RU2745032C1 - Method of additional authentication of valuable document - Google Patents

Method of additional authentication of valuable document Download PDF

Info

Publication number
RU2745032C1
RU2745032C1 RU2020123148A RU2020123148A RU2745032C1 RU 2745032 C1 RU2745032 C1 RU 2745032C1 RU 2020123148 A RU2020123148 A RU 2020123148A RU 2020123148 A RU2020123148 A RU 2020123148A RU 2745032 C1 RU2745032 C1 RU 2745032C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
document
image
moiré
checked
digital image
Prior art date
Application number
RU2020123148A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Валерьевич Минин
Дмитрий Геннадиевич Письменный
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс") filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Конструкторское Бюро "Дорс" (Ооо "Кб "Дорс")
Priority to RU2020123148A priority Critical patent/RU2745032C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2745032C1 publication Critical patent/RU2745032C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00Testing 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
    • G07D7/20Testing patterns thereon

Abstract

FIELD: computing.
SUBSTANCE: invention relates to the field of automated authentication of protected documents, and concerns a method of additional verification of a valuable document authenticity. When implementing the method, a digital image of the document being checked is obtained and the location of the control zone of the digital image of the document is determined, where there is a moire image formation property. When checking, a digital image is used consisting of sequentially scanned lines, as well as the skew angle of the document being checked in relation to the scanning direction. When scanning, the length of the registration area on the document measured in the scanning direction, from which the sensor receives at least 80 percent of the radiation recorded in the course of a single line scanning, is less than the interline spacing of the checked document relative to the sensor. The check consists in determining the presence in the control zone in the digital image of the checked document of the controlled features characteristic of the moiré image formed in the digital image of the authentic document for the specified type and orientation in the same control zone, with the skew angle of the original document equal to the skew angle of the checked document.
EFFECT: increased reliability of the confirmation of the protected document authenticity.
14 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматизированной проверки подлинности защищенных документов, например, банкнот. Для защиты этих документов от подделки применяют специальные технологии печати, которые не являются широкодоступными. Специальные технологии печати позволяют напечатать изображение с особыми характеристиками, воспроизведение которых с помощью общедоступных технологий сильно затруднено. Такими особыми характеристиками печатного процесса являются, в частности, очень малая ширина непрерывных линий, воспроизводимых на банкноте (может достигать значений менее 25 микрон), небольшой размер минимально воспроизводимых пробельных элементов (до 5 микрон), и крайне высокая пространственная дискретность синтеза изображений, например, дискретность цифрового изображения может составлять 10000 точек на дюйм и выше. Здесь и далее термин «дискретность» относится к частоте расположения пикселей в строках и столбцах цифрового изображения и сходен по значению с ранее применявшимся выражением «линиатура сканирования». Дискретность измеряется в количестве точек на дюйм (dpi) или точек на миллиметр. Дискретность не следует путать с термином «разрешающая способность», который характеризует передачу чередующихся черных и белых линий в цифровом изображении и зависит не только от числа пикселей на единицу длины, но и от качества применяемой оптической системы. Разрешающую способность измеряют в количестве различимых линий на дюйм (lpi) или пар линий на дюйм (lppi) либо на миллиметр.The invention relates to the field of automated authentication of secure documents, such as banknotes. To protect these documents from counterfeiting, special printing technologies are used that are not widely available. Special printing technologies allow you to print an image with special characteristics, which are very difficult to reproduce using publicly available technologies. Such special characteristics of the printing process are, in particular, a very small width of continuous lines reproduced on a banknote (can reach values less than 25 microns), a small size of minimally reproducible white space elements (up to 5 microns), and an extremely high spatial discreteness of image synthesis, for example, the resolution of a digital image can be 10,000 dpi and higher. Hereinafter, the term "sampling rate" refers to the frequency of the location of pixels in the rows and columns of a digital image and is similar in meaning to the previously used expression "scan lineature". Resolution is measured in dots per inch (dpi) or dots per millimeter. Discreteness should not be confused with the term "resolution", which characterizes the transmission of alternating black and white lines in a digital image and depends not only on the number of pixels per unit length, but also on the quality of the optical system used. Resolution is measured in lines per inch (lpi) or line pairs per inch (lppi) or per millimeter that can be distinguished.

Печатный рисунок на банкноте составляют таким образом, чтобы его правильное воспроизведение существенно опиралось бы на перечисленные особые характеристики печатного процесса. При попытке воспроизвести этот рисунок на общедоступном оборудовании, например, на копировальных машинах или высококачественных принтерах, рисунок банкноты воспроизводится с искажениями, которые хорошо заметны глазу и привлекают внимание даже неквалифицированного человека. Эти искажения выглядят как пропадание отдельных участков изображения, замена изображения сплошным темным тоном, а также появление новых элементов изображения, которые на подлинных банкнотах не наблюдаются. Например, на скопированной банкноте проявляется надпись «КОПИЯ».The printed design on the banknote is designed in such a way that its correct reproduction would essentially rely on the listed special characteristics of the printing process. When trying to reproduce this pattern on publicly available equipment, such as copiers or high-quality printers, the pattern of the banknote is reproduced with distortions that are clearly visible to the eye and attract the attention of even an unskilled person. These distortions look like the disappearance of certain areas of the image, the replacement of the image with a solid dark tone, as well as the appearance of new image elements that are not observed on genuine banknotes. For example, on the copied banknote the inscription “COPY” appears.

Еще одним видом искажения, который обладает высокой заметностью, является так называемый муар. Муар проявляется как чередующиеся темные и светлые полосы, наложенные на оригинальное изображение. На копиях банкнот, он возникает в результате интерференции рисунка банкноты с периодической строчно-столбцевой структурой цифрового изображения, которое сканируется сканером и/или печатается принтером. Такой вид муара иногда называют муаром дискретизации, поскольку он возникает при переводе непрерывного рисунка в дискретный цифровой образ. Когда банкноты печатаются на специальном оборудовании, то их рисунок синтезируется с настолько малой дискретностью, что интерференция со строчно-столбцевой структурой не возникает. Однако при попытке сканирования и/или печати на общедоступном оборудовании со значительно более грубой дискретностью, интерференция хорошо проявляется на частях рисунка с периодической или квазипериодической структурой. Чтобы усилить проявление муаров при копировании, рисунок защищенных документов намеренно насыщают специальными элементами, которые содержат тонкие линии, образующие квазипериодические структуры. Такие элементы есть на большинстве видов современных банкнот. Они считаются особым видом полиграфической защиты и эффективно защищают банкноты от копирования. Таким образом, защищенные документы, обладающие свойством образования муарового изображения при сканировании, образуют обширный класс защищенных документов.Another type of distortion that is highly visible is the so-called moire. Moire appears as alternating light and dark stripes superimposed on the original image. On copies of banknotes, it occurs as a result of the interference of the banknote pattern with a periodic line-column structure of a digital image that is scanned by a scanner and / or printed by a printer. This type of moiré is sometimes called sampling moire because it occurs when a continuous pattern is converted into a discrete digital image. When banknotes are printed on special equipment, their pattern is synthesized with such small discreteness that interference with the line-column structure does not occur. However, when trying to scan and / or print on publicly available equipment with a much coarser resolution, interference appears well on parts of the pattern with a periodic or quasi-periodic structure. In order to enhance the manifestation of moirés during copying, the pattern of protected documents is deliberately saturated with special elements that contain thin lines that form quasiperiodic structures. Such elements are found on most types of modern banknotes. They are considered a special type of printing security and effectively protect banknotes from copying. Thus, security documents having the property of forming a moire image during scanning form an extensive class of security documents.

К сожалению, фальшивомонетчики нашли способ обойти защиту, основанную на образовании муарового изображения при сканировании. Они сканируют оригинальную банкноту при помощи качественного сканера общеполиграфического назначения, а затем обрабатывают изображение на компьютере. Эта обработка направлена как на устранение проявившихся муаровых изображений в области специальных элементов, возникших при сканировании, так и на замену специальных элементов их упрощенными версиями, которые могут быть затем напечатаны на обычном принтере без опасности создать муаровое изображение. В частности, при такой обработке квазипериодическая структура, состоящая из тонких линий, заменяется точками и отрезками более толстых линий, в расположение которых внесена значительная случайность. В наиболее тщательно выполненных подделках, направленность отрезков линий тоже сохраняют. При наблюдении невооруженным глазом, подобная подмена остается незамеченной, так как уровень средней оптической плотности, которую уверенно фиксирует глаз, сохраняется таким же, как и на подлинной банкноте. Глаз человека не видит отличий подделки в структуре тонких линий, так как их уверенное наблюдение невозможно без увеличительных приборов. Однако наблюдатель неуверенно определяет само наличие линий на подделке и их приблизительно верное направление. Чтобы надежно выявить подобную подделку, необходимо исследовать микроскопическую структуру рисунка на документе, что уже относится к экспертному исследованию и не может производиться во всех точках приема банкнот.Unfortunately, counterfeiters have found a way to bypass the scan moiré security. They scan the original banknote with a high-quality general-purpose scanner and then process the image on a computer. This processing is aimed both at eliminating the developed moiré images in the area of special elements that have arisen during scanning, and at replacing special elements with their simplified versions, which can then be printed on a conventional printer without the danger of creating a moiré image. In particular, with such processing, a quasiperiodic structure consisting of thin lines is replaced by points and segments of thicker lines, in the arrangement of which considerable randomness has been introduced. In the most carefully executed forgeries, the directionality of the line segments is also retained. When observed with the naked eye, such a substitution remains unnoticed, since the level of the average optical density, which the eye confidently fixes, remains the same as on a genuine banknote. The human eye does not see the differences of a fake in the structure of fine lines, since their confident observation is impossible without magnifying devices. However, the observer hesitantly determines the very presence of lines on a fake and their approximately correct direction. In order to reliably identify such a forgery, it is necessary to examine the microscopic structure of the pattern on the document, which already belongs to an expert study and cannot be performed at all points of acceptance of banknotes.

Казалось бы, автоматизированное оборудование для обработки банкнот должно уверенно обнаруживать подобные подделки. Однако этого не происходит, так как подавляющее большинство машин для обработки банкнот сканирует изображение на банкнотах с дискретностью получаемого цифрового образа 100-200 точек на дюйм и даже менее, что не превышает разрешающей способности человеческого глаза. Поэтому, очень актуальной является задача проверки подлинности тонколинейной структуры рисунка банкнот на автоматизированном оборудовании.It would seem that automated banknote processing equipment should confidently detect such counterfeits. However, this does not happen, since the overwhelming majority of machines for processing banknotes scans the image on banknotes with a discreteness of the obtained digital image of 100-200 dpi or even less, which does not exceed the resolution of the human eye. Therefore, the task of verifying the authenticity of the thin-linear structure of the banknote pattern on automated equipment is very urgent.

Простое увеличение дискретности цифрового образа до нескольких тысяч точек на дюйм позволило бы решить эту задачу, но оно вступает в конфликт с требуемыми скоростями обработки банкнот. Если проводится экспертное исследование документа, то сканирование с высоким разрешением и обработка результатов сканирования не ограничены во времени и могут успешно выполняться на современном оборудовании. Однако когда речь идет о производительности автоматизированной обработки, достигающей 10-25 банкнот в секунду, современный уровень техники не может обеспечить ни нужной скорости передачи данных с фотоприемной матрицы сканера, ни вычислительной мощности для обработки этих данных. Отставание по этим параметрам от уровня, необходимого для уверенной регистрации тонких линий рисунка защищенного документа, составляет более одного порядка величины. Такое отставание позволяет считать подобное решение технически нереализуемым в данный момент. Поэтому, необходимо искать альтернативные технические решения, которые можно было бы реализовать на современном уровне техники.A simple increase in the resolution of a digital image to several thousand dpi would solve this problem, but it conflicts with the required processing speeds of banknotes. If an expert examination of a document is carried out, then high-resolution scanning and processing of scan results are not limited in time and can be successfully performed on modern equipment. However, when it comes to the productivity of automated processing, reaching 10-25 banknotes per second, the state of the art can not provide the required data transfer rate from the photodetector matrix of the scanner, nor the computing power to process this data. The lag in these parameters from the level required for confident registration of fine lines of a protected document is more than one order of magnitude. Such a lag makes it possible to consider such a solution technically unfeasible at the moment. Therefore, it is necessary to look for alternative technical solutions that could be implemented at the state of the art.

Известен патент RU 2668856 (опубл. 03.10.2018 г., МПК G07D 7/20), в котором для повышения дискретности цифрового образа используется фотоприемная матрица с невысокой дискретностью совместно с лазерной осветительной системой, обеспечивающей пространственную модуляцию освещения документа при помощи последовательности случайных изображений. При помощи линейной фотоприемной матрицы регистрируют отклики документа на набор из многих случайных изображений. Затем, в результате вычислительной обработки этих откликов, формируют часть образа банкноты, содержащую несколько строк, в каждой из которых количество пикселей существенно превышает количество элементов фотоприемной матрицы. Такой подход дает возможность контролировать микропечатные элементы, включая сюда как тонкие линии, так и микротексты. Недостатком известного устройства является сложность реализации и низкая скорость работы. Лазерная осветительная система включает в себя множество оптических элементов, некоторые из которых, такие как волоконный лазер и модулятор, весьма сложные и дорогие. Оптическая схема нуждается в тщательной юстировке. Вычислительная обработка полученных данных требует заметного увеличения мощности процессора в сравнении с теми процессорами, которые сейчас применяются в счетно-сортировальных машинах. Необходимость опроса фотоприемной матрицы множество раз с использованием различных случайных изображений кратно снижает скорость сканирования документа.Known patent RU 2668856 (publ. 03.10.2018, IPC G07D 7/20), in which to increase the discreteness of the digital image, a photodetector matrix with low resolution is used together with a laser lighting system that provides spatial modulation of document illumination using a sequence of random images. Using a linear photodetector array, document responses to a set of many random images are recorded. Then, as a result of computational processing of these responses, a part of the banknote image is formed, containing several lines, in each of which the number of pixels significantly exceeds the number of elements of the photodetector matrix. This approach makes it possible to control microprinting elements, including both thin lines and micro-texts. The disadvantage of the known device is the complexity of implementation and low speed of operation. A laser lighting system includes many optical elements, some of which, such as a fiber laser and a modulator, are very complex and expensive. The optical design needs careful alignment. Computational processing of the obtained data requires a noticeable increase in processor power in comparison with those processors that are now used in counting and sorting machines. The need to interrogate the photodetector matrix many times using various random images reduces the scanning speed of the document by a factor.

Если документ обладает свойством образования муарового изображения при сканировании, то это муаровое изображение может быть использовано не только для того, чтобы сделать очевидной попытку копирования документа, но и для непосредственной проверки подлинности документа. Иными словами, можно анализировать муаровое изображение, возникающее в ходе сканирования документа в оборудовании для обработки банкнот. Если муаровое изображение на проверяемом документе имеет те же характеристики, что и муаровое изображение, возникающее на подлинном документе, то это указывает на высокую вероятность совпадения тонколинейного рисунка на проверяемом документе с тонколинейным рисунком подлинного документа.If the document has the property of forming a moiré image when scanned, then this moiré image can be used not only to make an attempt to copy the document obvious, but also to directly verify the authenticity of the document. In other words, it is possible to analyze the moiré image generated during the scanning of the document in the banknote processing equipment. If the moiré image on the checked document has the same characteristics as the moiré image that appears on the original document, then this indicates a high probability of coincidence of the thin-line pattern on the checked document with the thin-line pattern of the original document.

Само по себе, проявление муара дискретизации при сканировании в оборудовании для обработки банкнот хорошо известно и обычно рассматривается, как помеха для надежной аутентификации банкноты. Это связано с тем, что муаровое изображение нельзя рассматривать как стационарное изображение, поскольку в результате каждого сканирования даже одного и того же документа, муаровое изображение получается совершенно иным, чем при предыдущем сканировании. Это объясняется влиянием ряда случайных факторов, таких как перекос документа по отношению к направлению строки сканера и сдвиг рисунка банкноты относительно момента начала сканирования. В результате, на стационарный рисунок банкноты накладывается непредсказуемо изменяющееся муаровое изображение. Это вносит существенный шумовой компонент в такие характеристики образа банкноты, как средний уровень оптической плотности и дисперсия оптической плотности, а также искажает форму элементов рисунка. Все названные искажения ухудшают точность работы алгоритмов распознавания подлинности, основанных на статистических параметрах оптической плотности и на анализе формы элементов рисунка.As such, the manifestation of moiré sampling on scanning in banknote processing equipment is well known and is generally considered to interfere with reliable banknote authentication. This is due to the fact that the moiré image cannot be regarded as a stationary image, since as a result of each scan, even of the same document, the moiré image is obtained completely different than in the previous scan. This is due to the influence of a number of random factors, such as the skew of the document in relation to the direction of the scanner line and the shift of the banknote pattern relative to the moment of the start of scanning. As a result, an unpredictably changing moire image is superimposed on the stationary banknote pattern. This introduces a significant noise component into such characteristics of the banknote image as the average level of optical density and dispersion of optical density, and also distorts the shape of the pattern elements. All these distortions worsen the accuracy of the authentication algorithms based on statistical parameters of optical density and on the analysis of the shape of the pattern elements.

В уровне техники известны примеры, когда для борьбы с вредным влиянием муаров дискретизации применяют специальные меры. Так, в патенте RU 2631161 (опубл. 19.09.2017 г., МПК G07D 7/12) предложено, в ходе сканирования, случайным образом в небольшой степени изменять межстрочный интервал. Благодаря этой случайности, удается нарушить строгую периодичность строчно-столбцевой структуры цифрового образа, что блокирует интерференцию с ней квазипериодической структуры рисунка документа и связанное с интерференцией образование непрерывных муаровых полос.In the prior art, examples are known when special measures are used to combat the harmful effects of sampling moirés. So, in the patent RU 2631161 (published on September 19, 2017, IPC G07D 7/12) it is proposed, during scanning, to randomly change the line spacing to a small extent. Thanks to this accident, it is possible to break the strict periodicity of the line-column structure of the digital image, which blocks the interference with it of the quasi-periodic structure of the document drawing and the formation of continuous moiré fringes associated with the interference.

С другой стороны, использование муаровых изображений в качестве защитного эффекта для проверки подлинности защищенных документов хорошо известно и широко используется на практике. Для проявления муара, как правило, используют так называемое проявляющее изображение на отдельном носителе, который в момент проверки накладывают на рисунок защищенного документа. Например, в качестве носителя используют прозрачную полимерную пленку, а проявляющее изображение является тонколинейным рисунком специально рассчитанной конфигурации, нанесенным на пленку при помощи черной краски. При наложении проявляющего изображения, только определенные, точно рассчитанные участки рисунка на поверхности документа остаются видимыми для наблюдателя через прозрачные участки между черными линиями. Интерференция между проявляющим изображением и тонколинейным рисунком защищенного документа дает хорошо заметный высококонтрастный муар.On the other hand, the use of moire images as a security effect for authenticating security documents is well known and widely used in practice. For the development of moiré, as a rule, a so-called developing image is used on a separate medium, which is superimposed on the pattern of the security document at the time of verification. For example, a transparent polymer film is used as a carrier, and the developing image is a specially designed thin-line pattern applied to the film using black ink. When the developing image is overlaid, only certain, precisely calculated areas of the design on the surface of the document remain visible to the viewer through the transparent areas between the black lines. The interference between the developing image and the thin line pattern of the security document results in a highly visible high-contrast moire pattern.

Подобное решение описано, в частности, в патенте RU 2328036 (опубл. 27.06.2008 г., МПК G07D 7/12). В самом простом случае, проявляющее изображение имеет форму параллельных прямых линий одинаковой толщины, следующих с постоянным сдвигом друг относительно друга. Рисунок защищенного документа формируется таким образом, чтобы при наложении проявляющего изображения на нем проявлялся муар в виде дополнительного, ранее скрытого рисунка. Специальные методы проектирования рисунка защищенного документа позволяют достичь динамического визуального эффекта. Динамический эффект заключается в том, что при перемещении проявляющего изображения по поверхности защищенного документа форма муарового изображения претерпевает непрерывные сложные трансформации. В этом же патенте описано устройство для автоматической проверки подлинности, в котором с помощью цифровой камеры фотографируют документ, накрытый пленкой с проявляющим изображением. После этого, анализируют муаровое изображение по полученной с камеры цифровой фотографии, и выносят заключение о подлинности документа.A similar solution is described, in particular, in patent RU 2328036 (publ. 27.06.2008, IPC G07D 7/12). In the simplest case, the developing image has the form of parallel straight lines of equal thickness, following with a constant shift relative to each other. The pattern of the security document is formed in such a way that when the developing image is overlaid, moiré appears on it in the form of an additional, previously hidden pattern. Special techniques for designing a picture of a secured document can achieve a dynamic visual effect. The dynamic effect is that as the developing image moves over the surface of the security document, the shape of the moiré image undergoes continuous complex transformations. The same patent describes a device for automatic authentication, in which a document covered with a film with a developing image is photographed using a digital camera. After that, the moiré image is analyzed according to the digital photograph received from the camera, and a conclusion is made about the authenticity of the document.

Описанное решение обладает высокой достоверностью проверки подлинности, поскольку для воспроизведения запланированного муарового изображения требуется точно воспроизвести рисунок подлинной банкноты, с заложенными в него тонкими непрерывными линиями и мелкой дискретизацией положения этих линий. Попытка подделки не приведет к успешному воспроизведению запланированного муарового изображения, только если фальшивомонетчикам не удастся получить доступ к особо охраняемым технологиям защищенной печати. Однако это решение подходит только для экспертного исследования и непригодно для автоматизированной обработки банкнот с высокой скоростью. Это связано с тем, что наложение и позиционирование проявляющего изображения подразумевает, что проверяемый документ неподвижен. Наблюдаемый муар очень сильно зависит от взаимного положения и ориентации проявляющего изображения и документа, поэтому, во время регистрации цифрового изображения недопустимы даже малейшие взаимные смещения. В счетно-сортировальных машинах банкноты перемещаются по сложным траекториям на скоростях до 10 километров в час, так что наложить и непрерывно, без каких-либо относительных смещений, удерживать на документе пленку с проявляющим изображением было бы весьма затруднительно.The described solution has a high reliability of authentication, since to reproduce the planned moire image, it is required to accurately reproduce the pattern of a genuine banknote, with thin continuous lines embedded in it and fine sampling of the position of these lines. A counterfeiting attempt will not successfully reproduce the intended moire pattern unless counterfeiters are able to gain access to highly protected secure printing technologies. However, this solution is only suitable for expert research and is not suitable for automated processing of banknotes at high speed. This is because the imposition and positioning of the developing image implies that the document being checked is stationary. The observed moiré depends very much on the relative position and orientation of the developing image and the document; therefore, even the slightest mutual displacements are unacceptable during the registration of a digital image. In counting and sorting machines, banknotes move along complex paths at speeds of up to 10 kilometers per hour, so it would be very difficult to superimpose and continuously, without any relative displacements, hold the developing film on the document.

Таким образом, можно говорить о двух механизмах муаробразования. При попытках копирования защищенных документов возникает муар дискретизации. Муар дискретизации, по сути, определяется остаточными ошибками перевода аналогового изображения документа в дискретный цифровой образ, и его контраст не может быть очень высоким. Так как остаточные ошибки дискретизации относятся как к строчному, так и столбцевому направлению, то муар дискретизации не имеет четко выраженного направления наивысшей чувствительности. При исследовании защищенного документа при помощи проявляющей пленки возникает муар взаимодействия двух изображений, находящихся на плотно совмещенных носителях.Thus, we can talk about two mechanisms of moiré formation. When trying to copy protected documents, sampling moire occurs. Moire sampling is, in fact, determined by the residual errors in the translation of an analog image of a document into a discrete digital image, and its contrast cannot be very high. Since the residual sampling errors refer to both the line and column directions, the sampling moire does not have a clearly defined direction of the highest sensitivity. When examining a security document using a developing film, a moire of interaction between two images that are on tightly aligned carriers occurs.

