EP3400584A1 - Completeness check of a value document - Google Patents

Completeness check of a value document

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EP3400584A1
EP3400584A1 EP16819440.5A EP16819440A EP3400584A1 EP 3400584 A1 EP3400584 A1 EP 3400584A1 EP 16819440 A EP16819440 A EP 16819440A EP 3400584 A1 EP3400584 A1 EP 3400584A1
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EP
European Patent Office
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feature
value
measurement
location
remission
Prior art date
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EP16819440.5A
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German (de)
French (fr)
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EP3400584B1 (en
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Wolfgang Rauscher
Erich KERST
Thomas Happ
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Publication date
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Publication of EP3400584B1 publication Critical patent/EP3400584B1/en
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a corresponding device for checking value documents for completeness and authenticity.
  • Forgeries of value documents could be composed of a plurality of sub-documents for which e.g. Sections of true value documents were combined with sections of copies. According to the invention, it is possible to identify such counterfeits safely and to check value dummies for their completeness or authenticity.
  • DE 197 14 519 A1 teaches scanning a document to be tested over the entire surface or along a defined measurement track with a sensor suitable for detecting the marker substance.
  • the distribution of the marker signal is determined and compared with the expected signal curve given by the pattern of the marker printed on the marker substance.
  • the general presence of the feature substance jumps in its distribution as well as areas deviating from the expected reference distribution are examined.
  • DE 10 346 636 A1 describes a sensor-based authenticity check of value documents with a luminescence marker, which takes place integrally along a track across the value document. While the addition of the luminescence signal along the measuring track is well suited for the detection of small, noisy spectral signals, this just prevents a small-scale and therefore precise evaluation of the completeness.
  • WO 2011/037750 A2 describes the authenticity recognition of bank notes by detecting a homogeneously distributed IR luminescent substance Measuring tracks and adjustment of the measured modulation of the luminescence intensity by overprinting or applied holograms, stripes, etc. with expected target profiles. In this case, areas with high statistical fluctuation, such as eg security thread or hologram stripes, are excluded from the evaluation and an authenticity decision is made if, for example,> 51% of the measured profile coincides with one of the four position-dependent authenticity references.
  • the achievable spatial resolution of the feature signal can be dramatically reduced in comparison to conventional resolutions of optical image sensors in the visible: the spatial resolution can be determined both by the detector technology used and by intrinsic time characteristics of the feature substance, such as e.g. be limited to the onset of a luminescent. Especially with track-bound sensors, the pixel size can be in the range of a few mm or even a few cm. In order to be able to derive the completeness of the value document as reliably as possible in such situations from the feature measurement, the information of each individual measuring pixel must be adequately evaluated and used for the completeness check.
  • the present invention aims to provide a reliable completeness measurement or completeness check of modern value documents for the detection of so-called snippet counterfeits under the conditions of fast-running banknote processing machines (ie measurement at relative speeds of, for example, 1-13 m / s, preferably 6-12 m / s between banknote and sensor).
  • fast-running banknote processing machines ie measurement at relative speeds of, for example, 1-13 m / s, preferably 6-12 m / s between banknote and sensor.
  • the combination of the most diverse security features on the value document and their interaction with the sensor-based measurement of the machine-readable feature also occurs in the case of homogeneous machine-readable features. Often malstoff a complex modulation pattern of the measured intensity of the feature signal on. This makes the direct completeness assessment considerably more difficult. In this case, it is assumed, in particular, from the case frequently encountered in reality that there is no denomination or position information at the time of the measurement or the completeness assessment.
  • At least one value document has at least one machine-readable feature at at least two different locations.
  • the value document is at least locally stimulated. This can be done for example by means of electromagnetic radiation, for example light having a wavelength in the visible spectral range.
  • a magnetic loading of the value document can take place.
  • a feature intensity with respect to the machine-readable feature substance is detected at a plurality of different locations of the value document.
  • an optical and / or magnetic detection unit can be used.
  • the registration unit forms Add a characteristic value to each measuring location.
  • the feature intensity is determined location-related to the measurement locations of the value document.
  • the localized surface element of the location-related feature intensity and / or the location-related remission value can subsequently be understood as a pixel.
  • a feature value or a plurality of, in particular contiguous, feature values can be used.
  • a partial aspect of the feature value for example a specific wavelength when detecting a spectral range, can be used to generate or capture the feature intensity.
  • the location-related feature intensities are classified based on a threshold value.
  • a location-related classification of the feature intensity can be carried out for each location-related feature intensity, for example in locally true or locally unreal.
  • location-related limits of an expected spatial distribution of the machine-readable feature substance are determined. These limits preferably reflect the longitudinal extent and / or width extent, particularly preferably the area extent, of the value document. Furthermore, based on the limits, errors in the structure, for example falsifications of a value document, in particular when falling below a minimum length, can be determined.
  • the location-related distribution of the classified feature intensities is evaluated.
  • at least two classified feature intensities are evaluated in relation to one another and / or to the specific location-related limits.
  • the feature intensities at the individual measurement locations are preferably given with suprathreshold intensity as locally true or with subliminal intensities. classified as locally spurious. These measuring locations are also referred to below as classified pixels.
  • a reference feature intensity can be used as comparison value.
  • Value documents are sheet-like objects with a front and a back understood that represent, for example, a monetary value or an authorization and therefore should not be arbitrarily produced by unauthorized persons. They therefore have features which are not easy to produce, in particular to be copied, whose existence is an indication of the authenticity, i. the manufacture by an authorized agency. Important examples of such value documents are coupons, vouchers, checks and in particular banknotes.
  • At least one location or pixel is assigned a specific location-dependent threshold value.
  • a plurality of locations or pixels or a group thereof is assigned a location-dependent threshold value. Based on location-dependent thresholds, a more detailed location-dependent classification of the location-related feature intensities is possible. In particular, special the location-dependent properties are represented and checked by the location-dependent threshold values.
  • the local authenticity is determined on the basis of a feature intensity.
  • a plurality of feature values for example of a luminescence radiation, are used for the assessment of the local authenticity.
  • a specific comparison of the determined feature values with the expected feature values of a genuine value document can be carried out and taken into account when determining the feature intensity.
  • the feature intensity may be e.g. are determined to be zero if the spectral distribution of the luminescent radiation does not match the expected spectrum.
  • a local authenticity of the value document can be determined.
  • an evaluation of the entire value document for completeness and / or authenticity is possible.
  • remittance values are recorded spatially resolved at a plurality of different locations of the value document.
  • the measurement locations of the remission values preferably correspond essentially to the measurement locations of the feature intensities.
  • the area of the measurement location of a remission value may be larger or smaller than the area of the measurement location of the corresponding feature intensity.
  • the measuring locations an equal area on.
  • the measuring location of a remission value can also be offset, preferably designed to overlap the measuring location of a feature intensity.
  • the spatially resolved detection of the remission values is preferably carried out simultaneously with the spatially resolved detection of the feature intensity values.
  • the acquired location-related remission values may, according to one embodiment, be parameters of a characteristic for location-dependent or location-related threshold values.
  • the track integrity is determined.
  • characteristic values i. location-related feature intensities and, where appropriate, location-related remission values along a measurement track on the value document are detected and taken into account for determining the track completeness.
  • the data of this measuring track are evaluated by using the invention as a single-track sensor. Essentially, however, only one-dimensional track completion can then be tested and evaluated. For this purpose, first the individual feature intensities and, if appropriate, remission values of the pixels are individually compared with a minimum value and classified in real or spurious, or corresponding, for example, as subliminal, suprathreshold or average. The length of the value document can be determined from the distance between the two outermost measuring points with a signal intensity above a minimum threshold.
  • the measured length of the value document can preferably be determined in a transport direction by an edge detection from a feature input.
  • intensity curve are determined.
  • the feature intensity curve spatially resolved feature intensities are recorded. That is, the feature intensity curve includes value points resulting from the feature intensity and the associated location.
  • the extreme spatial positions are determined at which an averaged threshold (upper threshold - lower threshold) / 2 of the feature intensities is reached.
  • the difference between the two location-related feature intensities results in the measured length of the value document, whereby the size of the pixel or location of the location is usually taken into account, in particular added.
  • the accuracy of the length determination can be increased by interpolating the feature intensity curve between the measured points, preferably linearly (alternatively spline), and thus determining the length subpixel-exactly.
  • the determined length is then compared to a known minimum length, e.g. corresponds to the true length of the shortest denomination variant of a banknote series.
  • the completeness can be determined quantitatively simply by the ratio of the number of pixels with suprathreshold feature intensity, or real pixel to the number of pixels corresponding to the measured length (assuming a constant transport speed or
  • the measurement of the feature sensor is triggered so that the measurement points of different value documents always different
  • a sensor has a plurality of measuring tracks, such as, for example, a sensor. B. 2, 4, 6, 8, 10, 20 or more measuring tracks, so that a two-dimensional distribution of the feature intensities is recorded.
  • a threshold value classification of the individual location-related feature intensities is initially also carried out.
  • a convex hull is calculated around the determined suprathreshold location-related feature intensities.
  • known or predetermined location-related subliminal feature intensities for example by a background system, are compared with the determined location-related suprathreshold feature intensities covered by the convex hull, for example a number.
  • the evaluation can be carried out at subliminal location-related feature intensities. Furthermore, an evaluation with respect to possibly detected and known or predetermined remission values is possible.
  • the convex hull is calculated separately for each row, i. in this case, the interval between the front and back of the row. For each interval, subliminal location-related feature intensities are marked as spurious or corresponding.
  • a two-dimensional convex hull is calculated over the locations of all the suprathreshold pixels, e.g. with the Graham algorithm. For example, all subliminal pixels with locations within the convex hull are marked as spurious or equivalent.
  • subliminal location-related feature intensities within the convex hull may be rejected if, for example, their measurement locations fall within occurring patterns, such as e.g. a transparent window or a metal LEAD strip lie.
  • the two-dimensional distribution of the suprathreshold pixels is preferably analyzed and evaluated.
  • location-related feature intensities classified as incorrect or correspondingly are determined and identified, marked and counted in two-dimensional contiguous areas. Lying z. If, for example, more than 2, 3, 5,... (Depending on the resolution) are associated with location-related feature intensities that are associated with each other as spurious or correspondingly, then a potentially missing area is recognized. Subsequently, the position and geometric extent of the regions classified as spurious or correspondingly are analyzed and compared with patterns that occur in a known manner, such as, for example, a transparent window or a metallic LEAD strip.
  • the shape, maximum width and relative position to the edges or corners of the value document is checked for plausibility and classified in case of deviations as "incomplete” or similar.
  • the individual tracks are evaluated analogously to the single-track sensor described above, which provides several measurements for the track completeness.
  • the authenticity and / or completeness of the value document is recognized if there is at least one specific relationship between the number and a spatial distribution of the classified pixels, feature intensities and / or remission values.
  • the measured length can be determined from the maximum value of the individual determined track lengths and, in the case of deviations of the other track lengths, preferably closed taking into account a tolerance value for the presence of missing completeness.
  • a complete column can be determined, in particular by taking into account a plurality of measuring tracks.
  • the spatially resolved detection of the feature intensities may comprise the measurement of a spectral luminescence intensity of a luminescent substance. Accordingly, the value document can
  • the spatially resolved detection can comprise a spectral measurement of a Raman band and / or a so-called surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS).
  • the detection may comprise a measurement of an absorption band with respect to a specific spectral range, for example infrared and / or the measurement according to magnetic properties.
  • Feature values may include measurement results, for example with respect to a spectrum.
  • the feature values are specifically processed to provide feature intensities.
  • the characteristic values can be used with a filter, for example for
  • the characteristic values can be assigned an algorithm.
  • the feature values may be sensor values from which feature intensities are eventually determined.
  • the characteristic values each may comprise a plurality of different feature intensities.
  • feature intensities and / or, if appropriate, remission values can take place both on a front side and on a back side of the value document.
  • feature intensities and / or, if appropriate, remission values can be detected on the same and / or opposite side, in particular with respect to the measurement location.
  • the feature intensities and / or, if appropriate, remission values are recorded at the same, opposite locations of the front and back sides.
  • location-dependent threshold values can be determined by a characteristic which depends on the feature intensities determined at the respective location on the opposite side of the value document
  • transmission values are detected spatially resolved, preferably by time-shifted illumination in the context of remission measurements on the front and back and / or by time-shifted illumination in the context of the measurement of feature values or the detection of feature intensities on the front and back of the value document.
  • a combined classification taking into account data tuples assigned to the measurement locations can be undertaken at a plurality of measurement locations.
  • the data tuples comprise at least one feature intensity and at least one of the following components: a further feature intensity, a remission value, and / or a transmission value.
  • a sensor or a sensor unit and / or a bank-note processing machine which are designed to carry out a method set forth here.
  • the sensor may be part of the sensor unit and / or the bank-note processing machine.
  • the local excitation of the value document, in particular of the feature substance preferably takes place with the aid of an excitation radiation.
  • the feature substance preferably has a luminescent substance or a Raman-active substance or a substance which can be detected by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS).
  • SERS surface-enhanced Raman spectroscopy
  • the feature substance may have magnetic properties.
  • every feature substance with machine-testable properties is conceivable.
  • the feature substance can also be regarded as a marker.
  • the excitation radiation can be spectrally narrowband, broadband, or a superimposition of different narrowband and / or broadband radiation components.
  • the value document is illuminated with a test radiation for checking the presence of a document substrate at the respective measuring point, for size measurement of the value document and / or for measuring a remission value.
  • the excitation radiation and / or the test radiation are measured in a spatially resolved manner in accordance with an embodiment of the invention.
  • the value documents to be checked for completeness in the context of this invention are equipped with at least one machine-readable feature substance which has been introduced or applied at least along a track in the direction of movement of the value document.
  • the machine-readable feature preferably comprises at least one luminescent marker (luminescent substance), more preferably inorganic phosphors based on rare earth or transition metal ion-doped host lattices.
  • the machine-readable feature substance is preferably distributed homogeneously over the surface of the value document or homogeneously into the volume of the document
  • Value document paper or polymer introduced.
  • it may be printed over the entire surface or in subregions of the value document, but at least along a track over the length, or in the case of a transverse transport over the width of the document.
  • this can either be used at shorter wavelength (anti-Stokes wavelength).
  • Luminescence or Upconverter and / or at a longer wavelength than the excitation wavelength (Stokes luminescence) emit.
  • Anti-Stokes emitters are not preferred since they typically have a significantly lower brightness.
  • at least two independently measurable feature substances are present in the value document, which are either spatially or equally distributed. This can be, for example, two independent feature substances introduced into the substrate of the value document (polymer or paper). Alternatively, a feature substance may be present in the substrate and a second feature substance may be printed.
  • a suitable sensor for the machine-readable feature is required.
  • a luminescent feature or a SERS feature it is typically designed for the spectrally resolved detection of the feature substance.
  • the feature sensor is preferably installed in a machine for automated checking or sorting of value documents, in particular a bank note processing machine. This transports the value documents to be tested linearly through the detection range of the sensor device in a predetermined transport direction.
  • the feature sensor may include a luminescence sensor.
  • the luminescence sensor is preferably used as a detection device for the spectrally resolved detection of the luminescence radiation in at least one
  • the spectral resolution can be determined either by dispersive elements, such. B. diffraction gratings in reflection or transmission or by suitable filters in front of the respective detector elements can be achieved.
  • the spectral resolution of the detector has at least two wavelength channels, preferably> 4, more preferably> 8 different wavelength channels.
  • the sensor illuminates it in a detection area with an excitation radiation. This is tuned to the luminescent substance used to mark the value document and is in the optical range, ie in the UV, VIS or IR spectral range.
  • the excitation radiation can be spectrally narrowband, broadband or a superposition of different narrowband and / or broadband radiation components.
  • the luminescence sensor is preferably additionally equipped with a reflectance sensor. Here it illuminates the document of value in addition to the excitation radiation with a test radiation. This serves to check for the presence of the document substrate at the momentarily illuminated location or the size measurement of the value document and / or the measurement of the remission.
  • the test radiation preferably has a spectral distribution which coincides with the spectral detection range of the
  • Detection device at least partially or completely overlapped. In this case, the remission of the value document can be determined directly without the need for a separate detector.
  • the luminescence in addition to spatially resolved remission is measured and the geometric imaging properties of the two Detection channels each associated with the associated measurement locations of the luminescence.
  • the illumination surfaces of the excitation radiation and of the test radiation preferably overlap spatially in the detection range of the sensor or are largely identical, so that the spatial assignment of the measured values can take place directly.
  • the senor has a control and evaluation device which controls the emission of excitation radiation or test radiation and receives the signals of the detection device (s), processes them and evaluates them with regard to authenticity or completeness.
  • test radiation and the excitation radiation are irradiated with suitable light sources, e.g. Incandescent lamps, flash lamps, LEDs or laser diodes, in particular edge emitter or VCSEL generated. Possibly.
  • suitable light sources e.g. Incandescent lamps, flash lamps, LEDs or laser diodes, in particular edge emitter or VCSEL generated.
  • filters or phosphor converters are required to produce the desired spectra.
  • the remission is typically determined in the visible spectral range either in a broad or alternatively narrowly narrowed wavelength range. Alternatively, the remission may also be in a non-visible spectral region such as e.g. be determined in UV or NIR.
  • the luminescence signal obtained during each measurement cycle can be evaluated locally for each individual measurement point.
  • This can include the evaluation of a spectral distribution, for example, after an offset correction or background correction, whereby any signal contributions introduced by scattered light or by the amplifier or evaluation electronics are eliminated.
  • the necessary correction parameters can either be preset or determined dynamically using suitable dark measurements. These can be carried out, for example, if no value document is currently in the detection range of the sensor and / or one (or more) measuring point is "sacrificed" on the value document itself and, instead, a dark measurement is carried out without excitation and without test illumination.
  • the measured spectra can be normalized with pre-set or separately measured illumination intensities or remission values etc. measured on special calibration substrates.
  • the local authenticity of the value document is checked on the basis of the measured luminescence signal. This can be done on the basis of the spectral distribution or additionally evaluate the arrival and / or decay behavior.
  • at least one intensity value is calculated which represents a measure of the local luminescence intensity and together with the measuring location, i. h., z. B. the x-y coordinate formed from tracking and transport position is stored.
  • the remission value is determined in the case of narrow-band test illumination, or the remission values of several spectral channels in the case of spectrally resolved remission measurement.
  • the further evaluation is carried out in two stages: First, the feature values are classified into locations with suprathreshold feature intensity (real or analog) and locations with subliminal feature intensity (spurious or analog). Subsequently, the completeness is determined on the basis of the number and distribution of spatially resolved feature intensities classified as spurious.
  • Case 1 describes an evaluation without denomination information and without remission measurement. In this most difficult case, the sensor merely measures the machine-readable feature without having any further information about the present value document or about its true or apparent size. Thus, only the measurement data distribution of the machine-readable feature is available for the completeness evaluation. Nevertheless, on the basis of this limited information, a well-founded statement of completeness can be made. In reality, counterfeit or incomplete value documents are relatively common in which narrow vertical structures or stripes have been cut out. To be able to recognize this efficiently is one
  • the number of subliminal pixels is determined column by column and compared with a threshold value. If this threshold (of eg 2 or 3) is exceeded in a column, the value document is rejected as incomplete. As a result, these types of counterfeiting are detected particularly effectively with vertically extended manipulations.
  • a different evaluation takes place between the edge tracks and middle tracks. This makes it possible to detect missing measuring ranges, which occur due to a tilting of the value document in the transport, and to reduce the frequency of value documents erroneously classified as incomplete. In one embodiment, for example, track completeness in the evaluation can generally be ignored.
  • the edge track in the shortened form can be evaluated within the extent recognized by the remission measurement.
  • a combination of the convex hulls of the distributions of the two feature material measured values can be used as a measure of the geometric extent of the value document.
  • the completeness check is carried out by a machine-dependent evaluation, in which the actual geometry proportions are taken into account with regard to the transport of value documents.
  • the orientation of the transported value documents can be either along the lower edge or center-centered, for example. This has the consequence that when processing different denominations with different sizes (especially widths) depending on the machine different tracks may expect feature signals. Since these transport properties always remain constant, they are advantageously taken into account for the assessment of completeness and parameterized during installation of the sensor. In particular, it is defined which tracks should always be completely present (center track (s) vs. lowest track or second lowest track for consideration of a skew).
  • both the trace completeness and the area completeness are preferably evaluated and finally combined into a measure for the completeness.
  • an identified lack of trace completeness can lead to the entire value document being recognized as incomplete, even if the area completeness is perhaps still within an accepted tolerance threshold.
  • a particularly reliable evaluation of the completeness is carried out under examination at the level of the pixels (pixel completeness), at the level of the measuring tracks (trace completeness) as well as at evaluation of the two-dimensional distribution of the measured values obtained (surface completeness or two-dimensional completeness).
