СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ НИТИ ДЛЯ ЦЕННЫХ БУМАГ Российский патент 1998 года по МПК G07D7/00 

Изобретение касается в общем случае кодирования нитей, таких как магнитные нити, для подтверждения подлинности ценных бумаг, таких как бумажные деньги.

Известен принцип кодирования магнитной нити [1], при этом нить встраивается в банковский билет или аналогичную бумагу. Такое кодирование заключается в нанесении на нить тщательно распределенного магнитного или намагничивающегося вещества таким образом, чтобы средство для считывания и обработки позволяли бы считывать информацию с этого распределения.

Известен способ кодирования [2], согласно которому представляют информацию в виде слоев из одинакового количества разрядов, имеющих одинаковую длину. Часть указанной длины разряда заполнена, например, веществом с определенным коэффициентом отражения, либо магнитным веществом, за счет чего относительная длина данной части с указанным веществом меняется в зависимости от двоичного значения "0" или "1" информации, относящейся к данному разряду.

Известен способ специального кодирования аналогичной нити [3]. Более конкретно в данной публикации описано кодирование цифровой двоичной информации, при котором наличие магнитного или намагничивающегося вещества на данной длине нити указывает на первый логический уровень, например, "1", тогда как отсутствие магнитного или намагничивающегося вещества на другой заданной длине нити, идентичной с первой, означает второй логический уровень, например, "0".

Такое кодирование может создавать трудности при считывании, в частности, когда код включает большую последовательность битов с "0" или с "1", так как тогда невозможна для считывающего средства пересинхронизация на начало каждого бита.

На практике кодирование такого типа может применяться лишь с устройствами для считывания кода, в которых относительная скорость считывающей головки и бумаги, содержащей предохранительную нить постоянна и строго определена. И оно практически исключает считывание "с листа" с помощью считывающего карандаша с магнитной головкой или подобного средства.

В то же время кодирование этого известного типа может привести к появлению на нити протяженных магнитных зон (случай последовательности битов с "1"), что усложняет изготовление и увеличивает опасность неправильного считывания, как будет показано ниже.

В основу изобретения поставлена задача устранить недостатки предшествующего уровня техники, в частности предлагается способ кодирования с высокой надежностью считывания даже в трудных условиях.

Изобретение позволяет кодировать информацию, которая может отражать номинальную стоимость банковского билета, дату его изготовления, его серийный номер и т.д.

Поставленная задача решается тем, что в способе кодирования предохранительной нити или ленты для ценных бумаг, или аналогичных документов, согласно которому на нить наносят последовательность кодированных слов, каждое из которых состоит из множества элементов первичной информации, образованных соответственно множеством сегментов, имеющих одинаковую длину, причем каждое слово содержит фиксированное число сегментов. Согласно изобретению все слова в последовательности являются идентичными, при этом информация, снимаемая с каждого сегмента, определяется циклическим отношением активной, либо активируемой зоны сегмента к общей длине указанного сегмента, а в постоянное число сегментов входит первая непрерывная последовательность сегментов, имеющая первое информационное значение, и вторая последовательность сегментов, имеющая второе информационное значение.

Целесообразно, чтобы активная или активируемая зона каждого сегмента являлась магнитной или намагничиваемой зоной.

Целесообразно также, чтобы использовалось двоичное кодирование, причем два значения информации соответствовали бы двум различным циклическим отношениям.

Предпочтительно, чтобы одно из циклических отношений имело нулевое значение. Полезно, чтобы производилось кодирование аналогового сигнала. Предпочтительно, чтобы копирование осуществлялось с использованием широтно-импульсной модуляции. Предпочтительно также, чтобы кодирование осуществлялось с использованием дельта-модуляции.

На фиг. 1 изображен первый тип кодирования по изобретению; на фиг. 2 - конкретная форма предохранительной нити, основанная на кодировании по фиг. 1; на фиг. 3 - другая конкретная форма предохранительной нити, основанная на кодировании по фиг. 1; ан фиг. 4 - электрический сигнал, который может быть получен при считывании нити по фиг. 3; на фиг. 5 - второй тип кодирования по изобретению; на фиг. 6 - третий тип кодирования по изобретению; на фиг. 7 - банковский билет, содержащий кодированную нить по изобретению.

На фиг. 1 и всех последующих заштрихованные зоны представляют собой зоны магнитного или намагничивающегося вещества, тогда как белые зоны указывают на отсутствие намагничивающегося вещества.

