EP4186041A1 - Sensor und verfahren zur prüfung von wertdokumenten, insbesondere banknoten, sowie wertdokumentbearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Sensor und verfahren zur prüfung von wertdokumenten, insbesondere banknoten, sowie wertdokumentbearbeitungsvorrichtung

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EP4186041A1
EP4186041A1 EP21740426.8A EP21740426A EP4186041A1 EP 4186041 A1 EP4186041 A1 EP 4186041A1 EP 21740426 A EP21740426 A EP 21740426A EP 4186041 A1 EP4186041 A1 EP 4186041A1
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EP
European Patent Office
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feature
substrate
value
vector
spectral
Prior art date
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EP21740426.8A
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English (en)
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EP4186041B1 (de
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Wolfgang Rauscher
Wolfgang Deckenbach
Julia DANHOF
Thomas Happ
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Publication date
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Publication of EP4186041B1 publication Critical patent/EP4186041B1/de
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    • 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
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching
    • G07D7/205—Matching spectral properties

Definitions

  • the invention relates to a sensor and a method for checking value documents, in particular banknotes, and a value document processing device.
  • luminescent features can be provided with so-called luminescent features, among other things, by incorporating or applying luminescent substances in or on a document of value, which are mechanically detected with sensors and their presence and/or properties can be used to check authenticity.
  • a luminescent feature can be provided in the substrate, which is usually formed by paper or a film, of a document of value, which provides a signal in at least two spectral detection channels of a sensor.
  • a further luminescence feature can be locally limited, in particular by printing the substrate, which supplies a signal in the same spectral detection channels, but usually with other spectral intensity ratios.
  • the spectral properties of the ver used luminescent materials may vary in different production batches in non-negligible manner. It is also possible that the spectral sensitivity varies from sensor to sensor and/or within a nes sensor, for example from measuring point to measuring point and/or track to track, varies. A reliable authenticity check can therefore not always be guaranteed.
  • a sensor for checking documents of value in particular banknotes, which each have a luminescent sheet-like substrate (e.g. a substrate luminescent over the entire surface) and a luminescent feature applied (e.g.
  • a detection device which is set up to detect luminescence radiation emitted by a document of value to be checked in a spatially resolved manner in at least two different spectral ranges, with a large number of measuring points being obtained, each of which is assigned a spectral vector which contains at least two intensity values which indicate the intensity characterize the luminescence radiation detected at the respective measurement point in the at least two spectral ranges
  • an evaluation device which is set up to a) from the spectral vectors using a predetermined substrate base vector and a predetermined feature base vector for a plurality of measurement points to determine a substrate intensity value and a feature intensity value, wherein the substrate base vector and the feature base vector each contain at least two intensity values, which characterize the expected intensity of the luminescence radiation emitted by the substrate or feature in the at least two spectral ranges, and b) to determine a pure substrate mask based on the substrate intensity values and feature intensity values, which contains those, in particular only those, measurement points which
  • a document of value to be checked in a method for checking documents of value, in particular banknotes, which each have a luminescent sheet-like substrate and a luminescent feature applied (e.g. printed) on a partial area of the substrate, luminescence radiation emitted by a document of value to be checked is at least two different spectral ranges are recorded in a spatially resolved manner, with a large number of measurement points being obtained, each of which is assigned a spectral vector which contains at least two intensity values which characterize the intensity of the luminescence radiation recorded at the respective measurement point in the at least two spectral ranges.
  • the method also carries out the following steps: a) a substrate intensity value and a feature intensity value are determined from the spectral vectors using a specified substrate base vector and a specified feature base vector for a large number of measurement points, with the substrate base vector and the feature base vector each contain at least two intensity values which characterize the expected intensity of the luminescence radiation emitted by the substrate or feature in the at least two spectral ranges, b) based on the substrate intensity values and feature intensity values, a pure substrate mask is determined which contains those, in particular only such, measurement points which correspond to locations on the document of value that lie outside the feature, and cl) from the spectral vectors of the measurement points contained in the pure substrate mask, an average substrate vector is determined which at least contains two intensity values, each of which is obtained by summarizing, in particular by averaging or quantile formation, the intensity values contained in the spectral vectors for each of the at least two spectral ranges, and i) for a large number of measurement points, a corrected feature intensity value and
  • a value document processing device for processing, in particular checking and/or counting and/or sorting and/or destroying, of value documents, in particular banknotes, has a sensor according to the first aspect of the invention and a transport device, which is set up to convey a document of value towards the sensor and/or past the sensor and/or away from the sensor.
  • a further aspect of the invention relates to a computer program product, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute the method according to the second aspect.
  • Yet another aspect of the invention relates to a computer-readable storage medium comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to the second aspect.
  • aspects of the invention are preferably based on the approach of determining a substrate intensity value and a feature intensity value for a large number of measurement points from the spectral vectors obtained during the detection of the luminescence radiation using a specified substrate base vector and a specified feature base vector and on the basis of the determined substrate and feature intensity values to determine a pure substrate mask which (only) contains those measurement points which reliably lie outside the applied feature and in particular not in the area of the edge of the document of value or on the edge of the feature.
  • the pure substrate mask contains, for example, only those measuring points of the document of value whose substrate intensity value is greater than or equal to a first threshold.
  • an average substrate vector is determined from the spectral vectors of the measuring points contained in the pure substrate mask, in that the intensity values of these spectral vectors for each of the at least two spectral ranges are determined, in particular by (spatial) averaging or (spatial) quantile Education, can each be summarized to form an intensity value.
  • the average substrate vector obtained in this way reproduces the luminescence properties of the substrate, in particular the intensity values in the at least two spectral ranges and/or the spectral composition of the luminescence radiation, with greater accuracy and reliability.
  • a corrected feature intensity value and/or a corrected substrate intensity value with higher accuracy or reliability can be determined for a large number of measurement points can be determined from the spectral vectors.
  • the mean substrate vector or a vector derived therefrom is preferably used instead of the originally predetermined substrate base vector.
  • a mean feature vector or a vector derived from it, for example by normalization can also be used instead of the originally specified feature base vector.
  • the corrected feature intensity values and/or corrected substrate intensity values obtained in this way can then be used in the check, in particular the authenticity check, of the document of value.
  • a spectral signature of the substrate and/or a spectral signature of the feature can be determined, by which a spectral composition of the luminescence radiation emitted by the substrate or the feature is characterized.
  • the spectral signature of the substrate is preferably given by the mean substrate vector itself, a vector derived therefrom, for example by normalization, or a scalar signature value calculated therefrom.
  • the spectral signature of the feature is preferably given by a mean feature vector, a vector derived therefrom, for example by normalization, or a scalar value calculated therefrom. The spectral signature of the substrate or feature obtained in this way can then be used to check, in particular to check the authenticity of, the document of value.
  • a temporal behavior of the luminescence radiation emitted by the substrate and/or feature is determined using measuring points contained in the pure substrate mask.
  • the luminescence of the document of value is excited at each measuring point by means of electromagnetic radiation, in particular by an electromagnetic excitation pulse.
  • the luminescence radiation is recorded for a large number of measurement points at two or more points in time, with the respective measurement point being assigned two or more intensity values which characterize the intensity of the luminescence radiation recorded at the two or more points in time at the respective measurement point.
  • the luminescent radiation emitted by the document of value to be checked is recorded in a time-resolved manner at the measurement points on the document of value in one or more of the spectral ranges.
  • the intensity values can be the intensity values obtained in a specific one of the spectral ranges or intensity values combined from two or more of the spectral ranges.
  • substrate values of the measuring points contained in the pure substrate mask obtained for one of the points in time can be combined - e.g. by spatial averaging - to form an average substrate value and the document of value can be checked using the average substrate values of the different points in time, in particular with regard to authenticity.
  • the behavior over time of the luminescence radiation emitted by the substrate is determined using the average substrate values at the different points in time, and the document of value is checked using a characteristic luminescence time constant of the substrate, which is determined from the determined behavior over time.
  • a background Based on the luminescence radiation emitted by a value document to be checked and recorded in a time-resolved manner at the measurement points or the corresponding intensity values obtained from the measurement points contained in the pure substrate mask, a background can be determined which is derived from the luminescence radiation emanating from the feature and recorded in a time-resolved manner or from the characteristic values is subtracted.
  • the background-corrected feature values of the measuring points contained in the feature mask obtained for one of the points in time can be combined - e authenticity to be checked.
  • the temporal behavior of the luminescence radiation emitted by the feature determined and the document of value checked using a characteristic luminescence time constant of the feature, which is determined from the determined behavior over time.
  • those intensity values or substrate values or the background-corrected characteristic values of different measuring points for one of the points in time are summarized that at the same point in time relative to the respective Luminescent excitation can be detected at the respective measuring point, for example at a specific point in time after the end of the electromagnetic excitation pulse irradiated for the respective measuring point.
  • the course over time, in particular in the form of decay curves, of the luminescent radiation emitted by the substrate and feature alone can be determined and used in the check, in particular the authenticity check, of the document of value.
  • this achieves a more precise determination of the luminescence intensities, the spectral signature or the decay behavior of the substrate or feature, so that more reliable checking of documents of value, in particular banknotes, is made possible.
  • a substrate in sheet form within the meaning of the present disclosure can be, for example, paper, a foil or a so-called hybrid paper composed of different materials.
  • the substrate is preferably provided with a luminescent feature, which is also referred to below as “substrate feature” or “paper feature” and when excited by means of electromagnetic radiation, such as ultraviolet (UV) Radiation, infrared (IR) radiation or visible light, luminescent radiation such as ultraviolet (UV) radiation, infrared (IR) radiation or visible light emitted.
  • the excitation preferably takes place with visible or IR radiation, and the emission of the substrate feature is preferably in the IR spectral range.
  • the substrate feature can be present in the volume of the substrate or applied as a large-area coating.
  • the substrate feature does not necessarily have to be contained in the entire surface of the substrate. Rather, it is possible that parts of the substrate, such as windows or hologram foils (such as a so-called LEAD strip), have no measurable luminescence feature at all.
  • the feature applied to the substrate can be a feature printed on the substrate of the document of value, which has one or more luminescent substance or substances applied to a partial area of the substrate by means of a printing process, which, when excited by means of electromagnetic radiation, such as ultraviolet (UV) radiation, infrared (IR) radiation or visible light, luminescent radiation such as ultraviolet (UV) radiation, infrared (IR) radiation or visible light emitted.
  • electromagnetic radiation such as ultraviolet (UV) radiation, infrared (IR) radiation or visible light
  • luminescent radiation such as ultraviolet (UV) radiation, infrared (IR) radiation or visible light emitted.
  • the feature applied to the substrate is applied to a partial area of the substrate, ie only in a spatially limited area of the substrate, so that in the remaining areas of the substrate only the luminescence of the substrate (of the substrate feature) corresponds to that detected by the detection device Luminescent radiation contributes.
  • the feature applied to the substrate is also referred to as “print feature” below.
  • the excitation preferably takes place with visible or IR radiation, and the emission of the print feature is preferably in the IR spectral range.
  • the detection device can be, for example, a spatially resolving detector, such as a line scan camera or a camera with a two-dimensional detector surface.
  • the spatially resolving detector can also be designed as a single-track sensor or multi-track sensor, which detects the luminescence radiation emitted by the document of value in a spatially resolved manner along one or more tracks, which together result in a one- or two-dimensional measurement data record.
  • the invention can also be applied to just one or individual lines or tracks of a measurement data set, in that an n-track sensor is interpreted as n 1-track sensors with different track positions. This can be an advantage if not only different feature batches but also track-by-track different batches in the sensor hardware have to be compensated.
  • the detection device preferably has at least two of the location-resolving detectors, by means of which the intensity of the detected luminescent radiation can be detected for each measuring point in at least two different spectral ranges or spectral channels.
  • spectral range and “spectral channel” are also used synonymously.
  • the intensities or intensity values of the luminescence radiation detected in the respective spectral channels are also referred to below as "channel intensities”.
  • the intensity spectra obtained for each measuring point are interpreted as spectral vectors whose components are given by the channel intensities
  • vector depending on the context - can be understood both in the narrower and in the broader sense. In the narrower sense, a vector can be an element a vector space or, in a broader sense, an n-tuple of real numbers with n > 2, where n corresponds to the number of spectral channels.
  • the expected paper feature and the expected print feature have different, ie linearly independent, reference intensity spectra. These reference intensity spectra can be interpreted as reference base vectors of the vector space of the spectral vectors.
  • the reference base vector of the paper feature is also referred to as the "substrate base vector” and the reference base vector of the print feature is also referred to as the "feature base vector”.
  • the above-mentioned calculation of the paper and print intensities, which in connection with the present disclosure are also referred to as "substrate intensity values" or “characteristic intensity values”, from the measured channel intensities can therefore be understood as a base transformation of the respectively measured spectral vector into the basis of the reference basis vectors.
  • the evaluation device is preferably set up to correct the specified substrate base vector using the average substrate vector, with a corrected substrate base vector being obtained, which is also referred to below as a "post-adapted base vector" for the substrate or paper feature.
  • a corrected substrate base vector is also referred to below as a "post-adapted base vector" for the substrate or paper feature.
  • it can additionally be provided to compare the mean substrate vector with the given substrate base vector on the basis of a given comparison criterion and to correct the given substrate base vector, in particular only then, using the mean substrate vector or to replace it with the mean substrate vector if the Comparison criterion is met, and/or to classify the document of value as a document of value to be rejected if the comparison criterion is not met
  • Comparison of the mean substrate vector with the specified substrate base vector represents a plausibility check, the existence of which is the prerequisite for a post-adaptation of the substrate base vector using the mean substrate vector. This ensures that the substrate base vector is improved or not deteriorated by post-adaptation
  • the evaluation device is preferably set up to use the feature intensity values to determine a feature mask which contains those measurement points, in particular only those measurement points, which correspond to locations on the feature.
  • the feature mask contains, for example, all measurement points whose feature intensity value is greater than or equal to a second threshold.
  • the evaluation device is set up to subtract the mean substrate vector from the spectral vectors of the measurement points contained in the feature mask, with background-corrected spectral vectors of the measurement points contained in the feature mask being obtained, and to determine a mean feature vector from the background-corrected spectral vectors of the measurement points contained in the feature mask, which contains at least two intensity values which are each obtained by combining, in particular by (spatial) averaging, the intensity values contained in the background-corrected spectral vectors for each of the at least two spectral ranges.
  • the mean feature vector obtained in this way gives the luminescence properties of the feature (applied to the substrate), in particular the intensity values in the at least two spectral ranges and/or the spectral composition of the luminescence radiation emitted by the feature with greater accuracy and reliability.
