DK150551B - Fremgangsmaade til optisk skelnen mellem praeveobjekter - Google Patents

Description

150551

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til optisk skelnen mellem prøveobjekter ved sammenligning af det for lys med forskellige bølgelængder fremkommende forhold mellem de af lysfølere bestemte måleværdier af det dels fra prøveobjektet og dels fra et re-5 ferenceobjekt reflekterede henholdsvis absorberende lys, hvor såvel prøveobjektet som referenceobjektet udsættes for den samme stråling, hvor måleværdierne i et regnetrin forhøjes ved matematisk omformning, og hvor der ved overskridelse af en tærskel frembringes et beslutningssignal for en god-dårlig-afgørelse.

10 En sådan fremgangsmåde er kendt (CH-PS 541.840). Ved denne fremgangsmåde bliver der til frembringelse af lys med forskellige bølgelængder anvendt en og samme lyskilde, og filtre med forskellige gennemgangsområder tjener til bestemmelse af lysrefleksionerne henholdsvis lysabsorptionerne af prøveobjektet på den ene side og 15 referenceobjektet på den anden side ved de pågældende bølgelængder, som filtrene lader passere igennem. Som ægthed s kriterium ved prøvningen af værdipapirer, såsom pengesedler, virker konstansen af en ved kvotientdannelse tilvejebragt værdi q. Herved finder der en grænseværdibestemmelse sted, hvorefter testen gælder som bestå-20 et, når f.eks. 90 procent af alle q-værdier falder i den samme eller i to naboklasser. Det er imidlertid her kun muligt med sikkerhed at skelne mellem prøveobjekterne i et eller flere bestemte spektralområder, hvorfor entydigheden af god/dårlig-afgørelser lader noget tilbage at ønske.

25 Derudover er det kendt (CH-PS 573.634) at tilvejebringe flere lyskilder med forskellige spektralområder. Også her kan de til grund for fremgangsmåden lagte arbejdsbølgelængder ikke uden videre ændres.

Desuden er det kendt (DE-OS 27 48 558) ved et med kun én 30 bølgelængde arbejdende apparat at anvende en såkaldt "middelværdi-dannelse" af alle normerede aftastningsværdier. Ved denne fremgangsmåde til ægthedsprøvning af pengesedler bliver det frarådet at gøre brug af en "kvotientdannelse11, da denne kræver et for stort apparatforbrug.

35 Formålet med den foreliggende opfindelse er at forbedre frem gangsmåden af den indledningsvis angivne art, således at den udmærker sig ved en forøget udlæsesikkerhed.

Ifølge opfindelsen opnås dette ved anvendelse af den i og for sig kendte normeringsmetode, ved hvilken måleværdierne i regnetrin- 150551 2 net normeres således, at de normerede, ved gode prøveobjekter med antallet N bestemte normværdier stræber henimod en enkelt middelværdi, og af den i og for sig kendte afstandsbestemmelse, ved hvilken afgørelsessignalet frembringes for hvert prøveobjekt mellem dets pr. ar-5 bejdsbølgelængde bestemte normværdier og middelværdien, samt med den foranstaltning, at først de for en bestemt prøveobjektgruppe bedst egnede bølgelængder bestemmes, idet fremgangsmåden gennemføres flere gange ved valg af værdier for dels antallet af de forskellige arbejds-bølgelængder og dels størrelsen af den pågældende arbejdsbølgelængde 10 indtil bestemmelse af de største forskelle (største afstand d) mellem fremmede objekter og en objektgruppe.

En videreudformning af fremgangsmåden er ejendommelig ved det i krav 2 angivne.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen bliver der i modsætning 15 til den indledningsvis angivne kendte teknik arbejdet med den bedste arbejdsbølgelængde, men ikke med den samlede skala af de til rådighed stående bølgelængder. En forbedret udlæsesikkerhed er derfor resultatet.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning 20 til tegningen, der viser en udførelsesform for et prøveobjekt til udførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

På tegningen er vist et sidebillede af et prøveapparat for pengesedler. Med 1 er betegnet en lyskilde med bredt spektrum, f.eks. en xenonlampe med et bølgelængdeområde på mindst 300 - 1000 nm.

