EP0585724B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Druckbildern auf Dokumenten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Druckbildern auf Dokumenten Download PDF

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EP0585724B1
EP0585724B1 EP93113159A EP93113159A EP0585724B1 EP 0585724 B1 EP0585724 B1 EP 0585724B1 EP 93113159 A EP93113159 A EP 93113159A EP 93113159 A EP93113159 A EP 93113159A EP 0585724 B1 EP0585724 B1 EP 0585724B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
structural elements
regularities
tested
regularity
certain
Prior art date
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Revoked
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EP93113159A
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English (en)
French (fr)
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EP0585724A3 (en
EP0585724A2 (de
Inventor
Gerhard Dr. Stenzel
Wittich Dr. Kaule
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
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Publication date
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Application filed by GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH filed Critical GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Publication of EP0585724A2 publication Critical patent/EP0585724A2/de
Publication of EP0585724A3 publication Critical patent/EP0585724A3/de
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/04—Preventing copies being made of an original
    • G03G21/046—Preventing copies being made of an original by discriminating a special original, e.g. a bank note
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing 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
    • G07D7/06—Testing 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 using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing 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
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching
    • G07D7/206—Matching template patterns

Definitions

  • the invention relates to a method for preventing the authorized duplication of securities or the like using Printed images are equipped that contain structural elements that one Class of securities are common and all of a certain have geometric regularity, and a device for Execution of the procedure.
  • Such a device describes, for example, the US-PS 4,723,149. in addition to the sensor devices necessary for the normal functioning this copying device has an additional magnetic Sensor based on the magnetic features present on the original proves.
  • a similar device that also aims to the banknote must be provided with special features from the IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 18, No. 3 known.
  • the confidential document with printed at least one color in a narrow Spectral range has a strong absorption line.
  • Three detectors are arranged in the copier, one narrow spectral sensitivity in red, green or own blue.
  • the detectors measure in the respective spectral range amount of light reflected from the document. Because of the Absorption by the dye is a signal value of the detectors below the values of the other two, so it is a sign that a confidential document is being copied shall be. In this case, the copying process is also done canceled.
  • a method is known from EP-A-0 485 694 a series of measured values with corresponding reference values be compared.
  • the measured values relate to certain physical Properties such as the intensity of the reflected light.
  • EP-OS 0 342 060 strikes.
  • the image data of the original is digitized and buffered.
  • Dependent from a comparison with also stored in the copier The copying process is prevented or released for reference values.
  • the document to be protected is not how initially described, based on a defined physical property recognized, but based on the individual image content.
  • the object of the invention is based on this prior art in providing a method of recognizing value documents, which is simple Wise allows as many value documents as possible, independently from their individual graphic design, to recognize, as well as a device for performing the method specify.
  • the essential basic idea of the invention lies in Realization that the printed images of the value documents mostly contain individual structural elements for securities are characteristic in themselves. Based on this anyway existing or new securities to be designed structural elements to be provided is a general one Class assignment possible, d. H. already in existence such structural elements can be based on the presence of a Securities can be inferred without the printed image analyzed in whole or with a saved Print image is compared to identity. In the simplest Case these structural elements are in a certain minimal areal density present curved, colored Lines. Normally one evaluates those in the securities sector known, intertwined line structures, the so-called guilloches.
  • Structural elements must always be selected, one have certain laws and are representative stand for a larger number of securities or for a larger number of securities are characteristic.
  • the color copier is included an electronic unit, which with the help corresponding comparison programs enables a comparison between the currently scanned document and the stored regularity data. Find yourself on the template this defined law, so the copying process is interrupted or not at all initiated.
  • the inventive method has the advantage that for the recognition of documents of value a comprehensive, the Values common feature is used that results from the printed image itself and therefore also on a photograph is still there, but on the other hand the individual design of the documents to be protected not affected. Because the individual print image results from the color design and arrangement of the structural elements.
  • Another advantage is that only few reference values need to be saved and nevertheless recognized a variety of different value documents and can be protected against unauthorized copying.
