WO2014082797A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von dreidimensional erhabenen strukturen auf einer oberfläche eines dokumentes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von dreidimensional erhabenen strukturen auf einer oberfläche eines dokumentes Download PDF

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WO2014082797A1
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beam axis
capture device
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PCT/EP2013/072106
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Siegmund OSYRA
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Bundesdruckerei Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/50—Depth or shape recovery
    • G06T7/507—Depth or shape recovery from shading
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/145—Illumination specially adapted for pattern recognition, e.g. using gratings

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining three-dimensional raised structures on a surface of a document.
  • DE 10 2010 046 219 A1 discloses a method and a device for determining three-dimensional raised structures.
  • the surface of the document is sequentially illuminated in different areas, but rigidly and for each of the different illuminations each capturing a two-dimensional image of the surface of the document.
  • four images are taken from four different angles in order, after an evaluation of these images, to make a statement about the presence or absence of tactility - ie a raised structure, such as a lasered font.
  • the invention has for its object to propose a method and an apparatus for determining such a raised structure, in which the presence or absence of these three-dimensional raised structures is made possible easily and quickly.
  • This object is achieved by a method in which the surface of the document is exposed to an incident light illumination, which is aligned coaxially to a beam axis of an image capture device.
  • the light is emitted by a lighting device which is at least partially aligned coaxially with the beam axis of the image capture device and impinges in the region of the coaxial beam guide as incident light on the surface of the document.
  • This method has the advantage that only a single image of the surface of the document is required to detect the presence or absence of a three-dimensional raised structure. As a result, the time for the evaluation of the document can be shortened and thus a higher throughput in the examination of such documents can be achieved. This allows a quality control of the tactility - ie the detection of a tactile laser in the form of three-dimensional raised structures - realized in a simple manner.
  • the beam axis of the image capture device is aligned at an angle of 90 ° to the surface of the document.
  • the coaxial light of the illumination device impinges perpendicular to the surface of the document and is reflected, whereby on the one hand a cross-fading of adjacent non-tactile structures can take place and these are made almost invisible or invisible.
  • this can simplify the evaluation of the presence or absence of tactility.
  • the light reflected from the surface of the document is evaluated with verification software of the evaluation device.
  • the reflectance of the light reflected back to the raised structure on the surface of the document can serve as a benchmark for the existence check of the tactility.
  • a directed by the reflected light illumination coaxially to the beam axis of the image capture device to the surface light is reflected back by three-dimensional raised structures in the middle raised region and detected by the image capture device. Adjacent areas or edge areas of the raised structure reflect the incident light without this being detected by the image capture device, so that an optically detectable shading arises at the edge of the three-dimensional raised structure. This allows for easy checking of tactility.
  • the evaluation of the reflected light from the surface of the document to the raised structures can be performed with a pattern matching method, in which with increasing reduction of the reflectance to the edge of the raised structure, an increasing shading is output.
  • a pattern matching method in which with increasing reduction of the reflectance to the edge of the raised structure, an increasing shading is output.
  • the three-dimensional raised structure can be detected and output with only a single shot.
  • the verification software detects a correlation coefficient from the substructure to be tested, which is compared with a comparison value and when the image or text to be acquired or the letter or number is output as recognized when a predetermined percentage correlation value is reached or exceeded.
  • OCV software Optical Character Verification software
  • a correlation coefficient can be used not only as a measure of the existence of tactility, but also for the determination of the tactile font.
  • the object underlying the invention is achieved by a device for recognizing three-dimensionally raised structures on a surface of a document, in particular for carrying out the aforementioned method, in which the illumination device comprises a beam splitter having incident light illumination from an outside of a beam axis of the image capture device arranged illumination source is output, coaxial with the beam axis of the image capture device leads to the surface of the document.
  • the illumination device comprises a beam splitter having incident light illumination from an outside of a beam axis of the image capture device arranged illumination source is output, coaxial with the beam axis of the image capture device leads to the surface of the document.
  • the beam splitter can be arranged at an angle of 45 ° to the beam axis of the image capture device on the beam axis of the image capture device, wherein the beam axis of the image capture device is aligned perpendicular to the surface of the document.
  • the illumination device has only one illumination source. As a result, a reduction in the installation space can be achieved.
