DE102009058438A1

DE102009058438A1 - Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten

Info

Publication number: DE102009058438A1
Application number: DE102009058438A
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: WO2011082792A1

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 und die Klassen so vorgegeben sind, daß diesen jeweils Wertdokumente zugeordnet sind, die in gleichen Herstellungschargen hergestellt wurden, und zur Prüfung des Wertdokuments wenigstens in Abhängigkeit von der ermittelten Klasse ein vorgegebenes Kriterium, das die resultierenden Eigenschaftsdaten bzw. Verarbeitungsdaten betrifft, geprüft und ein das Ergebnis der Prüfung beschreibendes Signal gebildet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten und ein Verfahren zur Bereitstellung von Daten für das Prüfungsverfahren.
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.
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.
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.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten anzugeben, das eine genaue Prüfung von Wertdokumenten erlaubt.
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 und die Klassen so vorgegeben sind, daß diesen jeweils Wertdokumente zugeordnet sind, die in gleichen Herstellungschargen hergestellt wurden, und zur Prüfung des Wertdokuments wenigstens in Abhängigkeit von der ermittelten Klasse ein vorgegebenes Kriterium, das die die Eigenschaftsdaten oder aus diesen ermittelte Verarbeitungsdaten betrifft, geprüft und ein das Ergebnis der Prüfung beschreibendes Signal gebildet wird.
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.
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.
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.
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, bzw. einer Ermittlung einer dieser Klassen für ein jeweiliges Wertdokument durchzuführen, wodurch Wertdokumente des gleichen Typs unterschieden werden.
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 gehen diese Eigenschaftsdaten wenigstens teilweise direkt oder indirekt in das zur Prüfung verwendete Kriterium ein. Die Klassen sind insbesondere so vorgegeben, daß diesen jeweils Wertdokumente zugeordnet sind, die in gleichen Herstellungschargen 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.
In Abhängigkeit von der ermittelten Klasse wird dann zur Prüfung des Wertdokuments wenigstens in Abhängigkeit von der ermittelten Klasse ein vorgegebenes Kriterium, das die Eigenschaftsdaten oder aus diesen ermittelte Verarbeitungsdaten betrifft, geprüft und ein das Ergebnis der Prüfung beschreibendes Signal gebildet wird.
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 Eigenschaftsdaten von der ermittelten Klasse ist daher insbesondere zu verstehen, daß die Wertdokumente dieser Klasse Eigenschaftsdaten, insbesondere Merkmalsvektoren, aufweisen, die sich systematisch von denen von Wertdokumenten anderer Klassen, aber des gleichen Typs unterscheiden.
Es werden daher zur Prüfung von Wertdokumenten des gleichen Typs, aber verschiedener Klassen in Abhängigkeit von der jeweiligen Klasse verschiedene Kriterien zur Prüfung verwendet. Die Kriterien können sich vorzugsweise nur in Parameter, nicht aber in der Abfolge und Art der Prüfungsschritte der Kriterien unterscheiden. Sind beispielsweise die Kriterien durch Funktionen der Eigenschafts- bzw. Verarbeitungsdaten und weiterer Parameter und durch Bereiche, in denen die Werte der Funktionen für ein positives Ergebnis der Prüfung liegen müssen, gegeben, werden vorzugsweise nur die Parameter und/oder die Bereiche klassenabhängig gewählt. In die Kriterien können insbesondere als Parameter Referenzdaten und zulässige Abweichungen von den Referenzdaten beschreibende Größen eingehen, die für die Wertdokumente des vorgegebenen Typs in Abhängigkeit von der Klasse vorgegeben sind. Durch die Berücksichtigung der klassenabhängigen Einflüsse ist es möglich, die zulässigen Abweichungen klein zu halten, woraus eine genaue Prüfung resultiert.
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.
Weiter können bei der Ermittlung der Klasse aus den Eigenschaftsdaten Merkmalsvektoren ermittelt werden, und die Merkmalsvektoren zur Ermittlung der Klasse verwendet werden. Vorzugsweise werden diese Merkmalsvektoren auch bei der späteren Prüfung verwendet.
Verfahren zur Bestimmung der Klassen und zur Bestimmung eines Verfahrens zur Ermittlung einer der Klassen für ein Wertdokument, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Klassifizierung eines Wertdokuments bezeichnet, können prinzipiell beliebig ermittelt werden.
