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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Individualkennungen in Form von Folgen von Zeichen, insbesondere Seriennummern, auf Wertdokumenten und Mittel zur Durchführung des Verfahrens.
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Unter Wertdokumenten werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung 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 Coupons, Gutscheine, Schecks und insbesondere Banknoten.
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Wertdokumente können Individualkennungen aufweisen, die Informationen über die Verwendung oder Herkunft des Wertdokuments oder auch das Wertdokument selbst wiedergeben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Individualkennung eine Folge von Zeichen, vorzugsweise alphanumerischen Zeichen, verstanden. Im Fall von Wertdokumenten in Form von Banknoten kann eine solche Individualkennung deren Seriennummer sein, im Fall von Schecks eine Schecknummer, gegebenenfalls in Verbindung mit Kontodaten.
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Wertdokumente, insbesondere Banknoten, werden häufig maschinell geprüft. Bei solchen Prüfungen sollen häufig auch die Seriennummern der Banknoten erfasst werden, um sie zu speichern oder mit vorgegebenen Seriennummern zu vergleichen.
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Moderne Wertdokumentbearbeitungsvorrichtungen, mittels derer Wertdokumente geprüft werden, sollen Wertdokumente mit Bearbeitungsgeschwindigkeiten von mehr als 30 Dokumenten/Sekunde bearbeiten können, wobei sie optische Sensoren mit hoher Ortsauflösung verwenden, so dass relativ große Datenmengen in kurzer Zeit zu verarbeiten sind.
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Schon diese Umstände stellen hohe Anforderungen an die Erkennung von Individualkennungen auf den Wertdokumenten, insbesondere Seriennummern auf Banknoten.
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Darüber hinaus besteht bei der Bearbeitung von Banknoten noch das Problem, dass Banknoten beim Gebrauch mehr oder weniger stark verschmutzen können. Dies kann die Erkennung von Seriennummern erschweren.
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Weiter sollte die Erkennung der Individualkennung eine gute Zuverlässigkeit zeigen, damit Bearbeitungsfehler nur selten auftreten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erkennung von Individualkennungen, insbesondere Seriennummern, von Wertdokumenten mit Individualkennungen bereitzustellen, das es ermöglicht, die Individualkennung schnell und mit guter Zuverlässigkeit erkennen zu können, sowie Mittel zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
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Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung von Individualkennungen, insbesondere Seriennummern, auf Wertdokumenten, bei dem ein ortsaufgelöstes digitales Bild wenigstens eines die Individualkennung aufweisenden Abschnitts des Wertdokuments erfasst wird, das Pixel umfasst, Pixel eines Bereichs des Bildes für die Individualkennung ermittelt und von diesen Pixeln Pixel nach einem vorgegebenen Kriterium als Vordergrundpixel gekennzeichnet werden, und Mengen von Vordergrundpixeln gesucht werden, die jeweils dadurch gekennzeichnet sind, dass es zu jedem Vordergrundpixel der jeweiligen Menge ein benachbartes Pixel, d. h. Vordergrundpixel, derselben Menge gibt und dass kein Pixel, d. h. Vordergrundpixel, einer der Mengen zu einem anderen Pixel, d. h. Vordergrundpixel, einer anderen der Mengen benachbart ist, wobei zum Suchen jeder der Mengen ausgehend von einem gewählten, noch nicht einer der zuvor gefundenen Mengen zugeordneten Vordergrundpixel in einem ersten Suchschritt zunächst alle benachbarten, noch nicht zugeordneten Vordergrundpixel gesucht und der Menge zugeordnet werden, und dann nacheinander Suchschritte durchgeführt werden, bei denen jeweils für die bei dem letzten Suchschritt zugeordneten benachbarten Vordergrundpixel jeweils alle benachbarten, noch nicht zugeordneten Vordergrundpixel gesucht und der jeweiligen Menge zugeordnet werden, bis kein benachbartes, noch nicht zugeordnetes Vordergrundpixel mehr gefunden werden kann, und die durch die Pixel der gefundenen Mengen gebildeten Muster mit Referenzmustern für Zeichen verglichen werden.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Vorrichtung zur Erkennung von Individualkennungen, insbesondere Seriennummern, auf Wertdokumenten, mit einer Schnittstelle zur Erfassung eines digitalen Bildes, einer mit der Schnittstelle verbundenen Auswerteeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird mittels einer Auswerteeinrichtung, die durch eine Datenverarbeitungseinrichtung gebildet sein kann, ausgeführt, die dazu wenigsten einen Prozessor aufweisen kann. Bei der Vorrichtung ist hierzu die Auswerteeinrichtung vorgesehen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein digitales Bild erfasst, das wenigstens einen Abschnitt des Wertdokuments mit der Individualkennung umfasst. Das digitale Bild wird durch Pixel gebildet, die jeweils durch Pixeldaten beschrieben werden. Der Ort des Pixels kann explizit durch die Pixeldaten oder implizit durch die Art der Speicherung der Pixeldaten, zum, Beispiel nach einem vorgegebenen Schema in einem Feld, gegeben sein. Zum Erfassen des digitalen Bildes genügt es, diese Pixeldaten zu erfassen. Vorzugsweise umfasst das Erfassen des Bildes aber das Erfassen eines Bildes des Abschnitts des Wertdokuments mittels eines optischen Sensors und die Bildung des digitalen Bildes. Die Vorrichtung kann hierzu einen optischen Sensor zur Erfassung eines Bildes wenigstens eines Abschnitts eines Wertdokuments mit einer Individualkennung aufweisen, wobei der Sensor zur Übertragung des digitalen Bildes mit der Schnittstelle verbunden ist. Vorzugsweise wird ein Bild des gesamten Wertdokuments erfasst.
