DE69821445T2

DE69821445T2 - Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern

Info

Publication number: DE69821445T2
Application number: DE69821445T
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Koto-ku Nagase
Original assignee: Laurel Bank Machine Co Ltd
Current assignee: Laurel Bank Machine Co Ltd
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2018-11-06
Also published as: CN1223420A; CN1104705C; KR19990045122A; JPH11213201A; EP0917112A2; US6125986A; KR100303345B1; TW364109B; EP0917112B1; DE69821445D1; EP0917112A3

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern, und insbesondere eine solche Vorrichtung, die die Echtheit eines Blatts, insbesondere einer Banknote oder eines Sicherheitszertifikats, genau unterscheiden kann.
Beschreibung des Stands der Technik
Die verbesserte Leistung von Farbkopierern und Farbdruckern hat Anlaß zur Entwicklung verschiedener Vorrichtungen zum Unterscheiden von Blättern gegeben, die imstande sind, gefälschte Banknoten und/oder Sicherheitszertifikate genau zu unterscheiden, und eine solche Vorrichtung ist eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern, die die Echtheit eines Blattes optisch unterscheidet, indem sie sie mit Licht anstrahlt und Licht erfaßt, das von dem Blatt reflektiert wird.
Zum Beispiel offenbart die japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2-71394 eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Banknoten, umfassend einen Farbsensor mit einem Element zum Erfassen von grünem Licht und einem Element zum Erfassen von rotem Licht und Mittel zum Unterscheiden, die geeignet sind, die Echtheit einer Banknote und eines Banknotennennwerts durch Empfangen von Ausgangsströmen zu unterscheiden, welche durch Erfassen nur von grünen Komponenten, die in einem Licht enthalten sind, welches von der Banknote reflektiert wird, durch das Element zum Erfassen von rotem Licht erhalten werden, das sie in Spannungen umwandelt, die Differenz zwischen ihnen berechnet und die dadurch erhaltene Spannungsdifferenz mit Bezugsdaten vergleicht.
Da jedoch bei dieser Vorrichtung zum Unterscheiden von Banknoten die Echtheit einer Banknote und eines Banknotennennwerts auf der Differenz zwischen den grünen Komponenten und den roten Komponenten gründet, die in einem Licht enthalten sind, das von der Banknote reflektiert wird, wird, wenn die Differenz zwischen grünen Komponenten und roten Komponenten, die in einem Licht enthalten sind, das von einer Banknote reflektiert wird, die unter Verwendung eines Farbkopierers oder eines Farbdruckers gefälscht wurde, sich nicht erheblich von der einer echten Banknote unterscheidet, eine ge fälschte Banknote manchmal als eine echte Banknote unterschieden. Es ist daher unmöglich, die Echtheit von Banknoten mit hoher Genauigkeit zu unterscheiden.
Kurzdarstellung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern zu schaffen, die die Echtheit eines Blatts, insbesondere einer Banknote oder eines Sicherheitszertifikats, genau unterscheiden kann.
Die oben genannten anderen Aufgaben der vorliegenden Erfindung können durch eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern gemäß Anspruch 1 und 2 erfüllt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das Unterscheidungsmittel ferner Distanzberechnungsmittel zum Berechnen einer Distanz zwischen einem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten der erfassten Daten, die durch das Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel umgewandelt werden, dargestellt ist, und einem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten von Bezugsdaten dargestellt ist, und ist gebildet, um die Echtheit der Banknote auf der Grundlage der Distanz zwischen dem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten der erfassten Daten dargestellt ist, und dem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten von erfassten Bezugsdaten dargestellt ist, die durch das Distanzberechnungsmittel berechnet werden zu unterscheiden.