Согласно рассматриваемому элементарному кодированию каждый сегмент первичной информации занимает определенную длину магнитного провода F. Нуль обозначает отсутствие вещества всей длины L, тогда как "1" соответствует наличию вещества на первой трети длины L, при этом вторая и третья трети не имеют вещества.

Таким образом, "1" соответствует циклическому отношению, составляющему 33% для зоны, где имеется магнитное вещество, тогда как "0" соответствует нулевому циклическому отношению. Может быть использован и противоположный вариант. Необходимо отметить, что под "циклическим отношением" подразумевают отношение длины активной зоны, когда (в данном случае зона, включающая магнитное или намагничивающееся вещество) к общей длине зоны сегмента, содержащего эту активную зону. Циклическое отношение может, следовательно, принимать значение от 0 до 100%.

Целесообразно, чтобы слово, образованное множеством закодированных таким образом битов, было ограничено начальным и концевым сегментом или соответствующими ограничительными сегментами. Основным назначением этих сегментов, помимо ограничения слов, является обеспечение синхронизации считывания по всей длине битов, независимо от скорости пропускания бумаги через считывающую систему.

На фиг. 2 изображен пример идентифицирующего кодирования номинальных значений банковских билетов.

В этом примере каждое слово, например слово из восьми сегментов длиной L, включает первую часть, образованную последовательностью из M "единиц", и вторую часть, образованную последовательностью из N "нулей", с M + N = 8. В этом случае не только кодирование отдельных сегментов, но и кодирование целого слова использует переменное циклическое отношение. Таким образом каждое слово может принимать восемь различных состояний с циклическим отношением между числом сегментов с "1" и общим числом сегментов слова, изменяющимся здесь от 0 до 100% с шагом 12,5%.

Такое кодирование особенно эффективно для декодирования на установке для обработки информации, расположенной после средства считывания, и может быть использовано чрезвычайно просто с помощью соответствующих интегрирующих устройств. Кроме того, учитывая саму структуру каждого слова, нет необходимости в начальных, концевых или ограничительных сегментах. Кроме того, считывание может осуществляться в любом направлении.

Естественно, может быть использована любая другая форма слова.

В частности, вышеупомянутое кодирование элементарных сегментов может быть использовано для кодирования на магнитной нити информации, такой как нормализованные коды Американского стандартного кода для обмена информацией, что позволяет производить кодирование широкого диапазона информации. Можно также осуществлять кодирование информации в соответствии с формами некоторых штриховых кодов и, в частности, так называемого штрихового кода "MSI", основанного на изменениях циклического отношения заполненных зон и незаполненных зон. Предпочтительно использовать коды с автоматическим исправлением ошибок.

Другой вариант использования описанного выше кодирования сегментов показан на фиг. 3. В этом примере находятся специальные ограничительные сегменты, которые попарно обрамляют слово, отличающееся не особым распределением двоичной или другой информации, а числом отдельных элементов информации, имеющих одну и ту же величину или обозначение. В данном случае имеется P сегментов информации, причем P может изменяться, например, в зависимости от номинальной стоимости билета, а эти сегменты образованы, как уже было описано, на одну треть длины, покрытую магнитным веществом, за которой следуют две трети длины без вещества.

В этом примере ограничительные сегменты включают более широкие магнитные зоны. В частности, можно предусмотреть либо ограничительные сегменты длины L', больше длины L сегментов информации, как показано, либо ограничительные сегменты той же длины L, но с циклическим отношением выше циклического отношения сегментов информации.

Такое решение чрезвычайно эффективно, так как позволяет использовать особенно простые средства обработки на выходе средств магнитного считывания нити. Таким образом, если предусмотреть в этих средствах обработки интегрирующий каскад с соответствующей постоянной времени, на его выходе получают сигнал, изображенный на фиг. 4. Понятно, что, предусмотрев на выходе интегрирующего устройства два пороговых детектора, имеющих два различных пороговых детектора, имеющих два различных пороговых уровня 1 и 2, можно обнаружить с помощью первого детектора ограничительные сегменты, а с помощью второго детектора - с более низким порогом сегменты информации, у которых более низкое пиковое значение на выходе интегрирования, Таким образом, простой счетчик, подключенный на выходе второго детектора и способный устанавливаться на ноль первым детектором, позволяет получить цифровую информацию, соответствующую числу P сегментов информации в рассматриваемом слове.

