CN104603794B - 用于识别安全票证的方法和系统 - Google Patents

Abstract

用于识别安全票证的方法、设备和系统。提供了一种使用识别设备识别安全票证(1)的方法。所述识别设备设有电容传感器(8、52、77)和第二传感器(9、51、74、76)。所述方法包括将安全票证的第一元件(11)与电容传感器电容式耦合并且使用电容传感器从第一元件获得第一数据。还使用第二传感器(12)从安全票证获得第二数据。然后基于第一数据和第二数据生成输出数据。还公开了对应的设备(5、50)和系统(70)。

Description

用于识别安全票证的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种使用电容式元件(capacitive element)识别安全票证的方法。本发明还包括用于执行该方法的适合的系统。

背景技术

电容式技术(capacitive technique)的使用提供了从安全票证获得信息的一种方便且直接的方法，该信息尤其是有关票证的特性的信息，该票证可包括一些对该票证的真实性的测量。遗憾的是，电容式耦合(capacitive coupling)的特性意味着会遇到这样的信息可被读取的精确度方面的问题。这是由用于此目的的传感器和查询(interrogate)这样的票证时的不同的状况的限制导致的，这些状况包括尤其是由安全票证的状况所导致的不同的接触状况。这些影响的结果是在票证识别的可靠性中出现问题。在许多实际情况中，票证识别的可靠性问题会很限制该技术的可用性。因此，对安全票证更广泛地采用电容式感测技术的程度有力地依赖于电容式感测技术的进步。本发明就是在这种背景中研发的。

WO 02059840 A2公开了一种借助于电容式耦合和/或电感式耦合和/或光学测试和/或全息重构用于测试待测试物体的安全特征的信息设备。WO 2005/116941 A1公开了一种用于通过测量电信号并将其与参考信号比较来验证票证的真实性的设备。WO 90/07165A1公开了一种用于借助于检测金属化线的UV吸收量和导电性来验证钞票的真实性的假冒检测设备。GB 2434904 A公开了一种机器可读的一次性使用的码，该码可以是光学的、电容式的、磁性的或印刷有不同电磁特性的墨。WO2012/038434公开一种借助于电容区域传感器用于获取信息的电容信息载体和系统及方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种使用设有电容传感器和第二传感器的识别设备来识别安全票证的方法，所述方法包括：

a)将所述安全票证的第一元件与所述电容传感器电容式耦合；

b)使用所述电容传感器从所述第一元件获得第一数据；

c)使用所述第二传感器从所述安全票证获得第二数据；以及

d)基于所述第一数据和所述第二数据生成输出数据。

本发明通过获得有关安全票证的补充信息来解决上述问题。尤其是使用第二传感器从安全票证获得第二信息，然后该第二信息用于生成输出数据。因此在该具体的安全票证的识别中，该输出数据提供了增大的精确度水平。这因此可导致来自该设备的使用者在识别的精度上的增强的置信度水平。为了提供更可靠的识别，可使用该方法以提供安全票证的真实性水平。

在大多数情形中，步骤(a)包括将电容传感器与安全票证的表面接触。这在若干不同的实施方案中是有利的，诸如当第一元件被埋在票证内而不是在票证上或形成该票证的表面。最大化电容式信号的信噪比也是有利的，这使得能够实现更大的信息分辨率和更大的读取速度。然而对于以非接触方式定位电容传感器，使得在第一传感器和电容式元件之间存在物理间隙也在本发明的范围内。如果该电容设备被定位在高速处理装置(例如可以可靠地实现间隙的情况)内，那么可使用这种布置。可通过电容传感器和第一元件之间的静止的相对定位，或替代地通过提供这些部件之间的相对移动来获得所述第一数据。

电容的使用不但允许关于指示电容式响应的频谱形状的“签名”，而且允许一定程度的空间信息被编码在第一元件内。电容因此可在第一元件内的不同位置处被调制。应注意，第一元件在此不必要求是单一的，它可采用多个空间分隔且并不连接的部件的形式。将空间信息编码在第一元件内提供了包括有关第一元件的空间信息的第一数据。因此，该第一数据通常可包括有关该安全票证内的第一元件(或它的组成部分)的尺寸、形状或位置的信息。

对于通过第二传感器获得第二数据，实际上第二传感器可采用若干形式，提供对光学的、可听的、磁性的、射频的(例如近场通信)或其他信息的感测。在步骤(c)中获得的第二数据可涉及安全票证的物理特性。通常第二数据是图像数据并且第二传感器是成像传感器，诸如摄像机。行扫描设备结合该设备和票证之间的相对移动可以类似的方式提供图像数据。

两种不同的感测技术的使用允许从票证的完全分隔开的区域获得来自第一传感器和第二传感器的信息。可存在第二元件以提供待由第二传感器读取的信息，并且该第二元件可完全独立于电容元件。第二数据可从安全票证关于(in respect of)第二区域获得，该第二区域包括第一区域的至少一部分，该第一区域包括第一元件。因此该第一元件和第二元件可以是集成的或是相同的。

