RU2439698C1 - Method of computerised optical processing of documents - Google Patents

Abstract

FIELD: information technologies. ^ SUBSTANCE: in the method a document is placed in a machine-readable zone, illuminated with an infrared source, information is read by at least four analog video cameras, video signals from cameras are converted from an analog to a digital form, they are introduced into a computer with the help of a video-capture device, switching video inputs of the video-capture device, the produced video signals are combined into a common video signal, and computer treatment is carried out to produce parameters of a common video signal, which characterise a contrast printing signal. ^ EFFECT: increased accuracy of documents recognition during their verification and manufacturing. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике распознавания подлинности паспортов и может быть использовано для идентификации документов при проверке и при контроле качества изготавливаемых документов и ценных бумаг, в том числе проездных и паспортно-визовых документов.The invention relates to a technique for recognizing the authenticity of passports and can be used to identify documents during verification and quality control of documents and securities produced, including travel and passport and visa documents.

Известно устройство для проверки ценных бумаг ЕР 0495644 А, G01J 3/28, 12.08.1992, в котором осуществляется проверка документов в отраженном инфракрасном излучении. Устройство содержит инфракрасный осветитель, преобразователь инфракрасного изображения в видимое, окуляр.A device for checking securities EP 0495644 A, G01J 3/28, 08/12/1992, in which documents are checked in reflected infrared radiation. The device contains an infrared illuminator, an infrared image converter in the visible eyepiece.

Известны также устройства и способы того же назначения - FR, патент, 2496940, G07D 7/00, 1982, GB, заявка, 2029009, G07D 7/00, 1980, ЕР, патент, 0101115, G07D 7/00, 1984, ЕР, заявка, 0537431, G07D 7/00, 1993, ЕР, патент, 0668576, G07D 7/00, 1995, US, патент, 5476169, G07D 7/00, 1995, WO, заявка, 94/16412, G07D 7/00, 1994.Also known devices and methods for the same purpose - FR, patent, 2496940, G07D 7/00, 1982, GB, application, 2029009, G07D 7/00, 1980, EP, patent 0101115, G07D 7/00, 1984, EP, application, 0537431, G07D 7/00, 1993, EP, patent, 0668576, G07D 7/00, 1995, US, patent, 5476169, G07D 7/00, 1995, WO, application, 94/16412, G07D 7/00, 1994.

Недостатки указанных технических решений заключается в том, что низкое качество печати в оптически считываемых документах не позволяет решить проблему контрольного считывания качества печати машиносчитываемых документов.The disadvantages of these technical solutions is that the low print quality in optically readable documents does not solve the problem of control reading of the print quality of machine-readable documents.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является известный способ компьютеризированной оптической обработки документов, описанный в патенте RU, №2229744 С2, оп. 20.10.2003, G06K 9/58.The closest in technical solution and the achieved result is a known method of computer-aided optical processing of documents described in patent RU, No. 2229744 C2, op. 10/20/2003, G06K 9/58.

Указанный способ состоит в том, что исследуемый документ освещают источником света, преобразуют отраженный световой поток в видеосигнал, воспроизводят его на мониторе и анализируют выявленный дефект. После анализа полученного изображения на мониторе выявляют и локализуют область дефекта, укрупняют изображение дефекта с помощью объектива, анализируют полученный видеосигнал путем сравнения с заложенным неискаженным изображением документа, классифицируют выделенный дефект и в соответствии с этой классификацией и заложенной в ПЭВМ программой перечня дефектов и соответствующих им осветителей и фильтров формируют конфигурацию осветителей и фильтров путем управления источниками света с различными спектральными характеристиками и выбора набора светофильтров, оптимальных для выявленного дефекта, обрабатывают анализируемый документ синтезированным световым потоком, сформированным при помощи указанной конфигурации осветителей и фильтров одновременно или последовательно, полученное оптическое изображение преобразуют в видеосигнал и повторно визуализируют на мониторе для уточняющего анализа, архивируют полученное изображение.The specified method consists in the fact that the document under investigation is illuminated with a light source, the reflected light flux is converted into a video signal, it is reproduced on a monitor, and the detected defect is analyzed. After analyzing the received image on the monitor, the defect area is identified and localized, the defect image is enlarged using the lens, the received video signal is analyzed by comparison with the embedded undistorted image of the document, the highlighted defect is classified and, according to this classification and the program of the list of defects and corresponding illuminators incorporated into the PC, and filters configure the illuminators and filters by controlling light sources with different spectral characteristics and in To select a set of optical filters that are optimal for the detected defect, the analyzed document is processed with a synthesized light stream generated using the indicated configuration of illuminators and filters simultaneously or sequentially, the resulting optical image is converted into a video signal and re-visualized on a monitor for refinement analysis, and the resulting image is archived.

