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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von
Wertdokumenten, insbesondere zum Prüfen des Benutzungszustands
von Wertdokumenten.
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Mit
zunehmender Zeit, die Wertdokumente, wie z. B. Banknoten, im Umlauf
bzw. in Gebrauch sind, verschlechtert sich deren Benutzungszustand. Der
Benutzungszustand kann bis zur Unbrauchbarkeit der Wertdokumente
abnehmen. Um einen schlechten Benutzungszustand rechtzeitig zu erkennen,
werden Wertdokumente daher regelmäßig maschinell auf ihren Benutzungszustand überprüft und, falls
ihr Benutzungszustand als zu schlecht beurteilt wird, automatisch
aussortiert. Die Prüfung
des Benutzungszustands wird üblicherweise
z. B. in Einzahl- und/oder Auszahlautomaten für Banknoten oder auch in Banknotensortiermaschinen
durchgeführt,
wobei üblicherweise
auch die Echtheit und die Denomination der Banknoten geprüft werden.
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Zur
Prüfung
des Benutzungszustands eines Wertdokuments, insbesondere der Fitness
des Wertdokuments, wird das Wertdokument üblicherweise auf das Vorliegen
von Rissen oder Eselsohren untersucht. Außerdem kann auch die Verschmutzung
des Wertdokuments überprüft werden,
wobei z. B. bestimmte Wertdokumentbereiche auf das Vorliegen von
Flecken überprüft werden.
In bestimmten Wertdokumentbereichen ist die Überprüfung auf Flecken mit Schwierigkeiten
verbunden, z. B. wenn die Flecken einem dunklen oder einem gemusterten,
farbigen Hintergrund des Wertdokuments überlagert sind. Darüber hinaus
ist es bekannt, Wertdokumente auf ihre Lappigkeit zu prüfen, z.
B. mit Hilfe von Ultraschallmessungen.
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Ausgehend
vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein weiteres Verfahren anzugeben, das zum Prüfen des
Benutzungszustands von Wertdokumenten eingesetzt werden kann.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird, zum Prüfen
des Benutzungszustands eines Wertdokuments, insbesondere der Fitness
eines Wertdokuments, das Wertdokument mit Beleuchtungslicht beleuchtet
und die Lichtintensität
des von dem Wertdokument reflektierten Lichts detektiert, um ein
Bild des beleuchteten Wertdokuments aufzunehmen. Das Bild wird mit
Hilfe eines Bildsensors aufgenommen, der das Wertdokument z. B.
zeilenweise abscannt. Beim Aufnehmen des Bilds des Wertdokuments
kann dabei ein Bild des gesamten Wertdokuments oder ein Teilbild
des Wertdokuments aufgenommen werden. Der Bildsensor kann dazu ausgebildet
sein, das von dem Wertdokument reflektierte Licht in mehreren Wellenlängenbereichen
zu detektieren und für
jeden der detektierten Wellenlängenbereiche
jeweils ein Bild des Wertdokuments aufzunehmen.
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Von
dem aufgenommen Bild wird ein Bildausschnitt ausgewählt, in
dem ein opaker, reflektierender Abschnitt des Wertdokuments abgebildet
ist. Als opaker, reflektierender Abschnitt wird bevorzugt ein Abschnitt
des Wertdokuments ausgewählt,
der relativ homogene optische Eigenschaften aufweist, z. B. ein
Abschnitt gleichmäßiger Farbe,
und der zumindest teilweise reflektierend ist. In dem ausgewählten Bildausschnitt
kann ein opakes, reflektierendes Sicherheitselement des Wertdokuments
abgebildet sein, das auf das Wertdokument aufgebracht oder in das
Wertdokument integriert ist. In dem ausgewählten Bildausschnitt ist zumindest
ein Teilbereich des opaken, reflektierenden Sicherheitselements
abgebildet. Vorzugsweise wird der Bildausschnitt so ausgewählt, dass
Randbereiche des opaken, reflektierenden Sicherheitselements ausgenommen
sind. Insbesondere ist der opake, reflek tierende Abschnitt ein Teilbereich
eines opaken, reflektierenden Folienelements, beispielsweise eines
metallisierten Folienelements. Der opake, reflektierende Abschnitt muss
jedoch nicht hundertprozentig opak sein, sondern kann für das Beleuchtungslicht
auch teildurchlässig
sein.
