СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДОКУМЕНТОВ Российский патент 2004 года по МПК G06K9/58 

Изобретение относится к криминалистической технике и может использоваться для проверки различных изменений, подделок в документах и ценных бумагах.

Из уровня техники известно устройство для проверки ценных бумаг ЕР 0495644A, G 01 J 3/28, 12.08.1992, в котором осуществляется проверка документов в отраженном инфракрасном излучении. Устройство содержит инфракрасный осветитель, преобразователь инфракрасного изображения в видимое, окуляр.

Недостатком указанного известного технического решения является возможность проверки только в узком спектре излучения, соответствующем инфракрасной области.

Целью изобретения является создание способа и устройства для разносторонней проверки документов с применением излучения различных спектральных составляющих, т.е. анализируют дефект документа, под конкретный дефект документа синтезируют световой поток. Кроме того, изобретение позволяет в процессе синтеза фильтра со специальной характеристикой заменить дорогие интерференционные фильтры на совокупность полосовых и краевых фильтров. При этом последовательно анализируют документы в различных по спектру световых потоках или одновременно анализируют документ в синтезированном световом потоке. Кроме анализа дефектов, заявленные способ и устройство могут решать задачу визуализации ультрафиолетового изображения.

Указанная задача решается в заявленном способе таким образом, что исследуемый материал освещают источником света, преобразуют полученный отраженный световой поток в изображение, анализируют полученное видеоизображение с помощью программы, заложенной в видеопроцессор, в частности, сравнивают с заложенным в видеопроцессор видеосигналом правильного (без дефектов и подделки) изображения указанного документа, выделяют участок, на котором проявился дефект.

Затем с помощью объектива с переменным фокусным расстоянием укрупняют и анализируют выделенный участок. Далее в соответствии с анализом выявленного дефекта синтезируют именно под выявленный дефект световой поток, создаваемый осветителями различного спектра. Этот синтез осуществляется путем создания (посредством регулировок) соответствующей совокупности источников света и фильтров, через которые этот свет поступает на исследуемый объект. Этот синтез осуществляют вручную или автоматически путем управления с ЭВМ кареткой с фильтрами и включением тех или иных источников света. При исследовании ряда документов возникает задача выявления деталей, которые поглощают ультрафиолетовое излучение, или деталей, специально выполненных невидимыми в видимом диапазоне длин волн. Если такое изображение засвечивать световым потоком с полным спектром составляющих, то при отражении ультрафиолетовая составляющая может быть подавлена и не выявлена в результате. Поэтому для решения задачи визуализации ультрафиолетового излучения документ облучают одним из источников ультрафиолетового излучения, а отраженный от объекта исследования световой поток пропускают через совокупность фильтров, т.е. через синтезированный или комбинированный фильтр, чтобы подавить видимую область и инфракрасную области спектра и позволить выделить и визуализировать ультрафиолетовую часть излучения, либо сдвинуть спектр отраженного излучения в видимую область. При этом необходимо отметить, что спектральная характеристика применяемой телекамеры позволяет визуализировать ултрафиолетовую область спектра.

Указанная задача реализована в устройстве компьютеризированной оптической обработки документов, в котором кроме инфракрасного излучателя введены, в частности, галогенный осветитель со сменными выходными оптическими фильтрами, ультрафиолетовый осветитель диапазона А, ультрафиолетовый осветитель диапазона С, верхний ИК осветитель с тремя длинами волн, комплект выносных осветителей видимого и ИК диапазонов, нижний осветитель видимого диапазона, нижний осветитель ИК диапазона, телекамера, подвижная каретка с набором входных оптических фильтров, видеопроцессор, встроенный монитор, плата ввода видеоизображения в ПЭВМ, предметный стол и просветное окно предметного стола, объектив с переменным фокусным расстоянием.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства компьютеризированной оптической обработки документов, которая содержит: блок осветителей - 1, галогенный осветитель со сменными выходными оптическими фильтрами - 1.1, ультрафиолетовый (УФ) осветитель диапазона А-1.2, УФ осветитель диапазона С - 1.3, верхний ИК осветитель с тремя длинами волн - 1.4, комплект выносных осветителей видимого и ИК диапазонов - 1.5, нижний осветитель видимого диапазона 1.6, нижний осветитель ИК диапазона 1.7, подвижная каретка с набором входных оптических фильтров - 2, объектив с переменным фокусным расстоянием - 3.1, телекамера - 3.2, видеопроцессор - 4, встроенный видеомонитор - 5, плата ввода видеоизображения в ПЭВМ - 6, панель управления - 7, блок программного обеспечения обработки и архивирования изображений - 8, предметный стол - 9, просмотровое окно - 10, двигатель каретки перемещения оптических фильтров - 11, ПЭВМ - 12, темновая камера - 13.