Bevorzugt wird folgendes Verfahren verwendet, das ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Bei diesem Verfahren zur Ermittlung von Daten zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens zur Prüfung von Wertdokumenten, 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 wenigstens zwei 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 derer 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 die festgelegten Klassen wird dann jeweils ein Kriterium für die Prüfung der Wertdokumente festgelegt, das die resultierenden Eigenschaftsdaten bzw. aus diesen ermittelte Verarbeitungsdaten betrifft. 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, d. h. die wenigstens eine Klassifikationsfunktion und deren Parameter, im Rahmen der Erfindung auch als Klassifikatorparameter bezeichnet, beschreiben, und die Daten der Transformation, insbesondere eine Transformationsfunktion und deren Parameter, verstanden.
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.
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.
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.
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.
Bei beiden Verfahren beschreiben die Eigenschaftsdaten vorzugsweise ortsaufgelöste optische Eigenschaften des Wertdokuments, besonders bevorzugt ein Bild in Reflexion oder Transmission in verschiedenen Spektralbereichen.
Besonders bevorzugt beschreiben die Eigenschaftsdaten ein Farbbild des Wertdokuments.
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.
Die Erfindung wird im Folgenden noch näher beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Banknotenbearbeitungsvorrichtung,
2a und b schematische Darstellung eines optischen Sensors der Banknotenbearbeitungsvorrichtung in 1 in Transportrichtung und von oben auf eine Transportebene,
3 eine schematische Darstellung eines Beispiels für ein zu untersuchendes Wertdokument in Form einer Banknote,
4 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, das in der Banknotenbearbeitungsvorrichtung in 1 durchgeführt werden kann, und
5 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Ermittlung von Daten für das Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 optische 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.
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.
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.
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 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.
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.
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 Schritt S22 prüft die Auswerteeinrichtung 31 zur Prüfung des Wertdokuments das vorgegebene Kriterium, das die transformierten Eigenschaftsdaten bzw. Verarbeitungsdaten betrifft und von der ermittelten Klasse abhängt bzw. für Wertdokumente dieser Klasse festgelegt ist. Sie bildet dann 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.
Zur Festlegung von Daten zur Durchführung des beschriebenen Prüfverfahrens, insbesondere der Klassen und Transformationen bzw. Transformationsfunktionen kann das folgende Verfahren verwendet werden.
In Schritt T10 werden zunächst Wertdokumente gleichen Typs, im Beispiel also Banknoten derselben Währung und Stückelung, aber aus verschiedenen Herstellungschargen bereitgestellt.
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.
Die folgenden Schritte werden von der externen Datenverarbeitungsvorrichtung durchgeführt.
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 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 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 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 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 Schritt T24 ermittelt die Datenverarbeitungsvorrichtung für jede der Klassen ein Kriterium zur Prüfung der Wertdokumente, in diesem Beispiel jeweils eines zur Prüfung auf Echtheit und eines zur Prüfung des Zustands.
Im vorliegenden Beispiel werden hierzu nur Werte von Kriterienparametern festgelegt, die in eine vorgegebene Kriterienfunktion oder eine Folge vorgegebener Rechen- und/oder Vergleichsoperationen eingehen. In die Kriterienfunktion bzw. wenigstens eine der Rechen- und/oder Vergleichsoperationen gehen als Variable weiter die Eigenschafts- oder Verarbeitungsdaten ein. Im vorliegenden Beispiel hängt die Kriterienfunktion bzw. die wenigstens eine der Rechen- und/oder Vergleichsoperationen für die Echtheitsprüfung von den Verarbeitungsdaten, genauer den Merkmalsvektoren ab, während die Kriterienfunktion bzw. die wenigstens eine der Rechen- und/oder Vergleichsoperationen für die Zustandsprüfung von den Eigenschaftsdaten abhängt.
Die festgelegten Kriterienparameterwerte und die die Kriterienfunktion bzw. die Folge von Rechen- und/oder Vergleichsoperationen beschreibende Daten werden dann abgespeichert und können auf die Auswerteeinrichtung 31 übertragen werden.
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.
Im Beispiel wird dann in Schritt T22 ein linearer Klassifikator verwendet und damit eine Funktion, die eine lineare Funktion der Merkmalsvektoren ist.
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.
Als Klassifikatorparameter werden im Beispiel insbesondere der Vektor B und die Matrix A bestimmt.
Die folgenden Schritte sind unverändert.
Dementsprechend wird in Schritt S20 als Klassifikator der beschriebene lineare Klassifikator verwendet.
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.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 96/36021 A1 [0042]

