用于檢查有價值文檔的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于檢查有價值文檔的方法，其可以檢查要檢查的有價值文檔的亮度光譜和參考光譜之間的相似度。為了檢查從要檢查的有價值文檔獲取的亮度光譜與參考光譜的相似度，不是將記錄的亮度光譜自身與參考光譜比較，而是用已經(jīng)適用于參考光譜且利用線性校正而從所獲取的亮度光譜產(chǎn)生的校正的亮度光譜來比較。線性校正函數(shù)的校正參數(shù)是通過將線性校正的亮度光譜適用于參考光譜而確定的。通過適用，使得由于測量技術(shù)造成的所獲取的亮度光譜的波動得到至少部分補(bǔ)償。
【專利說明】用于檢查有價值文檔的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于檢查有價值文檔的方法、以及進(jìn)行該方法的傳感器和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，為了真實(shí)性及其狀態(tài)而檢查有價值文檔，或者，確定各個有價值文檔的類型。有價值文檔的檢查在用于有價值文檔處理的設(shè)備中有效，所述設(shè)備取決于要檢查的有價值文檔屬性而包含檢測有價值文檔的不同屬性的一個或數(shù)個傳感器。在檢查時，通常通過檢測從有價值文檔發(fā)出的光的光學(xué)傳感器來檢查有價值文檔。在這樣做時，通常相對于光學(xué)傳感器移動有價值文檔。采用這樣的方法用于檢查諸如銀行票據(jù)、支票、身份證、信用卡、支票保證卡、票、付款憑單等的有價值文檔。
[0003]為了檢查有價值文檔的真實(shí)性，已知這樣的方法:將要檢查的有價值文檔的減弱(remission)與真實(shí)的有價值文檔相比較。為此目的，例如，有可能對于一個或數(shù)個特定波長，將有價值文檔的減弱的亮度與真實(shí)的有價值文檔的亮度相比較。如果相對于真實(shí)的有價值文檔的差異過大，則將檢查的有價值文檔分類為假。
[0004]進(jìn)行有價值文檔的光學(xué)檢查還由有價值文檔的生產(chǎn)商用來使新生產(chǎn)的有價值文檔在其裝運(yùn)之前經(jīng)受質(zhì)量檢查。這里，例如測試有價值文檔的印制圖像是否滿足特定規(guī)范。對于此光學(xué)檢查，通常采用圖像傳感器，其在三色通道中檢測有價值文檔發(fā)出的光，以便例如在紅色、綠色、以及藍(lán)色光譜區(qū)域中分別記錄有價值文檔的圖像。如果在檢查的有價值文檔之一中，記錄的圖像不對應(yīng)于期望的印制圖像，則在質(zhì)量檢查的過程中，揀出該有價值文檔。然而，有價值文檔的質(zhì)量檢查迄今尚未涉及有價值文檔的任何利用光譜解析的光學(xué)測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]由此，本發(fā)明的目的在于闡述這樣的方法，其用于檢查要檢查的有價值文檔的亮度光譜(intensity spectra)和參考光譜(reference spectrum)之間的相似度,據(jù)此,能夠可靠地彼此區(qū)分具有可接受的亮度光譜的有價值文檔和具有不可接受的亮度光譜的有價值文檔。
[0006]通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)此目的。其從屬權(quán)利要求闡述了本發(fā)明的有利發(fā)展和實(shí)施例。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的方法包括測試要檢查的有價值文檔的亮度光譜和參考光譜之間的相似度。被檢查與參考光譜相似度的亮度光譜例如為有價值文檔的減弱光譜、透射光譜或熒光光譜。為了記錄有價值文檔的亮度光譜，以數(shù)個不同波長檢測從有價值文檔發(fā)出的光。為了檢查從要檢查的有價值文檔記錄的亮度光譜與參考光譜的相似度，不是將記錄的亮度光譜自身與參考光譜比較，而是與適用于參考光譜且通過線性校正而從記錄的亮度光譜產(chǎn)生的校正的亮度光譜比較。然而，(線性)校正函數(shù)的校正參數(shù)不是預(yù)定的，而是通過將線性校正的亮度光譜適用于參考光譜而確定的。使用線性校正函數(shù)而適用導(dǎo)致所記錄的亮度光譜的略微偏移和/或拉伸。通過將線性校正的亮度光譜適用于參考光譜，實(shí)現(xiàn)了由于測量技術(shù)造成的記錄的亮度光譜的檢測亮度的波動至少被部分補(bǔ)償，其中，該波動對于要檢查的有價值文檔來說是不可預(yù)測的、或在檢查有價值文檔時得不到。
[0008]為此目的，進(jìn)行下面的步驟:使用線性校正函數(shù)來校正記錄的亮度光譜。線性校正函數(shù)采用第一校正參數(shù)a和第二校正參數(shù)C。校正所需的校正參數(shù)a、c的值最初是未知的，且僅在適用的過程中被確定。使用線性校正函數(shù)，從記錄的亮度光譜S(X)形成了校正的亮度光譜S’(c, a, λ )=c+a.S( λ )。將校正的亮度光譜S’ (c, a, λ )=c+a.S( λ )適用于參考光譜，以便減小由距離測度限定的偏差，其中，校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)具有相對于參考光譜R(X)的該偏差。具體地，可通過該適用而使此偏差最小。第一和第二校正參數(shù)與波長λ無關(guān)，S卩，對于所有波長采用同樣的第一校正參數(shù)c和同樣的第二校正參數(shù)a。由此，實(shí)現(xiàn)了校正的亮度光譜不會在記錄的亮度光譜上被偽造。