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Es werden dann die Pixel eines für das Wertdokument vorgegebenen Bereichs für die Individualkennung ermittelt, die für die folgenden Verfahrensschritte verwendet werden. Der Bereich kann insbesondere in Abhängigkeit von einem Wertdokumenttyp und der Lage des Wertdokuments bei der Erfassung des Bildes vorgegeben sein. Unter dem Wertdokumenttyp wird insbesondere im Fall von Banknoten die Währung, die Stückelung bzw. der Wert und gegebenenfalls die Emission des Banknote verstanden. Unter der Lage des Wertdokuments wird eine der vier möglichen Orientierung des Wertdokuments verstanden, die durch Drehen des Wertdokuments um seine Längs- und Querkanten erhältlich sind. Bei dem Verfahren wird daher vorzugsweise vor der Ermittlung der Pixel des Bereichs ein Wertdokumenttyp des Wertdokuments und die Lage des Wertdokuments ermittelt, was besonders bevorzugt in Abhängigkeit von dem digitalen Bild des Wertdokuments geschieht.
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Die Pixel werden vor oder vorzugsweise bei oder nach der Auswahl als Vordergrundpixel bzw. optional als Hintergrundpixel gekennzeichnet. Vordergrundpixel sind solche Pixel, die möglicherweise Teil eines Zeichens der Individualkennung sind, Hintergrundpixel dagegen gehören zu dem Hintergrund. Diese Zuordnung bzw. Kennzeichnung erfolgt unter Verwendung des vorgegebenen Kriteriums. Letzteres kann beispielsweise vom Wertdokumenttyp und der Lage des Wertdokuments abhängen.
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Es werden dann Mengen von Vordergrundpixeln gesucht bzw. ermittelt, die jeweils dadurch gekennzeichnet sind, dass es zu jedem Vordergrundpixel der jeweiligen Menge ein benachbartes Pixel derselben Menge gibt und dass kein Pixel einer der Mengen zu einem anderen Pixel einer anderen der Mengen benachbart ist. Die Mengen enthalten keine Hintergrundpixel. Die Pixel einer solchen Menge stellen also einen zusammenhängenden Bereich von Pixeln, genauer Vordergrundpixeln, dar. Unter welchen Umständen Pixel als benachbart gelten, kann durch ein vorgegebenes Nachbarschaftskriterium gegeben sein. Beispielsweise können bei Pixeln auf einem Quadratgitter diejenigen Pixel als benachbart gelten, die eine gemeinsame Kante aufweisen; es ist aber gemäß einem anderen Kriterium auch möglich, dass Pixel als benachbart gelten, wenn sie wenigstens einen Punkt, d. h. eine Ecke oder Kante, gemeinsam haben.
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Die Suche der Mengen erfolgt uninformiert, d. h. ohne Annahmen oder Kenntnisse über die vorhandenen oder erwarteten Eigenschaften der Mengen, insbesondere die erwartete Form der durch Vordergrundpixel gebildeten Mengen bzw. zusammenhängenden Bereiche.