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Der
Begriff ”reflektiertes
Licht” wird
in der vorliegenden Anmeldung als Oberbegriff für das von dem beleuchteten
Wertdokument kommende Licht verwendet, welches auf derjenigen Seite
des Wertdokuments beobachtbar ist, von der auch die Beleuchtung
des Wertdokuments erfolgt. Als reflektiertes Licht werden demzufolge
sowohl diffus reflektiertes Licht und spiegelnd reflektiertes Licht,
als auch Beugungslicht und Streulicht bezeichnet, soweit diese auf
der Seite der Beleuchtung beobachtbar sind.
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Der
ausgewählte
Bildausschnitt wird das Vorliegen von und/oder auf Anzeichen für Knitterfalten
untersucht, die in dem opaken, reflektierenden Abschnitt des Wertdokuments
vorhanden sein können.
Insbesondere werden zu diesem Zweck die Lichtintensitäten des
reflektierten Lichts ausgewertet, die in dem ausgewählten Bildausschnitt
des Wertdokuments detektiert werden. Beispielsweise können die
Lichtintensitäten
aller Bildpunkte des ausgewählten
Bildausschnitts ausgewertet werden, um den ausgewählten Bildausschnitt
auf Anzeichen für
Knitterfalten zu untersuchen. Das oder die Ergebnisse, die das Untersuchen
des ausgewählten
Bildausschnitts auf Knitterfalten liefert, werden anschließend zum
Beurteilen des Benutzungszustands des Wertdokuments verwendet.
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Beim
Untersuchen des ausgewählten
Bildausschnitts wird beispielsweise ein Ausmaß an Knitterfalten bestimmt,
die in dem opaken, reflektierenden Abschnitt des Wertdokuments vorhanden
sind. Das Ausmaß an
Knitterfalten kann z. B. eine Angabe über die Fläche oder über den Flächenanteil sein, den die Knitterfalten
in dem opaken, reflektierenden Abschnitt des Wertdokuments einnehmen.
Das Ausmaß an
Knitterfalten in dem opaken, reflektierenden Abschnitt kann anhand
der Lichtintensitäten
bestimmt werden, die in dem ausgewählten Bildausschnitt detektiert
werden. Beispielsweise wird das Ausmaß an Knitterfalten anhand der
Lichtintensitäten aller
Bildpunkte des ausgewählten
Bildausschnitts bestimmt. In einem speziellen Ausführungsbeispiel wird
beim Untersuchen des ausgewählten
Bildausschnitts auf Anzeichen für
Knitterfalten bzw. beim Bestimmen des Ausmaßes an Knitterfalten eine Anzahl an
Bildpunkten des ausgewählten
Bildausschnitts bestimmt, deren Lichtintensität einen Schwellenwert überschreitet.
In einem anderen speziellen Ausführungsbeispiel
wird, beim Untersuchen des ausgewählten Bildausschnitts auf Anzeichen
für Knitterfalten
bzw. beim Bestimmen des Ausmaßes
an Knitterfalten, eine Anzahl an Bildpunkten des ausgewählten Bildausschnitts
bestimmt, deren Lichtintensität
einen Schwellenwert unterschreitet.
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Zum
Aufnehmen des Bilds des Wertdokuments kann das Wertdokument mit
Beleuchtungslicht mehrerer Wellenlängenbereiche beleuchtet werden, z.
