波数据，用指定超声波空间分辨率空间解析的超声波数据描述出有价文件至少在防伪特征区域中的超声波特性，超声波空间分辨率低于光学空间分辨率；从所述像素数据确立第一分辨率减小图像的分辨率减小像素的第一分辨率减小的像素数据，使得分别与所述超声波数据相关联的位置具有与所述位置相关联的第一分辨率减小的像素数据，所述第一分辨率减小的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的分辨率减小的光学图像，分辨率减小的光学图像的光学空间分辨率对应于所述超声波空间分辨率；以及至少检查第一分辨率减小的像素数据与超声波数据彼此对应的程度。优选地，至少按照检查结果形成对比信号，对比信号表示是否已确立防伪特征存在的指示，或者是否已确立防伪特征不存在的指示。

对比信号可仅用于存储对应值，但还可直接用于分类被检查的有价文件。

评估装置可优选地具有数据处理装置，数据处理装置可包括处理器和存储计算机程序的指令的存储器，在处理器执行指令时，实施根据本发明的方法。因此，本发明的主题还是一种用于检查存在于有价文件指定防伪特征区域中的有价文件的防伪标记的计算机程序，所述程序包括指令，通过数据处理器执行这些指令时，实施根据前述权利要求任一项所述的方法。另外，本发明的主题还是一种数据载体，存储有根据本发明所述的计算机程序。数据载体是有形物体，例如光学数据载体或闪存等。

本发明涉及检查有价文件的指定防伪特征，即，检查有价文件是否具有指定防伪特征。优选地，防伪特征一方面是通过有价文件的厚度和/或每单位面积重量的指定局部变化或位置依赖性形成的防伪特征，另一方面是通过至少一个光学特性的相应指定局部变化或位置依赖性形成的防伪特征。至少一个光学特性的相应变化可以是例如在指定波长区域中对光辐射的透射率的相应变化。特别优选地，所述变化是强烈本地相关的。

特别优选地，防伪标记是水印。特别优选地，水印是条形水印，其通常由显著的厚度轮廓表征。

空间解析的光学特性和空间解析的超声特性使得至少减少或甚至消除单独用光学传感器或单独用超声波传感器进行检查时的难度。特别地，在本方法中，不需要首先借助第一传感器弄清防伪特征的存在，然而用第二传感器进行检验来确认或改善。确切地，可一起评估像素数据和超声波数据，而不需要必须在识别防伪特征之前。

本方法基于像素数据和超声波数据。

至少为了捕获像素数据和超声波数据，评估装置可具有至少一个相应的数据界面，经由该数据界面可捕获像素数据或超声波数据。优选地，所述设备还具有光学传感器和超声波传感器，光学传感器构造成产生有价文件的像素数据，用指定光学空间分辨率空间解析的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的光学图像，超声波传感器构造成产生有价文件的超声波数据，用指定超声波空间分辨率空间解析的超声波数据描述出有价文件至少在防伪特征区域中的超声波特性，其中超声波空间分辨率低于光学空间分辨率，在实施该方法时，光学传感器、超声波传感器和评估装置构造成评估装置采用形成用于有价文件的像素数据作为像素数据，采用形成用于有价文件的超声波数据作为超声波数据。在本方法中，像素数据优选地借助光学传感器和超声波传感器形成，光学传感器构造成产生有价文件的像素数据，用指定光学空间分辨率空间解析的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的光学图像，超声波传感器构造成产生有价文件的超声波数据，用指定超声波空间分辨率空间解析的超声波数据描述出有价文件至少在防伪特征区域中的超声波特性，超声波空间分辨率低于光学空间分辨率。然后优选地经由上述至少一个数据界面，即一个或多个数据界面捕获这些数据。

像素数据至少描述具有至少防伪特征的防伪特征区域的光学图像，但也可以更大。光学图像是在光谱(即从紫外线到红外线)的一个或多个指定波长区域中的图像。图像可以是反射图像，但优选地是透射图像，特别优选地是在可见辐射区域内的透射图像。光学传感器优选地构造成捕获相应图像。

本发明框架内的超声波应理解成具有20kHz以上频率的声音。优选地，可采用处于指定频率范围、特别优选处于40kHz和800kHz之间的范围、十分特别优选处于100kHz和450kHz的之间范围内的超声波。那么，超声波传感器优选地构造成发出处于指定频率范围内的超声波，这可通过选择相应的用作发射器和接收器的超声波换能器以及相应的致动来获得。为了捕获超声波特性，可将超声波持续地或优选脉冲地发射到有价文件上，并且捕获从有价文件发出的超声波。当采用超声波脉冲时，频率在此应理解成在脉冲频率范围内以取决于频率的幅度加权的平均数，或者幅度最大时的频率。

