EP3408839A1 - Verfahren und vorrichtung zur untersuchung von wertdokumenten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur untersuchung von wertdokumenten

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Publication number
EP3408839A1
EP3408839A1 EP17709576.7A EP17709576A EP3408839A1 EP 3408839 A1 EP3408839 A1 EP 3408839A1 EP 17709576 A EP17709576 A EP 17709576A EP 3408839 A1 EP3408839 A1 EP 3408839A1
Authority
EP
European Patent Office
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value
echo
ultrasonic
ultrasound
document
Prior art date
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Pending
Application number
EP17709576.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Domke
Hans-Uwe Moosler
Klaus Thierauf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Publication of EP3408839A1 publication Critical patent/EP3408839A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/181—Testing mechanical properties or condition, e.g. wear or tear
    • G07D7/183—Detecting folds or doubles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4427—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with stored values, e.g. threshold values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4445—Classification of defects
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/08—Acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/011—Velocity or travel time
    • G—PHYSICS
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    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0237—Thin materials, e.g. paper, membranes, thin films
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/263—Surfaces
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D2207/00—Paper-money testing devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for examining a value document, in particular for the presence of wrinkles, as well as means for carrying out the method.
  • value documents are understood leaf-shaped objects that represent, for example, a monetary value or an authorization and therefore should not be arbitrarily produced by unauthorized persons. They therefore have features which are not easy to manufacture, in particular to be copied, whose presence is an indication of the authenticity, i. the production by an authorized agency.
  • Important examples of such value documents are chip cards, coupons, vouchers, checks and in particular banknotes.
  • the state of value documents should essentially correspond to the fresh-print value documents. In fact, however, the state of value documents deteriorates as they circulate and are used. Depending on the deterioration, value documents can then no longer be processed automatically without further ado. Therefore, value documents are automatically checked for their condition and destroyed depending on the determined condition.
  • wrinkles can be wrinkled during their use, whereby they receive irregularly aligned and / or distributed, often small wrinkles, which are also referred to as creases and impair the condition.
  • wrinkleling is understood to mean the presence of wrinkles, and machining of value documents, such as acceptance or separation or dispensing and / or testing for authenticity, can cause such wrinkles to be troublesome and creases affect the appearance of value documents. Value documents with too much or too much wrinkling should therefore be recognized and taken out of circulation.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a method for examining a document of value, in which the presence of wrinkles is checked. It is another object of the present invention to provide means for carrying out the method.
  • the object is achieved by a method having the features of claim 1 and in particular a method for examining a value document in which ultrasound pulses are emitted to a plurality of locations on the value document, and respectively by reflecting at least a portion of a respective ultrasound pulse on the value document Echo pulse is generated, the echo pulses are received to form echo values, and the echo values are used to determine a characteristic value for a creasing of the value document.
  • the invented The method according to the invention can be carried out with a device according to the invention.
  • ultrasound is understood as meaning sounds with frequencies in the range between 40 kHz and 3 MHz, preferably between 40 kHz and 800 kHz, particularly preferably 100 kHz and 500 kHz.
  • the ultrasound is emitted in the form of ultrasound pulses. These may preferably have a pulse duration in the range of 5 ⁇ to 50 ⁇ 5.
  • the device has the transmitting device, which has at least one ultrasound transmitting element, for example an ultrasound transducer, which can be designed to deliver the ultrasound pulses at a predetermined ultrasound frequency.
  • at least one ultrasound transmitting element for example an ultrasound transducer, which can be designed to deliver the ultrasound pulses at a predetermined ultrasound frequency.
  • the receiving device For receiving ultrasonic pulses, the receiving device is provided which has at least one ultrasound receiving element, for example an ultrasound transducer, which can be designed to receive ultrasonic pulses with the frequency and duration of the ultrasound pulses emitted by the transmitting device.
  • the receiving device is further configured to form a value upon receipt of a pulse which describes the power or energy or amplitude transmitted by the ultrasound pulse to the ultrasound receiving element or which is a monotonic function of this power, energy or amplitude.
  • a logarithmic amplifier can be used.
  • the document of value is examined spatially resolved with the ultrasound pulses, ie ultrasound pulses are emitted to various locations on the document of value.
  • the document of value for analysis is preferably transported at a predetermined conveying speed in a predetermined conveying direction along a transporting path.
  • the transmitting device and the receiving device can then be designed such that ultrasound pulses are emitted and received in such a way that ultrasound pulses are emitted to locations along a track running parallel to the transporting direction with an ultrasound transmitting element and an ultrasound receiving element and pulses originating from these locations are received.
  • the transmitting device can have a plurality of ultrasound transmitting elements and the receiving device a plurality of ultrasound receiving elements, preferably a number of ultrasound receiving elements corresponding to the number of ultrasound transmitting elements, which are preferably arranged in a cell shape transversely to the transport direction in which the document of value is transported along the transport path.
  • These devices may then be further configured, as described in this paragraph, to receive ultrasonic pulses from the plurality of ultrasonic transmitting elements to locations along the ultrasonic transmitting elements corresponding to tracks and to receive pulses emanating from these locations. In this way, the entire document of value can be examined.
  • the ultrasound pulses are delivered to different locations of the value document, wherein the pulses are emitted in a predetermined direction predetermined in the device by appropriate alignment of the at least one ultrasound transmission element relative to the transport path.
  • transmission through the document of value reflection on the document of value, and reflections on the transmitter and / or receiver.
  • the emitted ultrasound pulse or only a portion of the emitted ultrasound pulse can be received without having been reflected on the document of value, although reflections at the transmitting and / or receiving device are possible.
  • Such pulse components are referred to as direct components in the context of the present invention.
  • the emitted ultrasound pulse can be reflected at least once on the value document until it is received, wherein the pulse may have been transmitted before the reflection from the value document and / or may have been reflected at the transmitting and / or receiving device.
  • Such an ultrasonic pulse or proportion of an ultrasonic pulse is referred to as echo pulse.
  • echo pulses are possible, which have arisen by n-fold reflection on the value document, where n is a natural number greater than 1; these echo pulses are called nte-echo pulses.
  • the echo pulse arises, which initially runs in a direction which depends approximately on the angle of incidence of the ultrasonic pulse to the surface normal to the surface of the document of value at the point of impact. Since the surface of a value document in the area of wrinkles, that is local, one that varies with the location, ie one of The direction of a region without wrinkles deviating, direction also varies the angle of incidence accordingly. This causes the echo pulse to run in a direction of failure that varies according to the angle of incidence. Since the ultrasound receiving element is stationary relative to the ultrasound transmitting element, the entire echo pulse, or only a part of the echo pulse dependent on the outflow direction, hits the ultrasound receiving element, depending on the direction of failure.
  • the pulses ideally strike the ultrasound receiving element such that they strike as large a, preferably the entire surface of the ultrasound receiving element or its transducer, at at least approximately the same angle, preferably at least approximately 90 °, and cancel the echo. Scatter values for different places only unsystematically.
  • the evaluation device can preferably be designed to determine a state of the value document using a predetermined criterion for the characteristic value.
  • the determination of the state may include the assignment of one of at least two different state classes. It can then be a the Class identifying signal are delivered.
  • the characteristic value can be used directly or else the determined state class can be used together with at least one other evaluation result that was determined using another sensor.
  • the signal identifying the class can be used on at least one element of a sorting device for sorting the value documents, for example a diverter, by means of which value documents can be fed to different output devices.
  • ultrasonic transmitting elements and ultrasonic receiving elements are preferably aligned with each other so that they, ie, each one of the ultrasonic transmitting elements and one of the ultrasonic receiving elements, each form an ultrasonic path.
  • This may mean, on the one hand, that the ultrasound transmitting element and the ultrasound receiving element are arranged and aligned with respect to one another in such a way that pulses emitted by the ultrasound transmitting element strike the ultrasound receiving element in a straight path, preferably in such a way that the value formed by the ultrasound receiving element upon reception is as high as possible is great.
  • the ultrasonic path crosses the transport path.
  • ultrasound transmitting element and ultrasound receiving element can be arranged and aligned so that ultrasound pulses emitted by the ultrasound transmitting element do not run onto the ultrasound receiving element until they have been reflected on a flat surface in the transport path, for example a flat surface of a wrinkle-free or flat document of value portion.
  • the ultrasound path is then the distance along which a transmitted ultrasound pulse passes rectilinearly under reflection to the ultrasound receiving element and strikes it, preferably in such a way that the value formed by the ultrasound receiving element upon reception is as large as possible.
  • Knitter of a value document lead in this case Towards the fact that ultrasonic pulses are directed by creases, although possibly only a little, from the ultrasonic path.
  • the evaluation device which can have a controller and / or a processor and / or an FPGA for this purpose is used in the device.
  • Program code can then be stored in a memory of the evaluation device, the code being determined by the processor or controller during its execution.
  • the characteristic value can be stored or output to another device.
  • the characteristic value can be determined in different ways. Surprisingly, it has been found that it may be preferable in the method that, when determining the characteristic value for a distribution of the echo values, a value is determined which is a measure of the position of an asymmetrical distribution. Particularly preferred as a measure of the position of an asymmetric distribution, a p-quantile for a number p with 0.4 ⁇ p ⁇ 0.6, preferably the median can be used.
  • the evaluation device may be designed to determine a value for the distribution of the echo values when determining the characteristic value, which value is a measure of the position of an asymmetrical distribution.
  • the method can be designed to use as a measure of the position of an asymmetrical distribution a p-quantile for a number p of 0.4 ⁇ p ⁇ 0.6, preferably the median.
  • the characteristic value can be a preferably monotonous function of the value or can also be formed by the value itself. This procedure can be carried out quickly and delivers good results.
  • the evaluation device may be designed to determine a value when determining the characteristic value, which value is a measure of an asymmetry of a distribution of the echo values detected for the value document.
  • the characteristic value can be a preferably monotonous function of the value or can also be formed by the value itself.
  • the evaluation device is preferably designed to use as a measure of the asymmetry a difference between the mean value and the median of the echo values or of the distribution.
  • the mean value is preferably understood to mean the arithmetic mean value.
  • the skewness or the third central moment of the distribution of the distribution can be used as a measure of the asymmetry.
  • the evaluation device may be designed to use the skewness of the distribution as a measure of the asymmetry.
  • a linear combination of a value which is a measure of the position of an asymmetrical distribution, for example the value described above, and a value which is a measure of an asymmetry of a distribution of the echo values detected for the value document, for example the aforementioned value are to be determined and preferably used as a characteristic value.
  • the coefficients of the linear combination can preferably be determined by adaptation to training data records for value documents, for example linear regression.
  • the characteristic value can be a preferably monotonous function of the value of the linear combination or can also be formed by the value of the linear combination itself.
  • the transmitting device and the receiving device can be arranged in different ways relative to the transport path.
  • the echo pulses on the same side of the transport path or value document can be received in the transport path on which they were also sent.
  • the transmitting device and the receiving device may be arranged on the same side of the transport path, and an ultrasonic path between the ultrasonic transmitting element and the ultrasound receiving element, along which an ultrasonic pulse emitted by the ultrasonic transmitting element, reflecting on a wrinkle-free document of value in the transport path to the ultrasonic receiving element running, having two against the transport direction inclined portions.
  • Echo pulses are received on eüier the side of the transport path or the value document in the transport path, which is the side of the transport path or the value document in the transport path on which the ultrasonic pulses were delivered, opposite. So the ultrasound pulses can turn on a first page of the value document are delivered and the echo pulses are received on a second, the first opposite side of the value document.
  • the transmitting device and the receiving device are arranged on opposite sides of the transport path, and preferably an ultrasonic path formed by the respective ultrasonic transmitting element and ultrasonic receiving element crosses the transport path and preferably extends at least approximately orthogonal to the transport path.
  • this embodiment allows further use of the ultrasonic transmitting and receiving elements, as described below.
  • the direct components of the ultrasound pulses can also be used in a further development.
  • a direct component of the ultrasound pulses which is received without reflection on the value document to form a direct value, and before or during the determination of the characteristic value, the echo value for a respective echo pulse using the Direct value for the direct portion of the same ultrasonic pulse, by which the echo pulse was formed, are corrected and / or the immediate values can be used to determine another property of the value document.
