用于检查有价票据的装置和方法.pdf

本发明涉及一种用于识别伪造的有价票据、例如由不同的有价票据的部分组合而成的、组合的伪造品的方法和装置。在按照本发明的方法中，确定在有价票据上多个测量点上的测量信号的信号强度。对于一组或多组所选择的测量点，特别是沿着特定的方向在有价票据上排列的测量点，确定信号强度的梯度值。然后，将组的梯度值与组的连接强度关联，该连接强度提供关于如下的定量说明，在相关的组内部到什么程度连续地存在大的梯度值。从相对大的连接强度可以推导出，在所选组的测量点的区域中存在分离线。

1.  一种用于检查有价票据(1)的方法、特别是用于识别伪造的有价票据(1)的方法，具有以下步骤：
-确定在有价票据(1)上多个测量点上的测量信号的信号强度(s)，
-选择这些测量点的组(a-c，a′-e′)，
-确定对于所述组(a-c，a′-e′)的测量点的信号强度(s)的梯度值(g)，
-将所述组(a-c，a′-e′)的梯度值(g)关联，以确定所述组(a-c，a′-e′)的连接强度(V_{a-c，a′-e′})。
-分析该连接强度(V_{a-c，a′-e′})。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检查所述有价票据(1)的分离线(2)的存在，所述有价票据(1)在该分离线上组合。

3.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了分析所述连接强度(V_{a-v，a′-e′})，将所述连接强度(V_{a-c，a′-e′})与参考连接强度(R_{a-c，a′-e′})进行比较。

4.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从在所述连接强度(V_{a-c，a′-e′})和所述参考连接强度(R_{a-c，a′-e′})之间的区别推导出如下可能性：在测量点的组(a-c，a′-e′)中设置了分离(2)的至少一个片段。

5.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述信号强度(s)，确定所述信号强度(s)的至少一个变化作为有价票据(1)上的位置(x，y)的函数，特别是所述信号强度的二维分布。

6.  根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在整个有价票据(1)上或者在有价票据(1)的一个或多个子区域上确定所述信号强度(s)的二维分布。

7.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过形成组(a-c，a′-e′)的梯度值(g)的积或者和来确定所述组(a-c，a′-e′)的连接强度(V_{a-c，a′-e′})。

8.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述信号强度(s)标准化为参考强度，特别是将每个测量点上的信号强度(s)标准化为适用于各自测量点的参考强度。

9.  根据上述权利要求中任一项、至少根据权利要求3或者8所述的方法，其特征在于，所述参考连接强度(R_{a-c，a′-e′})和/或所述参考强度根据多个真的有价票据来确定或者已经被确定，特别是根据所述有价票据(1)的种类的多个有价票据。

10.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述组(a-c，a′-e′)的梯度值(g)，沿着所述有价票据(1)上的第一方向(x)形成信号强度(s)的至少一个一阶导数，其中，在所述组(a-c，a′-e′)的至少一个测量点上的梯度值(g)特别地与在该测量点上的一阶导数的绝对值成比例。

11.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述组的梯度值(g)，形成在所述组的测量点上的信号强度(s)以及在至少一个相邻测量点上的信号强度(s)的至少一个差，其中所述相邻测量点沿着有价票据(1)上的第一方向(x)与所述测量点相邻，其中，在所述组的至少一个测量点上的梯度值(g)特别地与所述差的绝对值成比例。

12.  根据权利要求10至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一方向(x)沿着有价票据(1)的传输方向延伸，该传输方向特别是大约平行于所述有价票据(1)的纵轴或者大约垂直于纵轴延伸。

13.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述组(a-c，a′-e′)的测量点沿着所述有价票据(1)上的第二方向排列。

14.  根据权利要求13以及至少根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二方向按照与第一方向(x)成不为零的角度、特别是垂直于第一方向(x)延伸。

15.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量信号是光学测量信号，优选是通过UV光激励的发光信号，特别是荧光信号。

16.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述组的选择根据在有价票据(1)上的典型的分离线位置进行，其中，所述典型的分离线位置优选根据多个伪造的有价票据来确定或者已经被确定。