  • the evaluation device is preferably set up to correct the specified feature base vector using the mean feature vector or to replace the specified feature base vector with the mean feature vector, with a corrected feature base vector being obtained, which is also referred to below as a “post-adapted base vector " for the feature or print feature.
  • Post-adaptation improves the accuracy of the feature base vector, so that even more reliable results are achieved when corrected substrate and/or feature intensity values are recalculated using the post-adapted feature base vector be able.
  • the evaluation device is preferably set up to check the document of value, in particular with regard to authenticity, to compare the intensity values of the average substrate vector with one or more predefined substrate intensity values and/or to compare the intensity values of the average feature vector with one or more predefined feature intensity values to compare.
  • the evaluation device is preferably set up to determine the corrected substrate intensity values and corrected feature intensity values from the spectral vectors using the corrected substrate base vector and the, in particular corrected, feature base vector.
  • the corrected substrate intensity values and corrected feature intensity values for a large number of measuring points are determined preferably analogous to the calculation of the substrate and feature intensity values from the spectral vectors obtained when detecting the luminescence radiation, the corrected substrate base vector being used instead of the predetermined substrate base vector.
  • the corrected feature base vector can also be used instead of the specified feature base vector. In both cases, paper or print intensities are obtained with significantly higher reliability.
  • the evaluation device is preferably set up to check the document of value using the corrected substrate intensity values and/or corrected feature intensity values, in particular with regard to authenticity, in particular by using the corrected substrate intensity values of one or more measuring points or the corrected feature - Intensity values of one or more measurement points are compared with one or more specified substrate intensity values or one or more specified feature intensity values.
  • the evaluation device can also preferably be set up to determine a, in particular scalar, signature value of the substrate from the at least two intensity values of the mean substrate vector when determining the spectral signature of the substrate and/or when determining the spectral signature of the feature in particular scalar, to determine the signature value of the feature from the at least two intensity values of the mean feature vector.
  • a, in particular scalar signature value of the substrate from the at least two intensity values of the mean substrate vector when determining the spectral signature of the substrate and/or when determining the spectral signature of the feature in particular scalar, to determine the signature value of the feature from the at least two intensity values of the mean feature vector.
  • Signature value the spectral form of the measured luminescence radiation independent of its absolute intensity.
  • the value document can then be checked using the signature value of the substrate and/or the signature value of the feature, in particular with regard to authenticity, in particular by comparing the signature value of the substrate and/or the signature value of the feature with a predetermined comparison value of the substrate or predetermined comparison value of the feature is compared.
  • a genuine document of value can be distinguished from a forged document of value much more reliably.
  • the document of value when checking the document of value, it can be checked whether the at least two intensity values of the average substrate vector, in particular all, are above a threshold value, and/or whether the at least two intensity values of the average feature vector, in particular all, are above one (the same or another ) threshold.
  • it can be checked whether the spectral signature, especially the signature value, of the feature and the spectral signature, especially the signature value, of the substrate are different from one another.
  • the value document can only be assigned the test result "genuine" if all intensity values of the middle substrate vector and all intensity values of the middle feature vector are above a threshold value and the signature value of the feature and the signature value of the substrate are different from one another.
  • this can then be the case the specification of the reference signature values mentioned above is dispensed with.
  • the evaluation device is preferably set up to combine the intensity values of the measurement points contained in the pure substrate mask obtained for one of the points in time into an average substrate value, in particular by (spatial) averaging, with an average substrate value being obtained for each of the points in time.
  • a mean substrate value for this spectral channel can be determined for each of several spectral channels, or several spectral channels can be combined, for example by averaging.
  • the behavior over time, in particular in the form of a (possibly spectrally resolved) decay curve, which is also referred to as "paper decay curve” or “mean paper decay curve” in connection with the present disclosure, of the substrate determine with greater reliability.
  • the evaluation device for determining the temporal behavior of the luminescence radiation emitted by the feature is set up to determine a background value, in particular, based on the intensity values obtained for one of the points in time of the measuring points contained in the pure substrate mask, in particular for a plurality of spectral channels by forming quantiles, where for each of the times and if necessary, several spectral channels each having a background value is obtained.
  • the evaluation device is also set up to subtract the background value obtained for this point in time and, if applicable, spectral channel from the intensity values of the measurement points contained in the feature mask obtained for one of the points in time in each case, with a corrected feature value for each of the points in time and spectral channels measurement points contained in the characteristic mask is obtained, and the corrected characteristic values of the measurement points contained in the characteristic mask, obtained for one of the points in time and spectral channels, are combined to form a mean corrected characteristic value, in particular by (spatial) averaging, whereby for each of the points in time and in particular, a mean corrected feature value is obtained for each of the spectral channels.
  • the background values obtained for the various points in time reflect the course over time of a background of the detected luminescence radiation and are therefore also referred to in connection with the present disclosure as a (possibly spectrally resolved) “background decay curve”.
  • the values obtained for the various points in time Mean corrected feature values of the measuring points contained in the feature mask reflect the (spatially) averaged temporal behavior of the luminescence radiation corrected with regard to the background over the measuring points in the area of the feature, which in connection with the present disclosure is also referred to as the "feature decay curve "or "pressure decay curve", which may be available for different spectral channels.
  • the evaluation device can be set up to combine the intensity values of the measurement points contained in the feature mask, obtained for one of the points in time and in particular for one of the spectral channels, into a mean substrate feature value, in particular by (spatial) averaging, with an average substrate feature value being obtained for each of the points in time and, if applicable, spectral channels.
  • the average substrate feature values obtained for the various points in time thus reflect the temporal behavior of the luminescence radiation detected in the area of the feature, ie emitted overall by the (print) feature and the underlying substrate, and are therefore also used in the context of the present disclosure referred to as (possibly spectrally resolved) "mean combined decay curve" for the paper and the (print) feature located thereon mean substrate feature values obtained (“mean combined decay curve”) are subtracted, with a mean feature value being obtained for each of the points in time and especially for each of the spectral channels.
  • the mean feature values obtained in this way at the various points in time thus represent a mean Decay curve for the pure (pressure) feature, ie without influences from the underlying substrate, which may be present for different spectral channels.
  • the average paper decay curve and/or the average decay curve of the pure (print) feature is used to check, in particular to check the authenticity of, the document of value.
  • several spectral channels can be drawn on individually or also combined, in particular averaged. Further preferred and/or alternative configurations and/or aspects of the invention are explained below. Even if these explanations relate to documents of value with a paper substrate, they apply correspondingly to documents of value with a substrate made of any material, such as plastic or hybrid paper. intensities
  • reference basic vectors for the paper and print feature are preferably stored in the sensor.
  • paper and print intensities are determined from the channel intensities in a first step by measuring point by solving linear (e.g. 2x2) equation systems. This corresponds to a basic transformation. Due to the batch-specific fluctuations in the luminescence spectra, this calculation is subject to inaccuracies, but it is sufficient to find areas of pure paper, i.e. areas that are not disturbed by pressure.
  • the stored reference base vectors can be, for example, base vectors that have been learned, i.e. based on a number of previous calculations (on adaptation patterns or real documents of value, in particular banknotes). ten) are based.
  • the sensor preferably learns average reference basis vectors for the paper (substrate) and the print feature track by track with regard to batch variations.
  • the paper-only mask is defined as all measurement points whose paper intensity is greater than or equal to a threshold and for which the print intensity of all measurement points in a neighborhood, e.g a 3x3 neighborhood, is below a second threshold.
  • determining a print mask as all measurement points whose print intensity is greater than or equal to a second threshold.
  • a filter eg a dilatation filter over 3x3 measurement points
  • the set of measurement points in the pure paper mask is also referred to as “pure paper area” and the set of measurement points in the print mask is also referred to as “feature print area”.
  • Post-adaptation of the basis vectors For each spectral channel, the measured values (intensity values) from the pure paper area are combined into one, e.g. by averaging. An average spectral vector results for the pure paper area, the average measured paper vector (average substrate vector).
  • Post-Adaptation of Paper Basis Vector Generating a post-adapted basis vector for the paper feature (corrected substrate basis vector) using the mean measured paper vector (mean substrate vector).
  • the mean measured paper vector can be used directly, or a vector of a different magnitude (eg normalized or maintaining other parameters) in the direction of the mean measured paper vector, or a (weighted) mean between the specified or stored reference base vector and the mean measured paper vector.
  • Other calculations and boundary conditions are also possible.
  • the previously stored reference base vector for the paper feature can be replaced by the post-adapted base vector or by offsetting the two vectors. This results in a learning effect and an ever better adaptation of the reference base vector to the paper feature that is actually present.
  • post-adaptation of the feature base vector eg the pressure base vector: generation of a post-adapted base vector for the pressure feature (corrected feature base vector) from the measured values from the feature print area.
  • the mean measured paper vector (mean substrate vector) is subtracted from the measured values for each measuring point from the feature print area in order to obtain background-corrected measured values (background-corrected spectral vectors).
  • the background-corrected measured values from the feature print area are combined into one value for each spectral channel, eg by averaging.
  • the result is a mean spectral vector for the pure print feature (mean feature vector) which—similar to post-adaptation of the paper base vector—can be used to calculate a post-adapted base vector for the print feature (corrected feature base vector). Learning of the stored base vector can also be implemented here.
  • Calculation of the paper and print intensities using the post-adapted basis vectors determination of the paper and print intensities from the channel intensities by measuring points (as in the first calculation) by solving linear (2x2) equation systems, only this time instead of the specified or stored reference -Base vectors of the substrate or feature, the post-adapted base vectors are used.
  • Spectral signature The following steps are preferably carried out to calculate the spectral paper and print signature:
  • Background subtraction subtracting the channel intensities of the paper background from the channel intensities in the print area and determining the spectral print signature (spectral signature of the feature) from the channel intensities obtained there.
  • the spectral paper signature preferably corresponds to the mean measured paper vector (mean substrate vector), which can be determined in the manner already described above.
  • the mean measured paper vector is preferably calculated in different ways depending on the expected bank note design. If one assumes that the paper intensity in the feature print area is similar to the paper intensity in the pure paper area, the mean measured paper vector can preferably be determined by channel-by-channel arithmetic averaging of the individual measurements (spectral vectors). However, if the paper intensity in the pure paper area is locally changed compared to the characteristic pressure area (e.g. due to absorbing or reflecting pressure in the relevant spectral range or due to watermarks or similar), a channel-by-channel quantile value (e.g. 80% quantile ) a better estimate than the channel-by-channel mean.
  • a channel-by-channel quantile value e.g. 80% quantile
  • a quantile or quantile value is a measure p of a sample between 0 and 1 or 0% and 100%, which divides the sample in such a way that a proportion of the sample of p is smaller than the empirical p-quantile and a proportion of 1 - p or 100% - p of the sample is greater than the p-quantile. For example, if a sample of intensity values per channel is given, the 80% quantile corresponds to that intensity value Ko for which 80% of the intensity values in the sample are smaller than the intensity value Ko and 20% are larger than the intensity value Ko.
  • Determination of the spectral pressure signature The average measured paper vector calculated as described above is subtracted from all measured spectral vectors in the feature pressure area. In this way, background-corrected spectral vectors for the feature print area are obtained. The background-corrected measured values from the feature print area obtained for each spectral channel are combined to form one value, for example by averaging, so that an average background-corrected spectral vector for the feature Pressure range results, which in the context of the present disclosure is also referred to as the mean measured pressure vector or mean feature vector.
  • This measure of the spectral signature, the signature value can then be compared with a reference value or with corresponding thresholds for the authenticity check.
  • the background subtraction method described above can preferably also be applied to a temporal series of measured values by applying it to the individual elements of the series.
  • the mean (or quantile value) of multiple series can be obtained by calculating the mean (or quantile value) of each item across the multiple series.
  • a paper decay curve (mean substrate values for the different points in time), esp. per spectral channel, from the decay curves of the measuring points of the pure paper area, eg by averaging.
  • An estimate for the background decay curve (background values for the different points in time), esp. per spectral channel, from the decay curves of the measuring points of the pure paper area, eg by quantile formation.
  • An estimate for the pressure decay curve (mean corrected feature values for the different points in time), esp. per spectral channel, e.g. Values can preferably be determined from the paper decay curve and/or the print decay curve, which characterize the decay behavior of the luminescent paper or print feature and can be compared, for example, with predetermined comparison values to check the document of value.
  • FIG. 1 shows an example of a value-document processing device with a sensor for checking value documents
  • FIG. 2 shows an example of intensity values of a luminescence radiation detected in two spectral channels KO (top) and KI (bottom) with spatial resolution
  • FIG. 3 shows an example of paper intensities (bottom) and printing intensities (top) determined from the intensity values shown in FIG. 2;
  • 4 shows an example of a paper mask (above) and a print mask (below); 5 shows an example of an extended print mask (above) and a pure paper mask (below); 6 shows an example of paper intensities (bottom) and printing intensities (top) which were determined from the intensity values shown in FIG. 2 using post-adapted base vectors;
  • FIG. 7 shows a first example of a scatter diagram to illustrate intensity values of the luminescence radiation detected in two spectral channels K0 and K1; 8 shows a second example of a scatter diagram to illustrate the determination of the spectral signature of the print feature; and
  • FIG. 9 examples of decay curves.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an example of a value document processing device 1 with an input device 9, for example a so-called input compartment, for receiving a stack 10 of value documents 2, in particular banknotes, which are individually withdrawn from the stack 10 by means of a separating device (not shown). conveyed by means of a transport device 4 along a transport path 6 who the.
  • the transport device 4 has transport belts, which are guided over several transport rollers 4a-4c, which are only shown schematically, and switches 5a-c.
  • a sensor for checking the documents of value 2 which has at least one detection device 3 which is set up to detect electromagnetic radiation emanating from a respective document of value 2 to be checked in a spatially resolved manner in at least two different spectral channels or spectral ranges.
  • the documents of value 2 each have a sheet-like substrate, which is usually formed by paper, a film or a so-called hybrid paper and which is provided with a luminescence feature over the entire surface, for example, so that it can be exposed, for example, by irradiation with a electromagnetic excitation radiation, can be stimulated to emit luminescent radiation.
  • a further luminescent feature is applied locally to a partial area of the substrate, in particular printed, which is also referred to as a "print feature" or “feature” and can also be stimulated to emit luminescent radiation.
  • an irradiation device 8 is provided, e.g. an IR light source, which is set up to irradiate the document of value 2 to be checked with electromagnetic excitation radiation, so that the
  • Substrate and the feature applied or printed thereon can be excited to emit sion of luminescent radiation.
  • the luminescence radiation detected in a spatially resolved manner by the detection device 3 thus supplies signals for each measuring point in the at least two different spectral channels, which represent a measure of the spectral intensities of the detected luminescence radiation.