На фиг.2 изображены варианты видеоспектральных характеристик, создаваемых в соответствии с заявленным способом. Заштрихованные области спектральных характеристик соответствуют характеристикам создаваемых в соответствии с заявленным способом синтезированных специальных фильтров.

Устройство компьютеризированной оптической обработки документов работает следующим образом.

Исследуемый предмет помещают на предметный стол. Исследование возможно в отраженном свете (подсвет сверху). При этом используют верхний ИК осветитель с тремя длинами волн 1.4. Какой именно спектральный состав падающего инфракрасного или любого другого излучения используется для исследования данного документа, выбирается с помощью панели управления, либо автоматически путем анализа изображения выявленного дефекта в видеопроцессоре и включении соответствующих осветителей и фильтров по команде с ЭВМ в соответствии с видом выявленного дефекта. Управляющие выходы панели управления и ЭВМ соединены со входами управления блока осветителей, с кареткой светофильтров и управляющим входом объектива с переменным фокусным расстоянием. Таким образом вручную или автоматически создается необходимая для исследования данного дефекта конфигурация источников света и светофильтров. Кроме того, после обнаружения дефекта с помощью объектива с переменным фокусным расстоянием осуществляют его укрупнение. Важным существенным признаком изобретения является то, что для избежания внешних засветок при исследовании объекта комплекс оборудования и предметный стол помещены в темновую камеру специальной формы.

Исследование в отраженном свете применяют для обнаружения следующих дефектов: дефектов в распределении метамерных красителей, для выявления и визуализации дописок, восстановления залитых красителями изображений, для прочтения деталей оформления на противоположной странице и в следующем листе документа.

Исследование в проходящем свете применяют при подсвете снизу посредством освещения нижним осветителем видимого диапазона 1.6. Таким образом исследуются следующие дефекты, касающиеся структуры бумаги: подделки, подчистки, поддельные водяные знаки.

При исследовании в люминесцентном излучении используют галогенный осветитель со сменными оптическими фильтрами 1.1 Управление сменой фильтров осуществляется, как уже указывалось, с панели управления или автоматически с ЭВМ и зависит от условий выявления конкретного дефекта. При этом управляющий вход двигателя каретки перемещения оптических фильтров соединен с соответствующим выходом панели управления и с выходом ЭВМ.

