DE102016011417A1

DE102016011417A1 - Method and device for detecting color deterioration on a value document, in particular a banknote, and value-document processing system

Info

Publication number: DE102016011417A1
Application number: DE102016011417.7A
Authority: DE
Inventors: Shanchuan Su; Norbert Holl
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2018-03-22
Also published as: EP3516634A1; AU2017332227B2; CA3035917A1; EP3516634B1; AU2017332227A1; WO2018054529A1; CA3035917C

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Farbabnutzungen an einem Wertdokument, insbesondere einer Banknote, anhand eines vom Wertdokument erfassten Bildes (4), welches eine Vielzahl von Bildpunkten aufweist, denen jeweils mindestens ein Intensitätswert (Pi) zugeordnet ist, wobei für jeden Bildpunkt einer Auswahl von Bildpunkten des Bildes (4) folgende Schritte durchgeführt werden: Ermittlung eines Intensitätswertes, insbesondere eines Mittelwertes, aus Intensitätswerten (P0 – P8), die dem Bildpunkt und Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind; Berechnung eines Kontrastwertes anhand von Intensitätswerten (P0 – P8), die dem Bildpunkt und Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind; und Einstufung des jeweiligen Bildpunkts hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments (1) in Abhängigkeit vom jeweils ermittelten Intensitätswert, insbesondere Mittelwert, und berechneten Kontrastwert. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung sowie ein Wertdokumentbearbeitungssystem.The invention relates to a method for detecting color abrasions on a document of value, in particular a banknote, on the basis of an image (4) captured by the document of value, which has a multiplicity of pixels, to each of which at least one intensity value (Pi) is assigned, one for each pixel The following steps are performed: selection of an intensity value, in particular of an average, from intensity values (P0-P8) associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel; Calculating a contrast value from intensity values (P0-P8) associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel; and classification of the respective pixel with respect to a color wear of the value document (1) as a function of the respectively determined intensity value, in particular mean value, and calculated contrast value. The invention further relates to a corresponding device and a value-document processing system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Farbabnutzungen an einem Wertdokument gemäß den unabhängigen Ansprüchen sowie ein Wertdokumentbearbeitungssystem.The invention relates to a method and a device for detecting color abrasions on a value document according to the independent claims and to a value-document processing system.

Bei im Umlauf befindlichen Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, kann es vorkommen, dass das auf ein Wertdokument aufgedruckte Druckbild oder andere Farbelemente zumindest stellenweise bzw. teilweise entfernt oder geändert werden, beispielsweise durch Ausbleichen, Abtragen oder Auswaschen.When in circulation documents of value, in particular banknotes, it may happen that the print image or other color elements printed on a document of value at least in places or partially removed or changed, for example by fading, ablation or washing.

Diese sog. Farbabnutzungen, welche auch als „Inkwear” bezeichnet werden, können insbesondere bei Wertdokumenten auftreten, bei welchen Farbe, insbesondere Druckfarbe, auf ein Polymer-Substrat aufgebracht ist. Wird eine solche Banknote bestimmten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, beispielsweise durch Falten oder Reiben, kann es vorkommen, dass sich die auf der Banknote befindliche Farbe von diesen Stellen zumindest teilweise löst.These so-called color abrasions, which are also referred to as "ink-wearing", can occur in particular in value documents in which color, in particular printing ink, is applied to a polymer substrate. If such a banknote is exposed to certain mechanical stresses, for example by folding or rubbing, it may happen that the color on the banknote at least partially comes off these places.

Bei der automatischen Prüfung des Zustands, der sog. Fitness, von Banknoten ist es wünschenswert, diese auch hinsichtlich möglicher Farbabnutzungen zu prüfen.In the automatic examination of the condition, the so-called fitness, of banknotes, it is desirable to check these also for possible color abrasions.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, welches bzw. welche eine einfache und zuverlässige Erkennung von Farbabnutzungen an einem Wertdokument, insbesondere einer Banknote, ermöglicht.It is an object of the invention to provide a method and a corresponding device, which or which allows a simple and reliable detection of color wear on a document of value, in particular a banknote.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren werden Farbabnutzungen an einem Wertdokument, insbesondere einer Banknote, anhand eines vom Wertdokument erfassten Bildes erkannt, welches eine Vielzahl von Bildpunkten aufweist, denen jeweils mindestens ein Intensitätswert zugeordnet ist, wobei für jeden Bildpunkt einer Auswahl von Bildpunkten und/oder für jeden Bildpunkt in zumindest einem Teilbereich des Bildes folgende Schritte durchgeführt werden: Ermittlung eines Intensitätswertes aus Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind; Berechnung eines Kontrastwertes anhand von Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind; und Einstufung des jeweiligen Bildpunkts hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments in Abhängigkeit vom jeweils ermittelten Intensitätswert und berechneten Kontrastwert.In a method according to the invention, color abrasions on a document of value, in particular a banknote, are recognized on the basis of an image captured by the document of value, which has a plurality of pixels to which at least one intensity value is assigned in each case, wherein for each pixel a selection of pixels and / or for each Pixel in at least a portion of the image, the steps of: determining an intensity value from intensity values associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel; Calculating a contrast value based on intensity values associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel; and classification of the respective pixel with regard to a color wear of the value document as a function of the respectively determined intensity value and calculated contrast value.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung von Farbabnutzungen an einem Wertdokument, insbesondere einer Banknote, anhand eines vom Wertdokument erfassten Bildes, welches eine Vielzahl von Bildpunkten aufweist, denen jeweils mindestens ein Intensitätswert zugeordnet ist, weist eine Auswertungseinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, für jeden Bildpunkt einer Auswahl von Bildpunkten und/oder für jeden Bildpunkt in zumindest einem Teilbereich des erfassten Bildes folgende Schritte durchzuführen: Ermittlung eines Intensitätswertes aus Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind; Berechnung eines Kontrastwertes anhand von Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind; und Einstufung des jeweiligen Bildpunkts hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments in Abhängigkeit vom jeweils ermittelten Intensitätswert und berechneten Kontrastwert.An inventive device for detecting color wear on a document of value, in particular a banknote, based on an image captured by the document of value, which has a plurality of pixels, each associated with at least one intensity value, has an evaluation unit which is set up for each pixel a selection of pixels and / or perform for each pixel in at least a portion of the captured image, the steps of: determining an intensity value of intensity values associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel; Calculating a contrast value based on intensity values associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel; and classification of the respective pixel with regard to a color wear of the value document as a function of the respectively determined intensity value and calculated contrast value.

Ein erfindungsgemäßes Wertdokumentbearbeitungssystem weist auf: Eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines Bildes eines Wertdokuments, insbesondere einer Banknote; eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung von Farbabnutzungen an dem Wertdokument; und eine Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere Befördern und/oder Sortieren und/oder Zählen von Wertdokumenten in Abhängigkeit von am jeweiligen Wertdokument erkannten Farbabnutzungen.An inventive value-document processing system comprises: a sensor device for acquiring an image of a value document, in particular a banknote; a device according to the invention for detecting color abrasions on the document of value; and an apparatus for processing, in particular transporting and / or sorting and / or counting value documents as a function of color wear recognized on the respective value document.

Ein Aspekt der Erfindung basiert auf dem Ansatz, einzelne Bildpunkte des vom Wertdokument erfassten Bildes unter Berücksichtigung sowohl einer lokalen Helligkeit als auch eines lokalen Kontrastes des Bildes im Bereich des jeweiligen Bildpunktes hinsichtlich einer möglichen Farbabnutzung des Wertdokuments einzustufen bzw. zu klassifizieren.One aspect of the invention is based on the approach of classifying or classifying individual pixels of the image captured by the value document, taking into account both a local brightness and a local contrast of the image in the region of the respective pixel with regard to possible color wear of the value document.