  • the lighting is preferably designed as an LED board, whereby a further reduction of the installation space is possible.
  • a scattering element is preferably provided between the illumination source and the beam splitter of the illumination device.
  • the light emitted by the illumination source can be directed onto the beam splitter as a parallel light beam in order to achieve a homogeneous light beam as reflected light for illuminating the entire surface of the document.
  • a CCD camera or a CMOS camera is used for the existence check of the tactility. Such cameras are sufficient to detect the presence or absence of the structures.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an apparatus for recognizing three-dimensional raised structures on a surface of a document
  • FIG. 2 shows a schematically enlarged view of a simplified raised structure on the surface of the document
  • FIG. 3 shows a view of a raised structure according to FIG. 2 in incident illumination
  • Figure 4 is a schematic view of another structure after its existence test.
  • FIG. 1 schematically shows a device 11 for detecting three-dimensional elevated structures 12 on a surface 14 of a document 15.
  • raised structures have, for example, along a surface normal of the surface of the document, elevations greater than a general surface roughness of the surfaces.
  • raised structures may be text and / or image that are generated by means of a laser on the surface of the document.
  • the sublime structure can be Braille - Braille.
  • This device 11 comprises a lighting device 17 with a lighting source 18, which illuminates the surface 14 with light.
  • light is meant electromagnetic radiation whose wavelength may be in the infrared, visible or ultraviolet wavelength range.
  • the illumination source is designed as an LED board.
  • the light emitted by the illumination source 18 is guided via a beam splitter 20 onto the surface 14 of the document 15.
  • a scattering element 21 in particular in the form of a diffusing screen, can be provided, which bundles the light emitted in the illumination source 18 and supplies it to the beam splitter 20 as a parallel light beam.
  • the beam splitter 20 is arranged in a beam path 23 of an image capture device 24, wherein the beam path 23 is preferably aligned perpendicular to the surface 14 of the document 15.
  • the beam splitter 20 is preferably arranged at an angle of 45 ° to the beam axis 23 of the image capture device 24.
  • the illumination device 17 with only one illumination source 18, with a beam splitter 20 and the image capture device 24 with an evaluation device 25 is required.
  • a verification is carried out by the evaluation device 25 in which an OCV evaluation or comparable evaluation takes place which detects the light detected and reflected by the image detection device 24 with the aid of pattern matching.
  • This has the advantage that it requires a small number of components which also require only a small space requirement in order to carry out a determination of the tactility on a document 12.
  • the document 15, which may be a value or security document, may contain further information, such as information 27, which is not superior to the surface 14 of the document 15 and is present in this document 15. This may also be a lettering, an image, a mark, a security feature or the like, but which do not protrude from the surface 14 of the document 15.
  • the illumination source 18 emits light which, shortly before impinging on the surface 14 of the document 15, is aligned coaxially with the beam axis 23 and occurs as an incident light. As a result, a total reflection takes place on the surface of the document in the region in which the structure is not elevated relative to the surface. This makes the further information almost invisible or even invisible.
  • the entire surface 14 of the document 15 can be uniformly illuminated.
  • CCD or CMOS cameras can be used for image capture.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the incident light according to arrow 28, which occurs perpendicular to the surface 14 of the document on the surface and the reflected light, a total reflection according to arrow 29 and a reflection of the light according to the arrows 30 and an angle the surface curvature of the structure 12 take place, which is partially or no longer detected by the image capture device.
  • the incident light perpendicular to the surface 14 of the document 15 as indicated by arrow 28 is reflected in the center of the structure according to arrow 29 and detected by the image capture device 24.
  • the reflected light according to arrow 28 assumes a larger reflection angle, so that this is only partially or not detected by the camera and the edge of the structure is increasingly shaded, as shown in Figure 3.
  • the shading 32 is output by the evaluation method with the aid of pattern matching, from which it can be seen that the middle bright area corresponds to the maximum increase in the structure 12 and a surface curvature of the structure 12 is imaged with increasing gray levels.
  • an image 34 without shadowing is output from the information 27 without tactility, since the incident light is reflected according to arrow 28 of incident light illumination on the surface 14 of the document 15 equally according to arrow 29 and detected by the image capture device 24.