已经获得第一数据和第二数据后，优选地生成输出数据的步骤包括分析第一数据和第二数据是否通过一种预定关系相关。这种关系可体现在合适的数据库中例如在查找表中。替代地或附加地，可体现在一种预定关系中，该关系可以是数学关系。在可能最简单的关系中，第一数据和第二数据可表示基本相同的信息。然而，第一数据可表示第二数据的一部分，诸如与获得第二数据的一部分区域有关，或者从例如以较低的分辨率表示第二数据的意义上讲。

可以通过若干不同的方式实施根据步骤(d)的生成输出数据。例如可完全在单一本地识别设备内执行。在该识别设备是便携式设备(诸如手持设备)的情形中，则有利于在远程位置执行步骤(d)中的一些。在这种情形中，步骤(d)包括该识别设备将第一数据和第二数据中的一个或每一个传送到远程系统(诸如计算机)，其中该远程系统向所传送的数据应用一种预定关系从而生成结果数据，并且其中该远程系统将结果数据传送到识别设备。这使得体现该关系的数据能够被集中定位和维持。该传送可通过有线网络或包括移动电话网络的无线网络生效。与远程系统的通信可经由互联网。

通常该方法还包括根据输出数据生成输出信号。该输出信号可以是用于由电子装置解释并处理的电子信号。例如该信号可被处理装置的控制器用来操作传送器系统的转向器，该传送器系统允许待研究的特定票证根据该信号确定路线。在其他情形中，该输出信号可以是给识别设备的使用者的、与安全票证的身份(identity)或真实性中的一个或每个有关的信号。这样的信号可使用合适的设备可听地或可视地表示。

进一步参照该安全票证，第一元件通常包含导电区域以提供电容式效应。该导电区域可以是例如金属箔区域或导电墨区域。这可被布置成许多种几何形状。第一区域的至少一部分可被布置成例如一维条形码或矩阵条形码。还例如，该导电区域可以是安全票证的“RFID”部件诸如RFID天线的一部分。

当使得导电区域紧紧靠近电容传感器时，在该导电区域和该传感器的邻近区域中的电场被改变，这导致可被电容式传感器检测的电容式效应。

电容传感器通常是一种适用于检测电场中的局部变化的传感器。电容传感器一般包括覆以电介质层的导电式元件，并且这些与“感测的”导电区域交叉在一起以形成电容器，该电容器的性质是可以电气测量的。合适的电容传感器的广泛使用的例子是触摸屏。当然还可使用为本发明的应用设计的更特殊的电容传感器。然而触摸屏在使用者(诸如公众的成员)希望使用该方法的情况下是有利的。这些使用者常常拥有装配了触摸屏的手持设备(包括个人数字助理、平板计算机以及特别是移动电话)。这种设备一般是便携式的，这允许使用者在日常活动期间执行该方法，如果待检验的安全票证是通货，则提供特别的益处。

作为触摸屏的替代品，电容传感器还可采用常见于膝上计算机的触摸垫或轨迹垫的形式。同样可能的是，定制的读取设备可设有可被用作电容传感器的触摸垫或轨迹垫。

根据本发明的第二方面，提供了一种适用于执行根据本发明的第一方面的方法的安全票证识别系统。

根据本发明的第三方面，提供了一种适用于执行根据本发明的第一方面的方法的安全票证识别设备，其中该设备包括电容传感器、第二传感器和记载计算机，且其中生成输出数据的步骤包括该识别设备向机载计算机提供第一数据和第二数据中的一个或每个，其中机载计算机根据一种预定关系处理数据从而生成结果数据，并且其中机载计算机向接受者提供结果数据。

根据本发明的第三方面的识别设备因此可被基本自主地使用而无需与远程计算机联系，除了例如它的软件的更新或限定该预定关系的信息的接收。这种情形中的接受者可以是使用者(诸如手持设备的拥有者)或替代地或附加地，可以是远程计算机系统。在唯一接受者是远程计算机系统的情形中，可以是期望对现场的安全票证执行抽样检验并且不必要向执行检验的使用者提供结果的情形。

根据本发明的第四方面，提供了一种适用于执行根据本发明的第一方面的方法的安全票证识别系统，其中该系统包括：

设有电容传感器和第二传感器的识别设备；和

与所述识别设备选择性地通信的计算机，

其中，生成输出数据的步骤包括所述识别设备将所述第一数据和所述第二数据中的一个或每个发送到所述计算机，其中所述计算机根据一种预定关系处理所传送的数据，从而生成结果数据。

当该系统被当作安全票证处理系统的一部分提供时，则可以若干方式使用结果数据，例如以某一方式将安全票证分类、转向或打标签。在计算机被定位在远离该设备(并经由网络诸如例如无线网络相通信)的情形中，则可将结果数据从计算机传送到该识别设备用于该设备使用。

根据本发明的第五方面，提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序产品，当在计算机设备上执行该计算机程序代码时，该计算机程序代码适用于执行根据本发明的第五方面的方法。例如，该计算机程序产品可采用用于移动电话设备的可下载应用程序的形式，该应用程序将该设备配置成起识别设备的作用。

