用于检查有价值文档的方法

用于检查有价值文档的方法
【专利摘要】本发明涉及用于检查有价值文档的方法，其可以检查要检查的有价值文档的亮度光谱和参考光谱之间的相似度。为了检查从要检查的有价值文档获取的亮度光谱与参考光谱的相似度，不是将记录的亮度光谱自身与参考光谱比较，而是用已经适用于参考光谱且利用线性校正而从所获取的亮度光谱产生的校正的亮度光谱来比较。线性校正函数的校正参数是通过将线性校正的亮度光谱适用于参考光谱而确定的。通过适用，使得由于测量技术造成的所获取的亮度光谱的波动得到至少部分补偿。
【专利说明】用于检查有价值文档的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于检查有价值文档的方法、以及进行该方法的传感器和设备。
【背景技术】
[0002]通常，为了真实性及其状态而检查有价值文档，或者，确定各个有价值文档的类型。有价值文档的检查在用于有价值文档处理的设备中有效，所述设备取决于要检查的有价值文档属性而包含检测有价值文档的不同属性的一个或数个传感器。在检查时，通常通过检测从有价值文档发出的光的光学传感器来检查有价值文档。在这样做时，通常相对于光学传感器移动有价值文档。采用这样的方法用于检查诸如银行票据、支票、身份证、信用卡、支票保证卡、票、付款凭单等的有价值文档。
[0003]为了检查有价值文档的真实性，已知这样的方法:将要检查的有价值文档的减弱(remission)与真实的有价值文档相比较。为此目的，例如，有可能对于一个或数个特定波长，将有价值文档的减弱的亮度与真实的有价值文档的亮度相比较。如果相对于真实的有价值文档的差异过大，则将检查的有价值文档分类为假。
[0004]进行有价值文档的光学检查还由有价值文档的生产商用来使新生产的有价值文档在其装运之前经受质量检查。这里，例如测试有价值文档的印制图像是否满足特定规范。对于此光学检查，通常采用图像传感器，其在三色通道中检测有价值文档发出的光，以便例如在红色、绿色、以及蓝色光谱区域中分别记录有价值文档的图像。如果在检查的有价值文档之一中，记录的图像不对应于期望的印制图像，则在质量检查的过程中，拣出该有价值文档。然而，有价值文档的质量检查迄今尚未涉及有价值文档的任何利用光谱解析的光学测试。

【发明内容】

[0005]由此，本发明的目的在于阐述这样的方法，其用于检查要检查的有价值文档的亮度光谱(intensity spectra)和参考光谱(reference spectrum)之间的相似度,据此,能够可靠地彼此区分具有可接受的亮度光谱的有价值文档和具有不可接受的亮度光谱的有价值文档。
[0006]通过独立权利要求的主题来实现此目的。其从属权利要求阐述了本发明的有利发展和实施例。
[0007]根据本发明的方法包括测试要检查的有价值文档的亮度光谱和参考光谱之间的相似度。被检查与参考光谱相似度的亮度光谱例如为有价值文档的减弱光谱、透射光谱或荧光光谱。为了记录有价值文档的亮度光谱，以数个不同波长检测从有价值文档发出的光。为了检查从要检查的有价值文档记录的亮度光谱与参考光谱的相似度，不是将记录的亮度光谱自身与参考光谱比较，而是与适用于参考光谱且通过线性校正而从记录的亮度光谱产生的校正的亮度光谱比较。然而，(线性)校正函数的校正参数不是预定的，而是通过将线性校正的亮度光谱适用于参考光谱而确定的。使用线性校正函数而适用导致所记录的亮度光谱的略微偏移和/或拉伸。通过将线性校正的亮度光谱适用于参考光谱，实现了由于测量技术造成的记录的亮度光谱的检测亮度的波动至少被部分补偿，其中，该波动对于要检查的有价值文档来说是不可预测的、或在检查有价值文档时得不到。
[0008]为此目的，进行下面的步骤:使用线性校正函数来校正记录的亮度光谱。线性校正函数采用第一校正参数a和第二校正参数C。校正所需的校正参数a、c的值最初是未知的，且仅在适用的过程中被确定。使用线性校正函数，从记录的亮度光谱S(X)形成了校正的亮度光谱S’(c, a, λ )=c+a.S( λ )。将校正的亮度光谱S’ (c, a, λ )=c+a.S( λ )适用于参考光谱，以便减小由距离测度限定的偏差，其中，校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)具有相对于参考光谱R(X)的该偏差。具体地，可通过该适用而使此偏差最小。第一和第二校正参数与波长λ无关，S卩，对于所有波长采用同样的第一校正参数c和同样的第二校正参数a。由此，实现了校正的亮度光谱不会在记录的亮度光谱上被伪造。