  • a shading due to the decrease in the reflectance of the light from the epi-illumination does not take place in an information 27 without tactility. Thereby, the presence or absence of tactility can be easily checked.
  • FIG. 4 shows a further representation of a structure 12 to be tested in the form of a text, such as an expiration date.
  • An outer frame 36 represents a search area of the image capture device 24.
  • a frame 37 formed around each digit of the expiration date indicates that the searched position - ie the structure 12 itself - has been found.
  • a correlation coefficient is determined by means of the verification software. If a correlation coefficient with a reasonable threshold of z. B. greater than 70% is determined, this can be used as a measure of the existence of tactility.
  • the numbers highlighted in the black field represent the digits which were recognized by the verification software and can be seen in an image plane of the image acquisition device 24.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer dreidimensional erhabenen Struktur (12) auf einer Oberfläche (14) eines Dokumentes (15), bei dem die Oberfläche (14) mit Licht beleuchtet wird, bei dem ein von der Oberfläche (14) reflektiertes Licht während der Beleuchtung der Oberfläche (14) erfasst wird und bei dem das erfasste reflektierte Licht zur Ermittlung der dreidimensional erhabenen Struktur (12) von einer Bilderkennungseinrichtung (24) erfasst und mit einer Auswerteinrichtung (25) ausgewertet wird, wobei das Licht von einer Beleuchtungseinrichtung (17) ausgegeben wird, welches zumindest abschnittsweise koaxial zu einer Strahlachse (23) der Bilderfassungseinrichtung (24) ausgerichtet wird und im Bereich der koaxialen Strahlführung als Auflicht auf die Oberfläche (14) auftrifft.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von dreidimensional erhabenen Strukturen auf einer Oberfläche eines
Dokumentes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung dreidimensionaler erhabener Strukturen auf einer Oberfläche eines Dokumentes.
Aus dem Journal „Microcomputer Applications“ (1995) 18, Seiten 341 bis 354 geht ein Verfahren zur Ermittlung von dreidimensional erhabenen Strukturen, wie beispielsweise der Braille-Schrift beziehungsweise Blindenschrift, hervor. Bei diesem Verfahren werden von einer senkrecht zur Oberfläche des Braille-Dokumentes angeordneten Bilderfassungseinrichtung zwei Bilder erfasst, welche aufgrund von verschiedener Beleuchtung aus verschiedenen Richtungen von zwei Lichtquellen erzeugt werden. Dabei hat sich ein Einfallswinkel der Lichtstrahlung von der Lichtquelle als optimal herausgestellt, bei der die Lichtstrahlung quasi in der Horizontalen – also in der Ebene – des Braille-Dokumentes liegt und die Lichtquellen einander gegenüber liegend angeordnet sind, so dass sich im Idealfall die Braille-Punkte lediglich in der Richtung der Schattenbildung unterscheiden.
Aus der DE 10 2010 046 219 A1 geht des Weiteren ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von dreidimensional erhabenen Strukturen hervor. Dabei wird die Oberfläche des Dokumentes nacheinander unterschiedlich flächig, jedoch starr ausgeleuchtet und für jede der unterschiedlichen Beleuchtungen jeweils eine flächige Abbildung der Oberfläche des Dokumentes erfasst. Dabei werden aus vier verschiedenen Blickwinkeln vier Bildaufnahmen angefertigt, um nach einer Auswertung von diesen Bildaufnahmen eine Aussage über das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Taktilität – also einer erhabenen Struktur, wie beispielsweise durch eine gelaserte Schrift - auszugeben.