[0009]校正的亮度光譜相對于參考光譜的由距離測度限定的偏差通過對亮度差計算距離測度(distance measure)而產(chǎn)生，該距離測度是在不同波長上呈現(xiàn)的校正亮度光譜S’(c，a，λ)相對于參考光譜R(A)的距離色度。例如，距離測度是校正的亮度光譜S，(c, a, λ)相對于參考光譜R(A)的歐氏(Euclidean)距離、曼哈頓(Manhattan)距離、棋盤(chessboard)距離或其它數(shù)學(xué)距離。優(yōu)選地,通過最小二乘擬合來將校正的亮度光譜S’(c，a，λ)適用于參考光譜R(X)。然而，例如，通過改變校正參數(shù)a和c，校正的亮度光譜S’(c，a, λ )=c+a * S(A)還可被迭代地適用于參考光譜。
[0010]適用的結(jié)果是適用于參考光譜的校正的亮度光譜S’( λ ) =c*+a*.S ( λ )，其第一校正參數(shù)為c*,且其第二校正參數(shù)為a*,其中，c*和a*表示與波長λ無關(guān)的具體數(shù)值，即，對于所有波長它們都相同。校正的亮度光譜相對于參考光譜的由距離測度限定的偏差處于c=c*且a=a*，由此，與記錄的亮度光譜相對于參考光譜所具有的由距離測度限定的該偏差相比，其減小或甚至呈現(xiàn)為最小。對于以此方式確定的適用的校正的亮度光譜S’( λ ) =c*+a*.S ( λ )，隨后計算適用的校正的亮度光譜S’( λ ) =c*+a*.S ( λ )相對于參考光譜的距離。計算的距離被用來評估所記錄的亮度光譜S(X)和參考光譜R(X)之間的相似度。
[0011]在適用(adapting)時，例如，校正參數(shù)a和c變化，直到由距離測度限定的偏差到達(dá)最小為止，即，直到校正參數(shù)a和c的進(jìn)一步變化不再使由距離測度限定的偏差減小為止。如果校正的亮度光譜相對于參考光譜所具有的由距離測度限定的偏差在適用時被最小化，則采用適用的校正的亮度光譜S’(X)=c*+a*_S(X)，其與參考光譜R(X)的偏差最小。然而，如果由距離測度限定的偏差小于特定閾值，則還可終止該適用。
[0012]校正的亮度光譜適用于參考光譜、以及用于計算距離的適用于參考光譜的校正的亮度光譜s’ (A)=c*+a*.S(A)的采用使得可以至少部分補(bǔ)償由于測量技術(shù)造成的波動，其在其記錄時已影響亮度光譜S( λ )。例如，這些包括有價值文檔的檢測位置的不準(zhǔn)確(例如，由于有價值文檔的運(yùn)送波動造成)，其可在有價值文檔具有不同類光譜屬性的情況下改變記錄的亮度光譜。基于該適用，能夠可靠地將具有不可接受的亮度光譜的有價值文檔與具有可接受的亮度光譜的有價值文檔區(qū)分。
[0013]在適用校正的亮度光譜S(X)時，對于要檢查的每個單獨(dú)的有價值文檔，適用的校正的亮度光譜s’ (A)=c*+a* *S(A)與參考光譜R(X)的由距離測度限定的偏差減小或最小的第一和第二校正參數(shù)a*和c*被各自確定。與對參考光譜的非單獨(dú)適用(對于數(shù)個記錄的亮度光譜采用同樣的校正參數(shù)c*和a*)相反，由此獲得好得多的適用。如果對于要檢查的有價值文檔、要針對與參考光譜的相似度而測試數(shù)個亮度光譜，則還可對于要檢查的有價值文檔的每個單獨(dú)的亮度光譜S(X)各自進(jìn)行適用。
[0014]例如，在對應(yīng)于使用擬合參數(shù)a和c將校正的亮度光譜S’(c，a, λ )擬合到參考光譜R(X)的補(bǔ)償計算的框架內(nèi)，將校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)適用到參考光譜R(X)。例如，補(bǔ)償計算是校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)到參考光譜R(X)的最小二乘擬合，或至少基于這樣的擬合。在最小二乘擬合的情況下，在適用時作為偏差而計算矯正的亮度與參考光譜的均方差。最小二乘擬合是有優(yōu)勢的，因?yàn)槠湫枰苌俚挠嬎銜r間，由此即使在有價值文檔的高速檢查期間，也允許對每個檢查的有價值文檔進(jìn)行實(shí)時的相似度評估。
[0015]對于一方面的在適用的框架內(nèi)的由距離測度限定的偏差的計算、以及另一方面的適用的校正的亮度光譜s’ ( λ ) =c*+a*.S(A)與參考光譜R(X)的距離的計算(為相似度評估而采用的)，可采用同樣的距離測度。然而，最好是作為用于相似度評估的距離而采用適用的校正的亮度光譜S’ ( λ ) =c*+a*.S(A)與參考光譜R(X)的棋盤距離
|S’ (A)-R(A) I ，所述距離為S’ U)=c*+a*.S(A)與R(A)之間的最大差，其存在于預(yù)期波長λ中的任一個上的兩個亮度光譜之間。
[0016]例如，采用計算的距離作為相似度測度，其允許記錄的亮度光譜與參考光譜的相似度的定量表述。為了評估從有價值文檔記錄的亮度光譜S(X)與參考光譜R(X)的相似度，可將計算的距離與一個或數(shù)個閾值相比較。當(dāng)該距離超過了有價值文檔上的一個或數(shù)個檢測位置的閾值時，檢查的有價值文檔被分配相應(yīng)的較低的相似度，且在可應(yīng)用時，揀出該有價值文檔。