  • the receiving device can be further configured such that in each case a direct component of the ultrasound pulses which is received without reflection on the value document to form a direct value for the direct component
  • the evaluation device can be further configured before or during the determination of the Characteristic value to correct the echo values for a respective echo pulse using the direct value for the direct component of the same ultrasonic pulse by which the echo pulse was formed, and / or the direct values for determining another eigenvalue. of the value document.
  • the reliability of the characteristic value can be increased, since influences of fluctuations in basis weight, which are not attributable to wrinkles, but represent a feature of the value document, for example watermarks, are at least partially compensated.
  • the device and the method can additionally also be used to determine other value document properties, which may be physical properties of the value document or also transport properties of the value document.
  • the physical properties include, for example, the limpness of value documents.
  • a corresponding method is described in WO 2008/009384 AI of the applicant, the content of which is hereby incorporated by reference into the description.
  • the direct component of a respective ultrasound pulse and the echo pulse of the same ultrasound pulse are preferably received by means of the same ultrasound receiving element.
  • the device is preferably designed such that the same ultrasonic receiving elements receive both direct components and echo pulses.
  • the receiving device can have at least one additional ultrasound receiving element, preferably as many ultrasound receiving elements as ultrasound transmitting elements, which each form an ultrasound path with the ultrasound transmitting elements.
  • the evaluation device can then be connected to these additional ultrasonic receiving elements via signal connections.
  • This embodiment is particularly suitable if the ultrasound pulses are emitted obliquely, ie not orthogonally, onto the document of value, and especially if ultrasound transmitter elements and ultrasound sensors capture elements for the echo pulses are arranged on the same side of the transport path or value document in the transport path.
  • the ultrasonic receiving elements it is also possible to use the already provided ultrasonic receiving elements to receive the direct component.
  • the receiving device is then designed to receive both the direct components and to form direct values as well as to receive the echo pulses and to form echo values.
  • This embodiment is particularly preferred in the case that the ultrasonic transmitting elements of the transmitting device and the ultrasonic receiving elements of the receiving device are arranged on opposite sides of the transport path and the ultrasonic path or ultrasonic distances between them at least approximately orthogonal to the transport path, more precisely the plane of the transport path or a Value document in the transport path, run.
  • the direct component covers a shorter distance from the respective ultrasonic transmitting element to the respective ultrasonic receiving element, it reaches the respective ultrasonic receiving element earlier than the echo pulse, the time difference is on the order of the ultrasonic pulse transit time for the distance between ultrasonic transmitting element and ultrasonic receiving element.
  • the receiving device is then preferably designed to receive an echo pulse, ie to form an echo value, after a predefined time interval after receiving a direct component, ie formation of a direct value.
  • the transmitting device can deliver a signal to the receiving device when emitting an ultrasonic pulse.
  • the receiving device can then be designed to function as a function of this signal, preferably after about the said running time. time, the direct component and later, preferably after about twice the said delay after the signal to receive the echo pulse.
  • the device according to the invention and the method according to the invention can be used in particular in devices for processing value documents.
  • the subject of the present invention is therefore also a device for processing value documents with a supply device for receiving value documents to be processed, an output device for outputting or receiving the processed value documents, a transport device for transporting the value documents from the device along a transport path to the output device and at least one device according to the invention arranged in the region of a section of the transport path for examining the value documents which are transported along the transport path.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a value document processing device
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an example of an examination device of the value-document processing device in FIG. 1, in a view along a transport direction of value documents
  • FIG. Fig. 3 is a schematic representation of ultrasonic transmitting elements of
  • FIG. 4 shows a schematic partial representation of a section of a value document with locations or scanning areas which are sonicated by the ultrasonic transmitting elements of a transmitting device in FIG. 2, FIG.
  • FIGS. 6A and 6B show schematic histograms for a distribution of the echo. Values for a smooth value document and a wrinkled value document,
  • FIG. 7 is a simplified flowchart for an example of a method for examining the creases of a value document by means of the examination device in FIG. 2, FIG.
  • FIG. 2 a simplified sequence diagram for a third example of a method for examining the creases of a value document by means of the examination device in FIG. 2
  • 10 is a simplified flowchart for a further example of a method for examining the creases of a value document by means of the examination device in FIG. 2
  • FIG. 11 shows a schematic illustration of a further example of an examination device in a direction transverse to a transport path for value documents.
  • an apparatus for processing value documents 12 in the form of banknotes is designed for sorting value documents as a function of the condition determined by the value-document processing device 10 and the authenticity of processed value documents checked by the value-document processing device.
  • It has a feeder 14 for feeding value documents, an output device 16 for receiving processed, d. H. sorted value documents, and a transport device 18 for transporting isolated value documents from the feed device 14 to the output device 16.
  • the feed device 14 comprises an input compartment 20 for a value document stack and a separator 22 for singling value documents from the value document stack in the input compartment 20 and providing them or for feeding them to the transport device 18.
  • the output device 16 comprises three output sections 24, 25 and 26, into which processed value documents can be sorted according to the result of the processing, in the example test.
  • each of the sections comprises a stacking tray and a stacking wheel, not shown, by means of which added value documents can be stored in the stacking tray.
  • the transport device 18 has at least two, in the example three branches 28, 29 and 30, at the ends of each of the output sections 24 and 25 and 26 is arranged, and at the branches via controllable by control signals switches 32 and 34, by means of which Value documents in response to control signals to the branches 28 to 30 and thus the output sections 24 to 26 can be fed.
  • a sensor device 38 is arranged on a transport path 36 defined by the transport device 18 between the supply device 14, in the example more precisely the separator 22, and the first switch 32 after the singler 22 in the transport direction T, which measures physical properties of the documents of value during the transport of value documents and the measurement results reproducing sensor signals representing sensor data.
  • the sensor device 38 has three sensors, namely an optical reflectance sensor 40, which captures a remission color image of the document of value, an optical transmission sensor 42, which captures a transmission image of the document of value, and a device 44 for the examination of value documents, the spatially resolved properties of the document of value recorded or measured with ultrasound.
  • a machine control and evaluation device 46 is connected via signal connections to the sensor device 38 and the transport device 18, in particular particular the switches 32 and 34, connected.
  • it classifies a value document as a function of the signals of the sensor device 38 for the value document into one of predetermined sorting classes.
  • These sorting classes can be predefined, for example, as a function of a state value determined by means of the sensor data and also of an authenticity value determined by means of the sensor data.
  • the values "executable” or “unfit for circulation” can be used as state values
  • the values "counterfeited", “suspected of forgery” or “genuine” can be used as authenticity values.
  • the transport device 18 controls the transport device 18, in this case more precisely the points 32 and 34, by issuing control signals so that the value document is output in an output section of the output device 16 assigned to the class in accordance with its sort class determined during the classification.
  • the assignment to one of the prescribed sorting classes or the classification takes place as a function of criteria which are predetermined for the assessment of the condition and the assessment of the authenticity, which depend on at least part of the sensor data.
  • the machine control and evaluation device 46 has, in addition to corresponding interfaces for the sensor device 38 or its sensors and the device 44, a processor 48 and a memory 50 connected to the processor 48 in which at least one computer program with program code is stored Execution of the processor 48 controls the device or the sensor signals of the sensor device 38, in particular for determining a sorting class of a processed value document, evaluates and according to the evaluation, the transport device 18 controls.
  • the machine control and evaluation device 46 determines from the sensor signals of the sensor device 38 in a sensor signal evaluation at least one document value property that is relevant for checking the banknotes with respect to their authenticity and / or status. Preferably, several of these properties are determined.
  • visual value document properties a transmission image and a remission image and the properties of echo pulses are determined as a function of the location on the value document and from this a characteristic value for the creases.
  • the machine control and evaluation device 46 determines sorting signals for the various sensors which represent whether or not the ascertained value document properties represent an indication of the state or the authenticity of the value document. As a result of these signals, corresponding data in the machine control and evaluation device 46, for example the memory 50, can be stored for later use. Depending on the sorting signals, the machine control and evaluation device 46 then determines an overall result for the test in accordance with a predefined overall criterion and forms the sorting or control signal for the transport device 18 as a function of the result.
  • For processing documents of value 12 are separated into the input tray 20 as a stack or individually inserted value documents 12 of the verzeier 22 and occasionally fed to the transport device 18, which transports the isolated value documents 12 to the sensor device 38.
  • the machine control and evaluation device 46 sums the sensor signals, determines in dependence on these a sorting class, in the example a combination of an authenticity class and a state class, of the respective value document and, depending on the result, controls the points so that the value documents correspond to the determined sorting class in one of the respective sort class associated output section is transported.
  • the device 44 serves to examine a value document, which in the example is constructed as follows (compare FIGS. 2 and 3).
  • the device 44 for examining a value document 12 transported along the transport path 36 has a transmitting device 60 for delivering ultrasound pulses to various locations on a value document in the transport path 36 and a receiving device 62 for receiving echo pulses from the ultrasound pulses emitted by the transmitting device 60 Reflection on the value document in the transport path 36 have arisen, and formation of echo values as well as an evaluation device 64 connected via signal connections to the transmitting device 60 and receiving device 62, which receives the echo values of the receiving device 62 and evaluates them under execution of the evaluation steps described below ,
  • the transmitting device 60 is arranged on the one, in the example upper side of the transport path 36, and has in a holder 66 a plurality of transversely to a transport direction T of the documents of value 12 arranged ultrasonic transmitting elements 54, in the example ultrasonic transducer 54, for delivering ultrasound pulses to the value document 12th
  • the receiving device 62 is arranged on the one side opposite side of the transport path 36. It is analogous to the transmitting device 60 and also has in a holder 68 ultrasonic receiving elements serving ultrasonic transducer 56.
  • the holders 66 and 68 are not only for receiving and aligning the ultrasonic transducers 54 and 56; their surfaces also form a channel for ultrasound through which the transport path 36 leads.
  • Each of the ultrasound transmitting elements 54 is assigned one of the ultrasound receiving elements 56 such that an ultrasound path 58 extending at least approximately orthogonally to a value document 12 transported along the transport path 36 is provided therebetween, along which an ultrasound pulse emitted by the respective ultrasound transmitting element 54 reaches the ultrasound receiving element associated therewith 56 is running.
  • an ultrasound path 58 extending at least approximately orthogonally to a value document 12 transported along the transport path 36 is provided therebetween, along which an ultrasound pulse emitted by the respective ultrasound transmitting element 54 reaches the ultrasound receiving element associated therewith 56 is running.
  • the ultrasound transducers 54 and 56 are designed such that they are capable of emitting or receiving ultrasound pulses having a duration in the range of about 20 ⁇ in the example and an ultrasound frequency, ie a frequency maximum of the spectrum of the ultrasonic pulse, of about 400 kHz in the example are well suited. Furthermore, they are dimensioned such that in each case a value document 12 transported along a transport path 36 has a diameter of approximately 2 mm when irradiated with the ultrasonic pulses, ie scanning region. Each of the scanning areas is assigned the location of the center of the scanning area.
  • the ultrasound transmitting elements 54 and the respective ultrasound receiving elements 56 assigned to them are arranged in a line extending transversely to the transport direction.
  • the ultrasonic transducers of a respective row are arranged at equal distances from one another and are operated simultaneously.
  • FIG. 5A schematically shows the processes for a flat section of the value document without creases
  • FIG. 5B for a section of the document of value which is inclined to approximately one wrinkle fold 69.
  • a transmission component or direct component 70 of the pulse which is shown in dashed lines in FIGS. 5A and 5B transmitted through the value document 12 and passes without further reflection on the document of value, ie directly, along the ultrasonic path 58 to the ultrasonic receiving element 56 at the other end of the ultrasonic path. Since the ultrasonic transmitting element and the ultrasonic receiving element face each other, the direct component 70 of the Ultrasonic pulse fully meet the ultrasonic receiving element 56, which forms a signal upon receipt of the transmission component, which represents a corresponding transmission value or direct value.
  • Two further components 72 and 74 are formed by reflection of the ultrasound pulse on the document of value 12 or of the surface 76 of the document of value 12 facing the ultrasound transmitter element 54 or by reflection of the transmissive component 70 or direct component of the ultrasound pulse on the ultrasound receiver element 56 and thereafter on the ultrasonic receiving element facing surface 76 'of the document of value 12th
  • the echo pulse 72 after reflection at the ultrasonic transmitting element 54 or the boundary surface of the holder 66 in the area of the ultrasonic transmitting element 54, returns to the value document 12, which transmits it.