  • different spectral intensity ratios are obtained for the region of the substrate without an applied or printed feature than for the region of the applied or printed feature.
  • the detection device 3 can be any type of sensor system for the spatially resolved detection of the light emitted by the document of value 2. nescence radiation in the visible and/or non-visible (e.g. ultraviolet and/or infrared) spectral range, such as a camera or a single-track or multi-track sensor.
  • further sensors such as ultrasonic, magnetic and/or capacitive sensors, can be provided in the value document processing device 1 for detecting further properties of the value documents 2 .
  • the document of value 2 is checked in an evaluation device 7 based on the spatially resolved luminescence radiation detected in at least two spectral ranges by the detection device 3 and/or properties detected using any other sensors, for example with regard to authenticity, soiling and/or condition, and depending on the result of the examination to one of several output subjects lla-d.
  • the points 5a-c are correspondingly controlled or actuated by the evaluation device 7 and/or a control device.
  • the evaluation device 7 is preferably designed as a computer and/or the evaluation device 7 has a processor for data processing and a memory for storing data.
  • FIG. 2 shows an example of intensity distributions of the luminescence radiation emitted by a bank note in two different spectral channels KO (top) and KI (bottom).
  • the numbers indicate the measured intensities 10, II or at least a measure of the intensities 10, II at the respective measurement point in the respective spectral channel.
  • strips of zero measurements can be seen on the left and right edges, which correspond to measurements outside the bank note, whereas luminescence intensities were measured in both spectral channels at all measurement points inside the bank note.
  • the measured intensities I0 and II of the luminescence radiation recorded for each of the measuring points in the spectral channels KO and Kl result from the intensities Ip and I D of the luminescence radiation emitted by the paper (substrate) or print feature as follows:
  • the named coefficients or the corresponding reference base vectors can be stored in the evaluation device 7 . They were determined, for example, in previous measurements and can be readjusted using machine learning if necessary.
  • the two equations given above for 10 and II represent a 2 ⁇ 2 equation system that can easily be resolved according to the intensities Ip and ID for the paper (substrate) or print feature.
  • the paper and print intensities for each measuring point are calculated from the measured intensities I0 and II using stored reference basis vectors (0.9397, 0.3420) for the paper feature and (0.4848, 0.8746) for the print feature.
  • FIG. 3 illustrates the distributions of paper intensity (bottom) and printing intensity (top) obtained as 2D distributions. Falsified negative values occur, in particular, for the pressure intensity, which is attributed to the fact that the spectral signatures, ie the spectral composition of the respectively emitted luminescence radiation, of the feature substances actually present deviate from the reference base vectors used, so that the calculation of the intensities with is fraught with errors. Therefore, the intensity distributions from FIG. 3 are only used to determine a paper mask and a print mask.
  • the paper mask is now calculated as follows, for example: All measuring points with a paper intensity >10 are set to "1" in the paper mask, the remaining measuring points to "0".
  • the print mask is calculated as follows using the pressure intensities shown in Figure 3 (above): All measurement points with a print intensity > 10 are set to "1" in the print mask, the remaining measurement points to "0".
  • the print mask obtained is shown in Figure 4 (below) In an extended printmask, those hits in whose 3x3 neighborhood at least one hit in the printmask has the value "1" are given the value "1".
  • a mean measured paper vector (65.44, 21.26) is obtained by averaging the spectral vectors (10, II) of the measurement points contained in the pure paper area.
  • the normalized mean measured paper vector (0.9511, 0.3090) serves as a post-adapted base vector for the paper feature.
  • the paper and print intensity can now be recalculated for each measuring point.
  • FIG. 6 shows the paper intensities (below) and printing intensities (above) obtained in this way. As can be seen from this, falsified, negative values no longer occur - as in FIG. 3. This shows that the (re)calculation of the paper and print intensities using the post-adapted basis vectors enables greater accuracy in determining the intensity.
  • FIG. 7 shows an example of the detected luminescence intensities of a bank note in two spectral channels K0 and K1 as a scatter diagram. Every point and each circle corresponds to a measuring point, the ordinate shows the intensity in channel Kl and the abscissa shows the intensity in channel KO.
  • the spectral vectors shown as points correspond to the pure paper feature. They all fall on a straight line through the origin and differ only in their amount, for example due to absorbing overpressures.
  • spectral vectors are also very similar in terms of magnitude and almost coincide at around (80, 170). These spectral vectors correspond to the undisturbed paper feature. In addition, there are spectral vectors shown as circles that do not lie on the aforementioned straight line through the origin. They correspond to measuring points in the feature print area, at which the paper and the print feature contribute to the detected intensity of the luminescence radiation. Typically, these measurement points lie on a second straight line, which intersects the first straight line at the point of the undisturbed paper feature. This illustrates that the luminescence in the feature print area is composed of the (undisturbed) luminescence of the paper feature and the luminescence of the print feature. The intensity of the print feature can vary due to the print design (color distribution and thickness).
  • the mean measured paper vector which corresponds to the cluster of measurement points of the undisturbed paper feature, is calculated for the background subtraction.
  • the mean measured paper vector is then subtracted from all spectral vectors from the feature print area, which is indicated by the arrows in FIG.
  • the background-corrected measured values then lie on a straight line through the origin, as shown in FIG.
  • This straight line through the origin corresponds to the spectral signature of the print feature, in this example approx. (230, 50). timing
  • the pure paper area and the feature print area are first determined, as described above. At least one decay curve in the form of two or more time-delayed intensity measurements is available for each measurement point. There is also the option of having more than one decay curve for each measurement point, e.g. decay curves for several spectral channels.
  • the decay curves of all measuring points in the pure paper area are calculated with each other (e.g. by averaging) in order to obtain a mean paper decay curve.
  • Each spectral channel is treated separately, for example.
  • the decay curves of all measurement points in the feature pressure range are calculated with one another (e.g. by averaging) in order to obtain a mean combined decay curve for each spectral channel.
  • Figure 9 shows an intensity-time diagram (in arbitrary units) with the mean paper decay curve of a spectral channel ("paper”, squares) and the mean combined decay curve ("paper + print", circles) of the same spectral channel for an exemplary banknote. By subtracting the two curves, one obtains the average decay curve of the spectral channel for the pure print feature ("print", diamonds), which can be further evaluated and/or used when checking the bank note.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor und ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten (2), insbesondere Banknoten, welche jeweils ein lumineszentes blattförmiges Substrat und ein auf einer Teilfläche des Substrats aufgebrachtes lumineszentes Merkmal aufweisen, sowie eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung (1). Aus den für eine Vielzahl von Messpunkten erhaltenen Spektralvektoren, welche die Intensität der in mindestens zwei Spektralbereichen erfassten Lumineszenzstrahlung des Wertdokuments (2) charakterisieren, werden Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte ermittelt, anhand welcher eine reine Substratmaske ermittelt wird, welche nur diejenigen Messpunkte enthält, die zuverlässig außerhalb des Merkmals liegen. Aus den Spektralvektoren der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte wird ein mittlerer Substratvektor ermittelt, anhand welchem aus den Spektralvektoren korrigierte Substrat-Intensitätswerte und korrigierte Merkmal-Intensitätswerte und/ oder eine spektrale Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich wird unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkten ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung ermittelt.

Description

Sensor und Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, sowie Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Sensor und ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, sowie eine Wertdokumentbear beitungsvorrichtung.
Zur Sicherung von Wertdokumenten, wie z.B. Banknoten, vor Fälschung können diese unter anderem mit sog. Lumineszenzmerkmalen versehen werden, indem in oder auf ein Wertdokument lumineszente Stoffe ein- bzw. aufgebracht werden, die mit Sensoren maschinell detektiert und deren An wesenheit und/ oder Eigenschaften zur Echtheitsprüfung herangezogen wer den können.
Beispielsweise kann im Substrat, welches meist durch Papier oder eine Folie gebildet wird, eines Wertdokuments ein Lumineszenzmerkmal vorgesehen sein, das in mindestens zwei spektralen Nachweiskanälen eines Sensors ein Signal liefert. Örtlich begrenzt kann, insbesondere durch Bedrucken des Sub strats, ein weiteres Lumineszenzmerkmal vorgesehen sein, das in denselben spektralen Nachweiskanälen ein Signal liefert, in der Regel jedoch mit ande ren spektralen Intensitätsverhältnissen. Durch Lösen eines linearen Glei chungssystems können für jeden Messpunkt aus den gemessenen Kanalin tensitäten zwei Intensitäten berechnet werden, nämlich eine sogenannte Sub strat- oder Papierintensität und eine sogenannte Druckintensität.
Allerdings kann es Vorkommen, dass die spektralen Eigenschaften der ver wendeten lumineszenten Stoffe, z.B. bei verschiedenen Produktionschargen, in nicht vernachlässigbarer Weise variieren. Ferner ist es möglich, dass die spektrale Empfindlichkeit von Sensor zu Sensor und/ oder auch innerhalb ei- nes Sensors, etwa von Messpunkt zu Messpunkt und/ oder Spur zu Spur, va riiert. Eine zuverlässige Echtheitsprüfung kann daher nicht immer gewähr leistet werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Sensor, ein Verfahren sowie eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung zur verbesserten Prüfung von Wert dokumenten, insbesondere Banknoten, anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Sensor und ein Verfahren gemäß den unab hängigen Ansprüchen und eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung mit einem solchen Sensor gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Sensor zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, welche jeweils ein lumineszen- tes blattförmiges Substrat (z.B. ein vollflächig lumineszentes Substrat) und ein auf einer Teilfläche des Substrats aufgebrachtes (z.B. aufgedrucktes) lu mineszentes Merkmal aufweisen, auf: eine Erfassungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, von einem zu prüfenden Wertdokument emittierte Lu mineszenzstrahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen ortsaufgelöst zu erfassen, wobei eine Vielzahl von Messpunkten erhalten wird, welchen jeweils ein Spektralvektor zugeordnet ist, der mindestens zwei Intensitätswerte enthält, welche die Intensität der an dem jeweiligen Messpunkt in den mindestens zwei Spektralbereichen jeweils erfassten Lu mineszenzstrahlung charakterisieren, und eine Auswertungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, a) aus den Spektralvektoren unter Verwendung eines vorgegebenen Sub- strat-Basisvektors und eines vorgegebenen Merkmal-Basisvektors für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils einen Substrat-Intensitätswert und einen Merkmal-Intensitätswert zu ermitteln, wobei der Substrat-Basisvektor und der Merkmal-Basisvektor jeweils mindestens zwei Intensitätswerte enthal ten, welche die zu erwartende Intensität der vom Substrat bzw. Merkmal in den mindestens zwei Spektralbereichen emittierten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, und b) anhand der Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte eine reine Substratmaske zu ermitteln, welche diejenigen, insbesondere nur sol che, Messpunkte enthält, welche Orten auf dem Wertdokument entsprechen, die außerhalb des Merkmals liegen, und cl) aus den Spektralvektoren der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte einen mittleren Substratvektor zu ermitteln, welcher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusammenfassen, insbeson dere durch (räumliche) Mittelung oder (räumliche) Quantile-Bildung, der in den Spektralvektoren enthaltenen Intensitätswerte für jeden der mindestens zwei Spektralbereiche erhalten werden, und i) für eine Vielzahl von Mess punkten jeweils einen korrigierten Merkmal-Intensitätswert und/ oder einen korrigierten Substrat-Intensitätswert aus den Spektralvektoren unter Ver wendung des mittleren Substratvektors zu ermitteln und/ oder ii) eine spekt rale Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals, durch welche eine spektrale Zusammensetzung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittier ten Lumineszenzstrahlung charakterisiert wird, unter Verwendung des mitt leren Substratvektors zu ermitteln und/ oder c2) unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Mess punkten ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung zu ermitteln und d) das Wertdokument anhand der korrigierten Merkmal-Intensitätswerte und/ oder anhand der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder an hand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals und/ o- der anhand des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, insbesondere hinsichtlich Echt heit, zu prüfen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, welche jeweils ein lumineszentes blattförmiges Substrat und ein auf einer Teilfläche des Sub strats aufgebrachtes (z.B. aufgedrucktes) lumineszentes Merkmal aufweisen, von einem zu prüfenden Wertdokument emittierte Lumineszenzstrahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen ortsaufgelöst erfasst, wobei eine Vielzahl von Messpunkten erhalten wird, welchen jeweils ein Spektralvektor zugeordnet ist, der mindestens zwei Intensitätswerte enthält, welche die Intensität der an dem jeweiligen Messpunkt in den mindestens zwei Spektralbereichen jeweils erfassten Lumineszenzstrahlung charakteri sieren. Bei dem Verfahren werden außerdem folgende Schritte durchgeführt: a) aus den Spektralvektoren werden unter Verwendung eines vorgegebenen Substrat-Basisvektors und eines vorgegebenen Merkmal-Basisvektors für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ein Substrat-Intensitätswert und ein Merkmal-Intensitätswert ermittelt, wobei der Substrat-Basisvektor und der Merkmal-Basisvektor jeweils mindestens zwei Intensitätswerte enthalten, welche die zu erwartende Intensität der vom Substrat bzw. vom Merkmal in den mindestens zwei Spektralbereichen emittierten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, b) anhand der Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte wird eine reine Substratmaske ermittelt, welche diejenigen, insbesondere nur sol che, Messpunkte enthält, welche Orten auf dem Wertdokument entsprechen, die außerhalb des Merkmals liegen, und cl) aus den Spektralvektoren der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte wird ein mittlerer Substratvektor ermittelt, welcher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusammenfassen, insbeson dere durch Mittelung oder Quantile-Bildung, der in den Spektralvektoren enthaltenen Intensitätswerte für jeden der mindestens zwei Spektralbereiche erhalten werden, und i) für eine Vielzahl von Messpunkten wird jeweils ein korrigierter Merkmal-Intensitätswert und optional ein korrigierter Substrat- Intensitätswert aus den Spektralvektoren unter Verwendung des mittleren Substratvektors ermittelt und/ oder ii) wird eine spektrale Signatur des Sub strats und/ oder des Merkmals, durch welche eine spektrale Zusammenset zung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrah lung charakterisiert wird, unter Verwendung des mittleren Substratvektors ermittelt und/ oder c2) unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Mess punkten wird ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung ermittelt, und d) das Wertdokument wird anhand der korrigierten Merkmal-Intensitäts werte und ggf. anhand der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder anhand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals und/ oder anhand des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, insbesondere hinsichtlich Echt heit, geprüft.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung weist eine Wertdokumentbear beitungsvorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere Prüfen und/ oder Zählen und/ oder Sortieren und/ oder Vernichten, von Wertdokumenten, insbeson dere Banknoten, einen Sensor gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und eine Transporteinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, ein Wertdoku ment zum Sensor hin und/ oder am Sensor vorbei und/ oder vom Sensor weg zu befördern. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt auszuführen.
Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Spei chermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Com puter diesen veranlassen, das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt auszu führen.
Aspekte der Erfindung basieren vorzugsweise auf dem Ansatz, aus den bei der Erfassung der Lumineszenzstrahlung erhaltenen Spektralvektoren unter Verwendung eines vorgegebenen Substrat-Basisvektors und eines vorgege benen Merkmal-Basisvektors für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ei nen Substrat-Intensitätswert und einen Merkmal-Intensitätswert zu ermitteln und anhand der ermittelten Substrat- und Merkmal-Intensitätswerte eine reine Substratmaske zu ermitteln, welche (nur) diejenigen Messpunkte ent hält, die zuverlässig außerhalb des aufgebrachten Merkmals, und insbeson dere nicht im Bereich des Wertdokumentrandes oder auf dem Rand des Merkmals, liegen. Die reine Substratmaske enthält z.B. nur solche Mess punkte des Wertdokuments, deren Substrat-Intensitätswert größer oder gleich einer ersten Schwelle ist. Unter Berücksichtigung der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte, bzw. anhand der Spektralvektoren bzw. Intensitätswerte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Mess punkte, lassen sich dann die Intensitäten, die spektralen Eigenschaften und/ oder das Abklingverhalten der vom Substrat bzw. vom Merkmal emit tierten Lumineszenzstrahlung genauer ermitteln, auch wenn die räumliche Verteilung des Merkmals nicht bekannt ist oder von einem Wertdokument zum nächsten variiert. So wird bei einer ersten Variante aus den Spektralvektoren der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte ein mittlerer Substratvektor ermit telt, indem die Intensitätswerte dieser Spektralvektoren für jeden der min- destens zwei Spektralbereiche, insbesondere durch (räumliche) Mittelung o- der (räumliche) Quantile-Bildung, zu jeweils einem Intensitätswert zusam mengefasst werden. Der auf diese Weise erhaltene mittlere Substratvektor gibt die Lumineszenzeigenschaften des Substrates, insbesondere die Intensi tätswerte in den mindestens zwei Spektralbereichen und/ oder die spektrale Zusammensetzung der Lumineszenzstrahlung, mit höherer Genauigkeit und Zuverlässigkeit wieder.
Dementsprechend kann unter Verwendung des mittleren Substratvektors - analog zur Ermittlung der ursprünglichen Substrat-Intensitäts werte und Merkmal-Intensitätswerte aus den Spektralvektoren - für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ein korrigierter Merkmal-Intensitätswert und/ oder ein korrigierter Substrat-Intensitätswert mit höherer Genauigkeit bzw. Zuverläs sigkeit aus den Spektralvektoren ermittelt werden. Der mittlere Substratvek tor oder ein davon, z.B. durch Normierung, abgeleiteter Vektor wird dabei vorzugsweise anstelle des ursprünglich vorgegebenen Substrat-Basisvektors verwendet. Optional kann dabei zusätzlich ein mittlerer Merkmalvektor o- der ein davon, z.B. durch Normierung, abgeleiteter Vektor anstelle des ur sprünglich vorgegebenen Merkmal-Basisvektors verwendet werden. Die auf diese Weise erhaltenen korrigierten Merkmal-Intensitätswerte und/ oder korrigierten Substrat-Intensitätswerte können dann bei der Prüfung, insbe sondere Echtheitsprüfung, des Wertdokuments herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich kann unter Verwendung des mittleren Substrat vektors eine spektrale Signatur des Substrats und/ oder eine spektrale Signa tur des Merkmals ermittelt werden, durch welche eine spektrale Zusammen setzung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrah lung charakterisiert wird. Die spektrale Signatur des Substrats ist dabei vor zugsweise durch den mittleren Substratvektor selbst, einen davon, etwa durch Normierung, abgeleiteten Vektor oder einen daraus berechneten ska laren Signaturwert gegeben. Die spektrale Signatur des Merkmals ist vor zugsweise durch einen mittleren Merkmalvektor, einen davon, etwa durch Normierung, abgeleiteten Vektor oder einen daraus berechneten skalaren Wert gegeben. Die auf diese Weise erhaltene spektrale Signatur des Substrats bzw. des Merkmals kann dann zur Prüfung, insbesondere Echtheitsprüfung, des Wertdokuments herangezogen werden.
AlternaÜv oder zusätzlich wird bei einer zweiten Variante unter Verwen dung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkten ein zeitli ches Verhalten der vom Substrat und/ oder Merkmal emitüerten Lumines zenzstrahlung ermittelt. Zum Beispiel wird an jedem Messpunkt eine Anre gung der Lumineszenz des Wertdokument mittels elektromagnetischer Strahlung durchgeführt, insbesondere durch einen elektromagneüschen An regungspuls. Die Lumineszenzstrahlung wird für eine Vielzahl von Mess punkten zu zwei oder mehreren Zeitpunkten erfasst, wobei dem jeweiligen Messpunkt jeweils zwei oder mehrere Intensitätswerte zugeordnet werden, die die Intensität der zu den zwei oder mehreren Zeitpunkten an dem jewei ligen Messpunkt erfassten Lumineszenzstrahlung charakterisieren. Insbeson dere wird die von dem zu prüfenden Wertdokument emitüerte Lumines zenzstrahlung an den Messpunkten auf dem Wertdokument in einem oder mehreren der Spektralbereiche zeitaufgelöst erfasst. Die Intensitätswerte können die in einem bestimmten der Spektralbereiche erhaltenen Intensitäts werte sein oder aus zwei oder mehreren der Spektralbereiche zusammenge fasste Intensitätswerte sein.
Insbesondere können für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltene Substrat werte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte - z.B. durch räumliche Mittelung - zu einem mittleren Substratwert zusammengefasst werden und das Wertdokument unter Verwendung der mittleren Substrat werte der verschiedenen Zeitpunkte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, ge prüft werden. Beispielsweise wird, anhand der mittleren Substratwerte der verschiedenen Zeitpunkte, das zeitliche Verhalten der vom Substrat emittier ten Lumineszenzstrahlung ermittelt und das Wertdokument anhand einer charakteristischen Lumineszenz-Zeitkonstante des Substrats geprüft, die aus dem ermittelten zeitlichen Verhalten ermittelt wird.
Anhand der von einem zu prüfenden Wertdokument emittierten und an den Messpunkten zeitaufgelöst erfassten Lumineszenzstrahlung bzw. der ent sprechenden erhaltenen Intensitätswerte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte kann ein Untergrund ermittelt werden, welcher von der vom Merkmal ausgehenden und zeitaufgelöst erfassten Lumineszenz strahlung bzw. von den Merkmalwerten abgezogen wird. Insbesondere kön nen die für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Unter grund-korrigierten Merkmalwerte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte - z.B. durch räumliche Mittelung - zu einem mittleren korrigierten Merkmalwert zusammengefasst werden und das Wertdokument unter Verwendung der mittleren korrigierten Merkmalwerte der verschiedenen Zeitpunkte, insbe sondere hinsichtlich Echtheit, geprüft werden. Beispielsweise wird, anhand der Unter grund-korrigierten Merkmalwerte der verschiedenen Zeitpunkte, das zeitliche Verhalten der vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung ermittelt und das Wertdokument anhand einer charakteristischen Lumines zenz-Zeitkonstante des Merkmals geprüft, die aus dem ermittelten zeitlichen Verhalten ermittelt wird.
Beim (räumlichen) Zusammenfassen der Intensitätswerte bzw. der Substrat werte bzw. der Untergrund-korrigierten Merkmalwerte verschiedener Mess punkte für jeweils einen der Zeitpunkte werden diejenigen Intensitätswerte bzw. Substratwerte bzw. Untergrund-korrigierten Merkmalwerte zusam mengefasst, die zum selben Zeitpunkt relativ zu der jeweiligen Lumines zenzanregung an dem jeweiligen Messpunkt erfasst werden, z.B. jeweils zu einem bestimmte Zeitpunkt nach Ende des für den jeweiligen Messpunkt eingestrahlten elektromagnetischen Anregungspulses.
Auf diese Weise kann der zeitliche Verlauf, insbesondere in Form von Ab klingkurven, der jeweils vom Substrat und Merkmal alleine emittierten Lu mineszenzstrahlung ermittelt und bei der Prüfung, insbesondere Echtheits prüfung, des Wertdokuments herangezogen werden. Insgesamt wird dadurch eine genauere Bestimmung der Lumineszenz-Intensitäten, der spektralen Signatur bzw. des Abklingverhaltens des Substrats bzw. Merk mals erreicht, so dass eine zuverlässigere Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, ermöglicht wird.
Bei einem blattförmigen Substrat im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann es sich z.B. um Papier, eine Folie oder ein aus unterschiedlichen Materi alien zusammengesetztes sog. Hybridpapier handeln. Das Substrat ist vor zugsweise mit einem Lumineszenzmerkmal versehen, das nachfolgend auch als „Substratmerkmal" oder „Papiermerkmal" bezeichnet wird und bei An regung mittels elektromagnetischer Strahlung, wie z.B. ultravioletter (UV-) Strahlung, infraroter (IR-) Strahlung oder sichtbarem Licht, Lumineszenz strahlung, wie z.B. ultraviolette (UV-) Strahlung, infrarote (IR-) Strahlung o- der sichtbares Licht, emittiert. Bevorzugt findet dabei die Anregung mit sichtbarer oder IR-Strahlung statt, und die Emission des Substratmerkmals liegt bevorzugt im IR-Spektralbereich. Das Substratmerkmal kann im Volu men des Substrats vorliegen oder als großflächige Beschichtung aufgebracht sein. Das Substratmerkmal muss nicht zwingend in der gesamten Fläche des Substrats enthalten sein. Vielmehr ist es möglich, dass Teile des Substrats, wie z.B. Fenster oder Hologrammfolien (wie z.B. ein sog. LEAD-Streifen), ganz ohne messbares Lumineszenzmerkmal sind.
Bei dem auf das Substrat aufgebrachten Merkmal kann es sich um ein auf das Substrat des Wertdokuments auf gedrucktes Merkmal handeln, das eine oder mehrere mittels eines Druckverfahrens auf eine Teilfläche des Substrats aufgebrachte lumineszente Substanz bzw. Substanzen aufweist, die bei An regung mittels elektromagnetischer Strahlung, wie z.B. ultravioletter (UV-) Strahlung, infraroter (IR-) Strahlung oder sichtbarem Licht, Lumineszenz strahlung, wie z.B. ultraviolette (UV-) Strahlung, infrarote (IR-) Strahlung o- der sichtbares Licht, emittiert. Das auf das Substrat aufgebrachte Merkmal ist auf eine Teilfläche des Substrats, d.h. nur in einem räumlich begrenzten Be reich des Substrats, aufgebracht, so dass in den übrigen Bereichen des Sub strats nur die Lumineszenz des Substrats (des Substratmerkmals) zu der von der Erfassungseinrichtung erfassten Lumineszenzstrahlung beiträgt. Das auf das Substrat aufgebrachte Merkmal wird nachfolgend auch als „Druckmerk- mal" bezeichnet. Bevorzugt findet die Anregung mit sichtbarer oder IR- Strahlung statt, und die Emission des Druckmerkmals liegt bevorzugt im IR- Spektralbereich. Bei der Erfassungseinrichtung kann es sich z.B. um einen ortsauflösenden Detektor, etwa eine Zeilenkamera oder eine Kamera mit einer zweidimensio nalen Detektorfläche handeln. Der ortsauflösende Detektor kann aber auch als Einspursensor oder Mehrspursensor ausgebildet sein, welcher die vom Wertdokument emittierte Lumineszenzstrahlung entlang einer bzw. mehre rer Spuren ortsaufgelöst erfasst, die zusammengenommen einen ein- bzw. zweidimensionalen Messdatensatz ergeben. Die Erfindung kann aber auch auf nur eine oder einzelne Zeilen bzw. Spuren eines Messdatensatzes ange wendet werden, indem ein n-Spur-Sensor als n 1-Spur-Sensoren mit unter schiedlichen Spurpositionen aufgefasst wird. Dies kann von Vorteil sein, wenn nicht nur unterschiedliche Merkmals-Chargen, sondern auch spur weise unterschiedliche Chargen in der Sensor-Hardware kompensiert wer den müssen.
Die Erfassungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens zwei der ortsauf lösenden Detektoren auf, durch welche die Intensität der erfassten Lumines zenzstrahlung für jeden Messpunkt in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen bzw. Spektralkanälen erfasst werden kann. Im Folgenden werden die Begriffe „Spektralbereich" und „Spektralkanal" auch synonym verwendet. Die Intensitäten bzw. Intensitätswerte der in den jeweiligen Spektralkanälen erfassten Lumineszenzstrahlung werden nachfolgend auch als „Kanalintensitäten" bezeichnet. Die dabei für jeden Messpunkt erhalte nen Intensitätsspektren werden als Spektralvektoren aufgefasst, deren Kom ponenten durch die Kanalintensitäten gegeben sind. hn Sinne der vorliegenden Offenbarung kann der Begriff „Vektor" - je nach Zusammenhang - sowohl im engeren als auch im weiteren Sinne verstanden werden. So kann es sich bei einem Vektor im engeren Sinne um ein Element eines Vektorraums oder aber auch im weiteren Sinne um ein n-Tupel reeller Zahlen mit n > 2 handeln, wobei n der Anzahl der Spektralkanäle entspricht.
Das erwartete Papiermerkmal und das erwartete Druckmerkmal weisen ver schiedene, also linear unabhängige, Referenz-Intensitätsspektren auf. Diese Referenz-Intensitätsspektren lassen sich als Referenz-Basisvektoren des Vek torraums der Spektralvektoren auffassen. Im Rahmen der vorliegenden Of fenbarung wird der Referenz-Basisvektor des Papiermerkmals auch als „Substrat-Basisvektor" und der Referenz-Basisvektor des Druckmerkmals auch als „Merkmal-Basisvektor" bezeichnet. Die oben erwähnte Berechnung der Papier- und Druckintensitäten, welche im Zusammenhang mit der vor liegenden Offenbarung auch als „Substrat-Intensitäts werte" bzw. „Merkmai- Intensitätswerte" bezeichnet werden, aus den gemessenen Kanalintensitäten lässt sich also auffassen als Basistransformation des jeweils gemessenen Spektralvektors in die Basis der Referenz-Basisvektoren.
Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, den vorge gebenen Substrat-Basis vektor unter Verwendung des mittleren Substratvek tors zu korrigieren, wobei ein korrigierter Substrat-Basisvektor erhalten wird, welcher nachfolgend auch als „nachadaptierter Basisvektor" für das Substrat bzw. Papiermerkmal bezeichnet wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, den mittleren Substratvektor anhand eines vorgegebe nen Vergleichskriteriums mit dem vorgegebenen Substrat-Basisvektor zu vergleichen und den vorgegebenen Substrat-Basisvektor, insbesondere nur dann, unter Verwendung des mittleren Substratvektors zu korrigieren oder durch den mittleren Substratvektor zu ersetzen, wenn das Vergleichskrite rium erfüllt ist, und/ oder das Wertdokument als zurückzuweisendes Wert dokument einzustufen, wenn das Vergleichskriterium nicht erfüllt ist. Der Vergleich des mittleren Substratvektors mit dem vorgegebenen Substrat-Ba sisvektor stellt eine Plausibilitätsprüfung dar, deren Bestehen die Vorausset zung für eine Nachadaption des Substrat-Basisvektors unter Verwendung des mittleren Substratvektors ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Sub- strat-Basisvektor durch eine Nachadaption verbessert bzw. nicht verschlech tert wird und damit bei einer erneuten Berechnung korrigierter Substrat- und/ oder Merkmal-Intensitätswerte unter Verwendung des nachadaptierten Substrat-Basisvektors genauere Ergebnisse liefert.
Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, anhand der Merkmal-Intensitätswerte eine Merkmalmaske zu ermitteln, welche diejeni gen, insbesondere nur solche, Messpunkte enthält, die auf dem Merkmal lie genden Orten entsprechen. Die Merkmalmaske enthält z.B. alle Messpunkte, deren Merkmal-Intensitätswert größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist. Die Auswertungseinrichtung ist dazu eingerichtet, von den Spektralvektoren der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte jeweils den mittleren Substratvektor abzuziehen, wobei untergrundkorrigierte Spektralvektoren der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte erhalten werden, und aus den untergrundkorrigierten Spektralvektoren der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte einen mittleren Merkmalvektor zu ermitteln, wel cher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusammen fassen, insbesondere durch (räumliche) Mittelung, der in den untergrund korrigierten Spektralvektoren enthaltenen Intensitätswerte für jeden der mindestens zwei Spektralbereiche erhalten werden. Aufgrund der Unter grundkorrektur anhand des mittleren Substratvektors gibt der auf diese Weise erhaltene mittlere Merkmalvektor die Lumineszenzeigenschaften des (auf das Substrat aufgebrachten) Merkmals, insbesondere die Intensitäts- werte in den mindestens zwei Spektralbereichen und/ oder die spektrale Zu sammensetzung der von dem Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, mit höherer Genauigkeit und Zuverlässigkeit wieder.
Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, den vorge gebenen Merkmal-Basisvektor unter Verwendung des mittleren Merkmal vektors zu korrigieren oder den vorgegebenen Merkmal-Basisvektor durch den mittleren Merkmalvektor zu ersetzen, wobei ein korrigierter Merkmal- Basisvektor erhalten wird, welcher nachfolgend auch als „nachadaptierter Basisvektor" für das Merkmal bzw. Druckmerkmal bezeichnet wird. Durch die Nachadaption wird die Genauigkeit des Merkmal-Basisvektors verbes sert, so dass bei einer erneuten Berechnung korrigierter Substrat- und/ oder Merkmal-Intensitätswerte unter Verwendung des nachadaptierten Merkmal- Basisvektors noch zuverlässigere Ergebnisse erzielt werden können.
Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, zum Prü fen des Wertdokuments, insbesondere hinsichtlich Echtheit, die Intensitäts werte des mittleren Substratvektors mit einem oder mehreren vorgegebenen Substrat-Intensitätswerten zu vergleichen und/ oder die Intensitätswerte des mittleren Merkmalvektors mit einem oder mehreren vorgegebenen Merk mal-Intensitätswerten zu vergleichen.
Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, die korri gierten Substrat-Intensitätswerte und korrigierten Merkmal-Intensitätswerte unter Verwendung des korrigierten Substrat-Basisvektors und des, insbeson dere korrigierten, Merkmal-Basisvektors aus den Spektralvektoren zu ermit teln. Die Ermittlung der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und korrigier ten Merkmal-Intensitätswerte für eine Vielzahl von Messpunkten erfolgt da- bei vorzugsweise analog zur Berechnung der Substrat- und Merkmal-Inten- sitätswerte aus den bei der Erfassung der Lumineszenzstrahlung erhaltenen Spektralvektoren, wobei anstatt des vorgegebenen Substrat-Basisvektors der korrigierte Substrat-Basisvektor verwendet wird. Optional kann zusätzlich anstatt des vorgegebenen Merkmal-Basisvektors der korrigierte Merkmal- Basisvektor verwendet werden. In beiden Fällen werden Papier- bzw. Dru ckintensitäten mit signifikant höherer Zuverlässigkeit erhalten.
Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, das Wert dokument unter Verwendung der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder korrigierten Merkmal-Intensitätswerte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen, insbesondere, indem die korrigierten Substrat-Intensi tätswerte eines oder mehrerer Messpunkte bzw. die korrigierten Merkmal- Intensitätswerte eines oder mehrerer Messpunkte mit einem oder mehreren vorgegebenen Substrat-Intensitätswerten bzw. einem oder mehreren vorge gebenen Merkmal-Intensitätswerten verglichen werden. Durch Verwendung der korrigierten Substrat- bzw. Merkmal-Intensitätswerte bei der Prüfung kann ein wesentlich zuverlässigeres Prüfergebnis, etwa hinsichtlich einer Unterscheidung zwischen einem echten oder gefälschten Wertdokument, er zielt werden.
Die Auswertungseinrichtung kann ferner vorzugsweise dazu eingerichtet sein, bei der Ermittlung der spektralen Signatur des Substrats einen, insbe sondere skalaren, Signaturwert des Substrats aus den mindestens zwei In tensitätswerten des mittleren Substratvektors zu ermitteln und/ oder bei der Ermittlung der spektralen Signatur des Merkmals einen, insbesondere skala ren, Signaturwert des Merkmals aus den mindestens zwei Intensitätswerten des mittleren Merkmalvektors zu ermitteln. Insbesondere charakterisiert der Signaturwert die spektrale Form der gemessenen Lumineszenzstrahlung un abhängig von deren absoluter Intensität. Vorzugsweise kann das Wertdoku ment dann unter Verwendung des Signaturwerts des Substrats und/ oder des Signaturwerts des Merkmals, insbesondere hinsichtlich Echtheit, geprüft werden, insbesondere, indem der Signaturwert des Substrats und/ oder der Signaturwert des Merkmals mit einem vorgegebenen Vergleichs wert des Substrats bzw. vorgegebenen Vergleichs wert des Merkmals verglichen wird. Durch Verwendung der spektralen Signatur und/ oder des auf diese Weise erhaltenen Signaturwerts des Substrats und/ oder Merkmals bei der Prüfung des Wertdokuments kann ein echtes Wertdokument von einem gefälschten Wertdokument wesentlich zuverlässiger unterschieden werden.
Vorzugsweise kann bei einer Prüfung des Wertdokuments geprüft werden, ob die mindestens zwei Intensitätswerte des mittleren Substratvektors, insb. alle, oberhalb eines Schwellenwerts liegen, und/ oder ob die mindestens zwei Intensitätswerte des mittleren Merkmalsvektors, insbesondere alle, oberhalb eines (desselben oder eines anderen) Schwellenwerts liegen. Des Weiteren kann zur Prüfung des Wertdokuments, insbesondere hinsichtlich Echtheit, geprüft werden, ob der Signaturwert des Substrat und/ oder der Signaturwert des Merkmals jeweils von einem bestimmten Substrat-Refe- renzsignaturwert bzw. Merkmals-Referenzsignaturwert abweicht oder nicht. Alternativ oder zusätzlich kann geprüft werden, ob die spektrale Signatur, insb. der Signaturwert, des Merkmals und die spektrale Signatur, insbeson dere der Signaturwert, des Substrats voneinander verschieden sind. Vor zugsweise kann dem Wertdokument nur dann das Prüfergebnis „echt" zu geordnet werden, wenn alle Intensitätswerte des mittleren Substratvektors und alle Intensitätswerte des mittleren Merkmalsvektors oberhalb eines Schwellenwerts liegen und der Signaturwert des Merkmals und der Signa turwert des Substrats voneinander verschieden sind. Vorteilhaft kann dann auf die Vorgabe der oben genannten Referenzsignaturwerte verzichtet wer den.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung die von dem zu prüfenden Wertdokument emittierte Lumineszenzstrahlung zeitauf gelöst in zwei oder mehreren Spektralkanälen erfasst, wobei eine Vielzahl von Messpunkten erhalten wird, welchen für jeden Spektralkanal jeweils zwei oder mehrere Intensitätswerte zugeordnet sind, welche die Intensität der zu den zwei oder mehreren Zeitpunkten in diesem Spektralkanal erfass ten Lumineszenzstrahlung charakterisieren. Die Auswertungseinrichtung ist dabei vorzugsweise dazu eingerichtet, die für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte zu einem mittleren Substratwert, insbesondere durch (räumli che) Mittelung, zusammenzufassen, wobei für jeden der Zeitpunkte ein mitt lerer Substratwert erhalten wird. Dabei kann für mehrere Spektralkanäle je weils ein mittlerer Substratwert für diesen Spektralkanal ermittelt werden, oder mehrere Spektralkanäle können zusammengefasst werden, beispiels weise durch Mittelung. Auf diese Weise lässt sich das zeitliche Verhalten, insbesondere in Lorm einer (ggf. spektral aufgelösten) Abklingkurve, welche im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung auch als „Papier-Ab- klingkurve" oder „mittlere Papier-Abklingkurve" bezeichnet wird, des Sub strats mit höherer Zuverlässigkeit ermitteln.
Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung zum Ermitteln des zeitlichen Verhaltens der vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung dazu einge richtet, anhand der für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitäts werte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte, insbeson dere für mehrere Spektralkanäle jeweils, einen Untergrund wert zu ermitteln, insbesondere durch Quantile-Bildung, wobei für jeden der Zeitpunkte und ggf. mehrere Spektralkanäle jeweils ein Untergrund wert erhalten wird. Und die Auswertungseinrichtung ist auch dazu eingerichtet, von den für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerten der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte den für diesen Zeitpunkt und ggf. Spektralkanal je weils erhaltenen Untergrund wert abzuziehen, wobei für jeden der Zeit punkte und Spektralkanäle ein korrigierter Merkmalwert der in der Merk malmaske enthaltenen Messpunkte erhalten wird, und die für jeweils einen der Zeitpunkte und Spektralkanäle erhaltenen korrigierten Merkmalwerte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte zu einem mittleren korri gierten Merkmalwert, insbesondere durch (räumliche) Mittelung, zusam menzufassen, wobei für jeden der Zeitpunkte und insbesondere für jeden der Spektralkanäle ein mittlerer korrigierter Merkmalwert erhalten wird. Die für die verschiedenen Zeitpunkte erhaltenen Untergrund werte spiegeln den zeitlichen Verlauf eines Untergrunds der erfassten Lumineszenzstrahlung wider und werden daher im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenba rung auch als (ggf. spektral aufgelöste) „Untergrund- Abklingkurve" be zeichnet. Die für die verschiedenen Zeitpunkte erhaltenen mittleren korri gierten Merkmalwerte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte spiegeln dagegen das über die Messpunkte im Bereich des Merkmals (räum lich) gemittelte zeitliche Verhalten der bezüglich des Untergrunds korrigier ten Lumineszenzstrahlung wider, welches im Zusammenhang mit der vor liegenden Offenbarung auch als „Merkmal- Abklingkurve" oder „Druck- Ab klingkurve" bezeichnet wird, die ggf. für verschiedene Spektralkanäle vor liegt.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertungseinrichtung dazu eingerich tet sein, die für jeweils einen der Zeitpunkte und insbesondere für jeweils ei nen der Spektralkanäle erhaltenen Intensitätswerte der in der Merkmal maske enthaltenen Messpunkte zu einem mittleren Substrat-Merkmalwert, insbesondere durch (räumliche) Mittelung, zusammenzufassen, wobei für je den der Zeitpunkte und ggf. Spektralkanäle ein mittlerer Substrat-Merkmal- wert erhalten wird. Die für die verschiedenen Zeitpunkte erhaltenen mittle ren Substrat-Merkmalwerte spiegeln somit das zeitliche Verhalten der im Be reich des Merkmals erfassten, d.h. vom (Druck-)Merkmal und dem darunter liegenden Substrat insgesamt emittierten, Lumineszenzstrahlung wider und werden im Zusammenhang der vorliegenden Offenbarung daher auch als (ggf. spektral aufgelöste) „mittlere kombinierte Abklingkurve" für das Pa pier und das darauf befindliche (Druck-)Merkmal bezeichnet. Vorzugsweise werden die für die Zeitpunkte erhaltenen mittleren Substratwerte („mittlere Papier- Abklingkurve") von den für die entsprechenden Zeitpunkte erhalte nen mittleren Substrat-Merkmalwerten („mittlere kombinierte Abkling kurve") subtrahiert, wobei für jeden der Zeitpunkte und insb. für jeden der Spektralkanäle ein mittlerer Merkmalwert erhalten wird. Die auf diese Weise zu den verschiedenen Zeitpunkten erhaltenen mittleren Merkmalwerte stel len somit eine mittlere Abklingkurve für das reine (Druck-) Merkmal, d.h. ohne Einflüsse des darunter liegenden Substrats, dar, die ggf. für verschie dene Spektralkanäle vorliegt. Vorzugsweise werden die mittlere Papier- Ab klingkurve und/ oder die mittlere Abklingkurve des reinen (Druck-)Merk- mals zur Prüfung, insbesondere Echtheitsprüfung, des Wertdokuments her angezogen. Dazu können beispielsweise mehrere Spektralkanäle einzeln her angezogen oder auch zusammengefasst, insbesondere gemittelt, werden. hn Folgenden werden weitere bevorzugte und/ oder alternative Ausgestal tungen und/ oder Aspekte der Erfindung erläutert. Auch wenn sich diese Er läuterungen auf Wertdokumente mit einem Papiersubstrat beziehen, gelten diese für Wertdokumente mit einem Substrat aus einem beliebigen Material, wie z.B. Kunststoff oder Hybridpapier, entsprechend. Intensitäten
Vorzugsweise werden zur Berechnung der messpunktweisen Papier- und Druckintensitäten folgende Schritte durchgeführt:
Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mit Hilfe von abgespei- cherten Referenz-Basisvektoren.