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Genauer wird zum Suchen einer Menge bzw. zur Bildung einer Menge zunächst ein Vordergrundpixel gewählt, das noch nicht einer der zuvor gefundenen Mengen zugeordnet ist, also in einer der zuvor gefundenen Mengen enthalten ist. Ausgehend von diesem Vordergrundpixel werden in einem ersten Suchschritt zunächst alle benachbarten Vordergrundpixel gesucht und der Menge zugeordnet, die noch nicht einer anderen Menge zugeordnet sind. Es werden dann weitere Suchschritte durchgeführt, bis kein benachbartes, noch nicht der Menge oder einer zuvor gefundenen bzw. gebildeten Menge zugeordnetes Vordergrundpixel mehr gefunden werden kann. In dem Suchschritt bzw. jedem der Suchschritte werden für alle in dem letzten Suchschritt gefundenen und der Menge zugeordneten Vordergrundpixel jeweils die zu diesen jeweils benachbarten, noch nicht gefundenen bzw. zugordneten Vordergrundpixel gesucht und der jeweiligen Menge zugeordnet.
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Die Suche wird erst abgebrochen, wenn alle Vordergrundpixel einer Menge zugeordnet sind, auch wenn diese unter Umständen nur ein Pixel aufweist. Auf diese Weise werden die Pixel vollständig durchsucht und alle Mengen gefunden.
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Die Zuordnung der Vordergrundpixel zu einer Menge kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann das gefundene Vordergrundpixel, z. B. eine dieses identifizierende Pixelkennung oder die Pixeldaten in eine entsprechende, die Menge beschreibende Liste geschrieben werden.
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Die Pixel jeder der Mengen entsprechen einem Muster in dem Bild. Diese Muster können nun mit Referenzmustern für vorgegebene Zeichen verglichen werden. Die Zeichen bzw. die entsprechenden Referenzmuster können dabei in Abhängigkeit von den Wertdokumenttypen, für die das Verfahren eingesetzt werden soll, vorgegeben sein. Insbesondere können die vorgegebenen Zeichen einen vorgegebenen Schrifttyp aufweisen.
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Wird bei dem Vergleichen nach einem vorgegebenen Vergleichskriterium eine Übereinstimmung mit einem der Referenzmuster gefunden, wird das dem Referenzmuster entsprechende Zeichen als Zeichen der Individualkennung an der entsprechenden Stelle der Individualkennung erkannt und abgespeichert.
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Das Verfahren ermöglicht durch die klare Trennung der Ermittlung der Vordergrundpixel, der Suche nach zusammenhängenden Bereichen von Vordergrundpixeln und des Vergleichs der durch die Pixel der Mengen gebildeten Muster mit den Referenzmustern eine schnelle und zuverlässige Erkennung von Individualkennungen. Insbesondere können leichter und eindeutiger Hintergrundstörungen identifiziert werden.
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Vorzugsweise in dem Fall, dass für einen Wertdokumenttyp die Zeichen der Individualkennungen in eindeutig vorgegeben Teilbereichen in dem Bereich für Seriennummern gegeben sind, können bei dem Verfahren bei oder nach dem Ermitteln der Pixel des Bereichs des Bilds für die Individualkennung unter den ermittelten Pixeln Pixel für vorgegebene Teilbereiche für einzelne Zeichen ermittelt werden, und beim Suchen der Mengen für jeden der Teilbereiche Mengen getrennt gesucht werden. Bei der Erkennungseinrichtung kann die Auswerteeinrichtung entsprechend ausgebildet sein. Die Teilbereiche können in Abhängigkeit von Wertdokumenttyp und Lage vorgegeben sein.
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Weiter kann bei dem Verfahren vor dem Suchen der Mengen oder zu Beginn des Suchens der Mengen zumindest für jedes Vordergrundpixel eine Liste der benachbarten Pixel, vorzugsweise der benachbarten Vordergrundpixel erstellt werden. Dies kann zu einer deutlichen Beschleunigung der Suche der Mengen führen. Die Erstellung der Listen kann vor der Ermittlung der Vordergrundpixel erfolgen, wobei die Listen dann alle benachbarten Pixel enthalten, unter denen auch Hintergrundpixel sein können. Vorzugsweise werden jedoch nur Listen für die Vordergrundpixel erstellt werden, die dann vorzugsweise auch nur benachbarte Vordergrundpixel enthalten. Auch hier kann die Liste für jedes darin enthaltene Pixel eine Pixelkennung aufweisen.
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Es kann vorkommen, dass Mengen von benachbarten Vordergrundpixeln gefunden werden, die nur Teilen von Zeichen entsprechen. Vorzugsweise werden daher beim Vergleichen der durch die Pixel der gefundenen Mengen gebildeten Muster mit den Referenzmustern Mengen, die nach einem vorgegebenen Zuordnungskriterium als demselben Zeichen zugehörig erkannt wurden, einander zugeordnet und die von den Pixeln der einander zugeordneten Mengen gebildeten Muster mit jeweils einem der Referenzmuster verglichen. Dies erleichtert die Erkennung von Zeichen, die in dem Bild als wenigstens zwei Segmente dargestellt sind. Bei dem Vergleichen können auch Muster, die durch Pixel einer oder mehrere Mengen gebildet werden und Verschmutzungen entsprechen, leichter erkannt werden.