超声波特性必须以空间解析方式确立，即，针对有价文件的不同测量或感测区域确立超声波特性，测量或感测区域中的至少一些可以(但并不必须)彼此触摸或重叠。对于每个测量区域以及有价文件上的表示各测量区域的位置，可形成表现超声波特性的测量值，该测量值可被进一步处理。在本方法中，在测量和捕获时形成的超声波数据包括捕获测量值的位置的测量值及优选地各相关联的位置信息，，然而，各相关联的位置信息也可以由值域内的测量值排列来得到。为简明起见，在下文中，将谈到与超声波数据相关联的位置，与关于位置的超声波数据相关联的位置通过关于该位置的超声波数据的位置信息而确定。

作为超声波特性，原则上可采用表征有价文件与超声波的相互作用的任何合适的特性。根据优选的实施方式，可采用对指定频率范围内的超声波的透射或透射率作为超声波特性。那么，为了确立至少一个超声波特性，可将超声波发射到有价文件上，并且捕获由有价文件透射的超声波。为此，在装置中，超声波传感器可构造成将超声波发射到有价文件上，并捕获由有价文件所透射的超声波。

超声波数据的超声波空间分辨率小于像素数据的光学空间分辨率。超声波数据的超声波空间分辨率或像素数据的空间分辨率可特别地理解为与超声波数据或像素数据相关联的位置之间的最小距离。这些距离或空间分辨率的差别可特别地位于5或更大因子的范围内。

根据本发明，从所述像素数据形成分辨率减小图像的分辨率减小像素的分辨率减小的像素数据，使得分别与所述超声波数据相关联的位置具有与所述位置相关联的第一分辨率减小的像素数据，分辨率减小的光学图像的空间分辨率对应于所述超声波空间分辨率。优选地，分辨率减小的像素可选择成它们在形式和大小上分别对应于确立超声波特性的测量或感测区域的形式和大小。特别优选地，分辨率减小的像素的形式和大小可选择成其尽可能紧密地包围感测区域。感测区域的大小和形式可通过仿真或试验来确立。

在本方法中，优选的发展例提出，不同位移向量指定用于光学图像，对于每个位移向量，从光学图像像素数据确立与位移向量相关联的分辨率进一步减小的图像的分辨率减小的像素数据，使得对于防伪特征区域，分别与所述超声波数据相关联的位置具有与所述位置相关联的分辨率进一步减小图像的分辨率减小的像素数据，分辨率进一步减小的图像与所述位移向量相关联，分辨率进一步减小的图像描述出有价文件防伪特征区域的分辨率减小的光学图像，分辨率减小的光学图像的光学空间分辨率对应于超声波空间分辨率。用于确立各位置的分辨率进一步减小的像素数据的光学图像的像素数据是通过指定位移向量相对于用来确立各位置的第一分辨率减小的像素数据的光学图像像素移位的像素的像素数据。进一步检查与各位移向量相关联的分辨率减小图像的分辨率进一步减小的空间解析像素数据与空间解析超声波数据是否彼此对应或彼此对应的程度，并且根据所述进一步检查额外地形成对比信号。这些步骤可借助上述评估装置来实施。那么，该设备的评估装置可构造成实施本段落中所述的步骤。在该发展例中，由此总共产生多个分辨率减小图像，它们的具有相同的空间分辨率，但是区别在于分辨率减小的像素数据由哪个像素数据形成。在此，位移向量应理解成在图像平面中的两个指定非平行方向上的两段长度的表达，或者在向量和指定轴线之间的角度以及长度、向量长度的表达。当所述位置位于格栅上时，所述方向优选地位于格栅轴线的对应方向上。

优选地，对比信号可在检查时形成，通过确立检查、即第一分辨率减小图像和与位移向量相关联的分辨率减小图像、与超声波数据相对应的分辨率减小的像素数据，并且按照该检查的结果形成对比信号。为此，评估装置可相应地配置。

不同的位移向量基本上可以任意选择。特别优选地，在本方法中，位移向量位于由光学图像的像素形成的格栅上。在本设备中，评估装置相应地构造。在此，位移向量的长度优选地不大于超声波数据的空间分辨率的两倍。优选地，不同位移向量的数量不大于超声波数据的空间分辨率与像素数据的空间分辨率的比例的平方。另外，位移向量优选地包括分别具有相反方向的位移向量对。

对于防伪特征区域，可以不同方式实现对分辨率减小图像之一(即第一分辨率减小图像以及如果存在，所述至少一个分辨率进一步减小的图像)的超声波数据与像素数据是否对应或对应的程度的检查。优选地，在本方法中，为了检查分辨率减小的像素数据与超声波数据是否彼此对应或彼此对应的程度，在分辨率减小的像素数据与超声波数据之间确立优选地标准化的交叉相关值，特别优选地，在形成对比信号时，确立最大交叉相关，即最大交叉相关值，将所确立的最大交叉相关值与指定阈值进行比较。根据与阈值的比较结果，可形成对比信号。在本设备中，为此，评估装置相应地构造。当仅采用一个或第一分辨率减小图像时，最大交叉相关，即最大交叉相关值是唯一确立的交叉相关。另外，分别确立第一分辨率减小图像的分辨率减小的像素数据和与位移向量相关联的分辨率减小的像素数据的交叉相关，即交叉相关值，查寻这些交叉相关中的最大值，并将其与阈值进行比较。阈值可通过检验相同类型的参考有价文件来确立，优选地还称为这种参考有价文件的伪造品。该过程提供了简单和快速执行的优点。