Aus der Zeitschrift „Photonik“, 4/2006, Seite 74 mit dem Titel „3D-Formbestimmung mittels „Shape from Shading“ der Autoren Sandra Söll, Helge Moritz und Hartmut Ernst ist des Weiteren ein alternatives Verfahren zur Ermittlung von Braille-Punkten bekannt. Dieses optische Messverfahren kehrt das Prinzip „Shape from Shading“ um und ermittelt aus verschiedenen Blickrichtungen Aufnahmen von Schattierungen, so dass aus den dadurch entstehenden Konturen Informationen über die dreidimensionale Form des Objektes ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer solchen erhabenen Struktur vorzuschlagen, bei denen das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein dieser dreidimensional erhabenen Strukturen einfach und schnell ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei welchem die Oberfläche des Dokumentes mit einer Auflichtbeleuchtung beaufschlagt wird, welche koaxial zu einer Strahlachse einer Bilderfassungseinrichtung ausgerichtet ist. Dabei wird das Licht von einer Beleuchtungseinrichtung ausgegeben, welches zumindest abschnittsweise koaxial zur Strahlachse der Bilderfassungseinrichtung ausgerichtet wird und im Bereich der koaxialen Strahlführung als Auflicht auf die Oberfläche des Dokumentes auftrifft. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass nur eine einzige Aufnahme beziehungsweise Erfassung einer Abbildung der Oberfläche des Dokumentes erforderlich ist, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer dreidimensional erhabenen Struktur zu ermitteln. Dadurch kann die Zeitdauer für die Auswertung des Dokumentes verkürzt und somit ein höherer Durchsatz bei der Prüfung solcher Dokumente erzielt werden. Dadurch lässt sich eine Qualitätskontrolle der Taktilität – also der Erfassung einer taktilen Laserung in Form von dreidimensional erhabenen Strukturen - in einfacher Weise realisieren.
Bevorzugt wird für die Existenzprüfung der Taktilität der dreidimensional erhabenen Struktur die Strahlachse der Bilderfassungseinrichtung unter einem Winkel von 90° zur Oberfläche des Dokumentes ausgerichtet. Dadurch trifft das koaxiale Licht der Beleuchtungseinrichtung senkrecht auf die Oberfläche des Dokumentes auf und wird reflektiert, wodurch zum einen ein Überblenden von benachbarten nichttaktilen Strukturen erfolgen kann und diese fast unsichtbar oder unsichtbar gemacht werden. Zum anderen kann dadurch die Auswertung bezüglich dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Taktilität vereinfacht werden.
Bevorzugt wird das von der Oberfläche des Dokumentes reflektierte Licht mit einer Verifikationssoftware der Auswerteeinrichtung ausgewertet. Dabei kann der Reflexionsgrad des die erhabene Struktur an der Oberfläche des Dokumentes rückreflektierten Lichtes ein Bewertungsmaßstab für die Existenzprüfung der Taktilität dienen. Ein von der Auflichtbeleuch­tung koaxial zur Strahlachse der Bilderfassungseinrichtung auf die Oberfläche gerichtetes Licht wird durch dreidimensional erhabene Strukturen im mittleren erhabenen Bereich rückreflektiert und von der Bilderfassungseinrichtung erfasst. Benachbarte Bereiche beziehungsweise Randbereiche der erhabenen Struktur reflektieren das einfallende Licht, ohne dass dieses durch die Bilderfassungseinrichtung erfasst wird, so dass eine optisch erkennbare Verschattung am Rand der dreidimensional erhabenen Struktur entsteht. Dadurch wird eine einfache Überprüfbarkeit der Taktilität ermöglicht.
Die Auswertung des von der Oberfläche des Dokumentes an den erhabenen Strukturen reflektierten Lichtes kann mit einem Patternmatching-Verfahren durchgeführt werden, bei dem mit zunehmender Verringerung des Reflexionsgrades zum Rand der erhabenen Struktur eine zunehmende Verschattung ausgegeben wird. Dadurch kann mit nur einer einzigen Aufnahme die dreidimensional erhabene Struktur erfasst und ausgegeben werden.
Bevorzugt wird mit der Verifikationssoftware von der zu prüfenden erhabenen Struktur ein Korrelationskoeffizient erfasst, der einem Vergleichswert gegenüber gestellt und beim Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten prozentualen Korrelationswertes das zu erfassende Bild oder der zu erfassende Text beziehungsweise der Buchstabe oder die Zahl als erkannt ausgegeben wird. Dadurch kann beispielsweise mittels einer OCV-Software (Optical Character Verification-Software) mit Hilfe von Patternmatching ein Korrelationskoeffizient nicht nur als Maß für die Existenz der Taktilität verwendet werden, sondern auch für die Ermittlung der taktilen Schrift.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Erkennen von dreidimensional erhabenen Strukturen auf einer Oberfläche eines Dokumentes, insbesondere zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens gelöst, bei dem die Beleuchtungseinrichtung einen Strahlteiler umfasst, der eine Auflichtbeleuchtung, die von einer außerhalb einer Strahlachse der Bilderfassungseinrichtung angeordneten Beleuchtungsquelle ausgegeben wird, koaxial zur Strahlachse der Bilderfassungseinrichtung auf die Oberfläche des Dokumentes führt. Dadurch kann ein konstruktiv einfacher Aufbau ermöglicht werden, um die Existenz einer Taktilität, also einer dreidimensional erhabenen Struktur, auf der Oberfläche des Dokumentes zu erfassen.