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Insbesondere kann das Zuordnungskriterium ein Kriterium dafür umfassen, dass die durch die Pixel wenigstens zweier der Mengen gebildeter Muster innerhalb eines vorgegebenen Vierecks liegen. Die Form und/oder Größe und/oder Lage des Vierecks kann durch den Wertdokumenttyp bestimmt sein.
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Es ist aber auch möglich, dass das Zuordnungskriterium ein Kriterium dafür umfasst, dass die Projektionen der Pixel zweiter Muster auf eine vorgegebene Kurve, bei Individualkennungen mit zeilen- oder spaltenförmig angeordneten Zeichen beispielsweise eine gerade Strecke entlang der Zeilen bzw. der Spalte, sich ganz oder teilweise überdecken.
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Alternativ können Pixel von Muster, die ganz in für einzelne Zeichen vorgegebenen Teilbereichen liegen, zusammen mit den Referenzmustern verglichen werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit einer Individualkennung,
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2 eine Darstellung eines Abschnitts eines Wertdokuments mit einer dreistelligen Seriennummer, und
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3 eine grob schematisches Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Erkennung von Seriennummern von Wertdokumenten.
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Eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10, im Beispiel eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten 12 in Form von Banknoten mit Seriennummern als Individualkennungen, in 1 ist zur Sortierung von Wertdokumenten in Abhängigkeit von der Erkennung der Echtheit und des Zustands von bearbeiteten Wertdokumenten ausgebildet. Die im Folgenden beschriebenen Komponenten der Vorrichtung sind in einem nicht gezeigten Gehäuse der Vorrichtung angeordnet oder an diesem gehalten, soweit sie nicht als extern bezeichnet sind.
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Die Vorrichtung 10 verfügt über eine Zuführeinrichtung 14 zur Zuführung von Wertdokumenten, eine Ausgabeeinrichtung 16 zur Aufnahme bearbeiteter, d. h. sortierter, Wertdokumente und eine Transporteinrichtung 18 zum Transportieren von vereinzelten Wertdokumenten von der Zuführeinrichtung 14 zu der Ausgabeeinrichtung 16.
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Die Zuführeinrichtung 14 umfasst im Beispiel ein Eingabefach 20 für einen Wertdokumentstapel und einen Vereinzeler 22 zum Vereinzeln von Wertdokumenten aus dem Wertdokumentstapel in dem Eingabefach 20 und zum Zuführen der vereinzelten Wertdokumente zu der Transporteinrichtung 18.
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Die Ausgabeeinrichtung 16 besitzt im Beispiel drei Ausgabeabschnitte 24, 25 und 26, in die bearbeitete Wertdokumente sortiert nach dem Ergebnis der Bearbeitung sortiert werden können. Im Beispiel umfasst jeder der Abschnitte ein Stapelfach und ein nicht gezeigtes Stapelrad, mittels dessen zugeführte Wertdokumente in dem jeweiligen Stapelfach abgelegt werden können.
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Die Transporteinrichtung 18 verfügt über wenigstens zwei, im Beispiel drei Zweige 28, 29 und 30, an deren Enden jeweils einer der Ausgabeabschnitte 24 bzw. 25 bzw. 26 angeordnet ist, und an den Verzweigungen über durch Stellsignale steuerbare Weichen 32 und 34, mittels derer Wertdokumente in Abhängigkeit von Stellsignalen den Zweigen 28 bis 30 und damit den Ausgabeabschnitten 24 bis 26 zuführbar sind.
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An einem durch die Transporteinrichtung 18 definierten Transportpfad 36 zwischen der Zuführeinrichtung 14, im Beispiel genauer dem Vereinzeler 22, und der in Transportrichtung ersten Weiche 32 nach dem Vereinzeler 22 ist eine Sensoreinrichtung 38 angeordnet, die während des Vorbeitransports von Wertdokumenten physikalische Eigenschaften der Wertdokumente misst und die Messergebnisse wiedergebende Sensorsignale bildet. In diesem Beispiel verfügt die Sensoreinrichtung 38 über drei Sensoren, nämlich zwei auf sich gegenüberliegenden Seiten des Transportpfades 36 angeordneten optischen Remissionssensoren 40 und 42, die jeweils ein Remissionsfarbbild und ein Remissions-IR-Bild einer entsprechenden Seite des Wertdokuments erfassen, und einen Transmissionsultraschallsensor 44, der ortsaufgelöst Ultraschalltransmissionseigenschaften des Wertdokuments erfasst bzw. misst und nur im Folgenden der Einfachheit halber nur als Ultraschallsensor bezeichnet wird. Die von den Sensoren gebildeten Sensorsignale entsprechen Messdaten der Sensoren, die je nach Sensor bereits einer Korrektur, beispielsweise in Abhängigkeit von Kalibrierdaten und/oder Rauscheigenschaften, unterzogen worden sein können.