  • the transmitted echo pulse 72 may then be received by the ultrasound receiving element 56 to form an echo value.
  • the two portions 72 and 74 arrive about simultaneously, but at a transit time from the transmission or transmission time
  • Direct component delays to the ultrasound catching element 56, which corresponds to the extended path, here the distance between value document and ultrasound transmission element or value document and ultrasound reception element.
  • both components come from the substantially same direction as the transmission or direct component coming to the ultrasonic receiving element 56, so that this forms an echo value, which depends solely on the amplitude of the echo portion.
  • the surface of the value document 12 does not run at a right angle to the connecting line between the ultrasonic transmitting and receiving element or the ultrasound path 58 in the case of a crease 69, but is at 90 ° to this inclined at a different angle.
  • the echo components 72 and 74 propagate on paths which are inclined relative to the ultrasound path 58. This has the consequence that the echo components 72 and 74 meet only a part of the ultrasonic receiving element 56 which is smaller than in the case of orthogonal impingement, so that it forms a correspondingly smaller echo value.
  • the echo components 72 and 74 also arrive here delayed by one of the additional running distance corresponding delay to the ultrasonic receiving element.
  • FIG. 6A shows a roughly schematic representation in a histogram representation of such a distribution for a slightly wrinkled value document
  • FIG. 6B for a heavily wrinkled value document.
  • the echo value is plotted in arbitrary units, on the ordinate the frequency is also given in arbitrary units.
  • the transmitting device is designed so that the ultrasonic transmitting elements 54 or ultrasonic transducers are operated synchronously pulsed. In this exemplary embodiment, the activation takes place independently of the entry of a value document 12 into the detection range of the device 44.
  • the receiving device is designed to receive ultrasonic pulses as follows.
  • the ultrasound receiving elements 56 each receive ultrasound and form sensor signals which measure the intensity or power of individual ultrasound pulse components which have hit the ultrasound transducer as a function of time and thus also because of the constant transport speed
  • the receiving device 62 forms from the sensor signals values which, assuming a basically constant transmission power of the ultrasonic transmitting elements 54, simply represent the received ultrasonic pulse energies. In other embodiments, however, it is also possible to divide the received ultrasonic pulse energies by a predetermined or measured ultrasonic pulse energy transmitted pulses and thus to obtain normalized values.
  • a document of value 12 is transported through the ultrasound paths 58 at a constant, suitably predetermined speed, corresponding direct values are detected during transport at predetermined first times, in each case after delivery of the ultrasound pulses.
  • the predetermined first times or intervals correspond approximately to the transit time of the ultrasound pulses from the ultrasound transmitting elements to the ultrasound receiving elements or along the respective ultrasound path.
  • the receiving device 62 receives echo pulses. More precisely, the receiving device 62 is designed to detect echo values for received echo pulses at predetermined second times. The predetermined second times or time intervals correspond approximately to twice the transit time of the ultrasound pulses from the ultrasound transmitting elements to the ultrasound receiving elements or along the respective ultrasound path. In order to detect the time of delivery of an ultrasound pulse for a location, the transmitting device 60 may be configured to send a signal to the receiving device 62, which uses it to determine the receiving time. The alternating operation results in a regular arrangement of scanning areas or locations on the value document 12, in the example an arrangement on a rectangular grid.
  • the transmitting device 60 has 24 ultrasonic transmitting elements, and the receiving device has an equal number of ultrasonic receiving elements.
  • the device 44 therefore has in this embodiment more than twenty-four ultrasonic transmitting element / ultrasonic receiving pairs or ultrasonic paths 58 ordered that the corresponding locations have a distance between 3 and 4 mm.
  • the frequency at which the ultrasound pulses are emitted one after the other and the transport speed of the value document are selected such that along the transport direction of the value document, echo values for locations spaced 3 mm, preferably 2 mm, along the transport direction or fifty or more echo values. Values are recorded.
  • the evaluation device 64 has for evaluating the echo values and the direct values for a value document via a memory in which the echo values and the direct values are stored and stored in the program code of a computer program, and a processor for executing the computer program. When the computer program is executed by the processor, the evaluation steps S12 to S16 of the following method are carried out.
  • step S10 echo values and immediate values for a value document are detected.
  • the transmitting device 60 transmits ultrasound pulses to the document of value 12 at constant time intervals by means of the ultrasonic transmitting elements, which is transported past the transmitting device 60 at a predetermined, constant transport speed along the transport path.
  • the receiving device 62 receives direct components and echo pulses, which originate from ultrasound pulses delivered to the document of value are and forms corresponding direct and echo values, which are stored in the evaluation device 64.
  • the evaluation device 64 determines in step S12 from the received echo values for the value document a characteristic value for the Vorgengen wrinkles or the Knittrmaschine the value document.
  • a value for the distribution of the echo values for the respective value document which is a measure of the position of an asymmetrical distribution, in this example the 0.5 quantile or the median of the distribution.
  • a 0.4 or 0.6 quantile could also be used.
  • This value is used as the characteristic value and saved.
  • step S14 the characteristic value is compared with a threshold value characteristic of value documents of the type that the value document under test has and a predetermined creasesiness.
  • the value document is assigned one of the classes "little or not wrinkled” or “too wrinkled” and a signal is formed which indicates whether the document of value is too creased or has too many or pronounced wrinkles has been.
  • the characteristic value here the median, is smaller than the limit value.
  • a second embodiment differs from the first embodiment in that steps S12 and S14 are replaced by steps S12 'and S14', respectively. Otherwise, the method does not differ from the first embodiment.
  • Step S12 'differs from step S12 only in that when determining the characteristic value, a value is now determined which is a measure of an asymmetry of the distribution of the echo values detected for the value document.
  • the difference between the median of the echo values and the arithmetic mean of the echo values is used. This difference is stored as a characteristic for Knittrmaschine.
  • a third embodiment differs from the second embodiment only in that step S12 1 is replaced by step S12 "and step S14 'by step S14".
  • step S12 " the skewness of the distribution, which here also forms the characteristic value, is used to determine the characteristic value as a measure of the asymmetry of the distribution.
  • the step S14 "which replaces the step S14 1 differs therefrom only in that the limit value is set differently.
  • a further embodiment differs from the first embodiment in that the receiving device is designed such that for each location on the value document the immediate value and the echo value for each location are stored in association with one another and insofar Step S10 is replaced by the otherwise unchanged step S10 "'.
  • Next S12 is "1 replacing step includes the step S12 1, and differs from DIE sem alone is that the echo value for a respective location using the direct-value is corrected for the respective site. More specifically, median and mean instead of the Echo values for the locations for the ratios formed from echo values and direct values for the respective locations.
  • a value for the limpness of the value document is determined from the direct values.
  • the skewness of the distribution is formed for the ratios of echo values and direct values.
  • the signals of the ultrasonic receiving elements or converter are logarithmically amplified and formed from these amplified signals, the direct or echo values.
  • the correction of the echo values can then take place by subtraction. Otherwise, the exemplary embodiments are unchanged, if appropriate to the size of the limit values.
  • FIG. 11 differs from the first three exemplary embodiments in that the examination device 44 'is now designed so that the ultrasound path 58' from the transmitting device 60 'to the value document 12 and further to the receiving device 62' to the transport direction T has inclined sections and the transmitting and receiving means 60 'and 62' are arranged on the same side of the transport path, so that echo pulse reach the receiving device without further reflection at the transmitting or receiving device.
  • the transmitting device 60 'and the receiving device 62' are designed analogously to the transmitting device 60 or receiving device 62, but no direct values are received.
  • the methods are the same as in the first three embodiments, but with no Direct values are formed and used. Accordingly, the evaluation device 64 'relative to the evaluation device 64 is changed.
  • each of the step S12, S12 ', S12 "or S12'" is replaced by a step S12 (4) .
  • this step first of all, the values W and W corresponding to steps S12 and S12 'are determined, which are used as characteristic values in these steps.
  • the characteristic value W (4) then uses a linear combination of these values:
  • VyW a ⁇ W + ⁇ - W '+ ⁇ .
  • the coefficients .beta., .Beta. And .gamma. are determined by linear regression from the measured values for training value documents for which a crease value exists, or have been determined in the example.

Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren zur Untersuchung eines Wertdokuments, bei dem auf mehrere Orte auf dem Wertdokument Ultraschallpulse abgegeben werden, und durch Reflexion wenigstens eines Anteils eines jeweiligen Ultraschallpulses an dem Wertdokument jeweils ein Echo-Puls entsteht, die Echo-Pulse unter Bildung von Echo-Werten empfangen werden, und wenigstens aus den Echo-Werten ein Kennwert für eine Knittrigkeit des Wertdokuments ermittelt wird. Weiter ist eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens beschrieben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von Wertdokumenten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung eines Wertdokuments, insbesondere auf das Vorliegen von Knittern, sowie Mittel zur Durchführung des Verfahrens. Unter Wertdokumenten werden dabei blattförmige Gegenstände verstanden, die beispielsweise einen monetären Wert oder eine Berechtigung repräsentieren und daher nicht beliebig durch Unbefugte herstellbar sein sollen. Sie weisen daher nicht einfach herzustellende, insbesondere zu kopierende Merkmale auf, deren Vorhandsein ein Indiz für die Echtheit, d.h. die Herstel- lung durch eine dazu befugten Stelle, ist. Wichtige Beispiele für solche Wertdokumente sind Chipkarten, Coupons, Gutscheine, Schecks und insbesondere Banknoten.
Idealerweise sollte der Zustand von Wertdokumenten im Wesentlichen dem druckfrischer Wertdokumente entsprechen. Tatsächlich verschlechtert sich der Zustand von Wertdokumenten jedoch, wenn diese umlaufen und verwendet werden. Je nach Verschlechterung können Wertdokumente dann nicht mehr ohne weiteres maschinell bearbeitet werden. Daher werden Wertdokumente maschinell auf deren Zustand hin überprüft und je nach ermitteltem Zustand vernichtet.
Wertdokumente können bei deren Verwendung insbesondere geknittert werden, wobei sie unregelmäßig ausgerichtete und/ oder verteilte, häufig kleine Falten erhalten, die auch als Knitter bezeichnet werden und den Zu- stand verschlechtern. Im Folgenden wird unter ''Knittrigkeit" das Vorliegen von Knittern verstanden. Bei maschineller Bearbeitung von Wertdokumenten, beispielsweise Annahme bzw. Vereinzelung oder Ausgabe und/oder Prüfung auf Echtheit, können solche Knitter Schwierigkeiten verursachen. Zudem beeinträchtigen Knitter das Erscheinungsbild von Wertdokumenten. Wertdokumente mit zu vielen oder zu starken Knittern sollten daher erkannt und aus dem Verkehr gezogen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah- ren zur Untersuchung eines Wertdokuments bereitzustellen, bei dem das Vorhandensein von Knittern geprüft wird. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung Mittel zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An- spruchs 1 und insbesondere ein Verfahren zur Untersuchung eines Wertdokuments, bei dem auf mehrere Orte auf dem Wertdokument Ultraschallpulse abgegeben werden, und durch Reflexion wenigstens eines Anteils eines jeweiligen Ultraschallpulses an dem Wertdokument jeweils ein Echo-Puls entsteht, die Echo-Pulse unter Bildung von Echo-Werten empfangen werden, und aus den Echo-Werten ein Kennwert für eine Knittrigkeit des Wertdokuments ermittelt wird.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und insbesondere eine Vorrichtung zur Untersuchung ei- nes entlang eines Transportpfades transportierten Wertdokuments mit einer Sendeeinrichtung, die wenigstens ein Ultraschallsendeelement aufweist und zur Abgabe von Ultraschallpulsen auf verschiedene Orte auf einem Wertdokument in dem Transportpfad eingerichtet ist, einer Empfangseinrichtung, die wenigstens ein Ultraschallempfangselement aufweist und zum Empfang von Echo-Pulsen die aus von der Sendeeinrichtung abgegebenen Ultraschallpulsen durch Reflexion an dem Wertdokument in dem Transportpfad entstanden sind, und Bildung von Echo- Werten eingerichtet ist, und einer Auswerteeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, aus den Echo-Werten einen Kennwert für eine Knittrigkeit des Wertdokuments zu ermitteln. Das erfin- dungsgemäße Verfahren kann mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird das Wertdokument mit Ultraschall untersucht. Unter Ultraschall wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schall mit Frequenzen im Bereich zwischen 40 kHz und 3 MHz, vorzugsweise zwischen 40 kHz und 800 kHz, besonders bevorzugt 100 kHz und 500 kHz verstanden.