Хотя в предшествующем описании предусмотрен случай двоичного цифрового кодирования (два значения, "0" или "1"), изобретение может также применяться для различных цифровых кодирований и, например, для троичного кодирования. В этом случае пользуются тремя различными циклическими отношениями, из которых первое предпочтительно нулевое, для кодирования трех возможных значений первичной информации.

Далее со ссылкой на фиг. 5 описывается другой тип кодирования, основанный на принципах настоящего изобретения. В этом случае каждый элементарный сегмент имеет постоянную длину L, а циклическое отношение между магнитной или намагничивающейся зоной и общей длиной сегмента может изменяться либо непрерывно, либо дискретно.

Такой подход позволяет осуществлять кодирование любой аналоговой информации, в частности путем широтно-импульсной модуляции (способ ШИМ).

В изображенном примере представлено множество последовательных элементарных сегментов, соответствующие значения ширины импульсов которых (т.е. ширина намагниченных или намагничивающихся зон, пропорциональная циклическому отношению) являются типовыми значениями амплитуды аналогового сигнала. В данном случае был закодирован синусоидальный сигнал определенного периода T.

Для проведения опознования различных типов банковских билетов можно, например, закодировать синусоидальные сигналы периода T в зависимости от типа билета, и/или различных форм волн в зависимости от билета ( например, пилообразные сигналы, сигналы треугольной формы, сигналы прямоугольной формы).

В то же время можно предусмотреть кодирование аналоговых сигналов, период, форма волны, амплитуда и прочие параметры которых могут изменяться непрерывно или дискретно по длине предохранительной нити, для обогащения информационного содержимого нити. Предпочтительно обеспечить считывание в любом направлении, используя симметричные формы волны.

Другой подход по изобретению изображен на фиг. 6.

Он заключается в кодировании аналогового сигнала по принципу дельта-модуляции. В этом случае предохранительная нить включает последовательность сегментов одинаковой длины, которая может иметь два значения циклического отношения, например 0% и 33%, соответствующие соответственно спаду закодированного аналогового сигнала и его нарастанию.

Кодирование такого типа эффективно в том смысле, что оно подходит для сжатия данных что позволит придать предохранительной нити большую плотность информации для заданных значений длины и разрешающей способности печати магнитной краски.

В варианте возможно использовать производную дельта-модуляции, при которой каждая первичная информация может принимать три значения аналогично тройному кодированию, о котором говорилось выше.

Особое преимущество способов кодирования, описанных со ссылкой на фиг. 5 и 6, заключается в высокой помехоустойчивости, а также высокой селективности. Точнее соответствующая обработка сигнала, в частности хорошо известное сглаживание на выходе схемы демодуляции, позволяет легко подавить паразитные сигналы. На практике в этом случае речь не идет больше о кодировании дискретной цифровой или буквенно-цифровой информации, а о кодировании специальной надписи на бумаге для денежных знаков или чеков с вытекающей из этого чувствительностью к ошибкам, которая может быть снижена.

В случае широтно-импульсной модуляции, также как и в случае дельта-модуляции, устройство для считывания предохранительной нити включает декодирующий модуль, позволяющий восстановить аналоговый сигнал. Этот сигнал, возможно, после дополнительной обработки, фильтрации и сжатии шкалы времени может быть восстановлен акустически. В этом случает подлинность бумаги может быть проверена оператором простым приемом этого сигнала на слух.

Можно привести здесь преимущество, общее для всех форм осуществления изображения. Экспериментально было отмечено, что, когда предохранительная нить или пленка покрывались магнитной или намагничивающейся краской на обширной зоне, существовала большая опасность ломки или растрескивания краски после сушки и вследствие этого опасность отрыва краски, а следовательно, неправильного считывания предохранительной нити. Напротив, поскольку кодирования по изобретению никогда не связаны с существованием обширных магнитных зон, этот риск минимален.

Независимо от используемого кодирования выполнение нитей с дискретным намагничиванием и их встраивание в ценную бумаги могут основываться на известных сами по себе способах.