Другой тип муара порождается взаимодействием изображения документа с проявляющим изображением. Проявляющее изображение обеспечивает наивысшую чувствительность к положению элементов рисунка документа в направлении, перпендикулярном его линиям. Как тот, так и другой тип муара принципиально возможно использовать для проверки подлинности, но между этими муарами имеются существенные различия. Поскольку проявляющее изображение само обладает очень высокой контрастностью, то и муар, возникающий при взаимодействии с ним, имеет значительно более высокую контрастность, чем муар дискретизации, возникающий при сканировании того же документа. Кроме того, граница черной краски на проявляющем изображении имеет высокую резкость, а плотное совмещение носителей обеспечивает малое размытие в зоне наложения двух изображений друг на друга. Благодаря этому, муар, порождаемый проявляющим изображением, оказывается весьма чувствительным к микроскопическим характеристикам тонких линий на документе, таким как толщина, непрерывность и равнотолщинность. Опыт показывает, что можно контролировать эти характеристики с чувствительностью 10-20 микрон и даже лучше, чему помогает особая чувствительность данного вида муара к смещениям по нормали к линии. Наиболее высокая чувствительность к дефектам тонких линий достигается при очень малой ширине прозрачных участков между черными линиями проявляющего изображения. Это можно объяснить тем, что чувствительность оказывается тем выше, чем большую относительную долю ширины прозрачного участка может перекрыть дефект тонкой линии рисунка на документе. Как будет показано далее с использованием математического аппарата двумерного преобразования Фурье, при малой относительной ширине прозрачных участков соотношение между толщиной линий на документе и периодом их повторения примерно равно соотношению между шириной линий муарового изображения и периодом их повторения.Another type of moire is generated by the interaction of the document image with the developing image. The developing image provides the highest sensitivity to the position of the elements of the drawing of the document in the direction perpendicular to its lines. In principle, both the one and the other type of moire can be used for authentication, but there are significant differences between these moirés. Since the developing image itself has a very high contrast, the moiré that occurs when interacting with it has a significantly higher contrast than the sampling moire that occurs when scanning the same document. In addition, the border of the black ink in the developing image has a high sharpness, and the tight alignment of the media provides little blur in the overlapping area of the two images. This makes the moiré generated by the developing image highly sensitive to the microscopic characteristics of fine lines on the document, such as thickness, continuity and uniformity. Experience shows that it is possible to control these characteristics with a sensitivity of 10-20 microns or even better, which is helped by the special sensitivity of this type of moiré to displacements along the normal to the line. The highest sensitivity to defects in fine lines is achieved when the width of the transparent areas between the black lines of the developing image is very small. This can be explained by the fact that the sensitivity turns out to be the higher, the larger the relative fraction of the width of the transparent area can cover the defect of the thin line of the drawing on the document. As will be shown below using the mathematical apparatus of two-dimensional Fourier transform, with a small relative width of transparent areas, the ratio between the thickness of the lines on the document and the period of their repetition is approximately equal to the ratio between the width of the lines of the moiré image and the period of their repetition.

Таким образом, муар, порождаемый проявляющим изображением, обладает высокой эффективностью для проверки подлинности. В отличие от этого типа муара, муар дискретизации основан на значениях отдельных пикселей цифрового изображения, которые имеют размер около 100 микрон (при дискретности 200-300 точек на дюйм) и передают усредненное значение оптической плотности документа. В реальности, зона усреднения в сканерах в 2 и более раза превышает размер пиксела и к тому же имеет размытые края. Это приводит к низкой контрастности муарового изображения и сложности его обнаружения на фоне высококонтрастных элементов печатного изображения документа. Муар дискретизации отражает наличие, направление и период повторения тонких линий. Однако из-за образования муара как со столбцами, так и со строками цифрового изображения, направление и период повторения тонких линий могут определяться неоднозначно. Этот тип муара не позволяет уверенно определить толщину тонких линий, их непрерывность и равнотолщинность. Поэтому, для муара дискретизации в качестве инструмента проверки подлинности характерна невысокая эффективность.Thus, the moiré generated by the developing image is highly effective for authentication. In contrast to this type of moiré, sampling moire is based on the values of individual pixels of a digital image, which are about 100 microns in size (with a resolution of 200-300 dots per inch) and convey the average value of the optical density of the document. In reality, the averaging zone in scanners is 2 or more times larger than the pixel size and, moreover, has blurry edges. This leads to a low contrast of the moire image and the difficulty of detecting it against the background of high-contrast elements of the printed image of the document. Moire sampling reflects the presence, direction and repetition period of fine lines. However, due to the formation of moiré with both columns and rows of a digital image, the direction and period of repetition of thin lines can be determined ambiguously. This type of moiré does not allow one to confidently determine the thickness of thin lines, their continuity and equal thickness. Therefore, sampling moiré is not very efficient as an authentication tool.

Таким образом, муар дискретизации является паразитным эффектом с низкой потенциальной эффективностью использования для подтверждения подлинности документа, в то время как муар взаимодействия между документом и проявляющим изображением можно считать высокоэффективным инструментом подтверждения подлинности. С другой стороны, муар дискретизации возникает естественным образом при высокоскоростной автоматизированной обработке документов, в то время как муар взаимодействия плохо применим для подобного вида обработки. Было бы желательно создать техническое решение, объединяющее легкость получения муара дискретизации в машинах автоматизированной обработки, с высокой точностью муара взаимодействия между документом и проявляющим изображением, но без упомянутых недостатков каждого из названных видов муара.Thus, sampling moire is a parasitic effect with low potential efficiency for document authentication, while moiré interaction between document and developing image can be considered a highly effective authentication tool. On the other hand, sampling moiré occurs naturally in high-speed automated document processing, while interaction moire is poorly applicable for this kind of processing. It would be desirable to create a technical solution that combines the ease of obtaining sampling moiré in automated processing machines with a high accuracy of the moiré interaction between the document and the developing image, but without the aforementioned disadvantages of each of the named types of moiré.

В патенте США US 7561308 (опубл. 14.07.2009, МПК G06K 15/00) проявляющее изображение, в виде цифрового образа, по ходу вычислительной обработки накладывается на сканированный цифровой образ проверяемого документа. Муар в данном способе порождается проявляющим изображением и обладает всеми положительными свойствами этого типа муаров. Однако для формирования муарового изображения требуется, чтобы образ проверяемого документа был отсканирован с высоким разрешением, при котором отчетливо воспроизводятся муарообразующие элементы. Это ограничивает применение данного способа как с точки зрения требуемой сканирующей аппаратуры, так и с точки зрения возможного быстродействия. Данный способ не может быть применен в скоростных машинах для автоматизированной обработки защищенных документов, таких, как сортировщики банкнот.In US patent US 7561308 (publ. 14.07.2009, IPC G06K 15/00), a developing image in the form of a digital image is superimposed on the scanned digital image of the document being checked in the course of computational processing. Moire in this method is generated by the developing image and has all the positive properties of this type of moire. However, for the formation of a moiré image, it is required that the image of the document being checked be scanned at a high resolution, in which the moiré-forming elements are clearly reproduced. This limits the application of this method both from the point of view of the required scanning equipment and from the point of view of possible performance. This method cannot be applied in high-speed machines for automated processing of security documents, such as banknote sorters.

Известен патент КНР CN 107730707 (опубл. 23.02.2018, МПК G07D 7/20), в котором проверяемый защищенный документ сканируют с невысокой дискретностью, равной 200 точек на дюйм, что приводит к появлению муаров дискретизации в изображении. Места проявления муаров в изображениях проверяемого и заведомо подлинного документов анализируют при помощи метода матрицы совместной встречаемости (co-occurrence matrix) и сравнивают друг с другом. Известный патент не конкретизирует условия образования муара и опирается на муар дискретизации, как на естественное свойство изображения документа. Точнее говоря, муар рассматривается, как дополнительная текстура в документе. Метод матрицы совместной встречаемости является проверенным способом статистического анализа и сравнения текстур, поэтому, он позволяет приблизительно подтвердить сходство муаровых изображений подлинного и проверяемого документа. Однако муаровое изображение подвержено серьезным изменениям в зависимости от угла перекоса документа при сканировании. Эта изменчивость не учитывается в известном патенте, что ограничивает точность проверки сходства муаровых изображений. Малая контрастность муаров дискретизации в сравнении с контрастным изображением самого документа повышает погрешности и дополнительно снижает точность проверки. Устройство и способ согласно известному патенту, с точки зрения быстродействия и сложности реализации, вполне могут быть применены в скоростных машинах для автоматизированной обработки защищенных документов. Однако такое решение не позволяет достоверно отбраковывать качественно изготовленные поддельные документы.Known Chinese patent CN 107730707 (publ. 02/23/2018, IPC G07D 7/20), in which the checked security document is scanned with a low resolution of 200 dpi, which leads to the appearance of sampling moirés in the image. Moiré locations in images of verifiable and known to be genuine documents are analyzed using the co-occurrence matrix method and compared with each other. The well-known patent does not specify the conditions for the formation of moiré and relies on sampling moire as a natural property of the document image. More precisely, moire is treated as an additional texture in the document. The co-occurrence matrix method is a proven method for statistical analysis and comparison of textures, therefore, it allows you to approximately confirm the similarity of moiré images of an original and a verified document. However, the moiré image is subject to major changes depending on the skew angle of the document when scanned. This variability is not taken into account in the known patent, which limits the accuracy of checking the similarity of moire images. The low contrast of the sampling moire compared to the contrast image of the document itself increases the errors and further reduces the verification accuracy. The device and method according to the known patent, from the point of view of speed and complexity of implementation, may well be applied in high-speed machines for automated processing of secure documents. However, this solution does not allow for reliable rejection of well-made fake documents.

Еще один недостаток решения, согласно известному патенту, состоит в возможности легкого обмана проверки с помощью муара теми фальшивомонетчиками, которые знают о сущности проводимой проверки. Эти фальшивомонетчики могут внести в печатное изображение документа дополнительную полутоновую структуру, которая имитирует внешний вид муара, ожидаемого на подлинном документе. Поскольку в известном патенте не проводится анализ процесса муарообразования и не учитывается влияние на него угла перекоса, то отличить имитацию от настоящего муара на основе только статистического анализа изображения не представляется возможным. При использовании муаров для проверки подлинности защищенного документа в машине для автоматизированной обработки, необходимо учитывать, что при некоторых углах перекоса документа в машине муар может вообще не регистрироваться в ходе сканирования, либо может оказаться непригодным для анализа. Из-за этого, на проверку с помощью муара нельзя полагаться в качестве основного средства подтверждения подлинности документа. Проверка с помощью муара является очень мощным средством подтверждения подлинности, но она должна использоваться только в дополнение к другим способам проверки. К таким способам относятся, например, проверка печатного изображения банкноты с использованием излучения с различными длинами волн, проверка наличия магнитных меток, проверка меток, содержащих люминофор, и другие. В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран вышеупомянутый патент CN 107730707.Another disadvantage of the solution, according to the known patent, is the possibility of easily deceiving the check with the help of moiré by those counterfeiters who know about the essence of the check being carried out. These counterfeiters can add an additional halftone structure to the printed image of the document, which mimics the appearance of the moiré expected on the original document. Since the known patent does not analyze the process of moiré formation and does not take into account the influence of the skew angle on it, it is not possible to distinguish imitation from real moiré on the basis of only a statistical analysis of the image. When using moiré to verify the authenticity of a security document in a machine for automated processing, it should be borne in mind that at some angles of skewing of the document in the machine, moire may not be recorded at all during scanning, or it may be unsuitable for analysis. Because of this, moire verification cannot be relied upon as the primary means of verifying the authenticity of a document. Moire verification is a very powerful means of authentication, but it should only be used in addition to other verification methods. Such methods include, for example, checking a printed image of a banknote using radiation with different wavelengths, checking for the presence of magnetic marks, checking marks containing a phosphor, and others. As a prototype of the claimed invention, the aforementioned patent CN 107730707 is selected.

Наблюдение за результатами сканирования документов с невысокой дискретностью, в пределах от 100 до 300 точек на дюйм, позволило авторам заявленного изобретения сделать вывод о том, что часть печатного изображения, имеющегося на поверхности документа, иногда отсутствует в получаемом цифровом образе. Причем, это не связано с размытием мелких элементов, детально описанным в литературе по оптике, а именно с исчезновением этих элементов. Более углубленный анализ устройства современных линейных датчиков изображения, так называемого контактного типа, показал, что, при определенном сочетании конструктивных параметров датчика, ширина области на документе, с которой датчик получает излучение в ходе сканирования одной строки, оказывается очень малой. Это проявляется, в частности, в том, что при использовании таких датчиков в сканерах высокой дискретности (более 300 точек на дюйм) разрешающая способность сканера в направлении перемещения датчика оказывается значительно выше, чем в направлении вдоль датчика. Когда датчик с тем же конструктивным решением используется для сканирования с невысокой дискретностью, поле зрения датчика при сканировании соседних строк не перекрывается, из-за чего часть мелких элементов печатного изображения на поверхности документа не попадают в поле зрения датчика или же попадают частично. Это, в свою очередь, приводит к частичному либо полному исчезновению этих элементов. Такой эффект доставляет определенные сложности при сканировании макрообъектов на поверхности документа, но, одновременно, лежит в основе заявленного изобретения.Observing the results of scanning documents with low resolution, in the range from 100 to 300 dots per inch, allowed the authors of the claimed invention to conclude that part of the printed image on the surface of the document is sometimes absent in the resulting digital image. Moreover, this is not associated with the smearing of small elements, described in detail in the literature on optics, namely, with the disappearance of these elements. A more in-depth analysis of the device of modern linear image sensors, the so-called contact type, showed that, with a certain combination of design parameters of the sensor, the width of the area on the document from which the sensor receives radiation during the scanning of one line turns out to be very small. This is manifested, in particular, in the fact that when such sensors are used in high-resolution scanners (more than 300 dots per inch), the resolution of the scanner in the direction of movement of the sensor turns out to be much higher than in the direction along the sensor. When a sensor with the same design is used for scanning with a low resolution, the sensor's field of view does not overlap when scanning adjacent lines, which is why some of the small elements of the printed image on the document surface do not fall into the sensor's field of view or partially fall into the sensor's field of view. This, in turn, leads to the partial or complete disappearance of these elements. This effect gives rise to certain difficulties when scanning macro objects on the surface of a document, but, at the same time, forms the basis of the claimed invention.

Технический результат заявляемого изобретения состоит в повышении достоверности подтверждения подлинности защищенного документа, обладающего свойством образования муарового изображения при сканировании.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of authenticity confirmation of a security document having the property of forming a moire image during scanning.

Этот результат достигается за счет того, что в способе дополнительной проверки подлинности ценного документа, выполняемой после проведения основной проверки подлинности, в ходе которой получают цифровой образ проверяемого документа и устанавливают тип документа и его ориентацию при подаче для проверки, на основе которых определяют размещение зоны контроля цифрового образа документа, где имеется свойство образования муарового изображения, при этом для проведения дополнительной проверки подлинности документа используют упомянутый цифровой образ проверяемого документа, состоящий из последовательно отсканированных строк и полученный при соблюдении следующего условия: в ходе сканирования, измеряемая в направлении сканирования протяженность области регистрации на документе, из которой датчик получает не менее 80 процентов излучения, регистрируемого в ходе сканирования отдельной строки, составляет менее межстрочного шага смещения проверяемого документа относительно датчика, а также угол перекоса проверяемого документа по отношению к направлению сканирования, причем, указанная дополнительная проверка состоит в определении наличия в упомянутой зоне контроля в цифровом образе проверяемого документа контролируемых особенностей, которые заранее установлены, как характерные для муарового изображения, образующегося в цифровом образе подлинного документа для установленного типа и ориентации в той же зоне контроля, при угле перекоса подлинного документа в ходе сканирования, равном углу перекоса проверяемого документа, и по заранее заданному правилу выносят решение о подтверждении подлинности проверяемого документа.This result is achieved due to the fact that in the method of additional verification of the authenticity of a valuable document, performed after the basic verification of authenticity, during which a digital image of the document to be checked is obtained and the type of document and its orientation during filing for verification are determined, on the basis of which the location of the control zone is determined a digital image of a document, where there is a property of forming a moire image, while for additional verification of the authenticity of the document, the mentioned digital image of the document being checked is used, consisting of sequentially scanned lines and obtained under the following condition: during scanning, the length of the registration area measured in the scanning direction by document, from which the sensor receives at least 80 percent of the radiation recorded during the scanning of a single line, is less than the line spacing of the offset of the document being checked relative to the sensor, as well as the angle of intersection the axis of the checked document in relation to the scanning direction, moreover, the specified additional check consists in determining the presence in the mentioned control zone in the digital image of the checked document of controlled features, which are predetermined as characteristic of the moire image formed in the digital image of an authentic document for the established type and orientation in the same control zone, when the skew angle of the original document during scanning is equal to the skew angle of the checked document, and according to a predetermined rule, a decision is made to confirm the authenticity of the checked document.

Заявленное изобретение касается проверки подлинности, проводимой в дополнение к основной проверке подлинности документа. Основная проверка подлинности, как известно из уровня техники, обычно включает в себя построчное сканирование документа, поданного для проверки, с получением его цифрового образа. На основании цифрового образа проводят определение типа документа и его ориентации при подаче для проверки, и далее проводят проверку подлинности, предусмотренную для определенного типа документа и его ориентации. Согласно заявленному изобретению, дополнительная проверка проводится для заранее заданного типа и ориентации документа, то есть тогда, когда в ходе основной проверки подлинности уже было подтверждено, что проверяемый документ относится к заранее заданному типу и ориентации. Для выполнения заявленного способа используется сканированный цифровой образ проверяемого документа, который обычно получается в ходе основной проверки подлинности.The claimed invention relates to authentication in addition to basic document authentication. Basic authentication, as is known in the art, typically involves scanning a document submitted for verification line by line to obtain a digital image thereof. Based on the digital image, the type of document and its orientation are determined when it is submitted for verification, and then the authentication is carried out, provided for a certain type of document and its orientation. According to the claimed invention, an additional check is carried out for a predetermined type and orientation of the document, that is, when it has already been confirmed during the main authentication that the document being checked is of a predetermined type and orientation. To carry out the claimed method, a scanned digital image of the checked document is used, which is usually obtained during the main authentication.

Если основная проверка подлинности может вестись для различных типов и ориентаций документа, то по крайней мере для части сочетаний этих типов и ориентаций могут быть предусмотрены отдельные реализации заявленного способа дополнительной проверки подлинности.If the basic authentication can be carried out for different types and orientations of the document, then for at least some combinations of these types and orientations, separate implementations of the claimed method of additional authentication can be provided.

В соответствии с заявленным способом, к условиям получения сканированного цифрового образа проверяемого документа предъявляется специфическое требование. Это требование состоит в том, что в ходе сканирования, измеряемая в направлении сканирования протяженность области регистрации на документе, из которой датчик получает не менее 80 процентов излучения, регистрируемого в ходе сканирования отдельной строки, используемой для получения цифрового образа проверяемого документа, должна быть менее межстрочного шага смещения проверяемого документа относительно датчика. Как было сказано ранее, это требование может иногда выполняться в известных сканирующих устройствах за счет определенного сочетания их конструктивных параметров. Однако такое требование к осуществлению сканирования не описано в известных источниках и неизвестно о его применении для достижения заявленного технического результата. Это определяет новизну заявленного изобретения. В заявленном изобретении не применяется пленка с проявляющим изображением, не используется она и в прототипе. Однако можно говорить о том, что, в ходе сканирования на рисунок банкноты накладывается виртуальное проявляющее изображение. В самом деле, за счет того, что межстрочный шаг смещения документа относительно датчика превышает протяженность области регистрации на документе, из которой датчик получает не менее 80 процентов излучения, регистрируемого в ходе сканирования отдельной строки, часть рисунка на изображении, в виде узких полос, соответствующих каждому межстрочному смещению, практически не регистрируется датчиком. То есть можно считать, что, при сканировании, на рисунок документа наложено проявляющее изображение в виде равномерно расположенных черных полос одинаковой ширины, параллельных направлению размещения линейного датчика изображения. Шаг этих полос равен межстрочному интервалу сканирования, а промежуток между ними равен размеру области на документе, с которой датчик получает излучение в ходе сканирования одной строки. Термин «виртуальное» в отношении описанного здесь проявляющего изображения отражает тот факт, что отсутствует физический носитель проявляющего изображения.In accordance with the claimed method, a specific requirement is imposed on the conditions for obtaining a scanned digital image of the document being checked. This requirement consists in the fact that during scanning, the length of the registration area on the document, measured in the scanning direction, from which the sensor receives at least 80 percent of the radiation recorded during the scanning of a separate line used to obtain a digital image of the document being checked, should be less than line-to-line. step of displacement of the checked document relative to the sensor. As mentioned earlier, this requirement can sometimes be fulfilled in known scanning devices due to a certain combination of their design parameters. However, such a requirement for scanning is not described in the known sources and it is not known about its application to achieve the claimed technical result. This determines the novelty of the claimed invention. In the claimed invention, a film with a developing image is not used, nor is it used in the prototype. However, it can be said that, during scanning, a virtual developing image is superimposed on the banknote pattern. Indeed, due to the fact that the interline pitch of the document displacement relative to the sensor exceeds the length of the registration area on the document, from which the sensor receives at least 80 percent of the radiation recorded during the scanning of a single line, a part of the pattern on the image in the form of narrow stripes corresponding to each line offset is practically not registered by the sensor. That is, it can be considered that, when scanning, a developing image is superimposed on the document pattern in the form of uniformly spaced black stripes of the same width, parallel to the direction of placement of the linear image sensor. The pitch of these stripes is equal to the scanning line spacing, and the gap between them is equal to the size of the area on the document from which the sensor receives radiation during the scanning of one line. The term "virtual" in relation to the developing image described herein reflects the fact that there is no physical medium for the developing image.

Таким образом, муар, проявляющийся в цифровом образе, полученном в соответствии с заявляемым способом, по своей природе является не муаром дискретизации, как в прототипе, а муаром взаимодействия с проявляющим изображением. Он обладает всеми положительными свойствами этого типа муара: высокой контрастностью и высокой чувствительностью к характеристикам тонких линий на рисунке документа. Также важно, что ориентация и пространственная частота линий виртуального проявляющего изображения совпадают с ориентацией и пространственной частотой строчно-столбцевой сетки сканирования. Поэтому, те защищенные документы, рисунок которых специально создается для образования муара дискретизации при обычном сканировании, с высокой вероятностью будут создавать высококонтрастное муаровое изображение при сканировании в соответствии с заявляемым способом. Соответственно, характеристики тонколинейных элементов рисунка такого защищенного документа можно будет проверить по многим параметрам и сопоставить с характеристиками подлинного документа. Поэтому, заявленное изобретение обеспечивает более высокую степень достоверности подтверждения подлинности, чем прототип.Thus, the moire that appears in the digital image obtained in accordance with the inventive method is by its nature not the sampling moire, as in the prototype, but the moire of interaction with the developing image. It has all the positive properties of this type of moire: high contrast and high sensitivity to the characteristics of fine lines in the document drawing. It is also important that the orientation and spatial frequency of the lines of the virtual developing image coincide with the orientation and spatial frequency of the line-column scanning grid. Therefore, those security documents, the pattern of which is specially created for the formation of sampling moiré during normal scanning, with a high probability will create a high-contrast moiré image when scanned in accordance with the claimed method. Accordingly, the characteristics of the thin-line elements of the design of such a security document can be checked in many parameters and compared with the characteristics of the original document. Therefore, the claimed invention provides a higher degree of validation confidence than the prototype.

Влияние требования, предъявляемого в заявленном способе к сканированному цифровому образу документа, на улучшение характеристик получаемого муарового изображения, не является очевидным для специалиста.The influence of the requirement in the claimed method for a scanned digital image of a document on improving the characteristics of the resulting moire image is not obvious to a specialist.

Доля излучения, составляющая менее 20 процентов от всего излучения, регистрируемого датчиком в ходе сканирования отдельной строки, может попадать на датчик с других мест документа вне области регистрации, напрямую из осветительной системы датчика, а также из внешнего пространства вокруг датчика. Эта доля обусловлена несовершенством датчика как технического объекта, а также условиями его эксплуатации в устройстве для обработки документов. Причинами здесь могут быть, главным образом, остаточная энергия за пределами пятна рассеяния оптической системы, а также влияние пыли и микроскопических дефектов на оптических поверхностях, переотражения освещения от элементов датчика, и внешняя паразитная засветка. Выбор предела менее 20 процентов для указанной доли обусловлен тем, что при таком значении происходит некоторое снижение контрастности виртуального изображения. Однако это снижение контрастности не приводит к существенному уменьшению контрастности муара взаимодействия с проявляющим изображением. Коэффициент контрастности виртуального изображения остается достаточно высоким, в худшем случае близким к 5-кратному. Яркость в каждой конкретной точке муара есть произведение яркости проверяемого изображения и светопропускания проявляющего изображения в той же точке. Поэтому и контрастность муара, в худшем случае, снижается не более, чем на примерно 20 процентов по сравнению с абсолютно контрастным проявляющим изображением.A fraction of radiation that is less than 20 percent of the total radiation detected by the sensor during the scanning of a single line can fall on the sensor from other places in the document outside the registration area, directly from the sensor's lighting system, as well as from the external space around the sensor. This share is due to the imperfection of the sensor as a technical object, as well as the conditions of its operation in a device for processing documents. The reasons for this can be mainly the residual energy outside the scattering spot of the optical system, as well as the influence of dust and microscopic defects on optical surfaces, re-reflection of illumination from the sensor elements, and external stray illumination. The choice of the limit of less than 20 percent for the specified proportion is due to the fact that at this value there is a slight decrease in the contrast of the virtual image. However, this decrease in contrast does not lead to a significant decrease in the contrast of the moiré interaction with the developing image. The contrast ratio of the virtual image remains high enough, in the worst case, close to 5 times. The brightness at each specific point of the moiré is the product of the brightness of the image to be checked and the light transmission of the developing image at the same point. Therefore, the contrast of the moiré, in the worst case, is reduced by no more than about 20 percent compared to an absolutely contrast developing image.

