EP3400584B1 - Vollständigkeitsprüfung eines wertdokuments - Google Patents

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EP3400584B1
EP3400584B1 EP16819440.5A EP16819440A EP3400584B1 EP 3400584 B1 EP3400584 B1 EP 3400584B1 EP 16819440 A EP16819440 A EP 16819440A EP 3400584 B1 EP3400584 B1 EP 3400584B1
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EP
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value
characteristic
feature
measurement
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Wolfgang Rauscher
Erich KERST
Thomas Happ
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a corresponding device for checking documents of value for completeness and authenticity.
  • Counterfeits of valuable documents could be composed of a plurality of partial documents, for example, sections of genuine valuable documents were combined with sections of copies. According to the invention, it is possible to reliably identify such forgeries and to check documents of value for completeness or authenticity.
  • the DE 10 346 636 A1 describes a sensor-based authenticity check of valuable documents with a luminescent marker, which is carried out integrally along a track across the valuable document. While the addition of the luminescence signal along the measurement track is well suited to detecting small, noisy spectral signals, it prevents a small-scale and therefore precise assessment of completeness.
  • the WO 2011/037750 A2 describes the authenticity recognition of banknotes by detecting a homogeneously distributed IR luminescent substance of measurement traces and comparison of the measured modulation of the luminescence intensity through overprinting or applied holograms, stripes, etc. with expected target profiles. Areas with high statistical fluctuations, such as security threads or hologram strips, are excluded from the evaluation and an authenticity decision is made if, for example, > 51% of the measured profile matches one of the four position-dependent authenticity references.
  • the US 6,393,140 B1 describes a further method for checking banknotes, in which a signal such as color or magnetism is measured at several defined points on the banknote and the relative distances between the measured values and a reference value are determined and then standardized. This procedure enables a local authenticity assessment, but not a reliable completeness check.
  • the US 2005/0100204 A1 describes a method for authenticating banknotes based on the brightness values of individual pixels. Pixel specific Brightness results in a geometric shape that is compared to a reference shape.
  • DE 10 2007 044 878 A1 relates to a method for checking the authenticity of banknotes.
  • a first fluorescence intensity is determined at a first measurement time and a second fluorescence intensity is determined for a portion of the banknote at a second measurement time, and a corrected luminescence intensity is determined.
  • the corrected luminescence intensity is compared to a threshold value.
  • DE 10 2010 021 803 A1 discloses a method for checking the authenticity of a banknote.
  • a spatially resolved measurement of a transmission is carried out.
  • the transmission values are compared with a threshold value and the shape of connected subthreshold areas is evaluated.
  • the achievable spatial resolution of the feature signal can be dramatically reduced compared to usual resolutions of optical image sensors in the visible:
  • the spatial resolution can be limited both by the detector technology used and by intrinsic time properties of the feature substance, such as the attack time of a luminescent substance.
  • 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 from the feature measurement as reliably as possible in such situations, the information from each individual measurement pixel must be adequately evaluated and used for the completeness check.
  • the aim of the present invention is to provide a reliable completeness measurement or completeness check of modern value documents for the detection of so-called chip forgeries under the conditions of fast-running banknote processing machines (ie measurement at relative speeds, for example of 1-13 m/s, preferably 6-12 m/s between banknotes and sensor).
  • the combination of various security features on the document of value and their interaction with the sensor-based measurement of the machine-readable feature also occurs when the machine-readable feature material is present homogeneously often exhibits a complex modulation pattern of the measured intensity of the feature signal. This makes direct completeness assessment considerably more difficult. In particular, it is assumed that there is no denomination or location information available at the time of the measurement or the completeness assessment, which is often encountered in reality.
  • At least one document of value has at least one machine-readable feature substance in at least two different locations.
  • the document of value is stimulated at least locally. This can be done, for example, by means of electromagnetic radiation, for example light with a wavelength in the visible spectral range. Additionally or alternatively, the document of value can be subjected to magnetism.
  • a feature intensity with regard to the machine-readable feature substance is recorded at several different locations on the document of value.
  • An optical and/or magnetic detection unit can be used for this purpose.
  • the recording unit forms accordingly a characteristic value for each measuring location.
  • the feature intensity is determined from the feature value in relation to the location of the measurement locations of the value document.
  • the locally limited surface element of the location-related feature intensity and/or the location-related reflectance value can be understood below as a pixel.
  • a feature value or a large number of, in particular connected, 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 detect the feature intensity.
  • the location-related feature intensities are classified using a threshold value.
  • a location-related classification of the feature intensity can be carried out for each location-related feature intensity, for example into locally real or locally fake.
  • location-related boundaries of an expected location distribution of the machine-readable feature material are determined. These limits preferably reflect the longitudinal extent and/or width extent, particularly preferably the surface extent, of the document of value.
  • errors in the structure for example areas of counterfeiting of a document of value, in particular if the length falls below a minimum, can be determined based on the limits.
  • the location-related distribution of the classified feature intensities is evaluated. At least two classified feature intensities are evaluated in relation to each other and/or to the specific location-related boundaries.
  • the feature intensities at the individual measurement locations are preferably considered locally real with above-threshold intensity or with sub-threshold intensity classified as locally inauthentic. These measurement locations are also referred to below as classified pixels.
  • the number and spatial distribution of subthreshold and/or suprathreshold feature intensities can be determined, for example.
  • a reference feature intensity can be used as a comparison value.
  • Documents of value are sheet-shaped objects with a front and a back, which represent, for example, a monetary value or an authorization and therefore should not be able to be produced arbitrarily by unauthorized persons. They therefore have features that are not easy to manufacture, in particular to copy, the presence of which is an indication of authenticity, i.e. that they were manufactured by an authorized body. Important examples of such documents of value are coupons, vouchers, checks and especially banknotes.
  • a specific location-dependent threshold value is assigned to at least one location or pixel.
  • a location-dependent threshold value is preferably assigned to a large number of locations or pixels or a group thereof.
  • location-dependent threshold values a more detailed location-dependent classification of location-related feature intensities is possible.
  • special ones can Location-dependent properties are represented and checked by the location-dependent threshold values.
  • the local authenticity is determined based on a feature intensity.
  • Several feature values for example of luminescence radiation, are preferably used to assess 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 track information or a transport position.
  • a specific comparison of the determined feature values can be carried out with the expected feature values of a genuine document of value and taken into account when determining the feature intensity. For example, despite the presence of significant luminescence intensity, the feature intensity can be determined to be zero, for example, if the spectral distribution of the luminescence radiation does not match the expected spectrum.
  • a local authenticity of the value document can therefore be determined based on a local feature value.
  • an assessment of the entire value document for completeness and/or authenticity is possible.
  • reflectance values are recorded in a spatially resolved manner at several different locations of the document of value.
  • the measurement locations of the reflectance values preferably essentially correspond to the measurement locations of the feature intensities.
  • the area of the measurement location of a reflectance value can be larger or smaller than the area of the measurement location of the corresponding feature intensity.
  • the measurement locations preferably have an equal area.
  • the measurement location of a reflectance value can also be offset, preferably overlapping, to the measurement location of a feature intensity.
  • the spatially resolved detection of the reflectance values is preferably carried out at the same time as the spatially resolved detection of the feature intensity values.
  • the recorded location-related reflectance values can be parameters of a characteristic curve for location-dependent or location-related threshold values.
  • track completeness is determined.
  • feature values i.e. location-related feature intensities and, if necessary, location-related reflectance values
  • the data from this measurement track is evaluated. Essentially, however, only one-dimensional trace completeness can then be checked and evaluated.