  • the structural elements Guilloche. These loop-shaped Line patterns appear in delicate colors in large parts of the Banknotes of different currencies and their respective Denominations printed on. But also on most Securities are guilloches. Usually two Patterns of different colors are artfully interwoven. If the picture of such a banknote with the help of a color scanner is broken down into pixels, it is relative easy to identify the lines and their colors. For example, to identify the guilloches mean distance of the lines in one of the colors, the Ratio of the mean distances between the lines of the two Colors or the distribution function of the distance of the Lines as parameters or defined regularity to serve.
  • Document 1 can be a security, a banknote or represent the like. This document 1 introduces Print image on, at least in some areas from individual Structural elements exist that a defined Follow the law. Examples of such structural elements and their laws are different Position explained in more detail.
  • Document 1 is illuminated by two light sources 2.
  • the reflected light is registered by a detector 3 and fully or partially into a digital one Data record implemented, which is stored in the buffer 4 becomes.
  • the signal analyzer 5 processes this data known mathematical pattern recognition method under Taking into account those stored in the feature memory 6 Structural elements.
  • the result of this investigation is for example, a numerical value that indicates how often or with what density per unit area the given Structures are present in the print image of document 1.
  • This numerical value is given to a comparator 7 which determines whether the determined by the analyzer 5 Structure elements correspond to the values in the evaluation memory 8 are specified.
  • In the rating memory can for example tolerance ranges, lower or upper Limit values, predetermined values or the like are set will. If these requirements are met, how already explained, the further processing or further treatment of document 1 prevented.
  • Modules 5 - 9 form an electronic evaluation and control unit 10, which of course one much more compact structure than that for the sake of Clarity shown schematically in the figure can have.
  • the processing unit 10 can be built into any device in which it is necessary to submit documents recognize the printed images with characteristic structures exhibit.
  • preferred devices are Copy, print and banknote checkers.
  • the processing unit 10 becomes serial in the copier's data processing path. On This way it is ensured that all to be reproduced Data for compliance with the given Structural elements are checked.
  • the "Multiple Copy” mode can be used repeated reviews of the same template are avoided, if it is ensured that the original is replaced not during the creation of the multiple copies is possible or cannot lead to success. This is on the one hand, if the original artwork during the Copy process is firmly fixed or if after initiation of the multiple copies of the initially created (and on Reliability checked) data for all the same copies be used. In this way they are each second and subsequent duplicates in the copier own copy speed can be created. A delay the process of the admissibility check is omitted in these cases.
  • the unit 10 can also be used in printers can be used advantageously, especially with regard on developments in the field of multimedia systems. These systems will become increasingly so in the future enable the image of any recording medium, e.g. B. a photo camera, a video camera or television sets, to spend. It is therefore also on this Area important to duplicate value documents too prevent. Taking the printed image of a value document can hardly be prevented from printing on the other hand, can be avoided by the unit 10 according to the invention will. Before the printer converts the image data and outputs on a print medium, these are on the Presence of structural elements with a certain Legality checked and, as described in the introduction, treated.
  • the method according to the invention and the associated device have in all fields of application mentioned above the advantage of being simple and relatively quick a document can be recognized. There are none for this additional sensors necessary. This has beyond that the advantage that on those devices that a Processing unit 10 according to the invention, no special structural changes were made need to be, since the electronic processing unit 10 spatially as desired in the respective device can be placed.
  • guilloches An already very common one on valuable documents Structural elements are guilloches. Guilloches are delicate, according to certain geometrical laws Protection line works, processed in one or more colors and manufactured on special guilloche machines will. The guilloches can be used as positive or negative guilloches available. You are in high pressure or in Line gravure combined with high pressure processes.
  • this guilloche pattern for example the mean distance between the lines in the first Color, the characteristic line, the line structure (Line width), the area coverage or the flat arrangement, the line density, the number of entanglements and / or intersections of lines per unit area, the mean distance of the lines different Color, the ratio of the mean distances of the Lines of both colors or the distribution function (histogram), the contour sharpness in relation to the line width, the sharpness of the intertwining and crossing points used in relation to the line width etc.