  • FIG. 1 A schematic representation of an embodiment of a method according to the invention
  • FIG. 2a shows a first diagram according to an embodiment for classifying at the pixel level
  • FIG. 2b shows another diagram according to an embodiment for classifying at the pixel level
  • FIG. 3 is a schematic representation of a characteristic curve for threshold values for classification at the pixel level;
  • Figure 4 A schematic representation of the timing of the illumination for remission or;
  • FIG. 5a a schematic representation for the classification on the pixel level with bilateral feature measurement
  • FIG. 5b shows a schematic representation of a further characteristic for the classification on pixel level with double-sided feature measurement
  • FIG. 6 a curve of feature intensity, remission value and a dynamically determined threshold value for classification at the pixel level
  • FIG. 7 a schematic representation of remission values of a banknote to be checked
  • FIG. 8 shows a schematic representation of feature intensities of a banknote to be checked
  • FIG. 9 shows a schematic representation of feature intensities of an incomplete banknote to be checked
  • FIG. 10 a a schematic representation of location-related distribution of classified feature intensities
  • FIG. 10b a schematic representation of location-related distribution of classified feature intensities of an incomplete banknote
  • FIG. 11 a representation of transmission values of a banknote
  • FIG. 12 another schematic representation of a pixel-by-pixel classification
  • Figure 13 is a schematic representation of a combined classification of feature values.
  • FIG. 1 shows schematically a method sequence for testing a value document according to the invention.
  • a value document is provided.
  • the value document comprises at least one machine-readable feature substance.
  • the feature substance is arranged at at least two different locations, preferably arranged over a substantial area of the value document.
  • the machine-readable feature substance extends partially over the entire areal extent of the value document.
  • the value document is at least locally excited, preferably with electromagnetic radiation.
  • the stimulation can be done by irradiating the entire value document.
  • an area-wise, particularly preferably a punctual irradiation of the value document takes place.
  • Machine-readable feature substance detected at several different locations of the value document (S3a).
  • the detection usually relates to the surface portion of the document of value which has been excited by means of electromagnetic radiation, wherein preferably the excited portion has an area equal to or greater than the area or point detected.
  • a remission value is detected spatially resolved with respect to the feature values acquired in step 3a (S3b), it also being possible to detect a plurality of remission values, which relate, for example, to different wavelengths.
  • a step S4 the feature values and the preferably detected remission value are evaluated spatially resolved in accordance with the steps S2, S3a and optionally S3b.
  • the feature values are compared with expected reference signals, and a feature intensity is determined in each case for the feature values acquired spatially resolved.
  • a normalization of the location-related feature intensities takes place.
  • a classification of the location-related feature intensities takes place in step S5.
  • the classification is based on a lower threshold value of the feature intensities (see Fig. 2a) or a combined use of a lower and upper threshold value of the feature intensities (see Fig. 2b) or a use different threshold values of the feature intensities, in particular as a function of one or different remission values (FIG. 3).
  • step S4 may preferably take place immediately after step S3a, and / or for one or more feature intensities, step S4 may be performed after the detection of the plurality of feature intensities according to S3a.
  • step S5 can preferably take place immediately after step S4 and / or step S5 can be carried out for one or more feature intensities after the evaluation of the plurality of feature intensities according to S.
  • step S6 based on the evaluation from step S4 or alternatively based on the classification of the feature intensities from step S5, a location-related distribution of the feature intensities is determined.
  • expected location-related limits of the distribution of the feature substance are derived. These location-related limits are determined either from the distribution of the classified location-related feature intensities, for example by calculating the convex hull of the suprathreshold feature intensities, or by taking into account further measured values, in particular the remission values.
  • step S7 the location-related distribution of the classified feature intensities obtained in step S5 is evaluated. The evaluation takes place, in particular, with regard to the relative position of the pixels classified above or below the threshold, and with regard to the relative position of the subliminally classified pixels relative to those determined in S6 Limits of the expected spatial distribution of the machine-readable feature substance.
  • a completeness measure for the entire value document is determined, which is used for authenticity assessment or, for example, for sorting decisions in one
  • Bank note processing machine can be used.
  • FIGS. 2a and 2b respectively show an intensity field for a sampled pixel, wherein the threshold values for feature or remission signals used for classifying at the pixel level are entered by way of example according to one aspect of the present invention.
  • the classification of the pixels in real / non-genuine takes place by way of example with reference to FIG. 1 as follows. To evaluate a value document for authenticity and / or completeness, a pixel-based classification is performed.
  • Value documents are classified "black” while existing areas of the value document (R> Ri), i. h., a sufficiently high remission value is detected, classified without adequate feature signal as suspected of being forged, in particular as snippet forgery, "red”. If there are areas with inadequate remission but with sufficient feature intensity, these are classified as a "feature excess” "yellow”. This can be z. For example, in the case of heavy soiling (with special spectral behavior of the illuminated surfaces) or in window areas with an invisible feature.
  • an upper threshold for the expected feature intensity Mmax is used.
  • all areas can be classified with an excess of feature signal "yellow".
  • the combined evaluation of remission and feature intensity at the pixel level allows in any case a simple consideration of otherwise problematic situations, such.
  • a run-up (ie y-offset) or skew one Value document in the processing machine as a result of a transport fault.
  • the pixel-level remission signal is used to normalize the feature signal (only in the linear region) for the purpose of fouling or overprint correction.
  • edge effects are taken into account if the value document edge only partially overlaps with the measurement pixels and therefore reduced feature and remission intensities are recognized.
  • the threshold for the feature intensity required for authentication can be adapted pixel-by-pixel on the basis of the measured remission signal.
  • a characteristic curve or a characteristic map for the authenticity detection is defined, as shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a characteristic curve for the threshold values for classification on the pixel level.
  • the presence of a document is detected for remission values R above a reflectance threshold Ri.
  • This threshold can be set uniformly for all tracks, or, preferably, for each track, individually parameterized using reference measured values for white or black samples.
  • a reduced threshold for the feature intensity M is also used (Mi> M). If correspondingly lighter areas (Ri ⁇ R ⁇ R 2 ) are present, the required feature intensity threshold is preferably increased correspondingly between Mi and M 4 . At particularly strong reflecting sites (R> R 2 ) it can be assumed that there is no normal security substrate but a metallic reflector such. A hologram, Safety stripes or similar. Since these are typically opaque to optical radiation, the threshold value for the feature signal is correspondingly reduced to M3, since the covered areas under
  • Circumstances can only deliver a greatly reduced signal contribution. If the spatial resolution of the feature sensor is not significantly higher than the dimensions of the opaque structures, masking will not be digital but will mostly occur partially. This is due to a gradual reduction of the feature threshold between M 4 and M3 in the range
  • R2 ⁇ R ⁇ R3 taken into account.
  • M2 M2
  • M3 M3
  • a hologram strip is marked in "red”.
  • M2 can also be parameterized to very low values, which results in a classification of reflective hologram strips as "green”.
  • the first check for completeness is now made on a pixel basis: Within the recognized area of the value document, the number of measuring points or pixels classified as "red” must not exceed a certain threshold. In the strictest interpretation with the threshold 0, this means that not a single measurement location with insufficient feature intensity may be present, so that the value document is recognized as complete. In other variants, individual "red" pixels can be tolerated.
  • the ratio of the number of all green pixels relative to the number of all pixels within the extent of the value document can be formed and checked against a minimum threshold. This corresponds to an area percentage or the area-related degree of completeness.
  • the trace lengths determined from the reflectance measurements are each used as a yardstick for evaluating the trace completeness.
  • the number of "green" classified pixels in that track is divided by the number of all pixels within that track length.
  • the two-dimensional distribution of the feature intensity or the two-dimensional distribution of the classified pixels is also evaluated here as described above.
  • holes or opaque patches within the value document can be located.
  • the occurrence of larger holes is specifically examined.
  • "red" subliminal subpixels are searched for within the extent of the value document determined by the convex hull, and two-dimensional, contiguous areas are counted and identified / marked. Lying z. B. more than 2, 3, 5, ... (resolution-dependent) before contiguous red pixels, so a potentially missing area is detected. Subsequently, the location and geometric extent of the analyzed "red" areas and patterns occurring in a known manner such. B. a transparent window or a metallic hologram strip aligned. In particular, the shape, maximum width and relative position to the edges or corners of the value document is checked for plausibility and classified in case of deviations as "incomplete".
  • the number of red pixels is determined column by column and compared against a threshold value. If this threshold (of eg 2 or 3) is exceeded in a column, the value document is rejected as incomplete.
  • the maximum occurring width of a hologram strip may be considered by classifying value documents having a larger number of red pixels in the higher resolution measurement direction than a defined threshold directly as incomplete.
  • the authenticity sensor comprises two
  • Partial sensors that allow a two-sided measurement of the feature intensity on each document of value.
  • at least on one side-or more preferably on both sides-a remission channel is also available, with which the (track) length as well as the exact position and orientation of the value document are determined.
  • the two part sensors are centrally controlled in order to synchronize the timing of the excitation or measured value recording for both partial sensors.
  • two separate front and backside sensors are used, which are synchronized in one master / slave configuration by one of the two sensors ("master").
  • this master sensor sets the operating mode and outputs to be maintained time delays for the measuring pulses and / or measured value recording after a trigger signal before.
  • different sensor architectures for the master or slave sensor can preferably be used.
  • one of the sensors with a more complex measurement technique than the other sensor be equipped and check the feature values with a higher accuracy or a higher spectral resolution.
  • the two partial measurements of front and back are then evaluated in combination.
  • the measurement data are assigned to the respective measurement locations on the value document, the location-related data tuples are formed and evaluated (remission, feature, feature 2) or (remission 1, remission 2, feature 2, feature 2).
  • the position or timing of the two measurements (front, back) is coordinated so that the value document at the same pixel positions on the front and back are measured.
  • the measurement takes place (almost) simultaneously, i. that a measuring point at a location of the value document is detected almost simultaneously from the front and from the back.
  • this has the advantage that a mostly unavoidable crosstalk between front and rear side measurement does not lead to artifacts and interference signals, but instead amplifies the feature signal to be measured.
  • the illumination of the first partial sensor can advantageously also be exploited for a transmission measurement with the detector part of the second partial sensor if the two illumination light pulses have a small time offset so that the transmission signal can be recorded separately from the remission signal 2.
  • This temporal sequence of the light pulses or detections is shown schematically in FIG.
  • transmission, remission, remission2 are then available for each measuring location as well as feature, feature2 as database for the completeness evaluation. This allows the complete completeness evaluation even with existing opaque (metallic) or transparent (window) security features, which may otherwise hinder the completeness check of certain parts of the value document.
  • the illumination for the remission measurement (alternatively: feature measurement) of the front and the back are slightly offset in time, so that detector 2 can determine the transmitted portion of the illumination 1 independently and undisturbed by the illumination 2, as shown in FIG.
  • the sum (or the mean or the maximum) of feature and feature 2 is formed at each measurement location and then classified and evaluated according to the procedures described above.
  • a more accurate rating is achieved when individual thresholds for feature and feature2 are applied. These can depend both on remission and on the other characteristic value. In place of the characteristic curve described above for the pixel-wise red / green
  • FIGS. 5a and 5b show a characteristic diagram for the threshold values for classification on the pixel level with bilateral feature measurement.
  • FIG 5a is a classification based on static thresholds of
  • Feature value (Wed, min, With the map in Figure 5b is a Classification taking into account change effect effects, such. B. reflection on unilaterally applied metallic surface structures.
  • Example 1 Here a spectrally resolving Emspur luminescence sensor with remission measurement is used for the completeness test.
  • the sensor is operated on a banknote processing machine at 11 m / s transport speed and used for authenticity and completeness testing of banknotes with a luminescence marker which is matched to the luminescence sensor and inserted into the paper.
  • the banknotes have a reflective hologram strip on the front in the right area.
  • FIG. 6 shows a feature curve (O), a remission curve (x) and the dynamically calculated feature threshold (dashed line) of a genuine and complete banknote. Both remission and feature intensity are significantly modulated. Nevertheless, the completeness can be correctly determined by applying a reflection-dependent threshold in the classification of the feature intensity.
  • Example 2 Here, a spectrally resolving 11-track luminescence sensor with reflectance measurement is used for the completeness test.
  • the sensor is placed on a banknote processing machine at 11 m / s trans- operated for speed and authenticity and completeness of banknotes with a luminescence marker introduced into the paper.
  • the banknotes have a reflective hologram strip on the front in the right-hand area and a transparent window in the left-hand area.
  • FIG. 7 shows a representation of the measured remission values of the banknote. High remission occurs especially in the area of the reflective hologram strip, while very low remission is present in the transparent window.
  • FIG. 8 shows a representation of the feature intensity of the banknote.
  • White corresponds to high intensity, while black corresponds to low values.
  • black corresponds to low values.
  • the hologram strip In the area of the window (left) and the hologram strip (right) only very low feature intensity is detectable.
  • FIG. 9 shows a representation of the feature intensity of an incomplete banknote with a diagonally inserted stripe of a copy without a feature.
  • FIG. 10a shows a pixel-wise classification of the banknote (FIGS. 7-8) with a dynamic threshold.
  • the low feature intensity in the area of the hologram strip could be taken into account by the dynamic threshold, while the missing feature intensity in the window area could be taken into account.
  • FIG. 10b shows a pixel-by-pixel classification of the incomplete bank note (FIG. 9) with a dynamic threshold.
  • the small feature intensity in the area of the hologram strip could be corrected by the dynamic threshold, while the missing feature intensity in the window area is marked in red for lack of remission signal.
  • the banknote of FIGS. 7-8 was measured again with a sensor structure with double-sided measurement. Characteristics (front), feature2 (rear), remissionl (front), remission2 (rear) and transmission were measured.
  • FIG. 11 shows transmission data of the banknote For classifying the measurement pixels, the front and rear sides were classified separately with a dynamic feature threshold and then separated according to the following assignment of the class assignments determined on the front (classification) and back (classification) to a total classification for each pixel combined, as shown in Figure 12 is shown.
  • FIG. 13 diagrammatically shows a combination of feature values classified on both sides, according to which evaluation of the value document or of the banknote likewise takes place for authenticity and / or completeness.

Abstract

The invention relates to a method, a sensor, a sensor unit, and a banknote processing machine for checking the completeness and/or authenticity of value documents. A value document comprises at least one machine-readable distinguishing substance at at least two locations. According to the method, the value document is excited (S2) at least locally at measurement locations. Furthermore, a distinguishing intensity of the machine-readable distinguishing substance is detected (S3a) at multiple different locations of the value document in a spatially resolved manner. The location-related distinguishing intensities are classified (S5) in a location-related manner using a threshold. Furthermore, location-related limits of an expected location distribution of the machine-readable distinguishing substance are determined (S6). Lastly, a location-related distribution of the classified distinguishing intensities is evaluated (ST).

Description

V o 1 1 s t ä n d i g k e i t s p r ü f u n g e i n e s W e r t d o k u m e n t s  V o 1 1 s t i n d i g e s t i n g e n t i o n s w e r t d o k m e n t s
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Prüfen von Wertdokumenten auf Vollständigkeit und Echtheit. Fälschungen von Wertdokumenten könnten aus einer Mehrzahl von Teildokumenten zusammengesetzt sein, für die z.B. Abschnitte von echten Wertdokumenten mit Abschnitten von Kopien kombiniert wurden. Erfindungsgemäß ist es möglich, derartige Fälschungen sicher zu identifizieren und Wertdokumerite auf deren Vollständigkeit bzw. Echtheit zu prüfen. The present invention relates to a method and a corresponding device for checking value documents for completeness and authenticity. Forgeries of value documents could be composed of a plurality of sub-documents for which e.g. Sections of true value documents were combined with sections of copies. According to the invention, it is possible to identify such counterfeits safely and to check value dummies for their completeness or authenticity.
DE 197 14 519 AI lehrt, ein zu prüfendes Dokument vollflächig oder entlang einer definierten Messspur mit einem zum Nachweis des Markerstoffs geeigneten Sensor abzutasten. Dabei wird die Verteilung des Markersignals bestimmt und mit dem durch das Muster der mit dem Markerstoff aufge- druckten Markierung vorgegebenen, erwarteten Signalverlauf verglichen. Insbesondere werden dabei auf das generelle Vorhandensein des Merkmalstoffs, Sprünge in dessen Verteilung sowie von der erwarteten Referenzverteilung abweichende Bereiche geprüft. Die DE 10 346 636 AI beschreibt eine sensorbasierte Echtheitsprüfung von Wertdokumenten mit einem Lumineszenzmarker, die integral entlang einer Spur quer über das Wertdokument erfolgt. Während die Addition des Lumineszenzsignals entlang der Messspur gut zur Detektion kleiner, verrauschter Spektralsignale geeignet ist, verhindert diese gerade eine kleinteilige und damit präzise Bewertung der Vollständigkeit. DE 197 14 519 A1 teaches scanning a document to be tested over the entire surface or along a defined measurement track with a sensor suitable for detecting the marker substance. The distribution of the marker signal is determined and compared with the expected signal curve given by the pattern of the marker printed on the marker substance. In particular, the general presence of the feature substance, jumps in its distribution as well as areas deviating from the expected reference distribution are examined. DE 10 346 636 A1 describes a sensor-based authenticity check of value documents with a luminescence marker, which takes place integrally along a track across the value document. While the addition of the luminescence signal along the measuring track is well suited for the detection of small, noisy spectral signals, this just prevents a small-scale and therefore precise evaluation of the completeness.
Die WO 2011/037750 A2 beschreibt die Echtheitserkennung von Banknoten über den Nachweis eines homogen verteilten IR Lumineszenzstoffs entlang von Messspuren und Abgleich der gemessenen Modulation der Lumineszenzintensität durch Überdruckung oder aufgebrachte Hologramme, Streifen, etc. mit erwarteten Sollprofilen. Dabei werden Bereiche mit hoher statistischer Fluktuation wie z.B. Sicherheitsfaden oder Hologrammstreifen von der Bewertung ausgenommen und eine Echtheitsentscheidung getroffen falls z.B. > 51 % des gemessenen Profils mit einer der vier lageabhängigen Echtheitsreferenzen übereinstimmen. WO 2011/037750 A2 describes the authenticity recognition of bank notes by detecting a homogeneously distributed IR luminescent substance Measuring tracks and adjustment of the measured modulation of the luminescence intensity by overprinting or applied holograms, stripes, etc. with expected target profiles. In this case, areas with high statistical fluctuation, such as eg security thread or hologram stripes, are excluded from the evaluation and an authenticity decision is made if, for example,> 51% of the measured profile coincides with one of the four position-dependent authenticity references.
Damit ist zwar unter idealen Bedingungen auch eine Vollständigkeitsaussage entlang der gemessenen Spur möglich. Bei einer Messung auf schnell lau- fenden Banknotenbearbeitungsmaschinen unter realen Bedingungen mit Thus, under ideal conditions, a completeness statement along the measured track is possible. When measuring on fast-running banknote processing machines under real conditions
Spurlagenvariationen bzw. Schräglauf der Banknoten in der Maschine sowie Alterung oder Flecken auf den Banknoten werden bei diesem Verfahren jedoch viele echte Banknoten als falsch klassifiziert. Umgekehrt werden bei den beschriebenen, zur Vermeidung vieler zu Unrecht als falsch klassifizier- ter Banknoten notwendigerweise schwachen Echtheitskriterien von z.B. nur > 51 % Übereinstimmung entlang einer Spur eine Vielzahl von Schnipselfälschungen als echt erkannt, so dass dieses Verfahren das Problem nicht zufriedenstellend löst. Die US 6,393,140 Bl beschreibt ein weiteres Verfahren zur Banknotenprüfung, bei dem ein Signal wie z.B. die Farbe oder Magnetismus an mehreren definierten Stellen der Banknote gemessen wird und jeweils die relativen Abstände der Messwerte zu einem Referenzwert bestimmt und anschließend normiert werden. Dieses Verfahren ermöglicht damit zwar eine lokale Echtheitsbewertung, aber keine zuverlässige Vollständigkeitsprüfung. However, track variations in machine banknotes, as well as aging or stains on the banknotes, are classified as false due to this method. Conversely, in the described banknotes wrongly classified as wrongly described, weak authenticity criteria of e.g. Only> 51% consistency along a track recognizes a large number of snippet counterfeits as genuine, so that this method does not solve the problem satisfactorily. US 6,393,140 B1 describes another method of bill validation in which a signal, e.g. the color or magnetism is measured at a plurality of defined locations of the banknote and in each case the relative distances of the measured values to a reference value are determined and then normalized. Although this method allows a local authenticity assessment, it does not allow a reliable completeness check.
