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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur visuellen
Darstellung von Meßwerten.
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Obwohl
nicht darauf beschränkt,
betrifft die Erfindung im speziellen auch Vorrichtungen und Verfahren
zur Prüfung
von Wertdokumenten, wie z.B. Systeme zur Prüfung der Echtheit und/oder
des Nennwerts von Wertdokumenten, bei denen Meßwerte der Wertdokumente aufgenommen
und Prüfergebnisse
visuell dargestellt werden. Solche Wertdokumente können z.B.
Banknoten, Schecks, Chipkarten, Ausweise, Pässe oder dergleichen sein.
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Zur
Prüfung
der von einem Wertdokumenten ausgehenden Lumineszenzstrahlung, wie
z.B, von Phosphoreszenz- oder Fluoreszenzstrahlung, werden üblicherweise
Systeme eingesetzt, wie sie in der
DE 23 66 274 C2 exemplarisch beschrieben
sind. Danach wird eine zu prüfende
Banknote mit Licht bestrahlt und die remittierte Lumineszenzstrahlung spektral
aufgelöst
erfaßt,
um zu bestimmen, ob ein lumineszierender Merkmalsstoff tatsächlich in
der zu prüfenden
Banknote enthalten ist.
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Unter
einem lumineszierenden Merkmalsstoff wird ein Stoff aus einer einzelnen
Komponente oder einer Mischung von mehreren Komponenten verstanden,
die ein Lumineszenzverhalten zeigen. Diese Merkmalsstoffe, welche
z.B. in Form von Pigmenten vorliegen können, sind im Wertdokument selbst
enthalten und/oder auf dieses aufgebracht. Die Merkmalsstoffe können z.B.
auch in räumlich
codierter Form aufgebracht sein, um unterschiedliche Nennwerte eines
Währungssystems
unterscheiden zu können.
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Um
Fälschern
das Erstellen von gefälschten Banknoten
zu erschweren wird versucht, Informationen über die genaue Zusammensetzung
und die charakteristischen spektralen Eigenschaften der lumineszierenden
Merkmalsstoffe, welche von den Lumineszenzsensoren gemessen werden,
geheim zu halten.
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Ein
bewährtes
Konzept zur Geheimhaltung dieser Informationen ist es, daß auch die
zugehörigen
Lumineszenzsensoren so gesichert werden müssen, daß sie keine Meßwerte nach
außen
geben.
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Hierzu
wird z.B. der Lumineszenzsensor mit seiner Auswertungselektronik
in einem vor Zugriff gesicherten geschlossenen Gehäuse montiert.
Die Auswertungselektronik dient dazu, die aufgenommenen Meßwerte auszuwerten.
Das Ergebnis der Auswertung der jeweiligen Banknote kann z.B. in
einer Klassifizierung der Banknote in eine der Kategorien „echte", „falsche", „fälschungsverdächtige" oder „nicht
erkannte" Banknote
bestehen.
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Das
Gehäuse
weist dabei eine Schnittstelle zur Übermittlung von Daten an eine
externe Einheit, wie z.B. an eine Steuerungseinheit eines Geldautomaten
oder einer Banknotensortiervorrichtung auf, in welchem bzw. welcher
der Lumineszenzsensor integriert ist. Die Steuerungseinheit ist üblicherweise
mit einer Anzeige verbunden, an der dem Bediener des Geldautomaten
bzw. der Banknotensortiervorrichtung Informationen über das
Ergebnis der Prüfung angezeigt,
d.h. visuell dargestellt werden. Von besonderem Interesse ist die Übermittlung
von Daten an eine externe Einheit, wie z.B. eine nachgeschaltete
Datenauswerteeinheit bzw. die Anzeige eines Qualitätskontrollgeräts, das
zur Qualitätsprüfung der Banknote
bei oder nach ihrer Herstellung eingesetzt wird. Gerade in diesem
Fall ist es von Interesse bzw. sogar erforderlich, außer der
Intensität
des Merkmals zusätzliche
Informationen über
das Merkmal dem Anwender zur Verfügung zu stellen, damit die
Produktion innerhalb vorgegebener Toleranzen durchgeführt werden
kann. Alternativ kann der Produktion nachgeschaltet auch eine Überprüfung vorgegebener
Toleranzen erfolgen, die mehr als lediglich z.B. die Intensität des Lumineszenzstoffes
bewertet.
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Wesentlich
ist, daß über die
Schnittstelle des Lumineszenzsensors keine Meßdaten an die externe Einheit übermittelt
werden. Es werden lediglich die Klassifizierungsergebnisse selbst
(echte, falsche, fälschungsverdächtige,
nicht erkannte Banknote) vom Banknotensensor an die externe Einheit
weitergeben und angezeigt.
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Da
somit ein berechtigter oder auch unberechtigter Benutzer des Lumineszenzsensors
prinzipiell keine Informationen über
die eigentlichen Meßwerte
der Banknoten erhält,
sind keine Rückschlüsse auf
die lumineszierenden Merkmalsstoffe möglich. Hierdurch kann eine
Geheimhaltung von Informationen über
die lumineszierenden Merkmalsstoffe sicher gewährleistet werden.
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Nun
gibt es allerdings in der letzten Zeit auch Lumineszenzsensoren
für Banknoten,
die mit einer analogen Schnittstelle zur Weiterleitung von Meßwerten
der gemessenen Lumineszenzstrahlung an eine externe Einheit ausgerüstet sind.
Zur Qualitätskontrolle
bei der Papier- bzw. Banknotenherstellung werden dann an einem Bildschirm
der externen Einheit graphische Darstellungen der Spektralkurven selbst
angezeigt.
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Somit
können
Personen, welche die Lumineszenzsensoren benutzen, durch die visuelle
Darstellung Informationen über
die Meßwerte
selbst oder daraus abgeleitete Größen, wie z.B. über die
gemessenen Spektralkurven der lumineszierenden Merkmalsstoffe erhalten.
Hierdurch werden Rückschlüsse auf
die lumineszierenden Merkmalsstoffe möglich gemacht, die im Prinzip
auch mißbräuchlich
zur Nachbildung der Merkmalsstoffe benutzt werden können.