B. mit Licht mehrerer Farben oder mit Weißlicht. Alternativ kann das
Wertdokument zum Aufnehmen des Bilds mit einfarbigem Licht oder
mit Infrarotlicht beleuchtet werden. Beim Aufnehmen des Bilds kann das
reflektierte Licht mehrerer Wellenlängenbereiche zugleich detektiert
werden, z. B. mittels eines breitbandig empfindlichen Sensorarrays,
oder alternativ mittels mehrerer Sensorarrays oder Sensorzeilen, die
jeweils zur Detektion eines bestimmten Wellenlängenbereichs des reflektierten
Lichts ausgebildet sind, z. B. die jeweils nur Licht einer bestimmten
Farbe oder nur Infrarotlicht detektieren. Beim Untersuchen des ausgewählten Bildausschnitts
auf Anzeichen für
Knitterfalten werden beispielsweise nur diejenigen Lichtintensitäten ausgewertet,
die in einem Teil der mehreren Wellenlängenbereiche des Beleuchtungslichts detektiert
werden, d. h. zumindest einer der Wellenlängenbereiche des Beleuchtungslichts
wird nicht zur Auswertung auf Knitterfalten herangezogen. Zum Beispiel
werden beim Untersuchen auf Anzeichen für Knitterfalten nur die in
genau einem der mehreren Wellenlängenbereiche
des Beleuchtungslicht detektierten Lichtintensitäten ausgewertet, z. B. nur
die im Infrarot detektierten Lichtintensitäten oder nur die bei einer
bestimmten Farbe detektierten Lichtintensitäten.
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Der
von dem aufgenommenen Bild auszuwählende Bildausschnitt kann
für verschiedene
Wertdokumente unterschiedlich sein. Bei der Prüfung des Benutzungszustands
des Wertdokuments wird beispielsweise zuerst die Art des Wertdokuments
bestimmt und die Information über
die Art des Wertdokuments anschließend zur Auswahl des Bildausschnitts
verwendet, der für
das jeweilige Wertdokument vorgesehen ist. Insbesondere wird vor
dem Auswählen
des Bildausschnitts die Art des Wertdokuments bestimmt und der Bildausschnitt
in Abhängigkeit
der zuvor bestimmten Art des Wertdokuments ausgewählt. Die
vorhergehende Bestimmung der Art des Wertdokuments kann automatisch
erfolgen, z. B. mit Hilfe eines anderen Sensors, mit dem das Wertdokument
zuvor geprüft
wird. Die Art des Wertdokuments kann auch automatisch mit Hilfe
der Informationen aus dem von dem Bildsensor aufgenommenen Bild
bestimmt werden. Alternativ kann die Art des Wertdokuments auch
von außen
vorgegeben werden, z. B. von einer Bedienperson der zur Prüfung des
Wertdokuments verwendeten Vorrichtung.
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In
einem speziellen Ausführungsbeispiel weist
der opake, reflektierende Abschnitt holographische Strukturen auf,
die z. B. ein visuell wahrnehmbares Sicherheitsmerkmal des Wertdokuments
bilden. Die holographischen Strukturen können durch Ausnehmungen in
einer opaken, reflektierenden Schicht des Sicherheitselements, z.
B. in einer Metallisierungsschicht des Sicherheits elements, realisiert sein.
Falls der opake, reflektierende Abschnitt, der in dem ausgewählten Bildausschnitt
abgebildet ist, holographische Strukturen aufweist, wird das von
dem Wertdokument reflektierte Licht unter einem Detektionswinkel
in Bezug auf das Beleuchtungslicht detektiert, der sich von den
Beugungswinkeln der holographischen Strukturen unterscheidet. Als
Beugungswinkel werden dabei die Winkel bezeichnet, unter denen,
bei den Wellenlängen
des Beleuchtungslichts die Beugungsordnungen der holographischen
Strukturen reflektiert werden. Um bei der Untersuchung des ausgewählten Bildausschnitts
Störungen
durch das gebeugte Licht auszublenden, werden nur die detektierten
Lichtintensitäten
eines ausgewählten Wellenlängenbereichs
zur Untersuchung auf Anzeichen für
Knitterfalten verwendet. Der Wellenlängenbereich, dessen detektierte
Lichtintensitäten
ausgewertet werden, wird in Abhängigkeit
der Beugungswinkel der holographischen Strukturen ausgewählt. Bei
der Prüfung
des Benutzungszustands des Wertdokuments kann beispielsweise zuerst
die Art des Wertdokuments bestimmt werden und die Information über die
Art des Wertdokuments anschließend
zur Auswahl des Wellenlängenbereichs
verwendet werden, dessen Lichtintensitäten zum Untersuchen auf Knitterfalten
ausgewertet werden. Beispielsweise wird aus einer Mehrzahl von detektierten
Wellenlängenbereichen
der für
die Art des Wertdokuments geeignete Wellenlängenbereich ausgewählt. Die
Art des Wertdokuments wird vor der Prüfung des Benutzungszustands
des Wertdokuments bestimmt, insbesondere auf die zuvor, im Zusammenhang
mit der Auswahl des Bildausschnitts beschriebenen Weisen.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
wird das Bild des Wertdokuments durch Detektieren von Licht aufgenommen,
das von dem beleuchteten Wertdokument diffus reflektiert wird. Zum
Bestimmen des Ausmaßes
an Knitterfalten wird in diesem Fall z. B. die Anzahl an Bildpunkten
des ausgewählten
Bild ausschnitts bestimmt, deren Lichtintensität einen Schwellenwert überschreitet.