Dazu wird für jeden Bildpunkt, der sich in zumindest einem Teilbereich des Bildes befindet und/oder zumindest einer Auswahl von Bildpunkten aus dem Bild angehört, ein die lokale Helligkeit repräsentierender Intensitätswert aus den Intensitätswerten ermittelt, die dem jeweiligen Bildpunkt sowie anderen Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind. Der ermittelte Intensitätswert kann dabei identisch sein mit einem Intensitätswert, der dem Bildpunkt oder einem der Bildpunkte in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet ist. Alternativ kann es sich bei dem ermittelten Intensitätswert auch um einen Wert handeln, welcher aus zwei oder mehreren Intensitätswerten abgeleitet wird, die dem Bildpunkt und/oder den Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind.For this purpose, an intensity value representing the local brightness is determined from the intensity values for each pixel which is located in at least one partial area of the image and / or belongs to at least one selection of pixels from the image, which intensity corresponds to the respective pixel as well as to other pixels in the vicinity of the pixel Pixels are assigned. The ascertained intensity value can be identical to an intensity value associated with the pixel or one of the pixels in the vicinity of the pixel. Alternatively, the ascertained intensity value may also be a value which is derived from two or more intensity values associated with the pixel and / or pixels in the environment of the pixel.

In entsprechender Weise wird ein den lokalen Kontrast des Bildes im Bereich des jeweiligen Bildpunkts charakterisierender Kontrastwert aus Intensitätswerten berechnet, die dem Bildpunkt und/oder den Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind.In a corresponding manner, a contrast value characterizing the local contrast of the image in the region of the respective pixel is calculated from intensity values associated with the pixel and / or the pixels in the vicinity of the pixel.

Bei der Klassifizierung des jeweiligen Bildpunkts hinsichtlich einer möglichen Farbabnutzung des Wertdokuments wird dann sowohl der für diesen Bildpunkt ermittelte Intensitätswert als auch der für diesen Bildpunkt berechnete Kontrastwert herangezogen. Hierdurch wird unter anderem erreicht, dass z. B. Bildpunkte in relativ hellen Bereichen des Bildes bei gleichzeitig relativ kleinen Kontrastwerten sowie Bildpunkte in relativ dunklen Bereichen des Bildes bei gleichzeitig relativ hohen Kontrastwerten zuverlässig als Bildpunkte eingestuft werden, die auf eine Farbabnutzung an den entsprechenden Stellen des Wertdokuments schließen lassen.In the classification of the respective pixel with regard to a possible color wear of the value document, both the intensity value determined for this pixel and the contrast value calculated for this pixel are then used. This ensures, inter alia, that z. B. pixels in relatively bright areas of the image at the same time relatively small contrast values and pixels in relatively dark areas of the image are reliably classified as pixels at the same time relatively high contrast values that suggest color deterioration at the corresponding points of the value document.

Vorteilhafterweise brauchen hierbei unterschiedliche Bereiche des Wertdokuments, insbesondere IR-Bereiche, nicht gesondert behandelt werden. Ferner ist zur Adaption des Verfahrens bzw. der Vorrichtung eine geringere Anzahl von Referenz-Wertdokumenten erforderlich als bei bekannten Methoden zur Farbabnutzungserkennung. Auch der Aufwand für eine etwaige Nachadaption des Verfahrens bzw. der Vorrichtung ist geringer. Nicht zuletzt wird auch der Einfluss von Qualitätsschwankungen bei Wertdokumenten auf die Zuverlässigkeit der Farbabnutzungserkennung verringert.Advantageously, different areas of the value document, in particular IR areas, need not be treated separately. Furthermore, a smaller number of reference value documents is required for adapting the method or the device than in known methods for color wear detection. Also, the cost of any post-adaptation of the method or the device is lower. Last but not least, the influence of quality variations in value documents on the reliability of color wear detection is reduced.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung somit eine einfache und zuverlässige Erkennung von Farbabnutzungen an Wertdokumenten, insbesondere Banknoten.Overall, the invention thus enables a simple and reliable detection of color wear on documents of value, in particular banknotes.

Bei einer Auswahl von Bildpunkten des Bildes im Sinne der Erfindung kann es sich um einem Teil aller Bildpunkte des Bildes oder aber auch um alle oder im Wesentlichen alle Bildpunkte des erfassten Bildes handeln.In the context of the invention, a selection of pixels of the image can be a part of all pixels of the image or even all or substantially all pixels of the captured image.

Die Bildpunkte, für welche jeweils ein Intensitätswert ermittelt, ein Kontrastwert berechnet und schließlich eine Einstufung hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments vorgenommen wird, können in einem Teilbereich oder aber auch auf der gesamten Fläche des erfassten Bildes liegen. Dabei kann das Verfahren für alle oder im Wesentlichen alle in dem Teilbereich bzw. auf der Gesamtfläche des Bildes liegenden Bildpunkte oder aber jeweils nur für eine Auswahl von Bildpunkten aus dem Teilbereich bzw. der Gesamtfläche durchgeführt werden.The pixels for which an intensity value is determined in each case, a contrast value is calculated and finally a classification with respect to a color wear of the value document is made, can lie in a partial area or also on the entire area of the acquired image. In this case, the method can be carried out for all or substantially all of the pixels lying in the partial area or on the total area of the image, or in each case only for a selection of pixels from the partial area or the total area.

Eine Auswahl von Bildpunkten wird vorzugsweise durch eine zweifache oder n-fache Unterabtastung, sog. Subsampling, des Teilbereichs bzw. der Gesamtfläche des erfassten Bildes erhalten, bei welcher nur jeder zweite bzw. n-te Bildpunkt in beiden Dimensionen des Wertdokuments ausgewählt wird. Auf diese Weise kann die Rechenzeit für die Durchführung des Verfahrens reduziert werden, ohne dass die Erkennung bzw. Klassifizierung der Bildpunkte hinsichtlich möglicher Farbabnutzungen des Wertdokuments signifikant beeinträchtigt wird.A selection of pixels is preferably obtained by a double or n-times subsampling, so-called subsampling, of the partial area or the total area of the acquired image, in which only every second or nth pixel in both dimensions of the value document is selected. In this way, the computing time for carrying out the method can be reduced without the recognition or classification of the pixels being significantly impaired with regard to possible color degradation of the value document.