[0009]校正的亮度光谱相对于参考光谱的由距离测度限定的偏差通过对亮度差计算距离测度(distance measure)而产生，该距离测度是在不同波长上呈现的校正亮度光谱S’(c，a，λ)相对于参考光谱R(A)的距离色度。例如，距离测度是校正的亮度光谱S，(c, a, λ)相对于参考光谱R(A)的欧氏(Euclidean)距离、曼哈顿(Manhattan)距离、棋盘(chessboard)距离或其它数学距离。优选地,通过最小二乘拟合来将校正的亮度光谱S’(c，a，λ)适用于参考光谱R(X)。然而，例如，通过改变校正参数a和c，校正的亮度光谱S’(c，a, λ )=c+a * S(A)还可被迭代地适用于参考光谱。
[0010]适用的结果是适用于参考光谱的校正的亮度光谱S’( λ ) =c*+a*.S ( λ )，其第一校正参数为c*,且其第二校正参数为a*,其中，c*和a*表示与波长λ无关的具体数值，即，对于所有波长它们都相同。校正的亮度光谱相对于参考光谱的由距离测度限定的偏差处于c=c*且a=a*，由此，与记录的亮度光谱相对于参考光谱所具有的由距离测度限定的该偏差相比，其减小或甚至呈现为最小。对于以此方式确定的适用的校正的亮度光谱S’( λ ) =c*+a*.S ( λ )，随后计算适用的校正的亮度光谱S’( λ ) =c*+a*.S ( λ )相对于参考光谱的距离。计算的距离被用来评估所记录的亮度光谱S(X)和参考光谱R(X)之间的相似度。
[0011]在适用(adapting)时，例如，校正参数a和c变化，直到由距离测度限定的偏差到达最小为止，即，直到校正参数a和c的进一步变化不再使由距离测度限定的偏差减小为止。如果校正的亮度光谱相对于参考光谱所具有的由距离测度限定的偏差在适用时被最小化，则采用适用的校正的亮度光谱S’(X)=c*+a*_S(X)，其与参考光谱R(X)的偏差最小。然而，如果由距离测度限定的偏差小于特定阈值，则还可终止该适用。
[0012]校正的亮度光谱适用于参考光谱、以及用于计算距离的适用于参考光谱的校正的亮度光谱s’ (A)=c*+a*.S(A)的采用使得可以至少部分补偿由于测量技术造成的波动，其在其记录时已影响亮度光谱S( λ )。例如，这些包括有价值文档的检测位置的不准确(例如，由于有价值文档的运送波动造成)，其可在有价值文档具有不同类光谱属性的情况下改变记录的亮度光谱。基于该适用，能够可靠地将具有不可接受的亮度光谱的有价值文档与具有可接受的亮度光谱的有价值文档区分。
[0013]在适用校正的亮度光谱S(X)时，对于要检查的每个单独的有价值文档，适用的校正的亮度光谱s’ (A)=c*+a* *S(A)与参考光谱R(X)的由距离测度限定的偏差减小或最小的第一和第二校正参数a*和c*被各自确定。与对参考光谱的非单独适用(对于数个记录的亮度光谱采用同样的校正参数c*和a*)相反，由此获得好得多的适用。如果对于要检查的有价值文档、要针对与参考光谱的相似度而测试数个亮度光谱，则还可对于要检查的有价值文档的每个单独的亮度光谱S(X)各自进行适用。
[0014]例如，在对应于使用拟合参数a和c将校正的亮度光谱S’(c，a, λ )拟合到参考光谱R(X)的补偿计算的框架内，将校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)适用到参考光谱R(X)。例如，补偿计算是校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)到参考光谱R(X)的最小二乘拟合，或至少基于这样的拟合。在最小二乘拟合的情况下，在适用时作为偏差而计算矫正的亮度与参考光谱的均方差。最小二乘拟合是有优势的，因为其需要很少的计算时间，由此即使在有价值文档的高速检查期间，也允许对每个检查的有价值文档进行实时的相似度评估。
[0015]对于一方面的在适用的框架内的由距离测度限定的偏差的计算、以及另一方面的适用的校正的亮度光谱s’ ( λ ) =c*+a*.S(A)与参考光谱R(X)的距离的计算(为相似度评估而采用的)，可采用同样的距离测度。然而，最好是作为用于相似度评估的距离而采用适用的校正的亮度光谱S’ ( λ ) =c*+a*.S(A)与参考光谱R(X)的棋盘距离
|S’ (A)-R(A) I ，所述距离为S’ U)=c*+a*.S(A)与R(A)之间的最大差，其存在于预期波长λ中的任一个上的两个亮度光谱之间。