  • the mean distance between the lines in the first Color for example the mean distance between the lines in the first Color, the characteristic line, the line structure (Line width), the area coverage or the flat arrangement, the line density, the number of entanglements and / or intersections of lines per unit area, the mean distance of the lines different Color, the ratio of the mean distances of the Lines of both colors or the distribution function (histogram), the contour sharpness in relation to the line width, the sharpness of the intertwining and crossing points used in relation to the line
  • the legality that can be evaluated in these cases can for example the number of elements per unit area, the mean distance of these elements or the distribution of the elements throughout the document.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung des nicht autorisierten Duplizierens von Wertpapieren oder dergleichen, die mit Druckbildern ausgerüstet sind, die Strukturelemente enthalten, die einer Klasse von Wertpapieren gemeinsam sind und die alle eine bestimmte geometrische Gesetzmäßigkeit aufweisen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In vielen technischen Bereichen ist es notwendig, Dokumente zu erkennen, um abhängig von dieser Information spezifische Maßnahmen einleiten zu können. Im Hinblick auf die Erkennung von Wertpapieren, Bankknoten und dergleichen ist das Gebiet der Farbkopierer von besonderer aktueller Bedeutung, da derartige Dokumente in verstärktem Maße mit Farbkopierern nachgeahmt bzw. dupliziert werden. Um solche Aktivitäten zu verhindern, wäre es beispielsweise wünschenswert, eine Möglichkeit zu haben, derartige Dokumente zu erkennen, sobald sie als Kopiervorlage in Farbkopierer eingelegt werden, um den anschließenden Kopiervorgang unterbinden zu können.
Zur Durchführung derartiger Maßnahmen wurden bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht, die zum Teil darauf abzielen, im Wertdokument vorgesehene spezielle Merkmale zu erkennen bzw. das Vorhandensein derartiger Merkmale als Abbruchkriterium für den Kopiervorgang zu verwenden.
Eine derartige Vorrichtung beschreibt beispielsweise die US-PS 4,723,149. neben den für die übliche Funktionsweise nötigen Sensorvorrichtungen weist diese Kopiervorrichtung einen zusätzlichen magnetischen Sensor auf, der auf dem Original vorhandene magnetische Merkmale nachweist.
Werden magnetische Merkmale erkannt, wird dies dem Vorhandensein eines Sicherheitsdokuments gleichgesetzt. In diesem Fall wird ein Steuersignal ausgelöst, welches den nachfolgenden Kopiervorgang verhindert.
Eine ähnliche Vorrichtung, die ebenfalls darauf abzielt, die Banknote mit besonderen Merkmalen zu versehen, ist aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 18, No. 3 bekannt. Hier wird das vertrauliche Dokument mit wenigstens einer Farbe bedruckt, die in einem schmalen Spektralbereich eine starke Absorptionslinie aufweist. Im Kopierer werden drei Detektoren angeordnet, die eine schmale spektrale Empfindlichkeit im roten, grünen oder blauen besitzen. Bei Beleuchtung des Dokuments mit einer üblicherweise in Kopierern vorgesehenen Lichtquelle messen die Detektoren die im jeweiligen Spektralbereich vom Dokument reflektierte Lichtmenge. Liegt aufgrund der Absorption durch den Farbstoff ein Signalwert der Detektoren unter den Werten der anderen beiden, so ist dies ein Zeichen dafür, daß ein vertrauliches Dokument kopiert werden soll. In diesem Fall wird der Kopiervorgang ebenfalls abgebrochen.
Obwohl mit einer derartigen Vorgehensweise das anfangs erwähnte Problem im Prinzip zu lösen wäre, weist sie aber auch einige Nachteile auf, die letztendlich die Verwendung derartiger Vorrichtungen ausschließt. So haben alle Vorrichtungen, die darauf ausgerichtet sind, spezielle und gegebenfalls zusätzliche Merkmale der zu schützenden Dokumente, wie Magnetismus, Absorptionsverhalten, Fluoreszenz usw., nachzuweisen, den Nachteil, daß sie versagen, wenn bei der Kopiervorlage die Merkmalseigenschaften neutralisiert oder völlig weggelassen werden. Im einfachsten Fall ist dies durch Verwendung einer Fotografie möglich. Da die Fotografie des Originals im Normalfall die Echtheitsmerkmale nicht mehr aufweist, wird diese von der Erkennungseinheit des Kopiergeräts auch nicht erkannt, wodurch sie als nicht geschütztes Dokument für den Kopiervorgang freigegeben wird.