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Die Sensoreinrichtung 38 verfügt weiter über eine mit den Sensoren 40, 42 und 44 verbundenen Auswerteeinrichtung 45, die die Sensorsignale dieser Sensoren auswertet und Auswertesignale bildet, die das Ergebnis der Auswertung wiedergeben. Die Auswertesignale können über eine nicht gezeigte Schnittstelle ausgeben werden.
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Zur Anzeige von Bedienungsdaten und zur Erfassung von Bedienungsdaten eines Benutzers verfügt die Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 über eine Ein-/Ausgabeeinrichtung 46, die im Beispiel durch eine berührungsempfindliche Anzeigeeinrichtung („touch screen”) realisiert ist.
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Eine Steuereinrichtung 48 besitzt in der Figur nicht gezeigte Datenschnittstellen, mittels derer sie über Signalverbindungen mit der Sensoreinrichtung 38, genauer der Auswerteeinrichtung 45, der Anzeigeeinrichtung 46 und der Transporteinrichtung 18, insbesondere den Weichen 32 und 34, verbunden ist. Zur Durchführung der Steuerung verfügt die Steuereinrichtung 48 weiter über einen mit den Schnittstellen verbundenen Prozessor 50 und eine mit dem Prozessor verbundene Speichereinrichtung 52, in dem zum einen Programmcode eines von dem Prozessor 50 ausgeführten Steuerprogramms gespeichert sind und zum anderen bei der Bearbeitung von Wertdokumenten anfallende Betriebsdaten gespeichert werden können.
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Weiter besitzt die Steuereinrichtung 48 eine Datenschnittstelle 54, mittels derer die Steuereinrichtung 48 Datensätze an eine externe Datenverarbeitungseinrichtung übertragen bzw. mittels derer die externe Datenverarbeitungseinrichtung Datensätze lesen kann. Die Datensätze können insbesondere aus der Speichereinrichtung 52 gelesen werden.
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Die Steuereinrichtung 48 zeigt Betriebsdaten mittels der Ein-/Ausgabeeinrichtung 46 an und erfasst mittels dieser Benutzereingaben, auf die hin sie die Vorrichtung 10 entsprechend steuert.
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Die Steuereinrichtung 48 ist weiter unter anderem dazu ausgebildet, die Auswertesignale der Sensoreinrichtung 38 zu empfangen und in Abhängigkeit von den durch diese dargestellten Auswerteergebnissen für ein jeweiliges Wertdokument eine Echtheits- und eine Zustandsklasse zu ermitteln. In Abhängigkeit von den ermittelten Klassen steuert sie die Transporteinrichtung 18 so an, dass die Wertdokumente in ein den Klassen entsprechendes Ausgabefach sortiert und gestapelt werden. Weiter speichert sie für jedes bearbeitete Wertdokument eine von der Sensoreinrichtung 38, genauer deren Auswerteeinrichtung 45, ermittelte Seriennummer in dem Speicher 52.
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Weiter ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 48 dazu ausgebildet, aus den Sensorsignalen der Sensoreinrichtung 38, genauer deren Remissionssensoren, eine Individualkennung eines jeweiligen Wertdokuments in Form der Seriennummer des Wertdokuments zu ermitteln.
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Die Auswerteeinrichtung 45 ist als Datenverarbeitungseinrichtung und zur Auswertung der Sensorsignale der mit der Auswerteeinrichtung verbundenen Sensoren 40, 42 und 44 ausgebildet. Sie verfügt hierzu, in den Figuren nicht gezeigt, über Schnittstellen, mit denen die Sensoren über Signalverbindungen verbunden sind, eine Ausgabeschnittstelle zur Abgabe von Auswertesignalen, eine Speichereinrichtung und einen mit den Schnittstellen und der Speichereinrichtung verbundenen Prozessor. In der Speichereinrichtung ist Programmcode eines Computerprogramms gespeichert, der durch die Auswerteeinrichtung, genauer deren Prozessor, ausführbar ist, so dass unter anderem das im Folgenden beschriebene Verfahren zur Erkennung von Seriennummern bearbeiteter Wertdokumente durchgeführt wird.