[0016]例如，采用计算的距离作为相似度测度，其允许记录的亮度光谱与参考光谱的相似度的定量表述。为了评估从有价值文档记录的亮度光谱S(X)与参考光谱R(X)的相似度，可将计算的距离与一个或数个阈值相比较。当该距离超过了有价值文档上的一个或数个检测位置的阈值时，检查的有价值文档被分配相应的较低的相似度，且在可应用时，拣出该有价值文档。
[0017]例如，在其装运之前，在有价值文档的质量检查的框架内，进行有价值文档的记录的亮度光谱与参考光谱之间的相似度的评估。根据本发明的方法允许有价值文档的安全特征的光谱特性针对为安全特征而指定的光谱特性检查其相似度，其中，对此，该安全特征在其应用或并入有价值文档之前被指定。这里，可采用该距离作为用于安全特征的质量检查的相似度测度。被检查光谱特性的安全特征例如为应用于有价值文档且由指定的光谱特性识别的特殊印制墨水。采用棋盘距离作为该距离在这里尤其有利，因为可将其直接与波动范围相比较，据此，安全特征，尤其是印制墨水，在有价值文档被配备安全特征之前被指定。
[0018]可对于记录的亮度光谱的整个光谱区域、或对于其一个或数个光谱部分，将校正的亮度光谱S’(C，a，λ)适用于参考光谱R(A)。在适用时，还可通过在光谱上相互分离的数个光谱区域上进行平均，计算校正的亮度光谱相对于参考光谱所具有的、由距离测度限定的偏差。当对于完全包括安全特征的光谱特性、且延伸越过光谱特性所处的光谱部分的光谱部分进行适用时，获得最优适用。如果光谱特性处于红外区，则优选地，将校正的亮度光谱适用于完全位于红外区的记录的亮度光谱的光谱部分中的参考光谱，在适用时，不考虑所记录的亮度光谱位于可见区的光谱部分。进行适用的红外区的光谱部分优选仅包括SOOnm以上的波长。通过仅在红外区中适用，实现了:可将同样的参考光谱用于各自包含同样的安全特征的数个可见的印制墨水。可由此避免从为了单个类型的有价值文档处理单独的参考光谱产生的工作量。
[0019]优选地，仅对于校正的亮度光谱被适用于参考光谱的光谱部分、或对于其一部分，计算其距离被用于评估相似度的、适用的校正的亮度光谱与参考光谱的距离。具体地，仅对于要检查的有价值文档的安全特征的光谱特性所延伸的适用的校正的亮度光谱的光谱部分，计算该距离。优选地，所述部分完全位于红外区。
[0020]为了不会相对于记录的亮度光谱S(X)伪造适用的校正的亮度光谱S’(λ)，可进行校正的亮度光谱到参考光谱R(X)的约束适用。为了在适用时排除亮度光谱的伪造，对于第一和第二校正参数规定特定条件。为获得约束适用，例如，对于从第一和第二校正参数a*、c*导出的两个参数w=l/(a*+c*)和s=a*/ (a*+c*),规定了一个或数个特定的附加条件。可能的附加条件为导出的参数W、s相互独立，使得它们满足特定的数学关系。然而，还可通过这样的附加条件来约束适用:参数w、s各自位于特定的限制内，具体地，w位于I附近的值范围[W1, W2], S位于I附近的值范围[S1, S2],其中，优选地,保持0.8? l〈w2〈l.2,
0.8〈Sl〈l.1<s2<1.2。在特定情况下的w和s的值范围也可不位于I附近，而是在或大或小的数值周围。如果根据本发明的方法被错误地应用于以该方法为基础的参考光谱R(X)无效的其它有价值文档，则该约束是有利的。否则，对于这样的有价值文档的亮度光谱，可能被(无约束的)适用伪造。
[0021]通过约束的适用，实现了记录的亮度光谱S(X)的光谱形状，尤其是其光谱特性在适用时被充分保持。由此，适用的校正的亮度光谱具有与记录的亮度光谱基本相同的光谱特性。约束的适用最多产生记录的亮度光谱的轻微偏移和/或拉伸。
[0022]对于校正的亮度光谱S’(c，a, λ )到参考光谱R(X)的约束适用，例如，在适用步骤之后进行以下步骤:
[0023]-确定适用的校正的亮度光谱S’(λ)的第一校正参数c*和第二校正参数a*，其中，由适用的校正的亮度光谱S’ (λ)与参考光谱R(X)的距离测度限定的偏差减小或最小，
[0024]-计算参数w=l/ (a*+c*)和参数 s=a*/ (a*+c*),
[0025]-检查参数w是否位于I附近的预定区间[W1,W2]，参数s是否位于I附近的预定区间[S1, S2]，
[0026]_如果Ww1,则将参数w约束为W1,如果w〉w2，则将参数w约束为w2，并且，如果SCs1,则将参数S约束为S1，如果s>s2，则将参数s约束为s2，
[0027]-采用约束的参数W=W1或W=W2和/或约束的参数S=S1或S=S2,以确定约束适用的校正的亮度光谱SB’(A)=c*+a*.SU )，其第一校正参数为c*= (1-s)/V，且第二校正参数为 a*=s/w,