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Davon
ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur visuellen Darstellung von Meßwerten,
insbesondere bei der Prüfung
von Wertdokumenten, zur Verfügung
zu stellen, welche die vorstehend genannten Nachteile vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
und die nachfolgende Beschreibung erläutern bevorzugte Ausgestaltungen.
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Die
vorliegende Erfindung geht somit von der Idee aus, die visuelle
Darstellung von Echtheitsdaten oder sonstigen Meßwerten dadurch zu verschleiern, daß nicht
die Meßwerte
selbst, sondern Tarndaten visuell dargestellt werden, die durch
mit Hilfe eines mathematischen Algorithmus veränderte Meßwerte gebildet werden.
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Die
Vorteile dieses Tarnkonzepts zeigen sich besonders deutlich bei
der bevorzugten Anwendung der Prüfung
von Wertdokumenten, insbesondere bei der Prüfung der Lumineszenzstrahlung
von Sicherheitspapier bzw. Banknoten.
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Wie
erwähnt
werden beim zuletzt beschriebenen bekannten Sensorkonzept mittels
einer Analogschnittstelle Meßwerte
an einen externen Überwachungsplatz übertragen,
an dem dann beispielsweise die gemessenen Spektralkurven der lumineszierenden
Merkmalsstoffe angezeigt werden.
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Im
Gegensatz dazu können
gemäß der vorliegenden
Erfindung z.B. nur Tarndaten angezeigt werden, die durch eine Veränderung
der Meßwerte entstanden
sind und mit den eigentlichen Meßwerten variieren. Werden beim
Stand der Technik die tatsächlich
gemessenen Spektralkurven angezeigt, werden gemäß der vorliegenden Erfindung
beispielsweise veränderte
Spektralkurven mit veränderten
Intensitätsverhältnissen
angezeigt.
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Wie
noch erläutert
wird, kann somit durch eine Analyse der visuellen Darstellung der
Tarndaten zwar auch eine Qualitätskontrolle
oder dergleichen erleichtert werden, es sind aber keine direkten
Rückschlüsse auf
die die Lumineszenzstrahlung verursachenden lumineszierenden Merkmalsstoffe
der Banknoten möglich.
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Mit
anderen Worten ermöglicht
das erfindungsgemäße Konzept
der Tarnung der Meßwerte somit
deutlich besser als das bekannte Sensorkonzept mit Analogschnittstelle
eine Geheimhaltung der lumineszierenden Merkmalsstoffe, obwohl der
Nutzer des Sensors gleichzeitig auch ein gewisses Maß an Informationen über die
Messungen erhält,
die er beispielsweise zur Qualitätssicherung
nutzen kann.
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Je
nach Anwendungsfall kann die Tarnung unterschiedlich erfolgen. D.h.
wenn es z.B. bei der Qualitätsprüfung bevorzugt
um eine Prüfung
der Spektralamplituden geht, sind diese so darzustellen, daß die für die Qualitätsbeurteilung
notwendigen Rückschlüsse auf
die Amplituden noch möglich
sind. Die Form der einzelnen Spektralkurven, die Reihenfolge der
Spektralamplituden oder deren Abstand zueinander etc. kann aber
beliebig verfremdet werden.
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Soll
dagegen in einem anderen Anwendungsfall z.B. primär geprüft werden,
ob bestimmte Stoffe, z.B. in einem Wertdokument, vorhanden sind, ist
es wichtig diesem Sachverhalt zu betonen, d.h. für jeden Stoff eine zugehörige Kurve
darzustellen. Bei dieser Tarndarstellung können die Amplituden z.B. gleich
hoch wiedergegeben werden, obwohl diese in der Realität verschieden
sind. Hierdurch können Rückschlüsse auf
die Intensität
vermieden werden.
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Je
nach Anwendungsfall werden somit nur für diesen Anwendungsfall notwendige
Daten angezeigt, während
andere Daten nicht angezeigt werden.
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Bevorzugt
können
auch zur Prüfung
der selben Stoffe zu unterschiedlichen Anwendungen unterschiedliche
Tarndarstellungen gewählt
werden. Dies führt
dazu, daß eine
Person, die zu unterschiedlichen Anwendungen Zugang hat, daraus
keinen Nutzen ziehen kann. Mit anderen Worten werden die mathematischen
Algorithmen bei unterschiedlichen Anwendungen so variieren, daß bei unterschiedlichen
Messungen die Tarndaten zum selben Prüfgegenstand auch bei identischen
Meßwerten
variieren.
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Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten
Figuren.
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Es
sei besonders betont, daß die
Merkmale der abhängigen
Ansprüche
und der in der nachstehenden Beschreibung genannten Ausführungsbeispiele
in Kombination oder auch unabhängig
voneinander und vom Gegenstand der Hauptansprüche vorteilhaft verwendet werden
können.
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Dabei
zeigen die
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1 eine
schematische Ansicht auf eine Prüfeinrichtung
für Banknoten;
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2 einen
Ausschnitt einer mit der Prüfeinrichtung
gemessenen Spektralkurve;
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3 eine
erste visuelle Darstellung von Tarndaten zur Spektralkurve der 2;
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4 eine
zweite visuelle Darstellung von Tarndaten zur Spektralkurve der 2;
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5 eine
dritte visuelle Darstellung von Tarndaten zur Spektralkurve der 2;
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6 einen
Ausschnitt einer anderen mit der Prüfeinrichtung gemessenen Spektralkurve;
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7 eine
visuelle Darstellung von Tarndaten zur Spektralkurve der 6;
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8 einen
Ausschnitt zweier mit der Prüfeinrichtung
gemessener Spektralkurven von zwei Codierungen eines Währungssystems;
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9 eine
visuelle Darstellung von zwei Tarnkurven zu den beiden Spektralkurven
der 8;
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10 einen
Ausschnitt auf drei mit der Prüfeinrichtung
gemessenen Spektralkurven einer echten Banknote und zweier Fälschungen;
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11 eine
visuelle Darstellung von drei Tarnkurven zu den drei Spektralkurven
der 10;
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12 einen
Ausschnitt auf den Toleranzbereich von als echt klassifizierten
mit der Prüfeinrichtung
gemessenen Spektralkurven und auf eine Spektralkurve einer Fälschung;
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13 eine
visuelle Darstellung von Tarnkurven zu den Spektralkurven der 12;
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14 einen
Ausschnitt auf mehrere mit der Prüfeinrichtung gemessene Spektralkurven
von Banknotenmerkmalsstoffen und von nicht in Banknoten enthaltenen
anderen Stoffen;
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15 eine
visuelle Darstellung von Tarnkurven zu den Spektralkurven der 14;
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16 eine
andere visuelle Darstellung von Tarnkurven zu den Spektralkurven
der 14;
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17 eine
visuelle Darstellung von Informationsbalken zur Qualitätsprüfung bei
der Herstellung von Wertdokumenten und
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18 eine
visuelle Darstellung zur Bildung der Tarndaten aus den Meßwerten.