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Die Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 und insbesondere auch die Auswerteeinrichtung 45 sind zur Bearbeitung von Wertdokumenten vorgegebener Wertdokumenttypen ausgebildet. Im Beispiel sind die Wertdokumenttypen Banknoten gegebener Währungen und Stückelungen, deren Eigenschaften bekannt sind. Insbesondere ist bekannt, in welchen Bereichen bzw. an welchen Positionen die Wertdokumente eine Seriennummer aufweisen, wie groß deren Zeichen sind und welche Schriftart die Zeichen aufweisen. Die Angabe des Bereichs bzw. der Position erfolgt vorzugsweise so, dass durch typische Herstellungsschwankungen bedingte Lageschwankungen berücksichtigt sind; beispielsweise kann der Bereich auf dem Wertdokument etwas größer als eine konkrete Seriennummer sein, so dass Seriennummern bei den genannten typischen Schwankungen innerhalb des Bereichs liegen. Der Bereich sollte aber möglichst klein gewählt sein. Die Schriftart kann allein durch entsprechende Binärmuster gegeben sein.
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Das Verfahren wird im Folgenden nur am Beispiel eines Bildes einer der beiden Seiten eines Wertdokuments erläutert. Für die andere Seite wird das Verfahren analog durchgeführt. Die 3 und 4 zeigen ein grob schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens.
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In einem Schritt S10 wird mittels des Sensors 40 ein Bild des gesamten Wertdokuments erfasst, wobei ein digitales Bild mit Pixeln gebildet wird. Die Eigenschaften der Pixel, im Beispiel Farbwerte RGB und wenigstens implizit der Ort, werden durch Pixeldaten beschrieben, die von der Auswerteeinrichtung 45 erfasst und gespeichert werden. Die Pixel bzw. deren Pixeldaten sind durch eine eindeutige Pixelkennung unterscheidbar bzw. adressierbar. Wenn im Folgenden davon die Rede ist, dass Pixel in eine Liste geschrieben oder einer
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In Schritt S12 ermittelt die Auswerteeinrichtung dann unter Verwendung des erfassten Bildes einen Wertdokumenttyp des Wertdokuments und dessen Lage. In anderen Ausführungsbeispielen können zur Ermittlung von Wertdokumenttyp und Lage auch die Daten anderer Sensoren verwendet werden.
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In Schritt S14 ermittelt die Auswerteeinrichtung unter Verwendung des ermittelten Wertdokumenttyps, der ermittelten Lage und für den Wertdokumenttyp gespeicherter Positionsdaten für den Bereich mit der Seriennummer, der im Folgenden als Seriennummernbereich bezeichnet wird, Pixel für den Seriennummernbereich des Bildes. Dies bedeutet, dass sie entsprechende Pixeldaten kennzeichnet oder geeignet, beispielsweise als Liste, speichert. Im Folgenden werden dann nur diese Pixeldaten verwendet.
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In dem Schritt S16 prüft die Auswerteeinrichtung die ermittelten Pixel nach einem vorgegebenen Kriterium darauf hin, ob sie als Vordergrundpixel anzusehen sind. Im vorliegenden Beispiel wird dazu für jedes Pixel aus den RBG-Werten ein Helligkeitswert in einem CIE-L·a·b-Farbraum ermittelt. Dieser Helligkeitswert wird mit einem vorgegebenen, beispielsweise durch Untersuchungen an echten Wertdokumenten des Wertdokumenttyps ermittelten Schwellwert verglichen. Unterschreitet er den Schwellwert, wird das Pixel als Vordergrundpixel angesehen, andernfalls nicht bzw. als Hintergrundpixel. Das Pixel wird dann als Vordergrundpixel gekennzeichnet, andernfalls erfolgt keine Kennzeichnung. Die Kennzeichnung von Pixeln als Vordergrundpixel erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel dadurch, dass sie in eine entsprechende Liste geschrieben werden. In anderen Ausführungsbeispielen können Pixel, die nicht als Vordergrundpixel anzusehen sind, als Hintergrundpixel gekennzeichnet werden. Dieser Schritt entspricht einer Binarisierung bzw. Trennung von Hintergrund und Vordergrund des Seriennummernbereichs des Bildes.