Например, магнитные зоны могут быть получены нанесением магнитной краски на немагнитную пленку. Наиболее подходящий материал для пленки - окрашенный или неокрашенный полиэфир, в зависимости от того хотят ли нет скрыть печать. В первом случае можно разрезать пленку на очень узкие ленты, подобные нитям, которые можно скрыть в толще бумаги. Поочередно полоски, разрезанные в пленке, могут быть перенесены на поверхность бумаги, например, по обычному способу горячего переноса. Можно также использовать снимаемый лак, наносимый тем же способом.

Для нанесения эффективно используют способ шелкографии или гелиогравюры. На практике с этими способами длина элементарных сегментов информации может быть преимущественно заключена в интервале от 1 до нескольких миллиметров. Естественно могут также быть получены меньшие длины.

Для обеспечения того, чтобы каждый документ, в частности банковский билет, имел бы по меньшей мере одно целое слово и его возможные ограничители в их непрерывности, или же в случае кодирования аналоговой сигнатуры, по меньшей мере кодирование одного или нескольких полных колебаний его предусматривают преимущественно, чтобы длина нити, встроенной в документ, была бы равна или выше двойной длины слова или закодированного колебания в зависимости от конкретного случая. Таким образом на фиг. 7 изображен банковский билет в прямоугольной форме, со встроенной параллельно вблизи одной из меньших сторон нитью или лентой, закодированной согласно изобретению, на которое независимо от смещения между положением информации на нити и краями билета, всегда с уверенностью можно было отыскать на билете целое слово.

Предпочтительно производить считывание нити, встроенной в ценную бумагу, намагничиванием прежде всего зон, намагничиваемых прежде всего прохождением вблизи магнита, затем от прохождения под датчиком, таким как индуктивный датчик, магниторезистивный датчик или датчик на эффекте Холла.

Изобретение нисколько не ограничено описанной выше и изображенной на чертежах формой осуществления, и специалист сможет внести в него любой вариант или изменение по своему усмотрению.

Так, хотя все предшествующее описание было сделано со ссылкой на кодирование путем намагничивания/отсутствия намагничивания, изображение применяется эффективно для кодирования с зонами, включающими некоторое активное или активизирующееся вещество, и зонами, не имеющими такого вещества. В случае активирующегося вещества активация может осуществляться любым подходящим способом, например наложением волнового электромагнитного поля.

Возможно, например, использовать вещества с особыми свойствами под действием инфракрасного или ультрафиолетового излучения или же веществами для металлизации.

Изобретение может применяться для установления подлинности любого типа бумаги для денежных знаков или чеков, в частности для банковских билетов, чеков и т.д., а также любых документов из пластмассы, как-то кредитные карточки или аналогичные бумаги.

Изобретение позволяет кодировать информацию специального назначения: стоимость документа, дату его изготовления, серийный номер и т.п. Способ состоит в том, что на предохранительную нить наносят последовательность кодированных слов, каждое из которых состоит из множества элементов первичной информации, имеющих одинаковую длину, причем каждое слово содержит фиксированное число сегментов. Технический результат достигается благодаря тому, что все слова в последовательности являются идентичными, при этом информация, снимаемая с каждого сегмента, определяется циклическим отношением активной либо активируемой зоны сегмента к общей длине указанного сегмента, а в постоянное число сегментов входит первая непрерывная последовательность сегментов, имеющая первое информационное значение, и вторая последовательность сегментов, имеющая второе информационное значение. 6 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Способ кодирования предохранительной нити или ленты для ценных бумаг или аналогичных документов, согласно которому на нить или ленту наносят последовательность кодированных слоев, каждое из которых состоит из множества элементов первичной информации, образованных соответственно множеством сегментов, имеющих одинаковую длину, причем каждое слово содержит фиксированное число сегментов, отличающийся тем, что все слова в последовательности являются идентичными, при этом информация, снимаемая с каждого сегмента, определяется циклическим отношением активной либо активируемой зоны сегмента к общей длине указанного сегмента, а в постоянное число сегментов входит первая непрерывная последовательность сегментов, имеющая первое информационное значение, и вторая последовательность сегментов, имеющая второе информационное значение. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активная или активируемая зона каждого сегмента является магнитной или намагничиваемой зоной. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют двоичное кодирование, причем два значения информации соответствуют двум различным циклическим отношениям. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что одно из циклических соотношений имеет нулевое значение. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что кодируют аналоговый сигнал. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что кодирование осуществляют с использованием широтно-импульсной модуляции. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что кодирование осуществляют с использованием дельта-модуляции.