附图说明

现在参照附图描述根据本发明的方法、设备和系统的一些实施例，其中：

图1是采用钞票形式的安全票证的示意性表示；

图2示出了根据本发明的安全票证识别设备的第一实施例；

图3是具有修改的、总体适用于本发明的实施例的流程图；

图4是提出适用于智能电话实施例的方法的流程图；

图5示出了使用智能电话摄像机对钞票进行成像；

图6示出使用智能电话触摸屏进行电容测量；

图7是使用服务器上的远程图像处理的另一智能电话的实施例的流程图；

图8是实现服务器实施例的系统的示意性表示；

图9通过在钞票处理设备内实施的实施例示出示意性截面；

图10示出以承载条形码的标签形式的安全票证。

具体实施方式

下面描述本发明的若干实施例。意图是，关于一个实施例例示的具体特征一般理解为适用于其他实施例。尽管许多实施例讨论了钞票，但是应理解，许多类型的安全票证，包括印花税票、安全标签、护照、身份票证(诸如驾驶证和身份证)、债券等可使用本发明进行识别。总体上，本发明描述了如何结合使用电容式感测和其他形式的安全票证感测的组合，以允许在众多安全票证应用中更普遍地应用电容检测。

图1例示了用于与本发明一起使用的典型的示例安全票证1。在此情形中，安全票证1采取钞票的形式。该钞票包含本领域已知的若干安全特征，这些安全特征包括但不限于使用专用墨成分(包括磁性印刷墨)、专用印刷技术(包括凹版印刷)、构造钞票的衬底材料的密度的局部变化(以水印的形式)。许多这样的特征被布置成在光学频谱或非光学频谱(诸如红外、紫外等)中可见的标记，且包括衍射响应和/或图像。

这些特征中的一个或多个典型地被自动化设备或使用者查询，以做出有关钞票真实性的判定。此外，一些特征被视觉障碍的使用者使用，以在特定通货的具体面额之间进行区分。上面讨论的特征总体在图1中的“2”处表示。

第二种类型的安全特征被定义用于在本申请内讨论，这种类型的安全特征包含导电材料。本领域已知的、钞票中这样的特征的实施例是金属全息元件、箔带、线(可部分嵌入)和导电墨诸如包含铜或银颜料或纳米粒子墨的那些。这些特征的实施例在图1中“3”处示意性例示。出于本申请的目的，后面的特征被称为电容式元件，而前面的特征被称为第二元件。电容式元件和第二元件的区别在于，电容式元件具有足以改变元件区域中的电场的足够的尺寸和导电性，从而允许该结构生成一种可测量的电容式响应。

图2示出了手持读取器5形式的定制安全票证识别设备。该读取器设有主体6，主体6用于容纳电源、微计算机15和相关联的电子电路系统，该主体配备有手柄，以易于被使用者握住。在一端处附接到主体6的是读取头7，该读取头7容纳电容式接触传感器8和磁性传感器9，所述电容式接触传感器8和磁性传感器9具有平行的表面，所述平行的表面与普通的读取表面10共面。当使用读取器时，钞票1的平面表面跨越该读取表面经过。还如在图2中所示，钞票1设有全息箔11和磁性印刷墨12的区域(这些分别是图1的特征2和3的实施例)。

当使用读取器5(读取器5可由触发器16的操作启动)时，微计算机5监控磁性传感器9用于指示磁性材料的出现的信号。因此，当钞票1的表面跨越表面10移动时(或反之)，磁性印刷墨12的移动在磁性传感器9中感应小的电流，该电流之后被微计算机15记录。读取器设备5还包括辊20。该辊被定位为接近读取表面10，以在钞票1的表面上滚过。该辊被附接到编码器，该编码器允许计算机计算钞票5和读取器头7之间的位移的相对速度。该信息的使用允许对每个待检测元件的位置的某一粗略测量。

电容式接触传感器8可通过使用已知的传感器技术实施。当然有必要选择适当的传感器用于所讨论的应用，并且本情形中，这是由存在于全息箔11中的相对少量的导电材料确定的。在这种情形中，传感器8由在微计算机15的控制下的交流信号驱动，尽管一些传感器可由直流供电。传感器8的实际感测区域可被保护罩包围，以容纳生成的电场。在此应理解，若干不同的设计选项可用于实施电容式感测。一个主要的考虑是依赖互电容还是自电容(还称为绝对电容)，后者需要更多地考虑电容式元件的电接地。应理解，传感器8和箔11中的一个或每一个将需要具有电介质涂层，从而当箔11和传感器8紧密接触时产生电容式结构。

当全息箔11行经传感器8时，箔在该传感器的检测区附近的出现影响传感器8的感测区域中的电场。在箔11提供与传感器8的电容式耦合时，这种电容变化存在。交流驱动电路的电容变化被计算机15检测到。

在最简单的情形中，计算机仅被编程以检测使用磁性传感器9的磁场的预定量值(magnitude)和来自传感器8的预定电容。如果在类似的区域中从每个传感器检测到足够的信号，则在每种情形中，计算机产生一个输出信号，该输出信号为手柄6上的小LED 13以及小蜂鸣器14供电，以提醒使用者钞票1已经满足具有磁性元件和电容式元件的要求。

在该简单的实施例中，双态“YES/NO”用于每个传感器，并且来自每个传感器的YES状况触发指示此状况的输出信号，来自一个或每个传感器的NO触发一个不同的输出信号。

在一些实际情形中，上述的简单系统会有用处，例如，在小的商业经营场所，其中商人希望进一步确保顾客给他的通货确实是真的。应理解，在衬底上提供磁性材料和导电材料要求明显的复杂度，并且起威慑假冒的作用。