分辨率减小图像，即第一或至少一个分辨率进一步减小的图像可以任何任意合适方式确立。

这样，可采用不变的光学图像像素数据。但是在本方法中，在确立分辨率减小的像素数据之前，优选地可至少在防伪特征区域中执行对光学图像像素数据的平滑化。在该设备中，评估装置则可相应地构造。这种测量提供的优势在于，如果用于平滑化像素数据的方法被恰当地设计，例如低通滤波，那么可至少部分地抑制光学图像像素数据中的噪声。

在最简单的情况下，作为分辨率减小的像素数据，可从关于超声波位置的光学图像的像素数据中设定像素数据，超声波数据的位置与其最接近或者在通过与分辨率减小图像相关联的位移向量的移位时超声波数据的位置与其最接近。

但是，根据优选的实施方式，在本方法中，为了确立分辨率减小的像素或分辨率进一步减小的像素的分辨率减小的像素数据，采用形成像素块的光学图像像素的像素数据，像素块的最大直径大于光学图像空间分辨率的三倍并且小于超声波传感器空间分辨率的1.2倍。在设备中，评估装置可被相应地构造。在此，像素块的最大直径理解为像素块的两个边缘像素之间的最大距离。像素块理解为至少分别两个直接相邻的一系列像素块。优选地，像素块的像素相对应的位置形成域，具有与光学图像中的像素排列相对应的形状，特别优选地是矩形或正方形格栅，或者直接相邻于超声波图像的超声波数据的位置的超声波图像的超声波位置的排列，例如矩形或正方形格栅或六边形格栅。

根据另一优选实施方式，在本方法中，为了确立分辨率减小的像素数据，对于分辨率减小的像素或分辨率进一步减小的像素，采用形成最大直径对应于超声波传感器的空间分辨率的像素块的光学图像像素的像素数据。在设备中，评估装置可相应地构造。特别优选地，位置、或者通过位移向量移位的位置在像素块的中点。关于像素块的形式，适用前面段落中的言辞。

根据一实施方式，在本方法中，当确立分辨率减小的像素数据时，可形成光学图像的像素数据的简单或加权算术平均数。特别地，对于分辨率减小图像的位置，可在前两段所述的像素块的像素的像素数据内形成简单或加权算术平均数。然后可确立、尤其是快速确立分辨率减小的像素数据。

位移向量的数量原则上是任意的。检查倾向于增加位移向量的数量。在本方法中，当采用像素块时，位移向量的数量优选地可大于像素块像素数量的十六分之一，优选地大于像素块像素数量的九分之一，但是至少是4个。在设备中，评估装置可相应地构造。

附图说明

下面将通过参考附图的实例进一步解释本发明。图示：

图1是钞票处理设备的示意图。

图2是在沿着钞票传送方向具有控制和评估装置的图1中的钞票处理设备的超声波传感器的示意图，

图3是在与要被检查的钞票的平面平行的平面上图2中的超声波传感器的超声波发射器的示意图，

图4是具有被图2中的超声波传感器的超声波发射器声学上辐射的斑点或感应区域的钞票的局部示意图，

图5是透射率值通过图3中的超声波传感器确定的具有位置或传感区域的钞票、以及相对应的分辨率减小的像素的示意图，

图6是图1中的钞票处理设备的光学传输传感器的示意图，

图7是用图6中的光学传输传感器捕获的图5中的钞票的传输图像的像素的示意图，

图8是具有条形的真实钞票的示意图，

图9是用于检查有价文件以水印形式的指定的防伪特征的方法的实例的流程图，其中水印存在于有价文件的指定的防伪特征区域中，

图10A至C是对应于图5和7的、一方面是超声波数据和图8中的钞票的分辨率减小的像素的对比，另一方面是超声波数据和用于确定分辨率减小的像素的已捕获的光学传输图像中的像素的对比，其中没有位移(A)以及两个不同的位移向量(B和C)。

具体实施方式

图1中的有价文件处理设备10、在实例中用于处理钞票形式的有价文件12的设备，配置用于根据所处理的有价文件的真实性的识别分拣有价文件。

它具有用于供给有价文件的供给装置14、用于接收被处理的、即被分拣的有价文件的输出装置16以及用于将拣选出的价值文件从供给装置14传送到输出装置16的传输装置18。

在实例中，供给装置14包括用于有价文件堆的输入袋20以及将有价文件从输入袋20中的有价文件堆拣选出来的拣选器(singler)22。

在实例中输出装置16包括三个输出部分24、25和26，被处理的有价文件可根据处理结果被分拣到这三个输出部分中。在实例中，每个所述部分包括堆叠袋和堆叠轮(未示出)，通过该堆叠轮所供给的有价文件可被堆放在堆叠袋中。

