СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОДЛИННОСТИ ЦЕННОЙ БУМАГИ Российский патент 1998 года по МПК G07D7/00 G06K7/12 

Изобретение относится к технике распознавания изображений и может быть использовано при разработке и создании устройств, позволяющих определять подлинность ценных бумаг, изображение на которых напечатано с использованием краски, обладающей способностью избирательно поглощать, пропускать и отражать падающее на нее излучение.

Известен способ различения и определения достоверности печатного рисунка, согласно которому банкнота при своем перемещении освещается белым светом, а отраженный от нее свет поступает на фотодатчик через фильтр, в котором чередуются красные и зеленые полосы. Сигнал с датчика интегрируется по каждому цвету, а затем сравнивается с эталоном (заявка N 57-36628 B, Япония, заявлена в 1974 г., опубликована в 1982 г., МКИ G 07 D 7/00).

Также известны способ и устройство для распознавания банкнот, в котором вдоль направления перемещения банкноты установлен ряд фотодатчиков для регистрации прошедшего через банкноту излучения, каждый из которых имеет свою полосу пропускания. Сигнал, полученный с выхода каждого в отдельности датчика, сравнивается затем с эталоном (заявка N 56-24685 A, Япония, заявлена в 1979 г., опубликована в 1981 г., МКИ G 07 D 7/00).

Кроме этого, известны способ и устройство оптического тестирования банкнот, в которых используется зависимость коэффициента отражения в красном и синем диапазонах видимого света от свойств рисунка банкноты, отпечатанной типографским способом, а также от свойств рисунка банкноты, откопированной на копире. Для чего контролируемую банкноту освещают под некоторым углом к ее поверхности и регистрируют отраженный и прошедший через нее свет (заявка PCT N 91/03031, заявлена в 1989 г., опубликована в 1991 г., МКИ G 07 D 7/00).

Вышеуказанные известные способы контроля и реализующие их устройства хотя и позволяют контролировать подлинность ценных бумаг, однако обладают существенным недостатком, а именно они имеют низкую эффективность, так как не обеспечивают возможность получения визуальной комплексной (интегрированной) оценки подлинности рисунка на ценной бумаге, учитывающей результаты контроля как в пределах каждого отдельно взятого интервала длин световых волн спектра поглощения, так и комплексную (интегрированную) по всем контролируемым интервалам длин световых волн вместе. Отсутствие возможности получения такой комплексной (интегрированной) оценки подлинности рисунка на ценной бумаге с помощью вышеуказанных известных способов и устройств для их реализации не позволяют обеспечить получение достаточного уровня информативности самих результатов исследований, позволяющих сделать бесспорный вывод о его соответствии (несоответствии) эталону, что существенно снижает эффективность и достоверность результатов контроля подлинности. Иначе говоря, известные способы и устройства для их реализации позволяют в принципе однозначно устанавливать соответствие (несоответствие) контролируемого параметра в пределах каждого отдельно взятого интервала длин световых волн спектра поглощения своему эталону, а что касается комплексной (интегрированной) оценки, учитывающей реальный технологический разброс контролируемых параметров как в пределах каждого отдельно взятого интервала длин волн, так и по всем другим контролируемым интервалам длин волн вместе, то получение такой комплексной (интегрированной) характеристики с достаточным для экспертной оценки объемом информации они не обеспечивают.