Dasselbe Ergebnis erzielt man, wenn die zusätzlichen Meßeinrichtungen manipuliert oder außer Funktion gesetzt werden.
Aus der Druckschrift EP-A-0 485 694 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Reihe von Meßwerten mit entsprechenden Referenzwerten verglichen werden. Die Meßwerte betreffen bestimmte physikalische Eigenschaften, wie die Intensität des reflektierten Lichts.
Einen anderen Weg, um das Kopieren von vertraulichen Dokumenten zu verhindern, schlägt die EP-OS 0 342 060 ein. In diesem Beispiel werden die Bilddaten des Originals digitalisiert und zwischengespeichert. Abhängig von einem Vergleich mit ebenfalls im Kopiergerät gespeicherten Referenzwerten wird der Kopiervorgang unterbunden oder freigegeben. Im vorliegenden Fall wird das zu schützende Dokument, also nicht, wie anfangs beschrieben, anhand einer definierten, physikalischen Eigenschaft erkannt, sondern anhand des individuellen Bildinhalts.
Dieses Verfahren verhindert zwar Manipulationen der eingangs beschriebenen Art, es hat allerdings den Nachteil, daß es sehr aufwendig ist und einen hohen Bedarf an Speicherplatz aufweist, da nun die Druckbilder aller zu erkennenden Dokumente als Referenzwert elektronisch abgespeichert werden müssen. Unabhängig vom hohen elektronischen Aufwand können nur die aktuell abgespeicherten Dokumente erkannt werden. Ein derartiges Verfahren macht demnach eine ständige Aktualisierung der Daten notwendig, wodurch der jeweils notwendige Speicherbedarf ständig vergrößert wird. Vergleicht man jedes zu kopierende Dokument mit allen Referenzwerten, so verzögert sich selbstverständlich die Kopiergeschwindigkeit in erheblichem Maße, was eindeutig dem Streben nach kurzen Kopierzeiten entgegensteht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Erkennung von Wertdokumenten bereitzustellen, welches es auf einfache Weise erlaubt, möglichst viele Wertdokumente, unabhängig von ihrer individuellen graphischen Gestaltung, zu erkennen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den unabhängigen Ansprüchen. Die Unteransprüche beinhalten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösungen.
Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung liegt in der Erkenntnis, daß die Druckbilder der Wertdokumente meist einzelne Strukturelemente enthalten, die für Wertpapiere an sich charakteristisch sind. Anhand dieser ohnehin vorhandenen oder aber bei neu zu entwerfenden Wertpapieren vorzusehenden Strukturelemente ist eine allgemeine Klassenzuordnung möglich, d. h. bereits bei Vorhandensein derartiger Strukturelemente kann auf das Vorliegen eines Wertpapiers rückgeschlossen werden, ohne daß das Druckbild in Ganze analysiert oder mit einem gespeicherten Druckbild auf Identität verglichen wird. Im einfachsten Fall sind diese Strukturelemente in einer bestimmten minimalen Flächendichte vorliegende gekrümmte, farbige Linien. Im Normalfall bewertet man die auf dem Wertpapiersektor bekannten, ineinander verschlungenen Linienstrukturen, die sogenannten Guillochen.
Es sind stets Strukturelemente auszuwählen, die eine bestimmte Gesetzmäßigkeit aufweisen und die stellvertretend für eine größere Zahl von Wertpapieren stehen bzw. die für eine größere Zahl von Wertpapieren charakteristisch sind.
Im konkreten Anwendungsfall wird der Farbkopierer mit einer elektronischen Einheit versehen, welche mit Hilfe entsprechender Vergleichsprogramme einen Vergleich ermöglicht zwischen dem aktuell abgetasteten Dokument und den abgespeicherten Gesetzmäßigkeitsdaten. Findet sich auf der Kopiervorlage diese definierte Gesetzmäßigkeit, so wird der Kopiervorgang unterbrochen bzw. überhaupt nicht eingeleitet.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß für die Erkennung von Wertdokumenten ein übergreifendes, den Wertdokumenten gemeinsames Merkmal verwendet wird, das sich aus dem Druckbild selbst ergibt und daher auch auf einer Fotografie noch vorhanden ist, andererseits jedoch die individuelle Gestaltung der zu schützenden Dokumente nicht beeinträchtigt. Denn das individuelle Druckbild ergibt sich aus der farblichen Gestaltung und Anordnung der Strukturelemente.