为了阐明设备5的使用，结合流程图图3描述其使用的示例方法。

在图3中的步骤100，读取器设备被使用者初始化。这可涉及简单地按压电源开关(图中未示出)，或通过简易地挤压触发器16以使机载微计算机15上电并准备好以备使用。一旦处于初始化状态，LED 13和蜂鸣器14可被简易地激活。

在步骤110，使用者之后获得他们希望检验的安全票证1，在本情形中是钞票。该钞票被放置在平坦表面上，诸如桌子顶部。

在步骤120，一只手握住设备5而另一只手稳住钞票，使用者将设备5的读取头7的读取表面10放在钞票1的上平面表面上，靠近一个边缘，之后挤压触发器16。

在步骤130，在保持该触发器按下的同时，使用者跨越钞票拉表面10，导致至少箔11跨越电容式传感器8的表面经过，以及磁性墨12跨越磁性传感器9的表面经过。在该时段期间，微计算机操作传感器8、9中的每一个，且对传感器输出进行采样，从而为每个传感器生成对应的数据，所述数据被存储在微计算机15的机载存储器中。此外，位置数据经由辊20的编码器而从辊20获得。在此注意到，在箔11的情形中，可选地，在箔跨越传感器9经过时，使用者可将箔的边缘接地，以提供电接地从而改进信号质量。一旦已经完成钞票的横移(traverse)，使用者释放触发器，这向微计算机发出如下信号：钞票的扫描已经结束并且计算机应进行处理采样数据。

在步骤140，微计算机15处理采样数据。每种情形中的采样数据是在规律的时间间隔处采样的若干量值读数。在本简单的实施例中，通过将每个样本与预定幅度(ampl itude)值进行比较分析来自磁性传感器9的数据，所述预定的幅度值被预编程并且被保存在微计算机的存储器中。在此比较前，可对所述数据执行某一噪声滤波。通过寻找足够数目的、超出预定幅度且在采样数据序列中相对靠近在一起的样本，进行数据的分析。由于钞票的横移可能不是以恒定速度，所以来自辊8的编码器的采样数据允许来自传感器的采样数据被转换成适当的线性维度。因此，如果在相同物理区域内，足够数目的数据样本超出预定阈值，则微计算机推断出现了磁性材料。分析的结果因此是YES或NO，如在来自每个传感器的输出数据中所表示的。

以此方式进行对每个传感器的数据的分析，并且应理解，由于传感器的操作的不同特性，对于每个传感器会需要不同的适当处理。

处理的结果是微计算机对于每个传感器具有YES或NO的结论。

在步骤150，如果该处理对于每个传感器生成YES，则它通过以第一方式(诸如间歇重复操作)操作LED 13和蜂鸣器14生成指示测试“通过(PASS)”的输出信号。在一个或任一传感器数据结果是NO的情形中，则生成指示“失败(FAIL)”的第二输出信号，诸如持续操作LED和蜂鸣器且持续固定时段。输出信号还可被记录为微计算机的存储器中的输出数据，用于稍后对通过和失败检验的数目的汇编统计。在此应注意，微计算机可设有允许编程以及允许访问存储器内容的直接(有线)数据端口，或设有经由协议(诸如蓝牙)的无线通信。

从上面应注意，本实施例中的设备5对箔11和磁性墨12在表面上的位置没有施加任何要求，仅要求它们中的每一个在合理的“滑扫(swipe)”时间段内是否出现。尽管此实施例讨论了电容式传感器和磁性传感器的结合，但是应理解，电容式传感器可与其他传感器类型(诸如用于定位水印的不透明度检测器(opacity detector)，作为多个实施例中的仅仅一个)结合。单一传感器类型与电容式传感器结合也是毫无理由的，因此在该实施例和将要描述的其他实施例中可使用多个传感器。

如联合图3所描述的方法总体适用于本文所描述的每个实施例，通过适当的修改以切合所讨论的具体实施方式。

在上述实施例的替代实施方式中，通过更改每一个传感器(对应地，电容式传感器和磁性传感器)以检测在具体方向上延伸的材料，为电容式传感器和磁性传感器中的每一个增加附加的安全水平。在每一情形中，这可以通过适当成形的传感器或每个传感器的多个实例来实现。因此，在电容式传感器的情形中，则可能通过检测跨越钞票1的面而间隔开的两个位置处的电容来测量箔带的存在。类似地，可使用经更改的磁性传感器来检测磁性材料的多个实例(或至少间隔开的材料)。

现在描述本发明的另一示例实施方式，这涉及将“智能电话”用作安全票证识别设备。

智能电话现在被广泛地作为个人设备使用，不仅提供移动电话功能，而且将此功能结合强大的机载计算机、外围设备诸如摄像机，且还提供了通过无线局域网协议与其他设备的连通性的增强的网络能力。由于尺寸的要求，许多智能电话设有触摸屏，触摸屏是能够通过手指或手写笔检测接触的位置、连同起显示器设备的作用的设备。

本领域中已知若干不同的触摸屏技术，包括那些基于电阻以及甚至表面声波来操作的触摸屏技术。然而，将电容式感测用作移动设备的触摸屏技术的优选技术提供了极其有利的好处在于，许多使用者因此已经配备有适于通过本发明进行操作的设备。