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In 2 ist ein Ausschnitt aus dem resultieren Bild gezeigt, das durch Pixel 58 gebildet wird, die auf einem Quadratgitter liegen. Vordergrundpixel sind schwarz gekennzeichnet, Hintergrundpixel bzw. nicht gekennzeichnete Pixel weiß. In einem gestrichtelt gezeigten Seriennummernbereich 60 befindet sich eine, in diesem Beispiel der Einfachheit halber nur dreistellige, Seriennummer, deren Zeichen 62 alphanumerische Zeichen sind. An einer Stelle des Bildes findet sich ein Fleck 64, das letzte Zeichen ist unterbrochen und weist, bedingt durch eine Verschmutzung oder einen Sensorfehler, zwei voneinander getrennte Segmente 66 und 68 auf.
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In dem folgenden Schritt S18 sucht bzw. ermittelt die Auswerteeinrichtung unter den Pixeln Mengen zusammenhängender Vordergrundpixel. Die Zuordnung eines Pixels zu einer Menge erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel dadurch, dass die entsprechende Pixelkennung in eine Liste für die Menge eingetragen wird.
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Bei dieser Suche werden zu einem gegebenen Pixel benachbarte Pixel untersucht Als Nachbarschaftskriterium, an Hand dessen beurteilt wird, ob zwei Pixel benachbart sind, wird das Kriterium verwendet, dass diese einen gemeinsamen Eckpunkt oder eine gemeinsame Kante aufweisen müssen. Das bedeutet, dass die zu einem gegebenen Pixel 58 benachbarten Pixel die acht Pixel 70 sind, die direkt an das gegebene Pixel 58 angrenzen (vgl. 2). In 2 sind diese Pixel zur Veranschaulichung schraffiert gezeigt.
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Zunächst wird in Schritt S18 für jedes der Vordergrundpixel eine Liste der gemäß dem Nachbarschaftskriterium benachbarten Vordergrundpixel ermittelt und als Nachbarschaftsliste gespeichert.
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Die folgenden Teilschritte des Schritts S18 sind in 4 veranschaulicht.
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Zunächst wird in einem Schritt S18.1 in einem Suchschritt unter den Vordergrundpixeln ein Vordergrundpixel gesucht, das noch nicht einer Menge zugeordnet ist Wird kein Vordergrundpixel gefunden, wird Schritt S18 beendet.
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Andernfalls wird das Vordergrundpixel einer neuen Menge zugeordnet und es werden zyklisch weitere Suchschritte durchgeführt.
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In einem Suchschritt, dem Schritt S18.3, werden für jedes zugeordnete Vordergrundpixel eines vorhergehenden Suchschritts unter Verwendung der Nachbarschaftsliste für das Vordergrundpixel die benachbarten Vordergrundpixel ermittelt, die noch keiner Menge zugeordnet sind. Diese Pixel werden dann derselben Menge zugeordnet.
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In Schritt S18.4 wird dann geprüft, ob in Schritt S18.3 wenigstens ein benachbartes, noch nicht zugeordnetes Vordergrundpixel gefunden und zugeordnet wurde.
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Ist dies der Fall, wird ausgehend von den in Schritt S18.3 ermittelten Pixeln der Schritt S18.3 erneut durchgeführt.
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Andernfalls wird Schritt S18.1 erneut durchgeführt.
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Je nach den Eigenschaften der Pixel in dem Seriennummernbereich kann in Schritt S18 nur eine oder keine Menge ermittelt worden sein. Häufig umfasst das Ergebnis des Schritts S18 aber Mengen zusammenhängender bzw. benachbarter Vordergrundpixel, wobei Pixel einer der Mengen gemäß dem Nachbarschaftskriterium nicht zu Pixeln einer anderen der Mengen benachbart sind.
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2 zeigt entsprechende zusammenhängende Bereiche.
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In Schritt S20 erfolgt nun ein Vergleich der durch die Mengen zusammenhängender Vordergrundpixel gebildeten Muster mit Referenzmustern von vorgegebenen Zeichen.
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Hierzu gibt es eine Reihe möglicher Vorgehensweisen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Zeichen der Seriennummer der Wertdokumente des Wertdokumenttyps entlang einer Kurve in Form einer geraden Linie 72 ausgerichtet.
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Für jede der Mengen werden die kleinsten Rechtecke ermittelt, deren Seiten parallel zu der geraden Linie aufweisen und alle Pixel einer jeweiligen Menge umschließen.
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Es werden dann die Pixel derjenigen Rechtecke, die sich überlappen oder deren orthogonale Projektionen auf die gerade Linie sich überlappen, für den Vergleich zusammengefasst. Das durch diese Pixel gebildete Muster wird mit den Referenzmustern für einzelne Zeichen verglichen, wozu gegebenenfalls eine Größenskalierung vorgenommen wird, bei der das gebildete Muster und das Referenzmuster auf gleiche Größe gebracht werden. Zum Vergleichen der Muster kann ein beliebiges Verfahren zum Vergleichen von Binärmustern verwendet werden.