In anderen Ausführungsbeispielen
wird das Bild des Wertdokuments durch Detektieren von Licht aufgenommen,
das von dem beleuchteten Wertdokument spiegelnd reflektiert wird.
Zum Bestimmen des Ausmaßes
an Knittern wird in diesem Fall z. B. eine Anzahl an Bildpunkten des
ausgewählten
Bildausschnitts bestimmt wird, deren Lichtintensität einen
Schwellenwert unterschreitet. Die Schwellenwerte können von
außen
vorgegeben werden oder anhand von Messungen im Vorfeld der Prüfung des
Wertdokuments bestimmt werden. Für
die verschiedenen Arten von Wertdokumenten können verschiedene Schwellenwerte
vorgesehen sein. In Abhängigkeit
der Art des Wertdokuments, die vor der Prüfung des Benutzungszustands
bestimmt wurde, kann auch der jeweils für die Art des Wertdokuments
vorgesehene Schwellenwert ausgewählt werden.
Die Art des Wertdokuments wird dazu vor der Prüfung des Benutzungszustands
des Wertdokuments bestimmt, insbesondere auf die zuvor, im Zusammenhang
mit der Auswahl des Bildausschnitts beschriebenen Weisen.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
eine Vorrichtung zur Durchführung
des beschriebenen Verfahrens. Die Vorrichtung weist einen Bildsensor
auf, der zum Aufnehmen des Bilds des Wertdokuments ausgebildet ist,
und eine Auswerteeinrichtung, die zum Untersuchen des ausgewählten Bildausschnitts
auf Anzeichen für
Knitterfalten ausgebildet ist, die in dem opaken, reflektierenden
Abschnitt des Wertdokuments möglicherweise
vorhanden sind. Insbesondere ist die Auswerteeinrichtung zum Bestimmen
des Ausmaßes
an Knitterfalten in dem opaken, reflektierenden Abschnitt ausgebildet.
Die Auswerteeinrichtung kann außerhalb
des Bildsensors angeordnet sein oder Teil des Bildsensors sein.
Zum Aufnehmen des Bilds des Wertdokuments wird das von dem Wertdokument
reflektierte Licht vorzugsweise un ter einem Detektionswinkel von
10° bis
60° in Bezug
auf das Beleuchtungslicht detektiert, beispielsweise unter einem
Detektionswinkel von 10° bis
40°.
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Die
erfindungsgemäße Untersuchung
auf Knitterfalten in dem opaken, reflektierenden Abschnitt eines
Wertdokuments wird vorzugsweise mit anderen Prüfverfahren zur Beurteilung
des Benutzungszustands des Wertdokuments kombiniert, z. B. mit einer
Prüfung
auf das Vorhandensein von Klebstreifen auf dem Wertdokument und/oder
mit einer Lappigkeitsprüfung,
z. B. mittels Ultraschall, und/oder mit einer optischen Prüfung des
Wertdokuments auf Verschmutzungen wie z. B. Flecken und/oder mit
einer optischen Prüfung
auf Risse, fehlende Wertdokumentteile oder Eselsohren. Beispielsweise
wird der Benutzungszustand des Wertdokuments nur dann als schlecht
beurteilt, wenn zwei oder mehrere der verwendeten Prüfverfahren
auf einen schlechten Benutzungszustand hinweisen. Durch die Kombination
mit den Ergebnissen anderen Prüfverfahren
ergibt sich eine zuverlässigere
Prüfung
des Benutzungszustands des Wertdokuments.