Bestimmung der reinen Papiermaske, d.h. der Bereiche, die nicht über druckt sind.
Nachadaption des Basisvektors für das Papiermerkmal mit Hilfe der Messdaten aus dem reinen Papierbereich, falls die spektrale Signatur in diesem Bereich eine Plausibilitätsprüfung besteht.
- Optional Nachadaption des Basisvektors für das Druckmerkmal mit Hilfe der Messdaten aus dem Merkmals-Druckbereich.
Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mit Hilfe der nachadap tierten Basisvektoren.
Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mit Hilfe von abgespeicher ten Basisvektoren: Vorzugsweise sind im Sensor Referenz-Basisvektoren für das Papier- und Druckmerkmal abgespeichert. Mit Hilfe dieser Basisvekto ren werden in einem ersten Schritt messpunktweise durch Lösen von linea- ren (z.B. 2x2)-Gleichungssystemen Papier- und Druckintensitäten aus den Kanalintensitäten ermittelt. Dies entspricht einer Basistransformation. Diese Berechnung ist aufgrund der chargenspezifischen Schwankungen der Lumi neszenzspektren mit Ungenauigkeiten behaftet, reicht aber aus, um reine Pa pierbereiche zu finden, d.h. Bereiche, die nicht durch Druck gestört sind.
Dabei können die abgespeicherten Referenz-Basisvektoren z.B. gelernte Ba sisvektoren sein, das heißt auf einer Anzahl vorangegangener Berechnungen (an Adaptionsmustern oder echten Wertdokumenten, insbesondere Bankno- ten) beruhen. Vorzugsweise lernt der Sensor bei der Adaption spurweise be züglich Chargenvariationen durchschnittliche Referenz-Basisvektoren für das Papier (Substrat) und das Druckmerkmal.
Bestimmung der reinen Papiermaske: Ein möglicher Ansatz wäre, als reine Papiermaske alle Messpunkte zu definieren, deren Papierintensität größer o- der gleich einer Schwelle ist und deren Druckintensität unter einer zweiten Schwelle liegt. Hierbei würden jedoch Verfälschungen durch Messpunkte am Rand des Druckbereichs auftreten, die knapp unter der Schwelle für die Druckintensität liegen, aber dennoch nicht einem reinen Spektrum des Pa piermerkmals entsprechen. Um dies zu vermeiden, wird der Rand des Druckbereichs in der reinen Papiermaske vorzugsweise wie folgt vermieden: Die reine Papiermaske wird definiert als alle Messpunkte, deren Papierinten sität größer oder gleich einer Schwelle ist und für die die Druckintensität al ler Messpunkte in einer Nachbarschaft, z.B. einer 3x3-Nachbarschaft, unter einer zweiten Schwelle liegt.
Vorzugsweise wird dies mit Hilfe von Masken wie folgt um gesetzt (siehe auch die anhand der Figuren 4 und 5 weiter unten beschriebenen Beispiele): Bestimmen einer Papiermaske als alle Messpunkte, deren Papierintensität größer oder gleich einer Schwelle ist.
Bestimmen einer Druckmaske als alle Messpunkte, deren Druckintensität größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist.
Bestimmen einer erweiterten Druckmaske durch Anwendung eines Fil ters, z.B. eines Dilatationsfilters über 3x3 Messpunkte, d.h. in der erwei terten Druckmaske wird ein Messpunkt genau dann gesetzt, wenn es in der ursprünglichen Druckmaske in der zugehörigen 3x3-Nachbarschaft einen gesetzten Messpunkt gibt. Bestimmen einer reinen Papiermaske als Papiermaske abzüglich der er weiterten Druckmaske.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung wird die Menge der Messpunkte in der reinen Papiermaske auch als „reiner Papierbereich" und die Menge der Messpunkte in der Druckmaske auch als „Merkmals-Druck bereich" bezeichnet.
Nachadaption der Basisvektoren: Für jeden Spektralkanal werden die Mess werte (Intensitätswerte) aus dem reinen Papierbereich zu jeweils einem zu sammengefasst, z.B. durch Mittelwert-Bildung. Es ergibt sich ein mittlerer Spektralvektor für den reinen Papierbereich, der mittlere gemessene Papier- Vektor (mittlerer Substratvektor).
Plausibilitätsprüfung für die Signatur des Papiermerkmals: Vergleichen des mittleren gemessenen Papier-Vektors anhand eines vorgegebenen Kriteri ums mit dem Referenz-Basisvektor für das Papiermerkmal. Wird das Krite rium nicht erfüllt, wird die Banknote zurückgewiesen. Wird beispielsweise für zwei Spektralkanäle ein mittlerer gemessener Papier-Vektor (x0, xi) erhal ten, so kann z.B. überprüft werden, ob der Quohent xi/ x0 oder eine davon abgeleitete Größe (z.B. xi/ (x0+xi) = 1/ (l+( xi/ Xo) 1) oder arctan(xi/ x0)) in ei nem vorgegebenen Intervall liegt. Andernfalls wird die Banknote zurückge wiesen.
Der Algorithmus lässt dadurch nicht beliebige Papiermerkmale durch. Er to leriert und korrigiert Chargenschwankungen des Papiermerkmals, aber nur, wenn das gemessene Papiermerkmal relativ gut mit der abgespeicherten Re ferenz übereinstimmt. Nachadaption des Papier-Basisvektors: Erzeugen eines nachadaptierten Ba sisvektors für das Papiermerkmal (korrigierter Substrat-Basisvektor) unter Verwendung des mittleren gemessenen Papier-Vektors (mittlerer Substrat vektor). Beispielsweise kann direkt der mittlere gemessene Papier-Vektor verwendet werden, oder ein Vektor anderen Betrags (z.B. normiert oder un ter Erhaltung anderer Kenngrößen) in Richtung des mittleren gemessenen Papier-Vektors oder ein (gewichtetes) Mittel zwischen dem vorgegebenen bzw. gespeicherten Referenz-Basisvektor und dem mittleren gemessenen Pa pier-Vektor. Auch andere Verrechnungen und Randbedingungen sind mög lich. Optional kann der vorab gespeicherte Referenz-Basisvektor für das Pa piermerkmal durch den nachadaptierten Basisvektor oder eine Verrechnung der beiden Vektoren ersetzt werden. So ergibt sich ein Lerneffekt und eine immer bessere Anpassung des Referenz-Basisvektors an das real vorliegende Papiermerkmal.
Optional: Nachadaption des Merkmals-Basisvektors, z.B. des Druck-Basis- vektors: Erzeugen eines nachadaptierten Basisvektors für das Druckmerkmal (korrigierter Merkmal-Basisvektor) aus den Messwerten aus dem Merkmals- Druckbereich. Dazu wird für jeden Messpunkt aus dem Merkmals-Druckbe reich der mittlere gemessene Papier-Vektor (mittlerer Substratvektor) von den Messwerten abgezogen, um untergrundkorrigierte Messwerte (unter grundkorrigierte Spektralvektoren) zu erhalten. Die untergrundkorrigierten Messwerte aus dem Merkmals-Druckbereich werden für jeden Spektralkanal zu einem Wert zusammengefasst, z.B. durch Mittelwert-Bildung. Es ergibt sich ein mittlerer Spektralvektor für das reine Druckmerkmal (mittlerer Merkmalvektor), der - analog zur Nachadaption des Papier-Basisvektors - für die Berechnung eines nachadaptierten Basisvektors für das Druckmerk mal (korrigierter Merkmal-Basisvektor) verwendet werden kann. Auch hier kann ein Lernen des abgespeicherten Basisvektors implementiert werden. Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mit Hilfe der nachadaptier ten Basisvektoren: messpunktweises Ermitteln (wie bei der ersten Berech nung) der Papier- und Druckintensitäten aus den Kanalintensitäten durch Lösen von linearen (2x2)-Gleichungssystemen nur dass diesmal statt der vorgegebenen bzw. abgespeicherten Referenz-Basisvektoren des Substrats bzw. Merkmals die nachadaptierten Basisvektoren verwendet werden.
Spektrale Signatur Vorzugsweise werden zur Berechnung der spektralen Papier- und Drucksig natur folgende Schritte durchgeführt:
Bestimmung der spektralen Papiersignatur (spektrale Signatur des Sub strats).
- Schätzung der Kanalintensitäten des Papieruntergrunds im Druckbereich anhand der Kanalintensitäten im reinen Papierbereich.
Untergrundabzug: Subtrahieren der Kanalintensitäten des Papierunter grunds von den Kanalintensitäten im Druckbereich und Bestimmen der spektralen Drucksignatur (spektrale Signatur des Merkmals) aus den da bei erhaltenen Kanalintensitäten.
Bestimmung der spektralen Papiersignatur und Schätzung der Kanalintensi täten des Papieruntergrunds im Druckbereich: Vorzugsweise entspricht die spektrale Papiersignatur dem mittleren gemessenen Papier-Vektor (mittlerer Substratvektor), der in der vorstehend bereits beschriebenen Weise ermittelt werden kann.
Vorzugsweise wird der mittlere gemessene Papier-Vektor je nach erwarte tem Banknotendesign dabei auf verschiedene Art und Weise berechnet. Wenn man davon ausgeht, dass die Papierintensität im Merkmals-Druckbe reich ähnlich zur Papierintensität im reinen Papierbereich ist, kann der mitt lere gemessene Papier-Vektor vorzugsweise durch kanalweise arithmetische Mittelung der Einzelmessungen (Spektralvektoren) ermittelt werden. Falls jedoch die Papierintensität im reinen Papierbereich gegenüber dem Merk mals-Druckbereich lokal verändert ist (z.B. durch im relevanten Spektralbe reich absorbierenden bzw. reflektierenden Druck oder durch Wasserzeichen o.ä.), liefert z.B. ein kanalweiser Quantil-Wert (z.B. 80% -Quantil) eine bessere Abschätzung als der kanalweise Mittelwert.
Ein Quantil oder Quantil-Wert ist eine zwischen 0 und 1 bzw. 0% und 100% liegende Kennzahl p einer Stichprobe, welche die Stichprobe so teilt, dass ein Anteil der Stichprobe von p kleiner als das empirische p-Quantil ist und ein Anteil von 1 - p bzw. 100 % - p der Stichprobe größer als das p-Quantil ist. Ist beispielsweise eine Stichprobe von kanalweisen Intensitätswerten gege ben, so entspricht das 80% -Quantil demjenigen Intensitätswert Ko, für den 80% der Intensitätswerte in der Stichprobe kleiner als der Intensitätswert Ko und 20% größer als der Intensitätswert Ko sind.
Bestimmung der spektralen Drucksignatur: Es wird von allen gemessenen Spektralvektoren im Merkmals-Druckbereich der, wie vorstehend beschrie ben, berechnete mittlere gemessene Papier-Vektor abgezogen. Auf diese Weise werden untergrundkorrigierte Spektralvektoren für den Merkmals- Druckbereich erhalten. Die für jeden Spektralkanal erhaltenen untergrund korrigierten Messwerte aus dem Merkmals-Druckbereich werden, z.B. durch Mittelwert-Bildung, zu jeweils einem Wert zusammengefasst, so dass sich ein mittlerer untergrundkorrigierter Spektralvektor für den Merkmals- Druckbereich ergibt, welcher im Zusammenhang mit der vorliegenden Of fenbarung auch als mittlerer gemessener Druck-Vektor oder mittlerer Merk mal-Vektor bezeichnet wird.
Aus dem mittleren gemessenen Druck-Vektor kann ein skalares Maß für die spektrale Signatur des Druckmerkmals berechnet werden, im Fall von zwei Spektralkanälen (z0, zi) beispielsweise als Quotient n / z0 oder eine davon ab geleitete Größe (z.B. zi / (z0+zi) = 1/ (l+( zi/ z0)_1) oder arctan(zi/ z0)). Dieses Maß für die spektrale Signatur, der Signaturwert, kann anschließend für die Echtheitsprüfung mit einem Referenzwert oder mit entsprechenden Schwel len verglichen werden.
Zeitverhalten
Je nach Anwendung bzw. Betrieb des Sensors kann für jeden Messpunkt und jeden Spektralkanal nicht nur ein einziger Intensitätswert, sondern eine Serie von zwei oder mehreren Messwerten über die Zeit vorliegen (z.B. eine Ab klingkurve, die an endlich vielen Zeitpunkten abgetastet wird). Das oben be schriebene Verfahren des Untergrundabzugs lässt sich vorzugsweise auch auf eine zeitliche Serie von Messwerten anwenden, indem es auf die einzel nen Elemente der Serie angewandt wird. Beispielsweise erhält man den Mit telwert (oder einen Quantil-Wert) von mehreren Serien, indem man für jedes Element jeweils den Mittelwert (oder den Quantil-Wert) über die mehreren Serien berechnet.
