DE102009017986A1

DE102009017986A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Merkmalserkennung von Wertscheinen

Info

Publication number: DE102009017986A1
Application number: DE102009017986A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schreckenberg
Original assignee: BEB Industrie Elektronik AG
Current assignee: BEB Industrie Elektronik AG
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2010-10-28
Also published as: US20120041718A1; EP2422322A1; WO2010121779A1; CN102405487A; EP2422322B1

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Merkmalen eines flachen Gegenstandes, insbesondere eines Wertscheins, vorgeschlagen. Hierzu weist die Vorrichtung mindestens eine Lichtquelle auf, die den Gegenstand mit Licht beleuchtet, mindestens einen Sensor, der das von dem Gegenstand reflektierte und/oder emittierte Licht erfasst, wobei der Sensor ein Computermaus-Sensor einer optischen Computermaus ist, und eine Transporteinrichtung, die den Gegenstand relativ zu der Lichtquelle und dem Sensor in Transportrichtung transportiert.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Erkennung von Merkmalen eines flachen Gegenstands, insbesondere eines Wertscheins.
Derartige Vorrichtungen werden bei der Überprüfung von flachen Gegenständen eingesetzt. Hierzu zählen beispielsweise das Erkennen, Kontrollieren, Verifizieren und Prüfen der Echtheit von Gegenständen und das Identifizieren von Fälschungen. Zu den Gegenständen zählen insbesondere Wertscheine oder Dokumente wie beispielsweise Banknoten, Schecks, Aktien, Papiere mit Sicherheitsaufdruck, Urkunden, Eintrittskarten oder Fahrkarten, Gutscheine, aber auch Kredit- oder Bankomatkarten, Identifikations- oder Zugangskarten. Vorrichtungen zur Erkennung von Merkmalen eines Gegenstandes sind häufig Bestandteil eines aus mehreren Komponenten bestehenden Systems zur Be- und Verarbeitung flacher Gegenstände. Vorrichtungen zur Erkennung von Merkmalen dienen dazu, gefälschte von echten Gegenständen zu unterscheiden. Hierzu sind die Gegenstände mit charakteristischen Merkmalen ausgestattet, die auch als Sicherheitsmerkmale bezeichnet werden. Sie sollen die Fälschung der Gegenstände erschweren und die Überprüfung der Gegenstände unterstützen. Zu den Sicherheitsmerkmalen von Gegenständen zählen beispielsweise das Material des Gegenstands, ein Wasserzeichen, eine spezielle Druckfarbe, insbesondere eine optisch variable Druckfarbe, Hologramme, phosphoreszierende oder fluoreszierende Muster und Sicherheitsfäden. Zur Überprüfung insbesondere optischer Sicherheitsmerkmale sind Vorrichtungen bekannt, die mit einer Transporteinrichtung zum Transport von flachen Gegenständen, mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der transportierten Gegenstände und mit einem Sensor zur Detektion des von dem Gegenstand reflektierten und/oder emittierten Lichts ausgestattet sind. Als nachteilig erweist sich, dass die Komponenten der Vorrichtung aufwändig und teuer sind, viel Platz beanspruchen und damit den Einsatz auf besondere Anwendungen beschränken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Merkmalen eines flachen Gegenstands zur Verfügung zu stellen, welche eine schnelle und kostengünstige Überprüfung von flachen Gegenständen auf ihre Echtheit ermöglichen und dabei ein geringes Baumaß aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit mindestens einem optischen Sensor einer optischen Computermaus ausgestattet ist. Derartige Sensoren haben den Vorteil, dass sie ein Mini-Kamerasystem mit eigener Optik, zweidimensionalem Sensorchip, Analog/Digital-Wandler und Schnittstelle aufweisen. Dabei ist der Sensor in der Lage, Bilder mit hoher Wiederholungsrate aufzunehmen. Diese beträgt beispielsweise zwischen 1.500 und 7.000 Bilder pro Sekunde und mehr. Eine Schnittstelle erlaubt das schnelle Auslesen dieser Bilder, um sie auf das Vorliegen von Sicherheitsmerkmalen zu überprüfen. Eine typische Bildgröße derartiger Sensoren beträgt beispielsweise zwischen 16 × 16 und 30 × 30 Bildpunkte oder Pixel. Dadurch können hoch aufgelöste und stark vergrößerte Bilder der Gegenstände erzeugt werden. Die Merkmale der Gegenstände werden mittels Bildverarbeitung aus den von dem Sensor aufgenommenen Bildern ermittelt.
Neben der Erkennung von Merkmalen der Gegenstände ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine Qualifizierung verschiedener Qualitätskriterien möglich. Hierzu zählt zum Beispiel das Erkennen eines Klebebandes auf dem Gegenstand, eine Verschmutzung oder Beschädigung des Gegenstands oder ein Verschleiß des Gegenstands.
Der Computermaus-Sensor ist klein und typischerweise in einem geringen Abstand zu den Gegenständen angeordnet. Dies führt zu einem kleinen Baumaß der Vorrichtung.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung mit einem Prozessor ausgestattet, der das von dem Sensor erfasste Licht zur Erkennung der Merkmale auswertet. In bevorzugter Weise wandelt der optische Sensor das einfallende Licht in elektrische Signale um. Diese elektrische Signale werden durch den Prozessor ausgewertet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtquelle ebenfalls eine Komponente einer optischen Computermaus.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine mit einem Microcontroller kompatible Schnittstelle auf. Diese erlaubt das Auslesen der durch den Sensor aufgenommenen Bilder mit hoher Geschwindigkeit.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtquelle eine Licht emittierende Diode LED.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtquelle ein Laser. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Diodenlaser handeln. Mit einem Laser lassen sich die Strukturen der flachen Gegenstände mit höherer Genauigkeit auflösen als mit einer LED. Gegenstände mit einfarbiger, glatter und/oder glänzender Oberfläche können mit Hilfe eines Lasers besser erfasst werden als mit Hilfe einer LED. Der Einsatz von Lasern als Lichtquelle ermöglicht ferner eine Beleuchtung der Gegenstände mit kohärenter Strahlung. Bei einer optisch rauen Oberfläche der Gegenstände mit einer Unebenheit in der Größenordnung der Wellenlänge des Lasers treten Speckle-Muster oder Lichtgranulation auf, die zur Erkennung von Merkmalen der Gegenstände ausgenutzt werden können. Die Vorrichtung kann alternativ oder kumulative mit Laser und LED ausgestattet sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Sensoren nebeneinander zu einer mehrkanaligen Sensoreinrichtung angeordnet, so dass ein großflächiges Bild der flächigen Gegenstände aufgenommen werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden eines oder mehrere Speckle-Muster des Gegenstands ausgewertet. Dabei handelt es sich um körnige Interferenzphänomene, die bei kohärenter Bestrahlung der Oberfläche der Gegenstände auftritt, sofern die Unebenheiten der Oberfläche in der Größenordnung der Wellenlänge sind. Die Auswertung der Speckle-Muster gibt damit Aufschluss über die Oberflächenbeschaffenheit der flachen Gegenstände.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.
Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