[0028]-计算约束适用的校正的亮度光谱SB’(λ)相对于参考光谱R(A)具有的距离(A),
[0029]-采用计算的距离(A)，以评估从有价值文档记录的亮度光谱S(X)和参考光谱R(A)之间的相似度。
[0030] 此外，本发明涉及传感器，其被配置为用于执行所述方法。该传感器记录要检查的有价值文档的亮度光谱。为此目的，传感器具有测量元件，用于从要检查的有价值文档发出的光的光谱解析检测，例如，光谱不同的一个或数个光源(在可用时)、一个或数个色散元件(在可用时)、以及一个或数个检测器件。此外，传感器还配备有评估器件，其将根据本发明的方法的步骤应用于有价值文档的记录的亮度光谱。为了执行这些步骤，传感器配备有对应的硬件和/或利用对应软件被编程。例如，传感器被安装在用于检查有价值文档的设备中，其具有传送系统，要检查的有价值文档通过其一个接一个地逐一被传送通过检查有价值文档的传感器。
[0031]在开始根据本发明的方法之前，可手动、或例如通过执行该方法的传感器设备或传感器上的对应调整而自动选择各自适于此有价值文档的参考光谱。所选参考光谱可对不同类型的有价值文档有效。还可通过例如基于根据本发明的方法的在线进行的有价值文档的测量自动识别有价值文档，来获得有关哪个参考光谱适于该有价值文档的信息。
【专利附图】

【附图说明】
[0032]下文中，将通过参考附图，用示例来说明本发明。附图示出了:
[0033]图1a为记录的亮度光谱S(X)、Z (λ)与具有接受间隔R( λ )+/-Λ R的参考光谱RO)比较的示例，
[0034]图1b为大量有价值文档的记录的亮度光谱SiU)与具有接受间隔R(X)+/-AR的参考光谱RO)比较的示例，
[0035]图2a为来自图1a的亮度光谱S(X)和适用于参考光谱R(A)的校正的亮度光谱S’(λ )，其与参考光谱R(X)的偏差最小，
[0036]图2b为来自图1b的适用于参考光谱R(X)的校正的亮度光谱S/ (λ)与在参考光谱R ( λ )周围的接受间隔R ( λ ) +/- △ R相比较、以及与减小的接受间隔R ( λ ) +/- δ R相比较，
[0037]图2c为亮度光谱Ζ(λ)、Ζ’(λ)与在参考光谱R(X)周围的接受间隔R ( λ ) +/- Λ R相比较、以及与减小的接受间隔R ( λ ) +/_ δ R相比较，
[0038]图3a示出了在适用不同的亮度光谱时确定的参数s和W、及其对区间[S1, S2]和[w1； W2]的约束，
[0039]图3b为亮度光谱T ( λ )的约束适用的示例。
【具体实施方式】
[0040]通常，根据本发明的方法可被用于测试亮度光谱的相似度。被检查与参考光谱的相似度的亮度光谱例如为有价值文档的减弱光谱、透射光谱或荧光光谱。例如，这样的相似度测试可被用于真实性检查，用于检查有价值文档的状态或类型或其他属性。下文中，将通过要在生产之后被检查安全特性的存在的有价值文档的质量检查的示例，来描述根据本发明的方法。在如此做时，检查各个有价值文档的亮度光谱是否具有与特定光谱特性的充分相似度。
[0041]在图1a中，示出了要检查的有价值文档的减弱光谱，作为亮度光谱S ( λ )，其通过以不同波长的光检测来自有价值文档而被记录。该亮度光谱可以是通过对从有价值文档发出的在范围X1至λ 14的光进行光谱解析检测而获得的连续的亮度光谱。然而，可选地，亮度光谱也可根据各个离散的亮度值形成，例如在与图1a比较时，波长λ i至λ 14的所述亮度值。此外，可从有价值文档上的特定检测位置(site)记录亮度光谱，或者，亮度光谱为有价值文档上的特定区域(ROI)内的数个检测位置上平均的亮度光谱。例如，亮度光谱可包括:在由于检测器的光谱灵敏度而校正之后(在可用时)，且基于照射有价值文档的发光亮度(在可用时)，检测器以不同波长检测到的亮度的绝对亮度值。然而，在下面的示例中，将考虑包括相对亮度值的亮度光谱，即，例如，通过形成对基础亮度的比，在不同波长上检测的亮度已基于有价值文档的基础(或参考)亮度(例如，在有价值文档的白区中检测的亮度)。
[0042]此外，图1a示出了记录的亮度光谱S(A)所要比较的参考光谱R ( λ )。作为参考光谱，例如，采用从有价值文档理想预期的目标光谱。例如，参考光谱R(X)是相应检测位置或ROI的特定的参考光谱、或作为整体的有价值文档预期的参考光谱。通过测试所记录的亮度光谱S(X)是否位于参考光谱R(X)周围的可接受范围，来进行与参考光谱R(A)的比较。由此，图1a指示了可能的接受范围的限制，其在此示例中通过在参考光谱RU)上下的固定距离Λ R与参考光谱R(A)平行偏移的两个光谱R( λ ) + Λ R和R(X)-A R来给出。例如，在有价值文档的质量检查的框架内，进行亮度光谱S(X)是否位于接受范围R(A)V-AR的测试。在质量检查时，具有亮度光谱S(X)的有价值文档由于其位于接受范围内而被接受。