В заявленном изобретении используют угол перекоса по отношению к направлению сканирования, возникшего при сканировании документа. Угол перекоса изменяет ориентацию виртуального проявляющего изображения и этим существенно изменяет характерные особенности возникающего муара, такие, как направление и длина вектора пространственной частоты муара. В заявленном способе, как и в прототипе, проверку проводят в зоне контроля, место расположения которой выбирается таким образом, чтобы охватить хотя бы часть муарообразующих элементов документа. Проверяется наличие в зоне контроля в цифровом образе проверяемого документа контролируемых особенностей, которые характерны для муарового изображения, возникающего в цифровом образе подлинного документа заданного типа и ориентации в той же зоне контроля, полученном при угле перекоса подлинного документа в ходе сканирования, равном углу перекоса проверяемого документа. Это обеспечивает высокую достоверность проверки подлинности, так как учитывается зависимость характерных особенностей муара от угла перекоса. В прототипе, напротив, зависимость муара от угла перекоса не учитывается. Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает значительно более достоверное подтверждение подлинности, чем прототип.The claimed invention uses a skew angle with respect to the scanning direction that occurs when scanning a document. The skew angle changes the orientation of the virtual developing image and thereby significantly changes the characteristic features of the resulting moiré, such as the direction and length of the spatial moiré frequency vector. In the claimed method, as in the prototype, the check is carried out in the control zone, the location of which is chosen in such a way as to cover at least part of the moiré-forming elements of the document. The presence in the control zone in the digital image of the checked document of controlled features is checked, which are characteristic of the moiré image that appears in the digital image of an authentic document of a given type and orientation in the same control zone, obtained when the skew angle of the original document during scanning is equal to the skew angle of the checked document ... This provides a high degree of confidence in the authentication by taking into account the dependence of the moiré signature on the skew angle. In the prototype, on the contrary, the dependence of the moiré on the skew angle is not taken into account. Thus, the claimed invention provides significantly more reliable confirmation of authenticity than the prototype.

В частности, заявленное изобретение, в отличие от прототипа, позволяет в подавляющем большинстве случаев обнаружить имитацию муарового изображения, выполненную фальшивомонетчиками при помощи полутоновой печати. С учетом зависимости контролируемых особенностей муара от угла перекоса, вероятность того, что фальшивомонетчики точно воспроизвели муаровое изображение, по своим особенностям соответствующее углу перекоса, который был случайным образом получен в ходе сканирования проверяемого документа, оказывается очень низкой.In particular, the claimed invention, in contrast to the prototype, allows, in the overwhelming majority of cases, to detect an imitation of a moire image made by counterfeiters using halftone printing. Taking into account the dependence of the controlled features of the moiré on the skew angle, the probability that counterfeiters accurately reproduced the moiré image, in its features corresponding to the skew angle, which was randomly obtained during the scanning of the document being checked, turns out to be very low.

Как следует из сказанного здесь, технический результат заявленного изобретения достигается за как счет самого факта использования виртуального проявляющего изображения, основанного на заданном требовании к сканированному цифровому изображению, так и за счет учета влияния угла перекоса проверяемого документа на образование муара. Как указывалось ранее, необходимо учитывать, что при некоторых углах перекоса документа в машине муар может вообще не регистрироваться в ходе сканирования либо может оказаться непригодным для анализа. Вторая возможность возникает, например, когда сам муар регистрируется, но период муарового изображения превышает размер муарообразующей структуры на документе и не может быть достоверно измерен. Это ограничение связано с сущностью самого физического явления муара, является общим для всех способов, опирающихся на образование муара при сканировании, и проявляется как для прототипа, так и для заявленного изобретения. Из-за указанного ограничения, в ходе применения заявленного способа иногда может выясняться, что дополнительная проверка подлинности невозможна. Поэтому, заявленный способ, как и любой способ, основанный на контроле муарового изображения, должен использоваться в качестве дополнения к основной проверке. Это позволяет обеспечить обоснованность принимаемого решения о подлинности документа.As follows from what has been said here, the technical result of the claimed invention is achieved both by the very fact of using a virtual developing image based on a given requirement for the scanned digital image, and by taking into account the influence of the skew angle of the checked document on the formation of moiré. As mentioned earlier, it must be borne in mind that at some angles of skewing of the document in the machine, moire may not be recorded at all during scanning, or it may turn out to be unsuitable for analysis. The second possibility arises, for example, when the moiré itself is recorded, but the period of the moiré image exceeds the size of the moiré-forming structure on the document and cannot be measured reliably. This limitation is associated with the essence of the physical phenomenon of moiré itself, is common to all methods based on the formation of moiré during scanning, and manifests itself both for the prototype and for the claimed invention. Due to this limitation, during the application of the claimed method, it may sometimes turn out that additional authentication is not possible. Therefore, the claimed method, like any method based on the control of the moiré image, should be used as an addition to the main check. This allows you to ensure the validity of the decision on the authenticity of the document.

В случае, когда дополнительная проверка невозможна, по заранее заданному правилу может быть принято решение о подтверждении либо отсутствии подтверждения подлинности документа. Например, если машина настроена на работу с наиболее глубокой проверкой подлинности, в заранее заданном правиле на этот случай должно быть предусмотрено отсутствие подтверждения подлинности документа, что ведет к его браковке. Подобный вид браковки принято называть технической браковкой, так как он не связан напрямую с подлинностью банкноты. В машинах для обработки защищенных документов техническая браковка происходит во многих случаях, препятствующих обработке, например, при очень большом угле перекоса. Напротив, если машина настроена на средний уровень глубины проверки, при котором допускается иногда не проводить дополнительную проверку подлинности, в заранее заданном правиле на этот случай может быть предусмотрено принятие решения о подтверждении подлинности.In the case when additional verification is not possible, according to a predetermined rule, a decision can be made to confirm or not to confirm the authenticity of the document. For example, if the machine is configured to work with the deepest authentication, a predefined rule for this case should provide for the absence of confirmation of the authenticity of the document, which leads to its rejection. This type of rejection is usually called technical rejection, since it is not directly related to the authenticity of the banknote. In machines for processing security documents, technical rejection occurs in many cases that impede processing, for example, with a very large skew angle. Conversely, if the machine is tuned to a medium level of verification depth, which sometimes allows for additional authentication to be omitted, a predefined rule may include an authentication decision in this case.

Использование массива объективов с единичным увеличением, создающих неперевернутое изображение, является типовым решением для линейных датчиков контактного типа, применяемых при сканировании документов. В переносе изображения с документа на приемную площадку фотоприемных элементов датчика одновременно участвуют несколько объективов, каждый из которых пропускает только определенную часть пучка излучения, испускаемого малым участком на поверхности документа и направляемого на приемную площадку.The use of an array of single magnification lenses producing an un-inverted image is a typical solution for linear contact-type sensors used in document scanning. Several lenses are simultaneously involved in transferring the image from the document to the receiving area of the photodetecting elements of the sensor, each of which transmits only a certain part of the radiation beam emitted by a small area on the surface of the document and directed to the receiving area.

Конструкция контактного линейного датчика изображения, пригодного для создания виртуального проявляющего изображения в соответствии с заявленным изобретением, может иметь оптическую систему, предназначенную для формирования изображения документа на линейном массиве фотоприемных элементов, расположенных вдоль прямой линии, и содержащую массив объективов, формирующих неперевернутое изображение с единичным увеличением, и размещенных в один ряд либо в два параллельных ряда, причем линейный размер поля зрения каждого объектива более чем в 3 раза превосходит расстояние между его оптической осью и оптической осью любого из соседних с ним объективов, при этом как линия расположения фотоприемных элементов датчика, так и ряд размещения объективов в массиве ориентированы в направлении, практически перпендикулярном к направлению сканирования, а размер приемной площадки каждого фотоприемного элемента, измеренный в направлении сканирования, меньше межстрочного шага смещения проверяемого документа относительно датчика.The design of a contact linear image sensor suitable for creating a virtual developing image in accordance with the claimed invention may have an optical system designed to form an image of a document on a linear array of photodetectors arranged along a straight line, and containing an array of lenses that form a non-inverted image with a single magnification , and placed in one row or in two parallel rows, and the linear size of the field of view of each lens is more than 3 times greater than the distance between its optical axis and the optical axis of any of the adjacent lenses, while both the line of location of the photodetector elements of the sensor and and the row of lenses in the array are oriented in a direction practically perpendicular to the scanning direction, and the size of the receiving area of each photodetector element, measured in the scanning direction, is less than the line pitch of the document being checked from relative to the sensor.

Такая конструкция позволяет достигнуть очень малой ширины области на документе, с которой датчик получает излучение в ходе сканирования одной строки, даже при смещении документа из положения наилучшей фокусировки. Подобные случайные смещения практически постоянно наблюдаются в счетно-сортировальных машинах, так как документ движется мимо датчика в широком канале и может занимать в этом канале различные положения по отношению к датчику. Малая ширина указанной области обуславливается тем, что упомянутый ранее пучок, испускаемый малым участком на поверхности документа и направляемый на приемную площадку, имеет ассиметричную форму. А именно, он сжат в направлении сканирования и растянут в перпендикулярном направлении, поскольку состоит из нескольких пучков, проходящих через соседние объективы. При нахождении поверхности документа в перетяжке пучка, то есть в положении наилучшей фокусировки, размер малого участка, сопряженного с приемной площадкой, очень мал и определяется дифракционными ограничениями. За счет асимметрии пучка, при смещении документа из положения наилучшей фокусировки, размер указанного малого участка значительно увеличивается в направлении линии расположения фотоприемных элементов датчика, но остается небольшим в направлении сканирования. Поле зрения датчика складывается из отдельных малых участков, каждый из которых сопряжен с соответствующей приемной площадкой.This design achieves a very small width of the area on the document from which the sensor receives radiation during the scanning of one line, even when the document is displaced from the best focusing position. Such random displacements are almost constantly observed in counting and sorting machines, since the document moves past the sensor in a wide channel and can occupy different positions in this channel with respect to the sensor. The small width of the specified area is due to the fact that the previously mentioned beam, emitted by a small area on the surface of the document and directed to the receiving area, has an asymmetric shape. Namely, it is compressed in the scanning direction and stretched in the perpendicular direction because it consists of several beams passing through adjacent objectives. When the document surface is in the beam waist, that is, in the best focusing position, the size of the small area associated with the receiving area is very small and is determined by diffraction constraints. Due to the asymmetry of the beam, when the document is displaced from the position of the best focusing, the size of the specified small area increases significantly in the direction of the line of location of the photodetector elements of the sensor, but remains small in the direction of scanning. The sensor's field of view consists of individual small areas, each of which is associated with a corresponding receiving area.

Размер приемной площадки фотоприемного элемента в направлении сканирования, меньший межстрочного шага смещения проверяемого документа относительно датчика, является необходимым условием для того, чтобы межстрочный шаг смещения поля зрения датчика вдоль документа превышал размер области на документе, с которой датчик получает излучение в ходе сканирования одной строки. Это связано с единичным увеличением объективов, составляющих оптическую систему. Влияние других конструктивных параметров датчика на указанную ширину детально будет рассмотрено далее.The size of the receiving area of the photodetector element in the scanning direction, which is less than the line-to-line offset of the document being checked relative to the sensor, is a necessary condition for the line-to-line offset of the sensor's field of view along the document to exceed the size of the area on the document from which the sensor receives radiation during scanning one line. This is due to the single magnification of the lenses that make up the optical system. The influence of other design parameters of the sensor on the specified width will be discussed in detail below.

При описании муарового изображения, порождаемого проявляющим изображением, было указано, что его эффективность для проверки подлинности оказывается тем выше, чем уже участки прозрачности между черными линиями. В терминах заявленного изобретения, ширина участков прозрачности виртуального проявляющего изображения определяется шириной области на документе, с которой датчик получает излучение в ходе сканирования одной строки. Эта ширина, в свою очередь, складывается из размера поля зрения датчика, измеренного в направлении смещения документа, и самого смещения документа за тот интервал времени, за который датчик регистрирует падающее на него излучение при сканировании одной строки. Отсюда следует, что для повышения эффективности проверки следует минимизировать как размер поля зрения, так и смещение при регистрации строки.When describing the moiré image generated by the developing image, it was stated that its effectiveness for authentication is the higher, the narrower the areas of transparency between the black lines. In terms of the claimed invention, the width of the transparent regions of the virtual developing image is determined by the width of the area on the document from which the sensor receives radiation during the scanning of one line. This width, in turn, is the sum of the size of the sensor's field of view, measured in the direction of the displacement of the document, and the displacement of the document itself over the time interval for which the sensor registers the incident radiation when scanning one line. Hence it follows that in order to increase the efficiency of the check, both the size of the field of view and the offset when registering a line should be minimized.

Дополнительного уменьшения размера поля зрения в направлении смещения документа можно достигнуть, если в оптической системе дополнительно применить элементы, ограничивающие ход лучей каждого из объективов. Использование таких элементов, например, апертурных диафрагм, хорошо известно специалистам и позволяет дополнительно уменьшить размер поперечного сечения пучка излучения, измеренный в направлении сканирования, при положении поверхности документа вдали от перетяжки. При этом, однако, должно учитываться влияние дифракционных эффектов, приводящее к увеличению размера поперечного сечения пучка вблизи перетяжки.An additional reduction in the size of the field of view in the direction of displacement of the document can be achieved if the optical system additionally uses elements that limit the path of the rays of each of the lenses. The use of such elements, for example, aperture diaphragms, is well known to those skilled in the art and can further reduce the cross-sectional dimension of the radiation beam measured in the scanning direction when the document surface is positioned away from the waist. In this case, however, the influence of diffraction effects, which leads to an increase in the size of the beam cross section near the waist, must be taken into account.

Чтобы уменьшить смещение документа за тот интервал времени, за который датчик регистрирует падающее на него излучение при сканировании одной строки, можно уменьшить длительность воздействия излучения. Это позволяет уменьшить размер области регистрации на документе, измеренный в направлении сканирования. Для этого датчик изображения может быть оснащен системой подсветки, которая импульсно облучает место расположения документа в поле зрения датчика, причем, подают импульс облучения в ходе сканирования каждой строки цифрового образа, и обеспечивают, чтобы сумма величины смещения поля зрения датчика вдоль документа в течение этого импульса и размера поля зрения датчика в направлении сканирования, была равна значению, меньшему, чем величина межстрочного шага смещения поля зрения датчика вдоль документа, используемого для получения цифрового образа проверяемого документа.To reduce the displacement of the document for the time interval during which the sensor registers the incident radiation when scanning one line, you can reduce the duration of exposure to radiation. This makes it possible to reduce the size of the registration area on the document, measured in the scanning direction. For this, the image sensor can be equipped with a backlight system that pulses irradiates the location of the document in the sensor's field of view; moreover, an irradiation pulse is supplied during scanning of each line of the digital image, and it is ensured that the sum of the magnitude of the displacement of the sensor's field of view along the document during this pulse and the size of the field of view of the sensor in the scanning direction was equal to a value less than the interline pitch of the displacement of the field of view of the sensor along the document used to obtain a digital image of the document being checked.

Линейные датчики изображения часто оснащают несколькими источниками подсветки, для того, чтобы проводить сканирование в различных областях спектра. Обычно, применяют подсветку в красном, синем и зеленом свете, а также в инфракрасном излучении. При импульсной подсветке необходимый уровень фотоэлектрической чувствительности датчика обеспечивается за счет определенной энергии импульса. С целью дальнейшего уменьшения длительности импульса подсветки без ущерба для энергии импульса можно задействовать источники нескольких длин волн, для которых отклик рисунка на документе в зоне проверки отличается незначительно. Например, для черно-белого рисунка можно во время импульса подсветки в течение определенного интервала времени одновременно включать красный, синий и зеленый источник подсветки, за счет чего необходимая энергия импульса будет достигнута за значительно более короткое время, чем при использовании одного источника. Заявляемый способ содержит шаг определения угла перекоса, и последующее использование значения угла перекоса при проверке зоны цифрового образа на наличие особенностей, характерных для муарового изображения, возникающего в этой зоне цифрового образа подлинного документа. Как уже говорилось, муаровое изображение на подлинном документе, при изменении угла перекоса, может меняться до неузнаваемости. С другой стороны, знание угла перекоса позволяет достаточно точно предсказать, каким должно быть муаровое изображение на подлинном документе, и на основе этого сформировать эталон для сравнения с муаровым изображением на анализируемом документе. Определение угла перекоса может быть выполнено, например, путем определения местоположения ведущей кромки документа на цифровом образе. Методы для обнаружения прямолинейных границ объектов и определения их угла наклона хорошо известны специалистам в области технического зрения.Linear image sensors are often equipped with multiple illumination sources in order to scan different regions of the spectrum. Typically, red, blue and green light and infrared light are used. With pulsed illumination, the required level of photoelectric sensitivity of the sensor is provided by a certain pulse energy. In order to further reduce the duration of the backlight pulse without affecting the pulse energy, it is possible to use sources of several wavelengths, for which the response of a drawing on a document in the test area differs slightly. For example, for a black-and-white drawing, it is possible to simultaneously turn on the red, blue and green backlight source during a backlight pulse for a certain period of time, due to which the required pulse energy will be achieved in a much shorter time than when using a single source. The inventive method contains the step of determining the skew angle, and the subsequent use of the skew angle value when checking the area of the digital image for the presence of features characteristic of the moiré image that occurs in this area of the digital image of the original document. As already mentioned, the moiré image on an original document, when the skew angle is changed, can change beyond recognition. On the other hand, knowledge of the skew angle makes it possible to predict with sufficient accuracy what the moiré image should be on an original document, and, on the basis of this, form a standard for comparison with the moiré image on the analyzed document. Determination of the skew angle can be performed, for example, by locating the leading edge of the document on the digital image. Methods for detecting rectilinear boundaries of objects and determining their angle of inclination are well known to specialists in the field of technical vision.

Термин «рисунок документа» мы здесь и далее будем использовать для представления изображения документа в высоком разрешении, при котором не искажается передача микроскопических элементов, таких, как тонкие линии или микротексты. Цифровой образ документа получается при сканировании с невысокой дискретностью и небольшой разрешающей способностью, поэтому, микроскопические элементы в нем либо искажены, либо потеряны, либо проявляются косвенным образом в виде муаровых изображений.Hereinafter, we will use the term "document drawing" to represent a high-resolution image of a document, which does not distort the transmission of microscopic elements, such as thin lines or micro-texts. A digital image of a document is obtained when scanning with low resolution and low resolution, therefore, microscopic elements in it are either distorted, or lost, or appear indirectly in the form of moiré images.

Муаровое изображение, полученное на цифровом образе подлинного документа, даже при одном и том же угле перекоса, может выглядеть по-разному. Так как муаровое изображение представляет собой интерференционную картину, то фаза этой картины зависит от сдвига фаз двух интерферирующих изображений. В заявленном изобретении, фаза муара зависит от сдвига рисунка документа по отношению к фазе сканирования строк цифрового изображения. Поскольку муаровое изображение образуют тонколинейные периодические или квазипериодические элементы рисунка, то сдвиг фаз представляет собой относительный сдвиг положения рисунка в пределах расстояния между соседними муарообразующими линиями. Фаза муара проявляется в том, в какой части муарового изображения будет минимальная яркость, а в какой - максимальная. Изменение фазы муара на 180 градусов приводит к тому, что участки минимальной и максимальной яркости муарового изображения меняются местами. Начальный сдвиг положения документа в пределах расстояния между соседними муарообразующими линиями представляет собой очень малую величину, которая определяется тем, какой сдвиг имеет край документа по отношению к положению ближайшей линии виртуального проявляющего изображения. При прохождении каждого документа через сканер начальный сдвиг является случайной величиной, поэтому, от одного сканирования к другому, муаровое изображение меняет свою фазу случайным образом. Поэтому, в ходе проверки изображения на наличие особенностей, характерных для муарового изображения подлинного документа, необходимо исключить влияние фазы муара.A moire image obtained on a digital image of an original document, even at the same skew angle, can look different. Since a moiré image is an interference pattern, the phase of this pattern depends on the phase shift of the two interfering images. In the claimed invention, the moiré phase depends on the shift of the document pattern with respect to the scanning phase of the lines of the digital image. Since the moiré image is formed by thin-linear periodic or quasiperiodic elements of the pattern, the phase shift is a relative shift in the position of the pattern within the distance between adjacent moiré-forming lines. The moiré phase is manifested in which part of the moire image will have the minimum brightness, and in which - the maximum. Changing the phase of the moiré by 180 degrees leads to the fact that the sections of the minimum and maximum brightness of the moiré image are reversed. The initial shift in the position of the document within the distance between adjacent moiré lines is a very small amount, which is determined by how much the edge of the document has offset with respect to the position of the nearest line of the virtual developing image. As each document passes through the scanner, the initial shift is a random value, therefore, from one scan to another, the moiré image changes its phase at random. Therefore, in the course of checking the image for the presence of features characteristic of the moiré image of an original document, it is necessary to exclude the influence of the moiré phase.

Для исключения влияния фазы муара могут применяться разнообразные подходы. В одном из возможных способов, применяется двумерное преобразование Фурье. Удобство применения преобразования Фурье обусловлено тем, что оно позволяет судить о наличии определенных пространственных частот в изображении, исключив из рассмотрения фазу. Рассмотрим в терминах двумерного Фурье-преобразования, что происходит при сканировании документа. В рисунке документа, обладающего свойством образования муара при сканировании, присутствуют периодические или квазипериодические структуры. В Фурье-образе рисунка эти структуры представляются как набор точек и отрезков прямых линий, либо компактных областей небольшого размера. Перекос проявляется в повороте Фурье-образа на угол перекоса. При наложении виртуального проявляющего изображения, которое происходит во время сканирования в соответствии с заявляемым способом, яркость изображения документа умножается на яркость проявляющего изображения.Various approaches can be used to eliminate the effect of the moiré phase. In one possible way, a two-dimensional Fourier transform is applied. The convenience of using the Fourier transform is due to the fact that it allows one to judge the presence of certain spatial frequencies in the image, excluding the phase from consideration. Let's consider in terms of two-dimensional Fourier transform, what happens when scanning a document. The drawing of a document that has the property of moiré formation during scanning contains periodic or quasiperiodic structures. In the Fourier transform of the figure, these structures are represented as a set of points and segments of straight lines, or compact regions of small size. The skew is manifested in the rotation of the Fourier image by the skew angle. When a virtual developing image is superimposed, which occurs during scanning in accordance with the inventive method, the brightness of the document image is multiplied by the brightness of the developing image.

Виртуальное проявляющее изображение можно представить как сумму постоянной составляющей, соответствующей усредненному уровню проявляющего изображения, основной гармоники фундаментальной пространственной частоты, соответствующей межстрочному интервалу сканирования, а также высших гармоник фундаментальной частоты. Умножение рисунка документа на фундаментальную частоту проявляющего изображения приводит к одновременным сдвигам его Фурье-образа как в область низких частот, так и в область высоких частот, на величину фундаментальной частоты. Это явление известно как образование комбинационных частот. То же самое происходит при перемножении рисунка на гармонику фундаментальной частоты, при этом величина сдвига равна произведению фундаментальной частоты на номер гармоники. Нужно учитывать, что исходный рисунок также частично проходит через проявляющее изображение в неизменном виде, что соответствует умножению на постоянную составляющую. Поэтому, итоговый Фурье-образ результата наложения представляет собой линейную комбинацию исходного и сдвинутых Фурье-образов рисунка документа. Коэффициенты линейной комбинации при каждом сдвинутом изображении определяются амплитудой соответствующей этому сдвигу гармоники фундаментальной частоты в виртуальном проявляющем изображении.The virtual developing image can be represented as the sum of the constant component corresponding to the average level of the developing image, the fundamental harmonic of the fundamental spatial frequency corresponding to the scanning line spacing, as well as the higher harmonics of the fundamental frequency. The multiplication of the document image by the fundamental frequency of the developing image leads to simultaneous shifts of its Fourier image both to the low frequency region and to the high frequency region, by the value of the fundamental frequency. This phenomenon is known as the formation of combination frequencies. The same happens when the figure is multiplied by the harmonic of the fundamental frequency, while the magnitude of the shift is equal to the product of the fundamental frequency and the number of the harmonic. It should be borne in mind that the original drawing also partially passes through the developing image unchanged, which corresponds to multiplication by a constant component. Therefore, the resulting Fourier transform of the overlay result is a linear combination of the original and shifted Fourier transforms of the document drawing. The linear combination coefficients for each shifted image are determined by the amplitude of the corresponding harmonic of the fundamental frequency in the virtual developing image.