Vor allem bei Messungen auf schnell laufenden Banknotenbearbeitungsmaschinen mit Bearbeitungsgeschwindigkeiten bis über 12 m/ s treten jedoch jenseits einer langsamen Fahrscheinprüfung zusätzliche Herausforderungen auf, die durch spezielle Verfahren und Algorithmen adressiert werden müssen. Nur dann gelingt es auch unter derart erschwerten Bedingungen eine zuverlässig funktionierende Vollständigkeitsprüfung zu ermöglichen. Beispielsweise ist auf einer Banknotenbearbeitungsmaschine nicht immer si- chergestellt, dass zum Zeitpunkt der Auswertung auch die Stückelung bzw. Lage des Wertdokuments und damit die zu vergleichende Referenzverteilung bekannt ist. Especially when measuring on high-speed banknote processing machines with processing speeds up to 12 m / s, however, there are additional challenges beyond a slow ticket inspection which have to be addressed by special methods and algorithms. Only then will it be possible, even under such difficult conditions, to enable a reliably functioning completeness check. For example, it is not always ensured on a banknote processing machine that the denomination or position of the value document and thus the reference distribution to be compared is known at the time of the evaluation.
Weiterhin kann die erreichbare Ortsauflösung des Merkmalssignals im Ver- gleich zu üblichen Auflösungen optischer Bildsensoren im Sichtbaren dramatisch reduziert sein: Die Ortsauflösung kann sowohl durch die eingesetzte Detektortechnologie, als auch durch intrinsische Zeiteigenschaften des Merkmalstoffs wie z.B. der Anklingzeit eines Lumineszenzstoffs limitiert sein. Insbesondere bei spurgebundenen Sensoren kann die Pixelgröße durch- aus im Bereich von einigen mm oder gar einigen cm liegen. Um in derartigen Situationen aus der Merkmalsmessung möglichst zuverlässig die Vollständigkeit des Wertdokuments ableiten zu können, muss die Information jedes einzelnen Messpixels adäquat bewertet werden und zur Vollständigkeitsprüfung herangezogen werden. Furthermore, the achievable spatial resolution of the feature signal can be dramatically reduced in comparison to conventional resolutions of optical image sensors in the visible: the spatial resolution can be determined both by the detector technology used and by intrinsic time characteristics of the feature substance, such as e.g. be limited to the onset of a luminescent. Especially with track-bound sensors, the pixel size can be in the range of a few mm or even a few cm. In order to be able to derive the completeness of the value document as reliably as possible in such situations from the feature measurement, the information of each individual measuring pixel must be adequately evaluated and used for the completeness check.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, eine zuverlässige Vollständigkeitsmessung bzw. Vollständigkeitsprüfung von modernen Wertdokumenten zur Erkennung von sogenannten Schnipselfälschungen unter den Bedingungen schnell laufender Banknotenbearbeitungsmaschinen (d.h. Messung bei Rela- tivgeschwindigkeiten beispielsweise von 1-13 m/ s, bevorzugt 6-12 m/ s zwischen Banknote und Sensor) zu ermöglichen. Durch die Kombination verschiedenster Sicherheitsmerkmale auf dem Wertdokument und deren Wechselwirkung mit der sensorbasierten Messung des maschinenlesbaren Merkmals tritt auch bei homogen vorliegendem maschinenlesbaren Merk- malstoff häufig ein komplexes Modulationsmuster der gemessenen Intensität des Merkmalssignals auf. Dies erschwert die direkte Vollständigkeitsbewertung erheblich. Dabei wird insbesondere von dem in der Realität häufig anzutreffenden Fall ausgegangen, dass zum Zeitpunkt der Messung bzw. der Vollständigkeitsbewertung keine Stückelungs- oder Lageinformation vorhanden ist. The present invention aims to provide a reliable completeness measurement or completeness check of modern value documents for the detection of so-called snippet counterfeits under the conditions of fast-running banknote processing machines (ie measurement at relative speeds of, for example, 1-13 m / s, preferably 6-12 m / s between banknote and sensor). The combination of the most diverse security features on the value document and their interaction with the sensor-based measurement of the machine-readable feature also occurs in the case of homogeneous machine-readable features. Often malstoff a complex modulation pattern of the measured intensity of the feature signal on. This makes the direct completeness assessment considerably more difficult. In this case, it is assumed, in particular, from the case frequently encountered in reality that there is no denomination or position information at the time of the measurement or the completeness assessment.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bereitzustellen, welche eine zuverlässige Bewertung der Vollständigkeit eines Dokuments durchführen. It is thus an object of the present invention to provide a method and apparatus which perform a reliable evaluation of the completeness of a document.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Prüfen einer Vollständigkeit von Wertdokumenten mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den davon abhängigen Ansprüchen sind vor- teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. This object is achieved by a method and a device for checking the completeness of value documents with the features of the independent claims. In the dependent claims advantageous embodiments and developments of the invention are given.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Prüfen einer Vollständigkeit und/ oder Echtheit von Wertdokumenten vorgeschlagen. Gemäß der Erfindung weist wenigstens ein Wertdokument mindestens einen maschinenlesbaren Merk- malstoff an wenigstens zwei unterschiedlichen Orten auf. In einem Schritt wird das Wertdokument zumindest lokal angeregt. Dies kann beispielsweise mittels elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich erfolgen. Zudem oder alternativ kann ein magnetisches Beaufschlagen des Wertdokuments erfolgen. Accordingly, a method for checking completeness and / or authenticity of value documents is proposed. According to the invention, at least one value document has at least one machine-readable feature at at least two different locations. In one step, the value document is at least locally stimulated. This can be done for example by means of electromagnetic radiation, for example light having a wavelength in the visible spectral range. In addition or alternatively, a magnetic loading of the value document can take place.
Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Merkmalsintensität bezüglich des maschinenlesbaren Merkmalstoffs an mehreren unterschiedlichen Orten des Wertdokuments erfasst. Dazu kann eine optische und/ oder magnetische Erfassungseinheit, eingesetzt werden. Die Erfassungseinheit bildet entspre- chend einen Merkmalswert zu jedem Messort. Aus dem Merkmalswert wird die Merkmalsintensität ortsbezogen auf die Messorte des Wertdokuments bestimmt. Das örtlich begrenzte Flächenelement der ortsbezogenen Merkmalsintensität und/ oder des ortsbezogenen Remissions wertes kann nach- folgend als Pixel verstanden werden. Dabei kann ein Merkmalswert oder eine Vielzahl an, insbesondere zusammenhängenden, Merkmalswerten herangezogen werden. Weiterhin kann ein Teilaspekt des Merkmalswerts, beispielsweise eine bestimmte Wellenlänge bei Erfassen eines Spektralbereichs, zum Generieren bzw. Erfassen der Merkmalsintensität verwendet werden. Furthermore, according to the invention, a feature intensity with respect to the machine-readable feature substance is detected at a plurality of different locations of the value document. For this purpose, an optical and / or magnetic detection unit can be used. The registration unit forms Add a characteristic value to each measuring location. From the feature value, the feature intensity is determined location-related to the measurement locations of the value document. The localized surface element of the location-related feature intensity and / or the location-related remission value can subsequently be understood as a pixel. In this case, a feature value or a plurality of, in particular contiguous, feature values can be used. Furthermore, a partial aspect of the feature value, for example a specific wavelength when detecting a spectral range, can be used to generate or capture the feature intensity.
In einem weiteren Schritt werden die ortsbezogenen Merkmalsintensitäten anhand eines Schwellwerts klassifiziert. Anhand des Schwellwerts kann für jede ortsbezogene Merkmalsintensität eine ortsbezogene Klassifikation der Merkmalsintensität erfolgen, beispielsweise in lokal echt oder lokal unecht. Weiterhin werden ortsbezogene Grenzen einer zu erwartenden Ortsverteilung des maschinenlesbaren Merkmalsstoffs bestimmt. Diese Grenzen geben vorzugsweise die Längserstreckung und/ oder Breitenerstreckung, besonders bevorzugt die Flächenausdehnung, des Wertdokuments wieder. Weiterhin können anhand der Grenzen Fehler in der Struktur, beispielsweise bereichsweise Fälschungen eines Wertdokuments, insbesondere bei Unterschreiten einer Mindestlänge, ermittelt werden. In a further step, the location-related feature intensities are classified based on a threshold value. On the basis of the threshold value, a location-related classification of the feature intensity can be carried out for each location-related feature intensity, for example in locally true or locally unreal. Furthermore, location-related limits of an expected spatial distribution of the machine-readable feature substance are determined. These limits preferably reflect the longitudinal extent and / or width extent, particularly preferably the area extent, of the value document. Furthermore, based on the limits, errors in the structure, for example falsifications of a value document, in particular when falling below a minimum length, can be determined.
In einem weiteren Schritt wird die ortsbezogene Verteilung der klassifizierten Merkmalsintensitäten bewertet. Dabei werden wenigstens zwei klassifi- zierte Merkmalsintensitäten in Relation zueinander und/ oder zu den bestimmten ortsbezogenen Grenzen bewertet. In a further step, the location-related distribution of the classified feature intensities is evaluated. In this case, at least two classified feature intensities are evaluated in relation to one another and / or to the specific location-related limits.
Die Merkmalsintensitäten an den einzelnen Messorten werden vorzugsweise mit überschwelliger Intensität als lokal echt oder mit unterschwelliger Inten- sität als lokal unecht klassifiziert. Diese Messorte werden im Folgenden auch als klassifizierte Pixel bezeichnet. The feature intensities at the individual measurement locations are preferably given with suprathreshold intensity as locally true or with subliminal intensities. classified as locally spurious. These measuring locations are also referred to below as classified pixels.
Zur Bewertung der ortsbezogenen Verteilung der klassifizierten Merkmal- sintensitäten kann beispielsweise aus der Anzahl und räumlichen Verteilung von unterschwelligen und/ oder überschwelligen Merkmalsintensitäten bestimmt werden. Alternativ zu einem, gegebenenfalls lokalen, Schwellenwert kann eine Referenzmerkmalsintensität als Vergleichswert herangezogen werden. To evaluate the location-related distribution of the classified feature intensities, it is possible, for example, to determine from the number and spatial distribution of subliminal and / or suprathreshold feature intensities. As an alternative to an optionally local threshold value, a reference feature intensity can be used as comparison value.
Unter Wertdokumenten werden dabei blattförmige Gegenstände mit einer Vorder- und einer Rückseite verstanden, die beispielsweise einen monetären Wert oder eine Berechtigung repräsentieren und daher nicht beliebig durch Unbefugte herstellbar sein sollen. Sie weisen daher nicht einfach herzustel- lende, 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. Under value documents are sheet-like objects with a front and a back understood that represent, for example, a monetary value or an authorization and therefore should not be arbitrarily produced by unauthorized persons. They therefore have features which are not easy to produce, in particular to be copied, whose existence is an indication of the authenticity, i. the manufacture by an authorized agency. Important examples of such value documents are coupons, vouchers, checks and in particular banknotes.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in den beiden alternativen Varianten der Messung des maschinenlesbaren Merkmals mit bzw. ohne Messung der Remissionswerte gelingt eine zuverlässige Bewertung der Vollständigkeit bzw. Echtheit. In einer Ausführungsform ist wenigstens ei- nem Ort bzw. Pixel ein spezifischer ortsabhängiger Schwellenwert zugeordnet. Vorzugsweise ist einer Vielzahl an Orten bzw. Pixel oder einer Gruppe davon ein ortsabhängiger Schwellenwert zugeordnet. Anhand ortsabhängiger Schwellenwerte ist eine detailliertere ortsabhängige Klassifizierung der ortsbezogenen Merkmalsintensitäten möglich. Insbesondere können beson- dere ortsabhängige Eigenschaften durch die ortsabhängigen Schwellenwerte repräsentiert und geprüft werden. By using the method according to the invention in the two alternative variants of the measurement of the machine-readable feature with or without measurement of the remission values, a reliable evaluation of the completeness or authenticity succeeds. In one embodiment, at least one location or pixel is assigned a specific location-dependent threshold value. Preferably, a plurality of locations or pixels or a group thereof is assigned a location-dependent threshold value. Based on location-dependent thresholds, a more detailed location-dependent classification of the location-related feature intensities is possible. In particular, special the location-dependent properties are represented and checked by the location-dependent threshold values.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die lokale Echtheit an- hand einer Merkmalsintensität ermittelt. Bevorzugt werden mehrere Merkmalswerte beispielsweise einer Lumineszenzstrahlung für die Beurteilung der lokalen Echtheit herangezogen. Darunter fallen ein zeitliches Verhalten der Merkmalsintensität wie z.B. ein Anklingverhalten, ein Abklingverhalten, eine spektrale Verteilung der Merkmalsintensitäten und/ oder räumliche Informationen wie z.B. eine Spurinformation oder eine Transportposition. Insbesondere kann ein spezifischer Abgleich der ermittelten Merkmalswerte mit den erwarteten Merkmalswerten eines echten Wertdokuments erfolgen und bei der Ermittlung der Merkmalsintensität berücksichtigt werden. Beispielsweise kann trotz vorhandener erheblicher Lumineszenzintensität die Merkmalsintensität z.B. als null ermittelt werden, wenn die Spektralverteilung der Lumineszenzstrahlung nicht mit dem erwarteten Spektrum übereinstimmt. According to one embodiment of the invention, the local authenticity is determined on the basis of a feature intensity. Preferably, a plurality of feature values, for example of a luminescence radiation, are used for the assessment of the local authenticity. This includes a temporal behavior of the feature intensity, such as an attack behavior, a decay behavior, a spectral distribution of the feature intensities, and / or spatial information such as e.g. a lane information or a transport position. In particular, a specific comparison of the determined feature values with the expected feature values of a genuine value document can be carried out and taken into account when determining the feature intensity. For example, despite the presence of significant luminescence intensity, the feature intensity may be e.g. are determined to be zero if the spectral distribution of the luminescent radiation does not match the expected spectrum.
Mit der vorliegenden Erfindung ist demnach ausgehend eines lokalen Merkmalswerts eine lokale Echtheit des Wertdokuments bestimmbar. Dar- über hinaus ist eine Bewertung des gesamten Wertdokuments auf Vollständigkeit und/ oder Echtheit möglich.  Accordingly, with the present invention, based on a local feature value, a local authenticity of the value document can be determined. In addition, an evaluation of the entire value document for completeness and / or authenticity is possible.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden zu mehreren unterschiedli- chen Orten des Wertdokuments ortsaufgelöst Remissionswerte erfasst. Die Messorte der Remissionswerte entsprechen vorzugsweise im Wesentlichen den Messorten der Merkmalsintensitäten. Die Fläche des Messorts eines Remissionswerts kann größer oder kleiner als die Fläche des Messorts der entsprechenden Merkmalsintensität sein. Vorzugsweise weisen die Messorte eine gleiche Fläche auf. Der Messort eines Remissionswertes kann auch versetzt, vorzugsweise überlappend zum Messort einer Merkmalsintensität ausgeführt sein. Das ortsaufgelöste Erfassen der Remissionswerte wird vorzugsweise zeitgleich zum ortsaufgelösten Erfassen der Merkmalsintensitäts- werten ausgeführt. In one embodiment of the invention, remittance values are recorded spatially resolved at a plurality of different locations of the value document. The measurement locations of the remission values preferably correspond essentially to the measurement locations of the feature intensities. The area of the measurement location of a remission value may be larger or smaller than the area of the measurement location of the corresponding feature intensity. Preferably, the measuring locations an equal area on. The measuring location of a remission value can also be offset, preferably designed to overlap the measuring location of a feature intensity. The spatially resolved detection of the remission values is preferably carried out simultaneously with the spatially resolved detection of the feature intensity values.
Die erfassten ortsbezogenen Remissionswerte können gemäß einer Ausführungsform Parameter einer Kennlinie für ortabhängige bzw. ortsbezogene Schwellenwerte sein. The acquired location-related remission values may, according to one embodiment, be parameters of a characteristic for location-dependent or location-related threshold values.
Gemäß der Erfindung wird in einer Ausführungsform die Spurvollständigkeit bestimmt. Dabei können jeweils Merkmalswerte, d.h. ortsbezogene Merkmalsintensitäten und gegebenenfalls ortsbezogene Remissionswerte entlang einer Messspur auf dem Wertdokument erf asst und zur Bestimmung der Spurvollständigkeit berücksichtigt werden. According to the invention, in one embodiment, the track integrity is determined. In each case, characteristic values, i. location-related feature intensities and, where appropriate, location-related remission values along a measurement track on the value document are detected and taken into account for determining the track completeness.
Beispielsweise werden durch die Verwendung der Erfindung als Einspursensor die Daten dieser Messspur ausgewertet. Im Wesentlichen kann dann jedoch nur eine eindimensionale Spurenvollständigkeit geprüft und bewertet werden. Dazu werden zunächst die einzelnen Merkmalsintensitäten und gegebenenfalls Remissionswerte der Pixel individuell mit einem Mindestwert verglichen und in echt bzw. unecht, oder entsprechend, beispielsweise als unterschwellig, überschwellig oder mittelwertig, klassifiziert. Die Länge des Wertdokuments kann aus dem Abstand der beiden äußersten Messpunkte mit einer Signalintensität oberhalb einer Mindestschwelle bestimmt werden. For example, the data of this measuring track are evaluated by using the invention as a single-track sensor. Essentially, however, only one-dimensional track completion can then be tested and evaluated. For this purpose, first the individual feature intensities and, if appropriate, remission values of the pixels are individually compared with a minimum value and classified in real or spurious, or corresponding, for example, as subliminal, suprathreshold or average. The length of the value document can be determined from the distance between the two outermost measuring points with a signal intensity above a minimum threshold.
Weiterhin kann die gemessene Länge des Wertdokuments vorzugsweise in einer Transportrichtung durch eine Kantendetektion aus einer Merkmalsin- tensitätskurve bestimmt werden. In der Merkmalsintensitätskurve sind ortsaufgelöst Merkmalsintensitäten erfasst. D. h., die Merkmalsintensitätskurve umf asst Wertepunkte, welche sich aus der Merkmalsintensität und dem zugehörigen Ort ergeben. Im einfachsten Fall werden die extremen Ortspositi- onen bestimmt, an denen eine gemittelte Schwelle (obere Schwelle - untere Schwelle)/ 2 der Merkmalsintensitäten erreicht wird. Vorzugsweise werden statt oberer Schwelle und unterer Schwelle Quantilwerte verwendet, z. B. 75 % (= fast weiß) und z. B. 5 %-Quantile (= fast schwarz) entsprechend der maximalen Merkmalsintensität. Aus der Differenz der beiden ortsbezogenen Merkmalsintensitäten ergibt sich die gemessene Länge des Wertdokuments, wobei in der Regel die Größe des Pixels bzw. Messortabstand berücksichtigt wird, insbesondere hinzugerechnet. Furthermore, the measured length of the value document can preferably be determined in a transport direction by an edge detection from a feature input. intensity curve are determined. In the feature intensity curve spatially resolved feature intensities are recorded. That is, the feature intensity curve includes value points resulting from the feature intensity and the associated location. In the simplest case, the extreme spatial positions are determined at which an averaged threshold (upper threshold - lower threshold) / 2 of the feature intensities is reached. Preferably, instead of the upper threshold and lower threshold, quantile values are used, e.g. B. 75% (= almost white) and z. B. 5% quantiles (= almost black) corresponding to the maximum feature intensity. The difference between the two location-related feature intensities results in the measured length of the value document, whereby the size of the pixel or location of the location is usually taken into account, in particular added.
In einer Ausführungsform kann die Genauigkeit der Längenbestimmung erhöht werden, indem die Merkmalsintensitätskurve zwischen den gemessenen Punkten, bevorzugt linear (alternativ Spline), interpoliert und damit die Länge Subpixel-genau bestimmt wird. In one embodiment, the accuracy of the length determination can be increased by interpolating the feature intensity curve between the measured points, preferably linearly (alternatively spline), and thus determining the length subpixel-exactly.
Die ermittelte bzw. bestimmte Länge wird anschließend mit einer bekannten bzw. vorgegebenen Mindestlänge verglichen, die z.B. der wahren Länge der kürzesten Stückelungsvariante einer Banknotenserie entspricht. The determined length is then compared to a known minimum length, e.g. corresponds to the true length of the shortest denomination variant of a banknote series.
Wenn die Mindestlänge nicht erreicht wird, ist in jedem Fall von einem Fälschungsanteil auszugehen. Die Vollständigkeit kann quantitativ einfach durch das Verhältnis der Pixelanzahl mit überschwelliger Merkmalsintensität, bzw. echtes Pixel zu der der gemessenen Länge entsprechenden Pixelanzahl (bei angenommener konstanter Transportgeschwindigkeit bzw. If the minimum length is not reached, it is in any case assumed that there is a forgery share. The completeness can be determined quantitatively simply by the ratio of the number of pixels with suprathreshold feature intensity, or real pixel to the number of pixels corresponding to the measured length (assuming a constant transport speed or
Ortsauflösung) bestimmt werden. Vorzugsweise durch eine Lichtschranke (z.B. der Banknotenbearbeitungsmaschine) wird die Messung des Merkmalsensors so getriggert, dass die Messpunkte unterschiedlicher Wertdokumente stets unterschiedlichen Spatial resolution). Preferably, by a light barrier (eg, the banknote processing machine), the measurement of the feature sensor is triggered so that the measurement points of different value documents always different
Datensätzen zugeordnet werden können. Die Auswertung auf Vollständig- keit aus der Längenbestimmung betrifft in der Regel somit genau ein Wertdokument.  Records can be assigned. The evaluation for completeness from the length determination thus usually concerns exactly one value document.