25 Den stråler direkte mod et referenceobjekt 2 i form af en hvid flade.

Over referenceobjektet kan som prøveobjekt 3 indskydes f.eks. en pengeseddel. Tre lysledere 4,5,6 detekterer den fra referenceobjektet 2 henholdsvis fra prøveobjektet 3 reflekterede stråling og leder denne over hvert sit let udskiftelige optiske filter 7,8,9 til hver sin 30 lysføler 10,11,12. Hvert af filtrene 7,8,9 lader kun et smalt spek-tralbånd med en bestemt middelbølgelængde λ passere, og hver af lysfølerne 10,11,12 modtager derfor kun lys af den til sit filter 7, 8,9 svarende bølgelængde λ^, λλ^. I stedet for som vist at detektere tre forskellige bølgelængder, kan det være fordelagtigt at be-35 nytte et større eller mindre antal bølgelængder, dog mindst to.

De af de enkelte lysfølere 10,11,12 som følge af den først fra referenceobjektet 2 og derefter fra prøveobjektet 3 reflekterede stråling frembragte signaler bliver ført til en på tegningen ikke vist evalueringsenhed, som sætter signalerne i relation til hinanden, 150551 3 forøger deres forskelle, normerer dem, og digitaliserer dem over en diskriminator- henholdsvis tærskelværdikobling med valgbar beslutningsgrænse, så at der på udgangen af evalueringsenheden optræder en ja/nej (god/dårlig)-afgøre!se. Den samme evalueringsenhed 5 tjener såvel til bestemmelse af de for en bestemt objektgruppe nødvendige bølgelængder af de optiske filtre samt disses antal som efter udført fastlæggelse af disse data i den praktiske anvendelse til afgørelse af, om et bestemt prøveobjekt hører til denne objektgruppe eller ikke. I det foreliggende eksempel er objektgruppen en be-10 stemt pengeseddel værdi, og prøveobjekterne er de enkelte pengesedler.

Først bliver evalueringsenheden anvendt til udarbejdelse af prøvebetingelserne, således at der fis si signifikante værdier som muligt til god/dårlig-afgørelsen af uens prøveobjekter. I dette øjemed 15 danner den for hver arbejdsbølgelængde til efter indskydningen af de pågældende filtre 7,8 og 9 og hvert prøveobjekt refleksionsforholdet R = f (λ), dvs. kvotienten mellem måleværdien pi referenceobjektet og målevær-20 dien på prøveobjektet. Disse målinger biiver udført på så mange prøveobjekter som muligt indenfor objektgruppen, men også såvidt muligt på objekter, som skal skelnes fra denne objektgruppe. De således opnåede værdier af R er endnu ikke tilstrækkelige til klart at fremhæve karakteristiske forskelle mellem prøveobjekterne indbyr-25 des. De bliver derfor hensigtsmæssigt omformet i mindst én matematisk transformation, således at middelværdien af alle måleværdier for en objektgruppe søger mod værdien 1.

I en første transformation danner evalueringsenheden efter udtrykket 30 r(X) = -K-Μ-

N

1 ^=Rj(x) N i = 1 35 for hver værdi af R for de valgte bølgelængder λ1 til λη en af forskellen mellem værdierne R for det enkelte prøveobjekt og den aritmetiske middelværdi af alle værdier af R for en objektgruppe afhæn- 150551 4 gig variabel r. Her betyder N antallet af de betragtede prøveobjekter, af hvilke værdien R blev bestemt for en bestemt bølgelængde λ.

For ved et pengeseddelprøveapparat at tage hensyn til den om- 5 stændighed, at farvetonen af en pengeseddel er blevet mere eller mindre mørk efterhånden, anvender man med fordel en anden transformation til normering af værdierne efter udtrykket r' (a.) = -JL&)- 10 __ϋ_

1 > ·, <M

n i = 1 15 I denne ligning betyder n antallet af de anvendte arbejdsbølge- længder, i eksemplet altså 3. Svarende til de n arbejdsbølgelængder fås for hvert prøveobjekt n værdier, der for en god/dårlig-afgørel-sen viderebearbejdes ved hjælp af evalueringsenheden til dannelse af den matematiske afstand, i det foreliggende eksempel efter Euklid, 20 nemlig efter udtrykket: n d= \ 1 (r' (V '1)2 ’ " i = 1 25 Hvert prøveobjekt er således kendetegnet ved sin forskel i af standen d fra den for objektgruppen efter den samme regnemetode bestemte aritmetiske middelværdi af d.

Beregningen af afstanden d skal under ændring af arbejdsbøl-gelængderne λ for de optiske filtre og måske af disses antal n gen- 30 tages, indtil der fås et så udsagnsegnet resultat som muligt, dvs. at afstanden d for objekter i en objektgruppe, altså f.eks. en pengeseddelslags, antager små værdier, medens objekter udenfor objektgruppen, altså andre pengesedler eller forfalskninger, skaf give si store værdier som muligt for d.