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Obwohl
nicht darauf beschränkt,
wird im folgenden vor allem auf die Prüfung von Banknoten oder anderen
Wertdokumenten eingegangen, die mit lumineszierenden Merkmalsstoffen
versehen sind. Die lumineszierenden Merkmalsstoffe können z.B.
im Banknoten-Papier selbst eingebracht und/oder aufgedruckt sein.
Sensoren zur Messung solcher Merkmalsstoffe können z.B. in Papierherstellungs-,
Banknotendruck-, Banknotenzähl-
bzw. – Banknotensortier-,
Banknoteneinzahl-, Banknotenauszahlvorrichtungen, Verkaufsautomaten
oder in anderen Banknotenbearbeitungsvorrichtungen eingesetzt werden.
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1 zeigt
in lediglich exemplarischer Weise eine schematische Ansicht auf
ein Beispiel einer solchen Bearbeitungsvorrichtung 1, in
der frisch gedruckte Banknoten BN auf ihre Druckqualität hin überprüft werden.
Die Bearbeitungsvorrichtung 1 weist dabei eine Druckstation 2 auf,
in der das Banknotenpapier mit Sicherheitsfarbe bedruckt wird. Die Druckfarbe
enthält
lumi neszierende Merkmalsstoffe. Die noch im Bogen vorliegenden oder
bereits in Einzelnutzen geschnittenen Banknoten BN werden dann in
Transportrichtung T an einer Prüfeinrichtung 3 vorbeitransportiert,
welche die Druckqualität überprüft.
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Die
Prüfeinrichtung 3 dient
dabei insbesondere zur Lumineszenzprüfung von in der Druckfarbe enthaltenen
lumineszierenden Merkmalsstoffen und umfaßt dazu eine Beleuchtungseinheit 4,
um die zu prüfenden
Banknoten BN zu beleuchten, ein Spektrometer als Sensoreinheit 5 zur
spektral aufgelösten Erfassung
der von der beleuchteten Banknote BN ausgehenden Lumineszenzstrahlung
und eine mit der Beleuchtungseinheit 4 und der Sensoreinheit 5 verbundene
EDV-gestützte
Auswertungseinheit 6, um die durch die Sensoreinheit 5 erfaßten Signale auszuwerten.
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Die
Auswertungseinheit 6 ist vorzugsweise mit der Sensoreinheit 5 in
einem gemeinsamen Gehäuse 7 angebracht.
Die Auswertungseinheit 6 kann allerdings auch ein separates
Bauteil sein, daß über eine
Datenleitung mit der Beleuchtungseinheit 4 und der Sensoreinheit 5 verbunden
ist.
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Das
Gehäuse 7 ist
vor unerlaubtem Zugriff gesichert und weist eine Schnittstelle 9 auf,
um Daten von der Prüfeinrichtung 3 an
einen Steuerungsrechner 8 zu übertragen, der die Bearbeitungsvorrichtung 1 in
Abhängigkeit
u.a. der Auswertungsergebnisse der Prüfeinrichtung 3 steuert
und z.B. Banknoten BN mit mangelhafter Druckqualität markiert
bzw. aussortiert.
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Der
Steuerungsrechner 8 ist dabei mit einem Bildschirm 10 verbunden,
auf dem von der Prüfeinrichtung 3 übermittelte
Daten zur jeweiligen Messung angezeigt werden (Kurve 11).
Die angezeigten Daten können
von einer Bedienperson dazu verwendet werden, die Vorrichtung 1 mittels
einer Eingabeeinheit 12 zu regeln. Diese Regelung kann
allerdings auch automatisch erfolgen. Die Regelung kann z.B. darin
bestehen, daß in
der Druckstation 2 die Dosierung der lumineszierenden Merkmalsstoffe
in der Druckfarbe geändert
wird.
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Ausgezeichnet
ist die Vorrichtung 1 durch die Art der Daten, welche über die
Schnittstelle 9 von der Prüfeinrichtung 3 bzw.
der Auswerteeinheit 6 zur Anzeige auf dem Bildschirm 10 übertragen
werden. Über
die Schnittstelle 9 werden keine Meßwerte, sondern Tarndaten übertragen.
Die Tarndaten sind dadurch gebildet, daß in der Auswertungseinheit 6 mit Hilfe
eines mathematischen Algorithmus die tatsächlichen Meßwerte verändert werden. Anhand der nachfolgenden
Figuren wird dieses Konzept an mehreren Beispielen näher erläutert, wobei
die einzelnen Beispiele auch miteinander kombiniert werden können.
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Beispiel 1:
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2 zeigt
in vereinfachter Weise einen Ausschnitt einer tatsächlich mit
der Prüfeinrichtung 3 gemessenen
Spektralkurve einer lumineszierenden Banknote BN, d.h. die Abhängigkeit
der Intensität
I von der Frequenz f der Lumineszenzstrahlung. Diese Spektralkurve
wird gebildet durch eine größere Anzahl
von nicht dargestellten Meßwerten
und ist charakterisiert durch zwei unterschiedlich große Maxima bei
Frequenzen f1 und f2. Das Maxima bei der Frequenz f1 ist durch einen
ersten Stoff „a" und das zweite Maxima
bei der Frequenz f2 ist durch einen zweiten Stoff „b" verursacht, die
beide in Mischung den im Papier enthaltenden lumineszierenden Merkmalsstoff
bilden.