При Фурье-преобразовании цифрового образа, полученного при сканировании, получается ограниченный прямоугольный участок итогового Фурье-образа, размер которого в направлении сканирования равен фундаментальной пространственной частоте, а в перпендикулярном ему направлении равен пространственной частоте расположения приемных площадок в линейной фотоприемной матрице датчика. Такое ограничение является прямым следствием теоремы отсчетов, известной как теорема Найквиста - Шеннона или теорема Котельникова. Частотные координаты в указанном прямоугольном участке итогового Фурье-образа не превышают половины фундаментальной пространственной частоты и половины пространственной частоты расположения приемных площадок в линейной фотоприемной матрице датчика.When the Fourier transform of the digital image obtained during scanning, a limited rectangular section of the final Fourier image is obtained, the size of which in the scanning direction is equal to the fundamental spatial frequency, and in the direction perpendicular to it is equal to the spatial frequency of the location of the receiving areas in the linear photodetector matrix of the sensor. This limitation is a direct consequence of the sampling theorem, known as the Nyquist-Shannon theorem or the Kotelnikov theorem. Frequency coordinates in the specified rectangular section of the final Fourier image do not exceed half the fundamental spatial frequency and half the spatial frequency of the location of the receiving areas in the linear photodetector matrix of the sensor.

В заявленном изобретении, Фурье-преобразование цифрового образа необходимо проводить только для заранее заданной зоны контроля, поскольку в ней находятся контролируемые характерные особенности муара. Это ограничение существенно уменьшает вычислительные затраты. Результат Фурье-преобразования цифрового образа документа в зоне контроля мы будем называть контролируемым Фурье-образом. Характерные особенности муарового изображения проявляются в контролируемом Фурье-образе в виде соответствующих признаков, выражающихся как определенная картина распределения амплитуды спектральных компонентов Фурье-образа на частотной плоскости.In the claimed invention, the Fourier transform of the digital image needs to be performed only for a predetermined control zone, since it contains the controlled characteristics of the moiré. This limitation significantly reduces computational costs. The result of the Fourier transform of the digital image of the document in the control zone will be called the controlled Fourier transform. The characteristic features of the moiré image are manifested in the controlled Fourier image in the form of the corresponding features, expressed as a certain pattern of the distribution of the amplitude of the spectral components of the Fourier image on the frequency plane.

В соответствии с вышесказанным, для проверки на наличие особенностей, характерных для муарового изображения подлинного документа, в заявляемом способе при помощи дискретного Фурье-преобразования вычисляют контролируемый Фурье-образ содержимого цифрового образа проверяемого документа в зоне контроля, проверяют наличие в контролируемом Фурье-образе признаков, соответствующих контролируемым особенностям, и по наличию указанных признаков делают вывод о наличии контролируемых особенностей.In accordance with the above, in order to check for the presence of features characteristic of the moiré image of an original document, in the claimed method, using a discrete Fourier transform, a controlled Fourier image of the contents of a digital image of the document being checked in the control zone is calculated, the presence of signs in the controlled Fourier image is checked, corresponding to the controlled features, and by the presence of these signs, a conclusion is made about the presence of controlled features.

При сложном характере муара, отличающемся от прямых полос равного наклона, расположенных с постоянным периодом, в качестве набора признаков для проверки рассматривается целиком все распределение амплитуды спектральных компонентов Фурье-образа на частотной плоскости, которое должно присутствовать в контролируемом Фурье-образе. В соответствии с этим, предварительно получают цифровой образ подлинного документа для каждого типа и ориентации путем сканирования указанного подлинного документа без перекоса, обеспечивая дискретность в направлении сканирования, в три либо более раз превышающую дискретность контролируемого цифрового образа в направлении сканирования, и выполняют дискретное Фурье-преобразование содержимого этого цифрового образа в зоне контроля с получением эталонного Фурье-образа зоны контроля, а для проверки на наличие признаков, соответствующих контролируемым особенностям, в контролируемом Фурье-образе зоны контроля, с учетом угла перекоса, преобразуют эталонный Фурье-образ зоны контроля для получения целевого Фурье-образа, область пространственных частот которого совпадает с таковой областью контролируемого Фурье-образа, и, по предварительно заданному критерию сходства проводят сравнение распределения амплитуды спектральных компонентов Фурье-образа на частотной плоскости целевого Фурье-образа с таковым распределением контролируемого Фурье-образом зоны контроля, причем при достижении заранее заданной степени сходства делают вывод о наличии признаков, соответствующих контролируемым особенностям, если же заранее заданная степень сходства не достигается, то делают вывод об отсутствии признаков, соответствующих контролируемым особенностям.With a complex character of moiré, which differs from straight stripes of equal slope located with a constant period, the entire distribution of the amplitude of the spectral components of the Fourier image on the frequency plane, which should be present in the controlled Fourier transform, is considered as a set of features for verification. In accordance with this, a digital image of an authentic document for each type and orientation is pre-obtained by scanning the specified original document without skewing, providing a discreteness in the scanning direction, three or more times greater than the discreteness of the monitored digital image in the scanning direction, and performing a discrete Fourier transform the contents of this digital image in the control zone to obtain a reference Fourier image of the control zone, and to check for the presence of signs corresponding to the controlled features, in the controlled Fourier image of the control zone, taking into account the skew angle, the reference Fourier image of the control zone is converted to obtain the target Fourier transform, the area of spatial frequencies of which coincides with that of the controlled Fourier image, and, according to a predetermined similarity criterion, the distribution of the amplitude of the spectral components of the Fourier image on the frequency plane of the target Fourier image is compared with that distribution of the control zone controlled by the Fourier image, and when a predetermined degree of similarity is reached, a conclusion is made about the presence of features corresponding to the controlled features, if a predetermined degree of similarity is not achieved, then a conclusion is made about the absence of features corresponding to the controlled features.

Так как используется дискретное преобразование Фурье, то распределение амплитуды спектральных компонентов Фурье-образа на частотной плоскости есть просто двумерное изображение, состоящее из пикселей. При этом, распределения для контролируемого и целевого Фурье-образов имеют одинаковую размерность, так как области пространственных частот у них совпадают. Для нахождения степени сходства может применяться любой из известных методов нахождения степени сходства изображений, например, вычисление коэффициента корреляции. Превышение некоторого, наперед заданного порогового значения коэффициента корреляции может рассматриваться как достижение заданной степени сходства.Since the discrete Fourier transform is used, the distribution of the amplitude of the spectral components of the Fourier image on the frequency plane is simply a two-dimensional image consisting of pixels. At the same time, the distributions for the controlled and target Fourier images have the same dimension, since their spatial frequency regions coincide. To find the degree of similarity, any of the known methods for finding the degree of similarity of images can be used, for example, calculating the correlation coefficient. Exceeding a certain predetermined threshold value of the correlation coefficient can be considered as achieving a given degree of similarity.

В теории Фурье-преобразования, амплитуда спектрального компонента, соответствующего определенной пространственной частоте, вычисляется как корень квадратный из суммы квадратов действительного и мнимого значений Фурье-образа для этой пространственной частоты. Поэтому, амплитуду спектрального компонента иногда называют модулем комплексной амплитуды этого компонента. Амплитуда спектрального компонента не зависит от фазы муара. Сравнение распределения амплитуды спектральных компонентов Фурье-образа на частотной плоскости целевого Фурье-образа с распределением амплитуды спектральных компонентов контролируемого Фурье-образом зоны контроля, таким образом, выводит из рассмотрения фазу муара. За счет этого, устраняется зависимость результата сравнения от малого начального смещения документа по отношению к положению строк виртуального проявляющего изображения.In Fourier transform theory, the amplitude of the spectral component corresponding to a particular spatial frequency is calculated as the square root of the sum of the squares of the real and imaginary values of the Fourier transform for that spatial frequency. Therefore, the amplitude of a spectral component is sometimes called the modulus of the complex amplitude of that component. The amplitude of the spectral component does not depend on the moiré phase. Comparison of the distribution of the amplitude of the spectral components of the Fourier image on the frequency plane of the target Fourier image with the distribution of the amplitude of the spectral components of the control zone controlled by the Fourier image thus excludes the moiré phase from consideration. Due to this, the dependence of the comparison result on the small initial displacement of the document with respect to the position of the lines of the virtual developing image is eliminated.

Цифровой образ подлинного документа для каждого типа и ориентации получают путем сканирования с дискретностью в направлении сканирования, в три либо более раз превышающую дискретность контролируемого цифрового образа в том же направлении. Отметим, что, в соответствии с теоремой отсчетов, дискретность контролируемого цифрового образа задает наибольшую пространственную частоту в направлении сканирования, равную 1/2 пространственной частоты сканирования строк контролируемого цифрового образа. Увеличение дискретности в три или более раза увеличивает наибольшую пространственную частоту эталонного Фурье-образа до 3/2 пространственной частоты сканирования строк контролируемого цифрового образа. Такое увеличение дискретности сканирования необходимо, чтобы передать муарообразующую структуру рисунка подлинного документа. Оно позволяет выполнить частотный сдвиг эталонного Фурье-образа в сторону меньших частот на величину пространственной частоты сканирования строк контролируемого цифрового образа, что соответствует взаимодействию с первой гармоникой фундаментальной частоты виртуального проявляющего изображения. В результате сдвига, часть сдвинутого Фурье-образа покрывает частотный интервал целевого Фурье-образа. Такое покрытие необходимо, чтобы заполнить целевой Фурье-образ спектральными компонентами, характеризующими муар.A digital image of an original document for each type and orientation is obtained by scanning with a resolution in the scanning direction, three or more times the resolution of the controlled digital image in the same direction. Note that, in accordance with the sampling theorem, the discreteness of the monitored digital image sets the highest spatial frequency in the scanning direction, equal to 1/2 of the spatial frequency of scanning the lines of the monitored digital image. Increasing the discreteness by three or more times increases the highest spatial frequency of the reference Fourier image to 3/2 of the spatial frequency of scanning the lines of the controlled digital image. Such an increase in the scanning resolution is necessary in order to convey the moiré-forming structure of the pattern of the original document. It allows performing a frequency shift of the reference Fourier image towards lower frequencies by the value of the spatial scanning frequency of the lines of the controlled digital image, which corresponds to the interaction with the first harmonic of the fundamental frequency of the virtual developing image. As a result of the shift, a part of the shifted Fourier transform covers the frequency interval of the target Fourier transform. Such coverage is necessary to fill the target Fourier transform with spectral components characterizing moiré.

Чем выше дискретность в направлении сканирования, тем более точное представление подлинного документа в целевом Фурье-образе может быть получено. Так, при увеличении дискретности в пять раз по отношению к дискретности контролируемого цифрового образа, для формирования целевого Фурье-образа могут использоваться результаты взаимодействия не только с первой, но и второй гармониками фундаментальной частоты. Дискретность в направлении, перпендикулярном направлению сканирования, необходимо обеспечивать приблизительно равной дискретности в направлении сканирования, чтобы устойчиво передавать структуру тонких муарообразующих линий и соответствующие им пространственные частоты. Для сканирования с высокой дискретностью могут применяться сканеры оригиналов, применяемые в издательско-полиграфической деятельности. Поскольку необходимо получить изображение высокой дискретности только для зоны контроля, в качестве цифрового образа подлинного документа может применяться микрофотография зоны контроля, полученная при помощи микроскопа, имеющего малый уровень дисторсии.The higher the resolution in the scanning direction, the more accurate representation of the original document in the target Fourier transform can be obtained. So, with an increase in the discreteness five times in relation to the discreteness of the controlled digital image, the results of interaction not only with the first, but also the second harmonics of the fundamental frequency can be used to form the target Fourier image. The discreteness in the direction perpendicular to the scanning direction must be provided with approximately equal resolution in the scanning direction in order to stably transmit the structure of thin moiré-forming lines and the spatial frequencies corresponding to them. Scanners of originals used in publishing and printing activities can be used for scanning with high resolution. Since it is necessary to obtain a high resolution image only for the inspection zone, a micrograph of the inspection zone obtained using a microscope with a low distortion level can be used as a digital image of a genuine document.

В одной из возможных реализаций, для получения целевого Фурье-образа, получают повернутый Фурье-образ путем поворота эталонного Фурье-образа на угол перекоса, получают, по меньшей мере, один сдвинутый Фурье-образ путем сдвига повернутого Фурье-образа вдоль оси, соответствующей направлению сканирования, на величину, кратную пространственной частоте сканирования, определяемой шагом строк цифрового образа, и вычисляют линейную комбинацию повернутого Фурье-образа и, по меньшей мере, одного сдвинутого Фурье-образа согласно заранее заданным коэффициентам линейной комбинации, после чего из указанной линейной комбинации выделяют область пространственных частот, по размерам совпадающую с областью пространственных частот контролируемого Фурье-образа, и используют ее как целевой Фурье-образ.In one of the possible implementations, to obtain the target Fourier transform, a rotated Fourier transform is obtained by rotating the reference Fourier transform by a skew angle, at least one shifted Fourier transform is obtained by shifting the rotated Fourier transform along the axis corresponding to the direction scanning, by an amount that is a multiple of the spatial scanning frequency determined by the pitch of the lines of the digital image, and a linear combination of the rotated Fourier transform and at least one shifted Fourier transform is calculated according to the predetermined linear combination coefficients, after which a region is extracted from the specified linear combination spatial frequencies, the size of which coincides with the area of spatial frequencies of the controlled Fourier transform, and use it as a target Fourier transform.

Эта реализация повторяет ранее описанный процесс формирования Фурье-образа муара при наложении виртуального проявляющего изображения на рисунок документа. Получаемый целевой Фурье-образ, таким образом, должен быть близок к контролируемому Фурье образу, если, конечно, рисунки заведомо подлинного документа и проверяемого документа в пределах зоны контроля оказываются близкими. Коэффициенты линейной комбинации могут быть найдены на основе исследования экспериментального исследования аппаратной функции линейного датчика, которая определяет пространственное распределение яркости виртуального проявляющего изображения и гармонический состав его Фурье-образа. Методы исследования аппаратной функции датчика изображения хорошо известны специалистам. Для малых коэффициентов линейной комбинации, не оказывающих существенного влияния на результат сравнения степени сходства, соответствующие сдвинутые Фурье-образы следует исключить из линейной комбинации с целью упрощения вычислений. Также, следует исключить те сдвинутые Фурье-образы, которые сдвигаются на большую величину и из-за этого не вносят вклада при выделении целевого Фурье-образ.This implementation repeats the previously described process of forming a Fourier image of a moiré by superimposing a virtual developing image on a document drawing. The resulting target Fourier transform, thus, should be close to the controlled Fourier image, if, of course, the drawings of the obviously genuine document and the checked document within the control zone turn out to be close. The linear combination coefficients can be found on the basis of an experimental study of the apparatus function of a linear sensor, which determines the spatial distribution of the brightness of the virtual developing image and the harmonic composition of its Fourier image. Methods for studying the hardware function of an image sensor are well known to those skilled in the art. For small coefficients of the linear combination that do not significantly affect the result of comparing the degree of similarity, the corresponding shifted Fourier transforms should be excluded from the linear combination in order to simplify the calculations. Also, you should exclude those shifted Fourier transforms that are shifted by a large amount and, because of this, do not contribute to the selection of the target Fourier transform.

Чтобы обеспечить наивысшую скорость вычислений, для получения Фурье-образов очевидным решением будет использовать алгоритм быстрого дискретного преобразования Фурье, хорошо известный специалистам в области обработки изображений. Имеется дополнительная возможность сокращения вычислительных затрат, выполняемых во время проверки подлинности. Вычислительные манипуляции с Фурье-образом подлинной банкноты, включающие поворот, сдвиг, линейную комбинацию и выделение целевого Фурье-образа, можно провести заблаговременно для широкого набора возможных углов, и сохранить набор полученных результатов в качестве заготовок. Во время проверки подлинности из этого набора будет необходимо извлечь заготовку, соответствующую углу, наиболее близкому к измеренному углу перекоса проверяемого документа, и использовать его в качестве целевого Фурье-образа для сравнения.To provide the fastest computational speed, the obvious solution for obtaining Fourier transforms is to use the Fast Discrete Fourier Transform algorithm, which is well known to specialists in the field of image processing. There is an additional option to reduce the computational overhead performed during authentication. Computational manipulations with the Fourier transform of a genuine banknote, including rotation, shift, linear combination and target Fourier transform extraction, can be performed in advance for a wide range of possible angles, and the set of obtained results can be saved as blanks. During authentication, from this set, it will be necessary to extract the blank corresponding to the angle closest to the measured skew angle of the document being checked, and use it as a target Fourier transform for comparison.

Достаточно распространенным является случай, когда муарообразующие элементы в зоне контроля имеют периодическое или почти периодическое расположение. Эталонный Фурье-образ такой зоны контроля характеризуется повышенными значениями амплитуды спектральных компонентов в одной либо нескольких компактных областях и малыми значениями амплитуды вне названных областей. Такие компактные области мы будем называть областями концентрации мощности. Расположение этих областей на частотной плоскости определяется периодом муарообразующих элементов, а размер областей соответствует отклонениям от периодичности. Как правило, имеется одна доминантная область, пространственная частота центра которой соответствует периоду муарообразующих элементов, и множество вторичных областей, соответствующих гармоникам указанной частоты. Для такого эталонного Фурье-образа можно использовать преобразование в целевой Фурье-образ с использованием поворота, смещения и линейной комбинации, как было описано ранее. Однако можно значительно уменьшить сложность вычислительной обработки, если вместо операций с Фурье-образами производить операции поворота и смещения известных координат областей концентрации мощности. Для этого в качестве признака, соответствующего контролируемой особенности, используется превышение заданного уровня амплитуды контролируемого Фурье-образа в по меньшей мере одной характерной области на частотной плоскости, причем, размер и расположение характерной области на частотной плоскости вычисляются на основе угла перекоса по заранее заданному алгоритму.A fairly common case is when the moiré-forming elements in the control zone have a periodic or almost periodic arrangement. The reference Fourier transform of such a control zone is characterized by increased values of the amplitude of the spectral components in one or several compact regions and small values of the amplitude outside the named regions. We will refer to such compact areas as power concentration areas. The location of these regions on the frequency plane is determined by the period of the moiré-forming elements, and the size of the regions corresponds to deviations from the periodicity. As a rule, there is one dominant region, the spatial frequency of the center of which corresponds to the period of the moiré-forming elements, and many secondary regions corresponding to the harmonics of the indicated frequency. For such a reference Fourier transform, a target Fourier transform using rotation, displacement and linear combination can be used as previously described. However, the complexity of computational processing can be significantly reduced if, instead of operations with Fourier transforms, operations of rotation and displacement of the known coordinates of the power concentration regions are performed. For this, as a feature corresponding to the monitored feature, the excess of the specified amplitude level of the monitored Fourier image in at least one characteristic region on the frequency plane is used, and the size and location of the characteristic region on the frequency plane are calculated based on the skew angle according to a predetermined algorithm.

Превышение заданного уровня амплитуды может определяться различными способами. Для сравнения может применяться пиковое, среднее или же среднеквадратичное значение амплитуды в характерной области. Алгоритм для вычисления положения и размера характерной области опирается на заранее известное расположение центра области концентрации мощности в эталонном Фурье-образе и выполняет последовательность поворота в соответствии с углом перекоса и сдвига на величину, кратную частоте сканирования строк контролируемого цифрового образа.Exceeding the specified amplitude level can be determined in various ways. For comparison, the peak, average or rms value of the amplitude in the characteristic area can be used. The algorithm for calculating the position and size of the characteristic area relies on the previously known location of the center of the power concentration area in the reference Fourier transform and performs a rotation sequence in accordance with the skew and shift angle by an amount multiple of the scan frequency of the lines of the controlled digital image.

Положение областей концентрации мощности можно получать непосредственно из эталонного Фурье-образа. Однако во многих случаях их можно вычислить без получения самого эталонного Фурье-образа, только на основании ручного обмера периода муарообразующих элементов в рисунке подлинного документа, наблюдаемого под микроскопом. Это позволяет избежать процедуры сканирования подлинного документа с высоким разрешением, которая требует применения сложного оборудования.The position of the power concentration regions can be obtained directly from the reference Fourier transform. However, in many cases, they can be calculated without obtaining the reference Fourier image itself, only on the basis of manual measurement of the period of moiré-forming elements in the drawing of a genuine document, observed under a microscope. This avoids the need for sophisticated equipment to scan an original document at high resolution.

В одной из реализаций заявленного изобретения, межстрочный шаг, по мере сканирования, изменяют на величину, ограниченную заранее определенными пределами, и учитывают это изменение в ходе проверки на наличие контролируемых особенностей. Изменение межстрочного шага в одной или нескольких последовательных строках вызывает изменение фазы муара, а изменение межстрочного шага в соседних группах строк вызывает изменение частоты муара. Оба вида изменения могут быть обнаружены при анализе цифрового образа проверяемого документа и соотнесены с произведенным изменением межстрочного шага. В результате, может быть определено, насколько отклик параметров муара, таких как фаза и пространственная частота, на изменение межстрочного шага, соответствует ожидаемой для подлинного документа. Это позволяет дополнительно обнаружить имитацию муарового изображения, выполненную фальшивомонетчиками при помощи полутоновой печати.In one of the implementations of the claimed invention, the line spacing, as scanned, is changed by a value limited to predetermined limits, and this change is taken into account during the check for the presence of monitored features. A change in the interline pitch in one or more consecutive lines causes a change in the moiré phase, and a change in the interline pitch in adjacent groups of lines causes a change in the moiré frequency. Both types of changes can be detected by analyzing the digital image of the checked document and correlated with the change in the line spacing made. As a result, it can be determined to what extent the response of moiré parameters, such as phase and spatial frequency, to a change in line pitch is as expected for an authentic document. This makes it possible to additionally detect the imitation of the moiré image made by counterfeiters using halftone printing.

Как было выяснено авторами в ходе экспериментов, муаровое изображение, полученное в соответствии с заявляемым способом, несет информацию о толщине и неразрывности тонких линий рисунка документа. Когда тонколинейная структура содержит группу параллельных отрезков, расположенных на равном расстоянии, то муаровая структура также представляет собой группу отрезков, расположенных на равном расстоянии. Угол, под которым направлены отрезки в муаровой структуре, и пространственная частота муара определяются направлением и пространственной частотой отрезков рисунка и углом перекоса документа. Важно, что между толщиной и пространственным периодом отрезков в муаровом изображении, соблюдается приблизительно то же самое отношение, что и между толщиной и пространственным периодом отрезков в рисунке документа. Точность соблюдения этого отношения тем выше, чем уже прозрачные полосы в виртуальном проявляющем изображении. Это позволяет измерить толщину линий в рисунке, опираясь на параметры муара. Кроме того, муар отражает неразрывность линий на рисунке. Для неразрывных линий поперечный профиль яркости муара, измеренный по направлению перпендикулярно линиям муара, имеет характерную форму, которая определяется межстрочным шагом смещения поля зрения датчика вдоль документа и размером области на документе, с которой датчик получает излучение в ходе сканирования одной строки. Однако если линии рисунка на документе имеют разрывы и/или существенную модуляцию толщины, то поперечный профиль яркости муара становится значительно более пологим, а продольный профиль яркости вдоль линии муара становится неравномерным. По этим отличиям можно судить о неразрывности линий и постоянстве их толщины.As it was found out by the authors in the course of experiments, the moiré image obtained in accordance with the claimed method carries information about the thickness and continuity of thin lines of the document drawing. When a thin-line structure contains a group of parallel segments located at an equal distance, then a moiré structure is also a group of segments located at an equal distance. The angle at which the segments in the moiré pattern are directed and the spatial frequency of the moiré are determined by the direction and spatial frequency of the segments in the pattern and the skew angle of the document. It is important that between the thickness and the spatial period of the segments in the moiré image, approximately the same relationship is observed as between the thickness and the spatial period of the segments in the drawing of the document. The narrower the transparent stripes in the virtual developing image, the higher the accuracy of this relationship. This allows you to measure the thickness of the lines in the drawing based on the moiré parameters. In addition, moiré reflects the continuity of the lines in the drawing. For continuous lines, the transverse profile of the brightness of the moiré, measured in the direction perpendicular to the moiré lines, has a characteristic shape, which is determined by the line pitch of the sensor's field of view along the document and the size of the area on the document from which the sensor receives radiation during scanning one line. However, if the lines of the drawing on the document have discontinuities and / or significant modulation of thickness, then the transverse profile of the moiré luminance becomes significantly flatter, and the longitudinal profile of the luminance along the moire line becomes uneven. By these differences, one can judge the continuity of the lines and the constancy of their thickness.