Wie bei der spektralen Signatur erhält man vorzugsweise auch bei den Ab klingkurven
Eine Papier- Abklingkurve (mittlere Substratwerte für die verschiedenen Zeitpunkte), insb. pro Spektralkanal, aus den Abklingkurven der Mess punkte des reinen Papierbereichs, z.B. durch Mittelwert-Bildung. - eine Schätzung für die Untergrund- Abklingkurve (Untergrund werte für die verschiedenen Zeitpunkte), insb. pro Spektralkanal, aus den Abkling kurven der Messpunkte des reinen Papierbereichs, z.B. durch Quantile- Bildung. - eine Schätzung für die Druck- Abklingkurve (mittlere korrigierte Merk malwerte für die verschiedenen Zeitpunkte), insb. pro Spektralkanal, z.B. als Mittelwert der bezüglich der Untergrund- Abklingkurve korrigierten Abklingkurven der Messpunkte im Merkmals-Druckbereich. Vorzugsweise können aus der Papier- Abklingkurve und/ oder der Druck- Abklingkurve Werte ermittelt werden, welche das Abklingverhalten des lu- mineszenten Papier- bzw. Druckmerkmals charakterisieren und zur Prüfung des Wertdokuments z.B. mit vorgegebenen Vergleichs werten verglichen werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusam menhang mit den Figuren. Es zeigen: Fig. 1 ein Beispiel einer Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung mit einem Sensor zur Prüfung von Wertdokumenten;
Fig. 2 ein Beispiel von Intensitätswerten einer in zwei Spektralkanä len KO (oben) und Kl (unten) ortsaufgelöst erfassten Lumines zenzstrahlung; Fig. 3 ein Beispiel von aus den in Fig. 2 gezeigten Intensitätswerten ermittelten Papierintensitäten (unten) und Druckintensitäten (oben);
Fig.4 ein Beispiel einer Papiermaske (oben) und einer Druckmaske (unten); Fig.5 ein Beispiel einer erweiterten Druckmaske (oben) und einer rei nen Papiermaske (unten); Fig. 6 ein Beispiel von Papierintensitäten (unten) und Druckintensitä ten (oben), die unter Verwendung nachadaptierter Basisvekto- ren aus den in Fig. 2 gezeigten Intensitätswerten ermittelt wur den;
Fig. 7 ein erstes Beispiel eines Streudiagramms zur Veranschauli chung von Intensitätswerten der in zwei Spektralkanälen K0 und Kl erfassten Lumineszenzstrahlung; Fig. 8 ein zweites Beispiel eines Streudiagramms zur Veranschauli chung der Ermittlung der spektralen Signatur des Druckmerk mals; und
Fig. 9 Beispiele für Abklingkurven. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Wertdoku mentbearbeitungsvorrichtung 1 mit einer Eingabeeinrichtung 9, beispiels weise einem sog. Eingabefach, zur Aufnahme eines Stapels 10 von Wertdo kumenten 2, insbesondere Banknoten, welche mittels einer nicht dargestell ten Vereinzelungseinrichtung einzeln vom Stapel 10 abgezogen und mittels einer Transporteinrichtung 4 entlang eines Transportwegs 6 befördert wer den. Die Transporteinrichtung 4 weist im vorliegenden Beispiel Transport riemen, die über mehrere nur schematisch dargestellte Transportrollen 4a-4c geführt sind, und Weichen 5a-c auf. Ferner ist ein Sensor zur Prüfung der Wertdokumente 2 vorgesehen, welcher mindestens eine Erfassungseinrichtung 3 aufweist, die dazu eingerichtet ist, von einem jeweils zu prüfenden Wertdokument 2 ausgehende elektromag netische Strahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralkanälen bzw. Spektralbereichen ortsaufgelöst zu erfassen. Im dargestellten Beispiel weisen die Wertdokumente 2 jeweils ein blattförmi ges Substrat auf, welches meist durch Papier, eine Folie oder ein sog. Hyb ridpapier gebildet wird und das z.B. vollflächig mit einem Lumineszenz- merkmal versehen ist, so dass es, beispielsweise durch Bestrahlung mit einer elektromagnetischen Anregungsstrahlung, zur Emission von Lumineszenz strahlung angeregt werden kann. Darüber hinaus ist auf eine Teilfläche des Substrats örtlich begrenzt ein weiteres Lumineszenzmerkmal aufgebracht, insbesondere aufgedruckt, welches auch als „Druckmerkmal" oder „Merk- mal" bezeichnet wird und ebenfalls zur Emission vom Lumineszenzstrah lung angeregt werden kann.
Ferner ist eine Bestrahlungseinrichtung 8 vorgesehen, z.B. eine IR- Lichtquelle, welche dazu eingerichtet ist, das zu prüfende Wertdokument 2 mit elektromagnetischer Anregungsstrahlung zu bestrahlen, so dass das
Substrat und das darauf aufgebrachte bzw. aufgedruckte Merkmal zur Emis sion von Lumineszenzstrahlung angeregt werden kann.
Die von der Erfassungseinrichtung 3 ortsaufgelöst erfasste Lumineszenz- Strahlung liefert somit für jeden Messpunkt in den mindestens zwei unter schiedlichen Spektralkanälen Signale, die ein Maß für die spektralen Intensi täten der erfassten Lumineszenzstrahlung darstellen. Für den Bereich des Substrats ohne aufgebrachtes bzw. aufgedrucktes Merkmal werden in der Regel andere spektrale Intensitätsverhältnisse erhalten als für den Bereich des aufgebrachten bzw. aufgedruckten Merkmals.
Bei der Erfassungseinrichtung 3 kann es sich um jede Art von Sensorsystem zur ortsaufgelösten Erfassung der vom Wertdokument 2 ausgehenden Lumi- neszenzstrahlung im sichtbaren und/ oder nicht sichtbaren (z.B. ultraviolet ten und/ oder infraroten) Spektralbereich handeln, wie z.B. eine Kamera o- der einen Einspur- oder Mehrspursensor. Optional können in der Wertdoku mentbearbeitungsvorrichtung 1 weitere Sensoren (nicht dargestellt), wie z.B. Ultraschall-, Magnet- und/ oder kapazitive Sensoren, zur Erfassung weiterer Eigenschaften der Wertdokumente 2 vorgesehen sein.
Anhand der mittels der Erfassungseinrichtung 3 in mindestens zwei Spekt ralbereichen ortsaufgelöst erfassten Lumineszenzstrahlung und/ oder mittels etwaiger weiterer Sensoren erfasster Eigenschaften wird das Wertdoku ment 2 in einer Auswertungseinrichtung 7 geprüft, beispielsweise hinsicht lich Echtheit, Verschmutzung und/ oder Zustand, und abhängig vom Ergeb nis der Prüfung an eines von mehreren Ausgabefächern lla-d ausgegeben. Dazu werden die Weichen 5a-c durch die Auswertungseinrichtung 7 und/ o- der eine Steuerungseinrichtung entsprechend gesteuert bzw. betätigt. Vor zugsweise ist die Auswertungseinrichtung 7 als Computer ausgebildet und/ oder weist die Auswertungseinrichtung 7 einen Prozessor zur Daten verarbeitung und einen Speicher zum Speichern von Daten auf.
Die Verarbeitung bzw. Auswertung der in den mindestens zwei Spektralbe reichen ortsaufgelöst erfassten Lumineszenzstrahlung in der Auswertungs einrichtung 7 wird im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert.
Intensitäten
Figur 2 zeigt ein Beispiel für Intensitätsverteilungen der von einer Banknote emittierten Lumineszenzstrahlung in zwei unterschiedlichen Spektralkanä len KO (oben) und Kl (unten). Die Zahlen geben dabei die gemessenen Inten sitäten 10, II oder zumindest ein Maß für die Intensitäten 10, II am jeweiligen Messpunkt im jeweiligen Spektralkanal an. Im Beispiel sind am linken und rechten Rand jeweils Streifen von Null-Mes sungen erkennbar, welche Messungen außerhalb der Banknote entsprechen, wohingegen an allen Messpunkten innerhalb der Banknote Lumineszenzin- tensitäten in beiden Spektralkanälen gemessen wurden. hn vorliegenden Beispiel ergeben sich die gemessenen Intensitäten 10 und II der für jeden der Messpunkte in den Spektralkanälen KO und Kl erfassten Lumineszenzstrahlung aus den Intensitäten Ip und ID der vom Papier (Sub- strat) bzw. Druckmerkmal emittierten Lumineszenzstrahlung wie folgt:
10 - bo,p Ip + bo,D ID und
11 = bi,p Ip + bi,D ID , wobei die Koeffizienten bo,p und bi,p einen Referenz-Basisvektor (bo,p, bi,p) für das Papiermerkmal und die Koeffizienten bo,o und bi,D einen Referenz- Basisvektor (bo,D, bpo) für das Druckmerkmal bilden. Entsprechend bilden die für jeden der Messpunkte erhaltenen Intensitäten 10 und II jeweils einen Vektor (10, II), welcher im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenba- rung auch als Spektralvektor bezeichnet wird.
Die genannten Koeffizienten bzw. die entsprechenden Referenz-Basisvekto ren können in der Auswertungseinrichtung 7 abgespeichert sein. Sie wurden beispielsweise bei vorausgegangenen Messungen ermittelt und können ggf. mittels maschinellen Lernens nachjustiert werden.
Mit den als bekannt vorausgesetzten bzw. vorgegebenen Referenz-Basisvek toren bzw. den entsprechenden Koeffizienten stellen die beiden vorstehend angegebenen Gleichungen für 10 und II ein 2x2-Gleichungs System dar, das leicht nach den Intensitäten Ip und ID für das Papier (Substrat) bzw. Druck merkmal aufgelöst werden kann. Dies gilt entsprechend für mehr als zwei Spektralkanäle und/ oder mehr als zwei unterschiedliche Lumineszenzmerk male, wobei vorzugsweise die Anzahl der Spektralkanäle mit der Anzahl der verschiedenen Lumineszenzmerkmale übereinstimmt. Dies ermöglicht eine eindeutige Lösung des Gleichungssystems. Im vorliegenden Beispiel wer den, wie vorstehend beschrieben, aus den gemessenen Intensitäten 10 und II anhand abgespeicherter Referenz-Basisvektoren (0.9397, 0.3420) für das Pa piermerkmal und (0.4848, 0.8746) für das Druckmerkmal die Papier- und Druckintensitäten für jeden Messpunkt berechnet.
Figur 3 illustriert die dabei erhaltenen Verteilungen der Papierintensität (un ten) und der Druckintensität (oben) als 2D-Verteilungen. Insbesondere bei der Druckintensität treten verfälschte negative Werte auf, was darauf zu rückgeführt wird, dass die spektralen Signaturen, d.h. die spektrale Zusam mensetzung der jeweils emittierten Lumineszenzstrahlung, der tatsächlich vorliegenden Merkmalsstoffe von den verwendeten Referenz-Basisvektoren abweichen, so dass die Berechnung der Intensitäten mit Fehlern behaftet ist. Daher werden die Intensitätsverteilungen aus Fig. 3 lediglich dazu verwen det, eine Papiermaske und eine Druckmaske zu bestimmen.
Anhand der in Figur 3 (unten) gezeigten Papierintensitäten wird nun die Pa piermaske z.B. folgendermaßen berechnet: Alle Messpunkte mit einer Papie rintensität > 10 werden in der Papiermaske auf „1" gesetzt, die restlichen Messpunkte auf „ 0 ". Bei der dabei erhaltenen und in Figur 4 (oben) gezeig ten Papiermaske sind die Randbereiche außerhalb der Banknote deutlich zu erkennen. Analog wird anhand der in Figur 3 (oben) gezeigten Druckintensitäten die Druckmaske z.B. folgendermaßen berechnet: Alle Messpunkte mit einer Dru ckintensität > 10 werden in der Druckmaske auf „1" gesetzt, die restlichen Messpunkte auf „ 0 Die dabei erhaltene Druckmaske ist in Figur 4 (unten) gezeigt. In einer erweiterten Druckmaske erhalten diejenigen Messpunkte den Wert „1", in deren 3x3-Umgebung mindestens ein Messpunkt in der Druckmaske den Wert „1" hat. Dies schließt Löcher in der Druckmaske und vermeidet Randmesspunkte mit einem geringen aber messbaren Beitrag des Druckmerkmals. Die dabei erhaltene erweiterte Druckmaske ist in Figur 5 (oben) gezeigt. Eine reine Papiermaske entspricht der Papiermaske minus der erweiterten Druckmaske und ist in Figur 5 (unten) gezeigt.
Durch Mitteln der Spektralvektoren (10, II) der im reinen Papierbereich ent haltenen Messpunkte wird ein mittlerer gemessener Papiervektor (65.44, 21.26) erhalten. Der normierte mittlere gemessene Papiervektor (0.9511, 0.3090) dient als nachadaptierter Basisvektor für das Papiermerkmal. Mit hilfe des nachadaptierten Basisvektors für das Papiermerkmal können nun erneut für jeden Messpunkt die Papier- und die Druckintensität berechnet werden. Figur 6 zeigt die dabei erhaltenen Papierintensitäten (unten) und Druckintensitäten (oben). Wie daraus ersichtlich ist, treten keine verfälsch ten, negativen Werte mehr auf - wie in Figur 3. Dies zeigt, dass die (erneute) Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mithilfe der nachadaptierten Basisvektoren eine höhere Genauigkeit der Intensitätsbestimmung ermög licht.
Spektrale Signatur
Figur 7 zeigt ein Beispiel der erfassten Lumineszenzintensitäten einer Bank note in zwei Spektralkanälen K0 und Kl als Streudiagramm. Jeder Punkt und jeder Kreis entspricht dabei einem Messpunkt, die Ordinate zeigt die In tensität im Kanal Kl und die Abszisse die Intensität im Kanal KO. Die als Punkte dargestellten Spektralvektoren entsprechen dem reinen Papiermerk mal. Sie fallen alle auf eine Ursprungsgerade und unterscheiden sich nur in ihrem Betrag, zum Beispiel aufgrund von absorbierenden Überdruckungen.
Viele dieser Spektralvektoren sind auch betragsmäßig sehr ähnlich und fal len bei ca. (80, 170) nahezu aufeinander. Diese Spektralvektoren entsprechen dem ungestörten Papiermerkmal. Daneben gibt es als Kreise dargestellte Spektralvektoren, die nicht auf der erwähnten Ursprungsgerade liegen. Sie entsprechen Messpunkten im Merkmals-Druckbereich, an denen also das Pa pier- und das Druckmerkmal zur erfassten Intensität der Lumineszenzstrah lung beitragen. Typischerweise liegen diese Messpunkte auf einer zweiten Gerade, welche die erste Gerade im Punkt des ungestörten Papiermerkmals schneidet. Dies veranschaulicht, dass sich die Lumineszenz im Merkmals- Druckbereich aus der (ungestörten) Lumineszenz des Papiermerkmals und der Lumineszenz des Druckmerkmals zusammensetzt. Die Intensität des Druckmerkmals kann dabei aufgrund des Druckdesigns (Farbverteilung und -Dicke) variieren.
Für den Untergrundabzug wird, wie vorstehend beschrieben, der mittlere gemessene Papier-Vektor berechnet, welcher dem Cluster von Messpunkten des ungestörten Papiermerkmals entspricht. Der mittlere gemessene Papier vektor wird dann von allen Spektralvektoren aus dem Merkmals-Druckbe reich abgezogen, was in Figur 7 durch die Pfeile verdeutlicht wird.
Die untergrundkorrigierten Messwerte liegen anschließend auf einer Ur sprungsgerade, wie Figur 8 zeigt. Diese Ursprungsgerade entspricht der spektralen Signatur des Druckmerkmals, in diesem Beispiel ca. (230, 50). Zeitverhalten
Zur Auswertung des Zeitverhaltens des Druckmerkmals wird zunächst, wie vorstehend beschrieben, der reine Papierbereich und der Merkmals-Druck- bereich bestimmt. Für jeden Messpunkt liegt mindestens eine Abklingkurve in Form von zwei oder mehreren zeitversetzten Intensitätsmessungen vor. Optional kann auch für jeden Messpunkt mehr als eine Abklingkurve vorlie gen, z.B. Abklingkurven für mehrere Spektralkanäle. Die Abklingkurven al ler Messpunkte im reinen Papierbereich werden miteinander verrechnet (z.B. durch Mittelwertbildung), um eine mittlere Papier- Abklingkurve zu erhal ten. Dabei wird beispielsweise jeder Spektralkanal getrennt behandelt. Ebenso werden die Abklingkurven aller Messpunkte im Merkmals-Druckbe reich miteinander verrechnet (z.B. durch Mittelwertbildung), um pro Spekt ralkanal eine mittlere kombinierte Abklingkurve zu erhalten.