17.  根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还具有以下步骤：
-选择所述测量点的至少一个其它组(a-c，a′-e′)，
-对于所述其它组(a-c，a′-e′)中的至少一个组的测量点确定信号强度(s)的其它梯度值(g)，
-为了确定至少一个其它连接强度(V_{a-c，a′-e′})，将所述其它组(a-c，a′-e′)中的至少一个组的其它梯度值(g)关联，
-分析至少一个所述其它连接强度(V_{a-c，a′-e′})。

18.  根据权利要求17所述的方法，其特征在于，为了分析，将至少一个所述其它连接强度(V_{a-c，a′-e′})与至少一个其它参考连接强度(R_{a-c，a′-e′})进行比较。

19.  根据权利要求17至18中任一项所述的方法，其特征在于，至少另一个组(a-c，a′-c′)的选择根据按照权利要求1的组(a-c，a′-e′)的连接强度和/或根据在按照权利要求1的组(a-c，a′-e′)的连接强度(V_{a-c，a′-e′})和按照权利要求3的参考连接强度(R_{a-c，a′-e′})之间的区别来进行。

20.  根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述其它组(a-c，a′-e′)是或者包含按照权利要求1的组(a-c，a′-e′)的子集。

21.  根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其特征在于，通过按照权利要求1的组(a-c，a′-e′)检查有价票据(1)的区域，并且通过至少一个其它组(a-c，a′-e′)检查该区域的一部分和/或紧邻该区域的周围区域，其中，特别是按照不同的角度检查所述区域和/或紧邻该区域的周围区域。

22.  根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其特征在于，按照权利要求1的组(a-c，a′-e′)的测量点和所述至少一个其它组(a-c，a′-e′)的测量点被互相平行地排列在所述有价票据(1)上。

23.  根据权利要求17至22中任一项所述的方法，其特征在于，按照权利要求1的组(a-c，a′-e′)的测量点和所述至少一个其它组(a-c，a′-e′)的测量点被沿着不同的方向排列在所述有价票据(1)上。