Vorzugsweise entspricht der ermittelte Intensitätswert dem jeweils höchsten Intensitätswert aus den Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und/oder den Bildpunkten in der Umgebung dieses Bildpunkts zugeordnet sind. Die bei der Einstufung des jeweiligen Bildpunkts herangezogene Helligkeit wird hierbei durch den höchsten anzutreffenden Intensitätswert der Bildpunkte im Bereich des jeweiligen Bildpunkts repräsentiert. Die Einstufung des jeweiligen Bildpunkts hinsichtlich einer möglichen Farbabnutzung des Wertdokuments ist dabei besonders zuverlässig. Alternativ kann, je nach Anwendungsfall, auch bevorzugt sein, dass der ermittelte Intensitätswert dem jeweils niedrigsten Intensitätswert aus den Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und/oder Bildpunkten in der Umgebung dieses Bildpunkts zugeordnet sind, entspricht.The ascertained intensity value preferably corresponds to the respectively highest intensity value from the intensity values associated with the pixel and / or the pixels in the environment of this pixel. The brightness used in the classification of the respective pixel is hereby represented by the highest intensity value of the pixels to be found in the region of the respective pixel. The classification of the respective pixel with regard to a possible color degradation of the value document is particularly reliable. Alternatively, depending on the application, it may also be preferred for the determined intensity value to correspond to the respectively lowest intensity value from the intensity values associated with the pixel and / or pixels in the environment of this pixel.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung entspricht der ermittelte Intensitätswert einem Mittelwert, welcher aus den Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und/oder Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind, gebildet wird. Der hierbei ermittelte Intensitätswert entspricht somit einer mittleren Helligkeit des Bildes des Wertdokuments im Bereich des jeweiligen Bildpunkts, dessen Einstufung hinsichtlich einer möglichen Farbabnutzung des Wertdokuments dadurch besonders zuverlässig ist.In a particularly preferred embodiment, the determined intensity value corresponds to an average value which is formed from the intensity values associated with the pixel and / or pixels in the environment of the pixel. The intensity value determined in this case thus corresponds to a mean brightness of the image of the value document in the region of the respective pixel, the classification of which with regard to possible color wear of the value document is thereby particularly reliable.

Es ist ferner bevorzugt, dass die Ermittlung des Intensitätswertes und/oder die Berechnung des Kontrastwertes anhand von Intensitätswerten erfolgen, die dem Bildpunkt und/oder den diesem Bildpunkt unmittelbar benachbarten Bildpunkten zugeordnet sind. Im Falle rechteckiger, insbesondere quadratischer, Detektorelemente bei der Erfassung des Bildes des Wertdokuments werden die Bildpunkte des Bildes ebenfalls durch rechteckige bzw. quadratische Bildpunkte (Pixel) repräsentiert. Die Bildpunkte, deren Intensitätswerte bei der Ermittlung eines maximalen, minimalen bzw. mittleren Intensitätswertes und/oder der Berechnung eines Kontrastwertes herangezogen werden, bilden hierbei vorzugsweise eine Gruppe von 3 × 3 Bildpunkten, wobei in der Mitte der Gruppe der jeweils einzustufende Bildpunkt liegt, an welchen die restlichen acht Bildpunkte angrenzen. Letztere bilden also die unmittelbare Umgebung des Bildpunkts.It is further preferred that the determination of the intensity value and / or the calculation of the contrast value take place on the basis of intensity values which are assigned to the pixel and / or the pixels immediately adjacent to this pixel. In the case of rectangular, in particular square, Detector elements in the detection of the image of the value document, the pixels of the image are also represented by rectangular or square pixels (pixels). The pixels whose intensity values are used in the determination of a maximum, minimum or average intensity value and / or the calculation of a contrast value preferably form a group of 3 × 3 pixels, the pixel to be classified in each case being in the middle of the group which adjoin the remaining eight pixels. The latter thus form the immediate surroundings of the pixel.

Bei der Ermittlung des maximalen, minimalen bzw. mittleren Intensitätswertes und/oder der Berechnung des Kontrastwertes wird vorzugsweise jeweils ein sog. lokaler Operator verwendet, durch welchen nicht der dem jeweiligen Bildpunkt zugeordnete Intensitätswert, sondern auch die Intensitätswerte von benachbarten Bildpunkten bzw. Bildpunkten aus der Umgebung berücksichtigt werden. Der lokale Bildausschnitt wird daher auch als Operatorfenster bezeichnet, das vorzugsweise 3 × 3 Bildpunkte umfasst. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, größere Operatorfenster mit beispielsweise 5 × 5, 7 × 7, 9 × 9 oder 11 × 11 Bildpunkten zu definieren. Die Anzahl von Bildpunkten im Operatorfenster ist vorzugsweise ungerade, damit der jeweils betrachtete Bildpunkt in der Mitte des Operatorfensters liegt.In determining the maximum, minimum or average intensity value and / or the calculation of the contrast value, a so-called local operator is preferably used by which not the intensity value assigned to the respective pixel but also the intensity values of neighboring pixels or pixels from the Environment are taken into account. The local image section is therefore also referred to as operator window, which preferably comprises 3 × 3 pixels. In principle, however, it is also possible to define larger operator windows with, for example, 5 × 5, 7 × 7, 9 × 9 or 11 × 11 pixels. The number of pixels in the operator window is preferably odd, so that the particular pixel under consideration lies in the middle of the operator window.

Durch Berücksichtigung der dem jeweils betrachteten Bildpunkt unmittelbar benachbarten Bildpunkte bzw. der in einem definierten Operatorfenster liegende Bildpunkte bei der Ermittlung des maximalen, minimalen bzw. mittleren Intensitätswertes und/oder der Berechnung des Kontrastwertes lässt sich anhand der hierbei erhaltenen Werte eine besonders zuverlässige Einstufung des jeweiligen Bildpunkts hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments vornehmen.By taking into account the pixels immediately adjacent to the respectively considered pixel or the pixels located in a defined operator window in determining the maximum, minimum or average intensity value and / or the calculation of the contrast value, a particularly reliable classification of the respective Pixel with regard to a color wear of the value document.

Bei dem berechneten Kontrastwert handelt es sich vorzugsweise um ein Maß für eine relative Intensitätsänderung im jeweils betrachteten Bereich des Bildes. Vorzugsweise wird der Kontrastwert unter Berücksichtigung eines höchsten Intensitätswertes und eines niedrigsten Intensitätswertes berechnet, wobei der höchste und niedrigste Intensitätswert aus den Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und den Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind, ermittelt wird. Vorzugsweise entspricht der Kontrastwert einem Quotienten aus einer Differenz zwischen dem maximalen und minimalen Intensitätswert im Zähler und einem weiteren Intensitätswert im Nenner, wobei der weitere Intensitätswert vorzugsweise der Summe aus dem maximalen und minimalen Intensitätswert entspricht. Alternativ kann der weitere Intensitätswert auch einem aus den Intensitätswerten, die dem Bildpunkt und Bildpunkten in der Umgebung des Bildpunkts zugeordnet sind, gebildeten Mittelwert entsprechen. Je nach Anwendungsfall kann hierbei der jeweils aussagekräftigste Kontrastwert berechnet und zusammen mit dem ermittelten Intensitätswert, insbesondere dem gebildeten Mittelwert, bei der Einstufung des jeweiligen Bildpunkts hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments herangezogen werden, wodurch diese eine besonders hohe Zuverlässigkeit aufweist.The calculated contrast value is preferably a measure of a relative change in intensity in the respectively considered region of the image. Preferably, the contrast value is calculated taking into account a highest intensity value and a lowest intensity value, the highest and lowest intensity values being determined from the intensity values associated with the pixel and the pixels in the environment of the pixel. The contrast value preferably corresponds to a quotient of a difference between the maximum and minimum intensity value in the numerator and a further intensity value in the denominator, wherein the further intensity value preferably corresponds to the sum of the maximum and minimum intensity value. Alternatively, the further intensity value may also correspond to an average formed from the intensity values associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel. Depending on the application, in each case the respectively most significant contrast value can be calculated and, together with the ascertained intensity value, in particular the mean value formed, be used for the classification of the respective pixel with respect to a color wear of the value document, whereby this has a particularly high reliability.