传输装置18具有至少两个分支、在实例中具有三个分支28、29和30，在它们的端部上分别设有输出部分24、25、26的其中一个，并且在分支点上还具有可由致动信号控制的门32、34，用于按照致动信号将有价文件供给到分支28至30乃至输出部分24至26。

在供给装置14(实例中更精确地是拣选器22)和输送方向上的拣选器22之后的第一门32之间的、输送装置18所限定的输送路径36上，设有传感器装置38，当有价文件被传送过时该传感器装置测量有价文件的物理属性并且形成代表测量结果的传感器信号。在本例中，传感器装置38具有三个传感器，即，捕获有价文件的反射彩色图像的光学反射传感器40、捕获有价文件的传输图像的光学传输传感器42、以及用空间分辨的方式捕获或测量有价文件的超声波传输特性的传输超声波传感器44，为简单起见下文中将称作超声波传感器。

控制和评估装置46通过信号连接件连接于传感器装置38和传输装置18，特别是门32和34。关于传感器装置38，它按照传感器装置38的传感器信号将有价文件分成指定真实性类别的其中一类，通过发出致动信号，使得传输装置18(此处更精确地是指门32或34)开动，有价文件根据其已经按照分类法确立的类别被输出到与类别相关的输出装置16。与指定的真实性类别或分类法的关联在此按照至少一个指定真实性标准实现。

因而，除了用于传感器装置38或其传感器的相应的数据界面(图中未示出)以外，控制和评估装置46特别地具有处理器48和连接于处理器48的存储器50，其存储至少一个具有程序代码的计算机程序，按照这些程序代码的执行处理器48控制设备或评估传感器信号，特别地用于确立被处理的有价文件的真实性类别，并且使传输装置18按照评估开动。

更确切地，当有价文件被传送过，传感器根据它们的功能捕获钞票上的感应区域的感应区域特性，所述特性由传感器与钞票的相对位置决定，从而形成相应的传感器信号。每个传感器可具有不同的空间分辨率，即，所捕获的钞票上的感应区域的大小和分布可根据各个传感器以及所采用的传送速度而不同。每个传感器区域具有与其关联的位置，代表各个传感器相对于彼此和/或钞票的感应区域的位置。

控制和评估装置46在传感器信号评估时从传感器装置38的传感器的模拟或数字传感器信号确定至少一个感应区域特征和/或至少一个有价文件特征，其与钞票的关于它们的真实性的测试相关。优选地，确立数个特征。在本例中，作为光学感应特征确立传输图像和反射图像，作为声学特征确立感应区域的超声波传输。

根据感应区域特性，控制和评估装置46对不同的传感器确立各自的真实性信号，代表所确立的感应区域或有价文件特征是否表示有价文件的真实性的指示。由于这些信号，相对应的数据可被存储在控制和评估装置46中以备之后使用。按照真实性信号，控制和评估装置46根据指定的总标准确立关于真实性检查的总结果，并且按照结果形成用于传输装置18的控制信号。

为了处理有价文件12，有价文件12成堆地或者被拣选器22挑选成单个地被插入到输入堆20中，并且单一地被供给到传输装置18，其将单一的有价文件12传送过传感器装置38。后者捕获有价文件12的特性，从而形成代表各个有价文件特性的传感器信号。控制和评估装置46捕获传感器信号、根据信号确立各个有价文件的真实性类别，然后按照结果使门开动，有价文件根据所确立的真实性类别被传送到与各个真实性类别关联的输出部分中。

为了基于所使用的超声波特性确立真实性类别，特别地，本例中的传输超声波传感器44如下构造(比较图2和3)。

超声波传感器44具有数个超声波换能器52，它们在平行于沿着所传送的有价文件12的传送路径的方向的平面上大致上与有价文件12的传送方向T横向地和纵向地设置，并且被控制和评估装置46开动，用于发射超声波脉冲到钞票上。因此这些超声波换能器52用作超声波发射器。

相对于传送路径36与超声波换能器或发射器52相对设置的是相同数量的用作超声波接收器的超声波换能器54，其通过图中未表示出的并且示意性表示出信号连接件的接口相对于控制和评估装置46设置，它们可接收沿着传送路径36传送的从有价文件12发出的超声波并且被带有超声波发射器52的超声波脉冲的声辐射引起。

每个超声波发射器52具有与其关联的其中一个超声波接收器54，从而在它们之间产生超声波路径56，在本例中该超声波路径与沿着传送路径36被传送的有价文件至少大概正交地延伸，由各个超声波发射器52发出的超声波脉冲沿着超声波路径达到与其相关联的超声波接收器54。由于每一对超声波发射器和与其相关联的超声波接收器或者每一个与控制和评估装置46连接的超声波路径56，因此可以确立在声学上辐射超声波的位置上有价文件12的超声波传输的值，该值通过超声波传输测量值描述。