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Weitere
Ausführungsformen
und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren sowie
deren Beschreibung erläutert.
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Es
zeigen:
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1a Eine
Vorrichtung zur Durchführung zur
senkrechten Detektion des diffus reflektierten Lichts,
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1b einen
Ausschnitt aus einem Bildsensor zur schrägen Detektion des diffus reflektierten Lichts,
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2a ein
unter diffuser Reflexion aufgenommenes Bild eines Wertdokuments
ohne Knitterfalten,
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2b ein
unter diffuser Reflexion aufgenommenes Bild eines Wertdokuments
mit Knitterfalten,
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2c Seitenansicht
zur Detektion des von einem gewölbten
Bereich des Wertdokuments reflektierten Lichts,
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3 ein
Diagramm zum Auswerten der detektierten Lichtintensitäten,
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4 einen
Ausschnitt aus einem Bildsensor zur Detektion des spiegelnd reflektierten
Lichts,
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5 ein
unter spiegelnder Reflexion aufgenommenes Bild eines Wertdokuments
mit Knitterfalten.
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In 1a ist
ein Bildsensor 4 dargestellt, der von einem Wertdokument 1,
das an dem Bildsensor 4 vorbeitransportiert wird, ein Bild
aufnimmt. Der in 1a eingezeichnete Pfeil zeigt
die Transportrichtung des Wertdokuments 1 an. Der Bildsensor 4 enthält vier
Sensorzeilen 3a–d,
die zu jedem Messzeitpunkt jeweils eine Bildzeile des Wertdokuments 1 aufnehmen.
Aus den Bildzeilen einer oder mehrerer der Sensorzeilen 3a–d wird
das aufzunehmende Bild des Wertdokuments 1 zusammengesetzt.
Jede der Sensorzeilen 3a–d detektiert Licht eines bestimmten Spektralbereichs.
Beispielsweise ist jeweils eine der Sensorzeilen 3a–d für den roten,
grünen,
blauen und infraroten Spektralbereich vorgesehen. Das Wertdokument 1 wird
mit Beleuchtungslicht B beleuchtet, welches unter einem Winkel α zur Senkrechten
S auf das Wertdokument 1 gerichtet ist und auf das Wertdokument 1 fokussiert
wird. Das Spektrum des Beleuchtungslichts B erstreckt sich z. B. über den
gesamten sichtbaren Spektralbereich bis in den nahen Infrarotbereich.
Als Lichtquelle dient dabei z. B. eine Weißlichtquelle. Zur Aufnahme
des Bilds wird derjenige Anteil des Beleuchtungslichts detektiert,
der von dem Wertdokument 1 in senkrechter Richtung diffus reflektiert
und auf die Sensorzeilen 3a–d abgebildet wird. Die Abbildung
des diffus reflektierten Lichts erfolgt z. B. mittels einer Selfoc-Linse 2.
Der Bildsensor 4 ist mit einer Auswerteeinrichtung 8 verbunden,
an welche der Bildsensor 4 Bildinformationen des aufgenommenen
Bilds übermittelt,
insbesondere Bildinformationen aller vier detektierten Spektralbereiche.
Die übermittelten
Bildinformationen können
unverarbeitet oder von dem Bildsensor 4 bereits vorverarbeitet sein.
Die Auswerteeinrichtung 8 verarbeitet das aufgenommene
Bild des Wertdokuments 1, um die Echtheit des Wertdokuments 1 zu
prüfen
und/oder die Art des Wertdokuments 1 (z. B. Denomination,
Währung)
zu bestimmen und um Informationen über den Benutzungszustand des
Wertdokuments 1 zu erhalten.
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1b zeigt
eine alternative Beobachtungsgeometrie des Bildsensors 4,
wobei ebenfalls Licht detektiert wird, das von dem Wertdokument 1 diffus reflektiert
wird. In diesem Beispiel erfolgt sowohl die Beleuchtung als auch
die Detektion schräg
zur Senkrechten S, wobei das Beleuchtungslicht jedoch unter einem
anderen Winkel zur Senkrechten S eingestrahlt wird als das Detektionslicht
D detektiert wird. Als Beleuchtungslicht B kann spektral schmalbandiges
Licht verwendet werden, z. B. Infrarotlicht oder Licht einer bestimmten
Farbe.