  • the individual feature intensities and, if applicable, remission values of the pixels are first compared individually with a minimum value and classified as real or fake, or accordingly, for example as sub-threshold, above-threshold or average.
  • the length of the document of value 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 document of value can preferably be measured in a transport direction by edge detection from a feature intensity curve be determined.
  • Feature intensities are recorded in a spatially resolved manner in the feature intensity curve.
  • the feature intensity curve includes value points that result from the feature intensity and the associated location.
  • the extreme spatial positions are determined at which an average threshold (upper threshold - lower threshold)/2 of the feature intensities is reached.
  • the measured length of the value document results from the difference between the two location-related feature intensities, whereby the size of the pixel or measurement location distance is generally 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 with subpixel precision.
  • the determined or determined length is then compared with a known or predetermined minimum length, which corresponds, for example, 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 above-threshold feature intensity, or real pixel, to the number of pixels corresponding to the measured length (assuming constant transport speed or spatial resolution).
  • the measurement of the feature sensor is preferably triggered by a light barrier (e.g. the banknote processing machine) in such a way that the measuring points of different documents of value can always be assigned to different data sets.
  • a light barrier e.g. the banknote processing machine
  • the evaluation for completeness from the length determination usually affects exactly one document of value.
  • areas with significantly reduced feature intensity can also occur within a single (real) value document, up to completely disappearing feature intensity, if features such as metallized holograms, security strips, etc. are opaque to the excitation radiation and/or radiation emanating from the value document cover machine-readable feature material.
  • features such as metallized holograms, security strips, etc. are opaque to the excitation radiation and/or radiation emanating from the value document cover machine-readable feature material.
  • the - depending on the denomination - the maximum possible width of the opaque covers as well as their position relative to the front and/or rear edge in the transport direction are taken into account for the completeness assessment.
  • a sensor has several measurement tracks, such as. B. 2, 4, 6, 8, 10, 20 or more measurement 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 also initially carried out.
  • a convex hull is then calculated around the determined supra-threshold location-related feature intensities.
  • known or predetermined location-related subthreshold feature intensities for example by a background system, are compared with the determined location-related supra-threshold feature intensities encompassed by the convex hull, for example a number.
  • is the number of determined above-threshold Feature intensities smaller than the known number of above-threshold feature intensities can, for example, be assumed to be an undesirable hole in the document of value. This process allows the detection of holes or opaque spots within the document of value, which are unwanted and therefore indicate a forgery.
  • the evaluation can be carried out on sub-threshold location-related feature intensities. Furthermore, an evaluation with regard to any recorded and known or predetermined remission values is possible.
  • the convex hull is calculated separately for each line, i.e. in this case the interval between the front and rear ends of the line. For each interval, subthreshold location-related feature intensities are marked as spurious or appropriate.
  • a two-dimensional convex hull is calculated using the positions of all pixels above the threshold, e.g. using the Graham algorithm. For example, all subthreshold pixels with positions within the convex hull are marked as spurious or equivalent.
  • subthreshold location-related feature intensities within the convex hull can be rejected if, for example, their measurement locations lie within occurring patterns, such as a transparent window or a metallic LEAD strip.
  • the two-dimensional distribution of the pixels above the threshold is preferably analyzed and evaluated. In particular, this will be the case Occurrence of larger holes checked.
  • location-related feature intensities that are classified as inauthentic or corresponding are determined and identified, marked and counted into two-dimensional connected areas. Lying e.g. For example, if there are more than 2, 3, 5, ... (resolution-dependent) related location-related feature intensities that are classified as spurious or accordingly, a potentially missing area is recognized.
  • the position and geometric extent of the areas classified as fake or corresponding are then analyzed and compared with patterns that occur in a known manner, such as a transparent window or a metallic LEAD strip.
  • the shape, maximum width and relative position to the edges or corners of the document of value are checked for plausibility and, if there are deviations, classified as "incomplete" or similar.
  • neighboring pixels in the line direction that are classified as spurious or correspondingly can be specifically counted and multiple pixels can be evaluated in this direction.
  • the individual tracks are then evaluated analogously to the single-track sensor described above, which provides several measured values for track completeness.
  • the authenticity and/or completeness of the value document is recognized if there is at least a certain ratio between the number and a spatial distribution of the classified pixels, feature intensities and/or reflectance values.
  • the measured length can be determined from the maximum value of the individual track lengths and, in the event of deviations in the other track lengths, the existence of a lack of completeness can be concluded, preferably taking a tolerance value into account.
  • column completeness can be determined, in particular by taking several measurement tracks into account.
  • the spatially resolved detection of the feature intensities can include measuring a spectral luminescence intensity of a luminescent substance. Accordingly, the document of value can be checked for the presence or absence of a luminescent substance and checked for authenticity and completeness according to its local assignment or distribution. Furthermore, the spatially resolved detection can include a spectral measurement of a Raman band and/or a so-called surface enhanced Raman spectroscopy (SERS). In addition, the detection can include a measurement of an absorption band with respect to a specific spectral range, for example infrared, and/or the measurement of magnetic properties.
  • SERS surface enhanced Raman spectroscopy
  • Feature values can include measurement results, for example with regard to a spectrum.
  • the feature values are specifically processed to provide feature intensities.
  • the feature values can be assigned a filter, for example to evaluate a spectral range, in particular a wavelength.
  • the feature values can be assigned an algorithm.
  • the feature values can be sensor values from which feature intensities are ultimately determined.
  • the feature values can each include a variety of different feature intensities.
  • feature intensities and/or reflectance values can take place both on a front side and on a back side of the value document.
  • feature intensities and/or, if applicable, reflectance values can be recorded on the same and/or opposite side, in particular in relation to the measurement location.
  • the feature intensities and/or reflectance values are recorded at the same, opposite locations on the front and back.
  • location-dependent threshold values can be determined by a characteristic curve which depends on the feature intensities determined on the opposite side of the value document at the respective location
  • transmission values are recorded in a spatially resolved manner, preferably by time-delayed illumination as part of reflectance measurements on the front and back and/or by time-delayed illumination as part of the measurement of feature values or the detection of feature intensities on the front and back of the document of value.
  • a combined classification can be carried out at several measurement locations, taking into account data tuples assigned to the measurement locations.
  • the data tuples include 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.
  • the above-mentioned task is achieved by a sensor or a sensor unit and/or a banknote processing machine, which are designed to carry out a method set out here.
  • the sensor can be part of the sensor unit and/or the banknote processing machine.
  • the local excitation of the document of value takes place with the aid of excitation radiation.
  • the feature substance preferably has a luminescent substance or a Raman-active substance or a substance that can be detected by surface enhanced Raman spectroscopy (SERS).
  • SERS surface enhanced Raman spectroscopy
  • the feature substance can have magnetic properties.
  • any characteristic substance with machine-testable properties is conceivable.
  • the characteristic substance can also be viewed as a marker.
  • the excitation radiation can be spectrally narrow-band, broad-band, or a superposition of various narrow-band and/or broad-band radiation components.
  • the document of value is illuminated with test radiation to check the presence of a document substrate at the respective measuring point, to measure the size of the document of value and/or to measure a reflectance value.
  • the excitation radiation and/or the test radiation is measured in a spatially resolved manner.
  • the documents of value to be checked for completeness within the scope of this invention are equipped with at least one machine-readable feature substance that was introduced or applied at least along a track in the direction of movement of the document of value.
  • the machine-readable feature substance preferably comprises at least one luminescent marker (luminescent substance), particularly preferably inorganic phosphors based on host lattices doped with rare earth or transition metal ions.
  • the machine-readable feature substance is preferably distributed homogeneously over the surface of the document of value or introduced homogeneously into the volume of the document of value (paper or polymer). Alternatively, it can be printed over the entire surface or in partial areas of the document of value, but at least along a track over the length, or in the case of transverse transport over the width of the document.