返回至联合图2讨论的实施例，将重申，在该实施例中存在两种类型的传感器，即磁性传感器和电容式传感器。

在本移动电话的实施例中，通过将触摸屏用作电容式传感器以及将智能电话摄像机用作光学传感器，来提供所述两个传感器。

现在联合图4的流程图连同图5、图6中所示的解释性图来描述本实施例中的智能电话的使用。

以配备有触摸屏51和前置摄像机(forward facing camera)52(触摸屏和前置摄像机的众多模型公众从若干不同的供应商是可得的)的智能电话50开始，在图4的步骤200，智能电话的使用者首先访问移动设备应用(本领域中称为“app”)的在线商店并下载应用53，所述应用53包括使智能电话50能够执行该方法所需的软件。替代地，该功能可通过利用原生应用(native application)对多触摸姿势的响应来实现，所述原生应用是作为该智能电话操作系统的一部分预装的。

在步骤210，应用53被使用者运行，并且这向使用者提供屏幕上的指令，以使得使用者能够鉴定钞票1’。本实施例中“标以撇号的(pr imed)”参考数字的使用指示与结合图2所描述的第一实施例相似的特征。

在步骤220，应用53打开智能电话50的前置摄像机52，且在触摸屏51上显示摄像机的实况图像信息。置于触摸屏51上的信息向使用者显示诸如“请将票证面与摄像机对准，使得票证尽可能大并且所有边缘都可见。然后按CAPTURE(拍摄)”。

如图5中所示，使用者将钞票1’放在距离智能电话50足够的距离处，使得钞票1’完全在摄像机52的视场(field of view)内。

在步骤230，一旦使用者已正确地定位钞票1’，则钞票的图像就通过使用者将手指放在标为“CAPTURE”的触摸屏区域上来拍摄。之后来自摄像机的图像数据被获得，且被存储在智能电话50的机载存储器中。

在紧接步骤230之后的步骤240，应用53开始处理图像。图像处理包括若干公知的技术。幸运的是，现代的智能电话配备了高质量的摄像机、大的机载存储器和强大的处理器。这些的结合允许执行先进水平的图像处理。对图像数据所执行的图像处理的一些实施例是图像清洁(image cleaning)、图像中的对比度校正，以及尤其对于本实例，钞票1’的拐角和边缘的识别。这允许钞票1’的两个主要维度的识别，在识别之后该图像可被相应地缩放，以校正其中钞票1’的平面并未垂直于摄像机的光学轴时的呈现角。一旦完成了这样的初始处理，则图像被处理，以识别通货和钞票的面额。这可涉及所拍摄的图像数据和通货图像主模(master pattern)(每个钞票的前面和后面)的数据库中的每一个之间的总体图像对比。替代地或附加地，所述图像处理可包括图像内的特征辨识，以识别期望的特征诸如字母数字代码、面额标记、全息图、安全带、线和具体的图示标记，这些特征之后与用于相关的可能通货的所述特征(包括它们的相对位置)的数据库比较。

在步骤250，处理的结果是将钞票标为具体类型的输出数据。这个指示可被显示在智能电话触摸屏上，或可通过智能电话的扬声器语音宣告。

在步骤260，该应用之后向使用者提供进一步的屏幕上的指令。使用者被指令以定位钞票1’的具体特征，诸如全息箔、导电墨或安全带，且之后将触摸屏牢牢地按压在此特征上。这可通过一只手将钞票按压在触摸屏上而将智能电话握在另一只手中来实现。然而优选地，智能电话或钞票中的一个放置在一个表面上，以及这两者中的另一个被按压在它上面。这在图6中例示。可通过按压标为“MEASURE(测量)”的区域且将触摸屏和钞票元件在例如5秒钟的时段内接触来指令智能电话继续进行。替代地，从摄像机(或者可能地，机载方位传感器)接收的图像可用于判断钞票何时就位——例如来自摄像机的低水平的光可指示触摸屏被钞票1覆盖。

在步骤270，一旦触摸屏和钞票1’接触，则应用53监控触摸屏控制器的输出，以试图确定由钞票1’的电容式特征所导致的任何增大电容的区的位置。该应用通过触摸屏控制器而设有关于电容式区域的位置和尺寸的数据。在大多数情形中，触摸屏能够在电容式区域的位置和几何形状方面检测电容区域的范围，对于多个区域包括位置和几何形状中的每一个。电容式触摸屏数据存储在智能电话的机载存储器中。消息可被显示在触摸屏上，以确认该数据已被成功地读取。

在紧随步骤270之后的步骤280，应用53使用来自步骤250的输出数据(它识别所成像的钞票的类型)，以针对钞票1’上的电容式结构的相对位置、尺寸和量值来查询数据库。在此实施例中，当使用者触摸触摸屏时，使用者未被给出有关钞票1’的取向的任何特别指令。如果在钞票1’上仅存在一个电容式特征，则处理涉及将所捕获的电容式数据的尺寸和取向的组合与已保存在智能电话存储器中的、与所识别的钞票1’相关联的已知主数据进行比较。这因此涉及执行数据的数学旋转(mathematical rotation)，以试图使数据相关。如果电容式特征具有显著的形状(如可以是针对不规则形状的全息箔的情形，或更简单的细长条的情形)，则该过程被简化。如果出现两个特征，则它们的间距和相对取向还可与主数据(所述主数据表示这样的特征的已知尺寸和取向)进行比较。