[0043]图1b示出了从大量(η个)不同有价值文档记录的大量亮度光谱SiU)(其中，i=l，2，...n)。对于这η个有价值文档，还预期对应于参考光谱的光谱特性。关于使用接受范围R( λ ) +/- Λ R的质量检查，所有这η个有价值文档示出可接受的光谱特性。然而，由于以下各种原因，各个亮度光谱Si(X)彼此不同:
[0044]-第一，由于在有价值文档的生产期间的不可避免的波动，要检查的有价值文档光谱性质彼此略微不同。要在质量检查的框架内测试这些波动。
[0045]-第二，还由于测量技术产生不同的有价值文档的亮度光谱Si(X)的光谱差异。通常，例如，由于仅在有价值文档的特定区域中局部应用的颜色(或墨水)或安全特征，或由于导致不均匀面积应用或盖印颜色的不均匀面积覆盖的印制设计，有价值文档的光谱性质与有价值文档的检测位置无关地变化。如果上面记录了亮度光谱的各个有价值文档的实际检测位置实际上与参考光谱保持的目标检测位置不匹配，则由于有价值文档的局部变化的光谱性质，这可导致记录的亮度光谱与参考光谱的偏差。例如，由于有价值文档的定位不精确、或由于在传送系统将用于其检查的有价值文档传送通过记录亮度光谱的传感器时的有价值文档的传送波动，出现检测位置的这种波动。通过图1b的亮度光谱SiU),检测位置的波动是亮度光谱SiU)与参考光谱R(X)的偏差的主要原因。
[0046]-第三，也可由于在检测位置上检测到的亮度基于在相应有价值文档的基础(或参考)区域中检测到的亮度时被检测的亮度的相对测量，检查的有价值文档的亮度光谱变化。当被检查的有价值文档的基础区域在其不透明度方面彼此不同、已被弄污时、或当在不同有价值文档的基础区域存在不同的水印时，这导致基础亮度的略微波动，其同样导致记录的亮度光谱的改变。
[0047]因为所有η个有价值文档的亮度光谱Si( λ )具有可接受的光谱特性，所以，所有这η个有价值文档应在质量检查时应该被接受。因此，将接受范围R(X)+/-AR选择为如此大使得这η个有价值文档在质量检查时不会被拒绝。另一方面，然而，大的接受范围R(X)+/-AR具有这样的结果:具有不可接受的亮度光谱(例如，来自图1a的亮度光谱Z(A))的有价值文档也可能在质量检查时被接受。从应当具有与参考光谱R( λ )相对应的光谱特性、但在其生产时出现错误的另一个有价值文档记录亮度光谱Z (λ)。由于该错误，光谱Z (λ)示出与参考光谱R(x)、亮度光谱S(X)不同的光谱特性。然而，因为其它有价值文档的光谱Z ( λ )位于接受范围R ( λ ) +/- Λ R内，所以，也会接受其它有价值文档。
[0048]图2a通过亮度光谱S(X)的示例示出了根据本发明的方法。这里，使用线性校正，将亮度光谱S(X)适用于参考光谱R(X)。为此目的，首先从亮度光谱S(X)计算校正的亮度光谱S’(c，a, λ ) =c+a -S(A),其为所记录的亮度光谱S(X)的线性变换，且取决于第一校正参数c和第二校正参数a，其与波长λ无关。通过补偿计算，例如，最小二乘拟合，确定两个校正参数c*、a*，对其来说，来自参考光谱的线性校正的亮度光谱的偏差(其由所选的距离测度限定)最小。
[0049]也可重复进行补偿计算。对于第一校正参数c和第二校正参数a来说，首先使用初始值Ctl和％，例如，Ctl=O且％=1。从Ctl和％开始，c和a迭代变化，附属校正的亮度光谱S，(c,a, A)=c+a.S(A)被分别确定，并且，此校正的亮度光谱S’ (A)=c+a.S(A)的由所选的距离测度限定的与参考光谱R(X)的偏差被分别计算。校正参数c和a变化，直到校正的亮度光谱S’ (A)=c+a.S(A)的由距离测度限定与参考光谱R(X)的偏差达到最小为止。此适用的结果是特定的线性校正的亮度光谱S’(X)=c*+a*_S(X)，其具有校正参数c*和a*，其中，校正的亮度光谱S’ (λ)与参考光谱R(X)的偏差最小。
[0050]从记录的亮度光谱S(X)开始，由此得到来自图2a的适用的校正的亮度光谱S’( λ )，其使用补偿计算而被适用于参考光谱R ( λ )。通过将亮度光谱S ( λ )适用于参考光谱R( λ )，实现了检测位置或基础亮度的变化被至少部分地补偿，所述变化实际上对于各个被检查的有价值文档来说不是可预测的，或者其对于该评估来说得不到。