  • a luminescent feature substance it can either emit at a shorter wavelength (anti-Stokes luminescence or upconverter) and/or at a longer wavelength than the excitation wavelength (Stokes luminescence). Anti-Stokes emitters are not preferred because they typically have significantly lower brightness.
  • These can be, for example, two independent feature substances introduced into the substrate of the document of value (polymer or paper).
  • a feature substance can be present in the substrate and a second feature substance can be printed on.
  • the general structure of the sensor is described as follows.
  • a suitable sensor for the machine-readable feature is required.
  • a luminescence feature or a SERS feature this 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 valuable documents, in particular a banknote processing machine. This transports the valuable documents to be checked linearly through the detection area of the sensor device in a predetermined transport direction.
  • the feature sensor may include a luminescence sensor.
  • the luminescence sensor is preferably designed as a detection device for spectrally resolved detection of the luminescence radiation in at least one predetermined spectral detection range and delivers detection signals which reflect at least one, in particular spectral, property of the detected luminescence radiation.
  • the spectral resolution can be achieved either by dispersive elements, such as. B. diffraction gratings in reflection or transmission or through suitable filters in front of the respective detector elements.
  • the spectral resolution of the detector has at least two wavelength channels, preferably >4, particularly preferably >8 different wavelength channels.
  • the senor To excite the luminescent radiation emanating from the document of value, the sensor illuminates it in a detection area with an excitation radiation.
  • This is matched to the luminescent substance used to mark the document of value and is in the optical range, i.e. in the UV, VIS or IR spectral range.
  • the excitation radiation can be spectrally narrow-band, broad-band or a superposition of various narrow-band and/or broad-band radiation components.
  • the luminescence sensor is preferably additionally equipped with a remission sensor.
  • it illuminates the document of value with test radiation in addition to the excitation radiation. This is used to check for the presence of the document substrate at the currently illuminated location or to measure the size of the document of value and/or to measure the reflectance.
  • the test radiation preferably has a spectral distribution that at least partially or completely overlaps with the spectral detection range of the detection device. In this case, the reflectance of the valuable document can be determined directly without the need for a separate detector.
  • test radiation detector in addition to the illumination device for the test radiation, there is also a separate test radiation detector, together with any necessary illumination, collimation and/or imaging optics, with which, in addition to the luminescence radiation, the remission is also measured in a spatially resolved manner and via the geometric imaging properties of the two Detection channels are each assigned to the associated measuring locations of the luminescence radiation.
  • the illumination surfaces of the excitation radiation and the test radiation preferably overlap strongly 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 from the detection device(s), processes them and evaluates them for authenticity or completeness.
  • test radiation and the excitation radiation are generated with suitable light sources such as incandescent lamps, flash lamps, LEDs or laser diodes, in particular edge emitters or VCSELs. Additional filters or phosphor converters may be required to generate the desired spectra.
  • the reflectance is typically determined in the visible spectral range either in a broad or, alternatively, narrowly restricted wavelength range. Alternatively, the remission can also be determined in a non-visible spectral range such as UV or NIR.
  • the luminescence signal obtained during each measurement cycle can be evaluated locally for each individual measuring point.
  • This can include the evaluation of a spectral distribution, for example after an offset or background correction, whereby any signal contributions introduced by scattered light or by the amplifier or evaluation electronics are eliminated.
  • the correction parameters required for this can either be preset or determined dynamically using suitable dark measurements. These can be carried out, for example, when there is currently no document of value in the detection range of the sensor and/or one (or more) measuring point on the document of value itself is “sacrificed” and instead a dark measurement is carried out without excitation and without test lighting.
  • the measured spectra can be standardized with preset or separately measured illumination intensities or reflectance values etc. measured on special calibration substrates.
  • the local authenticity of the document of value is checked on the basis of the measured luminescence signal. This can be done on the basis of the spectral distribution or can also evaluate the rise and/or decay behavior. At least one intensity value is calculated, which represents a measure of the local luminescence intensity and, together with the measurement location, i.e. i.e., e.g. B. the x-y coordinate formed from the track and transport position is saved.
  • the reflectance value is determined in the case of narrow-band test lighting, or the reflectance values of several spectral channels in the case of spectrally resolved reflectance measurement.
  • the determined reflectance value is saved together with the measurement location, i.e. the transport position.
  • Case 1 describes an evaluation without denomination information and without reflectance measurement.
  • the sensor only measures the machine-readable feature, without having any further information about the present document of value or about its true or apparent size. This means that only the measurement data distribution of the machine-readable feature is available for the completeness assessment. Nevertheless, even on the basis of this limited information, a well-founded statement about completeness can be made.
  • a different evaluation preferably takes place between the edge tracks and center tracks. This makes it possible to detect missing measurement areas that occur due to the document of value tilting during transport and to reduce the frequency of documents of value that are incorrectly classified as incomplete. In one embodiment, for example, track completeness can generally be ignored during the evaluation.
  • the edge trace can be evaluated in the shortened form within the extent recognized by the reflectance measurement.
  • a union of the convex hulls of the distributions of the two characteristic substance measurements can be used as a measure of the geometric extent of the document of value.
  • the completeness check is carried out by a machine-dependent evaluation, in which the actual geometric conditions with regard to the transport of valuable documents are taken into account.
  • the transported documents of value can be aligned either along the lower edge or centered, for example. This means that when processing different denominations with different sizes (especially widths) depending on the machine different traces of feature signals can be expected. Since these transport properties always remain constant, they are advantageously taken into account when assessing completeness and are parameterized when installing the sensor. In particular, it is defined which tracks should always be complete (center track(s) vs. bottom track or second bottom track to take skewing into account).
  • both the trace completeness and the area completeness are preferably evaluated and finally combined to form a measure of completeness.
  • a detected lack of trace completeness can lead to the entire value document being recognized as incomplete, even if the surface completeness may still be within an accepted tolerance threshold.
  • a particularly reliable assessment of completeness is carried out by checking at the level of the pixels (pixel completeness), at the level of the measurement tracks (track completeness) and by evaluating the two-dimensional distribution of the measured values obtained (area completeness or two-dimensional completeness).
  • a document of value is provided.
  • the value document includes 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 document of value.
  • the machine-readable feature material preferably extends partially over the entire surface extent of the document of value.
  • the document of value is excited at least locally, preferably with electromagnetic radiation.
  • the excitation can be done by irradiating the entire document of value.
  • the document of value is irradiated in certain areas, particularly preferably at specific points.
  • a sensor unit is used to detect a spatially resolved feature value, in particular a feature intensity, with respect to the machine-readable feature material at several different locations on the value document (S3a).
  • the detection usually concerns the surface section of the document of value which was excited by means of electromagnetic radiation, with the excited section preferably having an area that is the same or larger than the detected area or point.
  • a reflectance value is recorded (S3b) in a spatially resolved manner with respect to the feature values recorded in step 3a, whereby several reflectance values can also be recorded, which relate to different wavelengths, for example.
  • a step S4 the feature values and the preferably recorded reflectance value are evaluated in a spatially resolved manner in accordance with steps S2, S3a and, if necessary, S3b.
  • the feature values are compared with expected reference signals and a feature intensity is determined for the spatially resolved feature values.
  • the location-related feature intensities are preferably normalized.
  • 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 depending on one or different remission values ( Fig. 3 ).
  • step S4 can preferably take place immediately after step S3a and/or for one or more feature intensities, step S4 can take place after the multiple feature intensities have been detected according to S3a.