Для решения обозначенной задачи, т. е. повышения эффективности и достоверности результатов контроля подлинности, заявляется новый способ контроля подлинности ценной бумаги, включающий в себя облучение ее поверхности источником света, прием фотодатчиком отраженной от нее световой энергии, а также сравнение полученного в результате приема отраженной световой энергии комплексного (интегрированного) цветного зрительного образа контролируемой ценной бумаги с эталонным комплексным (интегрированным) цветным зрительным образом подлинной ценной бумаги. В заявленном новом способе контроля подлинности ценной бумаги в отличие от известных облучение рисунка, отпечатанного на ее поверхности с использованием вышеуказанной краски, осуществляют источником света с нормированным спектром излучения последовательно, в пределах каждого отдельно взятого интервала длин световых волн, в границах каждого из которых вышеуказанная краска избирательно поглощает, пропускает и отражает падающее на нее излучение, при этом необходимый объем информации о трансформировании спектрального состава падающего на краску излучения получают в виде комплексного (интегрированного) цветного зрительного образа контролируемой ценной бумаги, получаемого в результате сложения (совмещения) всех полученных предварительно промежуточных зрительных образов соответствующих разных однородных (спектральных) цветов, каждый из которых получен в результате приема фотодатчиком отраженной световой энергии от поверхности контролируемой ценной бумаги при облучении ее в пределах одного из соответствующих интервалов длин световых волн, а каждый в отдельности промежуточный эталонный зрительный образ ценной бумаги получают в виде градации одного из однородных (спектральных) цветов, отличающейся по цвету от каждой из градаций однородных (спектральных) цветов, использованных для изображения других промежуточных зрительных образов контролируемой ценной бумаги и полностью совпадающей по цвету с эталонным промежуточным зрительным образом в виде градации одного из однородных (спектральных) цветов, полученного при приеме фотодатчиком отраженной световой энергией от поверхности образцовой ценной бумаги в пределах аналогичного интервала длин световых волн. При этом возникающее ощущение цвета во время зрительного восприятия комплексного (интегрированного) цветового зрительного образа контролируемой ценной бумаги обеспечивает возможность анализировать как качественно - по цветности (наличие цветов и оттенков, а также их насыщенность), так и количественно, фиксируя яркость отраженного излучения, т. е. эксперт получает возможность анализировать степень сходства и расхождения двух внешне похожих зрительных образов (рисунков) с учетом даже незначительного расхождения их параметров и некоторых нюансов, характеризующих особенности технологии изготовления исследуемой ценной бумаги. В зависимости от сложности решаемой задачи эксперт имеет возможность уменьшить или увеличить как количество контролируемых интервалов, так и ширину каждого из них, а также переместить любой из вышеуказанных интервалов в ту или иную сторону в пределах всего диапазона световых волн, благодаря чему и обеспечиваются существенно лучшие условия, позволяющие получить необходимый и достаточный объем информации для составления научно обоснованного заключения о подлинности исследуемого рисунка на ценной бумаге на уровне соответствующих государственных контрольных органов.

В случае, если рабочая полоса частот используемого фотодатчика не покрывает все контролируемые участки спектра с нормированным значением коэффициента отражения света, например, от инфракрасной до ультрафиолетовой областей спектра, то тогда промежуточный зрительный образ контролируемой ценной бумаги для каждого участка спектра вначале получают в виде градации серого, используя, например, в качестве фотодатчика черно-белую видеокамеру, а затем полученную градацию серого заменяют на аналогичную ей градацию соответствующего однородного (спектрального) цвета. Необходимость получения промежуточного образа вначале в виде градации серого с последующим преобразованием ее в аналогичную градацию однородного (спектрального) цвета в некоторых случаях может быть вызвана тем, что рабочая полоса частот у цветной видеокамеры существенно уже, чем у черно-белой, поэтому с помощью цветной видеокамеры не всегда удается получить промежуточный зрительный образ для всех участков спектра при проведении контроля подлинности ценной бумаги.

Между комплексным (интегрированным) цветным зрительным образом контролируемой ценной бумаги и цветным рисунком, отпечатанным на поверхности банкноты есть как сходство, так и различие. Основное различие этих двух внешне похожих рисунка состоит в том, что выбор цвета на рисунке, отпечатанном на ценной бумаге, определяется в основном художественным замыслом автора этого рисунка, а вот выбор того или иного цвета на комплексном цветном зрительном образе на начальном этапе является условным техническим параметром, связанным с выбором определенного диапазона световых волн, излучаемых источником света во время проведения исследований. После того как часть излученной световой энергии отразится от поверхности ценной бумаги и будет принята фотодатчиком, на его выходе будет получен сигнал в виде градации одноцветного. Эта характеристика содержит в себе информацию о художественном образе рисунка (количественном распределении краски на поверхности банкноты), а также способности примененной краски избирательно поглощать, пропускать и отражать излучение в исследуемом диапазоне длин световых волн (промежуточный цветной зрительный образ). После сложения (совмещения) всех полученных для контролируемой ценной бумаги промежуточных образов получится новый цветной зрительный образ, позволяющий дать комплексную (интегрированную) оценку подлинности рисунка, отпечатанного на ценной бумаге, поскольку он несет на себе информацию как отдельно взятого промежуточного цветного зрительного образа, так и результирующую, отражающую взаимное влияние друг на друга всех промежуточных цветных зрительных образов.