Vorzugsweise wird anhand des ermittelten Intensitätswertes, insbesondere des Mittelwertes, und des Kontrastwertes ein Einstufungsparameter berechnet und die Einstufung des jeweiligen Bildpunkts in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleichs des Einstufungsparameters mit einem Vergleichswert vorgenommen. Hierdurch wird die Zahl der bei der Einstufung zu vergleichenden Parameter von ursprünglich zwei, nämlich dem ermittelten Intensitätswert bzw. Mittelwert und dem berechneten Kontrastwert, auf nur einen Einstufungsparameter reduziert, so dass durch einen einfachen Vergleich des berechneten Einstufungsparameters mit einem einzigen Vergleichswert eine Klassifizierung des jeweiligen Bildpunkts auf zuverlässige und besonders einfache Weise erfolgt.Preferably, a rating parameter is calculated on the basis of the ascertained intensity value, in particular of the mean value, and the contrast value, and the classification of the respective pixel is made as a function of the result of a comparison of the rating parameter with a comparison value. As a result, the number of parameters to be compared during the classification of originally two, namely the ascertained intensity value or mean value and the calculated contrast value, is reduced to only one classification parameter, so that by simply comparing the calculated classification parameter with a single comparison value, a classification of the respective Pixel in a reliable and very simple manner.

Vorzugsweise wird der Einstufungsparameter anhand einer Unterscheidungsfunktion mit jeweils einer Variablen für den ermittelten Intensitätswert, insbesondere den Mittelwert, und den Kontrastwert berechnet. Bei der Unterscheidungsfunktion kann es sich vorzugsweise um eine lineare Funktion, eine Treppenfunktion oder aber auch um ein Polynom, insbesondere ein Polynom zweiten Grades, handeln. Die jeweiligen Parameter der Unterscheidungsfunktion, bei welchen es sich vorzugsweise um konstante Summanden, Subtrahenden und/oder Faktoren handelt, können vorzugsweise im Rahmen eines vorab erfolgenden Testlaufs bzw. einer Adaption des Verfahrens bzw. der Vorrichtung festgelegt werden. Je nach Anwendungsfall erlaubt eine solche Unterscheidungsfunktion eine besonders zuverlässige Unterscheidung von Bildpunkten, bei denen an den entsprechenden Stellen des Wertdokuments eine Farbabnutzung vorliegt, und solchen Bildpunkten, bei denen dies nicht der Fall ist.Preferably, the grading parameter is calculated on the basis of a distinguishing function, each having one variable for the ascertained intensity value, in particular the mean value, and the contrast value. The distinguishing function may preferably be a linear function, a staircase function or else a polynomial, in particular a polynomial of the second degree. The respective parameters of the distinguishing function, which are preferably constant summands, subtrahends and / or factors, can preferably be determined within the framework of a preliminary test run or an adaptation of the method or device. Depending on the application, such a distinguishing function allows a particularly reliable differentiation of pixels in which there is a color wear at the corresponding points of the value document, and those pixels in which this is not the case.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass aus den hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments eingestuften Bildpunkten diejenigen Bildpunkte entfernt werden, die im Bereich einer Kante des Wertdokuments und/oder eines das Wertdokument charakterisierenden Elements, insbesondere eines auf das Wertdokument aufgedruckten Elements, liegen. Dadurch werden bei der Klassifizierung des Wertdokuments Bildpunkte zuverlässig ausgeschlossen, bei denen die Wahrscheinlichkeit, dass diese fälschlicherweise als im Bereich einer Farbabnutzung liegende Bildpunkte identifiziert werden, vergleichsweise hoch ist. Dementsprechend ist eine Klassifizierung des Wertdokuments auf der Grundlage der in dieser Weise bereinigten Bildpunkte ganz besonders zuverlässig.Preferably, it may be provided that those pixels which lie in the region of an edge of the value document and / or of an element characterizing the value document, in particular of an element printed on the value document, are removed from the pixels classified with regard to color wear of the value document. This will help in classifying the value document Pixels reliably excluded, in which the probability that these are incorrectly identified as lying in the field of color degradation pixels, is relatively high. Accordingly, a classification of the value document based on the pixels cleaned in this way is particularly reliable.

Vorzugsweise wird für die hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments eingestuften Bildpunkte, gegebenenfalls nach Entfernen von im Bereich einer Kante des Wertdokuments und/oder im Bereich eines auf dem Wertdokument aufgebrachten Elements liegenden Bildpunkten, jeweils ein Maß für die Farbabnutzung an der entsprechenden Stelle des Wertdokuments unter Berücksichtigung mindestens eines der folgenden Parameter ermittelt: Bereich der Farbabnutzung, Helligkeit der Farbabnutzung, Kontrast der Farbabnutzung, Position der Farbabnutzung. Vorzugsweise wird das Maß der Farbabnutzung mit Hilfe einer linearen Funktion berechnet, bei welcher einer oder mehrere der vorstehend genannten Parameter Variablen bilden. Die Anzahl von Parametern als Variablen der linearen Funktion sowie die zugehörigen Koeffizienten, insbesondere Faktoren, können beispielsweise bei Testläufen mit Wertdokumenten bekannter Eigenschaften festgelegt bzw. ermittelt werden. Die Ermittlung eines die Farbabnutzung am Wertdokument charakterisierenden Maßes gibt zusätzlich Auskunft über das Ausmaß und/oder die Relevanz einer erkannten Farbabnutzung, so dass eine noch genauere Klassifizierung des Wertdokuments als „fit” bzw. aufgrund von Farbabnutzungen als „unfit” ermöglicht wird.In each case, a measure of the color wear at the corresponding location of the value document is taken into consideration for the pixels classified with regard to a color wear of the value document, optionally after removal of pixels located in the region of an edge of the value document and / or in the region of an element applied to the value document detected at least one of the following parameters: range of color wear, brightness of the color wear, contrast of the color wear, position of the color wear. Preferably, the degree of color wear is calculated using a linear function in which one or more of the aforementioned parameters form variables. The number of parameters as variables of the linear function and the associated coefficients, in particular factors, can be determined or determined, for example, during test runs with value documents of known properties. The determination of a measure characterizing the color wear on the value document additionally provides information about the extent and / or the relevance of a recognized color wear, so that an even more accurate classification of the value document as "fit" or due to color wear as "unfit" is made possible.

Es ist ferner bevorzugt, dass das vom Wertdokument erfasste Bild ein Transmissionsbild, insbesondere ein Dunkelfeld-Transmissionsbild, ist. Durch Verwendung der anhand eines Transmissionsbildes ermittelten Intensitätswerte bzw. berechneten Kontrastwerte kann eine Einstufung des jeweiligen Bildpunkts hinsichtlich einer Farbabnutzung des Wertdokuments besonders zuverlässig vorgenommen werden. Dies gilt besonders für Dunkelfeld-Transmissionsbilder.It is further preferred that the image captured by the value document is a transmission image, in particular a dark field transmission image. By using the intensity values or calculated contrast values determined on the basis of a transmission image, a classification of the respective pixel with respect to a color wear of the value document can be carried out particularly reliably. This is especially true for dark field transmission images.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the figures. Show it:

1 ein Beispiel eines Wertdokumentbearbeitungssystems mit einer Vorrichtung zur Erkennung von Farbabnutzungen an Wertdokumenten; 1 an example of a value-document processing system with a device for detecting color wear on value documents;

2 ein Beispiel eines Transmissionsbildes einer Banknote; 2 an example of a transmission image of a banknote;

3 ein Diagramm mit einem ersten und zweiten Beispiel einer Unterscheidungsfunktion; und 3 a diagram with a first and second example of a discrimination function; and

4 ein Beispiel eines aus dem in 2 gezeigten Transmissionsbild abgeleiteten Bildes mit Bildpunkten, die als auf einer Farbabnutzung der Banknote beruhende Bildpunkte eingestuft wurden. 4 an example of one of the in 2 of the transmitted image derived image with pixels which have been classified as based on a color wear of the banknote pixels.