Claims

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 und die Klassen so vorgegeben sind, daß diesen jeweils Wertdokumente zugeordnet sind, die in gleichen Herstellungschargen hergestellt wurden, und zur Prüfung des Wertdokuments wenigstens in Abhängigkeit von der ermittelten Klasse ein vorgegebenes Kriterium, das die Eigenschaftsdaten oder aus diesen ermittelte Verarbeitungsdaten betrifft, geprüft und ein das Ergebnis der Prüfung beschreibendes Signal gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wertdokumente gleichen vorgegebenen Typs Banknoten derselben Währung und Stückelung sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zur Ermittlung der Klasse die Eigenschaftsdaten verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei der Ermittlung der Klasse aus den Eigenschaftsdaten Merkmalsvektoren ermittelt werden, und die Merkmalsvektoren zur Ermittlung der Klasse verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem für die Ermittlung der Klassen ein Klassifikator verwendet wird, der mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13 ermittelt wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Eigenschaftsdaten ortsaufgelöste optische Eigenschaften des Wertdokuments, vorzugsweise ein Bild in Reflexion oder Transmission in verschiedenen Spektralbereichen oder ein Farbbild des Wertdokuments beschreiben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kriterium ein Kriterium für die Echtheit des Wertdokuments und/oder ein Kriterium für den Zustand des Wertdokuments.
Verfahren zur Ermittlung von Daten zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem – Wertdokumente des gleichen vorgegebenen Typs und aus unterschiedlichen Herstellungschargen bereitgestellt werden, – für die Wertdokumente Eigenschaftsdaten ermittelt werden, die vorgegebene Eigenschaften der Wertdokumente beschreiben, – aus den Eigenschaftsdaten Werte vorgegebener Merkmalsvektoren ermittelt werden, – in Abhängigkeit von den Werten der Merkmalsvektoren Klassen festgelegt werden, denen jeweils Wertdokumente des vorgegebenen Typs zugeordnet sind, die in Bezug auf die Werte der Merkmalsvektoren gemäß dem vorgegebenen Kriterium als ähnlich angesehen werden, – 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, und – für die festgelegten Klassen jeweils ein Kriterium für die Prüfung der Wertdokumente, das die resultierenden Eigenschaftsdaten bzw. aus diesen ermittelte Verarbeitungsdaten betrifft, festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Wertdokumente gleichen vorgegebenen Typs Banknoten derselben Währung und Stückelung sind.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei dem die Eigenschaftsdaten ortsaufgelöste optische Eigenschaften des Wertdokuments, vorzugsweise ein Bild in Reflexion oder Transmission in verschiedenen Spektralbereichen beschreiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei zum Bestimmen der Klassen eine Komponentenanalyse in einem Raum von aus den Eigenschaftsdaten ermittelten Merkmalsvektoren verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei zum Bestimmen der Klassen eine Diskriminanzanalyse in einem Raum von aus den Eigenschaftsdaten ermittelten Merkmalsvektoren oder in einem Teilraum der Merkmalsvektoren verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem als Klassifikationsfunktion eine Klassifikationsfunktion für einen linearen Klassifikator festgelegt wird.
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 eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere der Ermittlung der Eigenschaftsdaten, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Transporteinrichtung in Abhängigkeit von Signalen der Auswerteeinrichtung.