[0017]例如，在其裝運(yùn)之前，在有價值文檔的質(zhì)量檢查的框架內(nèi)，進(jìn)行有價值文檔的記錄的亮度光譜與參考光譜之間的相似度的評估。根據(jù)本發(fā)明的方法允許有價值文檔的安全特征的光譜特性針對為安全特征而指定的光譜特性檢查其相似度，其中，對此，該安全特征在其應(yīng)用或并入有價值文檔之前被指定。這里，可采用該距離作為用于安全特征的質(zhì)量檢查的相似度測度。被檢查光譜特性的安全特征例如為應(yīng)用于有價值文檔且由指定的光譜特性識別的特殊印制墨水。采用棋盤距離作為該距離在這里尤其有利，因?yàn)榭蓪⑵渲苯优c波動范圍相比較，據(jù)此，安全特征，尤其是印制墨水，在有價值文檔被配備安全特征之前被指定。
[0018]可對于記錄的亮度光譜的整個光譜區(qū)域、或?qū)τ谄湟粋€或數(shù)個光譜部分，將校正的亮度光譜S’(C，a，λ)適用于參考光譜R(A)。在適用時，還可通過在光譜上相互分離的數(shù)個光譜區(qū)域上進(jìn)行平均，計算校正的亮度光譜相對于參考光譜所具有的、由距離測度限定的偏差。當(dāng)對于完全包括安全特征的光譜特性、且延伸越過光譜特性所處的光譜部分的光譜部分進(jìn)行適用時，獲得最優(yōu)適用。如果光譜特性處于紅外區(qū)，則優(yōu)選地，將校正的亮度光譜適用于完全位于紅外區(qū)的記錄的亮度光譜的光譜部分中的參考光譜，在適用時，不考慮所記錄的亮度光譜位于可見區(qū)的光譜部分。進(jìn)行適用的紅外區(qū)的光譜部分優(yōu)選僅包括SOOnm以上的波長。通過僅在紅外區(qū)中適用，實(shí)現(xiàn)了:可將同樣的參考光譜用于各自包含同樣的安全特征的數(shù)個可見的印制墨水?？捎纱吮苊鈴臑榱藛蝹€類型的有價值文檔處理單獨(dú)的參考光譜產(chǎn)生的工作量。
[0019]優(yōu)選地，僅對于校正的亮度光譜被適用于參考光譜的光譜部分、或?qū)τ谄湟徊糠郑嬎闫渚嚯x被用于評估相似度的、適用的校正的亮度光譜與參考光譜的距離。具體地，僅對于要檢查的有價值文檔的安全特征的光譜特性所延伸的適用的校正的亮度光譜的光譜部分，計算該距離。優(yōu)選地，所述部分完全位于紅外區(qū)。
[0020]為了不會相對于記錄的亮度光譜S(X)偽造適用的校正的亮度光譜S’(λ)，可進(jìn)行校正的亮度光譜到參考光譜R(X)的約束適用。為了在適用時排除亮度光譜的偽造，對于第一和第二校正參數(shù)規(guī)定特定條件。為獲得約束適用，例如，對于從第一和第二校正參數(shù)a*、c*導(dǎo)出的兩個參數(shù)w=l/(a*+c*)和s=a*/ (a*+c*),規(guī)定了一個或數(shù)個特定的附加條件?？赡艿母郊訔l件為導(dǎo)出的參數(shù)W、s相互獨(dú)立，使得它們滿足特定的數(shù)學(xué)關(guān)系。然而，還可通過這樣的附加條件來約束適用:參數(shù)w、s各自位于特定的限制內(nèi)，具體地，w位于I附近的值范圍[W1, W2], S位于I附近的值范圍[S1, S2],其中，優(yōu)選地,保持0.8? l〈w2〈l.2,
0.8〈Sl〈l.1<s2<1.2。在特定情況下的w和s的值范圍也可不位于I附近，而是在或大或小的數(shù)值周圍。如果根據(jù)本發(fā)明的方法被錯誤地應(yīng)用于以該方法為基礎(chǔ)的參考光譜R(X)無效的其它有價值文檔，則該約束是有利的。否則，對于這樣的有價值文檔的亮度光譜，可能被(無約束的)適用偽造。
[0021]通過約束的適用，實(shí)現(xiàn)了記錄的亮度光譜S(X)的光譜形狀，尤其是其光譜特性在適用時被充分保持。由此，適用的校正的亮度光譜具有與記錄的亮度光譜基本相同的光譜特性。約束的適用最多產(chǎn)生記錄的亮度光譜的輕微偏移和/或拉伸。
[0022]對于校正的亮度光譜S’(c，a, λ )到參考光譜R(X)的約束適用，例如，在適用步驟之后進(jìn)行以下步驟:
[0023]-確定適用的校正的亮度光譜S’(λ)的第一校正參數(shù)c*和第二校正參數(shù)a*，其中，由適用的校正的亮度光譜S’ (λ)與參考光譜R(X)的距離測度限定的偏差減小或最小，
[0024]-計算參數(shù)w=l/ (a*+c*)和參數(shù) s=a*/ (a*+c*),
[0025]-檢查參數(shù)w是否位于I附近的預(yù)定區(qū)間[W1,W2]，參數(shù)s是否位于I附近的預(yù)定區(qū)間[S1, S2]，
[0026]_如果Ww1,則將參數(shù)w約束為W1,如果w〉w2，則將參數(shù)w約束為w2，并且，如果SCs1,則將參數(shù)S約束為S1，如果s>s2，則將參數(shù)s約束為s2，
[0027]-采用約束的參數(shù)W=W1或W=W2和/或約束的參數(shù)S=S1或S=S2,以確定約束適用的校正的亮度光譜SB’(A)=c*+a*.SU )，其第一校正參數(shù)為c*= (1-s)/V，且第二校正參數(shù)為 a*=s/w,
[0028]-計算約束適用的校正的亮度光譜SB’(λ)相對于參考光譜R(A)具有的距離(A),