В возможной реализации заявленного способа, в ходе проверки на наличие контролируемых особенностей, проверяют выполнение заранее заданного критерия, говорящего о наличии контролируемой особенности и основанного на оценке толщины линий печатного изображения на поверхности документа. Проверка может быть реализована, в частности, за счет того, что зону контроля заранее определяют таким образом, чтобы в ней в цифровом образе подлинного документа заданного типа и заданной ориентации содержалось множество параллельных отрезков, отстоящих друг от друга на одинаковые расстояния, так что они задают вектор пространственной частоты отрезков, а в ходе проверки на наличие контролируемых особенностей находят вектор пространственной частоты муара на основе вектора пространственной частоты отрезков и угла перекоса, при помощи дискретного Фурье-преобразования вычисляют контролируемый Фурье-образ содержимого цифрового образа проверяемого документа в зоне контроля, и проверяют выполнение заранее заданного критерия с использованием распределения значений контролируемого Фурье-образа вдоль прямой линии, проходящей через начальную точку на частотной плоскости в направлении вектора пространственной частоты муара.In a possible implementation of the claimed method, in the course of checking for the presence of controlled features, the fulfillment of a predetermined criterion is checked, indicating the presence of a controlled feature and based on an assessment of the thickness of the lines of the printed image on the surface of the document. Verification can be implemented, in particular, due to the fact that the inspection zone is predetermined in such a way that it contains a plurality of parallel segments spaced equal to each other in the digital image of a genuine document of a given type and a given orientation, so that they define the vector of the spatial frequency of the segments, and during the check for the presence of controlled features, the vector of the spatial frequency of the moiré is found based on the vector of the spatial frequency of the segments and the skew angle, using a discrete Fourier transform, the controlled Fourier image of the contents of the digital image of the document being checked in the control zone is calculated, and fulfillment of a predetermined criterion using the distribution of the values of the controlled Fourier image along a straight line passing through the starting point on the frequency plane in the direction of the vector of the spatial moiré frequency.

Эта проверка основана на том, что муар, порождаемый множеством параллельных отрезков, отстоящих друг от друга на одинаковые расстояния, сам состоит из периодически расположенных отрезков. Фурье-образ такого муара, представляет собой набор характерных областей с повышенной амплитудой, расположенных вдоль прямой линии, проходящей через начальную точку на частотной плоскости в направлении вектора пространственной частоты муара. Характерные области располагаются вдоль прямой с шагом, равным пространственной частоте муара. Порядок следования характерных областей здесь нумеруется с нуля от начала координат, так что нулевая область соответствует постоянной составляющей, первая область соответствует пространственной частоте муара, а вторая соответствует удвоенной пространственной частоте муара и так далее.This check is based on the fact that the moiré generated by a set of parallel segments spaced at equal distances from each other itself consists of periodically spaced segments. The Fourier transform of such a moiré is a set of characteristic regions with increased amplitude located along a straight line passing through the starting point on the frequency plane in the direction of the spatial moiré frequency vector. The characteristic regions are located along a straight line with a step equal to the spatial frequency of the moiré. The order of the characteristic regions is here numbered from zero from the origin, so that the zero region corresponds to the constant component, the first region corresponds to the spatial moiré frequency, and the second corresponds to twice the spatial moiré frequency, and so on.

Вектор пространственной частоты муара может быть найден на основе положения первой характерной области. Ранее был описан способ вычисления положения характерной области на основе известного местоположения области концентрации мощности эталонного Фурье-образа. В применении к пространственной частоте муара, в эталонном Фурье-образе заранее выбирают область концентрации мощности, которая при взаимодействии с виртуальным проявляющим изображением переходит в первую характерную область. Для вычисления положения характерной области, к координатам компактной области применяют поворот на угол перекоса и смещение в сторону меньших частот на вектор, кратный фундаментальной пространственной частоте.The spatial moire frequency vector can be found based on the position of the first characteristic region. A method for calculating the position of the representative area based on the known location of the power concentration area of the reference Fourier transform has been described previously. As applied to the spatial frequency of moiré, in the reference Fourier transform, a power concentration region is preselected, which, when interacting with a virtual developing image, passes into the first characteristic region. To calculate the position of the characteristic region, the coordinates of the compact region are rotated by a skew angle and shifted towards lower frequencies by a vector that is a multiple of the fundamental spatial frequency.

Значения контролируемого Фурье-образа вдоль указанной прямой линии характеризуют толщину муарообразующих отрезков, как будет детально описано далее. В частности, чем тоньше муарообразующий отрезок по отношению к периоду расположения этих отрезков, тем выше амплитуды Фурье-образа во второй и последующих характерных областях. В качестве критерия может быть использовано превышение амплитуды контролируемого Фурье-образа во второй характерной области над некоторым заранее заданным порогом. В качестве альтернативного критерия можно рассматривать превышение отношения амплитуд во второй и в первой характерных областях над заранее заданным пороговым значением. Выполнение критерия указывает на то, что толщина муарообразующих отрезков в зоне контроля проверяемого документа оказывается не более той, которая характерна для подлинного документа.The values of the monitored Fourier transform along the specified straight line characterize the thickness of the moiré-forming segments, as will be described in detail below. In particular, the thinner the moiré-forming segment with respect to the period of the location of these segments, the higher the amplitudes of the Fourier transform in the second and subsequent characteristic regions. As a criterion, the excess of the amplitude of the controlled Fourier image in the second characteristic region over some predetermined threshold can be used. As an alternative criterion, one can consider the excess of the ratio of amplitudes in the second and in the first characteristic regions over a predetermined threshold value. The fulfillment of the criterion indicates that the thickness of the moiré-forming segments in the control zone of the checked document turns out to be no more than that characteristic of the original document.

На Фиг. 1 показана схема переноса изображения с поверхности документа на приемную площадку линейного датчика изображения.FIG. 1 shows a diagram of transferring an image from a document surface to a receiving area of a linear image sensor.

На Фиг. 2 изображено формирование виртуального проявляющего изображения в ходе сканирования строк.FIG. 2 shows the formation of a virtual developing image during line scanning.

Фиг. 3 иллюстрирует образование муара между группой параллельных отрезков, отстоящих друг от друга на одинаковое расстояние, и виртуальным проявляющим изображением.FIG. 3 illustrates the formation of moiré between a group of parallel equally spaced segments and a virtual developing image.

На Фиг. 4 тот же процесс образования муара показан с помощью двухмерного Фурье-преобразования.FIG. 4, the same process of moiré formation is shown using a two-dimensional Fourier transform.

Фиг. 5 показывает влияние угла перекоса на образование муара.FIG. 5 shows the effect of skew angle on moiré formation.

На Фиг. 6 проиллюстрированы ограничения образования муара, связанные с углом перекоса.FIG. 6 illustrates the skew angle limitations of moiré formation.

На Фиг. 7 изображен процесс образование муара между группой параллельных отрезков, отстоящих друг от друга на одинаковое расстояние, и виртуальным проявляющим изображением, в котором по контролируемому Фурье-образу можно судить о толщине отрезков.FIG. 7 shows the process of formation of a moiré between a group of parallel segments spaced at the same distance from each other and a virtual developing image, in which the thickness of the segments can be judged by the controlled Fourier image.

На Фиг. 8 показана блок-схема процесса проверки банкноты.FIG. 8 shows a flowchart of a banknote verification process.

На Фиг. 9 и Фиг. 10 изображены блок-схемы дополнительной проверки банкноты в соответствии с первым и вторым вариантами реализации, соответственно.FIG. 9 and FIG. 10 shows a block diagram of an additional check of a banknote in accordance with the first and second embodiments, respectively.

Практическая реализация заявленного изобретения предназначена для применения в счетно-сортировальной машине для обработки банкнот. Эта машина имеет подающий карман, механизм с банкнотопроводным трактом и системой элементов для перенаправления банкнот, набор датчиков, размещенных в тракте, контроллер и несколько приемных карманов. Контроллер используется для управления механизмом, сбором информации с датчиков, а также анализом этой информации для подтверждения подлинности и принятия решения о направлении банкноты в тот или иной карман. Банкноты помещаются пользователем в приемный карман. По команде пользователя контроллер запускает механизм, вследствие чего банкноты слистываются из подающего кармана и мимо датчиков проходят по тракту. Элементы для перенаправления, управляемые контроллером в соответствии с результатами подтверждения подлинности банкнот, направляют каждую банкноту в тот или иной приемный карман.The practical implementation of the claimed invention is intended for use in a counting and sorting machine for processing banknotes. This machine has a feeding pocket, a mechanism with a banknote path and a system of elements for redirecting banknotes, a set of sensors located in the path, a controller and several receiving pockets. The controller is used to control the mechanism, collect information from sensors, and analyze this information to confirm the authenticity and make a decision on the direction of the banknote in one or another pocket. The banknotes are placed by the user in a receiving pocket. At the command of the user, the controller starts the mechanism, as a result of which the banknotes are folded from the feeding pocket and pass by the sensors along the path. The redirecting elements, controlled by the controller according to the results of the validation of the banknotes, route each banknote to a particular acceptance pocket.

В практической реализации используется линейный контактный датчик изображения, сходный с серийно выпускаемыми датчиками, которые обычно применяются в сканерах и счетно-сортировальных машинах. Контактный датчик содержит импульсную светодиодную осветительную систему, которая обеспечивает равномерное освещение сканируемой области документа красным, синим и зеленым светом. Перенос изображения с поверхности документа на приемную площадку 5 линейного датчика изображения показан на Фиг. 1. Оптическая система датчика содержит линейный массив объективов 1, расположенных в один ряд вплотную друг к другу. Объектив 1 обеспечивает формирование неперевернутого изображения с увеличением Г=1. Он реализован в виде градиентной линзы диаметром D=300 мкм (диаметр линзы совпадает с апертурой), имеющей угол приема излучения θ=12° и рабочий отрезок Х0=2,8 мм. Эти параметры соответствуют широко используемому типоразмеру массивов объективов, выпускаемых разными производителями. Например, к этому типоразмеру относится массив градиентных линз типа Selfoc Lens Array модели EG 12. Угол θ достаточно велик для того, чтобы излучение попадало на приемную площадку 5, проходя одновременно через четыре соседних объектива 1. На практике, при изменении параметров этих объективов, их количество меняется от 3 до 5 в зависимости от сочетания их апертуры D, рабочего отрезка Х0 и угла приема излучения θ.In practical implementation, a linear contact image sensor is used, similar to the commercially available sensors that are commonly used in scanners and counting and sorting machines. The contact sensor contains a pulsed LED lighting system that provides uniform illumination of the scanned area of the document with red, blue and green light. The transfer of the image from the surface of the document to the receiving area 5 of the linear image sensor is shown in FIG. 1. The optical system of the sensor contains a linear array of objectives 1, located in one row close to each other. Objective 1 provides the formation of a non-inverted image with a magnification of Г = 1. It is implemented in the form of a gradient lens with a diameter of D = 300 μm (the diameter of the lens coincides with the aperture), having a radiation reception angle θ = 12 ° and a working distance X 0 = 2.8 mm. These parameters are based on commonly used lens arrays from various manufacturers. For example, this standard size includes an array of gradient lenses of the Selfoc Lens Array, model EG 12. The angle θ is large enough for the radiation to hit the receiving area 5, passing simultaneously through four adjacent lenses 1. In practice, when the parameters of these lenses change, their the number varies from 3 to 5 depending on the combination of their aperture D, the working distance X 0 and the angle of radiation reception θ.

Группа из четырех объективов 1 обеспечивает перенос энергии излучения с элементарного пятна в положениях 2-4 на поверхности документа на приемную площадку 5. Мы называем пятно элементарным, чтобы показать, что оно сопряжено с приемной площадкой 5 фотоприемного элемента датчика. Пятно в положении 2 показано для указания положения документа, соответствующего наилучшей фокусировке, а пятно в положении 3 и 4 соответствует крайним допустимым положениям документа по отношению к контактному датчику изображения в пределах глубины резкости Df=1 мм. Значение необходимой глубины резкости определяется возможностью смещения поверхности документа в направлениях к датчику и от датчика при работе машины. Так как энергия с площади элементарного пятна в положениях 2-4 собирается на приемной площадке 5 заданного размера, то удобно рассматривать работу группы объективов в обратном ходе лучей, то есть от приемной площадки к документу.A group of four objectives 1 provides the transfer of radiation energy from an elementary spot at positions 2-4 on the document surface to the receiving area 5. We call the spot elementary to show that it is coupled with the receiving area 5 of the photodetector element of the sensor. The spot at position 2 is shown to indicate the position of the document corresponding to the best focusing, and the spot at positions 3 and 4 corresponds to the extreme permissible positions of the document with respect to the contact image sensor within the depth of field D f = 1 mm. The value of the required depth of field is determined by the possibility of displacement of the document surface in the directions towards the sensor and away from the sensor during machine operation. Since the energy from the area of an elementary spot in positions 2-4 is collected on the receiving platform 5 of a given size, it is convenient to consider the operation of a group of lenses in the reverse path of the rays, that is, from the receiving platform to the document.

Размер А приемной площадки 5, измеряемый в направлении сканирования (перпендикулярно оси расположения приемных площадок), выбирается по возможности малого размера и близким к размеру минимального пятна рассеяния объектива 1. Минимизация размера А необходима, чтобы получить наименьший размер пятна в направлении сканирования в положениях 2-4, что обеспечивает минимальную ширину прозрачных полос виртуального проявляющего изображения. При этом должен обеспечиваться уровень фоточувствительности, необходимый для работы датчика на наибольшей скорости сканирования. Для современной технологии фотоприемных элементов и градиентных линз, оптимальный выбор размера А приемной площадки 5 составляет 40-55 мкм.The size A of the receiving area 5, measured in the scanning direction (perpendicular to the axis of the location of the receiving areas), is chosen as small as possible and close to the size of the minimum scattering spot of the objective 1. Minimization of the size A is necessary to obtain the smallest spot size in the scanning direction in positions 2- 4, which ensures the minimum width of the transparent stripes of the virtual developing image. In this case, the level of photosensitivity required for the sensor to operate at the highest scanning speed must be ensured. For modern technology of photodetector elements and gradient lenses, the optimal choice of the size A of the receiving area 5 is 40-55 microns.

Пучок излучения 6 имеет перетяжку в положении наилучшей фокусировки, соответствующую пятну 2. Пучок 6 вдали от перетяжки имеет ассиметричное поперечное сечение с соотношением сторон 1:4. Однако в области перетяжки, т.е. в положении 2 пятно является, как показывает опыт, практически круглым, несмотря на большую асимметрию пучка 6. Сужения пятна в направлении, перпендикулярном направлению сканирования, которого можно было бы ожидать из соображений дифракционной оптики, не происходит. Это связано, скорее всего, с тем, что длины различных объективов имеют значительные различия, превышающие длину волны излучения, что не позволяет рассматривать группу объективов как согласованно работающий единый дифракционно-ограниченный объектив с сильно вытянутой асимметричной апертурой. Размер Wmin пятна в положении 2 в направлении сканирования определяется размером приемной площадки 5 и диаметром минимального пятна рассеяния. На этот размер влияют как дифракция на оправе, так и аберрации. Как показывает опыт, для рассматриваемого типоразмера массива объективов, значение Wmin не превышает примерно 65-80 мкм.Radiation beam 6 has a waist in the best focusing position corresponding to spot 2. Beam 6 far from the waist has an asymmetric cross-section with an aspect ratio of 1: 4. However, in the area of constriction, i.e. in position 2, the spot is, as experience shows, practically round, in spite of the large asymmetry of the beam 6. The narrowing of the spot in the direction perpendicular to the scanning direction, which could be expected from considerations of diffractive optics, does not occur. This is most likely due to the fact that the lengths of different lenses have significant differences that exceed the radiation wavelength, which does not allow considering a group of lenses as a coordinated working single diffraction-limited lens with a highly elongated asymmetric aperture. The spot size Wmin at position 2 in the scanning direction is determined by the size of the receiving area 5 and the diameter of the minimum scattering spot. This size is influenced by both frame diffraction and aberration. Experience shows that for the considered standard size of the lens array, the W min value does not exceed approximately 65-80 μm.

В уровне техники асимметрия пучка массива градиентных линз и связанная с этим зависимость размера пятна от расстояния до положения наилучшей фокусировки обсуждаются в патенте США US 5450157 (опубл. 12.09.1995 г., МПК G02B 3/00). Однако в этом патенте асимметрия рассматривается как недостаток при обеспечении энергетической освещенности приемника, а для ее устранения предлагается увеличить количество параллельных рядов градиентных линз. Увеличение количества параллельных рядов градиентных линз приводит к увеличению размера пятна, находящегося вдали от перетяжки, измеряемого в направлении сканирования. В контексте заявленного изобретения, это противоположно желаемому эффекту сужения пятна. Указанный патент имеет информативное значение, так как содержит обоснованную методику расчета параметров пучка.In the prior art, the asymmetry of the beam of an array of gradient lenses and the associated dependence of the spot size on the distance to the best focusing position is discussed in US Pat. No. 5,450,157 (publ. 09/12/1995, IPC G02B 3/00). However, in this patent asymmetry is considered as a disadvantage in providing the radiant illumination of the receiver, and in order to eliminate it, it is proposed to increase the number of parallel rows of gradient lenses. An increase in the number of parallel rows of gradient lenses leads to an increase in the spot size far from the waist, measured in the scanning direction. In the context of the claimed invention, this is the opposite of the desired spot narrowing effect. The specified patent has informative value, since it contains a well-founded method for calculating the beam parameters.

Положения 3 и 4 пятна находятся в дальней зоне по отношению к перетяжке пучка и их размер в направлении сканирования определяется, по большей части, геометрическим ходом лучей. Исходя из геометрического хода лучей и увеличения Г=1, можно приблизительно представить этот размер как

Figure 00000001
Таким образом, при указанном выше интервале оптимальных размеров приемной площадки величина Wmax находится в интервале 94-109 мкм.Positions 3 and 4 of the spot are in the far zone with respect to the beam waist and their size in the scanning direction is determined, for the most part, by the geometric path of the beams. Based on the geometric path of the rays and the increase in Г = 1, this size can be approximately represented as
Figure 00000001
Thus, with the above range of optimal sizes of the receiving area, the value of W max is in the range of 94-109 microns.

В направлении, перпендикулярном направлению сканирования, размер Lmax элементарного пятна в положениях 3 и 4 значительно превышает размер Wmax в направлении сканирования. Это связано с асимметрией поперечного сечения пучка 6 с соотношением сторон 1:4.In the direction perpendicular to the scanning direction, the size L max of the elementary spot at positions 3 and 4 is significantly greater than the size W max in the scanning direction. This is due to the asymmetry of the cross section of the beam 6 with an aspect ratio of 1: 4.

Для сканирования, импульс питания осветительной системы подают одновременно на все светодиоды красного, синего и зеленого цвета. За счет высокой освещенности в импульсе его требуемая длительность оказывается достаточно малой, так что за время импульса документ смещается не более чем на а=10 мкм. В результате, протяженность области регистрации W на документе, из которой датчик получает излучение, регистрируемое в ходе сканирования отдельной строки, не превышает значения а+Wmax, то есть 104-119 мкм.For scanning, a power pulse of the lighting system is applied simultaneously to all red, blue and green LEDs. Due to the high illumination in the pulse, its required duration turns out to be sufficiently short, so that during the pulse the document is displaced by no more than a = 10 μm. As a result, the length of the registration area W on the document, from which the sensor receives the radiation recorded during the scanning of a single line, does not exceed the value of a + W max , that is, 104-119 μm.

Дискретность в направлении сканирования определяется синхронизацией сканирования отдельных строк с перемещением защищенного документа, и обеспечивается контроллером машины в соответствии с сигналами, получаемыми от датчика движения механизма. Эта дискретность может выбираться за счет настройки момента выдачи сигнала на сканирование отдельной строки в контроллере по отношению к сигналам от датчика движения. Дискретность в перпендикулярном направлении определяется шагом приемных площадок фотоприемной матрицы датчика. Значения дискретности в каждом из указанных направлений могут быть выбраны независимым образом в интервале 100-200 dpi. Однако для простоты описания, в описываемой реализации дискретность в обоих направлениях равна 150 dpi. Она соответствует межстрочному интервалу сканирования S и шагу приемных площадок фотоприемной матрицы, каждый из которых равен 169 мкм.The resolution in the scanning direction is determined by the synchronization of the scanning of individual lines with the movement of the protected document, and is provided by the machine controller in accordance with the signals received from the movement sensor of the mechanism. This discreteness can be selected by setting the moment of issuing a signal to scan a separate line in the controller in relation to the signals from the motion sensor. Discreteness in the perpendicular direction is determined by the step of the receiving areas of the sensor's photodetector matrix. The discreteness values in each of the indicated directions can be selected independently in the range of 100-200 dpi. However, for simplicity of description, in the described implementation, the resolution in both directions is equal to 150 dpi. It corresponds to the scanning line spacing S and the step of the receiving areas of the photodetector matrix, each of which is equal to 169 μm.

В защищенные документы часто вводят муарообразующие поля, которые специально рассчитывают для создания муара при сканировании на офисных сканерах. Такие сканеры обычно имеют дискретность из ряда значений 1200dpi, 600 dpi, 300 dpi, где смежные значения дискретности отличаются в 2 раза. При дискретности 150 dpi, которая является продолжением этого ряда, вероятность образования муара при сканировании защищенного документа также оказывается достаточно высокой.Moiré-forming fields are often introduced into secure documents, which are specially calculated to create moiré when scanned on office scanners. Such scanners usually have a resolution from a range of values of 1200dpi, 600 dpi, 300 dpi, where adjacent values of resolution differ by 2 times. With a resolution of 150 dpi, which is a continuation of this series, the likelihood of moiré formation when scanning a security document is also quite high.

Многие производители линейных фотоприемных матриц делают их адаптируемыми к различным значениям дискретности. Для этого приемные площадки делают соответствующими наивысшему применяемому значению дискретности, а для получения меньших значений дискретности электрически соединяют соседние приемные площадки в группы и используют каждую группу для регистрации одного пикселя строки. Так, например, для дискретности, равной 600 dpi, делают размер квадратной приемной площадки матрицы равным примерно 40 мкм и располагают их с шагом 42,33 мкм вдоль прямой линии. Для получения дискретности 300 dpi объединяют соседние приемные площадки в группы по две, для получения дискретности 150 dpi приемные площадки объединяют в группы по четыре. В описываемой реализации используется именно такая матрица, используемая в режиме объединения по четыре площадки в группе.Many manufacturers of linear photodetector arrays make them adaptable to different discreteness values. To do this, the receiving sites are made corresponding to the highest applied discreteness value, and to obtain smaller discreteness values, neighboring receiving sites are electrically connected into groups and each group is used to register one pixel of a row. So, for example, for a resolution of 600 dpi, the size of the square receiving area of the matrix is made equal to about 40 microns and they are placed with a pitch of 42.33 microns along a straight line. To obtain a resolution of 300 dpi, adjacent receiving areas are combined into groups of two; to obtain a resolution of 150 dpi, the receiving areas are combined into groups of four. In the described implementation, just such a matrix is used, used in the mode of combining four sites in a group.

Межстрочный шаг смещения проверяемого документа S=169 мкм относительно датчика превышает протяженность области регистрации на документе W=104 мкм, из которой датчик получает излучение, регистрируемое в ходе сканирования отдельной строки, используемой для получения цифрового образа проверяемого документа, где указанная протяженность измеряется в направлении сканирования. Как показано на Фиг. 2, между областями регистрации 7 при сканировании последовательно расположенных строк 10 имеются области нечувствительности 9 шириной S-W=65 мкм. Рисунок документа в них вообще не регистрируется датчиком в ходе сканирования. В пределах области 7 регистрации количество энергии излучения, получаемой датчиком в ходе сканирования строки, распределено неравномерно в направлении сканирования 8. Как всегда происходит при построении изображения оптической системой для светлых объектов, близких по размеру к минимальному пятну рассеяния, в центре объекта обеспечивается больший уровень энергии, чем на его периферии. Из-за этого, при рассмотрении в направлении сканирования 8, из центральной части области 7 регистрации собирается больше энергии, чем из краевых участков этой области. Таким образом, в терминах виртуального проявляющего изображения, между областью 7 регистрации и областью 9 нечувствительности имеется размытая граница прозрачности, располагающаяся в пределах области 7 регистрации.The line-to-line offset of the checked document S = 169 microns relative to the sensor exceeds the length of the registration area on the document W = 104 microns, from which the sensor receives radiation recorded during scanning of a separate line used to obtain a digital image of the checked document, where the specified length is measured in the scanning direction ... As shown in FIG. 2, between the areas of registration 7 when scanning sequentially located lines 10 there are areas of insensitivity 9 with a width of S-W = 65 μm. The image of the document in them is not registered at all by the sensor during scanning. Within the registration area 7, the amount of radiation energy received by the sensor during the scanning of the line is unevenly distributed in the scanning direction 8. As always happens when the optical system is imaging for light objects close in size to the minimum scattering spot, a higher energy level is provided in the center of the object than on its periphery. Because of this, when viewed in the scanning direction 8, more energy is collected from the central portion of the registration area 7 than from the edge portions of this area. Thus, in terms of the virtual developing image, between the registration region 7 and the dead region 9, there is a blurred transparency border located within the registration region 7.