Der Strahlteiler kann in einem Winkel von 45° zur Strahlachse der Bilderfassungseinrichtung an der Strahlachse der Bilderfassungseinrichtung angeordnet sein, wobei die Strahlachse der Bilderfassungseinrichtung senkrecht zur Oberfläche des Dokumentes ausgerichtet ist. Durch die 45°-Anordnung des Strahlteilers kann auf bestehende Komponenten zurückgegriffen werden, wobei gleichzeitig die koaxiale Ausrichtung der Auflichtbeleuchtung zur Erzeugung einer homogenen Ausleuchtung der gesamten Oberfläche des Dokumentes ermöglicht ist.
Die Beleuchtungseinrichtung weist nur eine Beleuchtungsquelle auf. Dadurch kann eine Verringerung des Bauraumes erzielt werden. Die Beleuchtung ist bevorzugt als LED-Platine ausgebildet, wodurch eine weitere Reduzierung des Bauraumes ermöglicht ist.
Zwischen der Beleuchtungsquelle und dem Strahlteiler der Beleuchtungseinrichtung ist bevorzugt ein Streuelement vorgesehen. Dadurch kann das von der Beleuchtungsquelle ausgegebene Licht als paralleler Lichtstrahl auf den Strahlteiler gerichtet werden, um einen homogenen Lichtstrahl als Auflicht zur Ausleuchtung der gesamten Oberfläche des Dokumentes zu erzielen.
Bevorzugt wird für die Existenzprüfung der Taktilität eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera eingesetzt. Solche Kameras genügen, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Strukturen zu erfassen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Erkennen dreidimensional erhabener Strukturen auf einer Oberfläche eines Dokumentes,
Figur 2 eine schematisch vergrößerte Ansicht einer vereinfacht dargestellten erhabenen Struktur auf der Oberfläche des Dokumentes,
Figur 3 eine Ansicht auf eine erhabene Struktur gemäß Figur 2 bei einer Auflichtbeleuchtung und
Figur 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Struktur nach dessen Existenzprüfung.
In Figur 1 ist schematisch eine Vorrichtung 11 zur Erkennung von dreidimensional erhabenen Strukturen 12 auf einer Oberfläche 14 eines Dokumentes 15 schematisch dargestellt. Solche erhabenen Strukturen weisen beispielsweise entlang einer Oberflächennormalen der Oberfläche des Dokumentes Erhöhungen auf, die größer als eine allgemeine Oberflächenrauheit der Oberflächen sind. Beispielsweise kann es sich bei solchen erhabenen Strukturen um Text und/oder Bild handeln, welche mittels eines Lasers auf der Oberfläche des Dokumentes erzeugt werden. Ebenso kann die erhabene Struktur eine Braille-Schrift – also Blindenschrift – sein.
Diese Vorrichtung 11 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 17 mit einer Beleuchtungsquelle 18, welche die Oberfläche 14 mit Licht beleuchtet. Unter „Licht“ wird elektromagnetische Strahlung verstanden, deren Wellenlänge im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Wellenlängenbereich liegen kann. Bevorzugt ist die Beleuchtungsquelle als LED-Platine ausgebildet. Das von der Beleuchtungsquelle 18 ausgegebene Licht wird über einen Strahlteiler 20 auf die Oberfläche 14 des Dokumentes 15 geführt. Zwischen dem Strahlteiler 20 und der Beleuchtungsquelle 18 kann ein Streuelement 21, insbesondere in Form einer Streuscheibe, vorgesehen sein, welche das in der Beleuchtungsquelle 18 ausgegebene Licht bündelt und als parallelen Lichtstrahl dem Strahlteiler 20 zuführt.