1 zeigt ein Beispiel eines Wertdokumentbearbeitungssystems mit einer Vorrichtung 10 zur Erkennung von Farbabnutzungen an einem Wertdokument 1, bei welchem es sich insbesondere um eine Banknote handelt, und einer nur schematisch angedeuteten Vorrichtung 30 zum Bearbeiten, insbesondere Befördern und/oder Sortieren und/oder Zählen, von Wertdokumenten, insbesondere in Abhängigkeit von am jeweiligen Wertdokument 1 erkannten Farbabnutzungen. 1 shows an example of a value-document processing system with a device 10 to detect color wear on a value document 1 , which is in particular a banknote, and a device indicated only schematically 30 for processing, in particular conveying and / or sorting and / or counting, value documents, in particular as a function of the respective value document 1 recognized color abrasions.

Die Vorrichtung 10 weist eine Strahlungsquelle 2 auf, welche dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, mit welcher die Banknote 1 bestrahlt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei der elektromagnetischen Strahlung um Infrarotstrahlung.The device 10 has a radiation source 2 which is adapted to generate electromagnetic radiation with which the banknote 1 is irradiated. The electromagnetic radiation is preferably infrared radiation.

Ferner ist ein Bildsensor 3 vorgesehen, welcher dazu ausgelegt ist, von der Banknote 1 ausgehende elektromagnetische Strahlung ortsaufgelöst zu erfassen. In der im vorliegenden Beispiel gezeigten Anordnung von Strahlungsquelle 2 und Bildsensor 3 handelt es sich bei dem vom Bildsensor 3 erfassten Bild der Banknote 1 um ein sogenanntes Dunkelfeld-Transmissionsbild. Alternativ ist es aber auch möglich, die Strahlungsquelle 2 relativ zum Bildsensor 3 derart anzuordnen, dass Letzterer ein Hellfeld-Transmissionsbild oder ein Remissionsbild erfasst.Further, an image sensor 3 provided, which is adapted to the banknote 1 to detect outgoing electromagnetic radiation spatially resolved. In the arrangement of radiation source shown in the present example 2 and image sensor 3 it is that of the image sensor 3 captured image of banknote 1 around a so-called dark field transmission image. Alternatively, it is also possible, the radiation source 2 relative to the image sensor 3 such that the latter detects a bright field transmission image or a remission image.

Das vom Bildsensor 3 erfasste Bild der Banknote 1 weist eine Vielzahl von Bildpunkten, sog. Pixel, auf, denen jeweils mindestens ein Intensitätswert zugeordnet ist, welcher ein Maß für die Intensität der von einer Vielzahl von Orten auf der Banknote 1 transmittierten bzw. reflektierten und vom Bildsensor 3 erfassten elektromagnetischen Strahlung darstellt.That of the image sensor 3 captured image of banknote 1 has a plurality of pixels, so-called pixels, to each of which at least one intensity value is assigned, which is a measure of the intensity of the plurality of locations on the banknote 1 transmitted or reflected and from the image sensor 3 represents detected electromagnetic radiation.

Die vom Bildsensor 3 erzeugten Bilddaten 4, welche die den einzelnen Bildpunkten zugeordneten Intensitätswerte enthalten, werden an eine Auswertungseinheit 5 weitergeleitet und dort insbesondere hinsichtlich möglicher Farbabnutzungen an der Banknote 1 analysiert und entsprechend eingestuft. The image sensor 3 generated image data 4 , which contain the intensity values assigned to the individual pixels, are sent to an evaluation unit 5 forwarded and there in particular with regard to possible color wear on the banknote 1 analyzed and classified accordingly.

Vorzugsweise ist die Auswertungseinheit 5 dazu ausgelegt, die Vorrichtung 30 zum Bearbeiten von Banknoten derart zu steuern, dass Banknoten 1 in Abhängigkeit vom Ergebnis der Einstufung bzw. Klassifizierung hinsichtlich einer Farbabnutzung in unterschiedliche Ausgabefächer 31 und 32 ausgegeben werden.Preferably, the evaluation unit 5 designed the device 30 to handle banknotes in such a way that banknotes 1 depending on the result of classification or classification with regard to color wear in different output compartments 31 and 32 be issued.

Die Analyse der Bilddaten 4 hinsichtlich möglicher Farbabnutzungen der Banknote 1 und deren entsprechende Einstufung bzw. Klassifizierung wird im Folgenden näher erläutert.The analysis of image data 4 regarding possible color deterioration of the banknote 1 and their corresponding classification or classification is explained in more detail below.

2 zeigt ein Beispiel eines Dunkelfeld-Transmissionsbildes 4 einer Polymer-Banknote, welche typischerweise eine transparente Substratfolie aufweist, die mit einer Grundierung aus Weißlack versehen ist. Auf der Grundierung ist beispielsweise mittels Offsetdruck ein Druckbild, welches auch als Hintergrunddruckbild bezeichnet wird, aufgedruckt. Alternativ oder zusätzlich werden beispielsweise Ziffern und/oder Infrarot-sensitive Bereiche mittels Intagliodruck aufgedruckt. 2 shows an example of a dark field transmission image 4 a polymer banknote, which typically has a transparent substrate film provided with a primer made of white lacquer. On the primer, for example, by means of offset printing a printed image, which is also referred to as a background print image, printed. Alternatively or additionally, for example, numerals and / or infrared-sensitive areas are printed by intaglio printing.

Aufgrund des beschriebenen typischen Aufbaus von Polymer-Banknoten machen sich Farbabnutzungen und andere Defekte im Dunkelfeld-Transmissionsbild 4 unterschiedlich bemerkbar. Beispielsweise erscheinen Stellen 6, an welchen die Weißlack-Grundierung teilweise abgetragen ist, als sehr dunkel, wohingegen Farbabnutzungen in bedruckten Bereichen in der Regel als relativ helle Stellen 7 erscheinen, da dort die von unten schräg einfallende elektromagnetische Strahlung an der Weißlack-Grundierung gestreut wird. Löcher und Risse in der Banknote machen sich im Dunkelfeld-Transmissionsbild 4 meist als relativ dunkle Bereiche 8 bemerkbar, da dort keine Streuung der elektromagnetischen Strahlung auftritt und diese dadurch nicht vom Bildsensor 3 erfasst wird.Due to the described typical construction of polymer banknotes, color wear and other defects in the dark field transmission image occur 4 different noticeable. For example, digits appear 6 on which the white paint primer is partially removed, as very dark, whereas color wear in printed areas usually as relatively bright spots 7 appear, since there is scattered obliquely incident from the electromagnetic radiation at the white paint primer. Holes and cracks in the banknote are in the dark field transmission image 4 mostly as relatively dark areas 8th noticeable, since there is no scattering of the electromagnetic radiation and this does not occur from the image sensor 3 is detected.

Um nun die in den Bereichen 6 und 7 liegenden Bildpunkte des Bildes 4 automatisch zu ermitteln, welche die Stellen auf der Banknote mit einer Farbabnutzung entsprechen, wird zunächst für jeden Bildpunkt des Bildes 4 oder zumindest für jeden Bildpunkt einer Auswahl von Bildpunkten aus dem Bild 4, beispielsweise im Bereich eines bestimmten Sicherheitsmerkmals, ein Mittelwert m sowie ein Kontrastwert c unter Berücksichtigung der Intensitätswerte des jeweiligen Bildpunkts selbst sowie der diesen Bildpunkt umgebenden Bildpunkte ermittelt.Order now in the areas 6 and 7 lying pixels of the image 4 Automatically determine which places on the banknote correspond to a color wear, first for each pixel of the image 4 or at least for each pixel of a selection of pixels from the image 4 , For example, in the range of a certain security feature, a mean value m and a contrast value c, taking into account the intensity values of the respective pixel itself as well as the pixels surrounding this pixel determined.