[0029]-采用計算的距離(A)，以評估從有價值文檔記錄的亮度光譜S(X)和參考光譜R(A)之間的相似度。
[0030] 此外，本發(fā)明涉及傳感器，其被配置為用于執(zhí)行所述方法。該傳感器記錄要檢查的有價值文檔的亮度光譜。為此目的，傳感器具有測量元件，用于從要檢查的有價值文檔發(fā)出的光的光譜解析檢測，例如，光譜不同的一個或數(shù)個光源(在可用時)、一個或數(shù)個色散元件(在可用時)、以及一個或數(shù)個檢測器件。此外，傳感器還配備有評估器件，其將根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟應(yīng)用于有價值文檔的記錄的亮度光譜。為了執(zhí)行這些步驟，傳感器配備有對應(yīng)的硬件和/或利用對應(yīng)軟件被編程。例如，傳感器被安裝在用于檢查有價值文檔的設(shè)備中，其具有傳送系統(tǒng)，要檢查的有價值文檔通過其一個接一個地逐一被傳送通過檢查有價值文檔的傳感器。
[0031]在開始根據(jù)本發(fā)明的方法之前，可手動、或例如通過執(zhí)行該方法的傳感器設(shè)備或傳感器上的對應(yīng)調(diào)整而自動選擇各自適于此有價值文檔的參考光譜。所選參考光譜可對不同類型的有價值文檔有效。還可通過例如基于根據(jù)本發(fā)明的方法的在線進(jìn)行的有價值文檔的測量自動識別有價值文檔，來獲得有關(guān)哪個參考光譜適于該有價值文檔的信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]下文中，將通過參考附圖，用示例來說明本發(fā)明。附圖示出了:
[0033]圖1a為記錄的亮度光譜S(X)、Z (λ)與具有接受間隔R( λ )+/-Λ R的參考光譜RO)比較的示例，
[0034]圖1b為大量有價值文檔的記錄的亮度光譜SiU)與具有接受間隔R(X)+/-AR的參考光譜RO)比較的示例，
[0035]圖2a為來自圖1a的亮度光譜S(X)和適用于參考光譜R(A)的校正的亮度光譜S’(λ )，其與參考光譜R(X)的偏差最小，
[0036]圖2b為來自圖1b的適用于參考光譜R(X)的校正的亮度光譜S/ (λ)與在參考光譜R ( λ )周圍的接受間隔R ( λ ) +/- △ R相比較、以及與減小的接受間隔R ( λ ) +/- δ R相比較，
[0037]圖2c為亮度光譜Ζ(λ)、Ζ’(λ)與在參考光譜R(X)周圍的接受間隔R ( λ ) +/- Λ R相比較、以及與減小的接受間隔R ( λ ) +/_ δ R相比較，
[0038]圖3a示出了在適用不同的亮度光譜時確定的參數(shù)s和W、及其對區(qū)間[S1, S2]和[w1； W2]的約束，
[0039]圖3b為亮度光譜T ( λ )的約束適用的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0040]通常，根據(jù)本發(fā)明的方法可被用于測試亮度光譜的相似度。被檢查與參考光譜的相似度的亮度光譜例如為有價值文檔的減弱光譜、透射光譜或熒光光譜。例如，這樣的相似度測試可被用于真實(shí)性檢查，用于檢查有價值文檔的狀態(tài)或類型或其他屬性。下文中，將通過要在生產(chǎn)之后被檢查安全特性的存在的有價值文檔的質(zhì)量檢查的示例，來描述根據(jù)本發(fā)明的方法。在如此做時，檢查各個有價值文檔的亮度光譜是否具有與特定光譜特性的充分相似度。
[0041]在圖1a中，示出了要檢查的有價值文檔的減弱光譜，作為亮度光譜S ( λ )，其通過以不同波長的光檢測來自有價值文檔而被記錄。該亮度光譜可以是通過對從有價值文檔發(fā)出的在范圍X1至λ 14的光進(jìn)行光譜解析檢測而獲得的連續(xù)的亮度光譜。然而，可選地，亮度光譜也可根據(jù)各個離散的亮度值形成，例如在與圖1a比較時，波長λ i至λ 14的所述亮度值。此外，可從有價值文檔上的特定檢測位置(site)記錄亮度光譜，或者，亮度光譜為有價值文檔上的特定區(qū)域(ROI)內(nèi)的數(shù)個檢測位置上平均的亮度光譜。例如，亮度光譜可包括:在由于檢測器的光譜靈敏度而校正之后(在可用時)，且基于照射有價值文檔的發(fā)光亮度(在可用時)，檢測器以不同波長檢測到的亮度的絕對亮度值。然而，在下面的示例中，將考慮包括相對亮度值的亮度光譜，即，例如，通過形成對基礎(chǔ)亮度的比，在不同波長上檢測的亮度已基于有價值文檔的基礎(chǔ)(或參考)亮度(例如，在有價值文檔的白區(qū)中檢測的亮度)。
[0042]此外，圖1a示出了記錄的亮度光譜S(A)所要比較的參考光譜R ( λ )。作為參考光譜，例如，采用從有價值文檔理想預(yù)期的目標(biāo)光譜。例如，參考光譜R(X)是相應(yīng)檢測位置或ROI的特定的參考光譜、或作為整體的有價值文檔預(yù)期的參考光譜。通過測試所記錄的亮度光譜S(X)是否位于參考光譜R(X)周圍的可接受范圍，來進(jìn)行與參考光譜R(A)的比較。由此，圖1a指示了可能的接受范圍的限制，其在此示例中通過在參考光譜RU)上下的固定距離Λ R與參考光譜R(A)平行偏移的兩個光譜R( λ ) + Λ R和R(X)-A R來給出。例如，在有價值文檔的質(zhì)量檢查的框架內(nèi)，進(jìn)行亮度光譜S(X)是否位于接受范圍R(A)V-AR的測試。在質(zhì)量檢查時，具有亮度光譜S(X)的有價值文檔由于其位于接受范圍內(nèi)而被接受。