Grundsätzlich können jedoch innerhalb eines einzelnen (echten) Wertdokuments auch Bereiche mit deutlich reduzierter Merkmalsintensität auftreten, bis hin zu völlig verschwindender Merkmalsintensität, falls für die Anregungsstrahlung und/ oder vom Wertdokument ausgehender Strahlung opake Features wie z.B. metallisierte Hologramme, Sicherheitsstreifen, o.ä. den maschinenlesbaren Merkmalstoff überdecken. Die - je nach Stückelung - maximal mögliche Breite der opaken Abdeckungen sowie deren Position relativ zur in Transportrichtung vorderen und/ oder hinteren Kante werden zur Vollständigkeitsbewertung berücksichtigt. Basically, however, within a single (real) value document also areas with significantly reduced feature intensity can occur, up to completely vanishing feature intensity, if for the excitation radiation and / or from the value document outgoing radiation opaque features such. metallized holograms, security strips, or similar Cover the machine-readable feature substance. The maximum possible width of the opaque covers, depending on the denomination, and their position relative to the front and / or rear edge in the transport direction are taken into account for the completeness evaluation.
In einer Ausführungsform zur Berechnung bzw. Bestimmung der Spurvollständigkeit weist ein Sensor mehrere Messspuren auf, wie z. B. 2, 4, 6, 8, 10, 20 oder mehr Messspuren, so dass eine zweidimensionale Verteilung der Merkmalsintensitäten aufgenommen wird. Zur Vollständigkeitsbewertung wird zunächst ebenfalls eine Schwellwert-Klassifikation der einzelnen ortsbezogenen Merkmalsintensitäten vorgenommen. Anschließend wird eine konvexe Hülle um die ermittelten überschwelligen ortsbezogenen Merkmal- sintensitäten berechnet. Weiterhin werden bekannte bzw. vorgegebene ortsbezogene unterschwellige Merkmalsintensitäten, beispielsweise durch ein Hintergrundsystem, mit den von der konvexen Hülle umfassten ermittelten ortsbezogenen überschwelligen Merkmalsintensitäten verglichen, beispielsweise eine Anzahl. Ist beispielsweise die Anzahl der ermittelten über schwel- ligen Merkmalsintensitäten kleiner als die bekannte Anzahl überschwelliger Merkmalsintensitäten, kann beispielsweise von einem nicht erwünschten Loch im Wertdokument ausgegangen werden. Dieses Verfahren erlaubt somit die Erkennung von Löchern oder opaken Flecken innerhalb des Wertdo- kuments, welche nicht gewollt sind und somit auf eine Fälschung hinweisen. In one embodiment for calculating or determining the track completeness, a sensor has a plurality of measuring tracks, such as, for example, a sensor. B. 2, 4, 6, 8, 10, 20 or more measuring tracks, so that a two-dimensional distribution of the feature intensities is recorded. For the completeness evaluation, a threshold value classification of the individual location-related feature intensities is initially also carried out. Subsequently, a convex hull is calculated around the determined suprathreshold location-related feature intensities. Furthermore, known or predetermined location-related subliminal feature intensities, for example by a background system, are compared with the determined location-related suprathreshold feature intensities covered by the convex hull, for example a number. If, for example, the number of ascertained thresholds ligen feature intensities smaller than the known number of suprathreshold feature intensities, it can be assumed, for example, that an undesired hole in the value document is missing. This method thus permits the detection of holes or opaque spots within the value document which are not wanted and therefore indicate a forgery.
Anstelle einer konvexen Hülle zu überschwelligen ortsbezogenen Merkmalsintensitäten kann die Auswertung auf unterschwelligen ortsbezogenen Merkmalsintensitäten erfolgen. Weiterhin ist eine Auswertung in Bezug auf gegebenenfalls erfasste Und bekannte bzw. vorgegebene Remissionswerte möglich. Instead of a convex hull to suprathreshold location-related feature intensities, the evaluation can be carried out at subliminal location-related feature intensities. Furthermore, an evaluation with respect to possibly detected and known or predetermined remission values is possible.
In einer Ausführung wird für jede Zeile separat die konvexe Hülle berechnet, d.h. in diesem Fall das Intervall zwischen vorderem und hinterem Zeilenen- de. Für jedes Intervall werden unterschwellige ortsbezogene Merkmalsintensitäten als unecht oder entsprechend markiert. In one embodiment, the convex hull is calculated separately for each row, i. in this case, the interval between the front and back of the row. For each interval, subliminal location-related feature intensities are marked as spurious or corresponding.
In einer Ausführung wird über die Positionen aller überschwelligen Pixel eine zweidimensionale konvexe Hülle berechnet, z.B. mit dem Graham- Algorithmus. Alle unterschwelligen Pixel mit Positionen innerhalb der konvexen Hülle werden beispielsweise als unecht oder entsprechend markiert. In one embodiment, a two-dimensional convex hull is calculated over the locations of all the suprathreshold pixels, e.g. with the Graham algorithm. For example, all subliminal pixels with locations within the convex hull are marked as spurious or equivalent.
In einer Ausführungsform können unterschwellige ortsbezogene Merkmalsintensitäten innerhalb der konvexen Hülle zurückgewiesen werden, wenn beispielsweise deren Messorte innerhalb auftretender Muster, wie z.B. einem transparenten Fenster oder einem metallischen LEAD-Streifen, liegen. In one embodiment, subliminal location-related feature intensities within the convex hull may be rejected if, for example, their measurement locations fall within occurring patterns, such as e.g. a transparent window or a metal LEAD strip lie.
Weiterhin wird vorzugsweise die zweidimensionale Verteilung der überschwelligen Pixel analysiert und ausgewertet. Dabei wird insbesondere das Auftreten von größeren Löchern geprüft. Insbesondere werden als unecht oder entsprechend klassifizierte ortsbezogene Merkmalsintensitäten ermittelt und in zweidimensionale zusammenhängenden Bereiche identifiziert, markiert und gezählt. Liegen z. B. mehr als 2, 3, 5, ... (auflösungsabhängig) zu- sammenhängende als unecht oder entsprechend klassifizierte ortsbezogene Merkmalsintensitäten vor, so wird ein potenziell fehlender Bereich erkannt. Anschließend wird die Lage und geometrische Ausdehnung der als unecht oder entsprechend klassifizierte Bereiche analysiert und mit bekannter Weise auftretenden Mustern wie z.B. einem transparenten Fenster oder einem me- tallischen LEAD-Streifen abgeglichen. Insbesondere die Form, maximale Breite und relative Lage zu den Kanten bzw. Ecken des Wertdokuments, wird auf Plausibilität überprüft und bei Abweichungen als "unvollständig" oder ähnlich klassifiziert. In einer Ausführungsform mit stark unterschiedlichem Auflösungsvermögen der Messung in (x-)Spurenrichtung und y-Richtung (Spurenanzahl) können gezielt als unecht oder entsprechend klassifizierte Nachbarpixel in Zeilenrichtung gezählt werden und Mehrfachpixel in dieser Richtung bewertet werden. Furthermore, the two-dimensional distribution of the suprathreshold pixels is preferably analyzed and evaluated. In particular, the Occurrence of larger holes tested. In particular, location-related feature intensities classified as incorrect or correspondingly are determined and identified, marked and counted in two-dimensional contiguous areas. Lying z. If, for example, more than 2, 3, 5,... (Depending on the resolution) are associated with location-related feature intensities that are associated with each other as spurious or correspondingly, then a potentially missing area is recognized. Subsequently, the position and geometric extent of the regions classified as spurious or correspondingly are analyzed and compared with patterns that occur in a known manner, such as, for example, a transparent window or a metallic LEAD strip. In particular, the shape, maximum width and relative position to the edges or corners of the value document, is checked for plausibility and classified in case of deviations as "incomplete" or similar. In an embodiment with greatly different resolving power of the measurement in the (x) track direction and the y direction (number of tracks), it is possible to selectively count as pseudo or correspondingly classified neighboring pixels in the row direction and to evaluate multiple pixels in this direction.
Anschließend werden die individuellen Spuren analog zum oben beschriebenen Einspursensor bewertet, was mehrere Messwerte für die Spurenvollständigkeiten liefert. In einer Ausführungsform wird die Echtheit und/ oder Vollständigkeit des Wertdokuments erkannt, falls mindestens ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Anzahl und einer räumlichen Verteilung der klassifizierten Pixel, Merkmalsintensitäten und/ oder Remissionswerte vorliegt. In einer Ausgestaltung kann aus dem Maximalwert der einzelnen bestimmten Spurenlängen die gemessene Länge bestimmt und bei Abweichungen der anderen Spurenlängen vorzugsweise unter Berücksichtigung eines Toleranzwertes auf das Vorliegen fehlender Vollständigkeit geschlossen werden. Subsequently, the individual tracks are evaluated analogously to the single-track sensor described above, which provides several measurements for the track completeness. In one embodiment, the authenticity and / or completeness of the value document is recognized if there is at least one specific relationship between the number and a spatial distribution of the classified pixels, feature intensities and / or remission values. In one embodiment, the measured length can be determined from the maximum value of the individual determined track lengths and, in the case of deviations of the other track lengths, preferably closed taking into account a tolerance value for the presence of missing completeness.
Analog zur Spurenvollständigkeit kann eine Spaltenvollständigkeit, insbesondere durch Berücksichtigung mehrerer Messspuren, ermittelt werden. Analogous to the track completeness, a complete column can be determined, in particular by taking into account a plurality of measuring tracks.
In einer Ausführungsform kann das ortsaufgelöste Erfassen der Merkmalsintensitäten die Messung einer spektralen Lumineszenzintensität eines Lumineszenzstoffs umfassen. Entsprechend kann das Wertdokument auf In an embodiment, the spatially resolved detection of the feature intensities may comprise the measurement of a spectral luminescence intensity of a luminescent substance. Accordingly, the value document can
Anwesenheit bzw. Nichtanwesenheit eine Lumineszenzstoff geprüft und entsprechend seiner örtlichen Zuordnung bzw. Verteilung auf Echtheit und Vollständigkeit geprüft werden. Weiterhin kann das ortsaufgelöste Erfassen eine spektrale Messung einer Raman-Bande und/ oder eine sogenannte surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) umfassen. Darüber hinaus kann das Erfassen eine Messung einer Absorptionsbande bezüglich eines bestimmten Spektralbereichs, beispielsweise Infrarot und/ oder die Messung nach magnetischen Eigenschaften umfassen. Presence or non-presence of a luminescent tested and tested for authenticity and completeness according to its local allocation or distribution. Furthermore, the spatially resolved detection can comprise a spectral measurement of a Raman band and / or a so-called surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). In addition, the detection may comprise a measurement of an absorption band with respect to a specific spectral range, for example infrared and / or the measurement according to magnetic properties.
Dem Erfassen von Merkmalsintensitäten kann das Erfassen von Merkmalswerten vorausgehen. Merkmalswerte können Messergebnisse, beispielsweise hinsichtlich eines Spektrums, umfassen. Die Merkmalswerte werden insbesondere spezifisch verarbeitet, um Merkmalsintensitäten bereitzustellen. Dabei können die Merkmalswerte mit einem Filter, beispielsweise zur The detection of feature intensities may be preceded by the detection of feature values. Feature values may include measurement results, for example with respect to a spectrum. In particular, the feature values are specifically processed to provide feature intensities. The characteristic values can be used with a filter, for example for
Auswertung eines Spektralbereichs, insbesondere einer Wellenlänge, belegt werden. Weiterhin können die Merkmalswerte mit einem Algorithmus belegt werden. Die Merkmalswerte können Sensorwerte sein, aus denen schließlich Merkmalsintensitäten bestimmt werden. Die Merkmalswerte können jeweils eine Vielzahl von verschiedenen Merkmalsintensitäten umfassen. Evaluation of a spectral range, in particular a wavelength occupied. Furthermore, the characteristic values can be assigned an algorithm. The feature values may be sensor values from which feature intensities are eventually determined. The characteristic values each may comprise a plurality of different feature intensities.
Das Erfassen von Merkmalsintensitäten und/ oder gegebenenfalls Remissi- onswerten kann sowohl auf einer Vorderseite als auch auf einer Rückseite des Wertdokuments erfolgen. Insbesondere können Merkmalsintensitäten und/ oder gegebenenfalls Remissionswerten auf gleicher und/ oder gegenüberliegender Seite, insbesondere in Bezug auf den Messort, erfasst werden. Vorzugsweise werden an gleichen, gegenüberliegenden Orten der Vorder- und Rückseite die Merkmalsintensitäten und/ oder gegebenenfalls Remissionswerte erfasst. The detection of feature intensities and / or, if appropriate, remission values can take place both on a front side and on a back side of the value document. In particular, feature intensities and / or, if appropriate, remission values can be detected on the same and / or opposite side, in particular with respect to the measurement location. Preferably, the feature intensities and / or, if appropriate, remission values are recorded at the same, opposite locations of the front and back sides.
In einer Ausführungsform können ortsabhängige Schwellwerte durch eine Kennlinie bestimmt werden, welche von der am jeweiligen Ort gegenüber- liegenden Seite des Wertdokuments bestimmten Merkmalsintensitäten abhängt In one embodiment, location-dependent threshold values can be determined by a characteristic which depends on the feature intensities determined at the respective location on the opposite side of the value document
In einer Ausführungsform werden ortsaufgelöst Transmissionswerte erfasst, vorzugsweise durch zeitversetzte Beleuchtung im Rahmen von Remissions- messungen auf Vorder- und Rückseite und/ oder durch eine zeitversetzte Beleuchtung im Rahmen der Messung von Merkmalswerten oder der Erfassung von Merkmalsintensitäten auf der Vorder- und Rückseite des Wertdokuments. In einer Ausführungsform kann an mehreren Messorten jeweils eine kombinierte Klassifikation unter Berücksichtigung von den Messorten zugeordneten Datentupel vorgenommen werden. Die Datentupel umfassen zumindest eine Merkmalsintensität sowie wenigstens eine der folgenden Komponenten: eine weitere Merkmalsintensität, einen Remissions wert, und/ oder einen Transmissionswert. In one embodiment, transmission values are detected spatially resolved, preferably by time-shifted illumination in the context of remission measurements on the front and back and / or by time-shifted illumination in the context of the measurement of feature values or the detection of feature intensities on the front and back of the value document. In one embodiment, in each case a combined classification taking into account data tuples assigned to the measurement locations can be undertaken at a plurality of measurement locations. The data tuples comprise at least one feature intensity and at least one of the following components: a further feature intensity, a remission value, and / or a transmission value.
Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe durch einen Sensor oder eine Sensoreinheit und/ oder eine Banknotenbearbeitungsmaschine gelöst, welche zur Ausführung eines hier dargelegten Verfahrens ausgebildet sind. Furthermore, the above-mentioned object is achieved by a sensor or a sensor unit and / or a bank-note processing machine, which are designed to carry out a method set forth here.
Der Sensor kann Teil der Sensoreinheit und/ oder der Banknotenbearbeitungsmaschine sein. The sensor may be part of the sensor unit and / or the bank-note processing machine.
Vorzugsweise erfolgt das lokale Anregen des Wertdokuments, insbesondere des Merkmalsstoffs, mithilfe einer die Anregungsstrahlung. Der Merkmalsstoff weist bevorzugt einen Lumineszenzstoff oder einen Raman-aktiven Stoff oder einen durch surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) nach- weisbaren Stoff auf. Weiterhin kann der Merkmalsstoff magnetische Eigenschaften aufweisen. Zusätzlich oder alternativ zur Aufzählung ist jedoch jeder Merkmalsstoff mit maschinell prüfbaren Eigenschaften denkbar. Der Merkmalsstoff kann vorliegend auch als Marker betrachtet werden. The local excitation of the value document, in particular of the feature substance, preferably takes place with the aid of an excitation radiation. The feature substance preferably has a luminescent substance or a Raman-active substance or a substance which can be detected by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Furthermore, the feature substance may have magnetic properties. In addition or as an alternative to listing, however, every feature substance with machine-testable properties is conceivable. In the present case, the feature substance can also be regarded as a marker.
In einer Ausführungsform kann die Anregungsstrahlung spektral schmal- bandig, breitbandig, oder eine Überlagerung aus verschiedenen schmalban- digen und/ oder breitbandigen Strahlungskomponenten sein. In one embodiment, the excitation radiation can be spectrally narrowband, broadband, or a superimposition of different narrowband and / or broadband radiation components.
In einer Ausführungsform wird das Wertdokument mit einer Prüf Strahlung zur Prüfung einer Anwesenheit eines Dokumentsubstrates am jeweiligen Messpunkt, zur Größenmessung des Wertdokuments und/ oder zur Messung eines Remissionswerts beleuchtet. Zum Erfassen von Merkmalsintensitäten und/ oder Remissionswerten wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Anregungsstrahlung und/ oder die Prüfstrahlung ortsaufgelöst gemessen. In one embodiment, the value document is illuminated with a test radiation for checking the presence of a document substrate at the respective measuring point, for size measurement of the value document and / or for measuring a remission value. In order to detect feature intensities and / or remission values, the excitation radiation and / or the test radiation are measured in a spatially resolved manner in accordance with an embodiment of the invention.
Die im Rahmen dieser Erfindung auf Vollständigkeit zu prüfenden Wertdokumente sind mit mindestens einem maschinenlesbaren Merkmalstoff ausgestattet, der mindestens entlang einer Spur in Bewegungsrichtung des Wertdokuments ein- oder aufgebracht wurde. Der maschinenlesbare Merk- malstoff umfasst bevorzugt mindestens einen Lumineszenzmarker (Lumineszenzstoff), besonders bevorzugt anorganische Leuchtstoffe auf der Basis von mit Seltenerd- oder Übergangsmetallionen dotierten Wirtsgittern. The value documents to be checked for completeness in the context of this invention are equipped with at least one machine-readable feature substance which has been introduced or applied at least along a track in the direction of movement of the value document. The machine-readable feature preferably comprises at least one luminescent marker (luminescent substance), more preferably inorganic phosphors based on rare earth or transition metal ion-doped host lattices.
Bevorzugt ist der maschinenlesbare Merkmalstoff dabei homogen über die Fläche des Wertdokuments verteilt bzw. homogen in das Volumen desIn this case, the machine-readable feature substance is preferably distributed homogeneously over the surface of the value document or homogeneously into the volume of the document
Wertdokuments (Papier oder Polymer) eingebracht. Alternativ kann er vollflächig oder in Teilbereichen des Wertdokuments, mindestens jedoch entlang einer Spur über die Länge, oder im Falle eines Quertransports über die Breite des Dokuments aufgedruckt sein. Im Fall eines lumineszierenden Merkmal- Stoffs kann dieser entweder bei kürzerer Wellenlänge (Anti-Stokes-Value document (paper or polymer) introduced. Alternatively, it may be printed over the entire surface or in subregions of the value document, but at least along a track over the length, or in the case of a transverse transport over the width of the document. In the case of a luminescent feature substance, this can either be used at shorter wavelength (anti-Stokes wavelength).
Lumineszenz bzw. Upconverter) und/ oder bei längerer Wellenlänge als der Anregungswellenlänge (Stokes-Lumineszenz) emittieren. Anti-Stokes- Emitter sind nicht bevorzugt, da sie typischerweise eine deutlich geringere Helligkeit aufweisen. Luminescence or Upconverter) and / or at a longer wavelength than the excitation wavelength (Stokes luminescence) emit. Anti-Stokes emitters are not preferred since they typically have a significantly lower brightness.
Bevorzugt handelt es sich um ein Wertdokument aus Papier, das einen bei der Papierherstellung über die Pulpe in das Papiervolumen in homogener Verteilung eingebrachten Stokes-Lumineszenzstoff aufweist. In einer bevorzugten Variante liegen im Wertdokument mindestens zwei unabhängig messbare Merkmalstoffe vor, die entweder gleich oder unterschiedlich räumlich verteilt sind. Dies können z.B. zwei unabhängige, im Substrat des Wertdokuments (Polymer oder Papier) eingebrachte Merkmal- Stoffe sein. Alternativ kann ein Merkmalstoff im Substrat vorliegen und ein zweiter Merkmalstoff aufgedruckt sein. It is preferably a document of value which has a Stokes luminescent substance introduced into the paper volume in homogeneous distribution during papermaking via the pulp. In a preferred variant, at least two independently measurable feature substances are present in the value document, which are either spatially or equally distributed. This can be, for example, two independent feature substances introduced into the substrate of the value document (polymer or paper). Alternatively, a feature substance may be present in the substrate and a second feature substance may be printed.