Darüber hinaus sind keine zusätzlichen Meßvorrichtungen notwendig, die stillgelegt oder umgangen werden könnten, da die Kopiervorlage, wie bei jedem normalen Kopiervorgang, abgetastet wird und die Identifizierung der Strukturelemente mit Hilfe der elektronischen Mustererkennung erfolgt.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß lediglich wenige Referenzwerte gespeichert werden müssen und dennoch eine Vielzahl verschiedener Wertdokumente erkannt und vor unberechtigtem Kopieren geschützt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform stellen die Strukturelemente Guillochen dar. Diese schlingenförmigen Linienmuster werden in zarten Farben in großen Teilen der Banknoten verschiedenster Währungen und ihrer jeweiligen Stückelungen aufgedruckt. Aber auch auf den meisten Wertpapieren befinden sich Guillochen. Meist werden zwei Muster unterschiedlicher Farbe kunstvoll ineinander verwoben. Wenn das Bild einer solchen Banknote mit Hilfe eines Farbscanners in Pixel zerlegt wird, ist es relativ einfach, die Linien und ihre Farben zu identifizieren. Beispielsweise kann zur Erkennung der Guillochen der mittlere Abstand der Linien in einer der Farben, das Verhältnis der mittleren Abstände der Linien der beiden Farben oder die Verteilungsfunktion des Abstands der Linien als Parameter bzw. definierte Gesetzmäßigkeit dienen.
Selbstverständlich können auch andere Strukturelemente herangezogen werden. Besonders bequem zu analysieren sind z. B. auch spezielle rotationssymmetrische Figuren oder Druckbilder, die spezielle Farbkombinationen enthalten, die vorzugsweise im Wertpapier-Druck Verwendung finden, usw.
Weitere Ausführungsformen und ihre Vorteile werden im folgenden anhand der Figur näher erläutert, in welcher das Funktionsschema einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erkennen von Wertdokumenten dargestellt ist.
Das Dokument 1 kann ein Wertpapier, eine Banknote oder dergleichen darstellen. Dieses Dokument 1 weist ein Druckbild auf, das zumindest in Teilbereichen aus einzelnen Strukturelementen besteht, die einer definierten Gesetzmäßigkeit folgen. Beispiele für derartige Strukturelemente und ihre Gesetzmäßigkeiten werden an anderer Stelle noch näher erläutert.
Das Dokument 1 wird von zwei Lichtquellen 2 beleuchtet. Das reflektierte Licht wird von einem Detektor 3 registriert und vollständig oder teilweise in einen digitalen Datensatz umgesetzt, der im Zwischenspeicher 4 abgelegt wird. Der Signalanalysator 5 bearbeitet diese Daten nach bekannten mathematischen Mustererkennungsverfahren unter Berücksichtigung der im Merkmalsspeicher 6 gespeicherten Strukturelemente. Das Ergebnis dieser Untersuchung ist beispielsweise ein Zahlenwert, der angibt, wie oft oder mit welcher Dichte pro Flächeneinheit die vorgegebenen Strukturen beim Druckbild des Dokuments 1 vorhanden sind. Dieser Zahlenwert wird auf einen Komparator 7 gegeben, der feststellt, ob die vom Analysator 5 ermittelten Strukturelemente den Werten entsprechen, die im Bewertungsspeicher 8 vorgegeben sind. Im Bewertungsspeicher können beispielsweise Toleranzbereiche, untere oder obere Grenzwerte, festvorgegebene Werte oder dergleichen festgelegt werden. Bei Erfüllung dieser Vorgaben wird, wie bereits erläutert, die Weiterverarbeitung bzw. Weiterbehandlung des Dokuments 1 unterbunden.