[0043]圖1b示出了從大量(η個)不同有價值文檔記錄的大量亮度光譜SiU)(其中，i=l，2，...n)。對于這η個有價值文檔，還預(yù)期對應(yīng)于參考光譜的光譜特性。關(guān)于使用接受范圍R( λ ) +/- Λ R的質(zhì)量檢查，所有這η個有價值文檔示出可接受的光譜特性。然而，由于以下各種原因，各個亮度光譜Si(X)彼此不同:
[0044]-第一，由于在有價值文檔的生產(chǎn)期間的不可避免的波動，要檢查的有價值文檔光譜性質(zhì)彼此略微不同。要在質(zhì)量檢查的框架內(nèi)測試這些波動。
[0045]-第二，還由于測量技術(shù)產(chǎn)生不同的有價值文檔的亮度光譜Si(X)的光譜差異。通常，例如，由于僅在有價值文檔的特定區(qū)域中局部應(yīng)用的顏色(或墨水)或安全特征，或由于導(dǎo)致不均勻面積應(yīng)用或蓋印顏色的不均勻面積覆蓋的印制設(shè)計，有價值文檔的光譜性質(zhì)與有價值文檔的檢測位置無關(guān)地變化。如果上面記錄了亮度光譜的各個有價值文檔的實(shí)際檢測位置實(shí)際上與參考光譜保持的目標(biāo)檢測位置不匹配，則由于有價值文檔的局部變化的光譜性質(zhì)，這可導(dǎo)致記錄的亮度光譜與參考光譜的偏差。例如，由于有價值文檔的定位不精確、或由于在傳送系統(tǒng)將用于其檢查的有價值文檔傳送通過記錄亮度光譜的傳感器時的有價值文檔的傳送波動，出現(xiàn)檢測位置的這種波動。通過圖1b的亮度光譜SiU),檢測位置的波動是亮度光譜SiU)與參考光譜R(X)的偏差的主要原因。
[0046]-第三，也可由于在檢測位置上檢測到的亮度基于在相應(yīng)有價值文檔的基礎(chǔ)(或參考)區(qū)域中檢測到的亮度時被檢測的亮度的相對測量，檢查的有價值文檔的亮度光譜變化。當(dāng)被檢查的有價值文檔的基礎(chǔ)區(qū)域在其不透明度方面彼此不同、已被弄污時、或當(dāng)在不同有價值文檔的基礎(chǔ)區(qū)域存在不同的水印時，這導(dǎo)致基礎(chǔ)亮度的略微波動，其同樣導(dǎo)致記錄的亮度光譜的改變。
[0047]因?yàn)樗笑莻€有價值文檔的亮度光譜Si( λ )具有可接受的光譜特性，所以，所有這η個有價值文檔應(yīng)在質(zhì)量檢查時應(yīng)該被接受。因此，將接受范圍R(X)+/-AR選擇為如此大使得這η個有價值文檔在質(zhì)量檢查時不會被拒絕。另一方面，然而，大的接受范圍R(X)+/-AR具有這樣的結(jié)果:具有不可接受的亮度光譜(例如，來自圖1a的亮度光譜Z(A))的有價值文檔也可能在質(zhì)量檢查時被接受。從應(yīng)當(dāng)具有與參考光譜R( λ )相對應(yīng)的光譜特性、但在其生產(chǎn)時出現(xiàn)錯誤的另一個有價值文檔記錄亮度光譜Z (λ)。由于該錯誤，光譜Z (λ)示出與參考光譜R(x)、亮度光譜S(X)不同的光譜特性。然而，因?yàn)槠渌袃r值文檔的光譜Z ( λ )位于接受范圍R ( λ ) +/- Λ R內(nèi)，所以，也會接受其它有價值文檔。
[0048]圖2a通過亮度光譜S(X)的示例示出了根據(jù)本發(fā)明的方法。這里，使用線性校正，將亮度光譜S(X)適用于參考光譜R(X)。為此目的，首先從亮度光譜S(X)計算校正的亮度光譜S’(c，a, λ ) =c+a -S(A),其為所記錄的亮度光譜S(X)的線性變換，且取決于第一校正參數(shù)c和第二校正參數(shù)a，其與波長λ無關(guān)。通過補(bǔ)償計算，例如，最小二乘擬合，確定兩個校正參數(shù)c*、a*，對其來說，來自參考光譜的線性校正的亮度光譜的偏差(其由所選的距離測度限定)最小。
[0049]也可重復(fù)進(jìn)行補(bǔ)償計算。對于第一校正參數(shù)c和第二校正參數(shù)a來說，首先使用初始值Ctl和％，例如，Ctl=O且％=1。從Ctl和％開始，c和a迭代變化，附屬校正的亮度光譜S，(c,a, A)=c+a.S(A)被分別確定，并且，此校正的亮度光譜S’ (A)=c+a.S(A)的由所選的距離測度限定的與參考光譜R(X)的偏差被分別計算。校正參數(shù)c和a變化，直到校正的亮度光譜S’ (A)=c+a.S(A)的由距離測度限定與參考光譜R(X)的偏差達(dá)到最小為止。此適用的結(jié)果是特定的線性校正的亮度光譜S’(X)=c*+a*_S(X)，其具有校正參數(shù)c*和a*，其中，校正的亮度光譜S’ (λ)與參考光譜R(X)的偏差最小。
[0050]從記錄的亮度光譜S(X)開始，由此得到來自圖2a的適用的校正的亮度光譜S’( λ )，其使用補(bǔ)償計算而被適用于參考光譜R ( λ )。通過將亮度光譜S ( λ )適用于參考光譜R( λ )，實(shí)現(xiàn)了檢測位置或基礎(chǔ)亮度的變化被至少部分地補(bǔ)償，所述變化實(shí)際上對于各個被檢查的有價值文檔來說不是可預(yù)測的，或者其對于該評估來說得不到。