Wie anhand eines vergrößerten Ausschnitts eines Bereichs 9 des Bildes 4 veranschaulicht ist, sind im Bereich 9 insgesamt neun Bildpunkte enthalten, wobei der Bildpunkt (schraffiert), für welchen der Mittelwert m sowie der Kontrastwert c berechnet wird, in der Mitte des Bereichs 9 liegt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Mittelwert m um den arithmetischen Mittelwert, der wie folgt berechnet wird:

As with an enlarged section of an area 9 of the picture 4 Illustrated are in the area 9 a total of nine pixels, wherein the pixel (hatched), for which the mean value m and the contrast value c is calculated, in the middle of the range 9 lies. Preferably, the mean m is the arithmetic mean, which is calculated as follows:

P₀ bis P₈ bezeichnen die Intensitätswerte des betrachteten Bildpunkts und der benachbarten Bildpunkte.P ₀ to P ₈ denote the intensity values of the pixel under consideration and of the neighboring pixels.

Es ist ferner bevorzugt, dass der Kontrastwert c dem sogenannten Michelsen-Kontrast entspricht, welcher wie folgt berechnet wird:

It is further preferred that the contrast value c corresponds to the so-called Michelsen contrast, which is calculated as follows:

Das heißt, der Kontrastwert c entspricht dem Quotienten aus der Differenz zwischen dem höchsten Intensitätswert und dem niedrigsten Intensitätswert einerseits und der Summe aus dem höchsten Intensitätswert und niedrigsten Intensitätswert andererseits, und zwar jeweils aus den Intensitätswerten P₀ bis P₈ im betrachteten Bereich 9.That is, the contrast value c corresponds to the quotient of the difference between the highest intensity value and the lowest intensity value on the one hand and the sum of the highest intensity value and lowest intensity value on the other hand, respectively from the intensity values P ₀ to P ₈ in the considered range 9 ,

Grundsätzlich ist es möglich, für alle Bildpunkte des Bildes 4 einen entsprechenden Mittelwert m und Kontrastwert c zu berechnen. Um Rechenzeit zu sparen, ohne aber gleichzeitig relevante Information zu verlieren, kann es vorteilhaft sein, mittels Unterabtastung, dem sog. Subsampling, nur für jeden zweiten Bildpunkt entlang der beiden Dimensionen des Bildes 4 entsprechende Werte m und c unter Berücksichtigung der jeweiligen Umgebung des Bildpunktes zu ermitteln, was in 2 anhand des vergrößerten Bereiches 11 des Bildes 4 exemplarisch veranschaulicht ist. Für die schraffierten Bildpunkte wird jeweils ein Mittelwert m und ein Kontrastwert c berechnet.Basically, it is possible for all pixels of the image 4 to calculate a corresponding mean value m and contrast value c. In order to save computing time, but at the same time not to lose relevant information, it may be advantageous, by means of subsampling, the so-called subsampling, only for every second pixel along the two dimensions of the image 4 corresponding values m and c taking into account the respective environment of the pixel to determine what is in 2 based on the enlarged area 11 of the picture 4 is exemplified. For the shaded pixels, a mean value m and a contrast value c are calculated in each case.

In einem weiteren Schritt wird anhand des je Bildpunkt ermittelten Mittelwertes m und Kontrastwertes c eine erste Einstufung, welche auch als Vorunterscheidung bezeichnet werden kann, dahingehend vorgenommen, ob der jeweilige Bildpunkt auf eine Farbabnutzung an der entsprechenden Stelle der Banknote schließen lässt.In a further step, based on the average value m and the contrast value c determined per pixel, a first classification, which can also be referred to as a pre-distinction, is made as to whether the respective pixel indicates color wear at the corresponding location of the banknote.

Dies wird vorzugsweise durch Berechnung eines Einstufungsparameters f mit Hilfe einer Unterscheidungsfunktion f(m, c) durchgeführt, welche wie folgt definiert ist:

This is preferably done by calculating a rating parameter f by means of a discrimination function f (m, c), which is defined as follows:

In vorliegenden Beispiel ist die Vorunterscheidungsfunktion f(m, c) ein Polynom zweiten Grades in den Variablen m und c, wobei die Parameter a_i mit i = 0,1 und 2 des Polynoms durch eine vorab durchgeführte Adaption des Verfahrens bzw. der Vorrichtung festgelegt bzw. abgeschätzt werden können.In this example, the pre-discrimination function f (m, c) is a second order polynomial in the variables m and c, where the parameters a _i with i = 0,1 and 2 of the polynomial are determined by a prior adaptation of the method or device or can be estimated.

Ist der anhand der Unterscheidungsfunktion f(m, c) berechnete Einstufungsparameter f für einen Bildpunkt größer oder gleich einem Vergleichswert, der im vorliegenden Beispiel null ist, so wird dieser Bildpunkt als sog. Inkwear-Kandidat eingestuft, d. h. der Bildpunkt entspricht dann möglicherweise einer Stelle auf der Banknote mit einer Farbabnutzung.If the rating parameter f calculated on the basis of the distinguishing function f (m, c) is greater than or equal to a comparison value for a pixel, which is zero in the present example, then this pixel is classified as a so-called inkwear candidate, i. H. the pixel then possibly corresponds to a spot on the banknote with a color wear.

Dies wird anhand eines in 3 gezeigten ersten Beispiels (gestrichelt) eines Verlaufs des Kontrastes c über dem Mittelwert m veranschaulicht, welcher die Grenze bildet zwischen Bildpunkten, die nicht als Inkwear-Kandidat eingestuft wurden (Bereich unterhalb der gestrichelten Linie) und Bildpunkten, die als Inkwear-Kandidat eingestuft wurden (Bereich oberhalb der gestrichelten Linie). Inkwear-Kandidaten, die einer Farbabnutzung im Bereich des Intagliodrucks entsprechen, haben typischerweise eine relativ niedrige mittlere Intensität m und einen relativ hohen Kontrast c und liegen dementsprechend im linken Bereich des Diagramms oberhalb der gestrichelten Linie. Inkwear-Kandidaten, die einer Farbabnutzung im Bereich des Wasserzeichens der Banknote entsprechen, haben eine relativ hohe mittlere Intensität m bei gleichzeitig vergleichsweise niedrigen Kontrastwerten c und liegen damit im rechten Bereich des Diagramms oberhalb der gestrichelten Linie. Inkwear-Kandidaten, die auf eine Farbabnutzung im Offsetdruckbereich der Banknote zurückgehen, weisen typischerweise eine mittlere Helligkeit sowie einen mittleren Kontrast c auf und liegen dementsprechend im mittleren Bereich des Diagramms oberhalb der gestrichelten Linie.This is based on a in 3 The first example shown (dashed) of a course of the contrast c over the mean value m, which forms the boundary between pixels that were not classified as an inkwear candidate (area below the dashed line) and pixels that were classified as an inkwear candidate ( Area above the dashed line). Inkwear candidates that match color wear in the area of intaglio printing typically have a relatively low average intensity m and a relatively high contrast c, and accordingly lie in the left portion of the diagram above the dashed line. Inkwear candidates that correspond to a color wear in the range of the watermark of the banknote, have a relatively high average intensity m at the same time comparatively low contrast values c and are thus in the right area of the diagram above the dashed line. Inkwear candidates, which are due to a color wear in the offset printing area of the banknote, typically have an average brightness and a mean contrast c and are accordingly in the middle region of the diagram above the dashed line.