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Während beim
Stand der Technik eine derartige Meßkurve auf dem Bildschirm 10 dargestellt
würde,
werden die zugehörigen
Meßwerte
gemäß der Erfindung
gerade nicht zur Darstellung auf dem Bildschirm 10 weitergeleitet.
Es wird somit bewußt
ausgeschlossen, daß eine
tatsächliche
Meßkurve
entsprechend 2 angezeigt werden kann, um
zu verhindern, daß die
Geheimhaltung über
die exakte Zusammensetzung der gemessenen Merkmalsstoffe gefährdet wird.
Statt dessen werden durch einen mathematischen Algorithmus veränderte Meßwerte als verschleierte
Tarndaten über
die Schnittstelle 9 weitergeleitet und auf dem Bildschirm 10 als
verschleierte Spektralkurve 11 angezeigt.
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Beispiel 2:
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Die 3 zeigt
ein sehr einfaches Beispiel dafür,
daß Tarndaten
gebildet werden, indem die Zuordnung der Meßintensitäten zu den Frequenzen verändert wird.
In diesem Fall sind die Tarndaten von der gleichen physikalischen
Größe wie die
Meßwerte,
d.h. auch die Tarndaten sind wie die eigentlichen Meßwerte Daten
zu frequenzabhängigen
Intensitätswerten.
Allerdings erfolgt zur Verschleierung eine Vermischung der Zuordnung
der Intensitätswerte
zu den Frequenzen. Im konkreten Fall der 3 ist zur Tarnung
die Lage der Maxima der Stoffe a und b im betrachteten Frequenzspektrum
vertauscht und der Abstand der Maxima vergrößert.
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Die
Meßintensitäten und
die Frequenzen könnte
allerdings auch wesentlich komplexer vermischt sein. So können z.B.
die Intensitäten
bei 50 gemessenen Frequenzen f1, f2, f3, f4, ... f50 den Frequenzen
f13, f19, f7, f2 etc. zugewiesen werden, wobei insbesondere bei
einer großen
Zahl gemessener Frequenzen (im Beispiel 50) geeignete Permutationen,
die z.B. wenigstens Teilaspekte der funktionalen Zusammenhänge erhalten,
der Frequenzen einer völligen
Durchmischung vorzuziehen sind.
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Beispiel 3:
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4 zeigt
ein zweites Beispiel einer zur Messung gemäß 2 gehörigen Tarnkurve 11,
die durch Tarndaten gebildet wird, welche von der Prüfeinrichtung 3 weitergeleitet
werden. In diesem Fall erfolgt die Bildung der angezeigten Tarndaten
durch eine unterschiedliche Skalierung unterschiedlicher Meßwerte.
Im konkreten Beispiel werden die relativen Maxima des Stoffs „b" auf den Wert des
absoluten Maximums der Spektralkurve, verursacht durch den Stoff „a", normiert. Dieses
Konzept ermöglicht trotz
der Tarndarstellung eine Überprüfung der
prinzipiellen Anwesenheit der Stoffe a bzw. b.
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Beispiel 4:
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5 zeigt
ein drittes Beispiel einer zur Messung gemäß 2 gehörigen Tarnkurve 11.
Dieser Fall ist dazu ausgezeichnet, daß die Tarndaten dadurch gebildet
werden, daß die
Spektralkurven in den Bereichen um die relativen Maxima der Stoffe
a und b bei den Frequenzen f1 und f2 überlagert werden. Der Verlauf
der Tarnkurve ist exemplarisch gebildet durch die Summe der Meßwerte skaliert
um den Faktor 4/5.
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Beispiel 5:
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In
der 6 wird entsprechend der 2 ein weiteres
Beispiel einer von der Prüfeinrichtung 3 gemessenen
Spektralkurve gezeigt. Auch die Meßwerte dieser Spektralkurve
werden wiederum im Gegensatz zum Stand der Technik nicht von der
Prüfeinrichtung 3 zur
Anzeige auf dem Bildschirm 10 übertragen. Die Spektralkurve
weist drei Maxima für
die im Merkmalsstoff enthaltenen Stoffe a, b, c auf.
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7 zeigt
ein Beispiel einer zur Messung nach 6 gehörigen Tarnkurve 11 zur
Anzeige auf dem Bildschirm 10. Diese Tarnkurve 11 ist
eine Kombination der vorherigen Beispiele und sowohl durch eine
Vermischung, Überlagerung
und unterschiedliche Skalierung der Meßwerte zur Bildung der dargestellten
Tarnkurve gekennzeichnet.
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Beispiel 6:
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8 zeigt
zwei von der Prüfeinrichtung 3 tatsächlich gemessene
Spektralkurven. Die durchgezogene Linie entspricht z.B. einer ersten
Codierung a und die gestrichelte Linie einer zweiten Codierung b eines
Währungssystems.
Die unterschiedlichen Codierungen können z.B. in der Verwendung
unterschiedlicher Stoffkombinationen als Merkmalsstoffe bestehen
und z.B. zur Nennwertunterscheidung verwendet werden. Die einzelnen
Spektral kurven a, b können
allerdings auch auf unterschiedliche in Kombination in der geprüften Banknote
enthaltene Stoffe sein.
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In 9 sind
exemplarisch zwei zugehörige Tarnkurven 11 dargestellt,
wie sie auf dem Bildschirm 10 angezeigt werden können. Im
speziellen werden die einzelnen Spektralkurven a, b als Einzelpeak
abgebildet, wobei der Abstand der Einzelpeaks der Tarndarstellung
vorzugsweise konstant ist. Es ist allerdings auch möglich, daß eine andere
Art von Anzeige gewählt
wird, welche angibt, ob die Codierung bzw. der Stoff a, b in der
geprüften
Banknote enthalten ist oder nicht, ohne anzuzeigen, wie das zugrundeliegende
Spektrum der Codierungen bzw. der Stoff a, b tatsächlich aussieht.