[0051]在特定的光譜區(qū)域F中，將校正的亮度光譜S’ (λ)適用于參考光譜R(X)。對于將校正的亮度光譜S’ (λ)適用于參考光譜R(X)，僅考慮在光譜區(qū)域F的波長上檢測到的那些亮度值，而在光譜區(qū)域F之外檢測到的亮度值不被考慮。也就是說，由距離測度限定的在光譜區(qū)域F內(nèi)檢測到的亮度值與參考光譜的偏差被最小化。
[0052]圖2b示出了來自圖1b的大量亮度光譜SiU)的適用的結(jié)果。使用線性校正，每個亮度光譜SiU)與參考光譜R(X)單獨(dú)適用，其中，校正參數(shù)c*、a*通常對于各個適用呈現(xiàn)出不同值。這產(chǎn)生在圖2b中表示的校正的亮度光譜S’“λ)。由于該適用，校正的亮度光譜S’Αλ)與參考光譜R(X)偏差相當(dāng)小。對于引起來自圖1b的亮度光譜SiU)的波動的檢測位置或基礎(chǔ)亮度的變化，其通過適用被顯著減小或補(bǔ)償。由于該適用，可將相當(dāng)小的接受范圍R(X)+/- δ R用于有價值文檔的質(zhì)量檢查。對于所有η個有價值文檔，適用的亮度光譜S’ i ( λ )位于這個接受范圍R ( λ ) +/- δ R中。
[0053]通過該適用，具有不可接受的質(zhì)量的有價值文檔的亮度光譜，例如來自圖1a的亮度光譜Z (λ )，也與參考光譜R(X)接近。然而，在此情況下，適用僅導(dǎo)致接近，而不是像在亮度光譜SiU)的情況下那樣與參考光譜良好匹配。由此，盡管經(jīng)過了適用，但與圖2c相比，適用于參考光譜R(X)的亮度光譜Ζ’(λ)會超過減小的接受范圍Κ(λ)+/-δ R的限度。由此，具有不可接受的亮度光譜Z (λ)的有價值文檔能夠被與具有可接受亮度光譜S(X)和Si(A)的有價值文檔可靠地區(qū)分。
[0054]對于有價值文檔的檢查，進(jìn)行從有價值文檔記錄的亮度光譜S(X)和參考光譜R(A)之間的相似度的定量評估。作為相似度測度，可為此目的計算適用于參考光譜R(A)的校正的亮度光譜S’ (λ)與參考光譜R(X)的距離。對于質(zhì)量檢查，計算適用于參考光譜R(X)的校正的亮度光譜S’ (λ)在特定光譜區(qū)域與參考光譜R(X)的距離Ac。此光譜區(qū)域可以時也進(jìn)行校正的亮度光譜S’ (λ)適用于參考光譜R(X)的光譜區(qū)域F。然而，可選地，對比圖2a，也可對于光譜區(qū)域F的部分T來計算距離Ac。如果質(zhì)量檢查是檢查具有特定的光譜特性的顏色或安全特征的質(zhì)量，則對于光譜特性期望位于的部分，例如，對于來自圖2a的部分TM，計算距離Ac。
[0055]可將計算的距離Ac直接用于有價值文檔的質(zhì)量檢查。為此目的，例如，可將距離Ac與一閾值相比較，一旦超過該閾值，有價值文檔就被分配不可接受的質(zhì)量。如果計算的距離Ac位于特定閾值之下，則有價值文檔被分配可接收的質(zhì)量。然而，也可將計算的距離Ac考慮為與其它質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合的數(shù)個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之一。例如，僅在數(shù)個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)被同時滿足的情況下，有價值文檔的質(zhì)量才被評價為可接受。
[0056]作為距離測度，采用棋盤距離Ac= S，(A)-R(A) I 。對比圖2a、2c、3b，所述距離對應(yīng)于在期望的光譜區(qū)域的波長λ的任一個中存在的、亮度光譜S’(λ)和參考光譜R(A)之間的最大的亮度差|c*+a*.S(A)-R(A) I。與其它距離測度相比，例如，與均方距離相t匕，棋盤距離Ac是有利的。校正的亮度光譜與參考光譜R(X)的棋盤距離Ac可以直接與通常指定顏色或安全特征的最大波動范圍S R相比較。如果棋盤距離Ac總計大于波動范圍δ R，則此等價于至少一個波長上的校正的亮度光譜超過了在規(guī)范的框架內(nèi)規(guī)定的接受范圍R( λ )+/- δ R0因?yàn)槠灞P距離Ac由此直接對應(yīng)于顏色或安全特征的規(guī)范，所以，可將棋盤距離Ac用來以簡單方式檢查與規(guī)范的一致性。此外，與使用校正的亮度光譜S’(λ)與上限R(X)+SR和下限R(A)-SR比較的圖形表示的規(guī)范相比，棋盤距離Ac對于希望理解質(zhì)量檢查結(jié)果的人來說非常清楚。諸如均方距離的其它距離測度相對于棋盤距離來說較不清楚，不直接對應(yīng)于規(guī)范所規(guī)定的內(nèi)容，由此不易于與指定的波動范圍相比較。
[0057]在該方法的開發(fā)中，可采用加權(quán)的棋盤距離Ac作為距離測度，其采用依賴于波長的接受范圍R(X)+/-SR (X)作為基礎(chǔ)，其具有依賴于波長的寬度δ?(λ)。通過Ac=I I (S’ (\)-R(\))/5R(\)l I 來計算加權(quán)的棋盤距離。