Die Bausteine 5 - 9 bilden eine elektronische Auswerte- und Steuereinheit 10, die selbstverständlich einen wesentlich kompakteren Aufbau als den aus Gründen der Anschaulichkeit in der Figur schematisch dargestellten aufweisen kann.
Die Verarbeitungseinheit 10 kann in jede Vorrichtung eingebaut werden, in der es nötig ist, Dokumente zu erkennen, die Druckbilder mit charakteristischen Strukturen aufweisen. Bevorzugte Vorrichtungen sind allerdings Kopier-, Druck- und Banknotenprüfgeräte.
Im Normalfall wird die Verarbeitungseinheit 10 seriell in den Datenverarbeitungspfad des Kopierers eingefügt. Auf diesem Wege ist sichergestellt, daß alle zu vervielfältigenden Daten auf Übereinstimmung mit den vorgegebenen Strukturelementen geprüft werden.
Bei Kopiergeräten kann im Modus "Mehrfachkopie" die wiederholte Prüfung derselben Vorlage vermieden werden, wenn sichergestellt ist, daß ein Austauschen des Originals während der Erstellung der Mehrfachkopien nicht möglich ist oder nicht zum Erfolg führen kann. Dies ist einerseits erfüllt, wenn die Originalvorlage während des Kopiervorganges fest fixiert ist oder aber wenn nach Einleiten der Mehrfachkopien die anfangs erstellten (und auf Zuverlässigkeit geprüften) Daten für alle gleichen Kopien verwendet werden. Auf diese Weise sind die jeweils zweiten und folgenden Duplikate in der dem Kopiergerät eigenen Kopiergeschwindigkeit erstellbar. Eine Verzögerung des Vorganges durch die Zulässigkeitsprüfung entfällt in diesen Fällen.
Ebenso ist es natürlich auch möglich, die abgetasteten Signale bereits während der Prüfung an die elektrofotografische Einheit weiterzugeben, so daß der Kopiervorgang beim Erkennen eines geschützten Dokuments unterbrochen wird.
Wie bereits erwähnt, kann die Einheit 10 auch in Druckern vorteilhaft eingesetzt werden, insbesondere im Hinblick auf die Entwicklungen im Bereich der Multimediasysteme. Diese Systeme werden es in Zukunft in zunehmendem Maße ermöglichen, das Bild eines beliebigen Aufnahmemittels, z. B. einer Fotokamera, einer Videokamera oder von Fernsehgeräten, auszugeben. Es ist daher auch auf diesem Gebiet wichtig, das Duplizieren von Wertkokumenten zu verhindern. Das Aufnehmen des Druckbildes eines Wertdokuments kann kaum verhindert werden, das Ausdrucken dagegen kann durch die erfindungsgemäße Einheit 10 vermieden werden. Bevor der Drucker die Bilddaten umsetzt und auf ein Druckmedium ausgibt, werden diese auf das Vorhandensein von Strukturelementen mit einer bestimmten Gesetzmäßigkeit überprüft und, wie einleitend beschrieben, behandelt.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die zugehörige Vorrichtung haben in allen obengenannten Anwendungsgebieten den Vorteil, daß auf einfache und relativ schnelle Weise ein Dokument erkannt werden kann. Hierfür sind keine zusätzlichen Sensoren notwendig. Dies hat darüber hinaus den Vorteil, daß an denjenigen Vorrichtungen, die eine Verarbeitungseinheit 10 gemäß der Erfindung enthalten, keine besonderen baulichen Veränderungen vorgenommen werden müssen, da die elektronische Verarbeitungseinheit 10 in der jeweiligen Vorrichtung räumlich gesehen beliebig plaziert werden kann.
Im folgenden werden einige Beispiele für Strukturelemente und ihre Gesetzmäßigkeiten angegeben, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können. Für Wertpapiere können derartige Gesetzmäßigkeiten unter anderem auch den sogenannten Börsenrichtlinien (Gemeinsame Grundsätze der deutschen Wertpapierbörsen für den Druck von Wertpapieren) entnommen werden, welche die formalen Randbedingungen festlegen, die für die Wertpapiererstellung zu beachten sind. Die nachfolgende Aufzählung ist nicht erschöpfend, d. h. es können auch andere Strukturelemente verwendet werden, die eine gut überprüfbare Gesetzmäßigkeit aufweisen.