24.  一种用于实施根据上述权利要求中任一项所述方法的装置，其中，所述装置优选具有至少一个用于确定测量信号的信号强度(s)的传感器。

用于检查有价票据的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于检查有价票据、特别是用于识别伪造的有价票据的方法，以及一种用于实施该方法的装置。待识别的伪造的有价票据是由不同的有价票据的部分组合而成的、组合的伪造品。组合的伪造品可以由真的和伪造的有价票据的部分组成，但是已知还有仅由真的有价票据的部分组成的组合的伪造品。
背景技术
现有技术中公知有用于识别伪造的纸币的不同方法。在一些情况下，间接地通过借助反射测量来识别胶带可以发现其各自部分用透明胶带粘在一起的组合的伪造品。然而，并不是在粘在一起的组合的伪造品的任何情况下都可以这样。为了检查真实性，例如还检查真实的纸币纸张区别于通常的纸张的特征，例如检查其荧光特征。许多组合的伪造品部分由真的以及部分由假的、但是具有类似于真的纸币的荧光特征的纸张组成。此外，还组合仅由真的纸币的部分组成的假钞。利用迄今为止的方法不可能可靠识别这样组合的假钞，这些假钞提供与真的纸币相似的测量信号、例如荧光信号。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提出一种简单的可能性，用于可靠识别伪造的有价票据、特别是组合的伪造品。
本发明通过独立权利要求的特征解决上述技术问题。在从属权利要求中给出本发明的优选实施方式和扩展。
在按照本发明的方法中，在第一步骤中确定在有价票据上多个测量点上的测量信号的信号强度。然后选择这些测量点的组。作为替换，还可以在确定信号强度之前就已经选择了测量点的组。在下一步骤中，确定对于组的测量点的信号强度的梯度值。为了确定组的连接强度将组内部的梯度值互相关联。分析连接强度，例如通过将连接强度与适用于该组的参考连接强度进行比较。
按照本发明的方法用于识别伪造的有价票据，例如用于识别组合的伪造品。由此，特别地检查有价票据的分离线的存在，有价票据在该分离线上组合或者说用于形成有价票据的各自组成部分在该分离线上互相连接。一般地，组合的伪造品可以具有一条或多条分离线，该组合的伪造品在该分离线上组合。
从连接强度与对应的参考连接强度的比较中，得出特定于所选择的测量点的组的区别。除了简单的比较，还可以分析区别的大小，相关的连接强度是否小于或大于对应的参考连接强度。从区别中或者说从区别的大小中可以推导出如下可能性：在测量点的相关的组中排列有分离线或者分离线的至少一个片段。对于连接强度大大超过参考连接强度、例如超过特定的阈值的情况，可以在相关的组的测量点内部推导出：出现分离线的可能性比仅稍微超过参考连接强度的情况要高。
为了确定信号强度，确定测量信号的信号强度的至少一个变化作为有价票据上的位置的函数，例如信号强度的二维分布。可以在整个有价票据上或者可以在有价票据的一个或多个子区域上确定信号强度的二维分布。
测量点的各自组的连接强度提供关于如下的定量说明，在组内部、特别是沿着有价票据上特定的方向，到什么程度连续地存在大的梯度值。为了确定连接强度，例如可以形成在组内部梯度值的积或者它们的和。然而，还可以考虑其它的数学运算，来将组的测量点的梯度值互相关联。
在本方法的另一种扩展中，将信号强度标准化为参考强度，这些参考强度优选特定于各自测量点。在此，例如将每个测量点上的信号强度标准化为适用于各自测量点的参考强度。参考强度可以借助多个真的有价票据来确定或者在检查的准备阶段就已经被确定。测量点的参考强度可以通过对于各自测量点借助多个有价票据被确定的信号强度的平均值给出。
除了测量点的参考强度，适用于测量点的组的参考连接强度也可以借助多个有价票据来确定或者在检查的准备阶段就已经被确定。组的参考连接强度可通过对于测量点的各自组借助多个有价票据被确定的连接强度的平均值来给出。
优选地，借助待检查的有价票据的种类的有价票据(在纸币的情况下例如借助相同面值的纸币)，来确定参考强度和/或参考连接强度。对于不同种类的有价票据可以分别存储特定的参考强度和/或特定的参考连接强度。参考强度和/或参考连接强度可以借助有价票据的种类、例如纸币的货币单位和面值来选择。为了选择适用于待检查的有价票据的参考强度和/或参考连接强度，例如在检查有价票据之前识别有价票据的种类。在纸币的情况下该识别例如可以是在按照本发明的方法之前进行的面额确定。