  • step S5 can preferably take place immediately after step S4 and/or for one or more feature intensities, step S5 can take place after the evaluation of the multiple feature intensities according to S4.
  • a location-related distribution of the feature intensities is determined based on the evaluation from step S4 or alternatively based on the classification of the feature intensities from step S5.
  • Expected location-related limits of the distribution of the characteristic substance are derived from the location-related distribution. 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 above-threshold 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 is carried out in particular with regard to the relative position of the pixels classified above or below the threshold to one another and, according to the invention, with regard to the relative position of the pixels classified below the threshold relative to those determined in S6 Limits of the expected spatial distribution of the machine-readable feature substance.
  • a completeness measure is finally determined for the entire value document, which can be used for authenticity evaluation or, for example, for sorting decisions in a banknote processing machine.
  • the classification of the pixels as real/fake is done by way of example with reference to Figure 1 as follows. In order to evaluate a valuable document for authenticity and/or completeness, a pixel-based classification is carried out.
  • All measuring points or pixels that have reflectance values above a certain threshold R 1 in the reflection channel must also provide sufficient feature intensity in the feature signal in order to be recognized as a real part of the document of value.
  • the feature intensity must therefore be higher than a lower threshold of the feature intensity M min .
  • Figure 2b shows thresholds for feature intensity and reflectance values, respectively, for pixel-level classification in a modified 4-quadrant scheme using a lower threshold M min , R 1 and an upper threshold M max . All pixels that are sufficiently bright (ie reflectance value R > reflectance threshold R 1 ) and provide a sufficiently intense feature signal (feature intensity M > minimum feature intensity M min (lower threshold value of the feature intensity)) are evaluated as "green”. Pixels that are too dark (R ⁇ R 1 ), such as those found in B.
  • the reflectance signal at the pixel level is used to normalize the feature signal (only in the linear range) for the purpose of soiling or overprinting correction. Edge effects are also taken into account if the value document edge only partially overlaps with the measurement pixels and therefore reduced feature and remission intensities are detected.
  • the threshold for the feature intensity required for authenticity recognition can advantageously be dynamically adjusted pixel by pixel based on the measured remission signal.
  • a characteristic curve or a characteristic field for authenticity detection is defined, as in Figure 3 shown.
  • Figure 3 shows a characteristic curve for the threshold values for classification at the pixel level.
  • the presence of a document is recognized for reflectance values R above a reflectance threshold R 1 .
  • This threshold can be set uniformly for all tracks or, preferably, parameterized individually for each track based on reference measurement values for white or black samples.
  • a reduced threshold value for the feature intensity M is also applied (M 1 > M). If there are correspondingly brighter areas (R 1 ⁇ R ⁇ R 2 ), the required feature intensity threshold is preferably increased accordingly between M 1 and M 4 . In particularly strongly reflective areas (R > R 2 ), it can be assumed that there is no normal securities substrate but rather a metallic reflector such as. B. a hologram, Security strips or something similar. Since these are typically opaque to optical radiation, the threshold value for the feature signal is correspondingly reduced to M 3 , since the covered areas may only be able to provide a greatly reduced signal contribution.
  • M 2 M 3 can also be chosen. In these classification variants, a hologram strip is marked in “red”. Alternatively, M 2 can also be parameterized to very low values, which results in a classification of reflective hologram strips as "green”.
  • red pixels can randomly appear at the edge of the value document, which must be treated or tolerated separately in the further evaluation.
  • the creation of these red edge pixels can be prevented by appropriately parameterizing the threshold value characteristic for R 1 or M 1 .
  • M 1 relative to the maximum intensity
  • R 1 is set lower than R 1 , so that due to the purely geometric loss of intensity, which affects both remission and feature intensity equally, the situation cannot arise that R > R 1 but already M ⁇ M 1 is.
  • the characteristic measured values can of course be evaluated both individually and in combination, analogous to the case described in the case without reflectance measurement.
  • the first check for completeness is now carried out 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 a threshold of 0, this means that there must not be a single measurement location with insufficient feature intensity for the document of value to be 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 share or the area-related degree of completeness.
  • the trace lengths determined from the reflectance measurements are used as a benchmark for evaluating trace completeness.
  • the number of pixels classified as "green” in this track is divided by the number of all pixels within this track length.
  • a somewhat stricter test criterion is obtained if, in order to calculate the measure of track completeness, the number of pixels classified as "green” in this track is divided by the number of pixels corresponding to the maximum length of the value document.
  • Another test criterion is the number of neighboring "red" pixels within the length of the value document and within a track. If this exceeds a defined threshold, the track is counted as incomplete. To parameterize this threshold, it makes sense to use the maximum width of "red" areas that appear in real value documents, such as: B. the maximum extent of hologram patches or similar is taken into account.
  • measurement traces in the edge position can also be evaluated differently from central traces, although the corresponding positional uncertainties are much lower here due to the reflectance measurement.
  • the two-dimensional distribution of the feature intensity or the two-dimensional distribution of the classified pixels is also evaluated here, as already described above.
  • holes or opaque spots within the document of value can be localized.
  • the occurrence of larger holes is specifically checked.
  • "red" subthreshold neighboring pixels are searched for within the extent of the value document determined by the convex shell and two-dimensionally connected areas are counted and identified/marked. Lying e.g. For example, if there are more than 2, 3, 5, ... (depending on the resolution) connected red pixels, a potentially missing area is recognized.
  • the location and geometric extent of the "red” areas are analyzed and compared to patterns that occur in a known manner, such as: B. compared to a transparent window or a metallic hologram strip.
  • the shape, maximum width and relative position to the edges or corners of the document of value are checked for plausibility and, if there are deviations, classified as "incomplete".
  • an assessment of column completeness can be carried out to efficiently detect counterfeits or incomplete documents of value with vertical manipulation structures.
  • the number of red pixels is determined column by column and compared against a threshold value. If this threshold (e.g. 2 or 3) is exceeded in a column, the value document will be rejected as incomplete.
  • this is taken into account by specifically "red” neighboring pixels in the line direction are counted and multiple pixels are rated as particularly serious in this direction.
  • the maximum width of a hologram strip (or similar security features such as metal paint) can be taken into account by directly classifying valuable documents with a larger number of red pixels in the higher-resolution measuring direction as incomplete than a defined threshold value.
  • the authenticity sensor comprises two sub-sensors that allow the feature intensity on each document of value to be measured on both sides.
  • a reflection channel is preferably available at least on one side - or particularly preferably on both sides - with which the (track) length as well as the exact position and orientation of the document of value are determined.
  • the two sub-sensors are controlled centrally in order to synchronize the timing of the excitation or measured value recording for both sub-sensors.
  • two individual, independent sensors are used for the front and rear, which are synchronized in a master/slave configuration by one of the two sensors ("master").
  • this master sensor determines the operating mode and specifies time delays to be maintained for the measurement pulses and/or measurement recording after a trigger signal.
  • different sensor architectures can preferably be used for the master or slave sensor.
  • one of the sensors can use more complex measurement technology than the other sensor be equipped and check the characteristic values with a higher accuracy or a higher spectral resolution.
  • the two partial measurements from the front and back are then evaluated in combination.
  • the measurement data is assigned to the respective measurement locations on the value document, the location-related data tuples from (Remission, Feature1, Feature2) or (Remission1, Remission2, Feature1, Feature2) are formed and evaluated.
  • the position or timing of the two measurements is preferably coordinated with one another so that the document of value is measured at the same pixel positions on the front and back.
  • the measurement takes place (almost) simultaneously, i.e. a measuring point at a location on the document of value is recorded almost simultaneously from the front and from the back.
  • the illumination of the first partial sensor can also advantageously be used 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 in time from the remission signal 2.