为了简化所述处理以及提高数据的信噪比，在步骤260，使用者可被指令，以将已知特征相对于触摸屏的具体部分来定位。例如，对于安全条，使用者可被要求将所述条与该触摸屏的底部的横向维度大体地对准。此外，在大特征诸如条的情形中，使用者可被要求以提供电气接地。

在步骤290，一旦已经完成了处理步骤280，则如果在步骤280中的处理已经提供了期望的电容式特征几何形状和测量的电容式特征几何形状之间的匹配在预定置信水平之上，应用53可向使用者提供真实性消息。这样的消息可以是“可能真的：10英磅标准钞票(LIKELY AUTHENTIC:10POUND STERLING NOTE)”。该消息还可通过智能电话的扬声器语音提供。

在一些情形中，对于具体通货的每个面额，钞票上的电容式结构的形状和/或位置可能是类似的，在此情形中，来自电容式感测的信息仅在通货水平提供某一水平的鉴定。然而，在不同的面额中，电容式元件可被有区别地定位。因此，在对于图像处理通常可能提供通货类型和面额信息时，电容式结构的形状和位置可在通货水平和面额水平中的每一个上提供额外的鉴定。实际上，如果电容式传感器还用于向使用者提供面额信息(例如可听地)，对于视觉障碍的智能电话使用者可获得其他益处。例如，如果需要快速确定，该应用软件可被编程，以仅执行对通货的基本图像测试，所述基本图像测试可能没提供足够的面额信息，并且所述面额信息然后可通过使用电容式感测确认，在电容式感测中，感测元件具有依赖于面额的几何形状或位置。

从上述讨论中将理解，根据本发明，智能电话中的摄像机51的通常设置提供了“第二传感器”的非常便利的实施方式。大多数智能电话提供的另一优点是它们可连接到(以通过端口的有线方式或无线地)其他设备。因此，可能的是提供外围设备，所述外围设备可连接到智能电话，且可包含替代的第二传感器(诸如磁性传感器)或可包含与除了已经存在的第二传感器(诸如摄像机51)一起使用的另一第二传感器。因此，图4的方法可被修改成包括有关使用这样的外围设备从钞票获得信息的替代或其他步骤。这样的外围设备的使用还可适用于使用膝上电脑或类似设备代替智能电话的情形。例如，如果膝上电脑的轨迹垫或触摸垫被用作电容传感器，则该第二传感器可采用作为膝上电脑的一部分的摄像机的形式，和/或可由以上面有关智能电话的描述相同的方式可连接到膝上电脑的外围设备提供。

在使用智能电话的替代实施例中，远程服务器可被实施，以提供对从摄像机51以及可选地还有从触摸屏52读取的数据的主要处理。这在图7和图8中例示。图7中的方法步骤300到330类似于图4的步骤200到230。然而，在步骤340，并非处理步骤，已被摄像机拍摄的图像数据被传输到蜂窝移动电信网络61的附近的移动基站到远程服务器62。优选地，使用高数据速率网络协议(诸如根据“3G”或LTE标准，或同等标准)。步骤340是“背景”处理，所述“背景”处理可在使用智能电话50执行其他步骤的同时进行。此外一旦已完成数据的传输，可通过远程服务器62并行地执行图像识别的步骤350(有些类似于图4中的250)。定位(360)和测试(370)电容式特征的步骤可遵循类似于图4的方式。

在此实施例中，远程服务器62通过对图像数据执行图像分析来识别钞票的类型。在远程服务器上执行该步骤的优点是这样的服务器可提供更强大的图像处理能力，可很容易地更新通货类型和面额的差别，并可有效地存储这样的通货的世界范围的索引，这意味着该方法可针对任何国家的任何货币执行。

在该具体的实施例中，在步骤340之后和步骤380之前的任何时间，经由移动电信网络将对钞票的识别从远程服务器返回到智能电话50。如果步骤380没有接收到该信息，则在触摸屏52上显示“远程处理-请等待(REMOTE PROCESSING-PLEASE WAIT)”消息。从服务器返回的识别信息的内容不仅包括钞票的识别，而且包括有关钞票上的电容式安全特征的特性和位置的数据，该信息可在稍后的处理步骤380中使用。

在步骤380，以类似于步骤280的方式，将有关电容式结构的信息与从测试步骤370中的钞票获得的信息进行比较。如同图4，在步骤390处显示真实性消息。

除了手持设备和便携式设备之外，本发明还可被实施于静设备中，诸如高速通货处理系统。现在参照图9来描述这样的系统的一个实施例。

图9示出了高速钞票鉴定系统70。该系统能够每分钟处理超过600张钞票，从而需要对钞票特征的高速分析。在本情形中，将钞票71以“短边”供给取向沿输送路径71供给。在使用期间，沿着传输路径71供给钞票72经过检验单元73，检验单元73包含在钞票72的鉴定中所使用的若干传感器。检验单元73包括光学反射成像检测器74，该检测器获得钞票的朝向上面的彩色图像，并将所获得的图像数据传送给系统控制器75，该系统控制器75包含可以访问主模的数据库的处理器。在成像检测器74的下游定位一个透射检测器(transmissive detector)76，以监控钞票内的水印的存在及位置。这通过对穿过钞票所传输的光进行成像来实现。从透射检测器76获得的数据也被发送到系统控制器75。透射检测器76的再往下游定位一个电容检测器77。轧辊78位于输送路径中、电容检测器77的下方。轧辊78确保在电容检测器77和钞票72之间实现完好的物理接触。钞票72中的任何导电特征充当两个电容器“板”中的一个，另一个板在被薄层的介电材料覆盖的电容式检测器77中。所述导电特征可替代地表示电容式检测器77的现有的第二板的几何形状的改型。