超声波换能器52、54如此配置，从而使得它们良好地适合于发出或接收持续时间在本例中大约30μs范围的并且超声波频率、即超声波脉冲频谱最大幅度在本例中大约400kHz的超声波脉冲。另外，它们的尺寸如此规定，从而使得在沿着传送路径36被传送的有价文件12上通过带有超声波脉冲的声辐射在声学上辐射的各个斑点58、即感应区域具有大约2mm的直径。每一个感应区域具有位置方面与其相关联的感应区域的中点。为清楚起见，在图4中感应区域以减小的尺寸表示。

超声波发射器52和超声波接收器54设置在与传送路径36上的有价文件12平行的平面上，从而使得超声波传输的值可以由平行于传送方向T延伸的带形或轨形捕获区域50捕获，如图4中在捕获期间的瞬时视图所示。

总体上，如图5针对有价文件12示意性示出，当有价文件12以恒定恰当指定速度传输通过超声波路径56时，由此可得到感测区域58或可捕获透射值的位置的分布，在传输期间可以指定时间间隔捕获透射率值。在该示例性实施例中，独立于有价文件12进入传输超声波传感器44的捕获区域来实现致动。为了抑制对超声波脉冲回波的非期望的接收，用于超声波路径的相应超声波接收器可以多少小于超声波路径的脉冲传输时间的延迟打开(相对于超声波脉冲由超声波发射器针对超声波路径发射的时刻)，并可在从发射开始脉冲传输时间两倍之前再次关闭。

由此，得到感测区域58或有价文件12上的位置的规律布置，在示例中，矩形格栅上的布置。超声波发射器52和超声波接收器54的布置选择成条或捕获区域60中的至少一个的连续位置之间的距离小于1cm。

在该示例性实施例中，特别地，传感器44具有24个超声波发射器/接收器对或超声波路径56，它们布置成捕获区域60或轨道具有约2mm的宽度。超声波空间分辨率因此还位于2mm处。

由于捕获超声波发射所需的时间，以及有价文件可能的高传送速度，与图中仅有的示意性表示不同，在传送方向上斑点可以被伸长，即总的看来相当于是椭圆形的。

为了捕获透射率值，控制和评估装置46在恒定时间间隔捕获超声波接收器54的传感器信号，这些信号代表作为时间的函数以及位置的函数(因为传送速度恒定)的单独的接收超声波脉冲的强度和功率。使用这些信号，控制和评估装置46也确定了有价文件进入到传感器44的捕获区域中。透射率值在此简单地通过接收到的超声波脉冲能量给出，假定超声波发射器52的基本上恒定的传输功率。但是，在其它有代表性的实施方式中，也可以通过指定的或测出的被传输脉冲的超声波脉冲能量划分接收到的超声波脉冲能量并且由此得到标准化的传输测量值。

已确立的传输测量值被存储从而与它们被捕获的位置相关联。例如，可以这样实现，即，以它们的分开地捕获每个捕获区域60的时序使的透射率值被存储在存储器50中。然后捕获区域60对应于传送方向的横向方向上的坐标，并且沿着捕获区域60的排中的方位对应于传送方向T上的坐标。声明排中方位的系数、加上将位置转换成排地规则一起，代表位置信息。

超声波脉冲接连地发出的频率以及钞票的传送速度是经过挑选的，从而使得沿着钞票的传送方向在每个捕获区域60中至少5个透射率值被捕获。在本例中，沿着传送方向，透射率值以3mm间隔被捕获，优选地是2mm。

在图6中确切地示出、但是在与有价文件的传送平面横向的视图上仅示意性示出的光学传输传感器42，除了其它的以外，在有价文件被传送通过光学传输传感器的传送路径或传送平面的一侧上，包括以至少一个指定波长区的光辐射、在本例中是以白光和IR辐射照亮捕获区域64的照明装置62。在传送路径的另一侧，传输传感器42具有用于在指定的波长区中捕获来自捕获区域的光辐射的线扫描相机66，以及用于将捕获区域成像到线扫描相机66上、即将来自捕获区域54的光辐射聚集到线扫描摄影机66上的成像镜68。此外，传输传感器42具有接收线扫描相机66的信号并且实现预评估的传感器评估装置70。

有价文件被传送通过传送平面上的捕获区域，在图6中，其正交于平行于传送方向T的绘图平面延伸。线扫描相机66具有至少一条捕获元件72的线，下文中称作传感元件，在本例中有四条传感元件的线。在每条线之前设有滤光器，通过该滤光器来自捕获区域64的落在线上的辐射被过滤。在本例中，滤光器被用于红、绿和蓝光以及红外辐射。由于除了滤光器(未示出)的构造之外，线具有相同构造，因此在下文中将仅进一步描述一条线以及这条线的传感元件的信号处理。每个传感元件经由信号连接件连接于传感器评估装置70，经由该信号连接件，评估装置70捕获传感元件的信号或者将它们读出。