  • This temporal sequence of light pulses or detections is in Fig. 3 shown schematically.
  • Transmission, Remission1, Remission2 stand for each measuring location as well as feature1, feature2 are available as a database for the completeness assessment. This enables a complete completeness assessment even with existing opaque (metallic) or transparent (window) security features, which could otherwise hinder the completeness check of certain parts of the value document.
  • the illumination for the reflectance measurement (alternatively: feature measurement) of the front and back is carried out with a slight time delay, so that detector 2 can determine the transmitted portion of the illumination 1 independently and undisturbed by the illumination 2, as shown in Figure 3 is shown.
  • the sum (or the average or the maximum) of feature 1 and feature 2 is formed at each measurement location and then classified and evaluated according to the processes described above.
  • a more accurate evaluation is achieved when individual thresholds are applied for Feature1 and Feature2. These can depend on remission as well as on the other characteristic value.
  • Feature1 and Feature2 These can depend on remission as well as on the other characteristic value.
  • a corresponding characteristic diagram is used here. This can be precisely adapted/parameterized to the typical optical effects that occur on real documents of value.
  • the Figures 5a and 5b show a map for the threshold values for classification at the pixel level when measuring features on both sides.
  • Classification takes place based on static threshold values of feature values (M 1,min , M 2,min ).
  • M 1,min feature values
  • M 2,min feature values
  • interaction effects such as B. Reflection on metallic surface structures applied on one side.
  • the parameterization of the classifier advantageously depends on the location, i.e. H. e.g. B. relative to the front edge, relative to the corners, or specific position within the convex hull, etc. This allows correct treatment of absorptive and reflective interference depending on the effects that may occur in these areas (depending on the position and denomination). In both cases, the corresponding area can be reliably assessed as genuine by measuring the features on both sides despite the insufficient feature intensity on one side.
  • the complete existing data set from (transmission, remission1, remission2, feature intensity1, feature intensity2) is combined and classified and evaluated.
  • holes or window areas in particular can be reliably identified via the transmission signal and their position and extent can be checked in comparison to the values permissible for genuine documents of value. Further exemplary embodiments are described below.
  • Example 1 Here a spectrally resolving single-track luminescence sensor with reflectance measurement is used for the completeness check.
  • the sensor is operated on a banknote processing machine at a transport speed of 11 m/s and is used to check the authenticity and completeness of banknotes with a luminescence marker inserted into the paper that is coordinated with the luminescence sensor.
  • the banknotes have a reflective hologram stripe on the front in the right area.
  • Figure 6 shows a feature curve (O), a reflectance curve (x) and the dynamically calculated feature threshold (dashed) of a genuine and complete banknote. Both remission and feature intensity are significantly modulated. By using a remission-dependent threshold when classifying the feature intensity, completeness can still be determined correctly.
  • Example 2 Here, a spectrally resolving 11-track luminescence sensor with reflectance measurement is used for the completeness check.
  • the sensor is installed on a banknote processing machine at a transport speed of 11 m/s operated and used to check the authenticity and completeness of banknotes with a luminescent marker inserted into the paper.
  • the banknotes have a reflective hologram stripe on the right side of the front and a transparent window on the left side.
  • Figure 7 shows a representation of the measured reflectance values of the banknote. High reflectance occurs particularly in the area of the reflective hologram strip, while very low reflectance occurs in the transparent window.
  • Figure 8 shows a representation of the feature intensity of the banknote.
  • White corresponds to high intensity, while black corresponds to low intensity.
  • black corresponds to low intensity.
  • the hologram strip In the area of the window (left) and the hologram strip (right) only very low feature intensity can be detected.
  • Figure 9 shows a representation of the feature intensity of an incomplete banknote with a diagonally inserted strip of a copy without a feature.
  • Figure 10a shows a pixel-by-pixel classification of the banknote ( Fig. 7-8 ) with dynamic threshold.
  • Figure 10b shows a pixel-by-pixel classification of the incomplete banknote ( Fig. 9 ) with dynamic threshold.
  • the low 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 due to a lack of remission signal.
  • Feature1 front
  • Feature2 rear
  • Remission1 front
  • Remission2 rear
  • FIG 11 shows transmission data of the banknote
  • the front and back were classified separately using a dynamic feature threshold and then combined separately according to the following assignment of the class assignments determined on the front (classification 1) and back (classification 2) to form an overall classification for each pixel, as in Figure 12 is shown.
  • the window area was then recognized based on the high transmission >85 and classified accordingly as a “window” (4).

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Description

  • 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 Wertdokumente auf deren Vollständigkeit bzw. Echtheit zu prüfen.
  • DE 19714 519 A1 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 aufgedruckten 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 A1 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.
  • 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.
  • Damit ist zwar unter idealen Bedingungen auch eine Vollständigkeitsaussage entlang der gemessenen Spur möglich. Bei einer Messung auf schnell laufenden Banknotenbearbeitungsmaschinen unter realen Bedingungen mit 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 klassifizierter 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 B1 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.
  • Die US 2005/ 0100204 A1 beschreibt ein Verfahren zur Authentisierung von Banknoten aufgrund von Helligkeitswerte einzelner Pixel. Pixel bestimmter Helligkeit ergeben eine geometrische Form, die mit einer Referenzform verglichen wird.
  • DE 10 2007 044 878 A1 betrifft ein Verfahren zur Echtheitsprüfung von Banknoten. Dabei wird zu einem ersten Messzeitpunkt eine erste Fluoreszenzintensität und zu einem zweiten Messzeitpunkt eine zweite Fluoreszenzintensität für einen Teilbereich der Banknote bestimmt und eine korrigierte Lumineszenzintensität ermittelt. Die korrigierte Lumineszenzintensität wird mit einem Schwellenwert verglichen.
  • DE 10 2010 021 803 A1 offenbart ein Verfahren zur Echtheitsprüfung einer Banknote. Dabei wird eine ortsaufgelöste Messung einer Transmission durchgeführt. Die Transmissionswerte werden mit einem Schwellenwert verglichen und die Form zusammenhängender unterschwelliger Bereiche ausgewertet.
  • Vor allem bei Messungen auf schnell laufenden Banknotenbearbeitungsmaschinen mit Bearbeitungsgeschwindigkeiten bis über 12 m/s treten jedoch jenseits einer langsamen Fahrscheinprüfung zusätzliche 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 sichergestellt, dass zum Zeitpunkt der Auswertung auch die Stückelung bzw. Lage des Wertdokuments und damit die zu vergleichende Referenzverteilung bekannt ist.
  • Weiterhin kann die erreichbare Ortsauflösung des Merkmalssignals im Vergleich 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 durchaus 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.
  • 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 Relativgeschwindigkeiten 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 Merkmalstoff 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.
  • Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bereitzustellen, welche eine zuverlässige Bewertung der Vollständigkeit eines Dokuments durchführen.
  • 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 vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. Demgemäß wird ein Verfahren zum Prüfen einer Vollständigkeit und/ oder
  • Echtheit von Wertdokumenten nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Gemäß der Erfindung weist wenigstens ein Wertdokument mindestens einen maschinenlesbaren Merkmalstoff 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.
  • 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 entsprechend 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 Remissionswertes kann nachfolgend 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.
  • 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 einem weiteren Schritt wird die ortsbezogene Verteilung der klassifizierten Merkmalsintensitäten bewertet. Dabei werden wenigstens zwei klassifizierte Merkmalsintensitäten in Relation zueinander und/ oder zu den bestimmten ortsbezogenen Grenzen bewertet.