[0058]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，可進(jìn)行約束適用，以通過適用來避免偽造記錄的亮度光譜。通過約束適用，在適用于參考光譜R(X)時，保持記錄的亮度光譜的光譜形狀。在此示例中，通過從滿足位于特定限制內(nèi)的附加條件的第一和第二校正參數(shù)a*、c*導(dǎo)出的兩個參數(shù)s=a*/ (a*+c*)和w=l/(a*+c*),來約束該適用。如果在無約束適用時、參數(shù)w不位于I周圍的預(yù)定區(qū)間[WyW2]內(nèi)，則將其約束為W=W1 (如果W、)、以及W=W2 (如果w>w2)。因而，如果在無約束適用時、參數(shù)s不位于I周圍的預(yù)定區(qū)間[S1, S2]，則將其約束為S=S1 (如果S(S1)'以及S=S2 (如果s>s2)。如果僅最小校正必須在適用的框架內(nèi)執(zhí)行，則所述參數(shù)取值為W~和S~1，使得所述約束不影響適用的校正的亮度光譜。
[0059]圖3a示出了參數(shù)s和w可被約束的值范圍B的示例，在此示例中，規(guī)定了用于s的從0.8到1.2的值范圍、以及用于w的從0.9到1.1的值范圍。通過參數(shù)s、w的約束，避免了構(gòu)成了亮度的相對測量的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)亮度的過強(qiáng)校正、以及通過檢測位置的波動而出現(xiàn)的光譜改變的過強(qiáng)校正。通過將值對(values pairs) (s,w)約束到范圍B，實(shí)現(xiàn)了(略微)改變亮度光譜而僅校正物理調(diào)整的影響。約束適用保證了校正的亮度光譜的譜形(spectralshape)對應(yīng)于相應(yīng)記錄的亮度光譜的譜形。
[0060]在圖3a的圖中，對大量有價值文檔繪出了兩個參數(shù)8和w的值對(S，W)，其中，已通過將記錄的有價值文檔的亮度光譜(無約束地)適用于參考光譜R( λ )，來單獨(dú)確定每個值對(S，W)。對于具有可接受光譜特性的有價值文檔，確定位于值范圍B內(nèi)的值對(s,w)(圖3a中的黑點(diǎn))。例如，這些包括具有亮度光譜Si(A)的有價值文檔I至n，其中，i=l, 2，...η。對于不具有特性光譜的有價值文檔，確定位于值范圍B之外的值對(s，w)(圖3a中的圓圈)。它們的參數(shù)8和w與(s，w) = (l，l)嚴(yán)重偏離，使得它們超過了值范圍B的限度，且由此被約束限制。例如，在(無約束)適用另一個有價值文檔的記錄的亮度光譜Y(λ)時，確定參數(shù)sY=2.2、wY=0.8。與記錄的亮度光譜Y (λ)無約束適用于參考光譜R (λ)所產(chǎn)生的(sY，wY) = (2.2，0.8)不同，將所述參數(shù)約束為(sy，Wy) = (s2，Wi)。從由此約束的參數(shù)Sy=S2和Wy=W1,確定了約束適用的校正的亮度光譜ΥΒ(λ )=c*+a*.y( λ ),其第一校正參數(shù)為C*=(l-s2)/w1;且其第二校正參數(shù)為a*=s2/wlt)在圖3a的示例中，(sY, wY)被約束為(s2, W1) = (1.2, 0.9) ο[0061]圖3b示出了另一個有價值文檔在其錯誤地采用了生產(chǎn)不足顏色時的記錄的亮度光譜τ (λ)。通過Sy至1.2、wY至0.9的約束，產(chǎn)生了約束適用的校正的亮度光譜ΥΒ’(入)。若沒有參數(shù)w和s的約束，則記錄的亮度光譜Y (λ)適用于參考光譜R(X)會導(dǎo)致亮度光譜Y’ U) = (l-S)/w+S/wY (λ)，對比圖3b，其具有與參考光譜RU)的相當(dāng)?shù)偷钠?。然而，與記錄的亮度光譜T (λ)相比，通過(無約束)適用到參考光譜R(X)而偽造了亮度光譜Y’ U)。通過將參數(shù)《和s約束到范圍B，光譜Y (λ)到參考光譜R(X)的適用導(dǎo)致約束適用的光譜￥!3’( λ Xl-S2VwAS2ZV1.Υ ( λ )，其基本對應(yīng)于記錄的亮度光譜Y (入)。
[0062]與無約束的情況類似地，在約束適用的情況下還計算約束適用的校正的亮度光譜Yb'(入)與參考光譜R(A)的距離Ac，并且，將計算的距離Ac用于評估從另一個有價值文檔記錄的亮度光譜和參考光譜R(X)之間的相似度。在示出的示例中，亮度光譜ΥΒ’(λ)的由此確定的距離Ac如此大，對比圖3b，使得減小的接受范圍R(X )+/- δ r的限制被超過很多。另一個有價值文檔由此將被分配不可接受的質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢查有價值文檔的方法，包括如下步驟: -以數(shù)個不同波長(λ” λ2, λ 3....)檢測從有價值文檔發(fā)出的光，用于記錄該有價值文檔的亮度光譜S(X)； -通過使用線性校正函數(shù)校正記錄的亮度光譜S(X)，形成校正的亮度光譜S’(c, a, λ ) =c+a.S ( λ )，使得校正的亮度光譜S’ (c, a, λ ) =c+a.S ( λ )是記錄的亮度光譜S(A)的線性變換，且取決于第一校正參數(shù)c和第二校正參數(shù)a ； -將校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)適用于參考光譜R(X)，以便減小由距離測度限定的、校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)具有的與參考光譜R(X)的偏差，這通過采用被適用于參考光譜R(X)的校正的亮度光譜S’(X)=c*+a*_S(X)來確定，其第一校正參數(shù)c取值c*，其第二校正參數(shù)a取值a* ； -計算適用于參考光譜R(X)的校正的亮度光譜S’ (A)=c*+a*.S(A)具有的與參考光譜RU)的距離(A, Ac)； -采用計算的距離(A，A。)，以評估從有價值文檔記錄的亮度光譜S(X)和參考光譜R(A)之間的相似度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過將線性校正的亮度光譜S’(c,a, λ)適用于參考光譜R(X)，來確定第一和第二校正參數(shù)a、Co