为了确定梯度值，在一种实施方式中，对于所选择的组的每个测量点，沿着有价票据上的第一方向构造信号强度的一阶导数。在各自测量点上的信号强度的梯度值例如可以与在各自测量点上的信号强度的一阶导数的绝对值成比例，其中沿着有价票据上的第一方向构造一阶导数。
在另一种实施方式中，对于所选择的组的每个测量点为了确定各自梯度值形成在各自测量点上的信号强度和在至少一个相邻测量点上的信号强度的至少一个差，其中，相邻测量点沿着有价票据上的第一方向与各自测量点相邻。例如在各自测量点上的信号强度的梯度值可以与由在各自测量点上的信号强度和在至少一个相邻测量点上的信号强度所形成的差的绝对值成比例。
第一方向优选地沿着有价票据的传输方向延伸，特别是大约平行于有价票据的纵轴或者大约垂直于纵轴，即，大约平行于有价票据的较短的面。将有价票据沿着传输方向传输经过传感器，利用该传感器确定测量信号的信号强度。
在一种特殊的实施方式中，组的测量点沿着有价票据上的第二方向排列。第二方向优选按照与第一方向成不为零的角度延伸，例如垂直于第一方向。
在按照本发明的方法中，作为测量信号例如使用特别是位于可见或不可见光谱范围中的光学测量信号。测量信号可以是由有价票据发射的发光信号，例如通过UV光激励的发光信号，特别是荧光信号。
在本发明的一种扩展中，附加地选择测量点的至少一个其它组，在这些测量点上确定测量信号的信号强度。其它组的选择例如可以紧接在对前面所选择的组的选择之后进行。作为替换，还可以在进行一个或多个按照本发明的方法步骤(这些方法步骤跟在对前面所选择的组的选择之后)期间或之后进行其它组的选择，例如在确定对于前面所选择的组的连接强度之后。在选择其它组之后确定对于各自其它组的测量点的信号强度的其它梯度值。为了确定各自其它组的其它连接强度，将这些其它梯度值互相关联。然后分析这些其它梯度值。为了分析，将其它连接强度例如与对于相关的其它组的测量点例如借助真的有价票据所确定的其它参考连接强度进行比较。对于所选择的不同组可以使用相同的或者也可以使用单独的参考连接强度。
如果连接强度和/或其它连接强度超过适用于各自组的参考连接强度，则存在关于如下的高可能性：在该组的测量点内部具有分离线的至少一个片段通过。这样，可以将被检查的有价票据分类为怀疑是组合的伪造品。
选择将哪些测量点综合为一个组，例如取决于，组合的伪造品的分离线被典型地置于有价票据的哪些位置上。由此，在本方法的一种扩展中，根据有价票据上典型的分离线位置进行组的选择，其中根据多个伪造的有价票据确定典型的分离线位置。为了确定典型的分离线位置，例如采集多个已知的组合的伪造品的分离线的位置并且统计地分析。然后，据此可以选择用于按照本发明的方法的测量点的组。组的选择例如这样进行，使得对整个有价票据或者有价票据的子区域检查分离线的存在。
其它组的选择也可以根据前面所选择的组或者多个前面所选择的组的连接强度进行。此外，还可以根据在至少一个前面选择的组的连接强度和至少一个前面选择的组的参考连接强度之间的至少一个区别进行其它组的选择。
通过其它组可以检查已经通过第一组检查了的区域的一部分和/或紧邻该区域的周围区域。例如，如果通过测量点的第一组的相对大的连接强度得出可能的分离线的暗示(如果例如采集到非直线延伸的分离线的片段)，则可以选择在紧邻第一组的周围区域中的测量点的其它组。借助其它组可以按照不同角度检查有价票据的怀疑区域和/或紧邻其的周围区域。
作为用于检查怀疑区域的其它组，还可以选择不是在整个有价票据上，而是分别仅在有价票据的片段上排列的测量点。其它组可以包含一个或多个前面所选择的组的子集或者是前面所选择的组的子集。也就是说，借助其它组还可以检查前面所检查的区域的子区域。
在一种特殊实施方式中，多个所选择的组的测量点互相平行地排列在有价票据上。然而，所选择的组的测量点还可以沿着不同方向排列在有价票据上。
本发明的另一方面涉及一种装置，该装置被用来实施按照本发明的方法。该装置优选地具有用于确定测量信号的信号强度的传感器。该传感器可以是用于采集有价票据的、例如纸币的光学特征的图像传感器并且优选地具有用于确定测量信号的信号强度的至少一个探测器行。
附图说明
下面，结合附图举例描述本发明。其中：
图1a示出了由两部分组合而成的组合的伪造品的示意图，
图1b示出了测量轨迹(Messspur)m的信号强度s_m和测量轨迹m的梯度值g_m的变化的略图，
图1c示出了测量轨迹m+1的信号强度s_m+1和测量轨迹m+1的梯度值g_m+1的变化的略图，