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Zusätzlich kann
vorgesehen sein, daß in
der Tarndarstellung auch eine Anzeige über die gemessenen Amplituden
der einzelnen Codierungen bzw. Stoffe a, b umfaßt. So kann eine Änderung
der Gesamtintensität
der einzelnen tatsächlich
gemessenen Spektralkurven a, b der 9, z.B.
aufgrund einer Verschmutzung bei bereits im Umlauf gewesenen Banknoten,
dann z.B. in einer Änderung
der Größe der Einzelpeaks
der Tarnkurven 11 resultieren.
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Insbesondere
in den Fällen,
in denen die Prüfeinrichtung 3 z.B.
in Zentralbanken, Cash Centern oder Geldeinzahlautomaten zur Prüfung von
bereits umgelaufenen Banknoten eingesetzt wird, wird die Prüfeinrichtung 3 zur
Echtheitsprüfung
der Banknoten ausgelegt sein. In einem solchen Fall wird die Auswertungseinheit 6 eine
Echtheits-Klassifizierung der Banknote durchführen. Diese kann z.B. darin
bestehen, daß zumindest
zwischen echten und falschen Banknoten bzw. zwischen echten, falschen, fälschungsverdächtigen,
nicht erkannten Banknoten unterschieden wird.
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Diese
Klassifizierung kann zum einen eine vorläufige Klassifizierung sein,
die nur auf der Grundlage der Meßwerte der Prüfeinrichtung 3 gewonnen wird
und z.B. nur angibt, ob das gemessene Lumineszenzverhalten einer
echten Banknote entspricht. Diese Klassifizierung kann allerdings
auch eine abschließende
Klassifizierung sein, welche auch die Meßwerte von anderen in der Vorrichtung 1 durchgeführten Messungen,
wie anderer optischer, akustischer, magnetischer und/oder elektrischer
Messungen berücksichtigt.
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Die
Auswertung wird dabei vorzugsweise auf der Grundlage der tatsächlich aufgenommenen
Meßwerte
und nicht der daraus gewonnenen zur Anzeige bestimmten Tarndaten
durchgeführt
werden. Die Anzeige der Tarndaten kann allerdings dazu dienen, gewisse
Informationen über
die Messungen von echten und falschen Banknoten anzugeben, ohne
gleichzeitig die Geheimhaltung der tatsächlichen Spektralkurven echter
Banknoten zu kompromittieren.
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Beispiel 7:
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Die 10 und 11 zeigen
hierzu eine weitere Gegenüberstellung
von tatsächlichen
Meßkurven
(in 10) und zugehörigen
Tarnkurven 11 (in 11). Die
Spektralkurve e in 10 entspricht der tatsächlichen
Meßkurve
einer echten Banknote, während
die Spektralkurven x1, x2 tatsächlichen Meßkurven
von zwei unterschiedlichen Fälschungen entsprechen.
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In
der zugehörigen
Tarndarstellung der 11 werden die gesamten Meßkurven
oder zumindest vorgegebene Bereiche der Meßkurven überlagert.
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Dies
kann z.B. erfolgen, indem die Meßkurven so überlagert werden, daß die absoluten
Maxima aller Meßkurven,
d.h. sowohl der echten Banknoten, als auch der Fälschungen übereinander abgebildet werden.
Dies erfolgt sinnvollerweise durch unterschiedliche farbige Darstellungen.
Optional können zusätzlich auch
die vorherstehend genannten weiteren Tarnvarianten z.B. der unterschiedlichen
Skalierung und Vermischung der Meßwerte eingesetzt werden.
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Nach
einer weiteren Idee der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein,
daß der
mathematische Algorithmus für
unterschiedliche Meßwerte
variiert und beispielsweise aus mehreren unterschiedlichen Teilalgorithmen
besteht und Meßwerte
in Abhängigkeit
davon, ob die Meßwerte
zumindest ein vorgegebenes Kriterium erfüllen, mit unterschiedlichen
Teilalgorithmen unterschiedlich verändert werden.
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Dies
bedeutet, daß z.B.
bei einer Echtheits- oder Qualitätskontrolle
von Wertdokumenten eine Unterscheidung getroffen werden kann, ob
die Meßwerte
in einem vorgegebenen zu erwartenden Toleranzbereich liegen oder
zu stark von den Werten echter Banknoten abweichen.
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Insbesondere
in dem Fall, daß die
Meßwerte innerhalb
des für
echte Banknoten typischen Bereichs liegen, werden die Meßwerte zur
Bildung der Tarndaten durch eine lokal stetige mathematische Funktion
verändert
werden. Diese lokale Stetigkeit bedeutet, daß kleine Abweichungen in den
Meßwerten
nur zu kleinen Abweichungen in den zugehörigen Tarndaten führen. Somit
ist zumindest in diesem z.B. für
echte Banknoten beschränkten
Meßwertebe reich eine
gewisse Nachvollziehbarkeit der Auswirkungen z.B. von Intensitätsschwankungen
des Spektrums auf die dargestellten Tarnkurven möglich.
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Dieser
Bereich kann auch so festgelegt werden, daß er z.B. auch die bei der
Papier- bzw. Banknotenherstellung üblichen Schwankungen in der
Dosierung der Merkmalsstoffe realistisch abdeckt.
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Wenn
allerdings die Meßwerte
außerhalb des
z.B. für
echte Banknoten typischen Bereichs liegen, werden die Meßwerte vorzugsweise
stärker
verändert
werden als innerhalb des für
echte Banknoten typischen Bereichs und z.B. durch eine lokal unstetige
mathematische Funktion verändert
werden.
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Somit
sind keine Rückschlüsse möglich inwieweit
die echten und die falschen Stoffe zueinander in Beziehung stehen.
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Beispiel 8:
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In
den 12 und 13 ist
ein Beispiel hierfür
veranschaulicht. 12 zeigt wiederum tatsächlich gemessene
Spektralkurven. Der schraffierte Bereich veranschaulicht den durch
das Bezugszeichen „e" gekennzeichneten
Toleranzbereich für
die Meßwerte
einer Banknote mit zwei Merkmalsstoffen a und b, die durch Auswertung
u.a. dieser Meßwerte als „echt" klassifiziert wird.