Weiter wird der Ultraschall in Form von Ultraschallpulsen abgegeben. Diese können vorzugsweise eine Pulsdauer im Bereich von 5 μβ bis 50 μ5 aufweisen.
Zur Erzeugung des Ultraschalls verfügt die Vorrichtung über die Sendeeinrichtung, die wenigstens ein Ultraschallsendeelement, beispielsweise einen Ultraschallwandler, aufweist, das zur Abgabe der Ultraschallpulse mit einer vorgegebenen Ultraschallfrequenz ausgelegt sein kann.
Zum Empfang von Ultraschallpulsen ist die Empfangseinrichtung vorgesehen, die wenigstens ein Ultraschallempfangselement, beispielsweise einen Ultraschallwandler, aufweist, das zum Empfang von Ultraschallpulsen mit der Frequenz und Dauer der von der Sendeeinrichtung abgegebenen Ultra- schallpulse ausgelegt sein kann. Die Empfangseinrichtung ist weiter dazu eingerichtet, bei Empfang eines Pulses einen Wert zu bilden, der die von dem Ultraschallpuls auf das Ultraschallempfangselement übertragene Leis- tung oder Energie oder Amplitude beschreibt bzw. die eine monotone Funktion dieser Leistung, Energie oder Amplitude ist. Beispielsweise kann ein logarithmischer Verstärker verwendet werden. Das Wertdokument wird ortsaufgelöst mit den Ultraschallpulsen untersucht, d. h. Ultraschallpulse werden auf verschiedene Orte auf dem Wertdokument abgegeben. Obwohl es möglich ist, für jeden der Orte ein Ultraschallsendeelement und ein Ultraschallempfangselement zu benutzen, wird das Wert- dokument zur Untersuchung vorzugsweise mit einer vorgegebenen Transportgeschwindigkeit in einer vorgegebenen Transportrichtung entlang eines Transportpfades transportiert. Die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung können dann so ausgebildet sein, dass Ultraschallpulse so abgegeben und empfangen werden, dass mit einem Ultraschallsendeelement und einem Ultraschallempfangselement Ultraschallpulse auf Orte entlang einer parallel zur Transportrichtung verlaufenden Spur abgegeben werden und von diesen Orten ausgehende Pulse empfangen werden. Vorzugsweise können die Sendeeinrichtung mehrere Ultraschallsendeelemente und die Empfangseinrichtung mehrere Ultraschallempfangselemente, vorzugsweise eine der Anzahl der Ultraschallsendeelemente entsprechende Anzahl von Ultraschallempfangselementen, aufweisen, die, vorzugsweise zellenförmig, jeweils quer zu der Transportrichtung angeordnet sind, in der das Wertdokument entlang des Transportpfades transportiert wird. Diese Einrichtungen können dann wie in diesem Absatz beschrieben weiter so ausgebildet sein, dass Ultraschallpulse von den mehreren Ultraschallsendeelementen auf Orte entlang den Ultraschallsendeelementen entsprechenden Spuren abgegeben und Pulse, die von diesen Orten ausgehen, empfangen werden. Auf diese Weise kann das gesamte Wertdokument untersucht werden. Bei dem Verfahren werden die Ultraschallpulse auf verschiedene Orte des Wertdokuments abgegeben, wobei die Pulse in einer vorgegebenen, bei der Vorrichtung durch entsprechende Ausrichtung des wenigstens einen Ultraschallsendeelements relativ zu dem Transportpfad vorgegebenen Richtung abgegeben werden. Vereinfacht kann man sich die weiteren Vorgänge fol- gendermaßen vorstellen. Prinzipiell sind, je nach Ausbildung der Vorrichtung und der Form des Wertdokuments mehrere Prozesse möglich: Transmission durch das Wertdokument, Reflexion an dem Wertdokument und Reflexionen an der Sende- und/oder Empfangseinrichtung. Zum einen kann der abgegebene Ultraschallpuls oder nur ein Anteil des abgegebenen Ultraschallpulses empfangen werden, ohne an dem Wertdokument reflektiert worden zu sein, wobei jedoch Reflexionen an der Sende- und/ oder Empfangseinrichtung möglich sind. Solche Pulsanteile werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Direkt- Anteile bezeichnet. Zum anderen kann der abgegebene Ultraschallpuls bis er empfangen wird, wenigstens einmal an dem Wertdokument reflektiert werden, wobei der Puls gegebenenfalls vor der Reflexion von dem Wertdokument transmittiert und/oder an der Sende- und/ oder Empfangseinrichtung reflektiert worden sein kann. Ein solcher Ultraschallpuls bzw. Anteil eines Ultraschallpulses wird als Echo- Puls bezeichnet. Prinzipiell sind Echo-Pulse möglich, die durch n-fache Reflexion an dem Wertdokument entstanden sind, wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist; diese Echo-Pulse werden als nte-Echo-Pulse bezeichnet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden im Zusammenhang mit dem Verfahren oder der Vorrichtung als Echo-Pulse Echo-Pulse bezeichnet, die gleiches n aufweisen, vorzugsweise n=l. Beide Pulstypen, Direkt- Anteile und Echo-Pulse weisen, gegebenenfalls bis auf Transporteffekte, die gleiche Frequenz und Pulsdauer auf wie der abgegebene Ultraschallpuls, aus dem sie entstanden sind.
Wird ein Puls an dem Wertdokument reflektiert, entsteht der Echo-Puls, der zunächst in eine Richtung läuft, die näherungsweise vom Einfallswinkel des Ultraschallpulses zur Flächennormalen auf die Oberfläche des Wertdokuments am Auftreffort abhängt. Da die Oberfläche eines Wertdokuments im Bereich von Knittern, also lokal, eine mit dem Ort variierende, d. h. eine von der Richtung eines Bereichs ohne Knitter abweichende, Richtung aufweist, variiert auch der Einfallswinkel entsprechend. Dies führt dazu, dass der Echo-Puls in einer entsprechend dem Einfallswinkel variierenden Ausfallsrichtung läuft. Da das Ultraschallempfangselement relativ zu dem Ultra- schallsendeelement ortsfest ist, trifft, je nach Ausfallsrichtung, der gesamte Echo-Puls oder nur ein von der Ausfallsrichtung abhängiger Teil des Echo- Pulses das Ultraschallempfangselement. Dieses bildet einen Echo-Wert, der von der Amplitude des Echo-Pulses und insbesondere auch von dem Anteil des Echo-Pulses, der auf das Ultraschallempfangselement trifft, und dessen Richtung abhängt. Bei einem ebenen, d. h. knitterfreien Wertdokument treffen die Pulse idealerweise so auf das Ultraschallempfangselement, dass diese eine möglichst große, vorzugsweise die ganze Fläche des Ultraschallempfangselements bzw. dessen Wandlers, in wenigstens näherungsweise demselben Winkel, vorzugsweise wenigstens näherungsweise 90°, treffen und die Echo-Werte für verschiedene Orte nur unsystematisch streuen. Dagegen führt das Vorhandensein von Knittern zu einer Ablenkung der Echo-Pulse, so dass sie das Ultraschallempfangselement nur teilweise und/ oder in einem anderen Winkel treffen, und damit zu einer durch das Vorhandensein der Knitter bzw. den anderen Winkeln veränderten Verteilung von Echo- Werten. Aus den Echo-Werten kann daher ein Kennwert für eine Knittrigkeit des Wertdokuments ermittelt werden.
Unter Verwendung eines vorgegebenen Kriteriums für den Kennwert kann dann vorzugsweise ein Zustand des Wertdokuments ermittelt werden. Bei der Untersuchungsvorrichtung kann vorzugsweise die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, unter Verwendung eines vorgegebenen Kriteriums für den Kennwert einen Zustand des Wertdokuments zu ermitteln. Insbesondere kann die Ermittlung des Zustands die Zuordnung einer von wenigstens zwei verschiedenen Zustandskiassen umfassen. Es kann dann ein die Klasse identifizierendes Signal abgegeben werden. Zur Ermittlung eines Gesamtzustands kann der Kennwert direkt oder auch die ermittelte Zustands- klasse zusammen mit wenigstens einem anderen Auswerteergebnis, das unter Verwendung eines anderen Sensors ermittelt wurde, verwendet werden. Das die Klasse identifizierende Signal kann an wenigstens einem Element einer Sortiereinrichtung zum Sortieren der Wertdokumente, beispielsweise einer Weiche, mittels derer Wertdokumente unterschiedlichen Ausgabeeinrichtungen zuführbar sind, verwendet werden. Bei der Vorrichtung sind Ultraschallsendeelemente und Ultraschallempfangselemente vorzugsweise so zueinander ausgerichtet, dass diese, d.h. jeweils eines der Ultraschallsendeelemente und eines der Ultraschallempfangselement, jeweils eine Ultraschallstrecke bilden. Dies kann zum einen bedeuten, dass das Ultraschallsendeelement und das Ultraschallemp- fangselement so relativ zueinander angeordnet und aufeinander ausgerichtet sind, dass von dem Ultraschallsendeelement abgegebene Pulse auf geradem Weg das Ultraschallempfangselement treffen, vorzugweise so treffen, dass der von dem Ultraschallempfangselement bei Empfang gebildete Wert möglichst groß ist. In diesem Fall kreuzt die Ultraschallstrecke den Transport- pfad. Zum anderen können Ultraschallsendeelement und Ultraschallempfangselement so angeordnet und ausgerichtet sein, dass von dem Ultraschallsendeelement abgegebene Ultraschallpulse erst nach Reflexion an einer ebenen Oberfläche in dem Transportpfad, beispielsweise einer ebenen Oberfläche eines knitterfreien bzw. ebenen Wertdokumentabschnitts, auf das Ul- traschallempfangselement laufen. Die Ultraschallstrecke ist dann die Strecke, entlang derer ein gesendeter Ultraschallpuls geradlinig unter Reflexion zu dem Ultraschallempfangselement läuft und diesen trifft, vorzugweise so trifft, dass der von dem Ultraschallempfangselement bei Empfang gebildete Wert möglichst groß ist. Knitter eines Wertdokuments führen bei dieser Be- trachtungsweise dazu, dass Ultraschallpulse durch Knitter, wenn auch gegebenenfalls nur wenig, aus der Ultraschallstrecke gelenkt werden.
Zur Auswertung der von der Empfangseinrichtung gebildeten Echo-Werte dient bei der Vorrichtung die Auswerteeinrichtung, die dazu einen Controller und/ oder einen Prozessor und/ oder ein FPGA aufweisen kann. In einem Speicher der Auswerteeinrichtung kann dann Programmcode gespeichert sein, bei dessen Ausführung durch den Prozessor bzw. Controller der Kennwert ermittelt wird. Der Kennwert kann gespeichert oder an eine ande- re Einrichtung ausgegeben werden.
Der Kennwert kann auf unterschiedliche Art und Weise ermittelt werden. Überraschenderweise wurde gefunden, dass es bei dem Verfahren bevorzugt sein kann, dass beim Ermitteln des Kennwertes für eine Verteilung der Echo- Werte ein Wert ermittelt wird, der ein Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ist. Besonders bevorzugt kann als Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ein p-Quantil für eine Zahl p mit 0,4<p<0,6, vorzugsweise der Median verwendet werden. Bei der Vorrichtung kann dazu die Auswerteeinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet sein, beim Ermit- teln des Kennwertes für eine Verteilung der Echo-Werte einen Wert zu ermitteln, der ein Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ist. Besonders bevorzugt kann sie dazu ausgebildet sein, als Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ein p-Quantil für eine Zahl p mit 0,4<p<0,6, vorzugsweise den Median zu verwenden. Der Kennwert kann eine vorzugswei- se monotone Funktion des Wertes sein oder auch durch den Wert selbst gebildet werden. Dieses Vorgehen ist schnell durchführbar und liefert gute Ergebnisse. Alternativ oder zusätzlich kann es bei dem Verfahren bevorzugt sein, beim Ermitteln des Kennwertes für eine Verteilung der Echo- Werte einen Wert zu ermitteln, der ein Maß für eine Asymmetrie einer Verteilung der für das Wertdokument erfassten Echo-Werte ist. Bei der Vorrichtung kann dazu die Auswerteeinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet sein, beim Ermitteln des Kennwertes einen Wert zu ermitteln, der ein Maß für eine Asymmetrie einer Verteilung der für das Wertdokument erfassten Echo-Werte ist. Der Kennwert kann eine vorzugsweise monotone Funktion des Wertes sein oder auch durch den Wert selbst gebildet werden.