Je nach Anwendungsfall können grundsätzlich auch andere Funktionen als Unterscheidungsfunktion in Frage kommen, beispielsweise eine lineare Funktion oder eine Treppenfunktion, für welche das in 3 gezeigte zweite Beispiel (strichpunktiert) eines Verlaufs des Kontrastes c über dem Mittelwert m erhalten wird. Bildpunkte, die aufgrund des jeweils berechneten Mittelwertes m und Kontrastwertes c oberhalb des strichpunktierten Verlaufs liegen, werden als Inkwear-Kandidaten eingestuft, wohingegen unterhalb des Verlaufs liegende Bildpunkte als Non-Inkwear-Kandidaten eingestuft werden. Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen zum ersten Beispiel des Verlaufs entsprechend.Depending on the application, in principle, other functions as a distinguishing function in question, for example, a linear function or a staircase function, for which the in 3 shown second example (dash-dotted) of a course of the contrast c over the mean value m is obtained. Pixels that are above the dot-dash line due to the calculated mean value m and contrast value c are classified as inkwear candidates, whereas pixels located below the gradient are classified as non-inkwear candidates. Incidentally, the above statements apply to the first example of the course accordingly.

In einem optionalen weiteren Schritt kann vorgesehen sein, die als Inkwear-Kandidaten eingestuften Bildpunkte dahingehend zu überprüfen, ob diese in bestimmten Bereichen der Banknote liegen, wie beispielsweise im Bereich des Randes der Banknote und/oder im Bereich bestimmter Druckelemente. Da Bildpunkte aus entsprechenden Bildbereichen des Bildes 4 unter Umständen fälschlicherweise als Inkwear-Kandidaten eingestuft werden können, kann es vorgesehen sein, diese Bildpunkte aus der Gruppe der als Inkwear-Kandidaten eingestuften Bildpunkte zu entfernen. Da hierbei die Inkwear-Kandidaten anhand ihrer Lage im Bild 4 der Banknote auf ihre Aussagekraft hin geprüft bzw. validiert werden, kann dieser Schritt auch als Validierungsschritt oder Validierung betrachtet werden.In an optional further step, it may be provided to check the pixels classified as inkwear candidates to determine whether they lie in certain areas of the banknote, for example in the area of the edge of the banknote and / or in the area of certain printing elements. Since pixels from corresponding image areas of the image 4 may be erroneously classified as an inkwear candidate, it may be intended to remove these pixels from the group of pixels classified as inkwear candidates. Here, the inkwear candidates based on their location in the picture 4 If the banknote is checked or validated for validity, this step can also be considered as a validation step or validation.

In einem weiteren optionalen Schritt kann vorgesehen sein, den Intensitätswert I(x, y) des jeweiligen Bildpunkts (x, y) auf null zu setzen, falls die aus dem zugehörigen Mittelwert m und Kontrastwert c errechnete Unterscheidungsfunktion f(m, c) kleiner ist als null, und auf einen bestimmten Intensitätswert, beispielsweise den im Bereich des jeweiligen Bildpunktes ermittelten höchsten Intensitätswert I_max bzw. max{P_i} zu setzen, falls die Unterscheidungsfunktion größer oder gleich null ist:

In a further optional step, provision can be made for the intensity value I (x, y) of the respective pixel (x, y) to be set to zero if the distinguishing function f (m, c) calculated from the associated mean value m and contrast value c is smaller as zero, and to set to a certain intensity value, for example the highest intensity value I _max or max {P _i } determined in the area of the respective pixel, if the distinguishing function is greater than or equal to zero:

Auf diese Weise werden alle als Inkwear-Kandidaten eingestuften Bildpunkte gegenüber einem schwarzen Hintergrund besonders gut sichtbar hervorgehoben.In this way, all pixels classified as inkwear candidates are highlighted against a black background particularly well visible.

In einem weiteren optionalen Schritt kann vorgesehen sein, das wie vorstehend beschrieben erhaltene Bild von Farbabnutzungen bezüglich Helligkeit zu skalieren, indem allen Bildpunkten mit einer von null verschiedenen Intensität ein konstanter, insbesondere maximaler, Intensitätswert zugeordnet ist, so dass das schließlich erhaltene Bild ein Schwarz-Weiß-Bild darstellt, in dem Bildpunkte, die Farbabnutzungen an den entsprechenden Stellen der Banknote entsprechen, als weiße Bereiche vor einem schwarzen oder sehr dunklen Hintergrund dargestellt werden.In a further optional step, it is possible to scale the image of color wear as described above with respect to brightness by assigning to all pixels with a nonzero intensity a constant, in particular maximum, intensity value, so that the finally obtained image has a black color. White image in which pixels corresponding to color wear at the corresponding locations of the bill are represented as white areas against a black or very dark background.

Ein solches Bild ist in 4 beispielhaft gezeigt. Die in 1 eingezeichneten Bereiche 6 und 7, die Stellen auf der Banknote mit Farbabnutzung entsprechen, sind als weiße Bereiche vor einem homogenen dunklen Hintergrund sehr gut erkennbar, wohingegen Bereiche 8 (siehe 1), die auf andere Defekte, wie etwa Risse oder Löcher, in der Banknote zurückgehen, nicht in Erscheinung treten. Ebenfalls nicht mehr sichtbar sind bedruckte und/oder mit einem Wasserzeichen versehene Bereiche (siehe 1).Such a picture is in 4 shown by way of example. In the 1 marked areas 6 and 7 , which correspond to spots on the banknote with color wear, are very well recognizable as white areas in front of a homogeneous dark background, whereas areas 8th (please refer 1 ), which are due to other defects such as cracks or holes in the bill, do not appear. Also no longer visible are printed and / or watermarked areas (see 1 ).

In einem optionalen weiteren Schritt, welcher auch als Klassifizierung bezeichnet wird, kann vorgesehen sein, dass für alle als Inkwear-Kandidaten eingestuften Bildpunkte, gegebenenfalls nach einer Validierung mit Entfernung von am Rand und/oder im Bereich bestimmter Druckelemente liegender Bildpunkten, ein Maß (sog. Inkwear Level) für die jeweilige Farbabnutzung an der entsprechenden Stelle der Banknote abgeleitet wird. Dies kann vorzugsweise dadurch erfolgen, dass für jeden dieser Bildpunkte ein Inkwear Level (InkL) anhand folgender linearer Funktion berechnet wird: InkL(i) = a_i × InkA + b_i × InkB + c_i × InkC + d_i × InkP (4) wobei a_i angibt, in welchem Bereich des Bildes der Banknote der als Inkwear-Kandidat eingestufte Bildpunkt liegt, und b_i ein Maß für die Helligkeit, c_i ein Maß für den Kontrast und d_i die Position des als Inkwear-Kandidaten eingestuften Bildpunkts angeben. Die zugehörigen Koeffizienten InkA, InkB, InkC und InkP können bei vorab durchgeführten Testläufen anhand von Banknoten mit bekannten Eigenschaften berechnet werden. Ebenso kann festgelegt bzw. konfiguriert werden, welche bzw. wie viele der vorstehend genannten Informationen a_i, b_i, c_i bzw. d_i bei der Berechnung des Inkwear Levels berücksichtigt werden.In an optional further step, which is also referred to as classification, it can be provided that for all pixels classified as inkwear candidates, optionally after a validation with removal of pixels lying at the edge and / or in the area of certain printing elements, a measure (so-called Inkwear Level) for the respective color wear at the corresponding point of the banknote is derived. This can preferably be done by calculating an Inkwear Level (InkL) for each of these pixels on the basis of the following linear function: INCL (i) = a _i x + b _i × Inca InkB + c _i x _i + d x InkC INKP (4) where a _i indicates in which area of the image of the banknote the pixel classified as an inkwear candidate lies, and b _i a measure of the brightness, c _i a measure of the contrast and d _i the position of the pixel classified as an inkwear candidate , The associated coefficients InkA, InkB, InkC and InkP can be calculated in advance test runs using banknotes with known properties. Likewise, it can be specified or configured which or how many of the above-mentioned information a _i , b _i , c _i or d _i are taken into account in the calculation of the inkwear level.

