ES2232216A1 - Metodo de control de papel de seguridad y dispositivo para la practica de dicho control. - Google Patents
Metodo de control de papel de seguridad y dispositivo para la practica de dicho control.Info
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Abstract
Método de control de papel de seguridad y dispositivo para la práctica de dicho control. Partiendo de la incorporación al papel de seguridad (1) de fibrillas (2) de diferentes colores, por ejemplo rojo, verde y azul, visibles con luz ultravioleta, el papel se somete al efecto de un sistema de iluminación (2), con lámparas fluorescentes con emisión en ultravioleta, y las imágenes son captadas por una cámara de vídeo (4), cuyo objetivo está provisto al menos de un filtro (6) que deje pasar exclusivamente la componente visible del espectro, que suministra las imágenes a un ordenador (5), provisto de una tarjeta de adquisición, ordenador en el que efectúa un histograma de las imágenes para conseguir los intervalos de color más apropiados, seguidamente una umbralización para colorear los pixels de la imagen que caigan dentro de los intervalos de color correspondientes a las fibrillas de cada color, a continuación una eliminación de pequeñas partículas de la imagen con un número de pixels inferior al predeterminado, seguidamente erosiones y dilataciones para conectar y separar partículas, seguidamente una fase de convoluciones, para resaltar o suavizar diferentes aspectos de la imagen, a continuación un análisis morfológico para establecer los diferentes parámetros de control, y finalmente la validación de la imagen con el fin de ser capaz el sistema de contar las fibrillas incorporadas en el papel de seguridad.
Description
Método de control de papel de seguridad y
dispositivo para la práctica de dicho control.
La presente invención se refiere a un método de
control que ha sido especialmente concebido para garantizar,
mediante una caracterización específica, el papel utilizado en la
obtención de diferentes tipos de documentos, como por ejemplo
billetes de banco, en orden a imposibilitar o dificultar posibles
falsificaciones del mismo, en base a la introducción en su seno de
fibrillas de diferentes colores y en determinadas proporciones.
La invención concierne también al dispositivo que
permite llevar a la práctica dicho control y, en consecuencia,
validar el papel de seguridad como tal.
En el ámbito del papel de seguridad son conocidas
infinidad de soluciones tendentes a una caracterización o
personalización del mismo, que dificulte su fabricación o
reproducción de forma fraudulenta.
Dentro de las múltiples soluciones a que acaba de
hacerse mención, una de ellas consiste en utilizar fibrillas que
quedan contenidas en la masa de papel, durante el proceso de
fabricación del mismo, coloreadas, invisibles con la luz natural
pero visibles con luz ultravioleta, de manera que mediante una
determinada combinación de colores, como por ejemplo mediante la
participación de fibrillas rojas, verdes y azules, en determinadas
proporciones, se consigue la pretendida personalización.
Hasta la fecha la validación de papel de
seguridad con estos componentes se lleva a cabo de forma manual,
efectuando una especie de muestreo sobre algunos documentos,
utilizando para ello una fuente de luz ultravioleta adecuada y
procediéndose a la detección visual de la existencia de fibras de
los diferentes colores y a la contabilización de las mismas.
Obviamente esta solución resulta lenta y
laboriosa, con un elevado riesgo de error en la contabilización de
las fibrillas y con muestreos que en muchas ocasiones resultan
escasamente significativos, ya que la propia laboriosidad del
proceso no permite la utilización de un número de muestras alto.
Por otro lado y si bien la contabilización de las
fibrillas de cada color puede ser exacta, utilizando para ello el
tiempo que sea necesario, la uniformidad u homogeneidad en el
reparto de las mismas depende del criterio de cada persona que está
realizando el trabajo, lo que no permite una adecuada precisión en
el control de este parámetro.
Partiendo de la utilización de fibrillas de
diferentes colores visibles tan solo con una luz ultravioleta, el
método de la invención consiste en utilizar una cámara de vídeo como
medio de captación de las imágenes, con su objetivo dotado de
filtros que permitan eliminar los grandes picos que se producen
debido a que la emisión de la lámparas de iluminación, para que la
respuesta luminosa de las fibrillas cubra todo el aspecto visible,
se producen diferentes longitudes dentro del infrarrojo cercano. La
imagen captada por la citada cámara de vídeo es suministrada a un
ordenador provisto de una tarjeta de adquisición, con su
correspondiente programa informático, donde mediante un procesado
digital se analizan, separan y contabilizan las diferentes fibras
del papel, en sus distintos colores citados.