Der generelle Aufbau des Sensors wird wie folgt beschrieben. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein geeigneter Sensor für das maschinenlesbare Merkmal benötigt. Im Fall eines Lumineszenzmerkmals oder eines SERS-Merkmals ist dieser typischerweise für den spektral aufgelösten Nachweis des Merkmalstoffs ausgelegt. Der Merkmalssensor ist bevorzugt in eine Maschine zur automatisierten Prüfung bzw. Sortierung von Wertdokumenten, insbesondere eine Banknotenbearbeitungsmaschine ein- gebaut. Dies transportiert die zu prüfenden Wertdokumente linear durch den Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung in einer vorgegebenen Transportrichtung. The general structure of the sensor is described as follows. To carry out the method according to the invention, a suitable sensor for the machine-readable feature is required. In the case of a luminescent feature or a SERS feature, it is typically designed for the spectrally resolved detection of the feature substance. The feature sensor is preferably installed in a machine for automated checking or sorting of value documents, in particular a bank note processing machine. This transports the value documents to be tested linearly through the detection range of the sensor device in a predetermined transport direction.
Der Merkmalssensor kann einen Lumineszenzsensor umfassen. Der Lumi- neszenzsensor ist vorzugsweise als Detektionseinrichtung zur spektral aufgelösten Detektion der Lumineszenzstrahlung in wenigstens einem The feature sensor may include a luminescence sensor. The luminescence sensor is preferably used as a detection device for the spectrally resolved detection of the luminescence radiation in at least one
vorgegebenen spektralen Detektionsbereich ausgebildet und liefert Detekti- onssignale, die wenigstens eine, insbesondere spektrale, Eigenschaft der de- tektierten Lumineszenzstrahlung wiedergeben. Die spektrale Auflösung kann entweder durch dispersive Elemente, wie z. B. Beugungsgitter in Reflexion oder Transmission oder durch geeignete Filter vor den jeweiligen Detektorelementen, erreicht werden. Die spektrale Auflösung des Detektors hat mindestens zwei Wellenlängenkanäle, bevorzugt > 4, besonders bevorzugt > 8 unterschiedliche Wellenlängenkanäle. Zur Anregung der von dem Wertdokument ausgehenden Lumineszenzstrahlung beleuchtet der Sensor dieses in einem Erfassungsbereich mit einer Anregungsstrahlung. Diese ist auf den zur Markierung des Wertdokuments verwendeten Lumineszenzstoff abgestimmt und liegt im optischen Bereich, d.h. im UV, VIS oder IR Spektralbereich. Die Anregungsstrahlung kann spektral schmalbandig, breitbandig oder eine Überlagerung aus verschiedenen schmalbandigen und/ oder breitbandigen Strahlungskomponenten sein. Der Lumineszenzsensor ist bevorzugt zusätzlich mit einem Remissionssensor ausgestattet. Hier beleuchtet dieser das Wertdokument zusätzlich zur Anregungsstrahlung mit einer Prüfstrahlung. Diese dient der Prüfung auf Anwesenheit des Dokumentsubstrates am momentan beleuchteten Ort bzw. der Größenmessung des Wertdokuments und/ oder der Messung der Remis- sion. In einer Variante weist die Prüf Strahlung bevorzugt eine spektrale Verteilung auf, die mit dem spektralen Detektionsbereich der formed spectral detection range and supplies detection signals which reproduce at least one, in particular spectral, property of the detected luminescence radiation. The spectral resolution can be determined either by dispersive elements, such. B. diffraction gratings in reflection or transmission or by suitable filters in front of the respective detector elements can be achieved. The spectral resolution of the detector has at least two wavelength channels, preferably> 4, more preferably> 8 different wavelength channels. In order to excite the luminescence radiation emanating from the value document, the sensor illuminates it in a detection area with an excitation radiation. This is tuned to the luminescent substance used to mark the value document and is in the optical range, ie in the UV, VIS or IR spectral range. The excitation radiation can be spectrally narrowband, broadband or a superposition of different narrowband and / or broadband radiation components. The luminescence sensor is preferably additionally equipped with a reflectance sensor. Here it illuminates the document of value in addition to the excitation radiation with a test radiation. This serves to check for the presence of the document substrate at the momentarily illuminated location or the size measurement of the value document and / or the measurement of the remission. In a variant, the test radiation preferably has a spectral distribution which coincides with the spectral detection range of the
Detektionseinrichtung wenigstens teilweise oder auch vollständig überlappt. In diesem Fall kann die Remission des Wertdokuments direkt bestimmt werden ohne dass dafür ein separater Detektor erforderlich wäre. Detection device at least partially or completely overlapped. In this case, the remission of the value document can be determined directly without the need for a separate detector.
In einer alternativen Variante ist neben der Beleuchtungseinrichtung für die Prüfstrahlung auch ein separater Prüfstrahlungsdetektor, nebst ggf. erforderlicher Beleuchtungs-, Kollimations- und/ oder Abbildungsoptik, vorhanden, mit dem neben der Lumineszenzstrahlung auch ortsaufgelöst die Remission gemessen wird und über die geometrischen Abbildungseigenschaften der beiden Detektionskanäle jeweils den dazugehörigen Messorten der Lumineszenzstrahlung zugeordnet wird. Bevorzugt überlappen sich die Beleuchtungsflächen der Anregungsstrahlung und der Prüfstrahlung räumlich im Erfassungsbereich des Sensors stark bzw. sind weitgehend identisch, so dass die räumliche Zuordnung der Messwerte direkt erfolgen kann. In an alternative variant, in addition to the illumination device for the test radiation and a separate Prüfstrahlungsdetektor, together with possibly required illumination, collimation and / or imaging optics, available, with the luminescence in addition to spatially resolved remission is measured and the geometric imaging properties of the two Detection channels each associated with the associated measurement locations of the luminescence. The illumination surfaces of the excitation radiation and of the test radiation preferably overlap spatially in the detection range of the sensor or are largely identical, so that the spatial assignment of the measured values can take place directly.
Weiterhin weist der Sensor eine Steuer- und Auswerteinrichtung auf, die die Abgabe von Anregungsstrahlung bzw. Prüfstrahlung steuert und die Signale der Detektionseinrichtung(en) empfängt, verarbeitet und hinsichtlich Echtheit bzw. Vollständigkeit auswertet. Furthermore, the sensor has a control and evaluation device which controls the emission of excitation radiation or test radiation and receives the signals of the detection device (s), processes them and evaluates them with regard to authenticity or completeness.
Die Prüfstrahlung sowie die Anregungsstrahlung werden mit geeigneten Lichtquellen wie z.B. Glühlampen, Blitzlampen, LEDs oder Laserdioden, insbesondere Kantenemitter oder VCSEL erzeugt. Ggf. sind zusätzlich Filter oder Leuchtstoffkonverter erforderlich, um die gewünschten Spektren zu erzeugen. Die Remission wird typischerweise im sichtbaren Spektralbereich entweder in einem breiten oder alternativ auch schmal eingeschränkten Wellenlängenbereich bestimmt. Alternativ kann die Remission auch in einem nicht-sichtbaren Spektralbereich wie z.B. im UV oder im NIR bestimmt werden. The test radiation and the excitation radiation are irradiated with suitable light sources, e.g. Incandescent lamps, flash lamps, LEDs or laser diodes, in particular edge emitter or VCSEL generated. Possibly. In addition, filters or phosphor converters are required to produce the desired spectra. The remission is typically determined in the visible spectral range either in a broad or alternatively narrowly narrowed wavelength range. Alternatively, the remission may also be in a non-visible spectral region such as e.g. be determined in UV or NIR.
In einem ersten Schritt kann das während jedem Messzyklus gewonnene Lumineszenzsignal lokal für jede einzelnen Messpunkt ausgewertet werden. Dies kann die Bewertung einer spektralen Verteilung z.B. nach einer Off set- bzw. Untergrundkorrektur umfassen, wobei eventuelle durch Streulicht oder durch die Verstärker- oder Auswerteelektronik eingebrachten Signalbeiträge eliminiert werden. Die dafür nötigen Korrekturparameter können entweder fest voreingestellt sein oder dynamisch anhand geeigneter Dunkelmessungen bestimmt werden. Diese können z.B. dann durchgeführt werden, wenn sich gerade kein Wertdokument im Erfassungsbereich des Sensors befindet und/ oder es wird ein (oder mehrere) Messpunkt auf dem Wertdokument selbst "geopfert" und stattdessen eine Dunkelmessung ohne Anregungs- und ohne Prüfbeleuchtung durchgeführt. Optional können die gemessenen Spektren mit voreingestellten oder separat gemessenen Beleuchtungsintensitäten bzw. an speziellen Kalibriersubstraten gemessenen Remissionswerten etc. normiert werden. In a first step, the luminescence signal obtained during each measurement cycle can be evaluated locally for each individual measurement point. This can include the evaluation of a spectral distribution, for example, after an offset correction or background correction, whereby any signal contributions introduced by scattered light or by the amplifier or evaluation electronics are eliminated. The necessary correction parameters can either be preset or determined dynamically using suitable dark measurements. These can be carried out, for example, if no value document is currently in the detection range of the sensor and / or one (or more) measuring point is "sacrificed" on the value document itself and, instead, a dark measurement is carried out without excitation and without test illumination. Optionally, the measured spectra can be normalized with pre-set or separately measured illumination intensities or remission values etc. measured on special calibration substrates.
Weiterhin wird auf der Basis des gemessenen Lumineszenzsignals die lokale Echtheit des Wertdokuments geprüft. Dies kann auf der Basis der Spektralverteilung erfolgen oder zusätzlich das An- und/ oder Abklingverhalten mit auswerten. Dabei wird mindestens ein Intensitätswert berechnet, der ein Maß für die lokale Lumineszenzintensität darstellt und zusammen mit dem Messort, d. h., z. B. der x-y-Koordinate gebildet aus Spur- und Transportpo- sition gespeichert wird. Furthermore, the local authenticity of the value document is checked on the basis of the measured luminescence signal. This can be done on the basis of the spectral distribution or additionally evaluate the arrival and / or decay behavior. In this case, at least one intensity value is calculated which represents a measure of the local luminescence intensity and together with the measuring location, i. h., z. B. the x-y coordinate formed from tracking and transport position is stored.
Ebenso wird der Remissionswert im Fall schmalbandiger Prüfbeleuchtung, oder die Remissionswerte mehrerer Spektralkanäle im Fall spektral aufgelöster Remissionsmessung, bestimmt. Der ermittelte Remissionswert wird zu- sammen mit dem Messort, d.h. der Transportposition, gespeichert. Likewise, the remission value is determined in the case of narrow-band test illumination, or the remission values of several spectral channels in the case of spectrally resolved remission measurement. The determined remission value, together with the measuring location, i. the transport position, saved.
Generell verläuft die weitere Auswertung in zwei Stufen: Zuerst werden die Merkmalsmesswerte klassifiziert in Messorte mit überschwelliger Merkmalsintensität (echt oder analog) und Messorte mit unterschwelliger Merkmal- sintensität (unecht oder analog). Anschließend wird anhand der Anzahl und Verteilung der als unecht klassifizierten ortsaufgelösten Merkmalsintensitäten die Vollständigkeit ermittelt. Fall 1 beschreibt eine Auswertung ohne Stückelungsinf ormation und ohne Remissionsmessung. In diesem schwierigsten Fall misst der Sensor lediglich das maschinenlesbare Merkmal, ohne weitere Informationen über das vorliegende Wertdokument oder über dessen wahre oder scheinbare Größe zu besitzen. Somit steht für die Vollständigkeitsbewertung lediglich die Messdatenverteilung des maschinenlesbaren Merkmals zur Verfügung. Dennoch kann auch auf der Basis dieser eingeschränkten Informationen eine fundierte Aussage zur Vollständigkeit getroffen werden. In der Realität treten relativ häufig Fälschungen bzw. unvollständige Wertdokumente auf, bei denen schmale vertikale Strukturen bzw. Streifen ausgeschnitten wurden. Um diese effizient erkennen zu können, ist eine In general, the further evaluation is carried out in two stages: First, the feature values are classified into locations with suprathreshold feature intensity (real or analog) and locations with subliminal feature intensity (spurious or analog). Subsequently, the completeness is determined on the basis of the number and distribution of spatially resolved feature intensities classified as spurious. Case 1 describes an evaluation without denomination information and without remission measurement. In this most difficult case, the sensor merely measures the machine-readable feature without having any further information about the present value document or about its true or apparent size. Thus, only the measurement data distribution of the machine-readable feature is available for the completeness evaluation. Nevertheless, on the basis of this limited information, a well-founded statement of completeness can be made. In reality, counterfeit or incomplete value documents are relatively common in which narrow vertical structures or stripes have been cut out. To be able to recognize this efficiently is one
Bewertung hinsichtlich einer Spaltenvollständigkeit nützlich. Hier wird spaltenweise die Anzahl der unterschwelligen Pixel ermittelt und mit einem Schwellwert verglichen. Wird in einer Spalte nun diese Schwelle (von z. B. 2 oder 3) überschritten, so wird das Wertdokument als unvollständig zurückgewiesen. Dadurch werden diese Fälschungsklassen mit vertikal ausgedehnten Manipulationen besonders effektiv erkannt. Bevorzugt findet eine unterschiedliche Bewertung zwischen den Randspuren und Mittelspuren statt. Dies erlaubt es, fehlende Messbereiche, die durch ein Verkippen des Wertdokuments im Transport auftreten, zu erkennen und die Häufigkeit der fälschlicherweise als unvollständig klassifizierten Wertdokumente zu reduzieren. Dabei kann in einer Ausführungsform beispielswei- se die Spurvollständigkeit bei der Bewertung generell ignoriert werden. Alternativ kann die Randspur in der verkürzten Form innerhalb der durch die Remissionsmessung erkannten Ausdehnung bewertet werden. In einem bevorzugten Fall liegen mehrere, unabhängig voneinander messbare Merkmalstoffe im Wertdokument vor. Von diesen werden vorteilhaft separate Merkmalswerte erfasst und diese ausgewertet bzw. bewertet. Liegt an einem Messort ein Merkmalswert vor, so folgt daraus unmittelbar, dass an diesem Ort auch - unter Einbeziehung der räumlichen Verteilung des zweiten Merkmalstoffs - der zweite Merkmalstoff messbar sein muss. Rating regarding a column integrity useful. Here, the number of subliminal pixels is determined column by column and compared with a threshold value. If this threshold (of eg 2 or 3) is exceeded in a column, the value document is rejected as incomplete. As a result, these types of counterfeiting are detected particularly effectively with vertically extended manipulations. Preferably, a different evaluation takes place between the edge tracks and middle tracks. This makes it possible to detect missing measuring ranges, which occur due to a tilting of the value document in the transport, and to reduce the frequency of value documents erroneously classified as incomplete. In one embodiment, for example, track completeness in the evaluation can generally be ignored. Alternatively, the edge track in the shortened form can be evaluated within the extent recognized by the remission measurement. In a preferred case, several feature substances which can be measured independently of one another are present in the value document. Of these, separate feature values are advantageously recorded and evaluated or evaluated. If a feature value is present at a measuring location, it follows immediately that the second feature substance must also be measurable at this location, taking into account the spatial distribution of the second feature substance.
Generell kann in diesem Fall eine Vereinigungsmenge der konvexen Hüllen der Verteilungen der beiden Merkmalstoffmesswerte als Maß für die geo- metrische Ausdehnung des Wertdokuments herangezogen werden. In general, in this case, a combination of the convex hulls of the distributions of the two feature material measured values can be used as a measure of the geometric extent of the value document.
Damit kann der fälschungsverdächtige Fall, dass eine weiter außen liegende Spur eine scheinbar längere Banknotenlänge als eine weiter innen liegende Spur liefert, korrekt identifiziert werden. Dies bedeutet insbesondere, dass falls eine außen liegende Randspur n mit gültigem erstem Messwert vorliegt, dann auch die Spur n, mindestens aber die weiter innen liegende benachbarte Spur (n-1) auch für das zweite Merkmal bzgl. Spurenvollständigkeit voll bewertet wird. Die Bewertung erfolgt selbstverständlich jeweils unter Berücksichtigung der erwarteten Soll- Verteilung des jeweiligen Merkmalstoffs. Diese Vorgehensweise wird für die obersten sowie die untersten Spuren analog angewendet. Thus, the case suspected of being counterfeit that an outboard track provides a seemingly longer banknote length than a track further inboard can be correctly identified. This means, in particular, that if an outside edge track n is present with a valid first measured value, then the track n, but at least the further inward adjacent track (n-1) is also fully evaluated for the second feature with respect to track completeness. The evaluation is of course always taking into account the expected target distribution of the respective feature substance. This procedure is used analogously for the top and bottom tracks.
In einem bevorzugten Fall erfolgt die Vollständigkeitsprüfung durch eine maschinenabhängige Auswertung, bei der die tatsächlich vorliegenden Ge- ometrieverhältnisse hinsichtlich des Wertdokumenttransports berücksichtigt werden. Je nach Maschinenmodell kann die Ausrichtung der transportierten Wertdokumente entweder entlang der Unterkante oder z.B. mittenzentriert erfolgen. Dies hat zur Folge, dass bei Bearbeitung verschiedener Stückelungen mit unterschiedlichen Größen (insbesondere Breiten) je nach Maschine unterschiedliche Spuren Merkmalssignale erwarten dürfen. Da diese Transporteigenschaften stets konstant bleiben, werden diese vorteilhaft für die Bewertung der Vollständigkeit berücksichtigt und bei der Installation des Sensors parametriert. Dabei wird insbesondere definiert, welche Spuren stets vollständig vorliegen sollen (Mittenspur(en) vs. unterste Spur bzw. zweitunterste Spur zur Berücksichtigung eines Schräglaufs). In a preferred case, the completeness check is carried out by a machine-dependent evaluation, in which the actual geometry proportions are taken into account with regard to the transport of value documents. Depending on the machine model, the orientation of the transported value documents can be either along the lower edge or center-centered, for example. This has the consequence that when processing different denominations with different sizes (especially widths) depending on the machine different tracks may expect feature signals. Since these transport properties always remain constant, they are advantageously taken into account for the assessment of completeness and parameterized during installation of the sensor. In particular, it is defined which tracks should always be completely present (center track (s) vs. lowest track or second lowest track for consideration of a skew).
Zur Vollständigkeitsbewertung des Wertdokuments wird bevorzugt sowohl die Spurenvollständigkeit als auch die Flächenvollständigkeit ausgewertet und schließlich zu einer Maßzahl für die Vollständigkeit kombiniert. Dabei kann eine erkannte mangelnde Spurenvollständigkeit dazu führen, dass das gesamte Wertdokument als unvollständig erkannt wird, selbst wenn die Flächenvollständigkeit vielleicht noch innerhalb einer akzeptierten Toleranzschwelle liegt. For the completeness evaluation of the value document, both the trace completeness and the area completeness are preferably evaluated and finally combined into a measure for the completeness. In this case, an identified lack of trace completeness can lead to the entire value document being recognized as incomplete, even if the area completeness is perhaps still within an accepted tolerance threshold.