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Zur
Beurteilung des Benutzungszustands des Wertdokuments 1 wird
ein opaker, reflektierender Abschnitt des Wertdokuments 1 untersucht,
z. B. ein Abschnitt eines opaken, reflektierenden Sicherheitselements 5.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
der 2a ist das opake, reflektierende Sicherheitselement 5 ein
auf das Wertdokument 1 aufgebrachter Folienstreifen, der
eine reflektierende Metallisierungsschicht aufweist. In 2a ist
schematisch das von dem Bildsensor 4 aufgenommene Bild
des Wertdokuments 1 dargestellt, das dieser durch Detektion des
von dem Wertdokument diffus reflektierten Lichts aufgenommen hat.
Das in 2a gezeigte Bild kann das von
einer bestimmten Sensorzeile 3a–d aufgenommene Bild eines
schmalen Spektralbereichs sein oder auch das Bild eines breiten
Spektralbereichs, z. B. das Gesamtbild, das aus dem Detektionssignal mehrerer
der Sensorzeilen 3a–d
gebildet wird. Das Wertdokument 1 aus 2a weist
einen guten Benutzungszustand auf (fit-Wertdokument), der sich unter
anderem daran zeigt, dass das opake, reflektierende Sicherheitselement 5 des
Wertdokuments 1 eine glatte Oberfläche besitzt. Aufgrund der glatten Oberfläche wird
das Beleuchtungslicht B spiegelnd, d. h. entsprechend dem Reflexionsgesetz,
an dem opaken, reflektierenden Sicherheitselement 5 reflektiert.
Das Bild aus 2a wurde jedoch unter einem Detektionswinkel α außerhalb
der spiegelnden Reflexion aufgenommen, wobei von dem Wertdokument 1 nur
diffus reflektiertes Licht detektiert wurde. Da in diesem Fall nur
das von dem Wertdokument 1 diffus reflektierte Licht detektiert
wurde, erscheint das Sicherheitselement 5 in dem Bild aus 2a dunkel. Die übrigen Bereiche
des Wertdokuments 1 erscheinen bei Beobachtung der diffusen
Reflexion dagegen relativ hell.
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Im
Gegensatz dazu ist in 2b das Bild eines Wertdokuments 1 gezeigt,
das viele Knitterfalten aufweist, die ein Zeichen für einen
schlechten Benutzungszustand des Wertdokuments 1 sind (unfit-Wertdokument).
Im Bereich des opaken, reflektierenden Sicherheitselements 5 führen die
dort vorhandenen Knitterfalten 7 in dem aufgenommenen Bild
zu hellen Linien bzw. hellen Bereichen. Das Bild aus 2b wurde
ebenfalls durch Detektion des von dem Wertdokument 1 diffus
reflektierten Lichts aufgenommenen.
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In
einem speziellen Ausführungsbeispiel sind
in das opake, reflektierende Sicherheitselement 5 des Wertdokuments 1 holographische
Strukturen eingebracht. Aufgrund der Lichtbeugung wird das einfallende
Beleuchtungslicht B an den holographischen Strukturen unter bestimmten
Beugungswinkeln reflektiert, die je nach Größe der holographischen Strukturen
und je nach Wellenlänge
des Beleuchtungslichts B variieren. Falls der Detektions winkel α so gewählt werden
würde,
dass er in eine der Beugungsordnungen der holographischen Strukturen
fällt,
so würden
die holographischen Strukturen als helle Bereiche in dem (unter
Beobachtung der diffusen Reflexion) aufgenommenen Bild erscheinen. Zur
Beurteilung des Benutzungszustands des Wertdokuments 1 wird
der Detektionswinkel α daher
vorzugsweise so gewählt,
dass er außerhalb
der Beugungswinkel der holographischen Strukturen liegt. Dadurch
lässt sich
erreichen, dass auch die holographischen Strukturen als dunkle Bereiche
in dem unter diffuser Reflexion aufgenommenen Bild erscheinen. Im
Fall einer spektral breiten Beleuchtung wird zur Beurteilung des
Benutzungszustands bevorzugt das in einem bestimmten Spektralbereich
aufgenommene, z. B. das von einer oder mehreren ausgewählten Sensorzeile
aufgenommene Bild verwendet. Der Spektralbereich wird dabei so ausgewählt, dass
die Beugungsordnungen, die in diesem Spektralbereich von den holographischen
Strukturen reflektiert werden, außerhalb des Detektionswinkels α liegen.