В указанном способе раскрыто и устройство компьютеризированной оптической обработки документов, содержащее осветитель и средство преобразования оптического излучения в видеоизображения. Осветитель представляет собой блок различных осветителей, выходы которых оптически связаны с полем наблюдения, средство преобразования оптического излучения в видеоизображение выполнено в виде телекамеры, оптически соединенной с объективом с переменным фокусным расстоянием, также введены подвижная каретка с набором входных оптических фильтров, ПЭВМ, видеопроцессор, монитор, блок программного обеспечения обработки и архивирования изображений, управляющие входы всех блоков устройства соединены с панелью управления, телекамера, предметный стол с просмотровым окном помещены в темновую камеру.In the indicated method, a computer-aided optical document processing device is also disclosed, comprising a illuminator and means for converting optical radiation into video images. The illuminator is a block of various illuminators, the outputs of which are optically connected to the observation field, the means for converting optical radiation into a video image is made in the form of a television camera optically connected to a zoom lens, a movable carriage with a set of input optical filters, a personal computer, a video processor, and a monitor are also introduced , a block of software for processing and archiving images, the control inputs of all blocks of the device are connected to the control panel, camera, ode table with viewing window placed in the dark chamber.

Недостатком прототипа, а также и указанных выше технических решений является следующее.The disadvantage of the prototype, as well as the above technical solutions is the following.

Согласно требованиям международного стандарта ИСО-1831-1980 /Е/ («Технические требования к печатанию для оптического распознавания знаков»), устройство считывания документа, используемое в средствах измерения характеристик качества печати, должно работать в спектральном диапазоне В900 (опция - В425, В525, В630). Сканирующая апертура должна быть эквивалентна кругу диаметром 200 мкм, либо квадрату со стороной 150 мкм, и смещаться с шагом не более 50 мкм (500 dpi).According to the requirements of the international standard ISO-1831-1980 / E / (“Technical requirements for printing for optical character recognition”), a document reader used in measuring instruments for printing quality characteristics should work in the spectral range of B900 (option - B425, B525, B630). The scanning aperture should be equivalent to a circle with a diameter of 200 microns, or a square with a side of 150 microns, and offset in increments of not more than 50 microns (500 dpi).

Основными средствами оптического считывания документов в настоящее время являются контактные сканеры и специальные устройства на базе цифровых видеокамер высокого разрешения.The main means of optical document reading at present are contact scanners and special devices based on high-resolution digital video cameras.

К преимуществам контактных сканеров следует отнести отсутствие геометрических искажений, высокое пространственное разрешение (400-600 dpi), малые габариты устройства. Однако из представленных на рынке сканеров инфракрасную (В900) подсветку имеют лишь сканеры низкого разрешения (200-300 dpi), предназначенные для считывания текстовых документов.The advantages of contact scanners include the absence of geometric distortions, high spatial resolution (400-600 dpi), small dimensions of the device. However, only low-resolution scanners (200-300 dpi) intended for reading text documents have infrared (B900) backlighting on the market.

Считыватели и экспертные установки на базе видеокамер имеют разрешение порядка 250 dpi. Низкое разрешение обусловлено в данном случае ограниченным выбором черно-белых видеокамер высокого разрешения. К тому же известное устройство крупногабаритное и дорогое.Readers and expert installations based on video cameras have a resolution of about 250 dpi. The low resolution is due in this case to the limited selection of black and white high-resolution cameras. In addition, the known device is large and expensive.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание более простого, дешевого способа компьютеризированной оптической обработки документов, обеспечивающего получение изображения машиносчитываемой зоны документов с высокой разрешающей способностью 500 dpi в спектральном диапазоне В 900 (инфракрасная область спектра).The problem to which this invention is directed is to create a simpler, cheaper method of computerized optical processing of documents, providing images of a machine-readable zone of documents with high resolution of 500 dpi in the spectral range of B 900 (infrared region of the spectrum).

Технический результат изобретения заключается в повышении точности опознавания документов при проверке их и изготовлении.The technical result of the invention is to increase the accuracy of identification of documents when checking them and manufacturing.

