SE454023B - Forfarande for optisk serskiljning av provobjekt - Google Patents

Description

454 023 dera ett lätt utbytbart optiskt filter 7, 8, 9 till vardera en ljusavkännare 10, ll, 12. Vart och ett av filtren 7, 8, 9 låter endast ett smalt spektralband med en bestämd mittvåglängd Ä passera, och var och en av ljusavkännarna 10, ll, 12 mottager sålunda endast ljus av den våglängd Al, A2, A3, som motsvarar dess filter 7, 8 , 9. I stället för att såsom visas på ritningen detektera tre olika våglängder kan det vara av fördel att använ- da ett större eller mindre antal våglängder, dock minst två.

De av de enskilda ljusavkännarna 10, ll, l2 p.g.a. den först av referensobjektet 2 och den därefter av provobjektet 3 ref- lekterade strålningen alstrade signalerna tillföres en på rit- ningen ej visad utvärderingsenhet, vilken sätter signalerna i relation till varandra, förstärker deras skillnader, normerar dem och digitaliserar dem via en diskriminator, exempelvis en tröskelvärdeskoppling med inställbar beslutsgräns, så att ett ja/nej (godkänd/icke godkänd)-beslut föreligger på utvärderings- enhetens utgång. Samma utvärderingsenhet tjänar både till bestämning av de för en viss objektgrupp nödvändiga våglängder- na för de optiska filtren samt deras antal och efter bestäm- ning av dessa data i den praktiska användningen även till bestämning av huruvida ett bestämt provobjekt tillhör denna objektgrupp eller ej. I föreliggande exempel utgöres objekt- gruppen av ett bestämt sedelvärde och utgöres provobjekten av de enskilda sedlarna.

Först användes utvärderingsenheten i och för utarbe- tande av testvillkoren på sådant sätt att så signifikanta vär- den som möjligt för en godkänd/icke godkänd särskiljning av olika provobjekt erhålles. För detta syfte bildar den för var- je arbetsvåglängd ll till ln efter inskjutningen av motsva- rande filter 7, 8, 9 och för varje provobjekt reflektionsför- hållandet R = f(Ä), d.v.s. kvoten mellan mätvärdet på referensobjektet och mätvär- det på provobjektet. Dessa mätningar utföres på så många prov- objekt i objektgruppen, mën så långt är möjligt även på objekt som skall särskiljas från denna objektgrupp. De sålunda erhåll- na värdena på R är ännu ej tillräckliga för att klart framhäva karaktäristiska skillnader mellan provobjekten. Av denna anled- 454 025 ning omformas de lämpligen i åtminstone en matematisk trans- formation på sådant sätt att medelvärdet för alla mätvärdena i en objektgrupp strävar mot värdet l.

I en första transformation bildar utvärderingsenheten enligt relationen ' m) N å? 2 .Riw i = 1 -för varje värde på R för de valda våglängderna Al till An en av skillnaden mellan värdet R för det enskilda provobjektet och det aritmetiska medelvärdet för alla värden på R i en ob- jektgrupp beroende variabel r. Därvid betyder N antalet betrak- tade provobjekt för vilka värdet R för en bestämd våglängd Ä har bestämts.

För att vid en sedelprovare taga hänsyn till det faktum att en sedels färgton är mer eller mindre mörk använder man med fördel en andra transformation för normering av värdena enligt relationen r'(k) = I denna ekvation betyder n antalet använda arbetsvåglängder, i exemplet alltså 3. I motsvarighet till de n arbetsvåglängder- na erhålles för varje provobjekt n värden, vilka i och för ett godkänd/icke godkänd-beslut genom utvärderingsenheten vidare behandlas för bildande av det matematiska avståndet, i före- liggande fall det euklidiska avståndet, varvid detta sker en- d_ 1 n 2 _ E Z '(Å1)'1> i=1 ligt relationen: \ 454 023 4 Varje provobjekt är på detta sätt kännetecknat genom sin skillnad i avståndet d från det för objektgruppen enligt samma räkneförfarande härledda aritmetiska medelvärdet för d.

Beräkningen av avståndet d skall under förändring av de optiska filtrens arbetsvåglängder d, och om så erfordras under förändring av filtrens antal n, återupprepas så länge tills ett så utsagodugligt resultat som möjligt erhålles, dans. så att avståndet d för objekt i en objektgrupp, dans. exempelvis en sedelsort, antager små värden, medan objekt utanför objektgrup- pen, dans. andra sedlar eller förfalskningar, ger ett så stort värde för d som möjligt.

För det gynnsammaste valet av de optiska filtren kan en av räkneverket styrd koordinatskrivare som upptecknar kurvorna för r = f(l), r' = f(A) vara av nytta.