图2a示出了在组合的伪造品上以栅格形式的测量点的二维排列，
图2b示出了具有互相平行排列的测量点的三组(a、b、c)测量点，
图2c示出了具有组a、b、c的示例性梯度值以及从中确定的连接强度V_a、V_b、V_c和对应的参考连接强度R_a、R_b、R_c的表，并且
图3示出了具有与传输方向倾斜的沿着不同方向排列的测量点的五组(a′、b′、c′、d′、e′)测量点。
具体实施方式
图1示意性示出了组合的伪造品1，其由两部分组成，例如由左边的真的部分纸币1a和右边的假的部分纸币1b组成。两个部分纸币1a和1b在大约垂直通过该组合的伪造品1延伸的分离线2上被粘在一起。在真的部分纸币1a上示例性示出在UV照射下发出荧光的安全性元件3。为了检查真实性，将组合的伪造品1在探测器行5下面沿着用箭头4表示的传输方向x移动通过。探测器行5是用于检查有价票据的传感器的一部分，该传感器采集待检查的组合的伪造品1的荧光的信号强度作为时间的函数或者作为组合的伪造品1上的位置x的函数。探测器行5具有垂直于传输方向(在y方向上)排列的多个测量轨迹，其中两个测量轨迹m和m+1，在以下举例考虑其信号。
图1b和1c示出了测量轨迹m的信号强度s_m和测量轨迹m的梯度值g_m以及测量轨迹m+1的信号强度s_m+1和测量轨迹m+1的梯度值g_m+1作为在组合的伪造品1上的位置x的函数。信号强度s_m和s_m+1在位置x_T、即x轴与分离线2的交点上具有一个明显的跳跃，该跳跃是由于真的部分纸币1a和假的部分纸币1b的不同的荧光特征产生的。此外，在测量轨迹m处可以看出在发出荧光的安全性元件3的区域中的一个明显提高的信号强度。信号强度s_m+1在安全性元件3的x轴上没有提高的信号强度，因为测量轨迹m+1不再采集安全性元件3的荧光。从信号强度s_m以及s_m+1中通过计算在传输方向x上各自信号强度的一阶导数的绝对值得出梯度值g_m和g_m+1。
此外，从探测器行5的其余的测量轨迹分别确定信号强度s₁、s₂、...和对应的梯度值g₁、g₂、...。由此，获得在整个组合的伪造品1上的信号强度和梯度值的二维分布。在位置x_T上不仅梯度值g_m和g_m+1，而且其余的测量轨迹的梯度值都具有一个相应于各自信号强度的跳跃的尖峰。
图2a示出了在x-y平面中作为栅格的单元格表示的测量点的二维排列及其相对于组合的伪造品1的位置。探测器行5的每个测量轨迹对应于栅格的一个行格。在确定每个测量点上的梯度值之后接着形成多组测量点。每组的测量点分别沿着特定的方向排列在有价票据上。图2b举例示出了三个组a、b、c，其测量点沿着y方向并且互相平行排列。在该例中这样选择三个组a、b、c的测量点，使得在这些测量点上采集分离线2区域中的和在紧邻其的周围区域的信号强度。
在图2c的表中在1-12行中示例性解释三个组a、b、c的测量点的梯度值。从各个组a、b、c的梯度值分别通过乘以测量点的每个组内部的梯度值确定连接强度V_a、V_b、V_c。与组a和c相比，从组b的梯度值得到一个非常大的连接强度V_b。然后为了分析，将各个组的连接强度V_a、V_b、V_c与适用于各自组的并且例如在检查的准备阶段借助真的有价票据所确定的参考连接强度R_a、R_b、R_c进行比较。连接强度V_a和V_c明显小于各自参考连接强度R_a和R_c。相反，连接强度V_b明显大于对应的参考连接强度R_b。从相比而言大的连接强度R_b可以推导出，在组b的测量点内部很可能有分离线2经过。由此可以将该被检查的有价票据分类为怀疑是组合的伪造品1。
在图3中示出了对于测量点的其它组a′-e′的例子。组a′-e′的测量点是星形的此处从测量点栅格的第一行的第二测量点起，按照不同的角度排列在有价票据1上。以类似方式可以使用多个任意选择的测量点作为输出测量点。组d′和e′的测量点互相平行排列并且按照与传输方向x成不为零的不同角度在有价票据1的片段上延伸。位于有价票据1的边沿上的测量点在组d′和e′的情况下被排除。借助这些组还可以识别这样的组合的伪造品1：其分离线倾斜地在组合的伪造品上经过。
对于按照本发明的方法不仅可以选择具有横跨或倾斜于纸币排列的测量点的组，而且还可以选择其测量点在纸币的纵轴方向上排列的那些组。此外，还可以这样排列组的测量点，使得它们不在一条直线上。取而代之，组的测量点可以位于曲线上和/或测量点的排列可以具有移位，例如用来识别具有相应延伸的分离线的组合的伪造品。