De forma más concreta en el ordenador se llevan a
cabo las siguientes fases operativas:
- -
- Histograma de la imagen. A partir del histograma para cada conjunto de fibrillas rojas, verdes y azules, se obtiene el intervalo de color más apropiado, es decir el intervalo de dicho histograma se hace máximo, secuencialmente para cada uno de los tres colores.
- -
- Seguidamente se procede a la umbralización, es decir a la coloración de los pixels de la imagen que caigan dentro del intervalo de color correspondiente a cada conjunto de fibrillas, en su color también correspondiente, mientras que los pixels que caen fuera de dichos intervalos cambian a negro.
- -
- A continuación se procede a la substracción de las partículas de la imagen que tienen un menor tamaño a un número de pixels predeterminado, de manera que se elimina ruido y motas de polvo, entre otras perturbaciones.
- -
- Se procede seguidamente a efectuar erosiones y dilataciones, que tienen como objetivo, por una parte conectar partículas que siendo únicas han quedado separadas en la imagen, y por otra separar aquellas que han quedado unidas.
- -
- Se efectúan seguidamente convoluciones, aplicando filtros (paso alto, paso bajo) para resaltar o suavizar diferentes aspectos de la imagen.
- -
- A continuación se lleva a cabo un análisis morfológico que permite averiguar el número de fibras de cada color, así como otros parámetros tales como tamaño, posición, centro de gravedad, etc.
- -
- Finalmente se procede a la validación de la imagen de acuerdo con el programa establecido, que permite determinar si la muestra realizada está o no dentro de las especificaciones, para ser aceptada o rechazada.
El dispositivo para la puesta en práctica del
citado método incorpora un sistema de iluminación provisto de dos
paneles luminosos con varias lámparas fluorescentes con emisión en
ultravioleta, uno de ellos ubicado bajo la hoja de papel, para
conseguir una iluminación a contraluz, y el otro colocado en una de
las paredes laterales del dispositivo, en posición perpendicular a
la hoja, de manera que con ayuda de un espejo situado en la cara
opuesta se consigue una iluminación frontal y difusa. Lógicamente,
el dispositivo está provisto de interruptores para apagado/encendido
general y para encendido independiente de cada uno de los paneles,
en orden a conseguir dos iluminaciones diferentes para permitir
visualizar tanto las figuras situadas más cerca de una de las caras
de la hoja como las figuras más profundas y por tanto más difíciles
de visualizar con una única iluminación.
El dispositivo incorpora además una cámara CCD,
con ajuste de ganancia, temperatura de color y blanco de referencia,
con el citado filtro que deje pasar sólo la componente visible del
espectro, eliminando las componente infrarrojo y ultravioleta. Dicha
cámara envía la imagen capturada en formato de vídeo compuesto a la
tarjeta de adquisición incorporada al ordenador, que permite un
ajuste de brillo, contraste y saturación de imagen.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de
realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de
dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra, según una representación
esquemática, el dispositivo para el control de papel de seguridad
que la invención propone.
La figura 2.- Muestra, según una vista en
perspectiva, un ejemplo de realización práctica específico para el
dispositivo de la figura anterior.
La figura 3.- Muestra, finalmente, un diagrama de
bloques correspondiente al método de la invención.
En la figura 1 se ha representado un trozo de
papel (1) con fibrillas (2) de los colores anteriormente citados,
rojo, verde y azul, fibrillas que van a ser visualizadas con la
colaboración de paneles de luz ultravioleta (3) cuya emisión se
sitúa en el rango entre 300 y 420 nm, por ser esta la emisión más
adecuada para producir una respuesta luminosa de las diferentes
fibrillas, de manera que las respuestas en longitud de onda son las
siguientes:
- -
- Fibras rojas: 400 < l < 450 nanómetros
- -
- Fibras verdes: 450 <l <550 nanómetros
- -
- Fibras azules: 550 < l < 680 nanómetros.
De esta manera, la respuesta luminosa de las
fibrillas cubre todo el espectro visible.
La imagen generada sobre el papel (1) por la
iluminación citada para las fibrillas (2) es capturada por una
cámara (4) y suministrada a un ordenador (5) provisto de una tarjeta
de adquisición de datos.
La cámara de vídeo (4) incorpora ante su objetivo
un filtro (6), para recibir estricta o exclusivamente las imágenes
correspondientes al espectro visible.