Alternativ zur weiter oben beschriebenen Bestimmung des jeweiligen Kontrastwertes c durch Berücksichtigung der lokalen Umgebung des jeweiligen Bildpunktes mittels einer sog. lokalen Operation bzw. eines lokalen Operators können Kontrastwerte auch mit Hilfe eines Histogramms ermittelt werden, bei welchem die Anzahl oder Häufigkeit von Bildpunkten über deren Intensität aufgetragen ist. Bestimmte Bereiche der Banknote, in denen eine Farbabnutzung in Form eines Abriebs oder Verschmierens der Druckfarbe vorliegt, können dadurch identifiziert werden, dass im jeweiligen Histogramm zwischen einem Bereich heller Bildpunkte und einem Bereich dunkler Bildpunkte ein Übergangsbereich auftritt, in welchen nur sehr wenige Bildpunkte anzutreffen sind. Dieser Übergangsbereich ist vom jeweiligen Zustand der Banknote abhängig. Durch Verwendung einer dynamisch berechneten Schwelle kann der jeweilige Übergangsbereich in einem Histogramm ermittelt werden. Anhand des jeweils niedrigsten und höchsten Intensitätswertes in diesem Übergangsbereich kann dann anhand von Gleichung (2) ein entsprechender Kontrastwert c ermittelt werden.As an alternative to the determination of the respective contrast value c described above by taking into account the local environment of the respective pixel by means of a so-called local operation or a local operator, contrast values can also be determined with the help of a histogram in which the number or frequency of pixels exceeds their intensity is applied. Certain areas of the banknote in which there is a color wear in the form of abrasion or smudging of the printing ink can be identified by the fact that in the respective histogram between a region of light pixels and a region of dark pixels, a transition region occurs in which only very few pixels can be found , This transitional area depends on the state of the banknote. By using a dynamically calculated threshold, the respective transition region can be determined in a histogram. On the basis of the lowest and highest intensity value in this transition region, a corresponding contrast value c can then be determined on the basis of equation (2).

Vorzugsweise ist das Verfahren bzw. die Vorrichtung auch dazu ausgelegt, gegebenenfalls schrägliegende bzw. schräg am Bildsensor 3 vorbeilaufende Banknoten 1 hinsichtlich etwaiger Farbabnutzungen zu analysieren bzw. zu klassifizieren. Hierzu wird vorzugsweise bei einer Unterabtastung eine Schräglaufkorrektur, sog. Skew-Korrektur, nach dem Bresenham-Algorithmus durchgeführt, wodurch etwaige Rundungsfehler, die durch eine Diskretisierung von kontinuierlichen Koordinaten entstehen, minimiert werden.Preferably, the method or the device is also designed to optionally oblique or obliquely on the image sensor 3 passing notes 1 to analyze or classify with regard to possible color abrasions. For this purpose, a skew correction, so-called skew correction, is preferably performed in a sub-scan according to the Bresenham algorithm, whereby any rounding errors that result from discretization of continuous coordinates are minimized.

Claims

Method for detecting color wear on a value document ( 1 ), in particular a banknote, on the basis of one of the value document ( 1 ) captured image ( 4 ), which has a plurality of pixels each having at least one intensity value (P _i ) is assigned, wherein for each pixel of a selection of pixels of the image ( 4 the following steps are carried out: a) determination of an intensity value (P _i , m) from intensity values (P ₀ - P ₈ ) associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel, b) calculation of a contrast value (c) from Intensity values (P ₀ -P ₈ ) associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel, and c) grading the respective pixel for color degradation of the value document ( 1 ) as a function of the respectively determined intensity value (P _i , m) and calculated contrast value (c).

The method of claim 1, wherein the determined intensity value (P _i ) corresponds to the highest intensity value (max {P _i }) from the intensity values (P ₀ -P ₈ ) associated with the pixel and pixels in the environment of the pixel.

Apparatus according to claim 1, wherein the determined intensity value (m) corresponds to an average value (m) which is formed from the intensity values (P ₀ -P ₈ ) associated with the pixel and pixels in the environment of the pixel.

Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of the intensity value (P _i, m) and / or the calculation of the contrast value (c) based on intensity values (P ₀ - P ₈₎ takes place corresponding to the pixel and that pixel immediately adjacent pixels assigned.

Method according to one of the preceding claims, wherein from the intensity values (P ₀ -P ₈ ) associated with the pixel and the pixels in the environment of the pixel, a highest intensity value (max {P _i }) and a lowest intensity value (min { P _i }) is determined and the contrast value (c) is calculated from the highest intensity value (max {P _i }) and the lowest intensity value (min {P _i }).

Method according to one of the preceding claims, wherein based on the ascertained intensity value (P _i , m), in particular of the mean value (m), and the contrast value (c) a classification parameter (f) is calculated and the classification of the respective pixel depending on the result of a Comparison of the classification parameter (f) with a comparison value.

Method according to claim 6, wherein the classification parameter (f) is calculated on the basis of a distinguishing function (f (m, c)) with in each case one variable for the ascertained intensity value (Pi, m), in particular the mean value (m), and the contrast value (c) becomes.

Method according to claim 7, wherein the distinguishing function (f (m, c)) is given by a linear function, a step function or a polynomial, in particular a second degree polynomial.

Method according to one of the preceding claims, wherein from the point of view of a color wear of the value document ( 1 ) pixels that are located in the region of an edge of the value document ( 1 ) and / or in the area of one on the value document ( 1 ), in particular printed, are elements.

Method according to one of the preceding claims, wherein, with respect to a color wear of the value document ( 1 ) a measure of the color wear at the corresponding place of the value document ( 1 ) based on at least one of: color deterioration (a _i ), color wear (b _i ), color wear (c _i ), color wear (d _i ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the value document ( 1 ) captured image ( 4 ) is a transmission image, in particular a dark field transmission image.

Device for detecting color deterioration on a value document ( 1 ), in particular a banknote, on the basis of one of the value document ( 1 ), which has a plurality of pixels, to each of which at least one intensity value (P _i ) is assigned, with an evaluation unit ( 5 ) arranged for each pixel of a selection of pixels of the image ( 4 ) to carry out the following steps: a) determining an intensity value (Pi, m) from intensity values (P ₀ -P ₈ ) associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel, b) calculating a contrast value (c) from intensity values (P ₀ -P ₈ ) associated with the pixel and pixels in the vicinity of the pixel, and c) grading the respective pixel for color degradation of the value document ( 1 ) as a function of the respectively determined intensity value (P _i , m) and calculated contrast value (c).

Value document processing system with - a sensor device ( 2 . 3 ) for capturing an image ( 4 ) of a value document ( 1 ), in particular a banknote, - a device ( 10 ) for detecting color abrasions on the value document ( 1 ) according to claim 12 and - a device ( 30 ) for processing, in particular conveying and / or sorting and / or counting, value documents as a function of the respective value document ( 1 ) recognized color abrasions.