[0051]在特定的光谱区域F中，将校正的亮度光谱S’ (λ)适用于参考光谱R(X)。对于将校正的亮度光谱S’ (λ)适用于参考光谱R(X)，仅考虑在光谱区域F的波长上检测到的那些亮度值，而在光谱区域F之外检测到的亮度值不被考虑。也就是说，由距离测度限定的在光谱区域F内检测到的亮度值与参考光谱的偏差被最小化。
[0052]图2b示出了来自图1b的大量亮度光谱SiU)的适用的结果。使用线性校正，每个亮度光谱SiU)与参考光谱R(X)单独适用，其中，校正参数c*、a*通常对于各个适用呈现出不同值。这产生在图2b中表示的校正的亮度光谱S’“λ)。由于该适用，校正的亮度光谱S’Αλ)与参考光谱R(X)偏差相当小。对于引起来自图1b的亮度光谱SiU)的波动的检测位置或基础亮度的变化，其通过适用被显著减小或补偿。由于该适用，可将相当小的接受范围R(X)+/- δ R用于有价值文档的质量检查。对于所有η个有价值文档，适用的亮度光谱S’ i ( λ )位于这个接受范围R ( λ ) +/- δ R中。
[0053]通过该适用，具有不可接受的质量的有价值文档的亮度光谱，例如来自图1a的亮度光谱Z (λ )，也与参考光谱R(X)接近。然而，在此情况下，适用仅导致接近，而不是像在亮度光谱SiU)的情况下那样与参考光谱良好匹配。由此，尽管经过了适用，但与图2c相比，适用于参考光谱R(X)的亮度光谱Ζ’(λ)会超过减小的接受范围Κ(λ)+/-δ R的限度。由此，具有不可接受的亮度光谱Z (λ)的有价值文档能够被与具有可接受亮度光谱S(X)和Si(A)的有价值文档可靠地区分。
[0054]对于有价值文档的检查，进行从有价值文档记录的亮度光谱S(X)和参考光谱R(A)之间的相似度的定量评估。作为相似度测度，可为此目的计算适用于参考光谱R(A)的校正的亮度光谱S’ (λ)与参考光谱R(X)的距离。对于质量检查，计算适用于参考光谱R(X)的校正的亮度光谱S’ (λ)在特定光谱区域与参考光谱R(X)的距离Ac。此光谱区域可以时也进行校正的亮度光谱S’ (λ)适用于参考光谱R(X)的光谱区域F。然而，可选地，对比图2a，也可对于光谱区域F的部分T来计算距离Ac。如果质量检查是检查具有特定的光谱特性的颜色或安全特征的质量，则对于光谱特性期望位于的部分，例如，对于来自图2a的部分TM，计算距离Ac。
[0055]可将计算的距离Ac直接用于有价值文档的质量检查。为此目的，例如，可将距离Ac与一阈值相比较，一旦超过该阈值，有价值文档就被分配不可接受的质量。如果计算的距离Ac位于特定阈值之下，则有价值文档被分配可接收的质量。然而，也可将计算的距离Ac考虑为与其它质量标准结合的数个质量标准之一。例如，仅在数个质量标准被同时满足的情况下，有价值文档的质量才被评价为可接受。
[0056]作为距离测度，采用棋盘距离Ac= S，(A)-R(A) I 。对比图2a、2c、3b，所述距离对应于在期望的光谱区域的波长λ的任一个中存在的、亮度光谱S’(λ)和参考光谱R(A)之间的最大的亮度差|c*+a*.S(A)-R(A) I。与其它距离测度相比，例如，与均方距离相t匕，棋盘距离Ac是有利的。校正的亮度光谱与参考光谱R(X)的棋盘距离Ac可以直接与通常指定颜色或安全特征的最大波动范围S R相比较。如果棋盘距离Ac总计大于波动范围δ R，则此等价于至少一个波长上的校正的亮度光谱超过了在规范的框架内规定的接受范围R( λ )+/- δ R0因为棋盘距离Ac由此直接对应于颜色或安全特征的规范，所以，可将棋盘距离Ac用来以简单方式检查与规范的一致性。此外，与使用校正的亮度光谱S’(λ)与上限R(X)+SR和下限R(A)-SR比较的图形表示的规范相比，棋盘距离Ac对于希望理解质量检查结果的人来说非常清楚。诸如均方距离的其它距离测度相对于棋盘距离来说较不清楚，不直接对应于规范所规定的内容，由此不易于与指定的波动范围相比较。
[0057]在该方法的开发中，可采用加权的棋盘距离Ac作为距离测度，其采用依赖于波长的接受范围R(X)+/-SR (X)作为基础，其具有依赖于波长的宽度δ?(λ)。通过Ac=I I (S’ (\)-R(\))/5R(\)l I 来计算加权的棋盘距离。