Als Maß für die Asymmetrie der Verteilung kann prinzipiell jedes Maß verwendet werden. Bei dem Verfahren ist es jedoch bevorzugt, dass als Maß für die Asymmetrie eine Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Median der Echo-Werte bzw. der Verteilung der Echo-Werte verwendet wird. Bei der Vorrichtung ist dazu die Auswerteeinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, als Maß für die Asymmetrie eine Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Median der Echo-Werte bzw. der Verteilung zu verwenden. Unter dem Mittelwert wird vorzugsweise der arithmetische Mittelwert verstanden.
Alternativ oder gegebenenfalls auch zusätzlich kann als Maß für die Asymmetrie die Schiefe oder das dritte zentrale Moment der Verteilung der Verteilung verwendet werden. Bei der Vorrichtung kann dazu vorzugsweise die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, als Maß für die Asymmetrie die Schiefe der Verteilung zu verwenden.
Insbesondere kann es bevorzugt sein, beim Ermitteln des Kennwerts für eine Verteilung der Echo-Werte eine Linearkombination aus einem Wert, der ein Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ist, beispielsweise dem oben beschriebenen Wert, und einem Wert, der ein Maß für eine Asymmetrie einer Verteilung der für das Wertdokument erfassten Echo-Werte ist, beispielsweise dem zuvor erwähnten Wert, zu ermitteln werden und vorzugsweise als Kennwert zu benutzen. Die Koeffizienten der Linearkombination können vorzugsweise durch Anpassung an Trainingsdatensätze für Wertdokumente, beispielsweise lineare Regression ermittelt werden. Der Kennwert kann eine vorzugsweise monotone Funktion des Wertes der Linearkombina- tion sein oder auch durch den Wert der Linearkombination selbst gebildet werden.
Die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung können auf verschiedene Weise relativ zu dem Transportpfad angeordnet sein.
Gemäß einer ersten Ausführungsform können bei dem Verfahren die Echo- Pulse auf derselben Seite des Transportpfades oder Wertdokuments in dem Transportpfad empfangen werden, auf der sie auch gesendet wurden. Dazu können bei der Vorrichtung die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung auf derselben Seite des Transportpfades angeordnet sein, und eine Ultraschallstrecke zwischen dem Ultraschallsendeelement und dem Ultra- schallempfangselement, entlang derer ein von dem Ultraschallsendeelement abgegebener Ultraschallpuls unter Reflexion an einem knitterfreien Wertdokument in dem Transportpfad zu dem Ultraschallempfangselement läuft, zwei gegen die Transportrichtung geneigte Abschnitte aufweisen. Gemäß einer anderen Ausführungsform können bei dem Verfahren die
Echo-Pulse auf eüier der Seite des Transportpfades bzw. des Wertdokuments in dem Transportpfad empfangen werden, die der Seite des Transportpfades bzw. des Wertdokuments in dem Transportpfad, auf der die Ultraschallpulse abgegeben wurden, gegenüberliegt. Die Ultraschallpulse können also auf einer ersten Seite des Wertdokuments abgegeben werden und die Echo- Pulse auf einer zweiten, der ersten gegenüberhegenden Seite des Wertdokuments empfangen werden. Bei der Vorrichtung ist es dann bevorzugt, dass die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung auf sich gegenüber- hegenden Seiten des Transportpfades angeordnet sind, und vorzugsweise eine durch das jeweilige Ultraschallsendeelement und Ultraschallempfangselement gebildete Ultraschallstrecke den Transportpfad kreuzt und vorzugsweise wenigstens näherungsweise orthogonal zu dem Transportpfad verläuft. Diese Ausführungsform erlaubt insbesondere eine weitere Nutzung der Ultaschallsende- und -empfangselemente, wie im Folgenden beschrieben.
Bei dem Verfahren können bei einer Weiterbildung auch die Direktanteile der Ultraschallpulse genutzt werden. So kann bei einer bevorzugten Weiter- bildung des Verfahrens jeweils ein Direktanteil der Ultraschallpulse, der ohne Reflexion an dem Wertdokument unter Bildung eines Direktwertes empfangen wird, und vor oder bei dem Ermitteln des Kennwerts der Echo-Wert für einen jeweiligen Echo-Puls unter Verwendung des Direktwertes für den Direktanteil desselben Ultraschallpulses, durch den der Echo-Puls gebildet wurde, korrigiert werden und/ oder es können die Direktwerte zur Ermittlung einer anderen Eigenschaft des Wertdokuments verwendet werden. Bei der Vorrichtung kann dazu die Empfangseinrichtung weiter so ausgebildet sein, dass jeweils ein Direktanteil der Ultraschallpulse, der ohne Reflexion an dem Wertdokument unter Bildung eines Direktwertes für den Direktanteil empfangen wird, und die Auswerteeinrichtung kann weiter dazu ausgebildet sein, vor oder bei dem Ermitteln des Kennwerts die Echo-Werte für einen jeweiligen Echo-Puls unter Verwendung des Direktwertes für den Direktanteil desselben Ultraschallpulses, durch den der Echo-Puls gebildet wurde, zu korrigieren, und/ oder die Direktwerte zur Ermittlung einer anderen Eigen- schaft des Wertdokuments zu verwenden. Durch die Verwendung gemäß der ersten Alternative kann die Zuverlässigkeit des Kennwerts erhöht werden, da Einflüsse von Schwankungen im Flächengewicht, die nicht auf Knitter zurückzuführen sind, sondern ein Merkmal des Wertdokuments darstel- len, beispielsweise Wasserzeichen, wenigstens teilweise kompensiert werden. Gemäß der zweiten Alternative können die Vorrichtung und das Verfahren zusätzlich auch zur Ermittlung anderer Wertdokumenteigenschaften verwendet werden, bei den es sich um physische Eigenschaften des Wertdokuments handeln kann oder auch um Transporteigenschaften des Wertdo- kuments. Zu den physischen Eigenschaften gehört beispielsweise die Lappigkeit von Wertdokumenten. Ein entsprechendes Verfahren ist in der WO 2008/009384 AI der Anmelderin beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird. Vorzugsweise werden bei dem Verfahren der Direkt- Anteil eines jeweiligen Ultraschallpulses und der Echo-Puls desselben Ultraschallpulses mittels desselben Ultraschallempfangselements empfangen. Die Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass dieselben Ultraschallempfangselemente sowohl Direkt- Anteile als auch Echo-Pulse empfangen.
Zum Empfang des Direktanteils kann die Empfangseinrichtung wenigstens ein zusätzliches Ultraschallempfangselement, vorzugsweise soviele Ultraschallempfangselemente wie Ultraschallsendeelemente vorhanden sind, aufweisen, die mit den Ultraschallsendeelementen jeweils eine Ultraschall- strecke bilden. Die Auswerteeinrichtung kann dann mit diesen zusätzlichen Ultraschallempfangselementen über Signalverbindungen verbunden sein. Diese Ausführungsform bietet sich vor allem an, wenn die Ultraschallpulse schräg, also nicht orthogonal auf das Wertdokument abgegeben werden und ganz besonders, wenn Ultraschallsendeelemente und Ultraschallemp- fangselemente für die Echo-Pulse auf derselben Seite des Transportpfades bzw. Wertdokuments in dem Transportpfad angeordnet sind.
Es ist aber auch möglich, zum Empfang des Direktanteils die ohnehin vorge- sehenen Ultraschallempfangselemente zu verwenden. Die Empfangseinrichtung ist dann dazu ausgebildet, sowohl die Direktanteile zu empfangen und Direktwerte zu bilden als auch die Echo-Pulse zu empfangen und Echo- Werte zu bilden. Dies ermöglicht es die Vorrichtung zu zwei Zwecken zu verwenden, wobei die Ultraschallsende- und -empfangselemente, gegebe- nenfalls einschließlich deren Ansteuerung bzw. Signalverarbeitung, nur einmal vorhanden zu sein brauchen. Diese Ausführungsform ist besonders bevorzugt in dem Fall, dass die Ultraschallsendeelemente der Sendeeinrichtung und die Ultraschallempfangselemente der Empfangseinrichtung auf sich gegenüberliegenden Seiten des Transportpfades angeordnet sind und die Ultraschallstrecke bzw. Ultraschallstrecken zwischen diesen wenigstens näherungsweise orthogonal zu dem Transportpfad, genauer der Ebene des Transportpfades bzw. einem Wertdokument in dem Transportpfad, verlaufen. Da der Direkt- Anteil eine kürzere Strecke von dem jeweiligen Ultraschallsendeelement zu dem jeweiligen Ultraschallempfangselement zurück- legt, erreicht er das jeweiligen Ultraschallempfangselement früher als der Echo-Puls, der Zeitunterschied liegt in der Größenordnung der Ultraschallpulslaufzeit für den Abstand zwischen Ultraschallsendeelement und Ultraschallempfangselement. Die Empfangseinrichtung ist dann vorzugsweise dazu ausgebildet, nach einem vorgegebenen Zeitintervall nach Empfang ei- nes Direkt-Anteils, d. h. Bildung eines Direktwertes einen Echo-Puls zu empfangen, d. h. einen Echo-Wert zu bilden. Die Sendeeinrichtung kann bei der Abgabe eines Ultraschallpulses ein Signal an die Empfangseinrichtung abgeben. Die Empfangseinrichtung kann dann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von diesem Signal, vorzugsweise etwa nach der genannten Lauf- zeit, den Direktanteil und später, vorzugsweise nach etwa dem Doppelten der genannten Laufzeit nach dem Signal, den Echo-Puls zu empfangen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können insbesondere in Vorrichtungen zur Bearbeitung von Wertdokumenten verwendet werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit einer Zufuhreinrichtung zur Aufnahme zu bearbeitender Wertdokumente, einer Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe oder Aufnahme der bearbeiteten Wertdo- kumente, einer Transporteinrichtung zum Transportieren der Wertdokumente von der Zu hreinrichtung entlang eines Transportpfades zu der Ausgabeeinrichtung und wenigstens einer im Bereich eines Abschnitts des Transportpfades angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung der Wertdokumente, die entlang des Transportpfads transportiert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für eine Wert- dokumentbearbeitungsvorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine Untersuchungsvorrichtung der Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung in Fig. 1, in einer Ansicht entlang einer Transportrichtung von Wertdokumenten, Fig. 3 eine schematische Darstellung von Ultraschallsendeelementen des
Ultraschallsensors in Fig. 2 in einer Ebene parallel zur Ebene eines zu untersuchenden Wertdokuments, Fig. 4 eine schematische teilweise Darstellung eines Abschnitts eines Wertdokuments mit durch die Ultraschallsendeelemente einer Sendeeinrichtung in Fig. 2 beschallten Orte bzw. Abtastbereichen,
5A und B eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Ausbreitung von Ultraschallpulsen von einem Ultraschallsendeelement zu einem Ultraschallempfangselement der Untersuchungsvorrichtung in Fig. 2 bei Anwesenheit eines glatten Wertdokuments bzw. eines Wertdokuments mit einer Knitterfalte, Fig. 6A und 6B schematische Histogramme für eine Verteilung der Echo- Werte für ein glattes Wertdokument und ein geknittertes Wertdokument,
Fig. 7 ein vereinfachtes Ablauf diagramm für ein Beispiel eines Verfahrens zur Untersuchung der Knittrigkeit eines Wertdokuments mittels der Untersuchungsvorrichtung in Fig. 2,
Fig. 8 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für ein zweites Beispiel eines Verfahrens zur Untersuchung der Knittrigkeit eines Wertdokuments mittels der Untersuchungsvorrichtung in Fig. 2, ein vereinfachtes Ablauf diagramm für ein drittes Beispiel eines Verfahrens zur Untersuchung der Knittrigkeit eines Wertdokuments mittels der Untersuchungsvorrichtung in Fig. 2, Fig. 10 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zur Untersuchung der Knittrigkeit eines Wertdokuments mittels der Untersuchungsvorrichtung in Fig. 2, und
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für eine Untersuchungsvorrichtung in einer Richtung quer zu einem Transportpfad für Wertdokumente.
Eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 in Fig. 1, im Beispiel eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten 12 in Form von Banknoten, ist zur Sortierung von Wertdokumenten in Abhängigkeit von dem mittels der Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 ermittelten Zustand und dem mittels der Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung geprüften Echtheit von bearbeiteten Wertdokumenten ausgebildet.
Sie verfügt über eine Zuführeinrichtung 14 zur Zuführung von Wertdokumenten, eine Ausgabeeinrichtung 16 zur Aufnahme bearbeiteter, d. h. sor- tierter Wertdokumente, und eine Transporteinrichtung 18 zum Transportieren von vereinzelten Wertdokumenten von der Zuführeinrichtung 14 zu der Ausgabeeinrichtung 16.
Die Zuführeinrichtung 14 umfasst im Beispiel ein Eingabefach 20 für einen Wertdokumentstapel und einen Vereinzier 22 zur Vereinzelung von Wertdokumenten aus dem Wertdokumentstapel in dem Eingabefach 20 und Bereitstellung für die bzw. Zuführung zu der Transporteinrichtung 18. Die Ausgabeeinrichtung 16 umfasst im Beispiel drei Ausgabeabschnitte 24, 25 und 26, in die bearbeitete Wertdokumente je nach dem Ergebnis der Bearbeitung, im Beispiel Prüfung, sortiert werden können. Im Beispiel umfasst jeder der Abschnitte ein Stapelfach und ein nicht gezeigtes Stapelrad, mittels dessen zugeführte Wertdokumente in dem Stapelfach abgelegt werden können.
Die Transporteinrichtung 18 verfügt über wenigstens zwei, im Beispiel drei Zweige 28, 29 und 30, an deren Enden jeweils einer der Ausgabeabschnitte 24 bzw. 25 bzw. 26 angeordnet ist, und an den Verzweigungen über durch Stellsignale steuerbare Weichen 32 und 34, mittels derer Wertdokumente in Abhängigkeit von Stellsignalen den Zweigen 28 bis 30 und damit den Ausgabeabschnitten 24 bis 26 zuführbar sind. An einem durch die Transporteinrichtung 18 definierten Transportpfad 36 zwischen der Zufuhreinrichtung 14, im Beispiel genauer dem Vereinzier 22, und der in Transportrichtung T ersten Weiche 32 nach dem Vereinzier 22 ist eine Sensoreinrichtung 38 angeordnet, die während des Vorbeitransports von Wertdokumenten physikalische Eigenschaften der Wertdokumente misst und die Messergebnisse wiedergebende Sensorsignale bildet, die Sensordaten darstellen. In diesem Beispiel verfügt die Sensoreinrichtung 38 über drei Sensoren, nämlich einen optischen Remissionssensor 40, der ein Remissionsfarbbild des Wertdokuments erfasst, einen optischen Transmissionssensor 42, der ein Transmissionsbild des Wertdokuments erfasst, und eine Vorrichtung 44 zur Untersuchung von Wertdokumenten, die ortsaufgelöst Eigenschaften des Wertdokuments mit Ultraschall erfasst bzw. misst.
Eine Maschinensteuer- und auswerteeinrichtung 46 ist über Signalverbindungen mit der Sensoreinrichtung 38 und der Transporteinrichtung 18, ins- besondere den Weichen 32 und 34, verbunden. In Verbindung mit der Sensoreinrichtung 38 klassifiziert sie ein Wertdokument in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoreinrichtung 38 für das Wertdokument in eine von vorgegebenen Sortierklassen. Diese Sortierklassen können beispielsweise in Abhängigkeit von einem mittels der Sensordaten ermittelten Zustandswert und einem ebenfalls in Abhängigkeit von einem mittels der Sensordaten ermittelten Echtheitswert vorgegeben sein. Als Zustandswerte können beispielsweise die Werte "umlauffähig" oder "nicht umlauffähig", als Echtheitswerte die Werte "gefälscht", "fälschungsverdächtig" oder "echt" verwendet werden. In Abhängigkeit von der ermittelten Sortierklasse steuert sie durch Abgabe von Stellsignalen die Transporteinrichtung 18, hier genauer die Weichen 32 bzw. 34 so an, dass das Wertdokument entsprechend seiner bei der Klassifizierung ermittelten Sortierklasse in einen der Klasse zugeordneten Ausgabeabschnitt der Ausgabeeinrichtung 16 ausgegeben wird. Die Zuord- nung zu einer der vorgegebenen Sortierklassen bzw. die Klassifizierung erfolgt dabei in Abhängigkeit von für die Beurteilung des Zustande und die Beurteilung der Echtheit vorgegebenen Kriterien, die von wenigstens einem Teil der Sensordaten abhängen. Die Maschinensteuer- und Auswerteeinrichtung 46 verfügt dazu insbesondere neben entsprechenden Schnittstellen für die Sensoreinrichtung 38 bzw. deren Sensoren und der Vorrichtung 44 über einen Prozessor 48 und einen mit dem Prozessor 48 verbundenen Speicher 50, in dem wenigstens ein Computerprogramm mit Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausfüh- rung der Prozessor 48 die Vorrichtung steuert bzw. die Sensor signale der Sensoreinrichtung 38, insbesondere zur Ermittlung einer Sortierklasse eines bearbeiteten Wertdokuments, auswertet und entsprechend der Auswertung die Transporteinrichtung 18 ansteuert. Die Maschinensteuer- und Auswerteeinrichtung 46 ermittelt aus den Sensorsignalen der Sensoreinrichtung 38 bei einer Sensorsignalauswertung wenigstens eine Wertdokumenteigenschaft, die für die Überprüfung der Banknoten in Bezug auf deren Echtheit und / oder Zustand relevant ist. Vorzugsweise werden mehrere dieser Eigenschaften ermittelt. In diesem Beispiel werden als optische Wertdokumenteigenschaften ein Transmissionsbild und ein Remissionsbild und die Eigenschaften von Echo-Pulsen in Abhängigkeit von dem Ort auf dem Wertdokument und daraus ein Kennwert für die Knittrigkeit ermittelt.
In Abhängigkeit von den Wertdokumenteigenschaften ermittelt die Maschinensteuer- und Auswerteeinrichtung 46 für die verschiedenen Sensoren jeweils Sortiersignale, die darstellen, ob die ermittelten Wertdokumenteigenschaften einen Hinweis auf den Zustand bzw. die Echtheit des Wertdoku- ments darstellen oder nicht. In Folge dieser Signale können entsprechende Daten in der Maschinensteuer- und Auswerteeinrichtung 46, beispielsweise dem Speicher 50, zur späteren Verwendung gespeichert werden. In Abhängigkeit von den Sortiersignalen ermittelt die Maschinensteuer- und Auswerteeinrichtung 46 dann ein Gesamtergebnis für die Prüfung gemäß einem vorgegebenen Gesamtkriterium und bildet in Abhängigkeit von dem Ergebnis das Sortier- bzw. Steuersignal für die Transporteinrichtung 18.
Zur Bearbeitung von Wertdokumenten 12 werden in das Eingabefach 20 als Stapel oder einzeln eingelegte Wertdokumente 12 von dem Vereinzeier 22 vereinzelt und vereinzelt der Transporteinrichtung 18 zugeführt, die die vereinzelten Wertdokumente 12 an der Sensoreinrichtung 38 vorbeitransportiert. Diese erfasst die Eigenschaften der Wertdokumente 12, wobei Sensorsignale gebildet werden, die die Eigenschaften des jeweiligen Wertdokuments wiedergeben. Die Maschinensteuer- und Auswerteeinrichtung 46 er- fasst die Sensorsignale, ermittelt in Abhängigkeit von diesen eine Sortierklasse, im Beispiel eine Kombination aus einer Echtheitsklasse und einer Zu- standsklasse, des jeweiligen Wertdokuments und steuert in Abhängigkeit von dem Ergebnis die Weichen so an, dass die Wertdokumente entspre- chend der ermittelten Sortierklasse in einen der jeweiligen Sortierklasse zugeordneten Ausgabeabschnitt transportiert wird.
Zur Ermittlung einer Sortierklasse auf der Basis von Ultraschalleigenschaften dient die Vorrichtung 44 zur Untersuchung eines Wertdokuments, die im Beispiel folgendermaßen aufgebaut ist (vgl. Fig. 2 und 3).
Die Vorrichtung 44 zur Untersuchung eines entlang des Transportpfades 36 transportierten Wertdokuments 12 weist eine Sendeeinrichtung 60 zur Abgabe von Ultraschallpulsen auf verschiedene Orte auf einem Wertdokument in dem Transportpfad 36 und eine Empfangseinrichtung 62 zum Empfang von Echo-Pulsen die aus von der Sendeeinrichtung 60 abgegebenen Ultraschallpulsen durch Reflexion an dem Wertdokument in dem Transportpfad 36 entstanden sind, und Bildung von Echo-Werten sowie eine über Signalverbindungen mit der Sendeeinrichtung 60 und Empfangseinrichtung 62 verbundene Auswerteeinrichtung 64 auf, die zum Echo-Werte der Empfangseinrichtung 62 empfängt und unter Ausführung im Folgenden beschriebener Auswerteschritte auswertet.
Die Sendeeinrichtung 60 ist auf der einen, im Beispiel oberen Seite des Transportpfades 36 angeordnet, und weist in einem Halter 66 mehrere quer zu einer Transportrichtung T der Wertdokumente 12 angeordnete Ultraschallsendeelemente 54, im Beispiel Ultraschallwandler 54, zur Abgabe von Ultraschallpulsen auf das Wertdokument 12. Die Empfangseinrichtung 62 ist der der einen Seite gegenüberliegenden Seite des Transportpfades 36 angeordnet. Sie ist analog zu der Sendeeinrichtung 60 ausgebildet und weist ebenfalls in einem Halter 68 Ultraschallempfangselemente dienende Ultraschallwandler 56 auf. Diese sind den Ultra- schallwandlern bzw. -sendeelementen 54 in Bezug auf den Transportpfad 36 gegenüber in gleicher Zahl so angeordnet, dass diese von einem entlang des Transportpfads 36 transportierten Wertdokument 12 ausgehenden bzw. transmittierten, durch Beschallung mit Ultraschallpulsen der Ultraschallsender 54 hervorgerufene Ultraschallpulse empfangen können.
Die Halter 66 und 68 dienen nicht nur zur Aufnahme und Ausrichtung der Ultraschallwandler 54 bzw. 56; deren Oberflächen bilden auch einen Kanal für Ultraschall, durch den der Transportpfad 36 führt.
Jedem der Ultraschallsendeelemente 54 ist dabei eines der Ultraschallempfangselemente 56 so zugeordnet, dass sich zwischen diesen eine wenigstens näherungsweise orthogonal zu einem entlang des Transportpfads 36 transportierten Wertdokument 12 verlaufende Ultraschallstrecke 58 ergibt, entlang derer ein von dem jeweiligen Ultraschallsendeelement 54 abgegebener Ultraschallpuls zu dem diesem zugeordneten Ultraschallempfangselement 56 läuft. Mit jedem Paar von Ultraschallsendern und diesen zugeordneten Ultraschallempfangselemente bzw. mit jeder Ultraschallstrecke 58 in Verbindung mit der Auswerteeinrichtung 64 ist damit ein Wert für die Eigenschaft von Pulsen bzw. Pulsanteilen ermittelbar, die von dem mit dem Ultraschall beschallten Ort direkt oder indirekt ausgehen.
Die Ultraschallwandler 54 bzw. 56 sind so ausgebildet, dass sie zur Abgabe bzw. zum Empfang von Ultraschallpulsen mit einer Dauer im Bereich von im Beispiel etwa 20 μβ und einer Ultraschallfrequenz, d.h. einem Frequenz- maximum des Spektrums des Ultraschallpulses, von im Beispiel etwa 400 kHz gut geeignet sind. Weiter sind sie so dimensioniert, dass jeweils ein auf einem entlang des Transportpfads 36 transportierten Wertdokument 12 bei Beschallung mit den Ultraschallpulsen beschallter Fleck, d.h. Abtastbereich, einen Durchmesser von etwa 2 mm aufweist. Jedem der Abtastbereiche ist als Ort der Mittelpunkt des Abtastbereiches zugeordnet.