Данный технический результат достигается тем, что в способе компьютеризированной оптической обработки документов, включающем в расположении документа в машиносчитываемой зоне, подсветке его инфракрасным источником, считывании информации и преобразовании в видеосигнал с дальнейшей компьютерной обработкой видеосигнала, считывание информации производят по крайней мере четырьмя аналоговыми видеокамерами, преобразование видеосигналов от камер из аналоговой в цифровую форму и ввод их в компьютер осуществляют с помощью устройства видеозахвата, в компьютере полученные видеосигналы объединяют в общий видеосигнал и осуществляют компьютерную обработку для получения следующих параметров общего видеосигнала:This technical result is achieved in that in a method of computerized optical processing of documents, including positioning a document in a machine readable area, highlighting it with an infrared source, reading information and converting it into a video signal with further computer processing of the video signal, information is read out by at least four analog video cameras, conversion video signals from cameras from analog to digital and input them into a computer using the device as capturing, in the computer received the video signals are combined into a common video signal and the computer processing is performed to obtain the following general video parameters:

контрастный сигнал печати (КСП) 80%; минимальный КСП; максимальный КСП; средний КСП; коэффициент вариации контраста (КВК); площадь дефектов - пустот внутри минимального предельного контура знака (ПКЗ); площадь дефектов - пятен вне максимального ПКЗ; КСП края черты; наклон знака машиносчитываемой зоны (МСЗ); расстояние между знаками МСЗ; вертикальное смещение знаков в строке; расстояние между строками МСЗ; шаг строк МСЗ; толщина штриха печати; наклон строк МСЗ с последующим сравнением с эталонными параметрами.printing contrast signal (PCB) 80%; minimum PCB; maximum PCB; medium PCB; coefficient of variation of contrast (CVK); area of defects - voids within the minimum limit contour of the sign (PCZ); the area of defects - spots outside the maximum SCZ; PCB edge features; slope of the machine readable zone (MRZ) sign; distance between signs MSZ; vertical shift of characters in a line; distance between MRZ lines; MRZ line pitch; print bar thickness; slope of the lines of the MRZ with subsequent comparison with the reference parameters.

На блок-схеме устройства, реализующего способ компьютеризированной оптической обработки документов (чертеж), показано: 1 - блок инфракрасной подсветки; 2 - машиносчитываемый документ (паспорт или виза); 3 - блок видеокамер, состоящий из четырех аналоговых видеокамер; 4 - устройство видеозахвата с интерфейсом USB 2.0; 5 - компьютер.On the block diagram of a device that implements a method of computer-aided optical processing of documents (drawing), it is shown: 1 - infrared illumination unit; 2 - machine readable document (passport or visa); 3 - a block of video cameras, consisting of four analog video cameras; 4 - video capture device with USB 2.0 interface; 5 - computer.

Обработка изображений машиносчитываемой зоны документов, полученных с помощью блок-схемы устройства, производится на компьютере с помощью специально разработанной программы.Processing of images of a machine-readable zone of documents obtained using a block diagram of a device is performed on a computer using a specially designed program.

Функционирование устройства, на котором реализуется способ компьютеризированной оптической обработки документов, происходит следующим образом.The functioning of the device, which implements the method of computerized optical processing of documents, is as follows.

Машиносчитываемая зона документа 2 подсвечивается блоком 1 инфракрасной подсветки. Входное изображение с четырех аналоговых видеокамер 3 поступает в устройство 4 видеозахвата, которое имеет четыре аналоговых видеовхода, переключаемых программно. Выход каждой видеокамеры электрически соединен с входом устройства 4 видеозахвата с интерфейсом USB 2.0, а выход устройства видеозахвата 4 электрически соединен с входом порта USB 2.0 компьютера 5.The machine-readable area of the document 2 is highlighted by the infrared illumination unit 1. The input image from four analog video cameras 3 enters the video capture device 4, which has four analog video inputs that are programmable. The output of each video camera is electrically connected to the input of the video capture device 4 with the USB 2.0 interface, and the output of the video capture device 4 is electrically connected to the input of the USB 2.0 port of computer 5.

Устройство 4 видеозахвата не объединяет видеосигналы с разных видеокамер 3, а осуществляет преобразование видеосигнала из аналоговой в цифровую форму и его ввод (с каждой видеокамеры) в компьютер 5. Переключение между 4-мя видеовходами устройства видеозахвата 4 осуществляется программно, т.е. с помощью программы, заложенной в компьютер 5. Далее, полученные четыре изображения «сшиваются» и обрабатываются на компьютере 5, где вычисляются перечисленные выше характеристики печати, после чего дается заключение о соответствии исследованного документа требованиям международного стандарта ИСО 1831-1980 /Е/.The video capture device 4 does not combine the video signals from different video cameras 3, but converts the video signal from analog to digital and input it (from each video camera) into computer 5. Switching between 4 video inputs of video capture device 4 is carried out programmatically, i.e. using the program embedded in computer 5. Next, the four images obtained are “stitched” and processed on computer 5, where the printing characteristics listed above are calculated, and then a conclusion is given on the compliance of the document with the requirements of the international standard ISO 1831-1980 / E /.