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個或多個的方法，其特征在于，對要檢查的每個有價值文檔而單獨(dú)地，尤其對于要檢查的每個有價值文檔的每個記錄的亮度光譜S(X)而單獨(dú)地，將校正的亮度光譜s’ (c,a, λ)適用于參考光譜R(A)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求 的任意一個中的方法，其特征在于，通過將校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)適用于參考光譜R(X)，由于在其記錄時已影響記錄的亮度光譜S(X)的測量技術(shù)導(dǎo)致的波動被至少部分補(bǔ)償。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個中的方法，其特征在于，在補(bǔ)償計算的框架內(nèi)，將校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)適用于參考光譜R(X)，通過所述補(bǔ)償計算，進(jìn)行校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)到參考光譜R(X)的最小二乘擬合。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個中的方法，其特征在于，在適用的校正的亮度光譜S’(λ)和參考光譜R(X)之間計算的距離(A)是適用的校正的亮度光譜S’ (λ)與參考光譜RU)的棋盤距離(Ac)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個中的方法，其特征在于，通過該方法，針對其與為安全特征指定的光譜特性的相似度，檢查有價值文檔的安全特征的光譜特性，根據(jù)該相似度，在有價值文檔被配備有安全特征之前指定該安全特征。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，為了評估記錄的亮度光譜S(X)與參考光譜R(A)的相似度，將計算的距離⑷，尤其是棋盤距離(Ac)，與指定的波動范圍相比較，據(jù)此指定安全特征的光譜特性。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個中的方法，其特征在于，在僅包括紅外波長的記錄的亮度光譜S(X)的光譜部分(F)中，將校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)適用于參考光譜R(A)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個中的方法，其特征在于，在計算距離(Α，Α。)時，僅對將校正的亮度光譜S’(c，a, λ )適用于參考光譜R(X)的光譜部分(F)的一部分(T，Tm)來計算距離(A，AC)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個中的方法，其特征在于，在計算距離(A，A。)時，僅對其中針對安全特征的光譜特性檢查有價值文檔的、所適用的校正的亮度光譜S’ (λ)來自參考光譜R(X)的光譜部分(Tm)來計算距離(Α，Α。)，所述光譜部分(Tm)最好完全位于紅外區(qū)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個中的方法，其特征在于，以約束方式將校正的亮度光譜S’ (c,a, λ)適用于參考光譜R(X)，使得適用的校正的亮度光譜S’(λ)相對于記錄的亮度光譜S(X)不被偽造。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個中的方法，其特征在于，進(jìn)行該適用，使其通過一個或數(shù)個特定的附加條件來被約束，對于從第一和第二校正參數(shù)a*、c*導(dǎo)出的兩個參數(shù)W=I/(a*+c*)和s=a*/(a*+c*)來規(guī)定所述附加條件。
14.一種用于檢查有價值文檔的傳感器，被配置用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個的方法。
15.一種用于檢查 有價值文檔的設(shè)備，具有根據(jù)權(quán)利要求14的用于檢查有價值文檔的傳感器。
【文檔編號】G07D7/12GK103477370SQ201280015715
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月8日
【發(fā)明者】W.勞舍爾, J.弗蘭肯伯杰 申請人:德國捷德有限公司