Så snart de bästa värdena för filtren och filtrens antal erhållits skall genom mätning av så många objekt som möjligt ett förekomstfrekvensdiagram för objektgruppen upptagas och dess spridning bestämmas. Genom resultaten kan godkänd/icke godkänd-gränsen d É x = godkänd, d > x = icke godkänd fastläg- gas och inställas på en diskrimihator- resp. tröskelvärdeskopp- ling i utvärderingsenheten med inställbar beslutsgräns i och för verkställande av godkänd/icke godkänd-beslut.

Testförfarandet inskränker sig ej endast till testning av sedlar eller liknande pappersblad. Det kan användas för sär- skiljning av godtyckliga föremål, vilka uppvisar synliga eller icke synliga färgskillnader. Tänkbart är här exempelvis sorte- ring av jordbruksprodukter, såsom kaffebönor, ärtor o.s.v. i prima och sekunda eller detektering av en tillräcklig eller otillräcklig rostningsgrad av sådana produkter, varvid i det sistnämnda fallet avgörandet ej skall fällas mellan ett enskilt objekt och en objektgrupp utan mellan två objektgrupper, vid vilka skillnaderna för gruppernas medelvärden från d är norm- givande för godkänd/icke godkänd-beslutet.

Vid vissa objektgrupper är det meningsfullt att i stället för reflektionsgraden bedöma transmissionsgraden. Man låter därvid ljusstrålningen genomtränga objekten och bedömer absorp- tionen. Ljuskällan 1 befinner sig då på den ena sidan av objek- tet och ljusledarna 4,5,6 avkänner ljuset på den andra sidan 454 023 av objektet. Såsom referensstorhet kan här den direkta strål- ningen utan provobjekt detekteras eller kan ett referensobjekt användas.

Den beskrivna särskiljningen av provobjekt i enlighet med uppfinningen är även möjlig vid användande av andra räkneför- faranden som erbjudes fackmannen genom teknikens ståndpunkt, varvid även icke-linjära omformningar kan komma ifråga.

Genom den möjliga kombinationen av fritt valbara arbets- våglängder låter sig den beskrivna anordningen användas för ett stort antal objekt och avger anordningen därvid entydiga särskiljningssärdrag. För prövningen av sedlar är speciellt upptäckten av spektrala skillnader utanför det för det mänsk- liga ögat synliga spektralområdet intressant. Anordningen kan även genom val av motsvarande arbetsvåglängder finna använd- ning för detektering av metamera färger.

Claims (2)

1. 454 023 6 PATENTKRAV l. Förfarande för optisk särskiljning av provobjekt genom jämförelse av det för ljus av olika våglängder erhållna för- hållandet R = f(X) mellan de_av ljussensorer fastställda mät- värdena för å ena sidan det av provobjektet och å andra sidan det av ett referensobjekt reflekterade eller absorberade ljuset, varvid både provobjektet och referensobjektet utsätts för samma strålning, mätvärdena skalas genom matematisk om- formning i ett beräkningssteg och en beslutssignal för ett godkänd/icke-godkänd-beslut alstras genom tröskling, k ä n - n e t e c k n a t av användning av ett i sig känt norme- ringsförfarande, vid vilket mätvärdena i beräkningsstaßm normeras på sådant sätt, att de normerade, på N godkända prov- objekt bestämda normvärdena strävar mot ett enda medelvärde, och av användning av en i sig känd matematisk avståndsbestäm- ning, vid vilken för varje provobjekt beslutssignalen alstras med hjälp av dess för varje arbetsvåglängd X fastställda normvärde och medelvärdet, varvid först de för en bestämd provobjektgrupp bäst lämpade våglängderna bestäms därigenom att, genom val av värden för å ena sidan antalet n olika flrbetsvåglängdef X1 till in och å andra sidan storleken av respektive arbetsvåglängd X , förfarandet genomföres ett fler- tal gånger tills de största skillnaderna (största matematiska avståndet) mellan främmande objekt och en objektgrupp detek- terats.
2. 2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att en första matematisk transformation bildas enligt relatio- nen - R(l) r (X) = - 454 023 7 i vilken N är antalet betraktade objekt, med vilka man har bestämt värdena för R för ett visst antal våglängder L, och att vidare i och för normering av värdena en andra matematisk transformation bildas enligt relationen r' (X) = ___EÅÅl_____ i vilken n är lika med antalet använda arbetsvåglängder L , och att dessutøm sâsonl matematisk avståndsbildning Euklides avståndsbildning enligt relationen Q ll fl|H användes.