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In
bestimmten Fällen
kann es vorkommen, dass das opake, reflektierende Sicherheitselement 5, auch
bei gutem Benutzungszustand des Wertdokuments 1, keine
ebene Oberfläche
aufweist. Beispielsweise kann ein Folien-Sicherheitselement 5, das mechanisch
relativ steif ist und auf einem flexiblen Wertdokumentsubstrat wie
z. B. Papier, aufgebracht ist, zu einer Wölbung des Wertdokuments 1 im
Bereich des aufgebrachten Folienelements 5 führen, vgl. 2c.
Aufgrund dieser Wölbung
weist das Wertdokument 1 dann im Bereich des Sicherheitselements 5 eine
verkippte Oberfläche
auf, die bezüglich
der Ebene des Wertdokuments 1 z. B. um einige Grad verkippt
ist. Üblicherweise
ist die Wölbung
des Wertdokuments 1 so, dass der Verkippungswinkel in der
Mitte des Sicherheitselements 5 gering ist, während er zum
Rand des Sicherheitselements 5 zunimmt. Gerade im Randbereich
des Sicherheitselements 5 kann der relativ große Verkippungswinkel
dazu führen, dass
Beleuchtungslicht B, das von diesem Randbereich spiegelnd reflektiert
wird, von dem Bildsensor 4 detektiert wird, obwohl die
Sensorzeilen 3a–d des
Bildsensors 4 so angeordnet sind, dass sie, bezogen auf
die Wertdokumentebene, nur diffus reflektiertes Lichts detektieren.
In 2c zeigen die durchgezogenen Linien den Strahlengang
des Beleuchtungslichts B bei spiegelnder Reflexion am verkippten
Rand des Sicherheitselements 5 an, während die gestrichelten Linien
den Strahlengang des Beleuchtungslichts B bei spiegelnder Reflexion
in der Mitte des Sicherheitselements 5 anzeigen. Von dem
mittleren Bereich des Sicherheitselements 5 erfasst der Bildsensor 4 daher
diffus reflektiertes Licht, während er
von dem Randbereich spiegelnd reflektiertes Licht erfasst. Der verkippte
Randbereich kann also auch bei gutem Benutzungszustand des Wertdokuments 1 zu
spiegelnden Reflexionen führen,
die von dem Bildsensor 4, trotz dessen Anordnung zur Erfassung der
diffusen Reflexion, erfasst werden. Um das von dem Randbereich spiegelnd
reflektierte Licht auszuschließen,
wird zur Beurteilung des Benutzungszustands des Wertdokuments 1 daher
ein bestimmter Bildausschnitt 6 ausgewählt. Der ausgewählte Bildausschnitt 6 umfasst
nur einen Mittenbereich des Sicherheitselements 5, während der
Randbereich des Sicherheitselements 5 ausgenommen ist.
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Der
ausgewählte
Bildausschnitt 6 wird anschließend auf Knitterfalten 7 untersucht.
Die Knitterfalten 7 erscheinen in dem unter diffuser Reflexion aufgenommenen
Bild als helle Linien oder Streifen, vgl. 2b. Ein
einfaches Verfahren zur Untersuchung des Bildausschnitts 6 auf
Knitterfalten 7 wird anhand von 3 erläutert. In 3 sind
die detektierten Lichtintensitäten
aller Bildpunkte des ausgewählten
Bildausschnitts 6 in Form eines Histogramms dargestellt,
und zwar erstens für
ein Wertdokument mit gutem Benutzungszustand (fit-Wertdokument,
Histogramm-Daten F) und zweitens für ein Wertdokument mit schlechtem
Benutzungszustand (unfit- Wertdokument,
Histogramm-Daten U). Im Vergleich zu den Histogramm-Daten F (fit-Wertdokument)
ist bei den Histogramm-Daten U (unfit-Wertdokument) die Häufigkeitsverteilung zu größeren Lichtintensitäten verschoben.