Figur 9 zeigt ein Intensitäts-Zeit-Diagramm (in beliebigen Einheiten) mit der mittleren Papier- Abklingkurve eines Spektralkanals („Papier", Quadrate) und der mittleren kombinierten Abklingkurve („Papier + Druck", Kreise) desselben Spektralkanals für eine beispielhafte Banknote. Durch Subtraktion der beiden Kurven erhält man die mittlere Abklingkurve des Spektralkanals für das reine Druckmerkmal („Druck", Karos), die weiter ausgewertet und/ oder bei der Prüfung der Banknote herangezogen werden kann.

Claims

P a te nt a n s p r ü c h e
1. Sensor zur Prüfung von Wertdokumenten (2), insbesondere Banknoten, welche jeweils ein lumineszentes blattförmiges Substrat und ein auf einer Teilfläche des Substrats aufgebrachtes lumineszentes Merkmal aufwei sen, mit: einer Erfassungseinrichtung (3), welche dazu eingerichtet ist, von einem zu prüfenden Wertdokument (2) emittierte Lumineszenzstrahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen (KO, Kl) ortsaufge löst zu erfassen, wobei eine Vielzahl von Messpunkten erhalten wird, welchen jeweils ein Spektralvektor (10, II) zugeordnet ist, der mindestens zwei Intensitätswerte (10, II) enthält, welche die Intensität der an dem je weiligen Messpunkt in den mindestens zwei Spektralbereichen (K0, Kl) jeweils erfassten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, und einer Auswertungseinrichtung (7), welche dazu eingerichtet ist, a) aus den Spektralvektoren (10, II) unter Verwendung eines vorgegebe nen Substrat-Basisvektors (bo,p, bi,p) und eines vorgegebenen Merkmal- Basisvektors (bo,o, 1>i,o) für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils einen Substrat-Intensitätswert und einen Merkmal-Intensitätswert zu ermitteln, wobei der Substrat-Basisvektor (bo,p, bi,p) und der Merkmal-Basisvek- tor (bo,D, bi, D) jeweils mindestens zwei Intensitätswerte (bo,p, bi,p bzw. bo,D, bi,ü) enthält, welche die zu erwartende Intensität der vom Substrat bzw. Merkmal in den mindestens zwei Spektralbereichen (K0, Kl) emittierten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, b) anhand der Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte eine reine Substratmaske zu ermitteln, welche diejenigen Messpunkte enthält, welche außerhalb des Merkmals liegenden Orten auf dem Wert dokument (2) entsprechen, und cl) aus den Spektralvektoren (10, II) der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte einen mittleren Substratvektor zu ermitteln, welcher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zu sammenfassen, insbesondere durch Mittelung oder Quantile-Bildung, der in den Spektralvektoren (10, II) enthaltenen Intensitätswerte (10, II) für je den der mindestens zwei Spektralbereiche (K0, Kl) erhalten werden, und i) für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils einen korrigierten Merk- mal-Intensitätswert und/ oder einen korrigierten Substrat-Intensitäts wert aus den Spektralvektoren (10, II) unter Verwendung des mittle ren Substratvektors zu ermitteln und/ oder ii) eine spektrale Signatur des Substrats und/ oder eine spektrale Sig natur des Merkmals, durch welche eine spektrale Zusammensetzung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrah lung charakterisiert wird, unter Verwendung des mittleren Substrat vektors zu ermitteln, und/ oder c2) unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkten ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung zu ermitteln, und d) das Wertdokument anhand der korrigierten Mer kmal-Intensitä ts- werte und/ oder anhand der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder anhand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals und/ oder anhand des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, insbeson dere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen.
2. Sensor nach Anspruch 1, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, den vorgegebenen Substrat-Basisvektor (bo,p, bi,p) unter Verwendung des mittleren Substratvektors zu korrigieren oder den vor gegebenen Substrat-Basisvektor durch den mittleren Substratvektor zu ersetzen, wobei ein korrigierter Substrat-Basisvektor erhalten wird.
3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, den mittleren Substratvektor anhand eines vorgege benen Vergleichskriteriums mit dem vorgegebenen Substrat-Basisvek- tor (bo,p, bi,p) zu vergleichen und,
- wenn das Vergleichskriterium erfüllt ist, den Substrat-Basisvektor (bo,p, bi,p) unter Verwendung des mittleren Substratvektors zu korrigieren oder den Substrat-Basisvektor durch den mittleren Substratvektor zu ersetzen, und/ oder
- wenn das Vergleichskriterium nicht erfüllt ist, das Wertdokument als zurückzu weisendes Wertdokument (2) einzustufen.
4. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswer tungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,
- anhand der Merkmal-Intensitätswerte eine Merkmalmaske zu ermitteln, welche diejenigen Messpunkte enthält, die auf dem Merkmal liegenden Orten entsprechen,
- von den Spektralvektoren (10, II) der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte jeweils den mittleren Substratvektor abzuziehen, wobei un tergrundkorrigierte Spektralvektoren der in der Merkmalmaske enthalte nen Messpunkte erhalten werden, und
- aus den untergrundkorrigierten Spektralvektoren der in der Merkmal maske enthaltenen Messpunkte einen mittleren Merkmalvektor zu ermit teln, welcher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusam menfassen, insbesondere durch Mittelung, der in den untergrund korrigierten Spektralvektoren enthaltenen Intensitätswerte für jeden der mindestens zwei Spektralbereiche erhalten werden.
5. Sensor nach Anspruch 4, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, den vorgegebenen Merkmal-Basisvektor (bo,D, bi,o) unter Verwendung des mittleren Merkmalvektors zu korrigieren oder den vor gegebenen Merkmal-Basisvektor durch den mittleren Merkmalvektor zu ersetzen, wobei ein korrigierter Merkmal-Basisvektor erhalten wird.
6. Sensor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Auswertungseinrich tung (7) dazu eingerichtet ist, die korrigierten Substrat-Intensitätswerte und korrigierten Merkmal-Intensitätswerte unter Verwendung des korri gierten Substrat-Basisvektors und des, insbesondere korrigierten, Merk- mal-Basisvektors aus den Spektralvektoren (10, II) zu ermitteln.
7. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswer tungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, zum Prüfen des Wertdoku ment (2), insbesondere hinsichtlich Echtheit,
- die korrigierten Substrat-Intensitätswerte eines oder mehrerer Mess punkte oder die Intensitäts werte des mittleren Substratvektors mit einem oder mehreren vorgegebenen Substrat-Intensitätswerten zu vergleichen und/ oder
- die korrigierten Merkmal-Intensitätswerte eines oder mehrerer Mess punkte oder die Intensitätswerte des mittleren Merkmalvektors mit ei nem oder mehreren vorgegebenen Merkmal-Intensitätswerten zu verglei chen.
8. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswer tungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,
- bei der Ermittlung der spektralen Signatur des Substrats einen, insbe sondere skalaren, Signaturwert des Substrats aus den mindestens zwei Intensitätswerten des mittleren Substratvektors zu ermitteln und/ oder
- bei der Ermittlung der spektralen Signatur des Merkmals einen, insbe sondere skalaren, Signaturwert des Merkmals aus den mindestens zwei Intensitätswerten des mittleren Merkmalvektors zu ermitteln, wobei die Auswertungseinrichtung (7) insbesondere dazu eingerichtet ist, zum Prüfen des Wertdokuments (7) anhand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder anhand der spektralen Signatur des Merkmals, insbesondere hinsichtlich Echtheit, den Signaturwert des Substrats und/ oder den Signaturwert des Merkmals jeweils mit einem oder mehre ren vorgegebenen Vergleichs wert(-en) des Substrats bzw. mit einem oder mehreren vorgegebenen Vergleichs wert(-en) des Merkmals zu verglei chen.
9. Sensor nach Anspruch 8, wobei beim Prüfen dem Wertdokument das Prüfergebnis „echt" zugeordnet wird, wenn die mindestens zwei Intensi tätswerte des mittleren Substratvektors oberhalb eines Schwellenwerts liegen und die mindestens zwei Intensitätswerte des mittleren Merkmal vektors oberhalb desselben oder oberhalb eines anderen Schwellenwerts liegen, und der Signaturwert des Merkmals und der Signaturwert des Substrats voneinander verschieden sind.
10. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Erfassungs einrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die von dem zu prüfenden Wertdo kument (2) emittierte Lumineszenzstrahlung für eine Vielzahl von Mess- punkten zu zwei oder mehreren Zeitpunkten zu erfassen, wobei dem je weiligen Messpunkt jeweils zwei oder mehrere Intensitätswerte zugeord net werden, welche die Intensität der zu den zwei oder mehreren Zeit punkten an dem jeweiligen Messpunkt erfassten Lumineszenzstrahlung charakterisieren.
11. Sensor nach Anspruch 10, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,
- anhand der für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte einen Unter grundwert zu ermitteln, insbesondere durch Quantile-Bildung, wobei für zwei oder mehrere Zeitpunkte jeweils ein Untergrund wert erhalten wird, und
- anhand der Merkmal-Intensitätswerte eine Merkmalmaske zu ermitteln, welche diejenigen Messpunkte enthält, die auf dem Merkmal liegenden Orten entsprechen, und
- von den für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerten der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte den für diesen Zeit punkt jeweils erhaltenen Untergrund wert abzuziehen, wobei für zwei o- der mehrere Zeitpunkte jeweils ein korrigierter Merkmalwert der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte erhalten wird, und
- die für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen korrigierten Merkmal werte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte zu einem mitt leren korrigierten Merkmalwert, insbesondere durch Mittelung, zusam menzufassen, wobei für zwei oder mehrere Zeitpunkte jeweils ein mittle rer korrigierter Merkmalwert erhalten wird, und
- das Wertdokument unter Verwendung der mittleren korrigierten Merk malwerte zweier oder mehrerer der Zeitpunkte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen.
12. Sensor nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,
- zum Ermitteln des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat emittierten Lumineszenzstrahlung für zwei oder mehrere oder jeden der Zeitpunkte jeweils einen mittleren Substratwert zu ermitteln, wobei der jeweilige mittlere Substratwert des jeweiligen Zeitpunkts durch Zusammenfassen, insbesondere durch Mittelung, der Intensitätswerte der in der reinen Sub stratmaske enthaltenen Messpunkte erhalten wird, und - das Wertdokument unter Verwendung der mittleren Substratwerte zweier oder mehrerer der Zeitpunkte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen.
13. Sensor nach Anspruch 12, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,
- anhand der Merkmal-Intensitätswerte eine Merkmalmaske zu ermitteln, welche diejenigen Messpunkte enthält, die auf dem Merkmal liegenden Orten entsprechen, und
- die für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte zu einem mittleren Substrat-
Merkmalwert, insbesondere durch Mittelung, zusammenzufassen, wobei für mehrere der Zeitpunkte jeweils ein mittlerer Substrat-Merkmalwert erhalten wird, und
- die für die Zeitpunkte erhaltenen mittleren Substratwerte von den für die Zeitpunkte erhaltenen mittleren Substrat-Merkmalwerten abzuzie hen, wobei für mehrere Zeitpunkte jeweils ein mittlerer Merkmalwert er halten wird, und
- das Wertdokument anhand der mittleren Merkmalwerte zweier oder mehrerer der Zeitpunkte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen.
14. Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung (1) zum Bearbeiten, insbeson dere Prüfen und/ oder Zählen und/ oder Sortieren und/ oder Vernichten, von Wertdokumenten (2), insbesondere Banknoten, mit einem Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche und einer Transporteinrich tung (4), welche dazu eingerichtet ist, ein Wertdokument (2) zum Sensor hin und/ oder am Sensor vorbei und/ oder vom Sensor weg zu befördern.
15. Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten (2), insbesondere Bankno- ten, welche jeweils ein lumineszentes blattförmiges Substrat und ein auf einer Teilfläche des Substrats aufgebrachtes lumineszentes Merkmal auf weisen, wobei von einem zu prüfenden Wertdokument emittierte Lumi neszenzstrahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralberei chen (KO, Kl) ortsaufgelöst erfasst wird, wobei eine Vielzahl von Mess- punkten erhalten wird, welchen jeweils ein Spektralvektor (10, II) zuge ordnet ist, der mindestens zwei Intensitätswerte (10, II) enthält, welche die Intensität der an dem jeweiligen Messpunkt in den mindestens zwei Spektralbereichen (K0, Kl) jeweils erfassten Lumineszenzstrahlung cha rakterisieren, und wobei a) aus den Spektralvektoren (10, II) unter Verwendung eines vorgegebe nen Substrat-Basisvektors (bo,p, bi,p) und eines vorgegebenen Merkmal- Basisvektors (bo,o, bi,o) für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ein Substrat-Intensitätswert und ein Merkmal-Intensitätswert ermittelt wird, wobei der Substrat-Basisvektor (bo,p, bi,p) und der Merkmal-Basisvek- tor (bo,D, bi ,D) jeweils mindestens zwei Intensitätswerte (bo,p, bi,p bzw. bo,D, bi, D) enthält, welche die zu erwartende Intensität der vom Substrat bzw. Merkmal in den mindestens zwei Spektralbereichen (K0, Kl) emit tierten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, b) anhand der Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte eine reine Substratmaske ermittelt wird, welche diejenigen Messpunkte enthält, welche außerhalb des Merkmals liegenden Orten auf dem Wert dokument (2) entsprechen, und cl) aus den Spektralvektoren (10, II) der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte ein mittlerer Substratvektor ermittelt wird, wel cher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusam menfassen, insbesondere durch Mittelung oder Quantile-Bildung, der in den Spektralvektoren (10, II) enthaltenen Intensitätswerte (10, II) für je den der mindestens zwei Spektralbereiche (K0, Kl) erhalten werden, und i) für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ein korrigierter Merk- mal-Intensitätswert und optional ein korrigierter Substrat-Intensitäts wert aus den Spektralvektoren (10, II) unter Verwendung des mittle ren Substratvektors ermittelt wird und/ oder ii) eine spektrale Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals, durch welche eine spektrale Zusammensetzung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung charakterisiert wird, unter Verwendung des mittleren Substratvektors ermittelt wird und/ oder c2) unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkten ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung ermittelt wird, und d) das Wertdokument anhand der korrigierten Mer kmal-Intensitä ts- werte und/ oder anhand der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder anhand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals und/ oder anhand des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, insbeson dere hinsichtlich Echtheit, geprüft wird.
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