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Wird bei dem Vergleichen eine hinreichende Überstimmung des durch die Pixel der Mengen für das Rechteck und des Referenzmusters für ein Zeichen erkannt, wird ein entsprechendes Zeichen an einer vorgegebenen Stelle einer zur Speicherung der Seriennummer dienenden Zeichenkette in der Auswerteeinrichtung 45 gespeichert.
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Wurde alle Muster geprüft, dann ein die Zeichenkette darstellende Signal an die Steuereinrichtung 48 abgegeben werden.
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In einer Variante kann die Ermittlung der Nachbarschaftslisten am Ende von Schritt S16 erfolgen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Pixeldaten oder die Pixelkennung so in einem Speicher gespeichert sind, dass für ein Pixel aus der Position der Pixeldaten oder der Pixelkennung in dem Speicher die Pixeldaten bzw. Pixelkennungen der gemäß dem Nachbarschaftskriterium benachbarten Pixel mit einem vorgegebenen Verfahren berechnet werden kann. Die Auswerteeinrichtung ist dann dazu ausgebildet, die Pixeldaten oder die Pixelkennung so in deren Speicher zu speichern, dass für ein Pixel aus der Position der Pixeldaten oder der Pixelkennung in dem Speicher die Pixeldaten bzw. Pixelkennungen der gemäß dem Nachbarschaftskriterium benachbarten Pixel mit einem vorgegebenen Verfahren berechnet werden kann.
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Der Schritt S18 ist nun so geändert, dass keine Nachbarschaftslisten erstellt werden. In Schritt S18.3 werden nun zu einem Pixel die benachbarten Pixel nicht mittels einer Nachbarschaftsliste ermittelt, sondern es werden die Pixel nach dem vorgegebenen Verfahren ermittelt und es wird geprüft, ob diese Vordergrundpixel sind. Ist dies der Fall, werden sie der Menge zugeordnet, sonst nicht.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Nachbarschaftslisten zu Beginn von Schritt S16 erstellt werden, wobei für jedes Pixel eine Nachbarschaftsliste ermittelt wird. Schritt S18 des ersten Ausführungsbeispiels ist nun dahingehend geändert, dass in Teilschritt S18.3 die Pixel aus der Nachbarschaftsliste ermittelt werden und für diese jeweils geprüft wird, ob diese Vordergrundpixel sind. Ist dies der Fall, werden sie der Menge zugeordnet, sonst nicht.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass der Schritt S20 modifiziert ist. Alle anderen Schritte sind unverändert. Es wird ausgenutzt, dass bei Seriennummern auf Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, die Lage von Zeichen innerhalb des Seriennummernbereichs und die Größe der Zeichen durch den Wertdokumenttyp vorgegeben sind.
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Einer Seriennummer mit N Zeichen können dann N Rechtecke entsprechen, in denen jeweils eines der N Zeichen liegen muss. Für jedes der Rechtecke sind dessen Koordinaten eines Rechtecks gespeichert, in dem ein beliebiges der vorgegebenen Zeichen der Seriennummer liegen muss.
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Beim Vergleichen wird nun ein durch die Pixel derjenigen Mengen, die innerhalb eines jeweiligen Rechtecks liegen, gebildetes Muster mit den Referenzmustern für einzelne Zeichen verglichen, wozu gegebenenfalls eine Größenskalierung vorgenommen wird, bei der das gebildete Muster und das Referenzmuster auf gleiche Größe gebracht werden. Zum Vergleichen der Muster kann ein beliebiges Verfahren zum Vergleichen von Binärmustern verwendet werden.
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Wird bei dem Vergleichen eine hinreichende Überstimmung des durch die Pixel der Mengen für das Rechteck und des Referenzmusters für ein Zeichen erkannt, wird ein entsprechendes Zeichen an einer vorgegebenen Stelle einer zur Speicherung der Seriennummer dienenden Zeichenkette gespeichert.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel dadurch, dass vor dem Ermitteln der Mengen in dem Seriennummernbereich die oben erwähnten Rechtecke für Zeichen der Seriennummern ermittelt und der Schritt S18 des ersten Ausführungsbeispiels für die Pixel in jedem dieser Rechtecke durchgeführt wird. In jedem der Rechtecke kann dann ein Vergleich wie in Schritt S20 des ersten Ausführungsbeispiels erfolgen.
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Weitere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dadurch, dass in Schritt S16 vor der Binarisierung ein vorgegebenes Hintergrundbild abgezogen wird, was die Trennung von Hintergrund und Vordergrund erleichtern kann.