Для осуществления предложенного заявителем и авторами нового способа контроля подлинности ценной бумаги, отпечатанной краской с нормированным значением коэффициентов отражения, поглощения и пропускания света, последнюю необходимо облучить источником света, длина волны излучения которого согласована с длиной волны контролируемого интервала спектра. Если контролируемых интервалов длин световых волн несколько и они расположены в разных местах по всему диапазону световых волн, то и облучать поверхность ценной бумаги потребуется столько раз, сколько имеется контролируемых интервалов длин световых волн, а интервал длин волн излучения источника света необходимо каждый раз согласовывать с интервалом длин волн каждого в отдельности контролируемого участка спектра. Поскольку подлинные ценные бумаги одного и того же номинала имеют один и тот же рисунок, отпечатанный одной и той же краской, имеющей нормированное значение коэффициента отражения света, и все они облучаются от одного и того же источника света, то и количество отраженной от поверхности ценной бумаги световой энергии у всех подлинных контролируемых бумаг одной и той же серии будет практически постоянное. Если контролируемая ценная бумага окажется фальшивой (несовпадение рисунка или свойств использованных для ее изготовления краски, бумаги и т.п.), то при облучении количество отраженной световой энергии и ее распределение на поверхности этой фальшивой ценной бумаги при тех же начальных условиях будет отличаться в ту или иную сторону по сравнению с результатами облучения подлинной (эталонной).

Излученная световая энергия, частично отразившись от поверхности контролируемой ценной бумаги, поступает на вход фотодатчика (цветная или черно-белая видеокамера), который и преобразует ее в промежуточный зрительный образ, представляющий собой градацию одноцветного или серого. Если промежуточный зрительный образ по вышеуказанной причине будет представлять собой градацию серого, то ее затем преобразуют в аналогичную градацию одноцветного. При выборе цвета градации для каждого промежуточного зрительного образа необходимо руководствоваться следующими условиями:
- промежуточный зрительный образ в виде градации одноцветного для каждого участка спектра должен иметь свой цвет, отличающийся от других цветов, используемых в остальных градациях одноцветного для изображения промежуточных зрительных образов других контролируемых участков спектра одной и той же контролируемой ценной бумаги;
- промежуточные зрительные образы в виде градации одноцветного одного и того же участка спектра как контролируемой ценной бумаги, так и образцовой должны иметь один и тот же цвет.

Преобразование градации серого на аналогичную градацию одноцветного можно осуществить, например, используя в качестве такого преобразователя компьютер.

Для получения комплексного (интегрированного) зрительного образа необходимо сложить (совместить) все промежуточные образы в единый обобщенный зрительный образ, который и будет после этого представлять собой искомый сложный многоцветный зрительный образ рисунка, изображенного на поверхности контролируемой ценной бумаги, позволяющий дать распределенную по всей поверхности этого рисунка количественную и качественную оценку как самого рисунка, так и краски, используемой для его изображения. Операцию сложения (совмещения) полученных промежуточных зрительных образов можно выполнить, используя цветной монитор или цветной принтер. Затем полученный в результате вышеуказанного сложения (совмещения) промежуточных зрительных образов комплексный (интегрированный) зрительный образ контролируемой ценной бумаги сравнивают зрительно с эталоном, полученным аналогичным способом, но обязательно с подлинной ценной бумаги. Операцию сравнения комплексного (интегрированного) зрительного образа контролируемой ценной бумаги с эталоном можно осуществить зрительно, показывая их одновременно на экране цветного монитора или напечатав их с помощью цветного принтера на бумажном носителе. Используя высококачественную технику для получения условно цветного изображения рисунка, отпечатанного на ценной бумаге, и удивительную способность человеческого глаза видеть как сходство, так и разницу двух цветных образцов со всеми возможными цветовыми отклонениями в ту или иную сторону во всех мельчайших подробностях, одно из которых является эталоном, а другое - обобщенным цветным зрительным образом контролируемой ценной бумаги, можно определить с очень высокой достоверностью сходство и различия контролируемого рисунка на ценной бумаге с эталоном.