Ein bereits sehr häufig auf Wertdokumenten vorhandenes Strukturelement sind Guillochen. Guillochen sind zarte, nach bestimmten geometrischen Gesetzen verschlungene Schutzlinienwerke, die ein- oder mehrfarbig verarbeitet und auf speziellen Guillochiermaschinen hergestellt werden. Die Guillochen können als Positiv- oder Negativ-Guillochen vorliegen. Sie sind im Hochdruck oder im Linientiefdruck kombiniert mit Hochdruckverfahren hergestellt.
Als Bewertungsfaktor für diese Guillochen kann beispielsweise der mittlere Abstand der Linien in der ersten Farbe, der charakteristische Linienverlauf, die Linienstruktur (Linienbreite), die Flächendeckung bzw. die flächige Anordnung, die Liniendichte, die Zahl der Verschlingungen und/oder Kreuzungen der Linien pro Flächeneinheit, der mittlere Abstand der Linien unterschiedlicher Farbe, das Verhältnis der mittleren Abstände der Linien beider Farben oder die Verteilungsfunktion (Histogramm), die Konturenschärfe im Verhältnis zur Linienbreite, die Schärfe der Verschlingungs- und Kreuzungspunkte im Verhältnis zur Linienbreite etc. verwendet werden.
Natürlich können auch andere Linienstrukturen herangezogen werden, wie z. B. parallel verlaufende Linien oder Liniennetzwerke, wenn sichergestellt ist, daß die bewerteten Gesetzmäßigkeiten in "normalen" Originalvorlagen in der festgelegten Form, Kombination oder Flächenverteilung nicht oder nahezu nicht vorliegen.
Selbstverständlich gibt es keinen Grund, die Strukturelemente auf linienhafte Strukturen zu beschränken. Ebensogut können andere geometrische Figuren oder Strukturen, wie z. B. Dreiecke, Vierecke, Kreise, sternförmige Gebilde, symbolhafte Figuren oder beliebige Kombinationen dieser Figuren, verwendet werden.
Für die Mustererkennung eignen sich insbesondere auch rotationssymmetrische Figuren.
Die in diesen Fällen auswertbare Gesetzmäßigkeit kann beispielsweise auch die Zahl der Elemente pro Flächeneinheit, der mittlere Abstand dieser Elemente oder die Verteilung der Elemente auf dem gesamten Dokument sein.
Im Zusammenhang mit dem bereits obengenannten Strukturelementen kann als zusätzliches Kriterium die Farbe berücksichtigt werden, da für Wertpapiere, Banknoten und dergleichen häufig ganz spezielle Farbtöne gewählt werden, die nur von autorisierten Druckereien verwendet werden. Häufig werden auch ineinander verwobene Zeichen in unterschiedlichen Farbtönen gedruckt, ähnlich den bereits beschriebenen Guillochen, so daß in diesem Fall die analogen Gesetzmäßigkeiten zur Bewertung herangezogen werden können.
Ermittelt man die Gesetzmäßigkeiten bereits existierender Dokumente, so kann das Problem auftreten, daß zwar mehrere Gesetzmäßigkeiten vorliegen, jede für sich aber nicht völlig eindeutig meßbar oder zuordenbar ist. In diesen Fällen kann es hilfreich sein, das jeweilige Vorhandensein mehrerer Gesetzmäßigkeiten zu prüfen und zu bewerten. Zur Erhöhung der Erkennungssicherheit können dabei einzelne Charakteristika unterschiedlich gewichtet werden, so daß die Erkennung bei Vorliegen einer vorgegebenen Mindestpunktzahl signalisiert wird. In gleicher Weise kann aber auch das Vorliegen einer vorgegebenen Zahl von Eigenschaften/Strukturen aus einer größeren zur Auswahl stehenden Menge zum gewünschten Bewertungsergebnis führen. In diesem Sinne wäre die Kombination oder die Gewichtung verschiedener Gesetzmäßigkeiten ein zusätzliches Bewertungskriterium.