Eine besonders zuverlässige Bewertung der Vollständigkeit erfolgt unter Prüfung auf der Ebene der Pixel (Pixelvollständigkeit), auf der Ebene der Messspuren (Spurenvollständigkeit) sowie auf unter Auswertung der zweidimensionalen Verteilung der gewonnenen Messwerte (Flächenvollständig- keit oder zweidimensionale Vollständigkeit). A particularly reliable evaluation of the completeness is carried out under examination at the level of the pixels (pixel completeness), at the level of the measuring tracks (trace completeness) as well as at evaluation of the two-dimensional distribution of the measured values obtained (surface completeness or two-dimensional completeness).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele sowie weiterer Ausführungsalternativen im Zusammenhang mit den folgenden Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments according to the invention and other alternative embodiments in connection with the following
Zeichnungen, die zeigen: Drawings that show:
Figur 1: Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung; Figur 2a: Ein erstes Diagramm gemäß einer Ausführungsform zur Klassifizierung auf Pixelebene; Figure 1: A schematic representation of an embodiment of a method according to the invention; FIG. 2a shows a first diagram according to an embodiment for classifying at the pixel level;
Figur 2b: Ein weiteres Diagramm gemäß einer Ausführungsform zur Klassi- fizierung auf Pixelebene; FIG. 2b shows another diagram according to an embodiment for classifying at the pixel level;
Figur 3: Eine schematische Darstellung einer Kennlinie für Schwellenwerte zur Klassifikation auf Pixelebene; Figur 4: Eine schematische Darstellung des zeitlichen Ablaufs der Beleuchtung für Remissions- bzw.; FIG. 3 is a schematic representation of a characteristic curve for threshold values for classification at the pixel level; Figure 4: A schematic representation of the timing of the illumination for remission or;
Figur 5a: Eine schematische Darstellung zur Klassifikation auf Pixelebene bei beidseitiger Merkmalsmessung; FIG. 5a: a schematic representation for the classification on the pixel level with bilateral feature measurement;
Figur 5b: Eine schematische Darstellung einer weiteren Kennlinie zur Klassifikation auf Pixelebene bei beidseitiger Merkmalsmessung; FIG. 5b shows a schematic representation of a further characteristic for the classification on pixel level with double-sided feature measurement;
Figur 6: Ein Kurvenverlauf von Merkmalsintensität, Remissionswerts so- wie eines dynamisch ermittelten Schwellenwerts zur Klassifikation auf Pixelebene; FIG. 6: a curve of feature intensity, remission value and a dynamically determined threshold value for classification at the pixel level;
Figur 7: Eine schematische Darstellung von Remissionswerten einer zu prüfenden Banknote; FIG. 7: a schematic representation of remission values of a banknote to be checked;
Figur 8: Eine schematische Darstellung von Merkmalsintensitäten einer zu prüfenden Banknote; Figur 9: Eine schematische Darstellung von Merkmalsintensitäten einer zu prüfenden unvollständigen Banknote; FIG. 8 shows a schematic representation of feature intensities of a banknote to be checked; FIG. 9 shows a schematic representation of feature intensities of an incomplete banknote to be checked;
Figur 10a: Eine schematische Darstellung ortsbezogener Verteilung klassifi- zierter Merkmalsintensitäten; FIG. 10 a: a schematic representation of location-related distribution of classified feature intensities;
Figur 10b: Eine schematische Darstellung ortsbezogener Verteilung klassifizierter Merkmalsintensitäten einer unvollständigen Banknote; Figur 11: Eine Darstellung von Transmissionswerten einer Banknote; FIG. 10b: a schematic representation of location-related distribution of classified feature intensities of an incomplete banknote; FIG. 11: a representation of transmission values of a banknote;
Figur 12: Eine weitere schematische Darstellung einer pixelweisen Klassifikation ; und Figur 13: Eine schematische Darstellung einer kombinierten Klassifikation von Merkmalswerte. FIG. 12: another schematic representation of a pixel-by-pixel classification; and Figure 13 is a schematic representation of a combined classification of feature values.
In der Figur 1 ist schematisch ein Verfahrensablauf zur Prüfung eines Wert- dokuments gemäß der Erfindung dargestellt. 1 shows schematically a method sequence for testing a value document according to the invention.
In einem ersten Schritt Sl wird ein Wertdokument bereitgestellt. Das Wertdokument umfasst wenigstens einen maschinenlesbaren Merkmalsstoff. Der Merkmalsstoff ist an wenigstens zwei unterschiedlichen Orten angeordnet, vorzugsweise über einen substantiellen Bereich des Wertdokuments angeordnet. Bevorzug erstreckt sich der maschinenlesbare Merkmalsstoff partiell in der gesamten flächigen Ausdehnung des Wertdokuments. In einem Schritt S2 wird das Wertdokument zumindest lokal vorzugsweise mit elektromagnetischer Strahlung angeregt. Das Anregen kann mittels Bestrahlen des gesamten Wertdokuments erfolgen. Vorzugsweise findet ein bereichsweises, besonders bevorzugt ein punktuelles Bestrahlen des Wertdokuments statt. Mittels einer Sensoreinheit wird ortsaufgelöst ein Merkmalswert, insbesondere eine Merkmalsintensität, bezüglich des In a first step Sl, a value document is provided. The value document comprises at least one machine-readable feature substance. The feature substance is arranged at at least two different locations, preferably arranged over a substantial area of the value document. Preferably, the machine-readable feature substance extends partially over the entire areal extent of the value document. In a step S2, the value document is at least locally excited, preferably with electromagnetic radiation. The stimulation can be done by irradiating the entire value document. Preferably, an area-wise, particularly preferably a punctual irradiation of the value document takes place. By means of a sensor unit is spatially resolved a feature value, in particular a feature intensity, with respect to
maschinenlesbaren Merkmalstoffs an mehreren unterschiedlichen Orten des Wertdokuments erfasst (S3a). Das Erfassen betrifft in der Regel den Flächenabschnitt des Wertdokuments, welcher mittels elektromagnetischer Strahlung angeregt wurde, wobei vorzugsweise der angeregte Abschnitt eine gleiche oder eine größere Fläche als der erf asste Bereich bzw. Punkt aufweist.  Machine-readable feature substance detected at several different locations of the value document (S3a). The detection usually relates to the surface portion of the document of value which has been excited by means of electromagnetic radiation, wherein preferably the excited portion has an area equal to or greater than the area or point detected.
Vorzugsweise im Wesentlichen zeitgleich zu Schritt 3a wird ortsaufgelöst bezüglich den in Schritt 3a erfassten Merkmalswerten ein Remissionswert erfasst (S3b), wobei auch mehrere Remissionswerte erfasst werden können, welche beispielsweise verschiedene Wellenlängen betreffen. Preferably, at substantially the same time as step 3a, a remission value is detected spatially resolved with respect to the feature values acquired in step 3a (S3b), it also being possible to detect a plurality of remission values, which relate, for example, to different wavelengths.
In einem Schritt S4 werden ortsaufgelöst gemäß den Schritten S2, S3a und gegebenenfalls S3b die Merkmalswerte und der vorzugsweise erfasste Remissionswert ausgewertet. Dabei werden die Merkmalswerte mit erwarteten Referenzsignalen verglichen und zu den ortsaufgelöst erfassten Merkmalswerten jeweils eine Merkmalsintensität ermittelt. Vorzugsweise findet eine Normierung der ortsbezogenen Merkmalsintensitäten statt. In a step S4, the feature values and the preferably detected remission value are evaluated spatially resolved in accordance with the steps S2, S3a and optionally S3b. In this case, the feature values are compared with expected reference signals, and a feature intensity is determined in each case for the feature values acquired spatially resolved. Preferably, a normalization of the location-related feature intensities takes place.
Ausgehend der Auswertung aus Schritt S4 findet im Schritt S5 eine Klassifikation der ortsbezogenen Merkmalsintensitäten statt. Die Klassifikation erfolgt basierend auf einen unteren Schwell wert der Merkmalsintensitäten (s. Fig. 2a) oder einer kombinierten Verwendung eines unteren und oberen Schwell werts der Merkmalsintensitäten (s. Fig. 2b) oder einer Verwendung verschiedener Schwellwerte der Merkmalsintensitäten, insbesondere in Abhängigkeit eines oder verschiedener Remissionswerte (Fig. 3). Based on the evaluation from step S4, a classification of the location-related feature intensities takes place in step S5. The classification is based on a lower threshold value of the feature intensities (see Fig. 2a) or a combined use of a lower and upper threshold value of the feature intensities (see Fig. 2b) or a use different threshold values of the feature intensities, in particular as a function of one or different remission values (FIG. 3).
Die Auswertung eines Merkmalswerts und die Klassifikation einer Merk- malsintensität kann zeitlich unabhängig von dem Erfassen weiterer Merkmalswerte durchgeführt werden. Somit kann für eine Merkmalsintensität der Schritt S4 vorzugsweise unmittelbar nach dem Schritt S3a erfolgen und/ o- der für eine oder mehrere Merkmalsintensitäten der Schritt S4 nach dem Erfassen der mehreren Merkmalsintensitäten gemäß S3a erfolgen. Analog kann für eine Merkmalsintensität der Schritt S5 vorzugsweise unmittelbar nach dem Schritt S4 erfolgen und/ oder für eine oder mehrere Merkmalsintensitäten der Schritt S5 nach dem Auswerten der mehreren Merkmalsintensitäten gemäß S erfolgen. Im Schritt S6 wird ausgehend von der Auswertung aus Schritt S4 oder alternativ ausgehend von der Klassifikation der Merkmalsintensitäten aus Schritt S5 eine ortsbezogene Verteilung der Merkmalsintensitäten bestimmt. Aus der ortsbezogenen Verteilung werden erwartete ortsbezogene Grenzen der Verteilung des Merkmalsstoffs abgeleitet. Diese ortsbezogene Grenzen wer- den entweder aus der Verteilung der klassifizierten ortsbezogenen Merkmalsintensitäten ermittelt, beispielsweise durch Berechnung der konvexen Hülle der überschwelligen Merkmalsintensitäten, oder unter Einbeziehen weiterer Messwerte, insbesondere der Remissionswerte ermittelt. Anschließend wird in Schritt S7 die in Schritt S5 erhaltene ortsbezogene Verteilung der klassifizierten Merkmalsintensitäten bewertet. Die Bewertung erfolgt insbesondere hinsichtlich der relativen Lage der über- bzw. unterschwellig klassifizierten Pixel zueinander sowie hinsichtlich der relativen Lage der unterschwellig klassifizierten Pixel relativ zu den in S6 bestimmten Grenzen der zu erwartenden Ortsverteilung des maschinenlesbaren Merkmalstoffs. The evaluation of a feature value and the classification of a feature intensity can be carried out independently of the time of the acquisition of further feature values. Thus, for a feature intensity, step S4 may preferably take place immediately after step S3a, and / or for one or more feature intensities, step S4 may be performed after the detection of the plurality of feature intensities according to S3a. Analogously, for a feature intensity, step S5 can preferably take place immediately after step S4 and / or step S5 can be carried out for one or more feature intensities after the evaluation of the plurality of feature intensities according to S. In step S6, based on the evaluation from step S4 or alternatively based on the classification of the feature intensities from step S5, a location-related distribution of the feature intensities is determined. From the location-related distribution, expected location-related limits of the distribution of the feature substance are derived. These location-related limits are determined either from the distribution of the classified location-related feature intensities, for example by calculating the convex hull of the suprathreshold feature intensities, or by taking into account further measured values, in particular the remission values. Subsequently, in step S7, the location-related distribution of the classified feature intensities obtained in step S5 is evaluated. The evaluation takes place, in particular, with regard to the relative position of the pixels classified above or below the threshold, and with regard to the relative position of the subliminally classified pixels relative to those determined in S6 Limits of the expected spatial distribution of the machine-readable feature substance.
Basierend auf der Bewertung aus Schritt S7 wird schließlich ein Vollständig- keitsmaß für das das gesamte Wertdokument ermittelt, das zur Echtheitsbewertung oder z.B. für Sortierentscheidungen in einer Finally, based on the evaluation from step S7, a completeness measure for the entire value document is determined, which is used for authenticity assessment or, for example, for sorting decisions in one
Banknotenbearbeitungsmaschine herangezogen werden kann.  Bank note processing machine can be used.
In den nunmehr angeführten Diagrammen sind die Farben Gelb mit Bezugs- zeichen "ge", Grün mit Bezugszeichen "g", Schwarz mit Bezugszeichen "s", rot mit Bezugszeichen "r" sowie Blau mit Bezugszeichen "b" verwendet. Sämtliche aufgeführte Farbangaben sind nur Beispielhaft zu verstehen und dienen nur illustrativen Zwecken. Selbstverständlich können anstatt den Farbangaben Werte oder andere Bezeichnungen verwendet werden. In the diagrams now referred to, the colors yellow are used with reference character "ge", green with reference symbol "g", black with reference symbol "s", red with reference symbol "r" and blue with reference symbol "b". All listed color specifications are only examples and are for illustrative purposes only. Of course, values or other names can be used instead of the color information.
In den Figuren 2a und 2b ist jeweils ein Intensitätsfeld für ein abgetastetes Pixel dargestellt, wobei die zur Klassifizierung auf Pixelebene verwendeten Schwellenwerte für Merkmals- bzw. Remissionssignale beispielhaft gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eingetragen sind. FIGS. 2a and 2b respectively show an intensity field for a sampled pixel, wherein the threshold values for feature or remission signals used for classifying at the pixel level are entered by way of example according to one aspect of the present invention.
Die Klassifikation der Pixel in echt/ unecht erfolgt beispielhaft mit Bezugnahme auf Figur 1 wie folgt. Zur Bewertung eines Wertdokuments auf Echtheit und/ oder Vollständigkeit wird eine Klassifikation auf Pixelbasis vorgenommen. The classification of the pixels in real / non-genuine takes place by way of example with reference to FIG. 1 as follows. To evaluate a value document for authenticity and / or completeness, a pixel-based classification is performed.
Alle Messpunkte bzw. Pixel, die im Remissionskanal Remissionswerte oberhalb einer bestimmten Schwelle Ri aufweisen, müssen auch im Merkmalssignal eine hinreichende Merkmalsintensität liefern, um als echter Anteil des Wertdokuments erkannt zu werden. Die Merkmalsintensität muss demnach höher als eine untere Schwelle der Merkmalsintensität Mmin sein. Diese Klassifizierung aller Pixel unter Verwendung fixer Schwellwerte lässt sich anschaulich anhand der 4-Felder-Tafel gemäß Fig. 2a darstellen. Figur 2b zeigt Schwellwerte für Merkmalsintensitäts- bzw. Remissionswerte zur Klassifizierung auf Pixelebene in einem modifizierten 4-Quadranten- Schema unter Anwendung einer unteren Schwelle Mmin, Ri und einer oberen Schwelle Mmax. Dabei werden alle Pixel als "grün" bewertet, die hinreichend hell sind (d. h. Remissionswert R > Remissionsschwellenwert Ri) und ein hinreichend intensives Merkmalssignal liefern (Merkmalsintensität M > minimaler Merkmalsintensität Mmin (unterer Schwellenwert der Merkmalsintensität)). Zu dunkle Pixel (R < Ri), wie sie z. B. durch Löcher im All measurement points or pixels which have remission values above a certain threshold Ri in the remission channel must also provide a sufficient feature intensity in the feature signal in order to be recognized as a true part of the value document. The feature intensity must therefore higher than a lower threshold of feature intensity Mmin. This classification of all pixels using fixed threshold values can be illustrated graphically with reference to the 4-field table according to FIG. 2a. Figure 2b shows threshold values for feature level or reflectance values for pixel level classification in a modified 4 quadrant scheme using a lower threshold Mmin, Ri and an upper threshold M ma x. All pixels which are sufficiently bright (ie remission value R> remission threshold Ri) and deliver a sufficiently intense feature signal (feature intensity M> minimum feature intensity Mmin (lower threshold of feature intensity)) are rated as "green". Too dark pixels (R <Ri), as z. B. through holes in
Wertdokument auftreten können, werden "schwarz" klassifiziert, während vorhandene Bereiche des Wertdokuments (R > Ri), d. h., ein ausreihend ho- her Remissionswert wird erfasst, ohne hinreichendem Merkmalssignal als fälschungsverdächtig, insbesondere als Schnippseifälschung, "rot" klassifiziert werden. Liegen Bereiche mit unzureichender Remission aber mit ausreichender Merkmalsintensität vor, so werden diese als Merkmalsüberschuss "gelb" klassifiziert. Dies kann z. B. bei starker Verschmutzung (mit speziel- lern spektralen Verhalten der beleuchteten Flächen) oder in Fensterbereichen mit unsichtbarem Merkmal auftreten. Value documents are classified "black" while existing areas of the value document (R> Ri), i. h., a sufficiently high remission value is detected, classified without adequate feature signal as suspected of being forged, in particular as snippet forgery, "red". If there are areas with inadequate remission but with sufficient feature intensity, these are classified as a "feature excess" "yellow". This can be z. For example, in the case of heavy soiling (with special spectral behavior of the illuminated surfaces) or in window areas with an invisible feature.
Weiterhin wird gemäß Fig. 2b eine obere Schwelle für die erwartete Merkmalsintensität Mmax verwendet. Hier können dann alle Bereiche mit einem Überschuss an Merkmalssignal "gelb" klassifiziert werden. Die kombinierte Auswertung von Remissions- und Merkmalsintensität auf Pixelebene erlaubt in jedem Fall eine einfache Berücksichtigung von ansonsten problematischen Situationen, wie z. B. einem Hochlauf (d. h. y- Versatz) oder Schräglauf eines Wertdokuments in der Bearbeitungsmaschine in Folge einer Transportstörung. Furthermore, according to FIG. 2b, an upper threshold for the expected feature intensity Mmax is used. Here then all areas can be classified with an excess of feature signal "yellow". The combined evaluation of remission and feature intensity at the pixel level allows in any case a simple consideration of otherwise problematic situations, such. As a run-up (ie y-offset) or skew one Value document in the processing machine as a result of a transport fault.
In einer weitergehenden Ausführungsform wird das Remissionssignal auf Pixelebene dafür verwendet, das Merkmalssignal (nur im linearen Bereich) zum Zwecke einer Verschmutzungs- oder Überdruckungskorrektur zu normieren. Ebenso werden hierbei Randeffekte berücksichtigt, wenn die Wertdokumentkante nur teilweise mit den Messpixeln überlappt und daher reduzierte Merkmals- und Remissionsintensitäten erkannt werden. In a further embodiment, the pixel-level remission signal is used to normalize the feature signal (only in the linear region) for the purpose of fouling or overprint correction. Likewise, edge effects are taken into account if the value document edge only partially overlaps with the measurement pixels and therefore reduced feature and remission intensities are recognized.
Alternativ kann vorteilhaft die zur Echtheitserkennung erforderliche Schwelle für die Merkmalsintensität pixelweise anhand des gemessenen Remissionssignals dynamisch angepasst werden. Hier wird eine Kennlinie bzw. ein Kennfeld für die Echtheitserkennung definiert, wie in Figur 3 gezeigt. Alternatively, advantageously, the threshold for the feature intensity required for authentication can be adapted pixel-by-pixel on the basis of the measured remission signal. Here, a characteristic curve or a characteristic map for the authenticity detection is defined, as shown in FIG.
Figur 3 zeigt eine Kennlinie für die Schwellwerte zur Klassifikation auf Pixelebene. Das Vorhandensein eines Dokuments wird für Remissionswerte R oberhalb einer Remissionsschwelle Ri erkannt. Diese Schwelle kann für alle Spuren einheitlich festgelegt werden, oder, bevorzugt, für jede Spur indivi- duell anhand von Referenzmesswerten für weiße bzw. schwarze Proben pa- rametriert werden. FIG. 3 shows a characteristic curve for the threshold values for classification on the pixel level. The presence of a document is detected for remission values R above a reflectance threshold Ri. This threshold can be set uniformly for all tracks, or, preferably, for each track, individually parameterized using reference measured values for white or black samples.
Wird auf dem Dokument ein sehr dunkler Bereich registriert, so wird auch ein reduzierter Schwellwert für die Merkmalsintensität M angewandt (Mi > M). Liegen entsprechend hellere Bereiche (Ri < R < R2) vor, so wird vorzugsweise die geforderte Merkmalsintensitätsschwelle entsprechend zwischen Mi und M4 erhöht. An besonders stark reflektierenden Stellen (R > R2) kann davon ausgegangen werden, dass hier kein normales Wertpapiersubstrat vorliegt sondern ein metallischer Reflektor wie z. B. ein Hologramm, Sicherheitsstreifen oder ähnliches. Da diese für optische Strahlung typischerweise opak sind, wird der Schwellwert für das Merkmalssignal entsprechend bis auf M3 reduziert, da die abgedeckten Flächen unter If a very dark area is registered on the document, a reduced threshold for the feature intensity M is also used (Mi> M). If correspondingly lighter areas (Ri <R <R 2 ) are present, the required feature intensity threshold is preferably increased correspondingly between Mi and M 4 . At particularly strong reflecting sites (R> R 2 ) it can be assumed that there is no normal security substrate but a metallic reflector such. A hologram, Safety stripes or similar. Since these are typically opaque to optical radiation, the threshold value for the feature signal is correspondingly reduced to M3, since the covered areas under
Umständen nur noch einen stark reduzierten Signalbeitrag liefern können. Falls die räumliche Auflösung des Merkmalsensors nicht deutlich höher ist als die Dimensionen der opaken Strukturen wird eine Maskierung nicht digital erfolgen sondern meistens partiell auftreten. Dem wird durch eine graduelle Reduktion der Merkmalschwelle zwischen M4 und M3 im Bereich Circumstances can only deliver a greatly reduced signal contribution. If the spatial resolution of the feature sensor is not significantly higher than the dimensions of the opaque structures, masking will not be digital but will mostly occur partially. This is due to a gradual reduction of the feature threshold between M 4 and M3 in the range
R2 < R < R3 Rechnung getragen. Im Sinne einer starken Erkennung von Fäl- schungen kann auch bei sehr hohen Remissionswerten R > R3 ein Minimum an Merkmalssignal M2 gefordert werden. Für eine besonders strenge Bewertung kann auch M2 = M3 gewählt werden. In diesen Klassifizierungsvarianten wird ein Hologrammstreifen in "rot" markiert. Alternativ dazu kann auch M2 auf sehr geringe Werte parametriert werden, was eine Klassifizierung spiegelnder Hologrammstreifens als "grün" zur Folge hat. R2 <R <R3 taken into account. In the sense of a strong detection of forgeries, a minimum of feature signal M2 can be demanded even with very high remission values R> R3. For a particularly strict evaluation M 2 = M3 can also be chosen. In these classification variants, a hologram strip is marked in "red". Alternatively, M2 can also be parameterized to very low values, which results in a classification of reflective hologram strips as "green".