Отсканированная строка состоит из отдельных пикселей P1, Р2, …, PN, где яркость каждого пикселя формируется пропорционально усредненному отклику четырех приемных площадок 5. Таким образом, пиксель имеет размер 169 мкм в направлении, перпендикулярном направлению сканирования. В этом направлении, протяженность области чувствительности датчика, из которой датчик получает излучение при регистрации одного пикселя строки, значительно превышает размер пикселя из-за большого размера Lmax элементарного пятна.The scanned line consists of individual pixels P1, P2, ..., PN, where the brightness of each pixel is formed in proportion to the average response of the four receiving areas 5. Thus, the pixel has a size of 169 μm in the direction perpendicular to the scanning direction. In this direction, the length of the sensor sensitivity region, from which the sensor receives radiation when registering one pixel of a row, significantly exceeds the pixel size due to the large size L max of the elementary spot.

На Фиг. 3 показано, каким образом происходит сканирование группы отрезков 11 на поверхности документа, расположенных через равные интервалы 1/F и слегка наклоненных под углом ϕ по отношению к направлению сканирования 8. Здесь F обозначает длину вектора

Figure 00000002
пространственной частоты группы отрезков, который перпендикулярен отрезкам 11 (вектор на рисунке не показан).FIG. 3 shows how a group of segments 11 is scanned on the surface of the document, located at equal intervals 1 / F and slightly inclined at an angle ϕ with respect to the scanning direction 8. Here F denotes the length of the vector
Figure 00000002
the spatial frequency of a group of segments, which is perpendicular to segments 11 (the vector is not shown in the figure).

Виртуальное изображение 12 состоит из областей 7 регистрации и областей 9 нечувствительности, расположенных в чередующемся порядке с повторяющимся интервалом S=1/f. Здесь f обозначает длину вектора

Figure 00000003
фундаментальной пространственной частоты виртуального проявляющего изображения, то есть частоты сканирования строк, ориентированного в направлении сканирования 8.The virtual image 12 consists of registration areas 7 and dead areas 9, arranged in an alternating order with a repeating interval S = 1 / f. Here f denotes the length of the vector
Figure 00000003
the fundamental spatial frequency of the virtual developing image, that is, the scanning frequency of the lines, oriented in the scanning direction 8.

В результате наложения группы отрезков 11 и виртуального проявляющего изображения 12 формируется муаровое изображение в виде прямых полос 13. Это изображение имеет пространственную частоту М и период повторения полос 1/М. Ориентация и длина вектора

Figure 00000004
пространственной частоты муара отличаются от ориентации и длины векторов
Figure 00000005
, и определяются углом наклона ϕ. Можно продемонстрировать, что даже малые изменения угла ϕ приводят к значительным изменениям вектора
Figure 00000006
Этот эффект сильного влияния угла наклона на пространственную частоту муара хорошо известен специалистам. Математическое рассмотрение процесса образования муара может проводиться разными способами. Например, можно вычислить положение муаровых полос между группой отрезков 11 и виртуальным проявляющим изображением 12 путем геометрического расчета точек пересечения этих структур. Однако наиболее полное представление в отношении явления муарообразования дает двумерное преобразование Фурье. Использование преобразования Фурье позволяет анализировать муар, образованный не только группой отрезков, но также любым иным рисунком на поверхности документа, обладающим свойством муарообразования.As a result of the superposition of the group of segments 11 and the virtual developing image 12, a moiré image is formed in the form of straight stripes 13. This image has a spatial frequency M and a repetition period of the stripes 1 / M. Orientation and vector length
Figure 00000004
the spatial frequency of moiré differs from the orientation and length of the vectors
Figure 00000005
, and are determined by the angle of inclination ϕ. It can be demonstrated that even small changes in the angle ϕ lead to significant changes in the vector
Figure 00000006
This effect of the strong influence of the tilt angle on the spatial moiré frequency is well known to those skilled in the art. The mathematical consideration of the moire formation process can be carried out in different ways. For example, the position of the moiré fringes between the group of line segments 11 and the virtual developing image 12 can be calculated by geometric calculation of the intersection points of these structures. However, the most complete understanding of the phenomenon of moiré formation is given by the two-dimensional Fourier transform. The use of the Fourier transform makes it possible to analyze moiré formed not only by a group of segments, but also by any other pattern on the surface of a document that has the property of moiré formation.

В данном описании мы будем графически представлять отдельные спектральные компоненты Фурье-образа при помощи окружностей малого размера, где центр окружности соответствует пространственной частоте компонента, а размер окружности соответствует его амплитуде. Фурье-образ изображения обладает центральной симметрией, поскольку изображение представлено только действительными значениями. Хотя теоретический размер Фурье-образа не ограничен и может занимать всю частотную плоскость, в реальности очень высокие пространственные частоты не могут регистрироваться в изображениях из-за физических ограничений процесса получения изображения. Поэтому, в данном описании Фурье-образ ограничен прямоугольником на частотной области, соответствующим интервалу пространственных частот, имеющему практическую ценность.In this description, we will graphically represent the individual spectral components of the Fourier transform using small circles, where the center of the circle corresponds to the spatial frequency of the component, and the size of the circle corresponds to its amplitude. The Fourier transform of the image is centrally symmetric because the image is only represented by real values. Although the theoretical size of the Fourier transform is not limited and can occupy the entire frequency plane, in reality, very high spatial frequencies cannot be recorded in images due to physical limitations of the imaging process. Therefore, in this description, the Fourier transform is limited to a rectangle in the frequency domain corresponding to a spatial frequency interval of practical value.

На Фиг. 4А показан Фурье-образ группы отрезков 11. Он состоит из спектральных компонентов первой гармоники 16 пространственной частоты F, второй гармоники этой частоты 17, а также ее высших гармоник (на рисунке не показаны). Компонент 15 с нулевой частотой является нулевой гармоникой и соответствует среднему уровню яркости изображения группы отрезков 11. Эти спектральные компоненты находятся на прямой 18, совпадающей по направлению с вектором

Figure 00000007
и разделены интервалами F.FIG. 4A shows the Fourier transform of a group of segments 11. It consists of the spectral components of the first harmonic 16 of the spatial frequency F, the second harmonic of this frequency 17, as well as its higher harmonics (not shown in the figure). Component 15 with zero frequency is the zero harmonic and corresponds to the average brightness level of the image of the group of segments 11. These spectral components are located on the straight line 18, which coincides in direction with the vector
Figure 00000007
and separated by intervals F.

На Фиг. 4В показан Фурье-образ виртуального проявляющего изображения 12. Он состоит из спектральных компонентов первой, второй и третьей гармоник пространственной частоты сканирования f, расположенных в точках ±f, ±2f и ±3f на оси ординат, а также высших гармоник (на рисунке не показаны). Компонент с нулевой частотой является нулевой гармоникой и соответствует среднему уровню светопропускания проявляющего изображения 12. Наложение проявляющего изображения 12 на рисунок на поверхности документа в виде группы отрезков 11 представляется как перемножение яркости исходного изображения на светопропускание проявляющего изображения в каждой точке с получением яркости результирующего изображения в той же точке. Фурье-преобразование представляет каждое из исходных изображений в виде суммы гармонических функций. При поточечном перемножении изображений происходит попарное перемножение гармонических функций одного изображения с гармоническими функциями другого изображения, во всех возможных сочетаниях. Результат перемножения пары гармонических функций есть сумма гармонической функции с частотой, равной разности частот исходных функций, и функции с частотой, равной сумме частот исходных функций. Этот процесс известен как получение комбинационных разностной и суммарной компонент.FIG. 4B shows the Fourier transform of the virtual developing image 12. It consists of the spectral components of the first, second and third harmonics of the spatial scanning frequency f, located at the points ± f, ± 2f, and ± 3f on the ordinate axis, as well as higher harmonics (not shown in the figure. ). The component with zero frequency is the zero harmonic and corresponds to the average level of light transmission of the developing image 12. The superposition of the developing image 12 on the pattern on the document surface in the form of a group of segments 11 is represented as multiplying the brightness of the original image by the light transmission of the developing image at each point to obtain the brightness of the resulting image in that same point. The Fourier transform represents each of the original images as a sum of harmonic functions. With pointwise multiplication of images, there is a pairwise multiplication of the harmonic functions of one image with the harmonic functions of another image, in all possible combinations. The result of multiplying a pair of harmonic functions is the sum of a harmonic function with a frequency equal to the difference between the frequencies of the original functions, and a function with a frequency equal to the sum of the frequencies of the original functions. This process is known as obtaining combination difference and sum components.

Для ясности понимания, следует указать, что виртуальное проявляющее изображение представляет собой физический эффект, связанный не со светопропусканием пленки обычного проявляющего изображения, а с концентрацией излучения, воспринимаемого датчиком, в области регистрации 7. Однако для описания процесса образования муара это различие не имеет существенного значения, поскольку не влияет на получаемые выводы. Поэтому, в данном описании мы пользуемся понятием светопропускания. Кроме того, при получении двумерного Фурье-образа принято говорить о яркости исходного изображения. В соответствии с этим подходом, для получения Фурье-образа виртуального проявляющего изображения, его светопропускание следует формально рассматривать как нормированную яркость.For clarity of understanding, it should be pointed out that the virtual developing image is a physical effect associated not with the light transmission of the film of a conventional developing image, but with the concentration of radiation perceived by the sensor in the registration area 7. However, for describing the process of moiré formation, this difference is not essential. , since it does not affect the conclusions drawn. Therefore, in this description we use the concept of light transmission. In addition, when obtaining a two-dimensional Fourier image, it is customary to talk about the brightness of the original image. In accordance with this approach, in order to obtain a Fourier image of a virtual developing image, its light transmission should be formally considered as a normalized brightness.

При указанном перемножении, результирующий Фурье-образ муаровой структуры получается следующим образом. Каждая спектральная компонента Фурье-образа рисунка документа (Фиг. 4А) взаимодействует со всеми компонентами Фурье-образа виртуального проявляющего изображения (Фиг. 4В) с получением разностной и суммарной компонент от каждого взаимодействия. Разностная компонента получается сдвигом спектральной компоненты Фурье-образа рисунка на величину -nf, где n - номер гармоники фундаментальной пространственной частоты виртуального проявляющего изображения. Аналогично, суммарная компонента получается сдвигом на величину nf. Фурье-образ муаровой структуры, порождаемой группой отрезков 11, показан на Фиг. 4С. Для исходной частотной компоненты 16 можно проследить суммарные и разностные компоненты, получаемые сдвигом на ±nf в направлении оси ординат. Амплитуда получаемых суммарных и разностных компонент пропорциональна произведению амплитуд взаимодействующих спектральных компонент. Комбинационные компоненты, выходящие за пределы интервала практически используемых пространственных частот, имеют невысокие амплитуды и на рисунке не показаны. В векторном виде пространственную частоту комбинационного компонента можно представить как

Figure 00000008
With this multiplication, the resulting Fourier transform of the moiré structure is obtained as follows. Each spectral component of the Fourier transform of the document drawing (Fig. 4A) interacts with all Fourier transform components of the virtual developing image (Fig. 4B) to obtain the difference and total components from each interaction. The difference component is obtained by shifting the spectral component of the Fourier image of the pattern by -nf, where n is the number of the harmonic of the fundamental spatial frequency of the virtual developing image. Likewise, the total component is obtained by shifting by nf. The Fourier transform of the moiré pattern generated by the group of line segments 11 is shown in FIG. 4C. For the original frequency component 16, it is possible to trace the sum and difference components obtained by shifting by ± nf in the direction of the ordinate. The amplitude of the resulting sum and difference components is proportional to the product of the amplitudes of the interacting spectral components. Combination components that go beyond the range of practically used spatial frequencies have low amplitudes and are not shown in the figure. In vector form, the spatial frequency of the combinational component can be represented as
Figure 00000008

В общем виде, для получения Фурье-образа муара произвольного рисунка на поверхности документа с виртуальным проявляющим изображением, необходимо построить линейную комбинацию множества копий Фурье-образа этого произвольного рисунка, каждая из которых соответствует n-й гармонике виртуального проявляющего изображения и сдвинута на ±nf в направлении оси ординат. Коэффициенты линейной комбинации пропорциональны амплитуде соответствующей гармоники виртуального проявляющего изображения. На практике, количество членов в линейной комбинации, оказывающих влияние на воспроизведение муара, оказывается небольшим из-за быстрого снижения амплитуды комбинационных компонентов с ростом номера гармоники, и из-за выхода этих компонентов за практически значимый интервал пространственных частот. Поэтому, следует ограничиться линейной комбинацией, содержащей несколько практически значимых членов.In general, to obtain the Fourier image of a moiré of an arbitrary pattern on the surface of a document with a virtual developing image, it is necessary to construct a linear combination of a set of copies of the Fourier image of this arbitrary pattern, each of which corresponds to the nth harmonic of the virtual developing image and is shifted by ± nf in direction of the ordinate axis. The linear combination coefficients are proportional to the amplitude of the corresponding harmonic of the virtual developing image. In practice, the number of terms in a linear combination that affect the reproduction of moiré turns out to be small due to a rapid decrease in the amplitude of the combination components with increasing harmonic number, and because these components go beyond a practically significant interval of spatial frequencies. Therefore, one should restrict oneself to a linear combination containing several practically significant members.

Дискретность сканированного цифрового образа ограничивает передачу в нем высоких пространственных частот муарового изображения. Прямоугольник 19 обозначает границу этого ограничения. Высота прямоугольника равна пространственной частоте сканирования строк f, а ширина его равна пространственной частоте пикселей Р0, Р1, …, PN в строке пикселей, соответствующей области 7 регистрации. Так как в описываемой реализации дискретность цифрового образа одинакова в обоих направлениях и равна 150 dpi, то прямоугольник 19 является квадратом со стороной f. В цифровом образе, в соответствии с теоремой отсчетов, невозможно передать пространственную частоту, превышающую f/2 по каждому из направлений. В этом описании мы будем называть прямоугольник 19 областью видимости.The discreteness of the scanned digital image limits the transmission of high spatial frequencies of the moiré image in it. Rectangle 19 denotes the border of this limitation. The height of the rectangle is equal to the spatial frequency of scanning the lines f, and its width is equal to the spatial frequency of the pixels P0, P1, ..., PN in the line of pixels corresponding to the registration area 7. Since in the described implementation the discreteness of the digital image is the same in both directions and is equal to 150 dpi, then rectangle 19 is a square with side f. In a digital form, in accordance with the sampling theorem, it is impossible to transmit a spatial frequency exceeding f / 2 in each direction. In this description, we will refer to rectangle 19 as the scope.

Из всего множества комбинационных частотных компонентов, полученных при наложении виртуального проявляющего изображения 12 на группу отрезков 11, в область видимости попадают только симметрично расположенные компоненты 20, соответствующие единственному вектору пространственной частоты

Figure 00000009
Этот вектор направлен параллельно прямой 21. Рисунки Фиг. 3 и Фиг. 4 выполнены в одинаковом масштабе по обеим координатным осям и с соблюдением отношения размеров на чертеже для значений F и f. Поэтому, вектор
Figure 00000010
вычисленный графическим образом на Фиг. 4, по величине и направлению соответствует муаровым полосам 13 на Фиг. 3. Полосы 13 перпендикулярны прямой 21.Of the entire set of combination frequency components obtained by superimposing a virtual developing image 12 on a group of segments 11, only symmetrically located components 20, corresponding to a single vector of spatial frequency, fall into the field of view
Figure 00000009
This vector is directed parallel to straight line 21. Figures FIG. 3 and FIG. 4 are made in the same scale along both coordinate axes and in compliance with the ratio of dimensions in the drawing for the values of F and f. Therefore, the vector
Figure 00000010
calculated graphically in FIG. 4 corresponds in magnitude and direction to the moire fringes 13 in FIG. 3. Stripes 13 are perpendicular to straight line 21.

Рассмотрим теперь влияние угла перекоса α документа. Фурье-образ рисунка документа в зоне контроля при перекосе также поворачивается на угол α. На примере одного спектрального компонента 25 это показано на Фиг. 5А. В результате перекоса спектральный компонент 25 претерпевает поворот на угол α и переходит в спектральный компонент 26. Далее, при наложении виртуального проявляющего изображения, спектральный компонент переходит в ряд комбинационных компонентов путем смещения на ±nf параллельно оси ординат. Комбинационный компонент 27, являющийся результатом взаимодействия со второй гармоникой Фурье-образа виртуального проявляющего изображения и сдвинутый на -2f относительно компонента 26, оказывается в области видимости 19. Он проявляется как муар в виде параллельных прямых полос, наблюдаемый на цифровом образе проверяемого документа в зоне контроля. Углу перекоса а соответствует матрица поворота А, позволяющая выполнить поворот как векторную операцию. Преобразование пространственной частоты на Фиг. 5А можно записать в векторном виде как

Figure 00000011
Let us now consider the influence of the skew angle α of the document. The Fourier transform of the document pattern in the control zone is also rotated through the angle α when skewed. With one spectral component 25 as an example, this is shown in FIG. 5A. As a result of the skewing, the spectral component 25 undergoes a rotation through the angle α and turns into the spectral component 26. Further, when a virtual developing image is superimposed, the spectral component turns into a series of combination components by displacement by ± nf parallel to the ordinate axis. The combinational component 27, which is the result of interaction with the second harmonic of the Fourier image of the virtual developing image and is shifted by -2f relative to the component 26, appears in the field of view 19. It appears as a moiré in the form of parallel straight stripes observed on the digital image of the document being checked in the control zone ... The skew angle a corresponds to the rotation matrix A, which allows you to perform the rotation as a vector operation. The spatial frequency transform in FIG. 5A can be written in vector form as
Figure 00000011

Угол перекоса α при работе счетно-сортировальных машин обусловлен несовершенством работы механизма слистывания, изменяется от листа к листу по случайному закону и обычно находится в пределах ±15°. На Фиг. 5В показано преобразование спектрального компонента 31, местоположение которого соответствует Фурье-образу рисунка документа в зоне контроля, не имеющему перекоса. Для различных углов перекоса положения 30-32 этого же спектрального компонента находятся на дуге окружности 33 с центром в начале координат. Соответствующие им положения 34-36 комбинационного компонента получаемые после сдвига на -f от взаимодействия с первой гармоникой, лежат на дуге окружности 38.The skew angle α during the operation of counting and sorting machines is due to the imperfection of the folding mechanism, varies from sheet to sheet according to a random law and is usually within ± 15 °. FIG. 5B shows the transformation of the spectral component 31, the location of which corresponds to the Fourier transform of the document pattern in the inspection zone, without skewing. For different skew angles, the positions 30-32 of the same spectral component are located on the arc of a circle 33 centered at the origin. The corresponding positions 34-36 of the combinational component, obtained after a shift by -f from the interaction with the first harmonic, lie on the arc of a circle 38.

Описанные действия, состоящие из поворота и смещения, можно применять для получения вектора пространственной частоты муара для каждого отдельного спектрального компонента Фурье-образа рисунка документа в зоне контроля. Для Фурье-образа рисунка документа в зоне контроля, содержащего множество спектральных компонентов, способных создать муар, необходимо сначала провести поворот указанного Фурье-образа на угол α. Дальше следует выполнить смещение нескольких копий повернутого Фурье-образа, каждой на свое значение ±nf параллельно оси ординат. Потом нужно сформировать линейную комбинацию из результатов смещения, и выделить ту часть линейной комбинации, которая попадает в область видимости 19.The described actions, consisting of rotation and displacement, can be used to obtain a vector of the spatial moiré frequency for each individual spectral component of the Fourier transform of the document pattern in the control zone. For the Fourier transform of the document drawing in the control zone, which contains many spectral components capable of creating moiré, it is necessary to first rotate the specified Fourier transform by the angle α. Next, you should shift several copies of the rotated Fourier transform, each by its own value ± nf parallel to the ordinate axis. Then you need to form a linear combination from the displacement results, and select that part of the linear combination that falls into the scope 19.

Очень часто муарообразование происходит в результате взаимодействия только с одной определенной гармоникой пространственной частоты сканирования. В этом случае линейная комбинация вырождается до единственного члена. При рассмотрении этого члена достаточно провести поворот и смещение для части Фурье-образа рисунка документа в зоне контроля. На Фиг. 5С приведен пример взаимодействия с первой гармоникой пространственной частоты сканирования. Здесь показаны три различных квадратных участка 37 Фурье-образа рисунка документа в зоне контроля, которые при различных углах перекоса в пределах ±15° переходят в область видимости 19 в результате поворота и смещения на -f при взаимодействии с первой гармоникой пространственной частоты сканирования. Поворот и смещение необходимо проводить не для всего Фурье-образа рисунка документа, а только для прямоугольника 36, охватывающего квадраты 37. Это позволяет значительно сократить время вычислительной обработки.Very often moiré occurs as a result of interaction with only one specific harmonic of the spatial scanning frequency. In this case, the linear combination degenerates to a single term. When considering this term, it is enough to rotate and shift for a part of the Fourier-image of the document drawing in the control zone. FIG. 5C shows an example of interaction with the first harmonic of the spatial scanning frequency. Shown here are three different square areas 37 of the Fourier image of the document pattern in the control zone, which at different skew angles within ± 15 ° pass into the field of view 19 as a result of rotation and displacement by -f when interacting with the first harmonic of the spatial scanning frequency. Rotation and displacement should be performed not for the entire Fourier image of the document drawing, but only for the rectangle 36 enclosing squares 37. This can significantly reduce the computational processing time.

В некоторых случаях, муар в зоне контроля цифрового образа документа может формироваться при одних углах перекоса и не формироваться при других. Происхождение этого явления показано на Фиг. 6. Для различных возможных пространственных частот муарообразующей структуры рисунка документа в зоне контроля возможны различные положения окружностей 38, 40, 41, по которым, в соответствии с углом перекоса, перемещается положение комбинационного спектрального компонента, соответствующего муару.In some cases, moiré in the control zone of the digital image of the document can be formed at some skew angles and not formed at others. The origin of this phenomenon is shown in FIG. 6. For different possible spatial frequencies of the moiré-forming structure of the document pattern in the inspection zone, different positions of the circles 38, 40, 41 are possible, along which, in accordance with the skew angle, the position of the combination spectral component corresponding to the moiré moves.

При некоторых углах перекоса комбинационный спектральный компонент на окружности выходит за пределы области видимости 19, что приводит к пропаданию муара. Для окружностей 38 и 41 это происходит при слишком больших и при слишком малых углах перекоса, а для окружности 40 дополнительно еще и при углах перекоса, близких к нулю.At some angles of skew, the combinational spectral component on the circle goes beyond the field of view 19, which leads to the disappearance of the moiré. For circles 38 and 41, this occurs at too large and too small skew angles, and for circle 40 additionally also at skew angles close to zero.

Кроме того, иногда муар наблюдается, но при некоторых углах перекоса он имеет столь низкую пространственную частоту, что измерить ее значение и направление оказывается невозможным. Это показано на примере окружности 41, которая проходит вблизи начала координат. Квадрат 48 со стороной 2z определяет пределы пространственной частоты, в которых измерить ее значение и направление невозможно. Невозможность измерения вызывается неопределенностью, когда период муара оказывается больше размера муарообразующей структуры в рисунке банкноты. В силу неопределенности, положение комбинационного спектрального компонента 39 сливается со спектральным компонентом 15, имеющим нулевую пространственную частоту.In addition, sometimes moiré is observed, but at some skew angles it has such a low spatial frequency that it is impossible to measure its value and direction. This is shown by the example of circle 41, which runs near the origin. Square 48 with side 2z defines the limits of the spatial frequency, in which it is impossible to measure its value and direction. The impossibility of measurement is caused by uncertainty when the moiré period is larger than the size of the moiré-forming structure in the banknote pattern. Due to uncertainty, the position of the Raman spectral component 39 merges with the spectral component 15 having a zero spatial frequency.