Mit „x" ist die Spektralkurve
einer Fälschung
dargestellt, welche nur den Merkmalsstoff a enthält.
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In 13 sind
zugehörige
Tarnkurven 11 abgebildet. Es ist zu erkennen, daß die als
nicht „echt" klassifizierte Fälschung
(x) aufgrund einer anderen mathematischen Funktion deutlich stärker verändert ist
als die Meßwerte
innerhalb des Toleranzbereichs für
als „echt" klassifizierte Banknoten
(e).
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Da
bei der Anzeige der beiden Kurven jede Ähnlichkeit fehlt, kann auch
nicht zurückgeschlossen werden,
daß die
Stoffe eine gewisse Ähnlichkeit
aufweisen.
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Beispiel 9:
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Alternativ
oder zusätzlich
kann auch vorgesehen sein, daß die
mathematische Funktion zur Bildung der Tarndaten nur für Meßwerte,
die in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen, so ausgestaltet
ist, daß keine
zwei Meßwerte
auf denselben Tarnwert abgebildet werden. Außerhalb des Toleranzbereichs
kann diese Forderung sogar zielgerichtet verletzt werden, d.h. daß insbesondere
verschiedene Meßwerte
auf den gleichen Tarnwert abgebildet werden.
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Beispiel 10:
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Es
kann auch vorgesehen sein, daß eine Weiterleitung
und/oder Darstellung der Tarndaten nur dann erfolgt, wenn die zugehörigen Meßwerte zumindest
ein vorgegebenes Kriterium erfüllen.
Insbesondere ist es von Vorteil, falls die Tarndaten nur dann angezeigt
werden, wenn die geprüfte
Banknote BN als einer bestimmten Klasse zugehörig, im speziellen als „echt" klassifiziert wird.
Beim Beispiel der 12, 13 werden
die Tarndaten dann für
nicht-echt klassifizierte
Banknoten, wie die zu der Fälschung
x gehörige
Tarnkurve, nicht von der Prüfeinrichtung 3 weitergeleitet
bzw. angezeigt.
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Beispiel 11:
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Vorzugsweise
in dem Fall, daß ein
zu prüfender
lumineszierender Merkmalsstoff mehrere unterschiedliche Stoffe und/oder
Einzelpeaks enthält, kann
auch vorgesehen sein, daß bei
der Bildung der Tarndaten unterschiedliche Arten der Abweichungen der
spektralen Meßwerte
von den spektralen Sollwerten, der Stoffe bzw. Einzelpeaks, festgelegt
und berücksichtigt
werden. Je nach Art der Abweichung werden dann vorzugsweise unterschiedliche
Veränderungen
der Meßwerte
zur Bildung von Tarndaten durchgeführt werden.
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Dieses
Konzept ist in den 14 und 15 veranschaulicht.
Mit den Bezugszeichen a und b sind in 14 die
Sollkurven der zu messenden Spektralkurven zweier unterschiedlicher
lumineszierender Stoffe veranschaulicht, die in Kombination in einer
zu prüfenden
Banknote oder getrennt z.B. in unterschiedlichen Codierungen enthalten
sein können.
Mit x1a, x2a, x1b, x2b sind die tatsächlich gemessenen Spektralkurven
von zwei anderen Stoffe dargestellt, wie sie z.B. in Fälschungen
enthalten sind. Die Spektralkurven x1a und x2a bzw. x1b und x2b
unterscheiden sich dabei durch die gemessene Intensität I der Lumineszenzstrahlung.
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In
der 15 sind zugehörige
Tarnkurven 11 abgebildet, wobei entsprechende Tarnkurven
mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Bei der Bildung
der Tarnkurven 11 wird in diesem Fall z.B. berücksichtigt,
ob die Meßwerte
der Fälschungen
x1a, x2a, x1b, x2b bei größeren oder
kleineren Frequenzen f als die am nächsten benachbarten Einzelpeaks
der Komponenten a bzw. b liegen.
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Während bei
in der Umgebung des Peaks a liegenden Meßwerten bei größeren Frequenzen auch
die zugehörigen
Tarndaten bei größeren Werten
erscheinen, ist diese Beziehung bei in der Umgebung des Peaks b
liegenden Meßwerten
umgekehrt und die Tarndaten erscheinen in der 15 dann
bei kleineren Werten, d.h. links und nicht rechts vom Peak b.
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Beispiel 12:
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16 zeigt
ein weiteres Beispiel von Tarnkurven 11 zur 14 und
veranschaulicht das Konzept, daß eine Änderung
einer gemessenen Größe (Intensität) zu einer
von der Größe dieser Änderung abhängigen Änderung
einer anderen Größe (Frequenz)
der Tarndaten führt.
Im speziellen besteht die andere Art der Veränderung der Meßwerte zur
Bildung der Tarndaten darin, daß dann,
wenn es zu Abweichungen von den vorgegebenen Toleranzbereichen,
wie z.B. den Toleranzbereichen für
echte Banknoten kommt, sich bei Änderungen
der gemessenen Intensitäten
der als nicht-echt klassifizierten Fälschungen x1a, x2a, x1b, x2b,
die Position der zugehörigen
Tarnkurven verschiebt.
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Beispiel 13:
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17 zeigt
zwei balkenförmige
Anzeigen zu Tarndaten, wie sie z.B. auch im Fall der 15 oder 16 auf
dem Bildschirm 10 angezeigt werden können. Diese Anzeige sind z.B.
zur Regelung der Einbringung eines lumineszierenden Merkmalsstoffs
aus mehreren Stoffen in das Papier oder die Druckfarbe der Banknote
in der Druckstation 2 verwendbar.
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Exemplarisch
gibt der Skalenstrich M1 im oberen Balken an, ob das Mischungsverhältnis von zwei
Stoffen der Probe dem Idealwert (100%) entspricht oder davon abweicht.
Der Skalenstrich M2 im unteren Balken gibt an, wie groß die Verunreinigung der
Probe durch zusätzliche
Substanzen ist. Die Position der Skalenstriche M1, M2 wird durch
Auswertung der gemessenen Spektralkurven, z.B. nach 14,
gewonnen. Zulässige
Toleranzbereiche bei der Produktion sind schematisch durch die schraffierten
Bereiche der Balken gekennzeichnet.