在这种情形中，电容式检测器77被布置成类似传感器的阵列，其有效地将钞票71分割成若干个对应的区域。来自该阵列中的多个传感器的信号允许系统控制器75生成待检验的钞票72的电容“图像”。来自电容检测器的电容数据以及来自透射检测器76和成像检测器74的数据被使用，以在钞票的鉴定中提供真实性置信度的测量作为输出数据。如果真实性置信度超过某一阈值，则检验单元73的下游的转向器79被系统控制器75操作，以沿着“真的”路径80引导钞票72，而在钞票的真实性中置信度不充分的钞票被沿着拒绝路径81引导。

电容检测器77的设置极其有益于提供针对高速钞票处理系统(诸如系统70)的其他查询技术。应理解，在上述系统结合反射感测、透射感测和电容感测的同时，可实施其他的或附加的感测设备作为检测器74、76的取代或补充。

上述的每个实施例可用于检测已在流通中的钞票的电容式签名。然而，它们在结合针对使用电容式装置进行识别的专门目的而制造的特征或安全元件时可提供其他的优点。

在上面提及的实施例中，对于由对应的电容传感器和第二传感器检测的特征之间的任何关系没有特定的要求。在一些应用中，从相同的特征或特征的一部分执行感测或检测是有利的。现在在目标跟踪的背景中描述此的一个实施例，以例示本发明在多种应用中的广泛应用。

在此背景下，该想法是从元件的一个具体区域(或元件的全部区域)将第一类型的信息呈现给一个传感器，并将第二类型的信息呈现给其他传感器。一个实施例是一维条形码的标准形式中的一种。

图10示出了印刷在粘附标签80的表面上的条形码81(示意性的)。该条形码指示了标签所附着的产品。众所周知，所述码中的条的位置和尺寸的确切特性是根据特定标准而确定的。在本情形中，该条形码81是使用合适的印刷工艺通过银墨印刷的。在前面的任一实施例中所描述的设备可与这样的条形码结合使用，尽管是在钞票处理系统的情形中，则依赖于所输送的物品的类型将必然需要适当地改变输送路径。

在本情形中，可使用图4的智能电话实施例的改型。因此，在执行适当应用的同时，智能电话50可被操作以首先使用摄像机51获得标签80的条形码81的图像。然后这可被用于以已知方式解释该条形码，从而识别该条形码所附着的物体。然而，为了增大真实性水平，之后可将智能电话的触摸屏52按压在该条形码上，然后可取得电容式读数。在这种情形中，使用触摸屏取得的电容“图像”作为静止快照图像。然而，替代地，并且尤其是在触摸屏控制器仅能跟踪小数目的电容式触点的情形中，该触摸屏可跨越该条形码滑扫，并且可重复采样触摸屏的区，用于电容式信号。在机载处理步骤中，来自条形码的、作为光学图像的信息可与来自触摸屏的电容式图像进行比较，并且如果足够相关，则可以获得对产品的识别并鉴定产品。在此应注意，这样的比较的结果可被直接指令给智能电话的使用者并且被传送(诸如经由移动电话网络或经由本地无线网络)到远程跟踪服务器(图8中的服务器62可适于使用)。因此，在这种情形中，通过使用触摸屏的电容感测能力来核实摄像机的图像的源(条形码)的真实性。

依赖于触摸屏硬件的能力，该实施例可被进一步扩展，以检测矩阵条形码，QR码(RTM)是矩阵条形码的一个实施例。传统的一维条形码仅需要查询传感器的一次扫描。然而，在矩阵条形码的情形中，所呈现的信息是二维的，有效地需要在两个维度上重复扫描，或更实际地，有效地需要成像传感器。如果智能电话的触摸屏能够获得具有足够分辨率的电容式图像，则它还可被用于鉴定矩阵条形码。在此应注意，触摸屏能够“读取”QR码的电容式感测能力并非在所有的应用中都是必要的，因为电容式感测的目的是鉴定，它可能被用于读取的信息水平具有低于读取QR码信息自身所需要的分辨率水平的分辨率水平。例如，触摸屏读取QR码的某些部分可能是足够的，这样的实施例将是定位三角位置符号以及可选地附加的对准符号的能力。

上面讨论的每种类型的条形码可使用导电墨或使用图案箔技术来实施。

还考虑到，对于安全票证设有序列号的一些应用，该序列号可被提供作为导电式元件。例如，可使用导电墨印刷。如果与所使用的电容传感器相比，该序列号具有足够的尺寸，则可读取并处理该序列号本身。例如，该序列号一旦被读取，即可相对于所识别的票证的已知序列号进行鉴定。