  • Die Merkmalsintensitäten an den einzelnen Messorten werden vorzugsweise mit überschwelliger Intensität als lokal echt oder mit unterschwelliger Intensität als lokal unecht klassifiziert. Diese Messorte werden im Folgenden auch als klassifizierte Pixel bezeichnet.
  • Zur Bewertung der ortsbezogenen Verteilung der klassifizierten Merkmalsintensitäten 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.
  • 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 herzustellende, insbesondere zu kopierende Merkmale auf, deren Vorhandsein ein Indiz für die Echtheit, d.h. die Herstellung durch eine dazu befugten Stelle, ist. Wichtige Beispiele für solche Wertdokumente sind Coupons, Gutscheine, Schecks und insbesondere Banknoten.
  • 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 einem 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 besondere ortsabhängige Eigenschaften durch die ortsabhängigen Schwellenwerte repräsentiert und geprüft werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die lokale Echtheit anhand 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.
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist demnach ausgehend eines lokalen Merkmalswerts eine lokale Echtheit des Wertdokuments bestimmbar. Darüber hinaus ist eine Bewertung des gesamten Wertdokuments auf Vollständigkeit und/ oder Echtheit möglich.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden zu mehreren unterschiedlichen 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 Merkmalsintensitätswerten ausgeführt.
  • Die erfassten ortsbezogenen Remissionswerte können gemäß einer Ausführungsform Parameter einer Kennlinie für ortabhängige bzw. ortsbezogene Schwellenwerte sein.
  • 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 erfasst und zur Bestimmung der Spurvollständigkeit berücksichtigt werden.
  • 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.
  • Weiterhin kann die gemessene Länge des Wertdokuments vorzugsweise in einer Transportrichtung durch eine Kantendetektion aus einer Merkmalsintensitätskurve bestimmt werden. In der Merkmalsintensitätskurve sind ortsaufgelöst Merkmalsintensitäten erfasst. D. h., die Merkmalsintensitätskurve umfasst Wertepunkte, welche sich aus der Merkmalsintensität und dem zugehörigen Ort ergeben. Im einfachsten Fall werden die extremen Ortspositionen 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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. 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 Datensätzen zugeordnet werden können. Die Auswertung auf Vollständigkeit aus der Längenbestimmung betrifft in der Regel somit genau ein Wertdokument.
  • 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.
  • 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 Merkmalsintensitäten 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 überschwelligen 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 Wertdokuments, welche nicht gewollt sind und somit auf eine Fälschung hinweisen.
  • 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.
  • In einer Ausführung wird für jede Zeile separat die konvexe Hülle berechnet, d.h. in diesem Fall das Intervall zwischen vorderem und hinterem Zeilenende. Für jedes Intervall werden unterschwellige ortsbezogene Merkmalsintensitäten als unecht oder entsprechend markiert.
  • 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 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.
  • 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) zusammenhängende 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 metallischen 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.
  • 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.
  • Analog zur Spurenvollständigkeit kann eine Spaltenvollständigkeit, insbesondere durch Berücksichtigung mehrerer Messspuren, ermittelt werden.
  • In einer Ausführungsform kann das ortsaufgelöste Erfassen der Merkmalsintensitäten die Messung einer spektralen Lumineszenzintensität eines Lumineszenzstoffs umfassen. Entsprechend kann das Wertdokument auf 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.
  • 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 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.
  • Das Erfassen von Merkmalsintensitäten und/ oder gegebenenfalls Remissionswerten 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.
  • In einer Ausführungsform können ortsabhängige Schwellwerte durch eine Kennlinie bestimmt werden, welche von der am jeweiligen Ort gegenüberliegenden Seite des Wertdokuments bestimmten Merkmalsintensitäten abhängt
  • In einer Ausführungsform werden ortsaufgelöst Transmissionswerte erfasst, vorzugsweise durch zeitversetzte Beleuchtung im Rahmen von Remissionsmessungen 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 Remissionswert, und/ oder einen Transmissionswert.
  • 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.
  • Der Sensor kann Teil der Sensoreinheit und/ oder der Banknotenbearbeitungsmaschine sein.
  • 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) nachweisbaren 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.
  • In einer Ausführungsform kann die Anregungsstrahlung spektral schmalbandig, breitbandig, oder eine Überlagerung aus verschiedenen schmalbandigen und/ oder breitbandigen Strahlungskomponenten sein.
  • In einer Ausführungsform wird das Wertdokument mit einer Prüfstrahlung 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.
  • 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 Merkmalstoff umfasst bevorzugt mindestens einen Lumineszenzmarker (Lumineszenzstoff), besonders bevorzugt anorganische Leuchtstoffe auf der Basis von mit Seltenerd- oder Übergangsmetallionen dotierten Wirtsgittern.
  • Bevorzugt ist der maschinenlesbare Merkmalstoff dabei homogen über die Fläche des Wertdokuments verteilt bzw. homogen in das Volumen des 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 Merkmalstoffs kann dieser entweder bei kürzerer Wellenlänge (Anti-Stokes-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.
  • 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 Merkmalstoffe sein. Alternativ kann ein Merkmalstoff im Substrat vorliegen und ein zweiter Merkmalstoff aufgedruckt sein.
  • 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 eingebaut. Dies transportiert die zu prüfenden Wertdokumente linear durch den Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung in einer vorgegebenen Transportrichtung.
  • Der Merkmalssensor kann einen Lumineszenzsensor umfassen. Der Lumineszenzsensor ist vorzugsweise als Detektionseinrichtung zur spektral aufgelösten Detektion der Lumineszenzstrahlung in wenigstens einem vorgegebenen spektralen Detektionsbereich ausgebildet und liefert Detektionssignale, die wenigstens eine, insbesondere spektrale, Eigenschaft der detektierten 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 Remission. In einer Variante weist die Prüfstrahlung bevorzugt eine spektrale Verteilung auf, die mit dem spektralen Detektionsbereich der 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Offset- 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.
  • 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 Transportposition gespeichert wird.
  • Ebenso wird der Remissionswert im Fall schmalbandiger Prüfbeleuchtung, oder die Remissionswerte mehrerer Spektralkanäle im Fall spektral aufgelöster Remissionsmessung, bestimmt. Der ermittelte Remissionswert wird zusammen mit dem Messort, d.h. der Transportposition, gespeichert.
  • 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 Merkmalsintensität (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 Stückelungsinformation 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 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 beispielsweise 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.
  • Generell kann in diesem Fall eine Vereinigungsmenge der konvexen Hüllen der Verteilungen der beiden Merkmalstoffmesswerte als Maß für die geometrische Ausdehnung des Wertdokuments herangezogen werden.
  • 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.
  • In einem bevorzugten Fall erfolgt die Vollständigkeitsprüfung durch eine maschinenabhängige Auswertung, bei der die tatsächlich vorliegenden Geometrieverhältnisse 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).
  • 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.
  • 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 (Flächenvollständigkeit oder zweidimensionale Vollständigkeit).