Am Rand des Wertdokuments können durch eine nur teilweise Überlappung zwischen Wertdokument und Messpixel zufällig "rote" Pixel auftreten, die in der weiteren Bewertung gesondert behandelt bzw. toleriert werden müssen. Alternativ kann die Entstehung dieser roten Randpixel durch eine geeignete Parametrierung der Schwellwert-Kennlinie für Ri bzw. Mi verhindert werden. Hierbei wird M1 (relativ zur Maximalintensität) gegenüber R1 niedriger angesetzt, so dass durch den rein geometrischen Verlust an Intensität, der sowohl Remission als auch Merkmalsintensität gleichermaßen betrifft, nicht die Situation eintreten kann, dass zwar noch R > Ri aber bereits M < Mi ist. At the edge of the value document, only a partial overlap between the document of value and the measuring pixel causes random "red" pixels, which must be treated or tolerated separately in the further evaluation. Alternatively, the formation of these red boundary pixels can be prevented by a suitable parameterization of the threshold characteristic curve for Ri or Mi. In this case, M 1 (relative to the maximum intensity) is set lower than R 1 , so that the situation can not occur due to the purely geometric loss of intensity, which affects both remission and feature intensity equally, although R> Ri but already M < Wed is.
Beim Vorliegen mehrerer unabhängig messbarer Merkmalstoffe können die Merkmalsmesswerte natürlich analog wie im Fall ohne Remissionsmessung beschrieben sowohl individuell als auch kombiniert bewertet werden. Pixelvollständigkeit: If several independently measurable feature substances are present, the characteristic measured values can of course be evaluated both individually and in combination, as described in the case without remission measurement. Pixel completeness:
Die erste Prüfung auf Vollständigkeit wird nun auf Pixelbasis vorgenom- men: Innerhalb des erkannten Bereichs des Wertdokuments darf die Anzahl der als "rot" klassifizierten Messpunkte bzw. Pixel eine bestimmte Schwelle nicht überschreiten. In der strengsten Auslegung mit der Schwelle 0 bedeutet das, dass kein einziger Messort mit unzureichender Merkmalsintensität vorliegen darf, damit das Wertdokument als vollständig erkannt wird. In ande- ren Varianten können einzelne "rote" Pixel toleriert werden. The first check for completeness is now made on a pixel basis: Within the recognized area of the value document, the number of measuring points or pixels classified as "red" must not exceed a certain threshold. In the strictest interpretation with the threshold 0, this means that not a single measurement location with insufficient feature intensity may be present, so that the value document is recognized as complete. In other variants, individual "red" pixels can be tolerated.
Hier kann erneut das Verhältnis der Anzahl aller grünen Pixel relativ zur Anzahl aller Pixel innerhalb der Ausdehnung des Wertdokuments gebildet werden und gegen eine Mindestschwelle geprüft werden. Dies entspricht einem Flächenanteil bzw. dem flächenbezogenem Vollständigkeitsgrad. Here again, the ratio of the number of all green pixels relative to the number of all pixels within the extent of the value document can be formed and checked against a minimum threshold. This corresponds to an area percentage or the area-related degree of completeness.
Spurenvollständigkeit: Track completeness:
Die aus den Remissionsmessungen bestimmten Spurenlängen werden je- weils als Maßstab zur Bewertung der Spurenvollständigkeit verwendet. Zur Berechnung der Maßzahl für die Spurenvollständigkeit wird die Anzahl der "grün" klassifizierten Pixel in dieser Spur durch die Anzahl aller Pixel innerhalb dieser Spurenlänge geteilt. Alternativ dazu erhält man ein etwas schärferes Prüfkriterium, wenn zur Berechnung der Maßzahl für die The trace lengths determined from the reflectance measurements are each used as a yardstick for evaluating the trace completeness. To calculate the metric for the track integrity, the number of "green" classified pixels in that track is divided by the number of all pixels within that track length. Alternatively, one obtains a somewhat sharper test criterion when calculating the measure of the
Spurenvollständigkeit die Anzahl der "grün" klassifizierten Pixel in dieser Spur durch die der maximalen Länge des Wertdokuments entsprechenden Pixelanzahl geteilt wird. Ein weiteres Prüfkriterium ist die Anzahl benachbarter "roter" Pixel innerhalb der Länge des Wertdokuments und innerhalb einer Spur. Überschreitet diese eine definierte Schwelle, so wird die Spur als unvollständig gezählt. Für die Parametrierung dieser Schwelle wird sinnvollerweise die maximale Breite in echten Wertdokumenten auftretender "roter" Bereiche wie z. B. die maximale Ausdehnung von Hologramm-Patches o. ä. berücksichtigt. Trace integrity, the number of "green" classified pixels in that track is divided by the number of pixels corresponding to the maximum length of the value document. Another test criterion is the number of adjacent "red" pixels within the length of the value document and within one track. If this exceeds a defined threshold, the track is counted as incomplete. For the parameterization of this threshold, it makes sense to use the maximum width of true "red" areas of real documents of value, such as: B. the maximum extent of hologram patches o. Ä. Considered.
Analog zum oben beschriebenen Vorgehen bei der Bestimmung der Spurenvollständigkeit ohne Remissionsmessung können auch hier Messspuren in Randlage unterschiedlich zu Mittenspuren bewertet werden, obwohl die entsprechenden Lageunsicherheiten hier durch die Remissionsmessung sehr viel geringer sind. Analogously to the procedure described above for determining the trace integrity without remission measurement, here too measurement tracks can be evaluated in a peripheral position different from center tracks, although the corresponding position uncertainties are much lower here due to the remission measurement.
Zweidimensionale Vollständigkeit: Two-dimensional completeness:
Im bevorzugten Fall, dass der Sensor mehrere Messspuren aufweist, wird auch hier wie bereits oben beschrieben die zweidimensionale Verteilung der Merkmalsintensität bzw. die zweidimensionale Verteilung der klassifizierten Pixel ausgewertet. In the preferred case that the sensor has a plurality of measuring tracks, the two-dimensional distribution of the feature intensity or the two-dimensional distribution of the classified pixels is also evaluated here as described above.
Mittels der konvexen Hülle um die Pixel mit überschwelliger Remission können Löcher oder opake Flecken innerhalb des Wertdokuments lokalisiert werden. Dabei wird gezielt das Auftreten von größeren Löchern geprüft. Dazu werden "rote" unterschwellige Nachbarpixel innerhalb der durch die konvexe Hülle bestimmten Ausdehnung des Wertdokuments gesucht und zweidimensional -zusammenhängende Bereiche gezählt und identifiziert/ markiert. Liegen z. B. mehr als 2, 3, 5, ... (auflösungsabhängig) zusammenhängende rote Pixel vor, so wird ein potenziell fehlender Bereich erkannt. Anschließend wird die Lage und geometrische Ausdehnung der "roten" Bereiche analysiert und mit bekannter Weise auftretenden Mustern wie z. B. einem transparenten Fenster oder einem metallischen Hologramm- Streifen abgeglichen. Insbesondere die Form, maximale Breite und relative Lage zu den Kanten bzw. Ecken des Wertdokuments wird auf Plausibilität überprüft und bei Abweichungen als "unvollständig" klassifiziert. By means of the convex hull around the pixels with suprathreshold remission, holes or opaque patches within the value document can be located. Here, the occurrence of larger holes is specifically examined. For this purpose, "red" subliminal subpixels are searched for within the extent of the value document determined by the convex hull, and two-dimensional, contiguous areas are counted and identified / marked. Lying z. B. more than 2, 3, 5, ... (resolution-dependent) before contiguous red pixels, so a potentially missing area is detected. Subsequently, the location and geometric extent of the analyzed "red" areas and patterns occurring in a known manner such. B. a transparent window or a metallic hologram strip aligned. In particular, the shape, maximum width and relative position to the edges or corners of the value document is checked for plausibility and classified in case of deviations as "incomplete".
Auch hier kann zur effizienten Erkennung von Fälschungen bzw. unvollständigen Wertdokumenten mit vertikalen Manipulationsstrukturen eine Bewertung hinsichtlich der Spaltenvollständigkeit vorgenommen werden. Hier wird spaltenweise die Anzahl der roten Pixel ermittelt und gegen einen Schwellenwert verglichen. Wird in einer Spalte nun diese Schwelle (von z. B. 2 oder 3) überschritten, so wird das Wertdokument als unvollständig zurückgewiesen. Here, too, an evaluation with regard to column completeness can be made for the efficient recognition of forgeries or incomplete value documents with vertical manipulation structures. Here, the number of red pixels is determined column by column and compared against a threshold value. If this threshold (of eg 2 or 3) is exceeded in a column, the value document is rejected as incomplete.
Für diejenigen Fälschungsklassen, bei denen im Randbereich Abschnitte des echten Wertdokuments durch z.B. eine Fotokopie ersetzt wurden, entsteht durch die kombinierte Auswertung der Remission und der Merkmalsintensität ein echter qualitativer Vorteil: Durch die exakte Bestimmung der tatsächlichen Ausdehnung des Wertdokuments können diese Fälschungen nun zuverlässig erkannt werden. Dabei kann insbesondere eine gezielte Prüfung auf das Vorhandensein von "rot" klassifizierten Randspalten (die durch Zählen der roten Pixel in Spaltenrichtung ermittelt wurden) vorgenommen werden. Dabei werden bevorzugt die äußersten zwei Spalten bewertet, um die durch Kanteneffekte zufällig auftretenden roten Randpixel nicht über- bzw. falsch zu bewerten. For those counterfeiting classes in which portions of the true value document in the marginal area are replaced by e.g. A photocopy has been replaced by the combined evaluation of the remission and the feature intensity a real qualitative advantage: By accurately determining the actual extent of the value document these fakes can now be reliably detected. In particular, a targeted check for the presence of "red" classified edge columns (which were determined by counting the red pixels in the column direction) can be made. In this case, the outermost two columns are preferably evaluated in order not to over-evaluate or incorrectly evaluate the red edge pixels occurring randomly due to edge effects.
In einer Ausführungsform mit stark unterschiedlichem Auflösungsvermögen der Messung in (x-) Spurenrichtung und y-Richtung (Spurenanzahl) wird dies dadurch berücksichtigt, dass gezielt "rote" Nachbarpixel in Zeilenrich- tung gezählt werden und Mehrfachpixel in dieser Richtung besonders gravierend bewertet werden. Insbesondere kann die maximal auftretende Breite eines Hologramm-Streifens (oder ähnlichen Sicherheitsmerkmalen wie z. B. Metallfarbe) dadurch berücksichtigt werden, dass Wertdokumente mit einer größeren Anzahl roter Pixel in der höher aufgelösten Messrichtung als einem definierten Schwellwert direkt als unvollständig klassifiziert werden. In an embodiment with greatly different resolving power of the measurement in the (x) track direction and the y direction (number of tracks), this is taken into account by specifically selecting "red" neighboring pixels in line direction. tion and multiple pixels in this direction are evaluated particularly seriously. In particular, the maximum occurring width of a hologram strip (or similar security features such as metal paint) may be considered by classifying value documents having a larger number of red pixels in the higher resolution measurement direction than a defined threshold directly as incomplete.
Beidseitige Messung In besonders bevorzugten Varianten umfasst der Echtheitssensor zweiDouble-sided Measurement In particularly preferred variants, the authenticity sensor comprises two
Teilsensoren, die eine beidseitige Messung der Merkmalsintensität auf jedem Wertdokument erlauben. Dabei steht bevorzugt zumindest auf einer Seite - bzw. besonders bevorzugt beidseitig - auch ein Remissionskanal zur Verfügung, mit dem (Spuren-) Länge sowie genaue Position und Ausrichtung des Wertdokuments bestimmt werden. Partial sensors that allow a two-sided measurement of the feature intensity on each document of value. In this case, at least on one side-or more preferably on both sides-a remission channel is also available, with which the (track) length as well as the exact position and orientation of the value document are determined.
In einer Ausführungsform werden die beiden Teilsensoren zentral gesteuert, um die zeitlichen Abläufe der Anregung bzw. Messwertaufnahme für beide Teilsensoren zu synchronisieren. Alternativ werden zwei einzelne, unabhän- gige Sensoren für Vorder- bzw. Rückseite eingesetzt, die in einer Master-/ Slave-Konfiguration durch einen der beiden Sensoren („Master") synchronisiert werden. Beispielsweise legt dieser Master-Sensor den Betriebsmodus fest und gibt einzuhaltende Zeitverzögerungen für die Messpulse und/ oder Messwertaufnahme nach einem Triggersignal vor. In one embodiment, the two part sensors are centrally controlled in order to synchronize the timing of the excitation or measured value recording for both partial sensors. Alternatively, two separate front and backside sensors are used, which are synchronized in one master / slave configuration by one of the two sensors ("master"). For example, this master sensor sets the operating mode and outputs to be maintained time delays for the measuring pulses and / or measured value recording after a trigger signal before.
Weiterhin können bevorzugt unterschiedliche Sensorarchitekturen für den Master- bzw. Slave-Sensor eingesetzt werden. So kann beispielsweise einer der Sensoren mit einer aufwendigeren Messtechnik als der andere Sensor ausgerüstet sein und die Merkmalswerte mit einer höheren Genauigkeit oder einer höheren spektralen Auflösung prüfen. Furthermore, different sensor architectures for the master or slave sensor can preferably be used. Thus, for example, one of the sensors with a more complex measurement technique than the other sensor be equipped and check the feature values with a higher accuracy or a higher spectral resolution.
Die beiden Teilmessungen von Vorder- und Rückseite werden anschließend kombiniert ausgewertet. Dabei werden die Messdaten den jeweiligen Messorten auf dem Wertdokument zugeordnet, die ortsbezogenen Datentupel aus (Remission, Merkmall, Merkmal2) bzw. (Remissionl, Remission2, Merkmall, Merkmal2) gebildet und ausgewertet. Bevorzugt ist die Position bzw. Taktung der beiden Messungen (vorne, hinten) so aufeinander abgestimmt, dass das Wertdokument an denselben Pixelpositionen auf Vorder- und Rückseite gemessen werden. Besonders bevorzugt findet die Messung jeweils (fast) simultan statt, d.h. dass ein Messpunkt an einem Ort des Wertdokuments fast gleichzeitig von der Vor- der- und von der Rückseite her erfasst wird. The two partial measurements of front and back are then evaluated in combination. The measurement data are assigned to the respective measurement locations on the value document, the location-related data tuples are formed and evaluated (remission, feature, feature 2) or (remission 1, remission 2, feature 2, feature 2). Preferably, the position or timing of the two measurements (front, back) is coordinated so that the value document at the same pixel positions on the front and back are measured. Most preferably, the measurement takes place (almost) simultaneously, i. that a measuring point at a location of the value document is detected almost simultaneously from the front and from the back.
Neben der einfacheren und eindeutigeren Bewertung der so gewonnenen Messwerte bietet dies den Vorteil, dass ein meist nicht zu verhinderndes Übersprechen zwischen Vorder- und Rückseitenmessung nicht zu Artefakten und Störsignalen führt, sondern stattdessen das zu messende Merkmalssignal verstärkt. In addition to the simpler and clearer evaluation of the measured values obtained in this way, this has the advantage that a mostly unavoidable crosstalk between front and rear side measurement does not lead to artifacts and interference signals, but instead amplifies the feature signal to be measured.
Dabei kann die Beleuchtung des ersten Teilsensors vorteilhaft auch für eine Transmissionsmessung mit dem Detektorteil des zweiten Teilsensors ausge- nutzt werden, wenn die beiden Beleuchtungslichtpulse einen kleinen Zeitversatz aufweisen, so dass das Transmissionssignal zeitlich getrennt vom Remissionssignal 2 aufgezeichnet werden kann. Diese zeitliche Abfolge der Lichtpulse bzw. Detektionen ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. In diesem Fall stehen dann für jeden Messort Transmission, Remissionl, Remission2 sowie Merkmall, Merkmal2 als Datenbasis für die Vollständigkeitsbewertung zur Verfügung. Dies ermöglicht die komplette Vollständigkeitsbewertung auch bei vorhandenen opaken (metallischen) oder transparenten (Fenster-) Sicherheitsmerkmalen, die andernfalls die Vollständigkeitsprüfung bestimmter Teile des Wertdokuments behindern können. In this case, the illumination of the first partial sensor can advantageously also be exploited for a transmission measurement with the detector part of the second partial sensor if the two illumination light pulses have a small time offset so that the transmission signal can be recorded separately from the remission signal 2. This temporal sequence of the light pulses or detections is shown schematically in FIG. In this case, transmission, remission, remission2 are then available for each measuring location as well as feature, feature2 as database for the completeness evaluation. This allows the complete completeness evaluation even with existing opaque (metallic) or transparent (window) security features, which may otherwise hinder the completeness check of certain parts of the value document.
Die Beleuchtung für die Remissionsmessung (alternativ: Merkmalsmessung) der Vorder- und der Rückseite erfolgen leicht zeitversetzt, so dass Detektor 2 den transmittierten Anteil der Beleuchtung 1 unabhängig und ungestört von der Beleuchtung 2 bestimmen kann, wie es in Figur 3 gezeigt ist. The illumination for the remission measurement (alternatively: feature measurement) of the front and the back are slightly offset in time, so that detector 2 can determine the transmitted portion of the illumination 1 independently and undisturbed by the illumination 2, as shown in FIG.
Im einfachsten Fall wird bei der Auswertung die Summe (oder der Mittelwert oder das Maximum) aus Merkmall und Merkmal2 an jedem Messort gebildet und anschließend entsprechend den oben beschriebenen Abläufen klassifiziert und bewertet. In the simplest case, in the evaluation, the sum (or the mean or the maximum) of feature and feature 2 is formed at each measurement location and then classified and evaluated according to the procedures described above.
Eine genauere Bewertung wird erreicht, wenn individuelle Schwellen für Merkmall und Merkmal2 angewandt werden. Diese können sowohl von Remission als auch vom jeweils anderen Merkmalswert abhängen. An die Stelle der eben beschriebenen Kennlinie zur pixelweisen rot/ grün-A more accurate rating is achieved when individual thresholds for feature and feature2 are applied. These can depend both on remission and on the other characteristic value. In place of the characteristic curve described above for the pixel-wise red / green
Bewertung tritt dann hier ein entsprechendes Kennfeld. Dieses kann genau auf die typischen, an echten Wertdokumenten auftretenden optischen Effekte angepasst/ parametriert werden. Die Figuren 5a und 5b zeigen ein Kennfeld für die Schwellwerte zur Klassifikation auf Pixelebene bei beidseitiger Merkmalsmessung. In der Figur 5a erfolgt eine Klassifikation aufgrund statischer Schwellenwerte von Evaluation then occurs here a corresponding map. This can be adapted / parameterized precisely to the typical optical effects occurring on real value documents. FIGS. 5a and 5b show a characteristic diagram for the threshold values for classification on the pixel level with bilateral feature measurement. In the figure 5a is a classification based on static thresholds of
Merkmals werten (Mi,min, Mit dem Kennfeld in Figur 5b erfolgt eine Klassifikation unter Berücksichtigung von Wechsel Wirkungseffekten, wie z. B. Reflexion an einseitig aufgebrachten metallischen Oberflächenstrukturen. Feature value (Wed, min, With the map in Figure 5b is a Classification taking into account change effect effects, such. B. reflection on unilaterally applied metallic surface structures.