При помощи толстых линий на Фиг. 6 показаны сегменты окружностей, при расположении на которых комбинационных спектральных компонентов муар образуется и пригоден для измерения величины и направления его пространственной частоты. При углах, когда муар не образуется либо не пригоден для измерения величины и направления его пространственной частоты, проведение дополнительной проверки подлинности с помощью муара невозможно.Using thick lines in FIG. 6 shows the segments of circles, when located on which the combination spectral components, moiré is formed and is suitable for measuring the magnitude and direction of its spatial frequency. At angles where moiré is not formed or is not suitable for measuring the magnitude and direction of its spatial frequency, additional verification of authenticity using moiré is not possible.

В случае муарообразующих структур в виде группы 11 параллельных отрезков, отстоящих на равные расстояния, соответствующие им области концентрации мощности 16, 17 имеют малый размер на частотной плоскости. В случае дискретного Фурье-преобразования этот размер близок к значению дискретного шага частоты. Когда муарообразующая структура содержит волнистые или изогнутые линии, расположенные эквидистантно, это приводит к тому, что области концентрации мощности несколько увеличиваются в размере. Те же размеры имеются у характерных областей, соответствующих комбинационным компонентам, порожденным от взаимодействия виртуального проявляющего изображения с упомянутыми областями концентрации мощности. При повороте и смещении размер на частотной плоскости области концентрации спектральных компонентов не изменяется, и потому, без изменения, переходит в размер получаемой характерной области. При переходе области концентрации увеличенного размера в характерную область увеличенного размера, положения областей преобразуются друг в друга в соответствии с поворотом и смещением спектрального компонента, соответствующего центру области, аналогично Фиг. 4 и Фиг. 5.In the case of moiré-forming structures in the form of a group of 11 parallel segments spaced at equal distances, the corresponding areas of power concentration 16, 17 have a small size on the frequency plane. In the case of a discrete Fourier transform, this size is close to the value of the discrete frequency step. When the moiré structure contains wavy or curved lines that are equidistantly spaced, this leads to the fact that the power concentration areas increase slightly in size. The same dimensions are for the characteristic regions corresponding to the combination components generated from the interaction of the virtual developing image with the said regions of power concentration. When rotated and displaced, the size on the frequency plane of the region of concentration of spectral components does not change, and therefore, without change, passes into the size of the resulting characteristic region. When the concentration region of the enlarged size passes into the characteristic region of the enlarged size, the positions of the regions are transformed into each other in accordance with the rotation and displacement of the spectral component corresponding to the center of the region, similarly to FIG. 4 and FIG. five.

Проверка банкнот выполняется следующим образом (Фиг. 8). Во время работы машины производится слистывание банкноты из подающего кармана и проводка ее по тракту машины мимо линейного датчика изображения (S1). При этом через каждые 169 мкм производится сканирование строки изображения, соответствующей области 7 регистрации. В результате, формируется цифровой образ проверяемой банкноты, состоящий из строк, где каждая строка состоит из пикселей Р0-PN (S2). В ходе сканирования отслеживают положение ведущей кромки банкноты и ее смещение вдоль датчика с каждой вновь отсканированной строкой. На основе полученной информации о смещении, находят угол перекоса банкноты α и формируют соответствующую ему матрицу поворота A (S3).Checking banknotes is performed as follows (Fig. 8). During the operation of the machine, the banknote is folded from the feeding pocket and guided along the path of the machine past the linear image sensor (S1). In this case, every 169 µm, the image line corresponding to the registration area 7 is scanned. As a result, a digital image of the checked banknote is formed, consisting of lines, where each line consists of pixels P0-PN (S2). During scanning, the position of the leading edge of the banknote and its displacement along the sensor are monitored with each newly scanned line. On the basis of the obtained information about the displacement, find the skew angle of the banknote α and form the corresponding rotation matrix A (S3).

Когда банкнота полностью прошла мимо датчика изображения, на основе цифрового образа проверяемой банкноты создается цифровой образ с уменьшенной дискретностью, равной 50 dpi (S4). Это делается путем усреднения уровней яркости в квадратных группах 3x3 соседних пикселей, после чего усредненное значение присваивается соответствующему пикселю в образе с уменьшенной дискретностью. Далее, на основе образа с уменьшенной дискретностью, проводят распознавание типа и ориентации банкноты (S5). Тип банкноты задается ее валютой, номиналом, годом эмиссии, то есть классификационными характеристиками. Если тип и ориентация были успешно определены, то проводят основную проверку подлинности. Применяемые методы определения типа и ориентации, а также проверки подлинности хорошо известны специалистам и во множестве описаны в патентной литературе. Для определения подлинности могут также использоваться данные, полученные с других датчиков, установленных в тракте машины. К таким датчикам относятся датчики магнитных свойств, датчики люминесценции, датчики пропускания инфракрасного излучения и другие, хорошо известные специалистам. Если тип банкноты не удалось установить либо, если банкнота была признана неподлинной, дальнейшую проверку не проводят и помечают банкноту для отправки в карман отбраковки (S9).When the banknote has completely passed the image sensor, a digital image with a reduced resolution equal to 50 dpi is created on the basis of the digital image of the checked banknote (S4). This is done by averaging the brightness levels in square groups of 3x3 adjacent pixels, and then assigning the average value to the corresponding pixel in the downsampled image. Further, on the basis of the reduced-resolution image, the type and orientation of the banknote are recognized (S5). The type of banknote is specified by its currency, denomination, year of issue, that is, classification characteristics. If the type and orientation were successfully determined, then basic authentication is performed. The methods used for determining the type and orientation, as well as verification of authenticity, are well known in the art and are widely described in the patent literature. Data obtained from other sensors installed in the path of the machine can also be used to determine the authenticity. Such sensors include magnetic property sensors, luminescence sensors, infrared transmission sensors, and others well known to those skilled in the art. If the type of the banknote could not be established, or if the banknote was found to be inauthentic, no further check is carried out and the banknote is marked for sending to the reject pocket (S9).

Если банкнота признана подлинной, но для ее типа и ориентации не реализован способ дополнительной проверки подлинности согласно заявленному изобретению, то дальнейшую проверку не проводят, а обработку банкноты в машине ведут на основе ранее сделанного вывода о ее подлинности (S8). В противном случае выполняют дополнительную проверку (S7) в соответствии с заявленным изобретением, в той его реализации, где которой заранее заданные тип и ориентация совпадают с типом и ориентацией проверяемой банкноты. Результатом этой проверки может быть либо подтверждение подлинности, либо браковка.If the banknote is recognized as authentic, but the additional authentication method according to the claimed invention is not implemented for its type and orientation, then no further verification is carried out, and the processing of the banknote in the machine is carried out on the basis of the previously made conclusion about its authenticity (S8). Otherwise, an additional check (S7) is performed in accordance with the claimed invention, in its implementation, where the predetermined type and orientation coincide with the type and orientation of the checked banknote. The result of this check can be either authentication or rejection.

С учетом приведенного ранее описания процесса муарообразования, перейдем к изложению первой практической реализации способа.Taking into account the above description of the moiré formation process, let us turn to the presentation of the first practical implementation of the method.

Предварительная работа в способе проводится для заранее заданных типа, а также ориентации банкнот при прохождении через машину. На основе анализа рисунка банкнот и их пробного сканирования, назначают зону контроля, в которой муар проявляется особенно заметно и имеет характер, близкий к параллельным полосам. Такой муар дают прямые либо слегка волнистые или изогнутые линии рисунка банкноты, расположенные эквидистантно и имеющие высокую пространственную частоту. Зону контроля подлинной банкноты заданного типа сканируют без перекоса, с высокой дискретностью, превышающей 2000 dpi, при помощи издательско-полиграфического сканера и получают цифровой образ подлинной банкноты в зоне контроля.The preliminary work in the method is carried out for a predetermined type, as well as the orientation of banknotes when passing through the machine. On the basis of the analysis of the pattern of banknotes and their test scanning, a control zone is assigned, in which the moiré appears especially noticeably and has a character close to parallel stripes. Such moiré gives straight or slightly wavy or curved lines of the banknote pattern, located equidistantly and having a high spatial frequency. The control area of a genuine banknote of a given type is scanned without skewing, with a high resolution exceeding 2000 dpi, using a publishing and printing scanner, and a digital image of a genuine banknote is obtained in the control area.

Выполняют дискретное двумерное Фурье-преобразование этого цифрового образа с использованием программного обеспечения для научной обработки изображений, широко применяемого на практике. На полученном эталонном Фурье-образе помечают область видимости 19. Далее, находят область концентрации мощности, в которой имеется высокая амплитуда спектральных компонентов, и которая при взаимодействии с виртуальным проявляющим изображением дает комбинационные спектральные компоненты в области видимости 19, соответствующей муару. Для этого моделируют взаимодействие с виртуальным проявляющим изображением и получение муарового изображения при помощи сдвига положения области концентрации мощности на ±nf параллельно оси ординат, как показано на Фиг. 4А-С и как было описано ранее. В результате, фиксируют пространственную частоту центра области концентрации мощности

Figure 00000012
и диаметр ее охватывающего круга d, а также номер N гармоники фундаментальной пространственной частоты, при взаимодействии с которой комбинационные компоненты попадают в область видимости 19 и наблюдаются как муар. Эти параметры далее используют при выполнении способа в машине.A discrete two-dimensional Fourier transform of this digital image is performed using scientific image processing software widely used in practice. The field of view 19 is marked on the obtained reference Fourier transform. Next, the power concentration region is found in which there is a high amplitude of the spectral components, and which, when interacting with the virtual developing image, gives the combination spectral components in the field of view 19 corresponding to the moiré. For this, interaction with a virtual developing image and obtaining a moiré image are simulated by shifting the position of the power concentration region by ± nf parallel to the ordinate axis, as shown in FIG. 4A-C and as previously described. As a result, the spatial frequency of the center of the power concentration region is fixed
Figure 00000012
and the diameter of its enclosing circle d, as well as the number N of the harmonic of the fundamental spatial frequency, upon interaction with which the combination components fall into the field of view 19 and are observed as moiré. These parameters are further used when executing the method in the machine.

В первой реализации способа (Фиг. 9), дополнительную проверку подлинности в машине начинают с проверки допустимости пространственной частоты центра характерной области. Для этого вычисляют (S21) пространственную частоту, соответствующую центру характерной области

Figure 00000013
в которую, в результате взаимодействия рисунка проверяемой банкноты и виртуального проявляющего изображения, переходит пространственная частота центра области концентрации мощности
Figure 00000014
эталонного Фурье-образа. После этого, проводят проверку допустимости значения
Figure 00000015
(S22). Если координаты вектора
Figure 00000016
выходят за интервал
Figure 00000017
то есть за пределы области видимости 19, то делают вывод о невозможности проведения дополнительной проверки подлинности по причине отсутствия муара. Если обе координаты
Figure 00000018
оказываются в пределах заранее заданного интервала [-z, z] от начала координат на частотной плоскости, что соответствует квадрату 48, то делают вывод о невозможности проведения дополнительной проверки подлинности из-за невозможности анализа значения и направления вектора пространственной частоты муара вследствие очень низкого значения пространственной частоты. В остальных случаях считают
Figure 00000019
допустимым и продолжают проверку.In the first implementation of the method (Fig. 9), additional authentication in the machine begins with a validation of the spatial frequency of the center of the characteristic region. To do this, calculate (S21) the spatial frequency corresponding to the center of the characteristic region
Figure 00000013
into which, as a result of the interaction of the pattern of the checked banknote and the virtual developing image, the spatial frequency of the center of the power concentration region
Figure 00000014
reference Fourier transform. After that, the validity of the value is checked.
Figure 00000015
(S22). If the coordinates of the vector
Figure 00000016
go beyond the interval
Figure 00000017
that is, outside the scope 19, it is concluded that additional authentication is impossible due to the absence of moiré. If both coordinates
Figure 00000018
are within a predetermined interval [-z, z] from the origin on the frequency plane, which corresponds to square 48, then it is concluded that it is impossible to carry out additional authentication due to the impossibility of analyzing the value and direction of the moiré spatial frequency vector due to the very low value of the spatial frequency. In other cases, consider
Figure 00000019
valid and continue checking.

Из цифрового образа проверяемой банкноты выделяют участок, соответствующий зоне контроля, и для этого участка производят быстрое двумерное Фурье-преобразование с получением контролируемого Фурье-образа (S23). Полученный Фурье-образ имеет частотные интервалы по осям абсцисс и ординат, равные

Figure 00000020
и точно соответствующие интервалам области видимости 19. По кругу диаметром d с центром в центре характерной области
Figure 00000021
вычисляют среднеквадратичную амплитуду спектра в контролируемом Фурье-образе (S24). Если среднеквадратичная амплитуда оказывается менее заранее определенного предела L, то делают вывод о неподлинности банкноты и ее браковке (S31). В противном случае, принимают решение о подтверждении подлинности банкноты (S32). Среднеквадратичный метод усреднения дает амплитуду, соответствующую среднему значению спектральной мощности в охватывающем квадрате характерной области. Это позволяет исключить влияние неравномерности распределения мощности в характерной области, возникающей из-за дискретности разбиения частотной плоскости.From the digital image of the checked banknote, a section corresponding to the inspection zone is selected, and for this section a fast two-dimensional Fourier transform is performed to obtain a controlled Fourier transform (S23). The resulting Fourier transform has frequency intervals along the abscissa and ordinate axes equal to
Figure 00000020
and exactly corresponding to the intervals of the field of view 19. In a circle of diameter d centered in the center of the characteristic area
Figure 00000021
calculating the rms amplitude of the spectrum in the controlled Fourier transform (S24). If the rms amplitude is less than the predetermined limit L, it is judged that the note is not authentic and is rejected (S31). Otherwise, a decision is made to confirm the authenticity of the banknote (S32). The root-mean-square averaging method gives the amplitude corresponding to the average value of the spectral power in the spanning square of the characteristic region. This makes it possible to exclude the influence of uneven power distribution in the characteristic region arising from the discreteness of the division of the frequency plane.

Значение L определяют заблаговременно, экспериментальным путем, с выполнением предыдущих шагов описываемой реализации способа и с использованием выборки подлинных банкнот заданного типа. При этом добиваются, чтобы на подлинных банкнотах среднеквадратичная амплитуда спектра в контролируемом Фурье-образе в круге диаметром d с центром в центре характерной области всегда была бы несколько выше L. На поддельных банкнотах, в которых муарообразующие элементы отсутствуют или выполнены неточно, в контролируемом Фурье-образе не будет концентрации спектральной мощности в указанном круге, либо же сконцентрированная мощность будет малой. Соответственно, среднеквадратичная амплитуда спектра в указанном круге будет меньше L, что позволяет отличить подлинную банкноту от поддельной. Решение о подлинности, которое обеспечивается в этой реализации, подтверждает наличие муарообразующих элементов в зоне контроля и их пространственную частоту.The value of L is determined in advance, experimentally, by performing the previous steps of the described implementation of the method and using a sample of genuine banknotes of a given type. At the same time, it is achieved that on genuine banknotes the root-mean-square amplitude of the spectrum in a controlled Fourier image in a circle with a diameter d centered in the center of the characteristic region would always be slightly higher than L. the image will not have a concentration of spectral power in the indicated circle, or the concentrated power will be small. Accordingly, the rms amplitude of the spectrum in the specified circle will be less than L, which makes it possible to distinguish a genuine banknote from a counterfeit one. The decision on authenticity, which is provided in this implementation, confirms the presence of moiré-forming elements in the control zone and their spatial frequency.

Решение, принимаемое в случае невозможности проведения дополнительной проверки подлинности, зависит от настройки глубины проверки, предварительно выполненной пользователем машины. Если машина настроена на работу с наиболее глубокой проверкой подлинности, то помечают банкноту для отправки в карман отбраковки, как показано на Фиг. 9. Таким образом, реализуется техническая браковка банкноты. Напротив, если машина настроена на средний уровень глубины проверки, при котором допускается иногда не проводить дополнительную проверку подлинности, то делают вывод о подлинности банкноты в соответствии с результатом ранее выполненной проверки подлинности.The decision taken if additional authentication is not possible depends on the depth setting previously made by the user of the machine. If the machine is set to operate with the deepest authentication, the note is marked for sending to the reject pocket as shown in FIG. 9. Thus, the technical rejection of the banknote is realized. On the contrary, if the machine is tuned to a medium level of verification depth, at which it is sometimes allowed not to carry out additional verification, then a conclusion is made about the authenticity of the banknote in accordance with the result of the previously performed authentication.

Описанная здесь проверка позволяет проконтролировать пространственную частоту муарообразующих элементов, таких, как линии. Однако она не позволяет проконтролировать, насколько толщина линий в зоне контроля проверяемой банкноты соответствует толщине линий рисунка подлинной банкноты. Далее приводится описание теоретических оснований, позволяющих проверить соответствие толщины линий.The test described here allows you to check the spatial frequency of moiré-forming elements such as lines. However, it does not allow you to control how the thickness of the lines in the control zone of the checked banknote corresponds to the thickness of the lines of the pattern of the original banknote. The following is a description of the theoretical basis for verifying line thickness compliance.

Толщина линий оказывает непосредственное влияние на амплитуду второй и более старших гармоник в Фурье-образе. Когда толщина линий равна периоду их повторения, в Фурье-образе амплитуда первой гармоники велика, а вторая и последующие гармоники имеют малые амплитуды. При уменьшении толщины линий, амплитуда первой гармоники падает, а амплитуда более старших гармоник растет. При очень малой толщине линий, в сравнении с периодом их повторения, амплитуды всех гармоник становятся приблизительно одинаковыми. Этот вывод непосредственно получается из известного в математике рассмотрения спектра периодической последовательности предельно узких импульсов, имеющих форму дельта-функции Дирака.The thickness of the lines directly affects the amplitude of the second and higher harmonics in the Fourier transform. When the thickness of the lines is equal to the period of their repetition, in the Fourier transform the amplitude of the first harmonic is large, and the second and subsequent harmonics have small amplitudes. With decreasing line thickness, the amplitude of the first harmonic decreases, while the amplitude of the higher harmonics increases. With a very small thickness of the lines, in comparison with the period of their repetition, the amplitudes of all harmonics become approximately the same. This conclusion is directly obtained from the analysis of the spectrum of a periodic sequence of extremely narrow pulses in the form of the Dirac delta function, which is well known in mathematics.

Таким образом, контроль амплитуды второй и более старших гармоник в спектре позволяет контролировать толщину линий. Для амплитуды гармоник муарообразующих линий прямой контроль обычно невозможен, так как они находятся вне области видимости 19. Однако эти амплитуды можно контролировать косвенным образом через амплитуды гармоник муаровой структуры, попадающих в область видимости 19.Thus, control of the amplitude of the second and higher harmonics in the spectrum allows you to control the thickness of the lines. For the amplitude of the harmonics of moiré-forming lines, direct control is usually not possible, since they are outside the field of view 19. However, these amplitudes can be controlled indirectly through the amplitudes of the harmonics of the moiré structure falling into the field of view 19.

На Фиг. 7 при помощи окружностей без заполнения показаны спектральные компоненты Фурье-образа группы тонких муарообразующих отрезков. Компонент 42 соответствует первой гармонике, а компонент 45 - второй гармонике. Ни один из этих компонентов не попадает в область видимости 19 и не может быть проверен напрямую. Однако комбинационный компонент 43 от взаимодействия компонента 42 с первой гармоникой фундаментальной частоты виртуального проявляющего изображения попадает в область видимости 19. Аналогично, комбинационный компонент 46 от взаимодействия компонента второй гармоники 45 со второй гармоникой фундаментальной частоты виртуального проявляющего изображения также попадает в область видимости 19. Эти комбинационные компоненты находятся на прямой 47 в силу пропорционального соотношения координат векторов их пространственных частот. Они являются гармониками пространственной частоты муара, наблюдаемого в зоне контроля в проверяемом цифровом образе. Их амплитуды пропорциональны как амплитудам спектральных компонент группы тонких муарообразующих отрезков, так и амплитудам соответствующих гармоник фундаментальной частоты виртуального проявляющего изображения. Прямая 47 перпендикулярна полосам муара.FIG. 7, using circles without filling, the spectral components of the Fourier transform of a group of thin moiré-forming segments are shown. Component 42 corresponds to the first harmonic and component 45 corresponds to the second harmonic. None of these components fall into scope 19 and cannot be directly inspected. However, the combinational component 43 from the interaction of the component 42 with the first harmonic of the fundamental frequency of the virtual developing image falls into the field of view 19. Similarly, the combinational component 46 from the interaction of the second harmonic component 45 with the second harmonic of the fundamental frequency of the virtual developing image also falls into the field of view 19. These combinational components the components are on straight line 47 due to the proportional relationship between the coordinates of the vectors of their spatial frequencies. They are harmonics of the spatial frequency of the moiré observed in the test area in the digital image being tested. Their amplitudes are proportional to both the amplitudes of the spectral components of a group of thin moiré-forming segments and the amplitudes of the corresponding harmonics of the fundamental frequency of the virtual developing image. Straight line 47 is perpendicular to the moiré stripes.

В целом, комбинационные компоненты, соответствующие гармоникам пространственной частоты муара, возникают в результате взаимодействия гармоник с одним и тем же номером, соответствующих муарообразующим отрезкам, с одной стороны, и виртуальному проявляющему изображению, с другой. Например, первая гармоника 42 взаимодействует с первой гармоникой фундаментальной частоты и дает первую гармонику муара 43, вторая гармоника 45 взаимодействует со второй гармоникой фундаментальной частоты и дает вторую гармонику муара 46, и так далее. Чтобы вторая гармоника муара 46 оказалась в зоне видимости 19, первая гармоника 43 должна иметь достаточно малую пространственную частоту.In general, the combination components corresponding to the spatial moiré frequency harmonics result from the interaction of harmonics with the same number, corresponding to moiré-forming segments, on the one hand, and a virtual developing image, on the other. For example, the first harmonic 42 interacts with the first harmonic of the fundamental frequency and gives the first harmonic of the moiré 43, the second harmonic 45 interacts with the second harmonic of the fundamental frequency and gives the second harmonic of the moiré 46, and so on. For the second harmonic of the moiré 46 to be in the field of view 19, the first harmonic 43 must have a sufficiently low spatial frequency.

Таким образом, не для всех муаров контроль амплитуды второй гармоники является возможным.Thus, control of the second harmonic amplitude is not possible for all moirés.

Амплитуда второй гармоники муара 46 тем больше, чем больше амплитуда второй

Figure 00000022
гармоники фундаментальной пространственной частоты виртуального проявляющего изображения. Для улучшения проверки толщины линий желательно увеличить обе эти амплитуды, чтобы снизить влияние шумов. С этой целью следует, по возможности, уменьшить ширину W области 7 регистрации. Для этого, нужно уменьшить размер элементарного пятна датчика в направлении сканирования для интервала возможных положений пятна 2-4 на банкноте, путем оптимизации параметров массива объективов 1 и уменьшения размера приемной площадки 5. Кроме того, уменьшению ширины W способствует уменьшение длительности импульса освещения. Эти методы понятны специалистам.The amplitude of the second harmonic of the moiré 46 is the greater, the greater the amplitude of the second
Figure 00000022
harmonics of the fundamental spatial frequency of the virtual developing image. To improve the line thickness checking, it is desirable to increase both of these amplitudes in order to reduce the influence of noise. For this purpose, the width W of the registration area 7 should be reduced as much as possible. For this, it is necessary to reduce the size of the elementary sensor spot in the scanning direction for the interval of possible spot positions 2-4 on the banknote, by optimizing the parameters of the lens array 1 and reducing the size of the receiving area 5. In addition, reducing the width W is facilitated by a decrease in the duration of the illumination pulse. These methods are understandable to specialists.

Вторая реализации изобретения предназначена для проверки не только наличия и пространственной частоты муарообразующих линий, но и их толщины. В этой реализации выбирают зону контроля таким образом, чтобы возникающий в ней муар был бы достаточно низкочастотным, и его вторая гармоника находилась бы в пределах области видимости 19 для большинства практически встречающихся углов перекоса банкноты.The second implementation of the invention is intended to check not only the presence and spatial frequency of moiré-forming lines, but also their thickness. In this implementation, the control zone is selected in such a way that the moiré arising in it would be sufficiently low-frequency, and its second harmonic would be within the field of view 19 for the majority of practically occurring skew angles of the banknote.

Предварительно, получают эталонный Фурье-образ, точно так же, как это делается в первой реализации, и исследуют расположение областей концентрации мощности, соответствующих первой и второй гармоникам муарообразующей структуры на банкноте. На основании этого, фиксируют пространственную частоту центра области концентрации мощности

Figure 00000023
соответствующей первой гармонике, и диаметр ее охватывающего круга d. Пространственная частота
Figure 00000024
соответствует области концентрации мощности, образованной второй гармоникой.Previously, a reference Fourier transform is obtained, in the same way as in the first implementation, and the location of the power concentration regions corresponding to the first and second harmonics of the moiré-forming structure on the banknote is investigated. Based on this, the spatial frequency of the center of the power concentration region is fixed
Figure 00000023
corresponding to the first harmonic, and the diameter of its enclosing circle d. Spatial frequency
Figure 00000024
corresponds to the area of power concentration formed by the second harmonic.