После исследования документа и облучения его одним или последовательно несколькими источниками, отраженный свет поступает в объектив с переменным фокусным расстоянием 3.1, а затем в телекамеру 3.2, а с выхода ее - на вход видеопроцессора 4, где обрабатывается в соответствии с заданной программой. В видеопроцессоре заложено несколько кадров кластеризованного изображения истинного документа. Это или априори известные документы, истинное изображение которых имеется в памяти видеопроцессора, или перед началом компьютеризированной обработки изображения документа на просмотровое окно помещают документ без дефекта и записывают его изображение в память видеопроцессора. В видеопроцессоре производится также сравнение с заданными уровнями серого и черного. Каждый исследуемый объект последовательно просматривается и исследуется в световых потоках с различным спектральным составом или в синтезированном специально под исследуемый дефект световом потоке. Это обеспечивается, в частности, набором фильтров перед камерой. Кроме того, алгоритм движения подвижной каретки предусматривает, что каждому осветителю из блока осветителей поставлен в соответствие фильтр. Скорректированное таким образом оптическое изображение исследуемого документа визуализируют и повторно наблюдают на мониторе 5. После анализа скорректированного таким образом изображения документа, на котором более явственно и очевидно проступает изображение дефекта, делают окончательный вывод о характере дефекта или подделки документа. Классифицируют выявленный дефект и архивируют сформированное таким образом изображение дефекта. Видеосигнал с выхода видеопроцессора поступает через плату ввода изображений в ПЭВМ, где архивируются и сравниваются несколько кадров изображения. Изображение подлинного документа может быть заложено в память ПЭВМ и может использоваться для сравнения и архивирования дефектных документов в соответствии с программой блока программного обеспечения обработки и архивирования изображений.

Заявленные способ и устройство являются промышленно применимыми и могут использоваться в криминалистике при проверке подлинности документов и ценных бумаг, для выявления дописок и подделок в документах. Эффективность выявления поддельных документов обеспечивается последовательной проверкой исследуемого документа в различных режимах видеоспектрального компаратора путем освещения различными по спектральному составу световыми потоками. В соответствии с заявленным способом специальный световой поток может быть синтезирован под конкретный выявленный дефект.

Способ компьютеризированной оптической обработки документов 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 неискаженным изображением документа, классифицируют выделенный дефект и в соответствии с этой классификацией и заложенной в ПЭВМ программой перечня дефектов, формируют конфигурацию осветителей и фильтров путем управления источниками света с различными спектральными характеристиками и выбора набора светофильтров, оптимальных для выявленного дефекта, обрабатывают анализируемый документ указанной конфигурацией осветителей и фильтров одновременно или последовательно, полученное изображение преобразуют в видеосигнал и повторно визуализируют на мониторе, архивируют полученное изображение. Устройство компьютеризированной оптической обработки документов содержит 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, 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. Технический результат - создание способа и устройства для разносторонней проверки документов с применением различных спектральных составляющих. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ компьютеризированной оптической обработки документов, состоящий в том, что исследуемый документ освещают источником света, преобразуют отраженный световой поток в видеосигнал, воспроизводят его на мониторе и анализируют выявленный дефект, отличающийся тем, что после анализа полученного изображения на мониторе выявляют и локализуют область дефекта, укрупняют изображение дефекта с помощью объектива с переменным фокусным расстоянием, анализируют полученный отраженный видеосигнал в соответствии с программой, заложенной в видеопроцессор, 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.2. Устройство компьютеризированной оптической обработки документов, содержащее осветитель и средство преобразования оптического излучения в видеоизображения, отличающееся тем, что осветитель представляет собой блок осветителей, содержащий галогенный осветитель со сменными выходными оптическими фильтрами, ультрафиолетовый осветитель диапазона А, ультрафиолетовый осветитель диапазона С, верхний инфракрасный (ИК) осветитель, комплект выносных осветителей видимого и ИК диапазонов, нижний осветитель видимого диапазона, нижний осветитель ИК диапазона, выходы всех осветителей 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, управляющий вход которой соединен с двигателем перемещения оптических фильтров, управляющий вход которого соединен с первым выходом ПЭВМ, второй выход которой подключен к управляющему входу блока осветителей, видеопроцессор, вход которого соединен с выходом телекамеры, а первый выход подключен ко входу монитора, второй выход подключен ко входу блока программного обеспечения обработки и архивирования изображений и входу платы ввода видеоизображения в ПЭВМ, выход которой соединен с первым входом ПЭВМ, блок программного обеспечения обработки и архивирования изображений соединен двусторонней связью с ПЭВМ, управляющие входы всех блоков устройства соединены с соответствующими выходами панели управления, телекамера, предметный стол с просмотровым окном помещены в темновую камеру.