Ist beispielsweise bei einer Banknote auf einer Seite Bl ein (reflektierender, daher opaker) metallischer Streifen aufgebracht, so ist zu erwarten, dass zwar einseitig der Merkmalswertl sehr gering ist, aber der zu erwartende Merkmalswert2 durch die auftretenden Reflexionen gegenüber der unmittelbaren Umgebung (oder gegenüber dem Mittelwert über die gesamte Banknote) erhöht ist. Dies kann durch die entsprechende Parametrisierung des Schwell-Kennfeldes abgebildet werden. Umgekehrt ist bei einer Über druckung auf der Seite Bl mit schwarzer, spektral breitbandig absorbierender (Ruß-)Farbe der Remissionswert und Merkmalswertl niedrig, dagegen liegt Merkmalswert2 auf normalem Niveau. Die Parametrisierung des Klassifikators ist vorteilhaft abhängig vom Ort, d. h. z. B. relativ zur Vorderkante, relativ zu den Ecken, bzw. konkrete Position innerhalb der konvexen Hülle, etc. Dies erlaubt eine korrekte Behandlung von absorptiver und reflektiver Störung in Abhängigkeit der (läge- und stü- ckelungsabhängig) in diesen Bereichen möglicherweise auftretenden Effekte. In beiden Fällen kann in jedem Fall durch die beidseitige Merkmalsmessung trotz der unzureichenden Merkmalsintensität auf einer Seite der entsprechende Bereich zuverlässig als echt bewertet werden. If, for example, a banknote (reflective, therefore opaque) metallic strip is applied to a banknote on one side, then it is to be expected that the one-sided feature value is very small, but the expected feature value 2 is due to the reflections that occur with respect to the immediate environment (or opposite the average over the entire banknote) is increased. This can be mapped by the corresponding parameterization of the threshold characteristic field. Conversely, when overprinting on the side Bl with black, spectrally broadband absorbing (soot) color, the remission value and feature value is low, while feature value 2 is at a normal level. The parameterization of the classifier is advantageously dependent on the location, i. H. z. B. relative to the leading edge, relative to the corners, or concrete position within the convex hull, etc. This allows a correct treatment of absorptive and reflective interference depending on the (depending on the lags and stöck- depending) in these areas possibly occurring effects. In both cases, in spite of the insufficient feature intensity on one side, the two-sided feature measurement can reliably evaluate the corresponding range as true.
Dies erlaubt den lückenlosen Nachweis der Vollständigkeit unabhängig vom BN-Design, auch in schwierigen Situationen mit (einseitig auftretenden) Abdeckungen/ Abschattungen durch opake Elemente wie z.B. Aluminiumbeschichtete Hologrammstreifen. Damit können auch Bereiche des This allows complete proof of completeness regardless of the BN design, even in difficult situations with (unilaterally occurring) covers / shadowing by opaque elements such as e.g. Aluminum coated hologram stripes. This can also be areas of
Wertdokuments zuverlässig auf Vollständigkeit/ Echtheit geprüft werden, die bei nur einseitiger Messung nicht bewertet werden können. In einer bevorzugten Variante wird der vollständige vorhandene Datensatz aus (Transmission, Remission!., Remission2, Merkmalsintensitätl, Merkmal- sintensität2) kombiniert klassifiziert und bewertet. Dabei können neben Bereichen mit opaken, absorbierenden bzw. reflektierenden Überdeckungen insbesondere auch Löcher bzw. Fensterbereiche über das Transmissionssignal zuverlässig identifiziert werden und deren Position und Ausdehnung im Vergleich zu den für echte Wertdokumente zulässigen Werten geprüft werden. Weitere Ausführungsbeispiele werden im Folgenden beschrieben. Value document reliably checked for completeness / authenticity, which can not be evaluated in one-sided measurement. In a preferred variant, the complete existing data set (transmission, remission, remission, feature intensity, feature intensity) is combined and evaluated. In addition to areas with opaque, absorbent or reflective overlaps, in particular holes or window areas can be reliably identified via the transmission signal and their position and extent compared to the values permissible for genuine value documents checked. Further embodiments will be described below.
Beispiel 1: Hier wird ein spektral auflösender Emspur-Lumineszenzsensor mit Remissionsmessung für die Vollständigkeitsprüfung verwendet. Der Sensor wird auf einer Banknotenbearbeitungsmaschine bei 11 m/ s Transportgeschwindigkeit betrieben und zur Echtheits- sowie Vollständigkeitsprüfung von Banknoten mit einem auf den Lumineszenzsensor abgestimmten ins Papier eingebrachten Lumineszenzmarker verwendet. Die Banknoten haben auf der Vorderseite im rechten Bereich einen reflektieren Hologrammstreifen. Example 1: Here a spectrally resolving Emspur luminescence sensor with remission measurement is used for the completeness test. The sensor is operated on a banknote processing machine at 11 m / s transport speed and used for authenticity and completeness testing of banknotes with a luminescence marker which is matched to the luminescence sensor and inserted into the paper. The banknotes have a reflective hologram strip on the front in the right area.
Figur 6 zeigt eine Merkmalskurve (O), eine Remissionskurve (x) und die dynamisch berechnete Merkmalschwelle (gestrichelt) einer echten und vollständigen Banknote. Sowohl Remissions- als auch Merkmalsintensität sind signifikant moduliert. Durch Anwendung einer remissionsabhängigen Schwelle bei der Klassifikation der Merkmalsintensität kann dennoch die Vollständigkeit korrekt ermittelt werden. FIG. 6 shows a feature curve (O), a remission curve (x) and the dynamically calculated feature threshold (dashed line) of a genuine and complete banknote. Both remission and feature intensity are significantly modulated. Nevertheless, the completeness can be correctly determined by applying a reflection-dependent threshold in the classification of the feature intensity.
Beispiel 2: Hier wird ein spektral auflösender 11 -Spur-Lumineszenzsensor mit Remissionsmessung für die Vollständigkeitsprüfung verwendet. Der Sensor wird auf einer Banknotenbearbeitungsmaschine bei 11 m/ s Trans- portgeschwindigkeit betrieben und zur Echtheits- sowie Vollständigkeitsprüfung von Banknoten mit einem ins Papier eingebrachten Lumineszenzmar- ker verwendet. Die Banknoten haben auf der Vorderseite im rechten Bereich einen reflektieren Hologrammstreifen sowie im linken Bereich ein transpa- rentes Fenster. Example 2: Here, a spectrally resolving 11-track luminescence sensor with reflectance measurement is used for the completeness test. The sensor is placed on a banknote processing machine at 11 m / s trans- operated for speed and authenticity and completeness of banknotes with a luminescence marker introduced into the paper. The banknotes have a reflective hologram strip on the front in the right-hand area and a transparent window in the left-hand area.
Figur 7 zeigt eine Darstellung der gemessenen Remissionswerte der Banknote. Hohe Remission tritt insbesondere im Bereich des reflektierenden Hologrammstreifens auf, während sehr niedrige Remission im transparenten Fenster vorliegt. FIG. 7 shows a representation of the measured remission values of the banknote. High remission occurs especially in the area of the reflective hologram strip, while very low remission is present in the transparent window.
Figur 8 zeigt eine Darstellung der Merkmalsintensität der Banknote. Weiß entspricht hoher Intensität, während schwarz geringen Werten entspricht. Im Bereich des Fensters (links) sowie des Hologrammstreifens (rechts) ist nur sehr geringe Merkmalsintensität detektierbar. FIG. 8 shows a representation of the feature intensity of the banknote. White corresponds to high intensity, while black corresponds to low values. In the area of the window (left) and the hologram strip (right) only very low feature intensity is detectable.
Beispiel 3: Example 3:
Zum Vergleich wurden entsprechend präparierte Schnipselfälschungen mit ca. 10 % Fälschungsanteil vermessen. For comparison, appropriately prepared chip counterfeits were measured with about 10% counterfeit share.
Figur 9 zeigt eine Darstellung der Merkmalsintensität einer unvollständigen Banknote mit einem diagonal eingefügten Streifen einer Kopie ohne Merkmal. FIG. 9 shows a representation of the feature intensity of an incomplete banknote with a diagonally inserted stripe of a copy without a feature.
Figur 10a zeigt eine pixel weise Klassifikation der Banknote (Fig. 7-8) mit dynamischer Schwelle. Die geringe Merkmalsintensität im Bereich des Hologrammstreifens konnte durch die dynamische Schwelle berücksichtigt werden, während die fehlende Merkmalsintensität im Fensterbereich man- gels Remissionssignal rot markiert wird. (0 = schwarz, 1 = rot, 2 = gelb, 3 = grün) FIG. 10a shows a pixel-wise classification of the banknote (FIGS. 7-8) with a dynamic threshold. The low feature intensity in the area of the hologram strip could be taken into account by the dynamic threshold, while the missing feature intensity in the window area could be taken into account. gels remission signal is marked in red. (0 = black, 1 = red, 2 = yellow, 3 = green)
Figur 10b zeigt eine pixelweise Klassifikation der unvollständigen Banknote (Fig. 9) mit dynamischer Schwelle. Die geringe Merkmalsintensität im Bereich des Hologrammstreifens konnte durch die dynamische Schwelle korrigiert werden, während die fehlende Merkmalsintensität im Fensterbereich mangels Remissionssignal rot markiert wird. Der fehlende Merkmalbereich wird korrekt erkannt und ebenfalls rot markiert. (0 = schwarz, 1 = rot, 2 = gelb, 3 = grün) FIG. 10b shows a pixel-by-pixel classification of the incomplete bank note (FIG. 9) with a dynamic threshold. The small feature intensity in the area of the hologram strip could be corrected by the dynamic threshold, while the missing feature intensity in the window area is marked in red for lack of remission signal. The missing feature area is recognized correctly and marked in red. (0 = black, 1 = red, 2 = yellow, 3 = green)
Beispiel 4: Example 4:
Die Banknote von Fig. 7-8 wurde erneut mit einem Sensoraufbau mit beidsei- tiger Messung vermessen. Es wurden Merkmall (vorne), Merkmal2 (hinten), Remissionl (vorne), Remission2 (hinten) sowie die Transmission gemessen. The banknote of FIGS. 7-8 was measured again with a sensor structure with double-sided measurement. Characteristics (front), feature2 (rear), remissionl (front), remission2 (rear) and transmission were measured.
Figur 11 zeigt Transmissionsdaten der Banknote Zur Klassifikation der Messpixel wurden Vorder- und Rückseite separat mit dynamischer Merkmalschwelle klassifiziert und anschließend entsprechend folgender Zuordnung der jeweils auf Vorderseite (Klassifikationl) und Rückseite (Klassifikation) ermittelten Klassenzuordnungen zu einer Ge- samt-Klassifikation für jeden Pixel separat kombiniert, wie es in Figur 12 ge- zeigt ist. FIG. 11 shows transmission data of the banknote For classifying the measurement pixels, the front and rear sides were classified separately with a dynamic feature threshold and then separated according to the following assignment of the class assignments determined on the front (classification) and back (classification) to a total classification for each pixel combined, as shown in Figure 12 is shown.
Der Fensterbereich wurde anschließend anhand der hohen Transmission >85 erkannt und entsprechend als "Fenster" (4) klassifiziert. Figur 12 zeigt eine pixelweise Klassifikation der beidseitig ermittelten Messdaten der vollständigen Test-Banknote mit dynamischer Schwelle und Transmissionsmessung. (0 = schwarz, 1 = rot, 2 = gelb, 3 = grün, 4 = hellblau) Hier werden trotz der messtechnisch schwierigen Architektur der Banknote mit metallisch reflektierenden und transparenten Fensterbereichen alle Bereiche zuverlässig auf lokale Echtheit geprüft und die Vollständigkeit korrekt bewertet. The window area was subsequently identified on the basis of the high transmission> 85 and accordingly classified as "window" (4). FIG. 12 shows a pixel-by-pixel classification of the measured data of the complete test banknote with dynamic threshold and transmission measurement determined on both sides. (0 = black, 1 = red, 2 = yellow, 3 = green, 4 = light blue) Here, despite the metrologically difficult architecture of the banknote with metallically reflecting and transparent window areas, all areas are reliably checked for local authenticity and the completeness is assessed correctly.
In der Figur 13 ist schematisch eine Kombination von beidseitig klassifizier- ten Merkmalswerten dargestellt, wonach ebenfalls Bewertung des Wertdokuments bzw. der Banknote auf Echtheit und/ oder Vollständigkeit erfolgt. FIG. 13 diagrammatically shows a combination of feature values classified on both sides, according to which evaluation of the value document or of the banknote likewise takes place for authenticity and / or completeness.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Prüfung der Vollständigkeit und/ oder Echtheit von Wert- dokumenten, wobei wenigstens ein Wertdokument mindestens einen maschinenlesbaren Merkmalstoff an wenigstens zwei Orten umfasst, mit den Schritten: 1. A method for checking the completeness and / or authenticity of value documents, wherein at least one value document comprises at least one machine-readable feature substance in at least two locations, with the steps:
zumindest lokales Anregen des Wertdokuments (S2)  at least local stimulation of the value document (S2)
ortsaufgelöstes Erfassen einer Merkmalsintensität (M) bezüglich des maschinenlesbaren Merkmalstoffs an mehreren unterschiedlichen Orten des Wertdokuments (S3a);  location-resolved detection of a feature intensity (M) with respect to the machine-readable feature substance at a plurality of different locations of the value document (S3a);
Ortsbezogene Klassifikation der ortsbezogenen Merkmalsintensitäten anhand eines Schwell werts (S5);  Location-based classification of location-related feature intensities using a threshold value (S5);
Bestimmen von ortsbezogenen Grenzen einer zu erwartenden Orts Verteilung des maschinenlesbaren Merkmalstoffs (S6); und Determining location-related boundaries of an expected location distribution of the machine-readable feature substance (S6); and
Bewerten einer ortsbezogenen Verteilung der klassifizierten Merkmalsintensitäten (S7). Evaluate a location-based distribution of the classified feature intensities (S7).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassifika- tion (S5) der ortsbezogenen Merkmalsintensitäten (M) anhand von ortsabhängigen Schwellwerten erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the classification (S5) of the location-related feature intensities (M) takes place on the basis of location-dependent threshold values.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt des ortsaufgelösten Erfassens von Remissionswerten (R) (S3b) an mehreren unterschiedlichen Orten des Wertdokuments. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the step of the spatially resolved detection of remission values (R) (S3b) at a plurality of different locations of the value document.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert als ortsabhängiger Schwellenwert ausgebildet, der aus einer vom am jeweiligen Ort bestimmten Remissionswert (R) abhängigen Kennlinie bestimmt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the threshold value is formed as a location-dependent threshold, the one from the on specific location remission value (R) dependent characteristic is determined.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Messorte der Remissionswerte (R) mit den Messorten der Merkmalsintensitäten (M) überlappen und bevorzugt identisch sind. 5. The method according to claim 3 or 4, wherein the measurement locations of the remission values (R) overlap with the measurement locations of the feature intensities (M) and are preferably identical.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt des Berechnens einer Spurvollständigkeit durch einen Vergleich der Anzahl der Messorte mit überschwelliger Merkmalsintensität (M) mit der Anzahl der erfassten Messorte innerhalb einer konvexen Hülle der Messorte mit überschwelliger Merkmalsintensität (M) oder ggf. innerhalb einer konvexen Hülle der Messorte mit überschwelligem Remissionswert (R). 6. The method according to claim 1, characterized by the step of calculating a track completeness by a comparison of the number of measurement locations with suprathreshold feature intensity (M) with the number of detected measurement locations within a convex envelope of the measurement sites with suprathreshold feature intensity (M) or, if applicable within a convex hull of the sites with suprathreshold remission value (R).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt des Prüfens einer zweidimensionalen Verteilung der klassifizierten Merkmalsintensitäten (M) relativ zu einer konvexen Hülle der Messorte mit überschwelliger Merkmalsintensität (M) oder sofern Remissionswerte (R) erfasst wurden, relativ zu einer zweidimensionalen Verteilung der Messwerte der Remissionsmessung, wobei vorzugsweise das Prüfen der zweidimensionalen Verteilung der klassifizierten Messorte eine Berechnung einer Spaltenvollständigkeit umfasst. 7. Method according to one of the preceding claims, characterized by the step of checking a two-dimensional distribution of the classified feature intensities (M) relative to a convex envelope of the measurement sites with suprathreshold feature intensity (M) or if remission values (R) were detected relative to a two-dimensional one Distribution of the measured values of the remission measurement, wherein preferably the checking of the two-dimensional distribution of the classified measurement locations comprises a calculation of a column completion.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmalsintensitäten (M) entlang mindestens einer Messspur auf dem Wertdokument erfasst werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the feature intensities (M) along at least one measuring track are detected on the document of value.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsaufgelöste Erfassen der Merkmalsintensitäten (M) (S2) bezüglich des maschinenlesbaren Merkmalstoffs die Messung einer spektralen Lumineszenzintensität eines Lumineszenzstoffs und/ oder die spektrale Messung einer Raman-Bande eines Raman-aktiven Stoffs und/ oder eines durch surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) nachweisbaren Stoffs und/ oder die spektrale Messung einer Absorptionsbande eines im infraroten Spektralbereich absorbierenden Stoffs und/ oder die Messung der magnetischen Eigenschaften eines ferromag- netischen Stoffs umfasst. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the spatially resolved detection of the feature intensities (M) (S2) with respect to the machine-readable feature substance, the measurement of a spectral luminescence intensity of a luminescent substance and / or the spectral measurement of a Raman band of a Raman-active substance and / or a substance detectable by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and / or the spectral measurement of an absorption band of an absorbing substance in the infrared spectral range and / or the measurement of the magnetic properties of a ferromagnetic substance.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand mindestens eines Merkmalswerts (M) eine lokale Echtheit des Wertdokuments geprüft wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that based on at least one feature value (M) a local authenticity of the value document is checked.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl und eine räumliche Verteilung von unterschwellig klassifizierten Messorten mit Referenzwerten verglichen wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a number and a spatial distribution of subliminal classified measurement locations is compared with reference values.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertdokument während der Messung mit einer Geschwindigkeit von 1-13 m/ s, bevorzugt 6-12 m/ s bewegt wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the value document during the measurement at a speed of 1-13 m / s, preferably 6-12 m / s is moved.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet dass das ortsaufgelöste Erfassen der Merkmalsintensitäten (M) des maschinenlesbaren Merkmalstoffs und/ oder ggf. der Remissionswerte (R) auf Vorder- und Rückseite des Wertdokuments, insbesondere an gleichen, gegenüberliegenden Orten der Vorder- und Rückseite, erfolgt. 13. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the spatially resolved detection of the feature intensities (M) of the machine-readable feature substance and / or optionally the remission values (R) on the front and back of the document of value, in particular at the same, opposite locations of Front and back, done.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet dass die ortsabhängigen Schwellwerte durch eine Kennlinie bestimmt werden, die von der am jeweiligen Ort gegenüberliegenden Seite des Wertdokuments be- stimmten Merkmalsintensität (M) abhängt. 14. The method according to claim 13, characterized in that the location-dependent threshold values are determined by a characteristic curve which depends on the feature intensity (M) of the value document determined at the respective location.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass ortsaufgelöst Transmissionswerte des Wertdokuments er- fasst werden. 15. Method according to one of the preceding claims, characterized in that transmission values of the value document are recorded with local resolution.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet dass die Transmissionsmessung durch eine zeitversetzte Beleuchtung im Rahmen von Remissionsmessungen auf Vorder- und Rückseite und/ oder durch eine zeitversetzte Beleuchtung im Rahmen der Messung von Merkmalswerten auf Vorder- und Rückseite erfolgt. 16. The method according to claim 15, characterized in that the transmission measurement is carried out by a time-shifted illumination in the context of remission measurements on the front and back and / or by a time-shifted illumination in the context of the measurement of feature values on the front and back.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass an mehreren Messorten jeweils eine kombinierte Klassifikation unter Berücksichtigung von den Messorten zugeordneten Datentupel vorgenommen wird, wobei die Datentupel zumindest eine Merkmalsintensität (M) sowie wenigstens eine der folgenden Komponenten umfassen: eine weitere Merkmalsintensität (M), einen Remissionswert (R), und/ oder einen Transmissionwert. 17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at a plurality of measurement locations in each case a combined classification taking into account the data points associated with data tuples is carried out, the data tuples at least one feature intensity (M) and at least one of the following components comprise: a further feature intensity ( M), a remission value (R), and / or a transmission value.
18. Sensor, zum Erfassen einer Merkmalsintensität (M) und/ oder eines Merkmalswerts, ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17. 18. Sensor, for detecting a feature intensity (M) and / or a feature value, designed to carry out a method according to one of claims 1 to 17.
19. Sensoreinheit mit einem Sensor, wobei der Sensor zum Erfassen wenigstens einer Merkmalsintensität (M), eines Merkmalswerts, eines Remissionswertes (R) und/ oder eines Transmissionswertes insbesondere gemäß Anspruch 18 ausgebildet ist, und/ oder wobei die Sensoreinheit ausge- bildet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 auszuführen. 19. sensor unit having a sensor, wherein the sensor is designed to detect at least one feature intensity (M), a feature value, a remission value (R) and / or a transmission value, in particular according to claim 18, and / or wherein the sensor unit is embodied, to carry out a method according to one of claims 1 to 17.
20. Banknotenbearbeitungsmaschine mit einer Sensoreinheit nach Anspruch 19, einem Sensor gemäß Anspruch 18 und/ oder geeignet zur Durchfüh- rung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17. 20. Banknote processing machine with a sensor unit according to claim 19, a sensor according to claim 18 and / or suitable for carrying out a method according to one of claims 1 to 17.
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