При выполнении второй реализации способа в машине (Фиг. 10), как и в первой реализации, дополнительную проверку подлинности начинают с проверки допустимости пространственной частоты центра характерной области. Для этого вычисляют центр

Figure 00000025
характерной области, соответствующей первой гармонике (S25). Проверку допустимости (S22) проводят аналогично первой реализации для положения центра
Figure 00000026
характерной области, и принимают решение на основании проверки допустимости таким же образом.When performing the second implementation of the method in the machine (Fig. 10), as in the first implementation, additional authentication begins with checking the validity of the spatial frequency of the center of the characteristic region. To do this, calculate the center
Figure 00000025
the characteristic area corresponding to the first harmonic (S25). The admissibility check (S22) is carried out similarly to the first implementation for the center position
Figure 00000026
characteristic area, and make a decision based on validation in the same way.

Получение контролируемого Фурье-образа и проверку (S26) среднеквадратичного значения амплитуды в характерной области, соответствующей первой гармонике, проводят аналогично первой реализации, используя значение предела L1, который задается заранее для первой гармоники. Если среднеквадратичная амплитуда оказывается меньше предела L1, то делают вывод о браковке банкноты (S31), считая ее неподлинной.Obtaining a controlled Fourier transform and checking (S26) the root-mean-square value of the amplitude in the characteristic region corresponding to the first harmonic is carried out similarly to the first implementation, using the value of the limit L 1 , which is set in advance for the first harmonic. If the rms amplitude is less than the limit of L 1 , then it is concluded that the banknote is rejected (S31), considering it not genuine.

В противном случае, банкноту предварительно считают подлинной.Otherwise, the banknote is preliminarily considered authentic.

Далее вычисляют (S27) пространственную частоту центра

Figure 00000027
Figure 00000028
характерной области, соответствующей второй гармонике.Next, calculate (S27) the spatial frequency of the center
Figure 00000027
Figure 00000028
characteristic region corresponding to the second harmonic.

Пространственную частоту центра характерной области, соответствующей второй гармонике, считают допустимой, когда координаты вектора

Figure 00000029
не выходят за интервал
Figure 00000030
то есть за пределы области видимости 19.The spatial frequency of the center of the characteristic region corresponding to the second harmonic is considered acceptable when the coordinates of the vector
Figure 00000029
do not go beyond the interval
Figure 00000030
that is, out of scope 19.

Если

Figure 00000029
оказывается недопустимым, то завершают проверку и выносят решение о подлинности банкноты (S32). Оно основывается только на предварительном подтверждении наличия муарообразующих линий и их пространственной частоты, так как провести проверку толщины линий по второй гармонике невозможно.If a
Figure 00000029
is invalid, verification is completed and the note is authenticated (S32). It is based only on preliminary confirmation of the presence of moiré-forming lines and their spatial frequency, since it is impossible to check the thickness of the lines by the second harmonic.

В случае допустимости пространственной частоты центра характерной области, соответствующей второй гармонике, по кругу диаметром d с центром, заданным пространственной частотой

Figure 00000031
вычисляют (S28) среднеквадратичную амплитуду второй гармоники муара в контролируемом Фурье-образе. Если эта амплитуда оказывается менее заранее определенного предела L2, то делают вывод о браковке банкноты (S31), считая ее неподлинной. В противном случае, делают вывод о подтверждении подлинности банкноты (S32) на основании проверки не только наличия муарообразующих линий и их пространственной частоты, но также и их толщины.In the case of admissibility of the spatial frequency of the center of the characteristic region corresponding to the second harmonic, in a circle of diameter d with a center given by the spatial frequency
Figure 00000031
calculating (S28) the root-mean-square amplitude of the second harmonic of the moiré in the controlled Fourier transform. If this amplitude is less than the predetermined limit L 2 , then the banknote is rejected (S31) as not genuine. Otherwise, it is concluded that the banknote is authenticated (S32) based on checking not only the presence of moiré-forming lines and their spatial frequency, but also their thickness.

Пределы L1 и L2 находят заблаговременно, экспериментальным путем, аналогично пределу L в первой реализации.The limits L 1 and L 2 are found in advance, experimentally, similar to the limit L in the first implementation.

Каждая из описанных здесь реализаций предназначена для дополнительного подтверждения подлинности банкноты, относящейся к единственному сочетанию типа и ориентации банкноты. Однако если машина предназначена для обработки многих типов банкнот в разных ориентациях, то можно расширить применимость заявленного способа на несколько типов и ориентаций банкнот. С этой целью, следует выбрать из обрабатываемых машиной сочетаний типа и ориентации те сочетания, при которых в цифровом сканированном образе проверяемой банкноты наблюдается заметный муар, и для них также реализовать заявленный способ. Это можно выполнить в соответствии с первой или второй реализацией. Тогда, в зависимости от типа и ориентации проверяемой банкноты, машина будет способна выполнять соответствующую реализацию заявленного способа. В ходе проверки банкноты, выбор реализации подходящего способа для нескольких типов и ориентаций банкнот предусмотрен на шаге S10, как показано на Фиг. 8.Each of the implementations described herein is intended to further validate the authenticity of a note relating to a single combination of note type and orientation. However, if the machine is designed to process many types of banknotes in different orientations, then the applicability of the claimed method can be extended to several types and orientations of banknotes. For this purpose, it is necessary to choose from the machine-processed combinations of type and orientation those combinations in which a noticeable moire is observed in the digital scanned image of the checked banknote, and for them also implement the claimed method. This can be done according to the first or second implementation. Then, depending on the type and orientation of the checked banknote, the machine will be able to carry out the corresponding implementation of the claimed method. In the course of checking a banknote, the selection of the implementation of a suitable method for several types and orientations of banknotes is provided in step S10, as shown in FIG. 8.

Применение преобразования Фурье дает удобный, но не единственный подход к анализу муара. В соответствии с заявленным способом, для проверки контролируемых особенностей могут также применяться другие методы, например, основанные на прямом обмере размера, периода и направления муаровых полос в зоне контроля.The use of the Fourier transform provides a convenient, but not the only, approach to the analysis of moiré. In accordance with the claimed method, other methods can also be used to check the monitored features, for example, based on direct measurement of the size, period and direction of moiré fringes in the monitored zone.

Claims (44)

1. Способ дополнительной проверки подлинности ценного документа, выполняемый после проведения основной проверки подлинности,1. A method of additional verification of the authenticity of a valuable document, carried out after the basic verification of authenticity, в ходе которой получают цифровой образ проверяемого документа и устанавливают тип документа и его ориентацию при подаче для проверки, на основе которых определяют размещение зоны контроля цифрового образа документа, где имеется свойство образования муарового изображения, при этомduring which a digital image of the checked document is obtained and the type of the document and its orientation during filing for verification are established, on the basis of which the location of the control zone of the digital image of the document is determined, where there is the property of the formation of a moire image, while для проведения дополнительной проверки подлинности документа используют упомянутый цифровой образ проверяемого документа,to carry out additional verification of the authenticity of the document, the mentioned digital image of the checked document is used, состоящий из последовательно отсканированных строк и полученный при соблюдении следующего условия:consisting of sequentially scanned lines and obtained when the following condition is met: в ходе сканирования, измеряемая в направлении сканирования протяженность области регистрации на документе, из которой датчик получает не менее 80 процентов излучения, регистрируемого в ходе сканирования отдельной строки, составляет менее межстрочного шага смещения проверяемого документа относительно датчика,during scanning, the length of the registration area on the document, measured in the scanning direction, from which the sensor receives at least 80 percent of the radiation recorded during the scanning of a single line, is less than the line spacing of the document being checked relative to the sensor, а также угол перекоса проверяемого документа по отношению к направлению сканирования,as well as the skew angle of the checked document in relation to the scanning direction, причем указанная дополнительная проверка состоит в определении наличия в упомянутой зоне контроля в цифровом образе проверяемого документа контролируемых особенностей, которые заранее установлены, как характерные для муарового изображения, образующегося в цифровом образе подлинного документа для установленного типа и ориентации в той же зоне контроля, при угле перекоса подлинного документа в ходе сканирования, равном углу перекоса проверяемого документа,moreover, the specified additional check consists in determining the presence in the mentioned control zone in the digital image of the checked document of the controlled features that are predetermined as characteristic of the moiré image formed in the digital image of an authentic document for the specified type and orientation in the same control zone, at a skew angle the original document during scanning, equal to the skew angle of the checked document, и по заранее заданному правилу выносят решение о подтверждении подлинности проверяемого документа.and according to a predetermined rule, a decision is made to confirm the authenticity of the document being checked. 2. Способ по п. 1, в котором для получения цифрового образа используют линейный датчик изображения, имеющий оптическую систему, предназначенную для формирования изображения документа на линейном массиве фотоприемных элементов, расположенных вдоль прямой линии, и содержащую массив объективов, формирующих неперевернутое изображение с единичным увеличением, и размещенных в один ряд, либо в два параллельных ряда,2. The method according to claim 1, in which a linear image sensor is used to obtain a digital image, which has an optical system designed to form a document image on a linear array of photodetecting elements located along a straight line, and containing an array of lenses that form a non-inverted image with a unit magnification , and placed in one row, or in two parallel rows, причем линейный размер поля зрения каждого объектива, по меньшей мере, в 3 раза превосходит расстояние между его оптической осью и оптической осью любого из соседних с ним объективов,moreover, the linear size of the field of view of each lens is at least 3 times greater than the distance between its optical axis and the optical axis of any of the adjacent lenses, при этом как линия расположения фотоприемных элементов датчика, так и ряд размещения объективов в массиве ориентированы в направлении, практически перпендикулярном к направлению сканирования, а размер приемной площадки каждого фотоприемного элемента, измеренный в направлении сканирования, меньше межстрочного шага смещения проверяемого документа относительно датчика.in this case, both the line of arrangement of the photodetector elements of the sensor and the row of placement of the lenses in the array are oriented in a direction practically perpendicular to the scanning direction, and the size of the receiving area of each photodetector element, measured in the scanning direction, is less than the line pitch of the document being checked relative to the sensor. 3. Способ по п. 2, в котором линейный датчик изображения оснащен системой подсветки, выполненной с возможностью импульсно облучать место расположения документа в поле зрения датчика, при этом3. The method according to claim. 2, in which the linear image sensor is equipped with a backlight system made with the ability to pulse irradiate the location of the document in the field of view of the sensor, while подают импульс облучения в ходе сканирования каждой строки цифрового образаan irradiation pulse is applied during scanning of each line of the digital image и обеспечивают, чтобы сумма величины смещения поля зрения датчика вдоль документа в течение этого импульса и размера поля зрения датчика в направлении сканирования была равна значению, меньшему, чем величина межстрочного шага смещения поля зрения датчика вдоль документа, используемого для получения цифрового образа проверяемого документа.and ensure that the sum of the amount of displacement of the sensor's field of view along the document during this pulse and the size of the sensor's field of view in the scanning direction is equal to a value less than the value of the interline spacing of the sensor's field of view along the document used to obtain a digital image of the document being checked. 4. Способ по п. 3, в котором при получении цифрового образа проверяемого документа используют систему подсветки, содержащую источники излучения различных длин волн, которые одновременно включают во время генерации импульса подсветки в течение, по меньшей мере, части продолжительности указанного импульса.4. The method according to claim. 3, in which when obtaining a digital image of the checked document, a backlight system is used containing radiation sources of different wavelengths, which are simultaneously turned on during the generation of the backlight pulse for at least part of the duration of said pulse. 5. Способ по п. 4, в котором используют оптическую систему, дополнительно оснащенную конструктивными элементами, ограничивающими ход лучей каждого из объективов.5. The method according to claim 4, in which an optical system is used, additionally equipped with structural elements that limit the path of the rays of each of the lenses. 6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором, для проверки на наличие контролируемых особенностей в зоне контроля в цифровом образе проверяемого документа при помощи дискретного Фурье-преобразования, вычисляют контролируемый Фурье-образ содержимого цифрового образа проверяемого документа в зоне контроля,6. The method according to any one of claims. 1-5, in which, in order to check for the presence of controlled features in the control area in the digital image of the checked document using a discrete Fourier transform, the controlled Fourier image of the contents of the digital image of the checked document in the control area is calculated, проверяют наличие в контролируемом Фурье-образе признаков, соответствующих контролируемым особенностям,check for the presence in the controlled Fourier transform of the features corresponding to the controlled features, и по наличию указанных признаков делают вывод о наличии контролируемых особенностей.and by the presence of these signs, a conclusion is made about the presence of controlled features. 7. Способ по п. 6, в котором7. The method according to claim 6, wherein предварительно получают цифровой образ подлинного документа для каждого типа и ориентации путем сканирования указанного подлинного документа без перекоса, обеспечивая дискретность в направлении сканирования, по меньшей мере, в три раза превышающую дискретность контролируемого цифрового образа в направлении сканирования, и выполняют дискретное Фурье-преобразование содержимого этого цифрового образа в зоне контроля с получением эталонного Фурье-образа зоны контроля,a digital image of an authentic document for each type and orientation is preliminarily obtained by scanning the specified original document without skewing, providing a discreteness in the scanning direction, at least three times the discreteness of the monitored digital image in the scanning direction, and performing a discrete Fourier transform of the contents of this digital image in the control zone with obtaining a reference Fourier-image of the control zone, а для проверки на наличие признаков, соответствующих контролируемым особенностям, в контролируемом Фурье-образе зоны контроля, с учетом угла перекоса, преобразуют эталонный Фурье-образ зоны контроля для получения целевого Фурье-образа, область пространственных частот которого совпадает с таковой областью контролируемого Фурье-образа,and to check for the presence of signs corresponding to the controlled features, in the controlled Fourier image of the control zone, taking into account the skew angle, the reference Fourier image of the control zone is transformed to obtain the target Fourier image, the spatial frequency range of which coincides with that of the controlled Fourier image , и по предварительно заданному критерию сходства проводят сравнение распределения амплитуды спектральных компонентов Фурье-образа на частотной плоскости целевого Фурье-образа с таковым распределением контролируемого Фурье-образом зоны контроля,and according to a predetermined similarity criterion, the distribution of the amplitude of the spectral components of the Fourier image on the frequency plane of the target Fourier image is compared with the distribution of the control zone controlled by the Fourier image, причем при достижении заранее заданной степени сходства делают вывод о наличии признаков, соответствующих контролируемым особенностям, если же заранее заданная степень сходства не достигается, то делают вывод об отсутствии признаков, соответствующих контролируемым особенностям.moreover, upon reaching a predetermined degree of similarity, a conclusion is made about the presence of features corresponding to the controlled features, if the predetermined degree of similarity is not achieved, then a conclusion is made about the absence of features corresponding to the controlled features. 8. Способ по п. 7, в котором преобразование эталонного Фурье-образа в целевой Фурье-образ выполняют следующим образом:8. The method according to claim 7, in which the transformation of the reference Fourier transform into the target Fourier transform is performed as follows: получают повернутый Фурье-образ путем поворота эталонного Фурье-образа на угол перекоса,a rotated Fourier transform is obtained by rotating the reference Fourier transform by a skew angle, получают, по меньшей мере, один сдвинутый Фурье-образ путем сдвига повернутого Фурье-образа вдоль оси, соответствующей направлению сканирования, на величину, кратную пространственной частоте сканирования, определяемой шагом строк цифрового образа, и вычисляют линейную комбинацию повернутого Фурье-образа и, по меньшей мере, одного сдвинутого Фурье-образа согласно заранее заданным коэффициентам линейной комбинации,at least one shifted Fourier transform is obtained by shifting the rotated Fourier transform along the axis corresponding to the scanning direction by a multiple of the spatial scanning frequency determined by the pitch of the digital image lines, and calculating a linear combination of the rotated Fourier transform and at least measure of one shifted Fourier transform according to the predetermined coefficients of the linear combination, после чего из указанной линейной комбинации выделяют область пространственных частот, по размерам совпадающую с областью пространственных частот контролируемого Фурье-образа, и используют ее как целевой Фурье-образ.after that, from the specified linear combination, a region of spatial frequencies is selected, which coincides in size with the region of spatial frequencies of the controlled Fourier transform, and it is used as a target Fourier transform. 9. Способ по п. 8, в котором9. The method according to claim 8, wherein эталонный Фурье-образ заранее преобразуют во множество заготовок целевых Фурье-образов, каждая из которых соответствует конкретному значению угла перекоса из заранее определенного набора, и далее, в ходе проверки критерия близости, используют в качестве целевого Фурье-образа одну из заранее полученных заготовок, соответствующий которой угол перекоса, использованный при ее преобразовании, наиболее близок к углу перекоса проверяемого документа.the reference Fourier transform is pre-transformed into a set of preforms of target Fourier transforms, each of which corresponds to a specific value of the skew angle from a predetermined set, and then, during the verification of the proximity criterion, one of the pre-obtained preforms is used as the target Fourier transform corresponding to which the skew angle used in its transformation is closest to the skew angle of the document being checked. 10. Способ по п. 6, в котором10. The method according to claim 6, wherein в качестве признака, соответствующего контролируемой особенности, используют превышение заданного уровня амплитуды контролируемого Фурье-образа в, по меньшей мере, одной характерной области на частотной плоскости,as a sign corresponding to the monitored feature, the excess of the specified amplitude level of the monitored Fourier image in at least one characteristic region on the frequency plane is used, причем размер и расположение характерной области на частотной плоскости вычисляются на основе угла перекоса по заранее заданному алгоритму.moreover, the size and location of the characteristic region on the frequency plane are calculated based on the skew angle according to a predetermined algorithm. 11. Способ по п. 10, в котором11. The method according to claim 10, wherein перед вычислением контролируемого Фурье-образа дополнительно производят оценку допустимости угла перекоса с помощью заранее заданного условия,before calculating the controlled Fourier transform, the admissibility of the skew angle is additionally evaluated using a predetermined condition, и в случае, если угол перекоса является недопустимым, проверку на наличие контролируемых особенностей в зоне контроля в цифровом образе проверяемого документа досрочно завершают,and if the skew angle is unacceptable, the check for the presence of controlled features in the control zone in the digital image of the checked document is completed ahead of schedule, после чего выносят заранее определенное для этого случая решение о подлинности проверяемого документа.after that, a decision, predetermined for this case, is made on the authenticity of the document being checked. 12. Способ по любому из пп. 1-5, в котором межстрочный шаг, по мере сканирования, изменяют на величину, ограниченную заранее определенными пределами, и учитывают эту величину изменения в ходе проверки на наличие контролируемых особенностей.12. The method according to any one of claims. 1-5, in which the line pitch is changed by a value limited to predetermined limits as it is scanned, and this change is taken into account when checking for the presence of monitored features. 13. Способ по любому из пп. 1-5, в котором, в ходе проверки на наличие контролируемых особенностей, проверяют выполнение заранее заданного критерия, соответствующего контролируемой особенности и основанного на оценке толщины линий печатного изображения на поверхности документа.13. The method according to any one of claims. 1-5, in which, in the course of checking for the presence of controlled features, the fulfillment of a predetermined criterion corresponding to the controlled feature and based on the assessment of the thickness of the lines of the printed image on the surface of the document is checked. 14. Способ по п. 13, в котором14. The method according to claim 13, wherein зону контроля заранее определяют таким образом, чтобы в ней в цифровом образе подлинного документа заданного типа и заданной ориентации содержалось множество параллельных отрезков, отстоящих друг от друга на одинаковые расстояния, так что они задают вектор пространственной частоты отрезков,the inspection zone is predetermined in such a way that it contains in a digital image of a genuine document of a given type and a given orientation a plurality of parallel segments spaced at equal distances from each other, so that they define a vector of the spatial frequency of the segments, а в ходе проверки на наличие контролируемых особенностей находят вектор пространственной частоты муара на основе вектора пространственной частоты отрезков и угла перекоса,and in the course of checking for the presence of controlled features, the vector of the spatial frequency of the moiré is found based on the vector of the spatial frequency of the segments and the skew angle, при помощи дискретного Фурье-преобразования вычисляют контролируемый Фурье-образ содержимого цифрового образа проверяемого документа в зоне контроля,using a discrete Fourier transform, the controlled Fourier image of the contents of the digital image of the document being checked in the control zone is calculated, и проверяют выполнение заранее заданного критерия с использованием распределения значений контролируемого Фурье-образа вдоль прямой линии, проходящей через начальную точку на частотной плоскости в направлении вектора пространственной частоты муара.and checking the fulfillment of the predetermined criterion using the distribution of the values of the monitored Fourier transform along a straight line passing through the starting point on the frequency plane in the direction of the vector of the spatial moiré frequency.
RU2020123148A 2020-07-13 2020-07-13 Method of additional authentication of valuable document RU2745032C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123148A RU2745032C1 (en) 2020-07-13 2020-07-13 Method of additional authentication of valuable document

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123148A RU2745032C1 (en) 2020-07-13 2020-07-13 Method of additional authentication of valuable document

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2745032C1 true RU2745032C1 (en) 2021-03-18

Family

ID=74874447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020123148A RU2745032C1 (en) 2020-07-13 2020-07-13 Method of additional authentication of valuable document

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2745032C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138011A (en) * 1965-07-06 1968-12-27 Canadian Bank Note Co Ltd Improvements in printed matter for the purpose of rendering counterfeiting more difficult
WO2001039138A1 (en) * 1999-11-29 2001-05-31 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) New methods and apparatus for authentication of documents by using the intensity profile of moire patterns
US6272248B1 (en) * 1992-08-03 2001-08-07 Ricoh Company, Ltd. Original-discrimination system for discriminating special document, and image forming apparatus, image processing apparatus and duplicator using the original-discrimination system
CN107730707B (en) * 2017-09-28 2019-11-15 深圳怡化电脑股份有限公司 A kind of false distinguishing method and device of valuable document

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138011A (en) * 1965-07-06 1968-12-27 Canadian Bank Note Co Ltd Improvements in printed matter for the purpose of rendering counterfeiting more difficult
US6272248B1 (en) * 1992-08-03 2001-08-07 Ricoh Company, Ltd. Original-discrimination system for discriminating special document, and image forming apparatus, image processing apparatus and duplicator using the original-discrimination system
WO2001039138A1 (en) * 1999-11-29 2001-05-31 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) New methods and apparatus for authentication of documents by using the intensity profile of moire patterns
CN107730707B (en) * 2017-09-28 2019-11-15 深圳怡化电脑股份有限公司 A kind of false distinguishing method and device of valuable document

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9333797B2 (en) Information recording medium and method of reading information recording medium, and image detection apparatus
JP5009169B2 (en) How to generate a security image to be printed on a bank note
JP3801234B2 (en) Banknote inspection device and inspection method
US7982917B2 (en) Document containing scanning survivable security features
JP5065394B2 (en) Method for controlling the quality of a printed document based on pattern matching
EP3252720B1 (en) Identification device, identification method, identification program, and computer-readable medium containing identification program
WO2012058954A1 (en) Method and apparatus for detecting multi-angle optical feature
WO2008020208A1 (en) Method and apparatus for raised material detection
KR101468412B1 (en) A printed matter for forgery prevention and method of verifying a counterfeit
US20140369569A1 (en) Printed Authentication Pattern for Low Resolution Reproductions
US20060115138A1 (en) Optical double feed detection
JP2001236544A (en) Method and device for discriminating authenticity of latent image-formed body for forgery prevention
JP7227818B2 (en) Banknote identification device, banknote handling device, and banknote identification method
RU2745032C1 (en) Method of additional authentication of valuable document
JP2008224557A (en) Inspection method and inspection device of infrared absorption print area printed in infrared absorption ink
JP4288998B2 (en) Paper authentication method
KR101470619B1 (en) Print media Applied to the security element and method.
WO2023176530A1 (en) Paper sheet identifying device, paper sheet processing device, and paper sheet identification method
JP5652787B2 (en) Printed material capable of authenticating authenticity and authentication method of the printed material
WO2022210372A1 (en) Multifeed detection device and multifeed detection method
KR101000114B1 (en) Apparatus for counterfeit bill automatic detection and method for counterfeit bill automatic detection
JP2008188794A (en) Method and equipment for manufacturing printed matter, method and device for discriminating authenticity, and printed matter
JP2023511569A (en) Methods for authenticating security documents
JPH11144113A (en) Paper sheets authenticating device
WO2003061981A1 (en) Autheticatable printed sheet, manufacturing method thereof, manufacturing apparatus thereof, authentication method thereof, and authentication apparatus thereof