Desde el punto de vista práctico y tal como
muestra la figura 2, el dispositivo se materializa en una carcasa
(7) en la que se define una plataforma superior (8) con un área (9)
transparente, para implantación del papel (1), bajo la que se sitúa
un panel luminoso (10) con varias lámparas fluorescentes con emisión
ultravioleta, para conseguir una iluminación a contraluz de dicho
papel (1), estableciéndose sobre la carcasa (7) y más concretamente
sobre el área (9) citada, una torre (11), acanalada verticalmente,
que se cierra mediante una tapa lateral (12), alojando dicha torre
(11), a nivel inferior, un segundo panel luminoso (13) de similares
características al anteriormente citado (10), que queda situado en
posición perpendicular a la hoja de papel (1), de tal forma que con
un espejo (14) situado en el interior de la tapa (12) se consigue
una iluminación frontal y difusa del papel, colaborando con estos
paneles luminosos (10) y (13) un teclado de control (15) establecido
también sobre la base superior de la citada carcasa (7).
En la zona superior de la torre (11) y en
situación de perpendicularidad con respecto a la hoja de papel (1),
se sitúa la cámara CCD (4) con su correspondiente filtro.
De forma más concreta la cámara (4) será una
cámara 3-CCD, con ajuste de ganancia en RGB, y como
anteriormente se ha dicho con temperatura de color y blanco de
referencia entre otros, así como con un filtro que deje pasar sólo
la componente visible del espectro, eliminando las componentes
infrarrojo y ultravioleta.
La imagen capturada en la cámara (4) es enviada,
en formato de vídeo compuesto, a la tarjeta de adquisición del
ordenador (5), que permite un ajuste del brillo, el contraste y la
saturación de la imagen capturada. La imagen se captura a 24 bits
(RGB) y con formato BMP sin comprimir.
La imagen capturada es procesada en el ordenador
(5), aplicando diferentes tratamientos digitales.
De forma más concreta y tal como se observa en el
diagrama de bloques de la figura 3, se obtiene primeramente un
histograma de la imagen (16) para cada conjunto de fibrillas rojas,
verdes y azules, del que se extrae el intervalo de color HSL
(Hue-gananacia,
Saturation-saturación, Light-luz)
más apropiado, concretamente de la siguiente manera:
- -
- Se obtiene el histograma (H) de la imagen para las fibrillas rojas.
- -
- Dentro de una zona propiamente definida (con cierto margen de seguridad) se busca el intervalo donde dicho histograma se hace máximo.
- -
- Se repiten los dos pasos anteriores para los histogramas (S) y (L).
- -
- Se repite el proceso para las fibrillas verdes y posteriormente para las azules.
- -
- Al final se obtiene un intervalo HSL para cada conjunto de fibrillas con un procedimiento que es dinámico, es decir el intervalo obtenido varía para cada imagen, con lo que se optimiza la búsqueda de las fibras.
Seguidamente se realiza una umbralización (17),
consistente en poner del color correspondiente (rojo, verde o azul)
los pixels de la imagen que caigan dentro de los intervalos HSL
correspondientes al conjunto de fibrillas, mientras que los pixels
que quedan fuera de dichos intervalos cambian a negro.
A continuación se procede a una fase (18) de
eliminación de partículas en la que se sustraen las partículas de
imagen que tienen un tamaño menor a un número de pixels determinado,
para eliminar ruido y motas de polvo, entre otras
perturbaciones.
Seguidamente se efectúa una fase (19) de
erosiones e dilataciones, que tienen como objetivo, por una parte
conectar partículas que siendo únicas han quedado separadas en la
imagen, y por otra separar aquellas que han quedado unidas.
Una fase de convoluciones (20), aplicando
diferentes filtros (paso alto, paso bajo) permite resaltar o
suavizar diferentes aspectos de la imagen.
Un análisis morfológico (21) sirve para averiguar
el número de fibras de cada color, así como otros parámetros como
son el tamaño de las fibras, posición, centro de gravedad, etc.
Finalmente se procede a una validación (22) de la
imagen, de acuerdo con una serie de reglas previamente establecidas
para que el programa pueda determinar si la muestra analizada está o
no dentro de las especificaciones, de tal forma que sea aceptada o
rechazada.
Antes de realizar un análisis es necesario
ajustar determinados parámetros, concretamente la iluminación, y el
posicionamiento y tamaño de la imagen a capturar.
El ajuste de la iluminación se lleva a cabo
mediante un patrón de colores, de tal forma que para dicho patrón se
ha de conseguir una respuesta en HSL determinada. Si la iluminación
es inadecuada, la respuesta se saldrá fuera de los límites
permitidos.
Para fijar la posición y tamaño de la imagen a
capturar es necesario enfocar un cuadro calibrado al tamaño deseado
de captura, de tal manera que la imagen esté perfectamente enfocada
dentro de dicho cuadro y con los límites del mismo en el borde de la
imagen capturada. De esta manera la relación pixels/nm será siempre
la misma a la hora de realizar el análisis morfológico.