当有价文件以指定的传送速度被传送过，分别落在传感元件上的光辐射的强度以相等的连续时间间隔借助各条线的传感元件被捕获，并且形成相对应的传感器信号。有价文件关于各个颜色或IR的图像的像素线的像素对应于每个传感元件。像素排按照它们的捕获顺序排成直线，从而产生有价文件的由排成直线像素的像素形成的光学图像。关于像素的像素数据包括代表捕获到的四个波长区中的强度的值、以及代表在图像中像素的位置或在有价文件上的相对应位置的数据。传输传感器42配置成为，有价文件以传送速度被传送通过传输传感器，像素是正方形的或者落在正方形格上。光学图像的分辨率通过最近相邻像素之间的距离给出。两个像素之间的距离是以互相对应的方式分别地指定于像素的两个指定的点之间的距离，例如它们的左下角，或者在此有代表性实施方式中的位置信息也相对应的中点。在本例中，空间分辨率大约落在0.2mm。图7示意性地表示具有传输图像的像素74的有价文件，但是空间分辨率以减少的形式表示从而使得表示更清晰。

在下文所述方法中，分辨率减小的光学图像形成，其空间分辨率对应于超声波数据的空间分辨率并且其具有与位置相关联的分辨率减小的像素，超声波数据也与所述位置相关联。在本例中，假设斑点58的中点分别用作超声波数据的位置。然后，具有与超声波数据相同的空间分辨率的分辨率减小的光学图像由分辨率减小的像素76形成，为简明起见这些像素的面积分别由图中所示正方形、在本例中是矩形的区域形成，它们的中点形成超声波数据的分别的位置并且它们的延长部分被选择成为尽可能近地包围各个斑点58。如图5中所示。像素并不需要彼此接壤，但是这是优选的。

如图8示意性所示，在本例中指定类型的有价文件在指定的防伪特征区域78中具有条形水印80，其通过有价文件基底的厚度变化以及每单元面积重量的图案给出。厚度变化导致相对应的光学传输的变化。为简明起见，假设在水印区域中不存在印刷图案。在图8中，点线所代表的区域表示有价文件厚度减少的区域以及伴随的光学和超声波传输提高的区域。

从关于有价文件被捕获的超声波数据或超声波传输数据开始，即作为位置的函数存在的超声波透射率值，以及光学图像的像素数据，当执行存储在存储器50中的计算机程序的程序代码时，设备或控制和评估装置46、更确切地是处理器48，现在开始实行用于检查对于存在或缺乏水印的指定类型的有价文件的以下方法。但是，第一步骤S10和S12由超声波传感器44和光学传输传感器42部分地实行。该方法在图9中以流程图示意性地表示。图中所示的是贯穿每个被检查的有价文件的方法的一部分。

在步骤S10中，通过上述光学传输传感器42捕获具有三个颜色通道和一个红外线通道的有价文件的传输图像，其通过上述用于图像像素的像素数据给出。

在步骤S12中，超声波传输以空间分辨方式通过上述传输超声波传感器44被捕获，从而形成位置依赖的超声波测量数据。测量数据代表被传输的超声波以及按照位置的超声波传输的强度。它们被暂时存储在控制和评估装置46的存储器50中。

步骤S10和S12可被同时地部分地实行或以合适方式连续地实行。

在本例中，控制和评估装置46以及借助其执行或至少部分地借助其执行的方法被设计用于检查指定的有价文件类型的有价文件，在此通过有价文件的货币或面值给出。指定的有价文件类型的有价文件与其它类型的有价文件可以通过它们的印刷图像(图中未示出)区分。

在步骤S14中，控制和评估装置46按照反射传感器40所捕获的测量数据和/或通过传输传感器42所捕获的图像确定有价文件的类型及其位置。本领域技术人员了解为此目的的方法。按照有价文件类型并且根据以确定位置的有价文件，控制和评估装置确定与各个有价文件类型相关联的防伪特征区域78以及相对应的超声波数据，其中用于进一步检查的超声波数据或超声波传输测量值的位置必须落在所述防伪特征区域中。

在步骤S16中控制和评估装置46从被捕获的图像确定分辨率降低的光学图像，其具有与超声波数据的相对应的空间分辨率。

为此，在第一子步骤中实行用于平整已捕获的图像的像素数据的已捕获图像的像素数据的低通过滤，其中通过在各个位置上的像素数据的平均数以及相邻8个像素的每种情况中的一个位置的像素数据被实行。

另外，在第二子步骤中，像素数据受到约束，以便仅采用描述IR传输的那些部分。在另外的有代表性实施方式中，像素数据也可被改变，以使它们代表颜色部分产生的光亮度。

在第三子步骤中，分辨率减小图像本身被确定。

为此，首先使所捕获的图像的像素数据和超声波数据同步以实现在有价文件上的相同参考系统或坐标系统中分别表示位置信息。更确切地，采用光学传输传感器和超声波传输传感器的已知距离及指定传输速度以及两个传感器所使用的感测率，在传输传感器的捕获图像中，确立与超声波数据相关联的位置所在的位置。