Die Ultraschallsendeelemente 54 und die diesen jeweils zugeordneten Ultraschallempfangselemente 56 sind im Beispiel in einer quer zur Transportrich- tung verlaufenden Zeile angeordnet. Die Ultraschallwandler einer jeweiligen Zeile sind in gleichen Abständen zueinander angeordnet und werden gleichzeitig betrieben.
Für vorgegebene Orte auf dem Wertdokument werden daher Ultraschallpul- se auf verschiedene Orte des Wertdokuments abgegeben. Die Vorgänge für verschiedene Ultraschallpulse sind analog, so dass diese am Beispiel eines Pulses beschrieben seien. Fig. 5A zeigt schematisch die Abläufe für einen ebenen Abschnitt des Wertdokuments ohne Knitter, Fig. 5B für einen Abschnitt des Wertdokuments, der auf rund einer Knitterfalte 69 geneigt ist.
Nach Abgabe eines Ultraschallpulses durch ein Ultraschallsendeelement 54 auf einen Ort auf dem Wertdokument 12 trifft dieser auf das Wertdokument 12. Dabei entstehen wenigstens drei Anteile des Ultraschallpulses: Ein Transmissionsanteil oder Direktanteil 70 des Pulses, der in Fig. 5A und 5B gestrichelt dargestellt ist, wird durch das Wertdokument 12 transmittiert und gelangt ohne weitere Reflektion an dem Wertdokument, also direkt, entlang der Ultraschallstrecke 58 zu dem Ultraschallempfangselement 56 am anderen Ende der Ultraschallstrecke. Da sich Ultraschallsendeelement und Ultraschallempfangselement gegenüberstehen, wird der Direktanteil 70 des Ultraschallpulses voll auf das Ultraschallempfangselement 56 treffen, das bei Empfang des Transmissionsanteils ein Signal bildet, das einen entsprechenden Transmissionswert bzw. Direktwert darstellt. Zwei weitere als Echo-Pulse bezeichnete Anteile 72 und 74 entstehen durch Reflexion des Ultraschallpulses an dem Wertdokument 12 bzw. der dem Ultraschallsendeelement 54 zugewandten Oberfläche 76 des Wertdokuments 12 bzw. durch Reflexion des Transmissionsanteils 70 bzw. Direktanteils des Ultraschallpulses an dem Ultraschallempfangselement 56 und danach an dem Ultraschallempfangselement zugewandten Oberfläche 76' des Wertdokuments 12.
Der Echo-Puls 72 gelangt nach Reflexion an dem Ultraschallsendeelement 54 bzw. der Grenzfläche des Halters 66 im Bereich des Ultraschallsendeele- ments 54 zurück zu dem Wertdokument 12, das diesen transmittiert. Der transmittierte Echo-Puls 72 kann dann von dem Ultraschallempfangselement 56 unter Bildung eines Echo-Wertes empfangen werden.
Der Echo-Puls 74, der durch Reflexion des Transmissions- bzw. Direktanteils 70 an dem Ultraschallempfangselement 56 entstanden ist, gelangt nach der Reflexion an der Oberfläche 76' des Wertdokuments 12 direkt zu dem Ultraschallempfangselement 56, wo er unter Bildung eines entsprechenden Echo- Wertes empfangen wird. Wie in Fig. 5A zu erkennen, gelangen bei einem ebenen Abschnitt des Wertdokuments 12, wenn sich dieser etwa in der Mitte zwischen dem Ultraschallsendeelement und dem Ultraschallempfangselement befindet, die beiden Anteile 72 und 74 etwa gleichzeitig, aber um eine Laufzeit gegenüber dem Transmissions- oder Direktanteil verzögert zu dem Ultraschallemp- fangselement 56, die dem verlängerten Weg, hier dem Abstand zwischen Wertdokument und Ultraschallsendeelement bzw. Wertdokument und Ultraschallempfangselement entspricht. Weiter treffen beide Anteile aus der im Wesentlichen gleichen Richtung wie der Transmissions- bzw. Direktanteil kommend auf das Ultraschallempfangselement 56, so dass dieser einen Echo-Wert bildet, der allein von der Amplitude des Echo- Anteils abhängt.
Wie in Fig. 5B zu erkennen, verläuft die Oberfläche des Wertdokuments 12 bei einem Knitter bzw. einer Knitterfalte 69 nicht in einem rechten Winkel zu der Verbindungslinie zwischen Ultraschallsende- und Ultraschallempfangselement bzw. der Ultraschallstrecke 58, sondern ist zu dieser in einem von 90° abweichenden Winkel geneigt. Dies führt dazu, dass sich nach Reflexion des Ultraschallpulses an dem Wertdokument 12 die Echo- Anteile 72 bzw. 74 auf Pfaden ausbreiten, die gegenüber der Ultraschallstrecke 58 geneigt sind. Dies hat zur Folge, dass die Echo- Anteile 72 bzw. 74 nur auf einen Teil des Ultraschallempfangselements 56 treffen, der kleiner ist als bei orthogonalem Auftreffen, so dass dieser einen entsprechend kleineren Echo-Wert bildet. Der Echo- Anteile 72 bzw. 74 gelangen auch hier um eine der zusätzlichen Laufstrecke entsprechenden Laufzeit verzögert zu dem Ultraschallempfangselement.
Für ein Wertdokument ergibt sich eine Verteilung der Echo-Werte, die je nach Knittergrad mehr oder weniger asymmetrisch ist. Fig. 6A zeigt grob schematisch in einer Histogrammdarstellung eine solche Verteilung für ein wenig geknittertes Wertdokument, Fig. 6B für ein stark geknittertes Wertdokument. Auf der Abszisse ist der Echo-Wert in beliebigen Einheiten aufgetragen, auf der Ordinate die Häufigkeit ebenso in beliebigen Einheiten. Es ist zu erkennen, dass ein wenig geknittertes Wertdokument eine asymmetrischere Verteilung aufweist, die ihr Maximum bei höheren Echo-Werten hat, während für ein stärker geknittertes Wertdokument die Verteilung zwar noch asymmetrisch, aber symmetrischer und zu niedrigeren Echo-Werten verschoben ist. In den Figuren sind weiter der Mittelwert und der Median der jeweiligen Verteilung gezeigt. Es ist zu erkennen, dass bei der symmetrischeren Verteilung die Differenz zwischen Median und Mittelwert geringer ist, als bei der weniger symmetrischen Verteilung. Die Sendeeinrichtung ist so ausgebildet, dass die Ultraschallsendeelemente 54 bzw. Ultraschallwandler synchron gepulst betrieben werden. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Ansteuerung unabhängig von dem Eintritt eines Wertdokuments 12 in den Erfassungsbereich der Vorrichtung 44. Die Empfangseinrichtung ist zum Empfang von Ultraschallpulsen folgenderma- ßen ausgebildet.
Die Ultraschallempfangselemente 56 empfangen jeweils Ultraschall und bilden Sensorsignale, die die Intensität bzw. Leistung einzelner Ultraschallpulsanteile, die den Ultraschallwandler getroffen haben, als Funktion der Zeit und damit wegen der konstanten Transportgeschwindigkeit auch des
Ortes wiedergeben. Die Empfangseinrichtung 62 bildet aus den Sensorsignalen Werte, die unter der Annahme einer grundsätzlich konstanten Sendeleistung der Ultraschallsendeelemente 54 einfach die empfangenen Ultraschallpulsenergien darstellen. In anderen Ausführungsbeispielen ist es jedoch auch möglich, die empfangenen Ultraschallpulsenergien durch eine vorgegebene oder gemessene Ultraschallpulsenergie gesendeter Pulse zu dividieren und damit normierte Werte zu erhalten. Wenn ein Wertdokument 12 mit konstanter, geeignet vorgegebener Geschwindigkeit durch die Ultraschallstrecken 58 transportiert wird, werden während des Transports zu vorgegebenen ersten Zeiten jeweils nach Abgabe der Ultraschallpulse entsprechende Direktwerte erfasst. Die vorgegebenen ersten Zeiten bzw. Zeitabstände entsprechen etwa der Laufzeit der Ultraschallpulse von den Ultraschallsendeelementen zu den Ultraschallempfangselementen bzw. entlang der jeweiligen Ultraschallstrecke.
Weiter werden von der Empfangseinrichtung 62 Echo-Pulse empfangen. Ge- nauer ist die Empfangseinrichtung 62 dazu ausgebildet, dass zu vorgegebenen zweiten Zeiten Echo-Werte für empfangene Echo-Pulse erfasst werden. Die vorgegebenen zweiten Zeiten bzw. Zeitabstände entsprechen etwa der doppelten Laufzeit der Ultraschallpulse von den Ultraschallsendeelementen zu den Ultraschallempfangselementen bzw. entlang der jeweiligen Ultra- schallstrecke. Zur Erfassung des Zeitpunkts der Abgabe eines Ultraschallpulses für einen Ort kann die Sendeeinrichtung 60 dazu ausgebildet sein, ein Signal an die Empfangseinrichtung 62 zu senden, das dieses zur Ermittlung der Empfangszeit verwendet. Durch den abwechselnden Betrieb ergibt sich eine regelmäßige Anordnung von Abtastbereichen bzw. Orten auf dem Wertdokument 12, im Beispiel eine Anordnung auf einem Rechteckgitter ist.
Die Sendeeinrichtung 60 verfügt in diesem Ausführungsbeispiel über 24 Ul- traschallsendeelemente, die Empfangseinrichtung über eine gleiche Anzahl von Ultraschallempfangselementen. Die Vorrichtung 44 verfügt daher in diesem Ausführungsbeispiel über vierundzwanzig Ultraschallsendeelement- /UltraschaUempfangselement-Paare bzw. Ultraschallstrecken 58, die so an- geordnet sind, dass die entsprechenden Orte einen Abstand zwischen 3 und 4 mm aufweisen.
Die Frequenz, mit der die Ultraschallpulse nacheinander abgegeben werden, und die Transportgeschwindigkeit des Wertdokuments sind so gewählt, dass entlang der Transportrichtung des Wertdokuments Echo-Werte für Orte im Abstand von 3 mm, vorzugsweise 2 mm, entlang der Transportrichtung oder fünfzig oder mehr Echo-Werte erfasst werden. Die Auswerteeinrichtung 64 verfügt zur Auswertung der Echo-Werte und der Direkt-Werte für ein Wertdokument über einen Speicher, in dem die Echo-Werte und die Direkt-Werte gespeichert werden und in dem Programmcode eines Computerprogramms gespeichert ist, und einen Prozessor zur Ausführung des Computerprogramms. Bei Ausführung des Computer- programms durch den Prozessor werden die Auswerteschritte S12 bis S16 des folgenden Verfahrens durchgeführt.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Untersuchung eines Wertdokuments auf das Vorliegen von Knittern bzw. Knittrigkeit, das in Fig. 7 grob schematisch veranschaulicht ist, werden mittels der Untersuchungsvorrichtung 44 folgende Schritte ausgeführt.
In Schritt S10 werden Echo-Werte und Direkt-Werte für ein Wertdokument erfasst. Dazu gibt die Sendeeinrichtung 60 mittels der Ultraschallsendeele- mente in konstanten Zeitabständen Ultraschallpulse auf das Wertdokument 12 ab, das mit vorgegebener konstanter Transportgeschwindigkeit entlang des Transportpfades an der Sendeeinrichtung 60 vorbeitransportiert wird. Dabei empfängt die Empfangseinrichtung 62 Direkt- Anteile und Echo-Pulse, die aus auf das Wertdokument abgegebenen Ultraschallpulsen entstanden sind und bildet entsprechende Direkt- und Echo-Werte, die in der Auswerteeinrichtung 64 gespeichert werden.
Die Auswerteeinrichtung 64 ermittelt in Schritt S12 aus den für das Wertdokument empfangenen Echowerten einen Kennwert für das Vorhegen von Knittern bzw. die Knittrigkeit des Wertdokuments.
Dazu ermittelt es für die Verteilung der Echo-Werte für das jeweilige Wertdokument einen Wert, der ein Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ist, in diesem Beispiel das 0,5 Quantil bzw. den Median der Verteilung. In anderen Ausführungsbeispielen könnte beispielsweise auch ein 0,4- oder 0,6-Quantil verwendet werden.