Vorrichtung zur Erkennung von Merkmalen eines flachen Gegenstandes, insbesondere eines Wertscheins, mit mindestens einer Lichtquelle, die den Gegenstand mit Licht beleuchtet, mit mindestens einem Sensor, der das von dem Gegenstand reflektierte und/oder emittierte Licht erfasst, wobei der Sensor ein Computermaus-Sensor einer optischen Computermaus ist, mit einer Transporteinrichtung, die den Gegenstand relativ zu der Lichtquelle und dem Sensor in Transportrichtung transportiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Prozessor ausgestattet ist, der das von dem Sensor erfasste Licht zur Erkennung der Merkmale auswertet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Komponente einer optischen Computermaus ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit einem Microcontroller kompatible Schnittstelle aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Licht emittierende Diode LED ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle ein Laser ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren nebeneinander zu einer mehrkanaligen Sensoreinrichtung angeordnet sind.
Verfahren zur Erkennung von Merkmalen eines flachen Gegenstandes, insbesondere eines Wertscheins, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Transportieren des Gegenstands mit einer Transporteinrichtung in eine Transportrichtung, Beleuchtung des Gegenstands mit mindestens einer Lichtquelle, Erfassen des von dem Gegenstand reflektierten und/oder emittierten Lichts mit einem Computermaus-Sensor einer optischen Computermaus, Umwandeln des erfassten Lichts in ein oder mehrere Signale, Auswerten der Signale zum Ermitteln der Merkmale des Gegenstands.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand mit der Lichtquelle einer optischen Computermaus beleuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand mit kohärentem Licht beleuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere Speckle-Muster des Gegenstands ausgewertet werden.