Der Strahlteiler 20 ist in einem Strahlengang 23 einer Bilderfassungseinrichtung 24 angeordnet, wobei der Strahlengang 23 bevorzugt senkrecht zur Oberfläche 14 des Dokumentes 15 ausgerichtet ist. Zur koaxialen Führung des von der Beleuchtungsquelle 18 ausgegebenen Lichtes als koaxiales Auflicht auf die Oberfläche 14 des Dokumentes 15 ist der Strahlteiler 20 bevorzugt in einem Winkel von 45° zur Strahlachse 23 der Bilderfassungseinrichtung 24 angeordnet. Zur Erkennung von dreidimensional erhabenen Strukturen ist die Beleuchtungseinrichtung 17 mit nur einer Beleuchtungsquelle 18, mit einem Strahlteiler 20 sowie der Bilderfassungseinrichtung 24 mit einer Auswerteeinrichtung 25 erforderlich. Bei der Ermittlung der Taktilität befindet sich das Dokument 15 in Ruhe. Bei der Prüfung der Taktilität ist eine Veränderung der Lage und/oder der Position des Dokumentes 15 nicht vorgesehen. Zur Existenzprüfung von dreidimensional erhabenen Strukturen 12 wird von der Auswerteeinrichtung 25 eine Verifikation durchgeführt, bei der eine OCV-Auswertung oder vergleichbare Auswertung erfolgt, die mit Hilfe von Patternmatching das durch die Bilderfassungseinrichtung 24 erfasste und reflektierte Licht erfasst. Dies weist den Vorteil auf, dass eine geringe Anzahl von Komponenten erforderlich ist, die auch nur einen geringen Platzbedarf benötigen, um eine Ermittlung der Taktilität auf einem Dokument 12 durchzuführen.
Das Dokument 15, welches ein Wert- oder Sicherheitsdokument sein kann, kann weitere Informationen enthalten, wie beispielsweise eine Information 27, welche gegenüber der Oberfläche 14 des Dokumentes 15 nicht erhaben und in diesem Dokument 15 vorhanden ist. Diese kann ebenso ein Schriftzug, ein Bild, eine Markierung, ein Sicherheitsmerkmal oder dergleichen sein, die jedoch gegenüber der Oberfläche 14 des Dokumentes 15 nicht hervortreten. Die Beleuchtungsquelle 18 sendet Licht aus, welche kurz vor dem Auftreffen auf der Oberfläche 14 des Dokumentes 15 koaxial zur Strahlachse 23 ausgerichtet ist und als Auflicht auftritt. Dadurch findet an der Oberfläche des Dokumentes in dem Bereich, in welchem die Struktur gegenüber der Oberfläche nicht erhaben ist, eine Totalreflexion statt. Dadurch werden die weiteren Informationen nahezu unsichtbar oder sogar unsichtbar gemacht.
Durch die Einblendung des Lichts der Beleuchtungsquelle und Führung koaxial zur Strahlachse 23 der Bilderfassungseinrichtung kann auch die gesamte Oberfläche 14 des Dokumentes 15 gleichmäßig ausgeleuchtet werden. Zur Erfassung des reflektierten Lichts von der Oberfläche 14 des Dokumentes 15 können zur Bilderfassung CCD- oder CMOS-Kameras eingesetzt werden.
In Figur 2 ist eine schematische Ansicht des Auflichts gemäß Pfeil 28, welches senkrecht zur Oberfläche 14 des Dokumentes auf die Oberfläche auftritt sowie das reflektierte Licht, dargestellt, wobei eine Totalreflexion gemäß Pfeil 29 und eine Reflektion des Lichts gemäß den Pfeilen 30 und einem Winkel an der Oberflächenkrümmung der Struktur 12 erfolgen, welches von der Bilderfassungseinrichtung teilweise oder nicht mehr erfasst wird.
Aufgrund der Einbindung der Information 27 im Dokument 15 bleibt diese unberücksichtigt, das heißt, das einfallende Licht 28 wird an der Oberfläche total reflektiert, wie durch die Pfeile 29 dargestellt ist. Die erhabene Struktur hingegen bewirkt eine Streuung in der Reflektion des Lichtes. Diese Streuung des Lichtes wird zur Ermittlung der erhabenen Struktur verwendet, wie dies in Bild 3 näher dargestellt ist.