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Sofern
eine solche Anzeige nach 17 mit einer
Darstellung von spektralen Tarnkurven wie z.B. nach den 15 oder 16 gekoppelt
ist, kann z.B. dann, wenn die Verunreinigung außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs
liegt, die Weiterleitung der zugehörigen Tarndaten bzw. eine graphische Darstellung
der zugehörigen
Tarnkurven auch unterbleiben.
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Beispiel 14:
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Nach
einer weiteren Idee der vorliegenden Erfindung werden zu einer Messung
zumindest zwei unterschiedliche Mengen von Tarndaten gebildet, die für unterschiedliche
Zielgruppen bestimmt sind. Die einen Tarndaten werden z.B. einem
Administrator einer Menge von Prüfeinrichtungen 3 und
die anderen Tarndaten den jeweiligen Benutzern der einzelnen Prüfeinrichtungen 3 zugeleitet.
Die Datenübermittlung
und/oder die Anzeige der unterschiedlichen Tarndaten für unterschiedliche
Zielgruppen erfolgt vorzugsweise erst nach einer entsprechenden
Authentifizierung der jeweiligen Zielgruppe.
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Die
Art der Bildung der Tarndaten wird sich in beiden Fällen unterscheiden,
indem z.B. unterschiedliche der vorher anhand der Figuren erläuterten
Tarnkonzepte angewendet werden. Als ein Beispiel sei erwähnt, daß z.B. einem
Administrator die in 13 dargestellten Tarnkurven
für alle
als echt klassifizierten Banknoten angezeigt werden, während dem üblichen
Benutzer der Prüfeinrichtungen 3 nur
Tarnkurven für
einen kleineren Toleranzbereich aller echten Banknoten angezeigt
werden. Vorzugsweise werden somit diesem Benutzer die Information „Echte
Banknote" und nur
für einen
Teil der echt klassifizierten Banknoten die zugehörigen Tarnkurven angezeigt
werden. Somit werden z.B. die Tarndaten, die zwar noch als echt
klassifiziert werden, deren Meßwerte
größere Abweichungen
von den idealen Sollwerten aufweisen, nicht dargestellt werden.
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Beispiel 15:
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Beispielsweise
im zuletzt genannten Fall kann auch vorgesehen sein, daß die angezeigte
Information z.B. auch in Form eines Balkens angibt, mit wieviel
Prozent die geprüfte
Banknote als „echt" klassifiziert wurde.
Die Prozentzahl wird dann z.B. angeben, in wie weit die Meßwerte,
innerhalb des für
echt klassifizierte Banknoten zulässigen Toleranzbereichs, von
den Idealwerten einer echten Banknote abweichen. Eine 95%-echte
Banknote wird dann z.B. noch in die Kategorie „echt" klassifiziert, zeigt allerdings Abweichungen
von einer als Sollmaßstab
festgelegten Referenzmessung einer echten Banknote.
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Beispiel 16:
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Es
kann auch vorgesehen sein, daß die
Prüfeinrichtung 3 zusammen
mit den Tarndaten eine individuelle Prüfsumme oder einen sonstigen
Code weiterleitet, der z.B. aufgrund der den mathematischen Algorithmus
bildenden Parametern und/oder der zugehörigen Meßwerte gebildet wird und aufgrund
der Tarndaten auf die zugehörigen
Meßwerte zurückrechnen
läßt. Der
Algorithmus zur Reproduzierung der Meßwerte mit Hilfe der Tarndaten
und des Codes wird vorzugsweise nur dem Hersteller der Prüfeinrichtungen 3 bekannt
sein, und kann von diesem z.B. dazu verwendet werden, Reklamationen der
Kunden wegen eventueller falscher Auswertungen bzw. Anzeigen prüfen zu können.
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Beispiel 17:
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Es
sei betont, daß im
vorstehenden zwar speziell auf das Messen von Spektralkurven, d.h.
von frequenzabhängigen
Meßwerten
eingegangen worden ist. Die gleichen Konzepte der Tarnung können allerdings
auch für
andere Messungen, wie für
räumlich
oder zeitlich veränderliche
Meßwerte
eingesetzt werden. So können
z.B. zeitaufgelöste
Meßwerte
zur Bestimmung der Abklingzeiten der Lumineszenzstrahlung auf die
gleiche Weise getarnt werden.
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Weiterhin
können
nach diesem Konzept auch andere Meßwerte, wie z.B. andere optische, magnetische
oder elektrische Meßwerte
getarnt werden. Alternativ können
nach diesem Konzept z.B. auch räumliche
Kodierungen getarnt werden. Z.B. kann die spezifische räumliche
Anordnungen von Sicherheitsmerkmalen, z.B. ein zweidimensionaler, d.h.
in zwei Richtungen variierender Balkencode, als eindimensionaler,
d.h. in nur einer Richtung variierender Balkencode getarnt werden.
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Beispiel 18:
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Nach
noch einer weiteren Idee der vorliegenden Erfindung kann auch vorgesehen
sein, daß die Prüfeinrichtung 3 nur
einen Teil aller aufgenommenen Meßwerte zur Klassifizierung
der Banknoten auswertet.
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Umfaßt die Prüfeinrichtung 3 z.B.
einen Lumineszenzsensor zur Prüfung
der Lumineszenzstrahlung im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich,
so wird die Auswertung über
das Vorhandensein des lumineszierenden Merkmalsstoffs und die Darstellung
der zugehörigen
Tarnkurven nur auf den Meßwerten
im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich basieren.
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Allerdings
werden durch dieselbe und/oder eine andere Prüfeinrichtung vorzugsweise auch
andere Meßwerte,
wie z.B. Meßwerte über das
Druckbild, das Farbverhalten, elektrische und/oder magnetische Eigenschaften
der Banknote gewonnen.
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Es
kann nun vorgesehen sein, daß dann, wenn
die weiteren Meßwerte
vorgegebene Kriterien nicht erfüllen
und z.B. auf eine Fälschung
schließen lassen,
die Tarndatenerzeugung und/oder Tarndatendarstellung modifiziert
wird.