[0058]在根据本发明的方法中，可进行约束适用，以通过适用来避免伪造记录的亮度光谱。通过约束适用，在适用于参考光谱R(X)时，保持记录的亮度光谱的光谱形状。在此示例中，通过从满足位于特定限制内的附加条件的第一和第二校正参数a*、c*导出的两个参数s=a*/ (a*+c*)和w=l/(a*+c*),来约束该适用。如果在无约束适用时、参数w不位于I周围的预定区间[WyW2]内，则将其约束为W=W1 (如果W、)、以及W=W2 (如果w>w2)。因而，如果在无约束适用时、参数s不位于I周围的预定区间[S1, S2]，则将其约束为S=S1 (如果S(S1)'以及S=S2 (如果s>s2)。如果仅最小校正必须在适用的框架内执行，则所述参数取值为W~和S~1，使得所述约束不影响适用的校正的亮度光谱。
[0059]图3a示出了参数s和w可被约束的值范围B的示例，在此示例中，规定了用于s的从0.8到1.2的值范围、以及用于w的从0.9到1.1的值范围。通过参数s、w的约束，避免了构成了亮度的相对测量的基础的基础亮度的过强校正、以及通过检测位置的波动而出现的光谱改变的过强校正。通过将值对(values pairs) (s,w)约束到范围B，实现了(略微)改变亮度光谱而仅校正物理调整的影响。约束适用保证了校正的亮度光谱的谱形(spectralshape)对应于相应记录的亮度光谱的谱形。
[0060]在图3a的图中，对大量有价值文档绘出了两个参数8和w的值对(S，W)，其中，已通过将记录的有价值文档的亮度光谱(无约束地)适用于参考光谱R( λ )，来单独确定每个值对(S，W)。对于具有可接受光谱特性的有价值文档，确定位于值范围B内的值对(s,w)(图3a中的黑点)。例如，这些包括具有亮度光谱Si(A)的有价值文档I至n，其中，i=l, 2，...η。对于不具有特性光谱的有价值文档，确定位于值范围B之外的值对(s，w)(图3a中的圆圈)。它们的参数8和w与(s，w) = (l，l)严重偏离，使得它们超过了值范围B的限度，且由此被约束限制。例如，在(无约束)适用另一个有价值文档的记录的亮度光谱Y(λ)时，确定参数sY=2.2、wY=0.8。与记录的亮度光谱Y (λ)无约束适用于参考光谱R (λ)所产生的(sY，wY) = (2.2，0.8)不同，将所述参数约束为(sy，Wy) = (s2，Wi)。从由此约束的参数Sy=S2和Wy=W1,确定了约束适用的校正的亮度光谱ΥΒ(λ )=c*+a*.y( λ ),其第一校正参数为C*=(l-s2)/w1;且其第二校正参数为a*=s2/wlt)在图3a的示例中，(sY, wY)被约束为(s2, W1) = (1.2, 0.9) ο[0061]图3b示出了另一个有价值文档在其错误地采用了生产不足颜色时的记录的亮度光谱τ (λ)。通过Sy至1.2、wY至0.9的约束，产生了约束适用的校正的亮度光谱ΥΒ’(入)。若没有参数w和s的约束，则记录的亮度光谱Y (λ)适用于参考光谱R(X)会导致亮度光谱Y’ U) = (l-S)/w+S/wY (λ)，对比图3b，其具有与参考光谱RU)的相当低的偏差。然而，与记录的亮度光谱T (λ)相比，通过(无约束)适用到参考光谱R(X)而伪造了亮度光谱Y’ U)。通过将参数《和s约束到范围B，光谱Y (λ)到参考光谱R(X)的适用导致约束适用的光谱￥!3’( λ Xl-S2VwAS2ZV1.Υ ( λ )，其基本对应于记录的亮度光谱Y (入)。
[0062]与无约束的情况类似地，在约束适用的情况下还计算约束适用的校正的亮度光谱Yb'(入)与参考光谱R(A)的距离Ac，并且，将计算的距离Ac用于评估从另一个有价值文档记录的亮度光谱和参考光谱R(X)之间的相似度。在示出的示例中，亮度光谱ΥΒ’(λ)的由此确定的距离Ac如此大，对比图3b，使得减小的接受范围R(X )+/- δ r的限制被超过很多。另一个有价值文档由此将被分配不可接受的质量。
【权利要求】
1.一种用于检查有价值文档的方法，包括如下步骤: -以数个不同波长(λ” λ2, λ 3....)检测从有价值文档发出的光，用于记录该有价值文档的亮度光谱S(X)； -通过使用线性校正函数校正记录的亮度光谱S(X)，形成校正的亮度光谱S’(c, a, λ ) =c+a.S ( λ )，使得校正的亮度光谱S’ (c, a, λ ) =c+a.S ( λ )是记录的亮度光谱S(A)的线性变换，且取决于第一校正参数c和第二校正参数a ； -将校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)适用于参考光谱R(X)，以便减小由距离测度限定的、校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)具有的与参考光谱R(X)的偏差，这通过采用被适用于参考光谱R(X)的校正的亮度光谱S’(X)=c*+a*_S(X)来确定，其第一校正参数c取值c*，其第二校正参数a取值a* ； -计算适用于参考光谱R(X)的校正的亮度光谱S’ (A)=c*+a*.S(A)具有的与参考光谱RU)的距离(A, Ac)； -采用计算的距离(A，A。)