分辨率减小图像的分辨率减小的像素数据由已捕获的图像中的像素块的像素数据产生，所述像素数据已经在第一子步骤中被确定。分别与超声波数据相关联的位置位于像素块的几何中点。像素块的像素数量由已捕获图像的空间分辨率和超声波数据的比v以及斑点或超声波感应区域58的面积得出。在本例中比v是10，但是为了清楚起见在图10A到C的图示中采用5的比。对于每一个与超声波数据相关联的位置，来自第二子步骤的像素数据的平均数由尽可能近地包围各个感应区域的、并且其几何中点最靠近位置的矩形的像素块确定。传感区域的大小之前由试验或仿真确定，从而使得像素块的形状和大小也提前确定。

一方面，对于没有进一步位移的已捕获的图像，即，对于与超声波数据相关联的位置，采用位置在其几何中点的像素块。另一方面，对于指定的位移向量，确定分辨率减小图像。在这里，像素块的几何中点通过相对于与超声波数据相关联的位置的位移向量移位。在本例中，位移向量位于已捕获的图像的像素所形成的格子上。当位移向量由格子的x和y方向上的分量表示时，所有的位移向量形成，其x分量是上述空间分辨率比的负二分之一和上述空间分辨率比的二分之一之间的像素单位。对于y分量也同样。当a和b表示已捕获图像中的矩形像素的边缘长度时，位移向量具有分量(x,y)＝(i*a,j*b),-int(v/2)<i,j<int(v/2)，其中i、j是非零整数并且int(z)表示对于z具有最小距离的整数。如图10A至10C所示，像素是正方形的，因此a＝b。这些图的每一个对应于图7和7的组合，即，上部表示超声波数据或超声波感应区域的位置的方位以及分辨率减小图像的分辨率减小的像素，下部表示已捕获的有价文件的光学图像的像素。图10A至10C的下部示出所述区域，由粗体描绘的像素所标识的所述区域或像素块82，其像素或已捕获图像的像素数据用于确定分辨率减小的像素。在图10A中，超声波数据和已捕获的图像之间没有位移，但是在图10B和10C中具有位移。因为来自图10A的像素块再次通过虚线表示，在图10B和10c中位移是可识别的。

在步骤S18中，控制和评估装置46检查分辨率减小图像和超声波数据关于防伪特征区域是否互相对应或者互相对应到何种程度。为此，对于每个像素减少的图像，建立各个分辨率减小图像的像素数据和超声波数据、即测量值的标准交叉相关。当u(X)和t(X)表示防伪特征区域中的位置X处的超声波传输和光学传输时，作为通过超声波数据和分辨率减小图像给出的，交叉相关应当理解为数值 $\frac{\underset{x}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{\&mu;}\left(X\right)\&CenterDot;t\left(X\right)}{\sqrt{\underset{x}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&mu;}}^2\left(X\right)}\sqrt{\underset{x}{\mathrm{\&Sigma;}}{t}^2\left(X\right)}}.$

然后，寻找已建立的标准交叉相关的最大值并且与指定的极限值相比较，所述极限值通过检验指定有价文件类型的指定的真实参考有价文件以及优选地这种有价文件的伪造品而被建立。

然后按照检查的结果形成对比信号。如果最大值在极限值以上，就形成代表无伪造嫌疑的对比信号。否则形成代表发现伪造指示的对比信号。位移向量以及与之相关联的分辨率减小图像的使用具有的优势在于，源自传送以及光学传输传感器和超声波传输传感器的相对位置之间的不完全建立的影响可以被强有力地减小并且实现更好的对比。

在步骤S20中，传输装置按照对比信号而被开动。为此，控制装置采用对比信号以及在本例中的其它传感器的相应的信号，其代表着是否从光学传感器的像素数据确定，对于被检查的有价文件识别出了伪造的指示。如果其中一个信号代表伪造指示的存在，那么控制和评估装置46通过发出至少一个控制信号使传输装置18开动，从而使被识别为非真实地有价文件被运送到识别为伪造品的有价文件的指定输出袋中，而其它有价文件被传送到另一个输出袋中。

在其它实施方式中，超声波路径也可以相对于要被检验的钞票的平面倾斜，从而避免在使用超声波脉冲时的回波的影响。

另外，超声波也可被持续地发出，而不是以脉冲形式。在本例中超声波路径优选地同样相对于要被检验的钞票倾斜，从而避免驻波产生。

此外，其它有代表性的实施方式与上述的不同之处在于，超声波换能器沿着与传送方向横向延伸的线设置。

其它有代表性的实施方式与上述的不同之处在于，分辨率减小图像仅对于防伪特征区域确立。超声波数据也需要仅对于该区域被捕获。

在其它有代表性的实施方式中，仅依靠对比信号也可以实现传输装置的致动。

Claims (15)

1.一种用于检查有价文件的存在于有价文件指定防伪特征区域中的指定防伪特征、优选水印的方法，其中，

捕获像素数据，用指定光学空间分辨率空间解析的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的光学图像；

捕获超声波数据，用指定超声波空间分辨率空间解析的超声波数据描述出有价文件至少在防伪特征区域中的超声波特性，超声波空间分辨率低于光学空间分辨率；

从所述像素数据确立第一分辨率减小图像的分辨率减小像素的第一分辨率减小的像素数据，使得分别与所述超声波数据相关联的位置具有与所述位置相关联的第一分辨率减小的像素数据，所述第一分辨率减小的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的分辨率减小的光学图像，分辨率减小的光学图像的光学空间分辨率对应于所述超声波空间分辨率；以及