На предметное стекло, которое расположено на расстоянии 235 мм от фокальной плоскости видеокамер 3, кладется паспорт или виза машиносчитываемой зоной вниз. Входное изображение с четырех аналоговых видеокамер VBI-731 поступает на устройство видеозахвата 4, которое имеет четыре аналоговых видеовхода, переключаемых программно. Время переключения с учетом стабилизации АРУ (автоматическая регулировка усиления, не превышает 100 мс. Устройство видеозахвата 4 используется для ввода видеосигнала в компьютер 5 с использованием скоростного интерфейса USB 2.0. Машиносчитываемая зона документа, расположенного на предметном стекле, подсвечивается блоком 1 под углом 45 град. Показатель угла подсветки является требованием международного стандарта ИСО 1831-1980 /Е/. Рабочая область на предметном стекле 135 мм (Г) × 27 мм (В). Компьютер 5 осуществляет обработку изображений машиносчитываемой зоны документов с помощью разработанной программы. Габаритные размеры устройства, в котором реализован способ компьютеризированной оптической обработки документов, составляют: 160×150×250 мм.On a glass slide, which is located at a distance of 235 mm from the focal plane of the cameras 3, a passport or visa is placed with a machine-readable zone down. The input image from the four analog video cameras VBI-731 goes to the video capture device 4, which has four analog video inputs, switchable by software. The switching time, taking into account the AGC stabilization (automatic gain control, does not exceed 100 ms. The video capture device 4 is used to input the video signal to computer 5 using the high-speed USB 2.0 interface. The machine-readable area of the document located on the slide is illuminated by block 1 at an angle of 45 degrees. The indicator of the backlight angle is a requirement of the international standard ISO 1831-1980 / E /. The working area on a slide is 135 mm (D) × 27 mm (V). Computer 5 implements image processing machine readable area of documents using the developed program.The overall dimensions of the device, which implements the method of computer-aided optical processing of documents, are: 160 × 150 × 250 mm.

Claims (1)

Способ компьютеризированной оптической обработки документов, заключающийся в расположении документа в машиносчитываемой зоне, подсветке его инфракрасным источником, считывании информации и преобразовании в видеосигнал с дальнейшей компьютерной обработкой видеосигнала, отличающийся тем, что считывание информации производят по крайней мере четырьмя аналоговыми видеокамерами, преобразование видеосигналов от камер из аналоговой в цифровую форму и ввод их в компьютер осуществляют с помощью устройства видеозахвата, в компьютере полученные видеосигналы объединяют в общий видеосигнал и осуществляют компьютерную обработку для получения следующих параметров общего видеосигнала:
контрастный сигнал печати (КСП) 80%; минимальный КСП; максимальный КСП; средний КСП; коэффициент вариации контраста (КВК); площадь дефектов - пустот внутри минимального предельного контура знака (ПКЗ);
площадь дефектов - пятен вне максимального ПКЗ; КСП края черты;
наклон знака машиносчитываемой зоны (МСЗ); расстояние между знаками МСЗ; вертикальное смещение знаков в строке; расстояние между строками МСЗ; шаг строк МСЗ; толщина штриха печати; наклон строк МСЗ с последующим сравнением с эталонными параметрами. The method of computerized optical processing of documents, which consists in placing the document in a machine-readable area, highlighting it with an infrared source, reading information and converting it into a video signal with further computer processing of the video signal, characterized in that the information is read out by at least four analog video cameras, video signals are converted from cameras from analog in digital form and entering them into a computer is carried out using a video capture device, in the computer received nnye video signals are combined into a common video signal and the computer processing is performed to obtain the following general video parameters:
printing contrast signal (PCB) 80%; minimum PCB; maximum PCB; medium PCB; coefficient of variation of contrast (CVK); area of defects - voids within the minimum limit contour of the sign (PCZ);
the area of defects - spots outside the maximum SCZ; PCB edge features;
slope of the machine readable zone (MRZ) sign; distance between signs MSZ; vertical shift of characters in a line; distance between MRZ lines; MRZ line pitch; print bar thickness; slope of the lines of the MRZ with subsequent comparison with the reference parameters.

Images