，以评估从有价值文档记录的亮度光谱S(X)和参考光谱R(A)之间的相似度。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过将线性校正的亮度光谱S’(c,a, λ)适用于参考光谱R(X)，来确定第一和第二校正参数a、Co
3.根据前述权利要求中的一个或多个的方法，其特征在于，对要检查的每个有价值文档而单独地，尤其对于要检查的每个有价值文档的每个记录的亮度光谱S(X)而单独地，将校正的亮度光谱s’ (c,a, λ)适用于参考光谱R(A)。
4.根据前述权利要求 的任意一个中的方法，其特征在于，通过将校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)适用于参考光谱R(X)，由于在其记录时已影响记录的亮度光谱S(X)的测量技术导致的波动被至少部分补偿。
5.根据前述权利要求的任意一个中的方法，其特征在于，在补偿计算的框架内，将校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)适用于参考光谱R(X)，通过所述补偿计算，进行校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)到参考光谱R(X)的最小二乘拟合。
6.根据前述权利要求的任意一个中的方法，其特征在于，在适用的校正的亮度光谱S’(λ)和参考光谱R(X)之间计算的距离(A)是适用的校正的亮度光谱S’ (λ)与参考光谱RU)的棋盘距离(Ac)。
7.根据前述权利要求的任意一个中的方法，其特征在于，通过该方法，针对其与为安全特征指定的光谱特性的相似度，检查有价值文档的安全特征的光谱特性，根据该相似度，在有价值文档被配备有安全特征之前指定该安全特征。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，为了评估记录的亮度光谱S(X)与参考光谱R(A)的相似度，将计算的距离⑷，尤其是棋盘距离(Ac)，与指定的波动范围相比较，据此指定安全特征的光谱特性。
9.根据前述权利要求的任意一个中的方法，其特征在于，在仅包括红外波长的记录的亮度光谱S(X)的光谱部分(F)中，将校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)适用于参考光谱R(A)。
10.根据前述权利要求的任意一个中的方法，其特征在于，在计算距离(Α，Α。)时，仅对将校正的亮度光谱S’(c，a, λ )适用于参考光谱R(X)的光谱部分(F)的一部分(T，Tm)来计算距离(A，AC)。
11.根据前述权利要求的任意一个中的方法，其特征在于，在计算距离(A，A。)时，仅对其中针对安全特征的光谱特性检查有价值文档的、所适用的校正的亮度光谱S’ (λ)来自参考光谱R(X)的光谱部分(Tm)来计算距离(Α，Α。)，所述光谱部分(Tm)最好完全位于红外区。
12.根据前述权利要求的任意一个中的方法，其特征在于，以约束方式将校正的亮度光谱S’ (c,a, λ)适用于参考光谱R(X)，使得适用的校正的亮度光谱S’(λ)相对于记录的亮度光谱S(X)不被伪造。
13.根据前述权利要求的任意一个中的方法，其特征在于，进行该适用，使其通过一个或数个特定的附加条件来被约束，对于从第一和第二校正参数a*、c*导出的两个参数W=I/(a*+c*)和s=a*/(a*+c*)来规定所述附加条件。
14.一种用于检查有价值文档的传感器，被配置用于执行根据前述权利要求的任意一个的方法。
15.一种用于检查 有价值文档的设备，具有根据权利要求14的用于检查有价值文档的传感器。
【文档编号】G07D7/12GK103477370SQ201280015715
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年4月4日 优先权日:2011年4月8日
【发明者】W.劳舍尔, J.弗兰肯伯杰 申请人:德国捷德有限公司