Das senkrecht auf die Oberfläche 14 des Dokumentes 15 gerichtete Auflicht gemäß Pfeil 28 wird in der Mitte der Struktur gemäß Pfeil 29 reflektiert und von der Bilderfassungseinrichtung 24 erfasst. Mit zunehmender Krümmung der Struktur nach außen hin nimmt das Auflicht gemäß Pfeil 28 einen größeren Reflektionswinkel ein, so dass dieses nur teils oder nicht mehr von der Kamera erfasst wird und zum Rand der Struktur eine zunehmende Verschattung entsteht, wie aus Figur 3 hervorgeht. Durch das Auswerteverfahren mit Hilfe von Patternmatching wird die Verschattung 32 ausgegeben, aus der hervorgeht, das der mittlere helle Bereich der maximalen Erhöhung der Struktur 12 entspricht und mit zunehmenden Graustufen eine Oberflächenkrümmung der Struktur 12 abgebildet wird.
Im Vergleich hierzu wird von der Information 27 ohne Taktilität ein Bild 34 ohne Verschattung ausgegeben, da das einfallende Licht gemäß Pfeil 28 der Auflichtbeleuchtung an der Oberfläche 14 des Dokumentes 15 gleichermaßen gemäß Pfeil 29 reflektiert und von der Bilderfassungseinrichtung 24 erfasst wird. Eine Verschattung aufgrund der Abnahme des Reflexionsgrades des Lichtes von der Auflichtbeleuchtung findet bei einer Information 27 ohne Taktilität nicht statt. Dadurch kann in einfacher Weise das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Taktilität geprüft werden.
In Figur 4 ist eine weitere Darstellung einer zu prüfenden Struktur 12 in Form eines Textes, wie beispielsweise einem Verfallsdatum, dargestellt. Ein äußerer Rahmen 36 stellt einen Suchbereich der Bilderfassungseinrichtung 24 dar. Ein um jede Ziffer des Verfalldatums gebildeter Rahmen 37 gibt aus, dass die gesuchte Position – also die Struktur 12 selbst – gefunden wurde. Aufgrund der Auswertung dieser jeweils ermittelten Struktur 12 wird ein Korrelationskoeffizient mittels der Verifikationssoftware ermittelt. Sofern ein Korrelationskoeffizient mit einer angemessenen Grenzschwelle von z. B. größer 70 % ermittelt wird, kann dieser als Maß für die Existenz der Taktilität zugrunde gelegt werden. Die im schwarzen Feld unterlegten Ziffern stellen die Ziffern dar, welche durch die Verifikationssoftware erkannt wurden und in einer Bildebene der Bildererfassungseinrichtung 24 zu sehen sind.
Innerhalb des Rahmens 36, der den Suchbereich für die Strukturen 12 darstellt als auch außerhalb des Rahmens sind weitere Informationen oder Texte, wie beispielsweise „Berlin“, nur schwach zu erkennen, da diese aufgrund des Auflichts fast unsichtbar gemacht werden und die Existenzprüfung der Taktilität quasi nicht beeinflussen.
Die vorstehend beschriebenen Merkmale der Erfindung sind jeweils für sich oder in Kombination erfindungswesentlich.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ermittlung einer dreidimensional erhabenen Struktur (12) auf einer Oberfläche (14) eines Dokumentes (15), bei dem die Oberfläche (14) mit Licht beleuchtet wird, bei dem ein von der Oberfläche (14) reflektiertes Licht während der Beleuchtung der Oberfläche (14) erfasst wird und bei dem das erfasste reflektierte Licht zur Ermittlung der dreidimensional erhabenen Struktur (12) von einer Bilderkennungseinrichtung (24) erfasst und mit einer Auswerteinrichtung (25) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht von einer Beleuchtungseinrichtung (17) ausgegeben wird, welches zumindest abschnittsweise koaxial zu einer Strahlachse (23) der Bilderfassungseinrichtung (24) ausgerichtet wird und im Bereich der koaxialen Strahlführung als Auflicht auf die Oberfläche (14) auftrifft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlachse (23) der Bilderfassungseinrichtung (24) über einen Winkel von 90° zur Oberfläche (14) des Dokumentes (12) ausgerichtet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Oberfläche (14) des Dokumentes (15) reflektierte Licht mit einer Verifikationssoftware in der Auswerteeinrichtung (25) ausgewertet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung mit einem Patternmatching-Verfahren durchgeführt wird, bei dem die Abnahme des Reflexionsgrades des reflektierten Lichts zum Rand der erfassten Struktur (12) als eine zunehmende Verschattung (32) ausgegeben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der erhabenen Struktur (12) mittels der Verifikationssoftware ein Korrelationskoeffizient ermittelt und einem Vergleichswert gegenüber gestellt sowie bei Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten prozentualen Korrelationswertes zum Vergleichswert das Vorhandensein der erhabenen Struktur ausgegeben wird.