Lichtintensitäten
oberhalb von etwa 200 auf der gewählten Skala werden bei dem
fit-Wertdokument überhaupt
nicht detektiert, sondern nur bei dem unfit-Wertdokument. Als Maß für das Vorliegen
von Knitterfalten 7 in dem ausgewählten Bildausschnitt 6 kann
daher z. B. die Anzahl an Bildpunkten verwendet werden, deren Lichtintensität oberhalb
eines bestimmten Schwellenwert T1 liegen. Die Anzahl an Bildpunkten
mit Lichtintensität oberhalb
des Schwellenwerts T1 ist ein Maß für die Größe des Flächenbereichs, den die Knitterfalten 7 in dem
ausgewählten
Bildausschnitt 6 einnehmen. Auf diese Weise kann also das
Ausmaß an
Knitterfalten 7 in dem Bildausschnitt 6 bestimmt
werden. Der Schwellenwert T1 kann für die jeweilige Wertdokumentart
individuell vorgegeben sein und z. B. durch entsprechende Messungen
an einer Vielzahl von Wertdokumenten im Vorfeld der Prüfung des
Wertdokuments 1 ermittelt werden.
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Alternativ
kann das Ausmaß an
Knitterfalten 7 in dem Bildausschnitt 6 auch aus
der über
mehrere Bildpunkte des Bildausschnitts 6 integrierten Lichtintensität bestimmt
werden oder aus einem Mittelwert der Lichtintensitäten mehrerer
Bildpunkte des Bildausschnitts 6. Die Untersuchung auf
Knitterfalten 7 kann natürlich auch mit Hilfe anderer
Verfahren durchgeführt
werden, die aus dem Gebiet der Bildverarbeitung bekannt sind. Zum
Beispiel können auch
Bildverarbeitungsverfahren verwendet werden, die speziell zum Auffinden
linien- oder streifenförmiger
Bereiche in einem Bild entwickelt wurden. Beispielsweise können zu
diesem Zweck richtungsunabhängige
Linienfilterungen der Bildinformationen oder auch Hough-Transformationen
der Bildinformationen durchgeführt
werden.
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Ein
alternatives Ausführungsbeispiel
ist in den 4 und 5 gezeigt.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Bild des Wertdokuments 1 durch Detektion des spiegelnd
reflektierten Lichts aufgenommen. Der Einfallswinkel β des Beleuchtungslichts
B ist in diesem Fall gleich dem Ausfallswinkel β des Detektionslichts D, vgl. 4.
Das auf diese Weise aufgenommene Bild des Wertdokuments 1 ist
in 5 dargestellt. Das opake, reflektierende Sicherheitselement 5 erscheint
unter Beobachtung der spiegelnden Reflexion als heller Bereich, die
Knitterfalten 7 dagegen als dunkle Linien oder Streifen
in diesem hellen Bereich. Zur Untersuchung auf Anzeichen von Knitterfalten 7 wird
wiederum ein Bildausschnitt 6 ausgewählt, beispielsweise ein schmaler
Streifen in der Mitte des Sicherheitselements 5, so dass
der Randbereich des Sicherheitselements 5 ausgenommen ist.
Die Untersuchung des ausgewählten
Bildausschnitts 6 auf Knitterfalten 7 kann in
Analogie zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen erfolgen.
Als Ausmaß an
Knitterfalten 7 könnte
in diesem Fall z. B. die Anzahl an Bildpunkten des Bildausschnitts 6 verwendet
werden, deren detektierte Lichtintensität unterhalb eines vorgegebenen
Schwellenwerts T2 liegt. Der Schwellenwert T2 könnte, in Analogie zu T1 aus 3,
am unteren Ende einer unter spiegelnder Reflexion erhaltenen Häufigkeitsverteilung
gewählt
werden, so dass nur die Lichtintensitäten der Bildpunkte im Bereich der
Knitterfalten 7 unterhalb des Schwellenwerts T2 liegen.