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele sowie weiterer Ausführungsalternativen im Zusammenhang mit den folgenden Zeichnungen, die zeigen:
    • Figur 1:
    Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung;
    Figur 2a:
    Ein erstes Diagramm gemäß einer Ausführungsform zur Klassifizierung auf Pixelebene;
    Figur 2b:
    Ein weiteres Diagramm gemäß einer Ausführungsform zur Klassifizierung auf Pixelebene;
    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.;
    Figur 5a:
    Eine schematische Darstellung zur Klassifikation auf Pixelebene bei beidseitiger Merkmalsmessung;
    Figur 5b:
    Eine schematische Darstellung einer weiteren Kennlinie zur Klassifikation auf Pixelebene bei beidseitiger Merkmalsmessung;
    Figur 6:
    Ein Kurvenverlauf von Merkmalsintensität, Remissionswerts sowie eines dynamisch ermittelten Schwellenwerts zur Klassifikation auf Pixelebene;
    Figur 7:
    Eine schematische Darstellung von Remissionswerten einer zu prüfenden Banknote;
    Figur 8:
    Eine schematische Darstellung von Merkmalsintensitäten einer zu prüfenden Banknote;
    Figur 9:
    Eine schematische Darstellung von Merkmalsintensitäten einer zu prüfenden unvollständigen Banknote;
    Figur 10a:
    Eine schematische Darstellung ortsbezogener Verteilung klassifizierter Merkmalsintensitäten;
    Figur 10b:
    Eine schematische Darstellung ortsbezogener Verteilung klassifizierter Merkmalsintensitäten einer unvollständigen Banknote;
    Figur 11:
    Eine Darstellung von Transmissionswerten einer Banknote;
    Figur 12:
    Eine weitere schematische Darstellung einer pixelweisen Klassifikation ; und
    Figur 13:
    Eine schematische Darstellung einer kombinierten Klassifikation von Merkmalswerte.
  • In der Figur 1 ist schematisch ein Verfahrensablauf zur Prüfung eines Wertdokuments gemäß der Erfindung dargestellt.
  • In einem ersten Schritt S1 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 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 erfasste Bereich bzw. Punkt aufweist.
  • 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.
  • 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.
  • Ausgehend der Auswertung aus Schritt S4 findet im Schritt S5 eine Klassifikation der ortsbezogenen Merkmalsintensitäten statt. Die Klassifikation erfolgt basierend auf einen unteren Schwellwert der Merkmalsintensitäten (s. Fig. 2a) oder einer kombinierten Verwendung eines unteren und oberen Schwellwerts der Merkmalsintensitäten (s. Fig. 2b) oder einer Verwendung verschiedener Schwellwerte der Merkmalsintensitäten, insbesondere in Abhängigkeit eines oder verschiedener Remissionswerte (Fig. 3).
  • Die Auswertung eines Merkmalswerts und die Klassifikation einer Merkmalsintensität 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/ oder 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 S4 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 werden 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 erfindungsgemäß hinsichtlich der relativen Lage der unterschwellig klassifizierten Pixel relativ zu den in S6 bestimmten Grenzen der zu erwartenden Ortsverteilung des maschinenlesbaren Merkmalstoffs.
  • Basierend auf der Bewertung aus Schritt S7 wird schließlich ein Vollständigkeitsmaß für das das gesamte Wertdokument ermittelt, das zur Echtheitsbewertung oder z.B. für Sortierentscheidungen in einer Banknotenbearbeitungsmaschine herangezogen werden kann.
  • In den nunmehr angeführten Diagrammen sind die Farben Gelb mit Bezugszeichen "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 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.
  • 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.
  • Alle Messpunkte bzw. Pixel, die im Remissionskanal Remissionswerte oberhalb einer bestimmten Schwelle R1 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, R1 und einer oberen Schwelle Mmax. Dabei werden alle Pixel als "grün" bewertet, die hinreichend hell sind (d. h. Remissionswert R > Remissionsschwellenwert R1) und ein hinreichend intensives Merkmalssignal liefern (Merkmalsintensität M > minimaler Merkmalsintensität Mmin (unterer Schwellenwert der Merkmalsintensität)). Zu dunkle Pixel (R < R1), wie sie z. B. durch Löcher im Wertdokument auftreten können, werden "schwarz" klassifiziert, während vorhandene Bereiche des Wertdokuments (R > R1), d. h., ein ausreihend hoher Remissionswert wird erfasst, ohne hinreichendem Merkmalssignal als fälschungsverdächtig, insbesondere als Schnippselfälschung, "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 speziellem spektralen Verhalten der beleuchteten Flächen) oder in Fensterbereichen mit unsichtbarem Merkmal auftreten.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Figur 3 zeigt eine Kennlinie für die Schwellwerte zur Klassifikation auf Pixelebene. Das Vorhandensein eines Dokuments wird für Remissionswerte R oberhalb einer Remissionsschwelle R1 erkannt. Diese Schwelle kann für alle Spuren einheitlich festgelegt werden, oder, bevorzugt, für jede Spur individuell anhand von Referenzmesswerten für weiße bzw. schwarze Proben parametriert werden.
  • Wird auf dem Dokument ein sehr dunkler Bereich registriert, so wird auch ein reduzierter Schwellwert für die Merkmalsintensität M angewandt (M1 > M). Liegen entsprechend hellere Bereiche (R1 < R < R2) vor, so wird vorzugsweise die geforderte Merkmalsintensitätsschwelle entsprechend zwischen M1 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 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 R2 < R < R3 Rechnung getragen. Im Sinne einer starken Erkennung von Fälschungen 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.
  • 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 R1 bzw. M1 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 > R1 aber bereits M < M1 ist.
  • 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:
  • Die erste Prüfung auf Vollständigkeit wird nun auf Pixelbasis vorgenommen: 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 anderen Varianten können einzelne "rote" Pixel toleriert werden.
  • 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.
    • Spurenvollständigkeit:
  • Die aus den Remissionsmessungen bestimmten Spurenlängen werden jeweils 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 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.
  • 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.
    • Zweidimensionale Vollständigkeit:
  • 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.
  • 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 HologrammStreifen 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Zeilenrichtung 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.
    • Beidseitige Messung
  • In besonders bevorzugten Varianten umfasst der Echtheitssensor zwei 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.
  • 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, unabhängige 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.
  • 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.
  • 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, Merkmal1, Merkmal2) bzw. (Remission1, Remission2, Merkmal1, 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 Vorder- und von der Rückseite her erfasst wird.
  • 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.
  • Dabei kann die Beleuchtung des ersten Teilsensors vorteilhaft auch für eine Transmissionsmessung mit dem Detektorteil des zweiten Teilsensors ausgenutzt 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, Remission1, Remission2 sowie Merkmal1, 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.
  • 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.
  • Im einfachsten Fall wird bei der Auswertung die Summe (oder der Mittelwert oder das Maximum) aus Merkmal1 und Merkmal2 an jedem Messort gebildet und anschließend entsprechend den oben beschriebenen Abläufen klassifiziert und bewertet.
  • Eine genauere Bewertung wird erreicht, wenn individuelle Schwellen für Merkmal1 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-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 Merkmalswerten (M1,min, M2,min). Mit dem Kennfeld in Figur 5b erfolgt eine Klassifikation unter Berücksichtigung von Wechselwirkungseffekten, wie z. B. Reflexion an einseitig aufgebrachten metallischen Oberflächenstrukturen.
  • Ist beispielsweise bei einer Banknote auf einer Seite B1 ein (reflektierender, daher opaker) metallischer Streifen aufgebracht, so ist zu erwarten, dass zwar einseitig der Merkmalswert1 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 Überdruckung auf der Seite B1 mit schwarzer, spektral breitbandig absorbierender (Ruß-)Farbe der Remissionswert und Merkmalswert1 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 (lage- und stückelungsabhängig) 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.
  • 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 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, Remission1, Remission2, Merkmalsintensität1, Merkmalsintensität2) 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.
  • Beispiel 1: Hier wird ein spektral auflösender Einspur-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.
  • 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.
  • 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 Transportgeschwindigkeit betrieben und zur Echtheits- sowie Vollständigkeitsprüfung von Banknoten mit einem ins Papier eingebrachten Lumineszenzmarker verwendet. Die Banknoten haben auf der Vorderseite im rechten Bereich einen reflektieren Hologrammstreifen sowie im linken Bereich ein transparentes Fenster.
  • 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.
  • 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.