35 For det gunstigste valg af de optiske filtre kan en af en regne enhed styret koordinatskriver, som optegner kurverne for r = f (λ), r‘ = f (λ), være nyttig.

Si snart de bedste værdier for filtrene og disses antal er fundet, skal der for objektgruppen ved måling af så mange objekter som 150551 5 muligt optages et hyppighedsdiagram, og dettes spredning skal bestemmes. På grundlag af resultaterne kan god/dårlig-grænsen dg x = god, d > x = dårlig fastlægges og indstilles på en diskri-minator- henholdsvis tærskelværdikobling med valgbar beslutnings-5 grænse i evalueringsenheden til god/dårlig-afgørelse.

Prøvemetoden begrænser sig ikke kun til afprøvning af pengesedler eller lignende papirblade. Den kan anvendes til skelnen mellem vilkårlige genstande, som har synlige eller ikke synlige farveforskelle. Der kan her eksempelvis være tale om sortering af land-10 brugsprodukter, såsom kaffebønner, ærter osv., i gode og fejlbe-hæftede, eller til konstatering af en tilstrækkelig eller utilstrækkelig ristningsgrad af sådanne produkter, idet afgørelsen i sidstnævnte tilfælde ikke skal træffes mellem et enkelt objekt og en objektgruppe, men mellem to objektgrupper, hvor forskellene mellem deres middel-15 værdier af d er bestemmende for god/dårlig-afgørelsen.

Ved visse objektgrupper er det hensigtsmæssigt i stedet for refleksionsgraden at bedømme transmissionsgraden. Man lader da lysstrålingen trænge gennem objekterne og bedømmer absorptionen.

Lyskilden 1 befinder sig da på den ene side, og lyslederne 4,5,6 20 detekterer lyset på den overfor liggende side af prøveobjektet. Som referencestørrelse kan her detekteres den direkte stråling uden prøveobjekt, eller et referenceobjekt tjener hertil.

Den beskrevne skelnen mellem prøveobjekter i henhold til den foreliggende opfindelse lykkes også under anvendelse af andre reg-25 nemetoder, som teknikken stiller til rådighed for fagmanden, idet også ikke lineære omformninger kommer på tale.

Ved den mulige kombination af frit valgbare arbejdsbølgeområ-der kan det beskrevne apparat anvendes til et multiplum af objekter og levere entydige skelnemærker. Til prøvning af pengesedler er 30 navnlig afsløringen af spektrale forskelle udenfor det for det menneskelige øje synlige spektralområde interessant. Apparatet kan også finde anvendelse ved valg af passende arbejdsbølgelængder til konstatering af metamere farver.

35

Claims (2)

150551 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til optisk skelnen mellem prøveobjekter ved sammenligning af det for lys med forskellige bølgelængder λ fremkom-5 mende forhold R = f(\) mellem de af lysfølere bestemte måleværdier af det dels fra prøveobjektet og dels fra et referenceobjekt reflekterede henholdsvis absorberede lys, hvor såvel prøveobjektet som referenceobjektet udsættes for den samme stråling, hvor måleværdierne i et regnetrin forhøjes ved matematisk omformning, og hvor der ved 10 overskridelse af en tærskel frembringes et beslutningssignal for en god-dårlig-afgørelse, kendetegnet ved anvendelsen af den i og for sig kendte normeringsmetode, ved hvilken måleværdierne i • regnetrinnet normeres således, at de normerede, ved gode prøveobjekter med af antallet N bestemte normværdier stræber henfmod en enkelt 15 middelværdi, og af den i og for sig kendte afstandsbestemmelse, ved hvilken afgørelsessignalet frembringes for hvert prøveobjekt mellem dets pr. arbejdsbølgelængde λ bestemte normværdier og middelværdien, samt med den foranstaltning, at først de for en bestemt prøveobjekt-gruppe bedst egnede bølgelængder bestemmes, idet fremgangsmåden 20 gennemføres flere gange ved valg af værdier for dels antallet n af de forskellige arbejdsbølgelængder til λη og dels størrelsen af den pågældende arbejdsbølgelængde λ indtil bestemmelse af de største forskelle (største afstand d) mellem fremmede objekter og en objektgruppe.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en første matematisk transformation dannes efter udtrykket r(M- -sja- N 30 1 \ R. (λ) N - i = 1 hvor N er antallet af de betragtede objekter, for hvilke man har 35 bestemt værdierne af R for et vist antal arbejdsbølgelængder λ, og at der endvidere til normering af værdierne dannes en anden matematisk transformation efter udtrykket