Berücksichtigt man die auszuwertenden Gesetzmäßigkeiten bereits beim Entwurf eines entsprechenden Dokuments, so können die einzelnen Strukturen und Eigenschaften gezielter ausgewählt und ausgebildet werden. In der Regel benötigt man in diesen Fällen nur relativ wenige getrennte Eigenschaften, da diese relativ sicher erkannt werden können und über die bereits erwähnte Gewichtung mit hohen Erkennungswerten in die Bewertung eingehen.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Verhinderung des nicht autorisierten Duplizierens von Wertpapieren oder dergleichen, die mit Druckbildern ausgerüstet sind, die Strukturelemente enthalten, die einer Klasse von Wertpapieren gemeinsam sind und alle eine bestimmte geometrische Gesetzmäßigkeit aufweisen, wobei die Druckbilder in ihrer Gesamtheit oder in Teilbereichen elektronisch abgetastet, ihre Daten vollständig oder teilweise zwischengespeichert und dann mittels vorgegebener Vergleichsprogramme mit abgespeicherten Gesetzmäßigkeitsdaten auf das Vorhandensein der Strukturelemente mit den bestimmten Gesetzmäßigkeiten überprüft werden und abhängig vom Vorhandensein dieser Gesetzmäßigkeiten spezifische Maßnahmen eingeleitet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zwischengespeicherten Daten nach farblich unterschiedlich gestalteten linienhaften Strukturelementen untersucht werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei es sich bei den linienhaften Strukturelementen um Guillochen, Liniennetzwerke oder um zueinander parallel verlaufende Linien handelt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei als definierte Gesetzmäßigkeit die Häufigkeit der Linienkreuzungen, die Verteilungsfunktion des Abstands der Linien oder das Verhältnis der mittleren Abstände der Linien zweier Farben geprüft wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zwischengespeicherten Daten nach eventuell farblich unterschiedlich gestalteten rotationssymmetrischen oder symbolhaften Figuren untersucht werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei als definierte Gesetzmäßigkeit die Zahl der Strukturelemente pro Flächeneinheit oder die Verteilung der Strukturelemente auf dem gesamten Dokument geprüft wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das gleichzeitige Vorhandensein mehrerer Gesetzmäßigkeiten geprüft und das Vorliegen mehrerer Gesetzmäßigkeiten für die Bewertung des Druckbildes vorausgesetzt wird.
  8. Vorrichtung zur Verhinderung des nicht autorisierten Duplizierens von Wertpapieren oder dergleichen, die mit Druckbildern ausgerüstet sind, die Strukturelemente enthalten, die einer Klasse von Wertpapieren gemeinsam sind und alle eine bestimmte geometrische Gesetzmäßigkeit aufweisen, mit Mitteln zur Abtastung der zu prüfenden Druckbilder in ihrer Gesamtheit oder in Teilbereichen, mit Mitteln zur Zwischenspeicherung der abgetasteten Daten, mit Signalverarbeitungsmitteln zur Überprüfung der zwischengespeicherten Daten anhand vorgegebener Vergleichsprogramme mit abgespeicherten Gesetzmäßigkeiten auf das Vorhandensein der Strukturelemente mit den bestimmten Gesetzmäßigkeiten und mit einer Steuerung, die bei Vorliegen dieser Gesetzmäßigkeiten spezifische Maßnahmen einleitet.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die einen Speicher aufweist, in welchem eine Anzahl von Strukturelementen gespeichert sind und einen weiteren Speicher, in welchem die Bewertungsvorgaben, d.h. die zugehörigen Gesetzmäßigkeiten, abgelegt sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, die einen Signalanalysator aufweist, der mit bekannten Mustererkennungsverfahren die Strukturelemente erkennt, und einen Komparator, der die Gesetzmäßigkeit der zwischengespeicherten Strukturelemente mit vorgegebenen Referenzwerten vergleicht und anschließend abhängig vom Vergleichsergebnis ein entsprechendes Signal an eine Steuerschaltung weitergibt.
  11. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 - 10 in einem Kopiergerät.
  12. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 - 10 in einem Banknotenprüfgerät.
  13. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 - 10 in einem Druckgerät.
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