  6. Vorrichtung zum Erkennen von dreidimensional erhabenen Strukturen (12) auf einer Oberfläche (14) eines Dokumentes (15), mit einer Beleuchtungseinrichtung (17), welche eine Beleuchtungsquelle (18) umfasst, mit einer Bilderfassungseinrichtung (24) zum Erfassen des an der Oberfläche (14) des Dokumentes (15) reflektierten Lichtes und einer Auswerteeinrichtung (25) zum Auswerten des durch die Bilderfassungseinrichtung (24) erfassten und reflektierten Lichtes von der Oberfläche (14) des Dokumentes (15), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (17) einen Strahlteiler (20) umfasst, der ein Auflicht, welches von einer außerhalb einer Strahlachse (23) der Bilderfassungseinrichtung (24) angeordneten Beleuchtungsquelle (18) ausgegeben wird, koaxial zur Strahlachse (23) der Bilderfassungseinrichtung (24) auf die Oberfläche (14) des Dokumentes (15) geführt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (20) in einem Winkel von 45° zur Strahlachse (23) der Bilderfassungseinrichtung (24) in der Strahlachse (23) angeordnet ist, wobei die Strahlachse (23) senkrecht zur Oberfläche (14) des Dokumentes (15) ausgerichtet ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (17) nur eine Beleuchtungsquelle (18) aufweist, die vorzugsweise als LED-Platine ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Beleuchtungsquelle (18) und dem Strahlteiler (20) ein Streuelement (21) vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinrichtung (24) als eine Flächenkamera, insbesondere CCD- oder CMOS-Kamera, ausgebildet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113176730A (zh) * 2020-01-27 2021-07-27 Abb瑞士股份有限公司 确定用于工业自动化设备的控制参数
GB2602793A (en) * 2021-01-06 2022-07-20 Foster & Freeman Ltd Improved coaxial examination of surfaces

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10124347A1 (de) * 2001-04-20 2002-10-31 Lewecke Maschb Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Mustern auf einer Oberfläche eines Gegenstandes
DE102010046219A1 (de) 2010-09-22 2012-03-22 Bundesdruckerei Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung und/oder Beurteilung dreidimensionaler erhabener Strukturen auf einer Oberfläche eines Dokuments

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002027267A1 (en) * 2000-09-29 2002-04-04 Bernd Sommer Optical ball height measurement of ball grid arrays

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10124347A1 (de) * 2001-04-20 2002-10-31 Lewecke Maschb Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Mustern auf einer Oberfläche eines Gegenstandes
DE102010046219A1 (de) 2010-09-22 2012-03-22 Bundesdruckerei Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung und/oder Beurteilung dreidimensionaler erhabener Strukturen auf einer Oberfläche eines Dokuments

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"3D-Formbestimmung mittels ''Shape from Shading", PHOTONIK, April 2006 (2006-04-01), pages 74
JOURNAL ''MICROCOMPUTER APPLICATIONS, vol. 18, 1995, pages 341 - 354
See also references of EP2926295A1

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113176730A (zh) * 2020-01-27 2021-07-27 Abb瑞士股份有限公司 确定用于工业自动化设备的控制参数
GB2602793A (en) * 2021-01-06 2022-07-20 Foster & Freeman Ltd Improved coaxial examination of surfaces
GB2602793B (en) * 2021-01-06 2023-02-08 Foster & Freeman Ltd Improved coaxial examination of surfaces

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