至少检查所述第一分辨率减小的像素数据与所述超声波数据彼此对应的程度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

至少按照所述检查的结果形成对比信号，所述对比信号表示是否已确立所述防伪特征存在的指示，或者是否已确立所述防伪特征不存在的指示。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

不同位移向量指定用于所述光学图像，

对于每个位移向量，从光学图像的像素数据中确立与位移向量相关联的分辨率进一步减小的图像的分辨率减小的像素数据，使得对于所述防伪特征区域，分别与所述超声波数据相关联的位置具有与所述位置相关联的分辨率进一步的减小图像的分辨率减小的像素数据，分辨率进一步减小的图像与所述位移向量相关联，所述分辨率减小的像素数据描述了有价文件的防伪特征区域的分辨率减小的光学图像，分辨率减小的光学图像的光学空间分辨率对应于超声波空间分辨率，

用于确立各位置的分辨率进一步减小的像素数据的光学图像像素数据是通过指定位移向量相对于用来确立各位置的第一分辨率减小的像素数据的光学图像像素移位的像素的像素数据，

进一步检查与位移向量相关联的分辨率减小图像的分辨率进一步减小的空间解析像素数据与空间解析超声波数据彼此对应的程度，并且

根据所述进一步检查额外地形成对比信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述位移向量位于由所述光学图像的像素形成的格栅上。

5.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，为了检查分辨率减小的像素数据与超声波数据彼此对应的程度，在所述分辨率减小的像素数据和所述超声波数据之间确立优选地标准化的交叉相关值，并且优选地在形成所述对比信号时确立最大交叉相关值，将所确立的最大值与指定阈值进行比较，并且根据与所述阈值的对比形成所述对比信号。

6.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，为了确立分辨率减小的像素或分辨率进一步减小的像素的分辨率减小的像素数据，采用形成像素块的光学图像像素的像素数据，所述像素块的最大直径大于所述光学图像空间分辨率的三倍并且小于所述超声波传感器空间分辨率的1.2倍。

7.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，在确立所述分辨率减小的像素数据之前，至少在所述防伪特征区域中执行对所述光学图像的像素数据的平滑化。

8.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，当确立所述分辨率减小的像素数据时，形成所述光学图像的像素数据的简单或加权算术平均数。

9.根据权利要求3或与权利要求3有关的权利要求4至8中的任一项所述的方法，其中，所述位移向量的数量大于所述像素块的像素数量的十六分之一，优选地大于所述像素块的像素数量的九分之一，但是至少是4个。

10.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，所述指定像素数据借助光学传感器形成，而所述指定超声波数据借助超声波传感器形成。

11.一种用于检查存在于有价文件指定防伪特征区域中的有价文件的防伪特征的计算机程序，包括指令，数据处理装置执行这些指令时，实施根据前述权利要求任一项所述的方法。

12.一种数据载体，存储有根据权利要求10所述的计算机程序。

13.一种用于检查有价文件的存在于有价文件指定防伪特征区域中的指定防伪标记、优选水印的设备，所述设备具有评估装置，所述评估装置构造成执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法，或者构造成捕获像素数据，用指定光学空间分辨率空间解析的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的光学图像；捕获超声波数据，用指定超声波空间分辨率空间解析的超声波数据描述出有价文件至少在所述防伪特征区域中的超声波特性，所述超声波空间分辨率低于所述光学空间分辨率；从所述像素数据确立第一分辨率减小图像的分辨率减小像素的第一分辨率减小的像素数据，使得分别与所述超声波数据相关联的位置具有与所述位置相关联的第一分辨率减小的像素数据，所述第一分辨率减小的像素数据描述出至少有价文件的防伪特征区域的分辨率减小的光学图像，分辨率减小的光学图像的光学空间分辨率对应于所述超声波空间分辨率；至少检查所述第一分辨率减小的像素数据与所述超声波数据彼此对应的程度；以及优选地至少按照所述检查的结果形成对比信号，所述对比信号表示是否已确立所述防伪特征存在的指示或是否已确立所述防伪特征不存在的指示。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述评估装置具有数据处理装置和存储根据权利要求10所述的计算机程序的存储器。

15.根据权利要求13或14所述的设备，还具有

光学传感器，构造成产生所述有价文件的像素数据，用指定光学空间分辨率空间解析的像素数据描述出有价文件的光学图像；以及

超声波传感器，构造成产生所述有价文件的超声波数据，用指定超声波空间分辨率空间解析的超声波数据描述出有价文件至少在所述防伪特征区域中的超声波特性，所述超声波空间分辨率低于所述光学空间分辨率，并且

其中，当实施该方法时，所述光学传感器、所述超声波传感器和所述评估装置构造成所述评估装置采用形成用于有价文件的像素数据作为像素数据，采用形成用于有价文件的超声波数据作为超声波数据。