序列号有关安全票证的另一个用途是产生若干不同的票证，所述若干不同的票证在序列号和对单独的电容式元件的响应之间有关系。在这种情形中，序列号将不需要被设置成导电式元件，可使用常规摄像机作为第二传感器来读取序列号。安全票证可被分批地布置，使得具有一个具体范围内的序列号的票证可设有具有某一响应的一种特定类型的电容式元件。其他范围内的批次的序列号可与特定批次的电容式元件相关联，这样的元件具有对于该批次唯一的响应。然后将有可能读取具体票证(诸如钞票)的序列号，从而还从电容式元件获得电容信息，然后将电容式响应与所读取的序列号是否落在该批次的期望的序列号范围内相关联，从而提供进一步的鉴定检验。

虽然使用在几何形状方面与电容式结构具有可见相关性的元件会是有帮助的，但这不是必需的。墨或箔的套印可被用作一种制造这些对裸眼不可见的元件的技术，从而允许隐蔽地提供至少部分元件的电容式功能的应用，以进一步防止假冒。这样的一个实施例可以是在该票证内出现RFID部件。在这种情形中，可使用电容式传感器(体现为触摸屏或其他方式)感测RFID天线的位置。这样的天线可见地出现在票证的表面上，或是被嵌入，或以其他方式被覆盖(例如用印刷、箔或其他施加层)。

Claims (23)

1.一种使用设有电容传感器(8)和第二传感器的识别设备(5)来识别安全票证(1)的方法，所述第二传感器是成像传感器(52)，所述方法包括：

a)将所述安全票证的第一元件(2、11)与所述电容传感器电容式耦合；

b)使用所述电容传感器(8)从所述第一元件获得第一数据；

c)使用所述第二传感器从所述安全票证(1)获得图像数据形式的第二数据；以及

d)基于所述第一数据和所述第二数据生成输出数据，其中所述生成包括分析所述第一数据和所述第二数据是否通过一种预定关系相关。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括将所述电容传感器(8)与所述安全票证(1)的表面接触。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中作为在所述第一元件(2、11)和所述电容传感器(8)之间提供相对移动的结果，获得所述第一数据。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一数据包括与所述第一元件(2、11)有关的空间信息。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一数据包括与所述安全票证(1)内的所述第一元件(2、11)的尺寸、形状或位置有关的信息。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤(c)中所获得的所述第二数据涉及所述安全票证(1)的物理特性。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二数据是从所述安全票证(1)关于第二区域获得的，所述第二区域包括第一区域的至少一部分，所述第一区域包括所述第一元件。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一数据和所述第二数据表示相同的信息。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一数据表示所述第二数据的一部分，或以较低分辨率表示所述第二数据。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(d)包括所述识别设备(5)将所述第一数据和第二数据中的一个或每个传送到远程计算机(62)，其中所述远程计算机向所传送的数据应用所述预定关系从而生成结果数据，并且其中所述远程计算机将所述结果数据传送到所述识别设备。

11.根据权利要求1或2所述的方法，还包括根据所述输出数据生成输出信号。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述输出信号是给所述识别设备(5)的使用者的、有关所述安全票证(1)的身份或真实性中一个或每个的信号。

13.根据权利要求11所述的方法，其中当在自动化安全票证处理装置中设置所述识别设备(5)时，所述装置被配置成依赖于所述输出信号将所述票证自动地引导至一个位置。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一元件包含导电区域。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述导电区域是金属箔(11)的区域或导电墨的区域。

16.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一元件的至少一部分是一维条形码或矩阵条形码(81)。

17.一种安全票证识别设备(5)，适用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述设备包括电容传感器(8)、第二传感器和机载计算机(15)，所述第二传感器是成像传感器(52)，并且其中生成输出数据的步骤包括所述识别设备向所述机载计算机提供第一数据和第二数据中的一个或每个，其中所述机载计算机根据一种预定关系处理所述数据从而生成结果数据，并且其中所述机载计算机向接受者提供所述结果数据。

18.根据权利要求17所述的安全票证识别设备(5)，其中所述设备是手持设备。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的安全票证识别设备(5)，其中所述电容传感器(8)是电容式触摸屏、触摸垫或轨迹垫。

20.根据权利要求17或18所述的安全票证识别设备(5)，其中所述识别设备是移动电话设备。

21.一种安全票证识别系统，适用于执行根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中所述系统包括：

设有电容传感器(8)和第二传感器的识别设备(5)，所述第二传感器是成像传感器(52)；和

与所述识别设备选择性地通信的计算机，

其中，生成输出数据的步骤包括所述识别设备将所述第一数据和所述第二数据中的一个或每个发送到所述计算机，其中所述计算机根据一种预定关系处理所传送的数据，从而生成结果数据。

22.根据权利要求21所述的安全票证识别系统，其中所述系统是钞票鉴定系统。

23.一种存储计算机程序代码的非暂态计算机可读介质，当在计算机设备上执行所述计算机程序代码时，适用于执行权利要求1到16任一项所述的方法，所述计算机设备被配置以在使用时起根据权利要求17到20中任一项所述的识别设备的作用。