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So
kann z.B. im Fall der 13 der Toleranzbereich für die Tarndaten
verkleinert oder auch ganz auf eine visuelle Darstellung der Tarndaten
verzich tet werden, wenn z.B. bereits der Farbeindruck oder ein anderes
Echtheitskriterium nicht erfüllt
wird bzw. die geprüfte
Fälschung
bereits weitere Kriterien nicht erfüllt.
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Beispiel 19:
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Vorstehend
wurde beschrieben, daß in
Abhängigkeit
von vorgegebenen Kriterien, die Tarndaten auf andere Weise gebildet
werden und/oder die Tarndatendarstellung verhindert wird. Bei Lumineszenzmessungen
kann dieses Kriterium z.B. auch eine Prüfung umfassen, ob die Lumineszenzmeßwerte für vorbestimmte
Stoffe charakteristische Eigenschaften aufweisen. Diese vorbestimmten
Stoffe sind vorzugsweise an sich nicht in den geprüften Banknoten
enthaltene Stoffe, sondern solche, wie sie z.B. üblicherweise für Fälschungen
verwendet werden. Die genannten charakteristische Eigenschaften können z.B.
den Spektralverlauf oder die Abklingzeiten dieser bekannten Fälschungsstoffe
betreffen.
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Es
kann in einem solchen Fall vorgesehen sein, daß die Tarndaten dann auf andere,
stärker
verschleiernde Weise gebildet werden und/oder die Tarndatendarstellung
verhindert wird, wenn diese charakteristischen Eigenschaften gemessen
werden.
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Beispiel 20:
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Zudem
ist möglich,
das auch andere Echtheitsdaten, wie die Darstellung von Meßwerten
von biometrischen Sensoren durch die genannten Verfahren getarnt
werden. So kann z.B. bei der Darstellung von Fingerabdrücken nicht der
tatsächlich
gemessene Fingerabdruck, sondern ein getarnter Fingerabdruck dargestellt
werden, der z.B. durch einen mathematischen Algorithmus aus dem
gemessenen Fingerabdruck hervorgeht oder entsprechend einem Algorithmus
aus einer Referenzdatenbank entnommen wird.
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Dasselbe
gilt z.B. auch für
die spektrale Darstellung von Stimmanalysen, Irisidentifikation
und anderen Verfahren.
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Unter
anderem auch in einem solchen Fall kann vorgesehen sein, daß die Tarndaten
den Meßdaten
als z.B. digitale Wasserzeichen oder als zusätzliche Daten ähnlicher
Form beigefügt
werden.
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Beispiel 21:
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Es
sei betont, daß bei
diesem und den anderen Beispielen nicht zwingend eine Kurve, sondern auch
nur die der Kurve zugrunde liegenden diskreten Meßwerte graphisch
dargestellt werden können.
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Beispiel 22:
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Während vorstehend
vor allem rein graphische Darstellungen der Tarndaten beschrieben
wurden, sind schließlich
auch reine Zahlenangaben oder kombinierte graphische Darstellungen
mit Zahlendarstellungen denkbar.
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Beispiel 23:
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Ein
weiteres Beispiel wird nun anhand der 18 beschrieben,
das links Meßdaten
und rechts die daraus abgeleiteten Tarndaten veranschaulicht. Im
speziellen liegen die als Meßvektor
dargestellten Meßwerte
als Datenpunkte in einem n-dimensionalen Raum M, z.B. dem IRn vor und werden zur Tarnung in einen m-dimensionalen
Raum transformiert, wobei m größer, kleiner
oder gleich n sein kann. In diesem Raum können für unterschiedliche Klassen verschiedene
Algorithmen zur Tarnung eingesetzt werden, z.B. abhängig davon,
welcher Zielklasse i, die z.B. durch einen Zielvektor xi und
ein zugehöriges Klassengebiet
Ki definiert wird, der Meßvektor
zugeordnet wird. Es ist möglich,
daß es
Bereiche gibt, bei denen der Meßvektor überhaupt
keiner Zielklasse zugeordnet wird, .d.h. der Raum IRn muß nicht
vollständig
in Zielklassen aufgeteilt werden. Im speziellen kann es zu jeder
Zielklasse i zusätzlich
ein Toleranzgebiet Ti geben, das innerhalb des Klassengebiets Ki
liegt.
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Für die erfindungsgemäße Tarnung
gibt es zunächst
keine Einschränkungen
für die
Funktion(en) fi, die z.B. auch nur lokal in M oder den Klassengebieten
Ki definiert sein können.
Alternativ kann eine Funktion f verwendet werden, die in verschiedenen
Teilbereichen von M verschiedenes Verhalten zeigt.
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Für eine Qualitätskontrolle
im besonderen kann es jedoch von Vorteil sein, wenn die Funktion
f (bzw. die Funktionen fi) gewisse Bedingungen erfüllen. So
ist es z.B. möglich,
daß nur
der Zielvektor xi auf den Tarnwert f(i)(xi)
abgebildet wird.
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Alternativ
ist es z.B. möglich,
daß die
Funktion(en) so geartet ist (sind), daß es keine Punkte außerhalb
eines Toleranzbereiches Ti in den zugehörigen Tarnbereich f(Ti) abgebildet
werden.
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Alternativ
kann gefordert werden, daß die Funktion(en)
so gewählt
wird (werden), daß bei
einer Folge gemessener Meßwerte
yi, die zu einem Sollwert xi konvergieren, auch die Tarnwerte f(yi)
zum getarnten Sollwert f(xi) konvergieren, oder/und umgekehrt eine
gegen f(xi) konvergierende Folge von Tarnwerten f(yi) auch einer
gegen xi konvergierenden Folge von Meßwerten yi entspricht.
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Alternativ
können
die Funktionen fi so gewählt
werden, daß diese
Einschränkungen
außerhalb
der Toleranzbereiche Ti gerade nicht gelten, und z.B. Meßwerte im
Raum M, die nicht innerhalb eines Toleranzbereichs liegen, gerade
in einen Bereich des Tarnraums abgebildet werden, der bewußt auf eine eindeutige
Zuordnung verzichtet.