В отличие от известных заявленный способ контроля позволяет не только дать однозначный ответ "подлинная ценная бумага" или "не подлинная ценная бумага", но и дать условную меру такого совпадения, а также сопроводить эти сведения подробным научно-техническим обоснованием со всеми возможными нюансами, а это уже само по себе позволяет использовать его при проведении экспертизы суперподделок на самом высоком государственном уровне, где роль и мнение эксперта (человека) в значительной степени является определяющим фактором при вынесении окончательного определения подлинности. В данном случае эксперту впервые представляется возможность увидеть собственными глазами посредством цветного зрительного образа наличие невидимых в обычном смысле защитных признаков у контролируемой ценной бумаги, а также проанализировать реальную степень сходства и различия этих признаков с эталоном. Предложенный способ контроля подлинности предназначен для проведения исследований суперподделок самого высокого уровня, позволяющий не только установить их наличие, но и решить ряд других задач, связанных с раскрытием особенностей технологии изготовления таких суперподделок, а также используемых для их изготовления материалов.

Заявленный способ контроля бумаги разработан в рамках проведения одной из научно-исследовательских работ. По ее результатам разработаны методика и технология проведения контроля подлинности, а также изготовлен опытный образец устройства, реализующего заявленный способ. Проведенные испытания опытного образца вышеуказанного устройства дали положительные результаты и полностью подтвердили возможность использования заявленного способа для проведения экспертизы суперподделок ценных бумаг на самом высоком уровне.

Изобретение относится к технике распознавания изображений. Его использование при разработке и создании устройств для определения подлинности ценных бумаг позволяет повысить эффективность и достоверность результатов контроля. Способ включает в себя облучение источником света поверхности ценной бумаги, отпечатанной краской с нормированным спектром поглощения, пропускания и отражения в ряде интервалов длин световых волн, прием фотодатчиком отраженной от нее световой энергии и сравнение полученного в результате зрительного образа контролируемой ценной бумаги с эталонным зрительным образом подлинной ценной бумаги. Технический результат достигается благодаря тому, что облучение осуществляют последовательно в пределах каждого отдельно взятого интервала длин световых волн, в границах каждого из которых вышеуказанная краска имеет нормированный спектр поглощения, пропускания и отражения света, при этом интегрированный цветной зрительный образ контролируемой ценной бумаги получают путем совмещения всех промежуточных зрительных образов, каждый из которых получают в виде градации однородного цвета, отличающейся по цвету от градаций для других промежуточных зрительных образов, но полностью совпадающей по цвету с градацией однородного цвета соответствующего эталонного промежуточного зрительного образа образцовой ценной бумаги в пределах аналогичного интервала длин световых волн. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ контроля подлинности ценной бумаги, отпечатанной краской с нормированным спектром поглощения, пропускания и отражения в ряде интервалов длин световых волн, включающий в себя облучение ее поверхности источником света, прием фотодатчиков отраженной от нее световой энергии, а также сравнение полученного в результате приема фотодатчиком отраженной световой энергии зрительного образа контролируемой ценной бумаги с эталонным зрительным образом подлинной ценной бумаги, отличающийся тем, что облучение поверхности контролируемой ценной бумаги осуществляют источником света с нормированным спектром излучения последовательно, в пределах каждого отдельно взятого интервала длин световых волн, в границах каждого из которых вышеуказанная краска имеет нормированный спектр поглощения, пропускания и отражения света, при этом интегрированный цветной зрительный образ контролируемой ценной бумаги получают путем совмещения всех промежуточных зрительных образов, каждый из которых получают в результате приема фотодатчиком отраженной световой энергии от поверхности контролируемой ценной бумаги при облучении ее в пределах одного из соответствующих интервалов длин световых волн, а каждый в отдельности промежуточный зрительный образ ценной бумаги получают в виде градации однородного цвета, отличающейся по цвету от каждой из градаций однородного цвета, использованных для изображения других промежуточных зрительных образов контролируемой ценной бумаги, и полностью совпадающей по цвету с градацией однородного цвета соответствующего эталонного промежуточного зрительного образа, полученного при приеме фотодатчиком отраженной световой энергии от поверхности образцовой ценной бумаги в пределах аналогичного интервала длин световых волн. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что промежуточный зрительный образ контролируемой ценной бумаги для каждого интервала длин световых волн предварительно получают в виде градации серого, а затем ее замещают на аналогичную градацию однородного цвета.