  • Beispiel 3:
  • Zum Vergleich wurden entsprechend präparierte Schnipselfälschungen mit ca. 10 % Fälschungsanteil vermessen.
  • Figur 9 zeigt eine Darstellung der Merkmalsintensität einer unvollständigen Banknote mit einem diagonal eingefügten Streifen einer Kopie ohne Merkmal.
  • Figur 10a zeigt eine pixelweise 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 mangels Remissionssignal rot markiert wird. (0 = schwarz, 1 = rot, 2 = gelb, 3 = grün)
  • 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)
    • Beispiel 4:
  • Die Banknote von Fig. 7-8 wurde erneut mit einem Sensoraufbau mit beidseitiger Messung vermessen. Es wurden Merkmal1 (vorne), Merkmal2 (hinten), Remission1 (vorne), Remission2 (hinten) sowie die Transmission gemessen.
    • 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 (Klassifikation1) und Rückseite (Klassifikation2) ermittelten Klassenzuordnungen zu einer Gesamt-Klassifikation für jeden Pixel separat kombiniert, wie es in Figur 12 gezeigt ist.
  • 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.
  • In der Figur 13 ist schematisch eine Kombination von beidseitig klassifizierten Merkmalswerten dargestellt, wonach ebenfalls Bewertung des Wertdokuments bzw. der Banknote auf Echtheit und/ oder Vollständigkeit erfolgt.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Prüfung der Vollständigkeit und/ oder Echtheit von Wertdokumenten, wobei wenigstens ein Wertdokument mindestens einen maschinenlesbaren Merkmalstoff an wenigstens zwei Orten umfasst, mit den Schritten:
    - zumindest lokales Anregen des Wertdokuments (S2)
    - ortsaufgelöstes Erfassen einer Merkmalsintensität (M) bezüglich des maschinenlesbaren Merkmalstoffs an mehreren unterschiedlichen Orten des Wertdokuments (S3a);
    - Ortsbezogene Klassifikation der ortsbezogenen Merkmalsintensitäten anhand eines Schwellwerts (S5);
    - Bestimmen von ortsbezogenen Grenzen einer zu erwartenden Ortsverteilung des maschinenlesbaren Merkmalstoffs (S6); und
    - Ermitteln eines Vollständigkeitsmaßes für das gesamte Wertdokument basierend auf einer Bewertung einer ortsbezogenen Verteilung der klassifizierten Merkmalsintensitäten (S7), wobei die Bewertung hinsichtlich einer relativen Lage von unterschwellig klassifizierten Pixeln relativ zu den bestimmten Grenzen der zu erwartenden Ortsverteilung des maschinenlesbaren Merkmalstoffs erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassifikation (S5) der ortsbezogenen Merkmalsintensitäten (M) anhand von ortsabhängigen Schwellwerten erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt des ortsaufgelösten Erfassens von Remissionswerten (R) (S3b) an mehreren unterschiedlichen Orten des Wertdokuments.
  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.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Messorte der Remissionswerte (R) mit den Messorten der Merkmalsintensitäten (M) überlappen und bevorzugt identisch sind.
  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).
  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.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmalsintensitäten (M) entlang mindestens einer Messspur auf dem Wertdokument erfasst werden.
  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 ferromagnetischen Stoffs umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand mindestens eines Merkmalswerts (M) eine lokale Echtheit des Wertdokuments geprüft wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl und eine räumliche Verteilung von unterschwellig klassifizierten Messorten mit Referenzwerten verglichen wird.
  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.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet 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.
  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 bestimmten Merkmalsintensität (M) abhängt.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass ortsaufgelöst Transmissionswerte des Wertdokuments erfasst werden.
  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.
  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.
  18. Sensor, zum Erfassen einer Merkmalsintensität (M) und/ oder eines Merkmalswerts, wobei der Sensor zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.
  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 wobei die Sensoreinheit ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 auszuführen.
  20. Banknotenbearbeitungsmaschine mit einer Sensoreinheit nach Anspruch 19, einem Sensor gemäß Anspruch 18 und/ oder ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.
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RU (1) RU2724173C2 (de)
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016000012A1 (de) * 2016-01-05 2017-07-06 Giesecke & Devrient Gmbh Echtheitsprüfung von Wertdokumenten
WO2019150799A1 (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 富士フイルム株式会社 補修長の決定方法及び補修長の決定装置
DE102019210760A1 (de) * 2019-07-19 2021-01-21 Bundesdruckerei Gmbh Photolumineszenz-Sensorvorrichtung zum Erkennen eines Sicherheitsmerkmals eines sich relativ zu der Sensorvorrichtung bewegenden Objekts

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19714519A1 (de) 1997-02-03 1998-08-06 Giesecke & Devrient Gmbh Wertdokument und Verfahren zu seiner Herstellung
KR100353515B1 (ko) 1997-04-16 2002-12-18 가부시끼가이샤 닛본 콘럭스 지폐류식별방법및장치
DE10346636A1 (de) 2003-10-08 2005-05-12 Giesecke & Devrient Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten
US20050100204A1 (en) * 2003-11-06 2005-05-12 Spectra Systems Corporation Method and apparatus for detecting fluorescent particles contained in a substrate
DE102007019107A1 (de) * 2007-04-23 2008-10-30 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Wertdokumenten
DE102007044878A1 (de) 2007-09-20 2009-04-09 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Wertdokumenten
US9672510B2 (en) * 2008-01-18 2017-06-06 Mitek Systems, Inc. Systems and methods for automatic image capture and processing of documents on a mobile device
US10102583B2 (en) * 2008-01-18 2018-10-16 Mitek Systems, Inc. System and methods for obtaining insurance offers using mobile image capture
US20130085935A1 (en) * 2008-01-18 2013-04-04 Mitek Systems Systems and methods for mobile image capture and remittance processing
US20100157377A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Xerox Corporation Uv fluorescence encoded background images using adaptive halftoning into disjoint sets
US8047447B2 (en) * 2009-05-06 2011-11-01 Xerox Corporation Method for encoding and decoding data in a color barcode pattern
US8100330B2 (en) * 2009-05-06 2012-01-24 Xerox Corporation Method for encoding and decoding data in a color barcode pattern
US8400509B2 (en) 2009-09-22 2013-03-19 Honeywell International Inc. Authentication apparatus for value documents
DE102010021803A1 (de) * 2010-05-27 2011-12-01 Giesecke & Devrient Gmbh Vorrichtung zur Echtheitsprüfung von Wertdokumenten
RU131222U1 (ru) * 2012-08-29 2013-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро специального приборостроения" (ООО "КБСП") Прибор для детектирования защитных элементов в процессе контроля подлинности ценных бумаг и документов
JP2017053663A (ja) * 2015-09-08 2017-03-16 株式会社東芝 画像読取装置、及び紙葉類処理装置
DE102016000012A1 (de) * 2016-01-05 2017-07-06 Giesecke & Devrient Gmbh Echtheitsprüfung von Wertdokumenten
CA3047482A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Ovd Kinegram Ag Method for verifying a security document, as well as a security document, a device and a security element
US11007772B2 (en) * 2017-08-09 2021-05-18 Fathom Optics Inc. Manufacturing light field prints
FR3086884B1 (fr) * 2018-10-09 2020-11-27 Idemia Identity & Security France Procede de detection de fraude documentaire.
US10628647B1 (en) * 2019-01-30 2020-04-21 Innoview Sarl Authentication and tracking by hidden codes
US11351810B2 (en) * 2020-09-10 2022-06-07 Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) Synthesis of moving and beating moiré shapes

Also Published As

Publication number Publication date
US11823522B2 (en) 2023-11-21
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