Dieser Wert wird als Kennwert verwendet und gespeichert.
In Schritt S14 wird der Kennwert mit einem Grenzwert verglichen, der für Wertdokument des Typs, den das geprüfte Wertdokument hat, und eine vorgegebene Knittrigkeit charakteristisch ist. In Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs wird dem Wertdokument eine der Klassen„wenig oder nicht knittrig" oder„zu knittrig" zugewiesen und ein Signal gebildet, das widergibt, ob das Wertdokument als zu knittrig, bzw. zuviele oder zu ausgeprägte Knitterfalten aufweisend, erkannt wurde. In diesem Beispiel wird genauer geprüft, ob der Kennwert, hier der Median, kleiner ist als der Grenzwert.
Dieses Signal kann dann in Schritt S16 bei der Ermittlung eines Gesamtzustandes verwendet werden, auf die hin die Transporteinrichtung entsprechend angesteuert wird. Ein zweites Ausführungsbeispiel, dessen Ablaufdiagramm in Fig. 8 grob schematisch veranschaulicht ist, unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Schritte S12 und S14 durch die Schritte S12' bzw. S14' ersetzt sind. Ansonsten unterscheidet sich das Verfahren nicht von dem ersten Ausführungsbeispiel.
Schritt S12' unterscheidet sich von Schritt S12 nur dadurch, dass beim Ermitteln des Kennwerts nun ein Wert ermittelt wird, der ein Maß für eine Asymmetrie der Verteilung der für das Wertdokument erfassten Echo-Werte ist.
Genauer wird in diesem Ausführungsbeispiel als Maß für die Asymmetrie der Verteilung die Differenz aus dem Median der Echo-Werte und dem arithmetischen Mittelwert der Echowerte verwendet. Diese Differenz wird als Kennwert für die Knittrigkeit gespeichert.
Schritt S14' unterscheidet sich von Schritt S14 nur dadurch, dass ein anderer Grenzwert für die Zuordnung der Klassen verwendet wird. Ein drittes Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 9) unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass Schritt S121 ersetzt ist durch Schritt S12" und Schritt S14' durch Schritt S14". In Schritt S12" wird bei der Ermittlung des Kennwerts als Maß für die Asymmetrie der Verteilung nun die Schiefe der Verteilung verwendet, die hier auch den Kennwert bildet. Bezeichnet für eine Verteilung der N Echo-Werte Xi für i=l,...,N
1
den Mittelwert und für jede natürliche Zahl n>l
1 " w
das n-te Moment, so ist die Schiefe v der Verteilung gegeben durch
Der Schritt S14", der den Schritt S141 ersetzt, unterscheidet sich von diesem nur darin, dass der Grenzwert anders gewählt ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 10) unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Empfangseinrichtung so ausgebildet ist, dass für jeweils einen Ort auf dem Wertdokument der Direktwert und der Echo-Wert für jeweils einen Ort einander zugeordnet gespeichert werden und insofern Schritt S10 durch den ansonsten unveränderten Schritt S10 "' ersetzt ist.
Weiter ersetzt Schritt S12"1 den Schritt S121 und unterscheidet sich von die- sem allein darin, dass der Echo-Wert für einen jeweiligen Ort unter Verwendung des Direkt-Wertes für den jeweiligen Ort korrigiert wird. Genauer werden Median und Mittelwert statt für die Echo-Werte für die Orte für die Verhältnisse aus Echo-Werten und Direkt-Werten für die jeweiligen Orte gebildet. Darüber hinaus wird in einem zusätzlichen Schritt S18 aus den Direkt- Werten ein Wert für die Lappigkeit des Wertdokuments bestimmt. Ein entsprechendes Verfahren ist in der WO 2008/009348 AI der Anmelderin beschrieben, deren Inhalt, insbesondere das erste Ausführungsbeispiel darin, hiermit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird.
In entsprechender Weise wird bei einer Variante des dritten Ausführungsbeispiels die Schiefe der Verteilung für die Verhältnisse aus Echo-Werten und Direkt-Werten gebildet.
In anderen Ausführungsbeispielen werden die Signale der Ultraschallempfangselemente bzw. Wandler logarithmisch verstärkt und aus diesen verstärkten Signalen die Direkt- bzw. Echo werte gebildet. Die Korrektur der Echo-Werte kann dann durch Differenzbildung erfolgen. Ansonsten sind die Ausführungsbeispiele, bis gegebenenfalls auf die Größe der Grenzwerte, unverändert.
Weitere Ausführungsbeispiele in Fig. 11 unterscheiden sich von den ersten drei Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Untersuchungsvorrichtung 44' nun so ausgebildet ist, dass die Ultraschallstrecke 58' von der Sendeeinrichtung 60' zum dem Wertdokument 12 und weiter zu der Empfangseinrichtung 62' zu der Transportrichtung T geneigte Abschnitte aufweist und die Sende- und die Empfangseinrichtung 60' bzw. 62'auf derselben Seite des Transportpfades angeordnet sind, so dass Echo-Puls ohne weitere Reflexion an der Sende- oder Empfangseinrichtung zu der Empfangseinrichtung gelangen. Die Sendeeinrichtung 60' und die Empfangseinrichtung 62' sind analog zu der Sendeeinrichtung 60 bzw. Empfangseinrichtung 62 ausgebildet, wobei aber keine Direktwerte empfangen werden. Die Verfahren entsprechen denen der ersten drei Ausführungsbeispiele, wobei allerdings keine Direkt-Werte gebildet und verwendet werden. Dementsprechend ist die Auswerteeinrichtung 64' gegenüber der Auswerteeinrichtung 64 verändert.
Weitere Ausführungsbeispiele können sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen darin unterscheiden, dass die Auswerteeinrichtung und die Maschinen-Steuer-und Auswerteeinrichtung in eine Einrichtung integriert sind.
Noch andere Ausführungsbeispiele können sich von den zuvor geschilder- ten Ausführungsbeispielen dadurch unterscheiden, dass jeweils der Schritt S12, S12', S12" oder S12'" durch einen Schritt S12(4) ersetzt wird. In diesem Schritt werden zunächst die Werte W bzw. W entsprechend den Schritten S12 und S12' ermittelt, die in diesen Schritten als Kennwerte verwendet werden. Als Kennwert W(4) wird dann eine Linearkombination dieser Werte verwendet:
VyW = a ■ W + ß - W' + γ.
Die Koeffizienten et, ß und γ sind dabei durch lineare Regression aus den Messwerten für Trainingswertdokumente, für die ein Knitterwert vorliegt, ermittelbar bzw. im Beispiel ermittelt worden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Untersuchung eines Wertdokuments, bei dem
auf mehrere Orte auf dem Wertdokument Ultraschallpulse abgegeben werden, und durch Reflexion wenigstens eines Anteils eines jeweiligen
Ultraschallpulses an dem Wertdokument jeweils ein Echo-Puls entsteht, die Echo-Pulse unter Bildung von Echo-Werten empfangen werden, und wenigstens aus den Echo-Werten ein Kennwert für eine Knittrigkeit des Wertdokuments ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem beim Ermitteln des Kennwertes für eine Verteilung der Echo-Werte ein Wert ermittelt wird, der ein Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem als Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ein p-Quantil für eine Zahl p mit 0,4<p<0,6, vorzugsweise der Median verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Ermitteln des Kennwertes für eine Verteilung der Echo-Werte ein Wert ermittelt wird, der ein Maß für eine Asymmetrie einer Verteilung der für das Wertdokument erfassten Echo-Werte ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem als Maß für die Asymmetrie eine Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Median der Echo-Werte bzw. der Verteilung verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als Maß für die Asymmetrie die Schiefe der Verteilung oder das dritte zentrale Moment der Verteilung verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ultraschallpulse auf einer ersten Seite des Wertdokuments abgegeben werden und die Echo-Pulse auf einer zweiten, der ersten gegenüber Hegenden Seite des Wertdokuments empfangen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeweils ein Direktanteil der Ultraschallpulse, der ohne Reflexion an dem Wertdokument unter Bildung eines Direktwertes empfangen wird, und vor oder bei dem Ermitteln des Kennwerts die Echo-Werte für einen jeweiligen Echo-Puls unter Verwendung des Direktwertes für den Direktanteil desselben Ultraschallpulses, durch den der Echo-Puls gebildet wurde, korrigiert werden
und/ oder die Direktwerte zur Ermittlung einer anderen Eigenschaft des Wertdokuments verwendet werden.
9. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, bei dem der Direkt- Anteil eines jeweiligen Ultraschallpulses und der Echo-Puls desselben Ultraschallpulses mittels desselben Ultraschallempfangselements empfangen werden.
10. Vorrichtung zur Untersuchung eines entlang eines Transportpfades
transportierten Wertdokuments, mit
einer Sendeeinrichtung, die wenigstens ein Ultraschallsendeelement aufweist und zur Abgabe von Ultraschallpulsen auf verschiedene Ort auf einem Wertdokument in dem Transportpfad eingerichtet ist, einer Empfangseinrichtung, die wenigstens ein Ultraschallempfangselement aufweist und zum Empfang von Echo-Pulsen die aus von der Sendeeinrichtung abgegebenen Ultraschallpulsen durch Reflexion an dem Wertdokument in dem Transportpfad entstanden sind, und Bildung von Echo-Werten eingerichtet ist, und
einer Auswerteeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, aus den Echo- Werten einen Kennwert für eine Knittrigkeit des Wertdokuments zu ermitteln.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, beim Ermitteln des Kennwertes für eine Verteilung der Echo-Werte einen Wert zu ermitteln, der ein Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei der die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, als Maß für die Lage einer asymmetrischen Verteilung ein p- Quantil für eine Zahl p mit 0,4<p<0,6, vorzugsweise den Median, zu verwenden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, beim Ermitteln des Kennwertes einen Wert zu ermitteln, der ein Maß für eine Asymmetrie einer Verteilung der für das Wertdokument erfassten Echo-Werte ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, als Maß für die Asymmetrie eine Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Median der Echo-Werte bzw. der Verteilung zu verwenden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, als Maß für die Asymmetrie die Schiefe der Verteilung zu verwenden.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei der die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung auf derselben Seite des Transportpfades angeordnet sind, und eine Ultraschallstrecke zwischen dem Ultraschallsendeelement und dem Ultraschallempfangselement, entlang derer ein von dem Ultraschallsendeelement abgegebener Ultraschallpuls unter Reflexion an einem knitterfreien Wertdokument in dem Transportpfad zu dem Ultraschallempfangselement läuft, zwei gegen die Transportrichtung geneigte Abschnitte aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei der die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung auf sich gegenüberliegenden Seiten des Transportpfades angeordnet sind, und vorzugsweise eine durch das jeweilige Ultraschallsendeelement und Ultraschallempfangselement gebildete Ultraschallstrecke den Transportpfad kreuzt und vorzugsweise wenigstens näherungsweise orthogonal zu dem Transportpfad verläuft.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Empfangseinrichtung weiter so ausgebildet ist, dass jeweils ein Direktanteil der Ultraschallpulse, der ohne Reflexion an dem Wertdokument unter Bildung eines Direktwertes für den Direktanteil empfangen wird, und
die Auswerteeinrichtung weiter dazu ausgebildet ist, vor oder bei dem Ermitteln des Kennwerts die Echo-Werte für einen jeweiligen Echo-Puls unter Verwendung des Direktwertes für den Direktanteil desselben Ultraschallpulses, durch den der Echo-Puls gebildet wurde, zu korrigieren, und/ oder die Direktwerte zur Ermittlung einer anderen Eigenschaft des Wertdokuments zu verwenden.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, die so ausgebildet ist, dass dieselben Ul- traschallempfangselemente sowohl Direkt-Anteile als auch Echo-Pulse empfangen.
20. Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten mit
einer Zuführeinrichtung zur Aufnahme zu bearbeitender Wertdokumen- te,
einer Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe oder Aufnahme der bearbeiteten Wertdokumente,
einer Transporteinrichtung zum Transportieren der Wertdokumente von der ZuMhreinrichtung entlang eines Transportpfades zu der Ausgabeein- richtung und
wenigstens einer im Bereich eines Abschnitts des Transportpfades angeordneten Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19 zur Untersuchung der Wertdokumente, die entlang des Transportpfads transportiert werden.
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