Para el análisis propiamente dicho de las
fibrillas y tras introducir la hoja de papel (1) a analizar debajo
del sistema de iluminación (3) se procede, mediante el programa, a
capturar la imagen. Automáticamente dicha imagen será analizada
contando el número de fibrillas de cada color y presentándolas en
pantalla. Adicionalmente puede dar otros resultados, como el tamaño
medio de las fibras, la densidad de fibras y el porcentaje de
superficie ocupada por las mismas, entre otros. Tanto la imagen
capturada como el análisis realizado pueden ser almacenados y
recuperados posteriormente.
Claims (5)
1. Método de control de papel de seguridad, que
partiendo de la utilización de fibrillas de diferentes colores,
preferentemente rojas, verdes y azules, invisibles con luz natural,
inmersas en el seno del papel, para posterior detección visual de
las mismas mediante iluminación del papel con luz ultravioleta, se
caracteriza porque es capaz de contar las fibrillas presentes
en el papel de seguridad, utilizando para ello como medio de captura
de la imagen de las fibrillas (2) sobre el papel (1) se utiliza una
cámara de vídeo (4) que suministra dichas imágenes a un ordenador
(5), provisto de una tarjeta de adquisición, que permite un ajuste
del brillo, contraste y la saturación de la imagen capturada, a 24
bits y con formato BMP sin comprimir, procesándose la imagen
capturada mediante los siguientes tratamientos digitales:
- -
- obtención, a partir del histograma de la imagen (16) para cada conjunto de fibrillas rojas, verdes y azules, el intervalo de color HSL (ganancia-saturacion-luz) más apropiado, tratando de conseguir, independientemente y dentro de cada color, el histograma tanto para la ganancia como para la saturación y para la luz con intervalo de valor máximo;
- -
- umbralización (17), consistente en dotar del color correspondiente (rojo, verde o azul), los pixeles de la imagen que caigan dentro de los intervalos HSL correspondientes a cada conjunto de fibrillas (rojas, verdes o azules), mientras que los pixels que caen fuera de dichos intervalos cambian a negro;
- -
- substracción (18) de las partículas de la imagen que tienen un tamaño menor a un número de pixels determinado para eliminar ruido y motas de polvo, entre otras perturbaciones;
- -
- erosiones y dilataciones (19) para conectar partículas que siendo únicas han quedado separadas en la imagen y para separar aquellas que han quedado unidas;
- -
- convoluciones (20), aplicando diferentes filtros (paso alto, paso bajo), para resaltar o suavizar diferentes aspectos de la imagen;
- -
- análisis morfológico (21) para averiguar el número de fibras de cada color, así como otros parámetros tales como tamaño de las fibras, posición, centro de gravedad u otros;
- -
- validación (22) de la imagen de acuerdo con una serie de reglas preestablecidas para que el programa pueda determinar si la muestra analizada está o no dentro de las especificaciones, de tal forma que sea aceptada o rechazada.
2. Dispositivo para la puesta en práctica del
método de control de la reivindicación anterior,
caracterizado porque en el mismo participa un sistema de
iluminación (3) del papel (1) portador de las fibrillas (2) de
colores, una cámara (4), como medio de adquisición de imágenes, y un
ordenador (5) provisto tarjeta de adquisición.
3. Dispositivo, según reivindicación 2ª,
caracterizado porque incorpora una carcasa (7), provista de
una plataforma superior (8) en la que se establece un área
transparente (9) para ubicación del papel (1), bajo la que se
establece un panel luminoso (10), con varias lámparas fluorescentes
con emisión en ultravioleta, que iluminan el papel (1) a contraluz,
emergiendo de dicha plataforma (8) una torre (11) que alberga en su
interior, a nivel inferior un segundo panel luminoso (13), similar
al anterior, en posición perpendicular con respecto a la plataforma
(8) y con el que colabora un espejo (14) situado en la cara opuesta
de la torre (11), preferentemente en la tapa (12) de cierre de la
misma, de manera que a través de dicho espejo (14) se consigue una
iluminación frontal y difusa del papel, mientras que en la zona
superior de la torre se establece la cámara de vídeo (4), en
disposición perpendicular a la plataforma (8) y con su objetivo
asistido por al menos un filtro que deje pasar sólo la componente
visible del espectro, eliminando las componentes infrarrojo y
ultravioleta.
4. Dispositivo, según reivindicaciones 2ª y 3ª,
caracterizado porque la cámara (4) es una cámara
3-CCD, con ajuste de ganancia en RGB, temperatura de
color y blanco de referencia entre otros.
5. Dispositivo, según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el sistema de iluminación
(3-10, 13), está asistido por un teclado de control
(15) que permite el apagado/encendido general y el encendido
independiente de cada uno de los paneles luminosos
(10-13).
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