Bei einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das Mittel zum Unterscheiden ferner Bezugspolarkoordinaten-Umwandlungsmittel zum Umwandeln von Farbwertkoordinaten der erfassten Bezugsdaten in Polarkoordinaten, Polarkoordinatenumwandlungsmittel zum Umwandeln der Farbwertkoordinaten der erfassten Daten, die durch die Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel in Polarkoordinaten umgewandelt wurden, und Vergleichsmittel zum Unterscheiden der Echtheit der Banknote auf Grundlage der erfassten Bezugsdaten, die durch die Bezugspolarkoordinaten-Umwandlungsmittelumgewandelt werden, und der Polarkoordinaten der erfassten Daten, die durch die Polarkoordinatenumwandlungsmittelumgewandelt werden.
Bei einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Lichtempfangsmittel durch ein Spektrophotometer gebildet.
Bei einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Blatt aus einer Gruppe ausgewählt, die aus einer Banknote und einem Sicherheitszertifikat gebildet ist.
Die oben genannten und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Banknoten für eine Banknotenhandhabungsmaschine zeigt, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
2 ist ein Diagramm, das Beispiele erfasster Daten zeigt, die aus einem Spektrophotometer ausgegeben werden.
3 ist ein Blockdiagramm eines Unterscheiders, der in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist.
4 ist eine Farbtafel, die in einem a*-b*-Koordinatensystem angezeigt ist.
5 ist ein Blockdiagramm eines Unterscheiders, der in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist.
6 ist eine Farbtafel, die in einem a*-b*-Koordinatensystem angezeigt ist.
7 ist ein Blockdiagramm eines Unterscheiders, der in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Wie in 1 gezeigt, wird eine Banknote 1 einer Vorrichtung 20 zum Unterscheiden von Banknoten durch ein Förderbandmittel 2 zugeführt und weiterhin einem nachgeschalteten Abschnitt in einer Banknotenhandhabungsmaschine zugeführt. Die Vorrichtung 20 zum Unterscheiden von Banknoten umfaßt eine Lichtquelle 4 zum Aussenden von Licht in Richtung auf die Banknote 1 in einem Winkel von ungefähr 45 Grad bezüglich der Oberfläche der Banknote 1 und eine Lichtleitfaser 5 zum Empfangen von Licht, das von der Lichtquelle 4 ausgesendet und durch die Banknote 1 an einem Ende davon reflektiert wird. Das andere Ende der Lichtleitfaser ist an ein Spektrophotometer 6 angeschlossen. Das Spektrophotometer 6 ist imstande, spektrale Daten von Licht zu erzeugen, das über die Lichtleitfaser 5 empfangen wird, und der Ausgang des Spektrophotometers 6 ist an den Unterscheider 7 angeschlossen. Die Vorrichtung 20 zum Unterscheiden von Banknoten umfaßt ferner einen ROM-Speicher 8, der ein Steuerprogramm zum Steuern der gesamten Vorrichtung 20 zum Unterscheiden von Banknoten speichert, und einen RAM-Speicher 9, der Bezugsdaten, Schwellenwerte und dergleichen speichert. Der Betrieb der Vorrichtung 20 zum Unterscheiden von Banknoten wird durch eine Steuereinheit 10 gesteuert.
In dieser Ausführungsform werden spektrale Daten, die durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts einer neuen echten Banknote mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Erfassen von reflektiertem Licht über die Lichtleitfaser durch das Spektrophotometer 6 erzeugt werden, in dem Spektrophotometer 6 als spektrale Bezugsdaten gespeichert, und das Spektrophotometer 6 ist geeignet, spektrale Daten einer Banknote 1 durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts der Banknote 1, die unterschieden werden soll, mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Erfassen von Licht, das von der Banknote 1 reflektiert wird, über die Lichtleitfaser 5, erfasste Daten durch Dividieren von Intensitätsdaten der derart erzeugten spektralen Daten der Banknote 1 auf jeder Wellenlänge durch Intensitätsdaten der spektralen Bezugsdaten auf einer entsprechenden Wellenlänge zum Erzeugen von Intensitätsverhältnissen und Multiplizieren derselben mit 100 zu erzeugen, und die derart erzeugten erfassten Daten an den Unterscheider 7 auszugeben. Der RAM-Speicher 9 speichert Bezugsdaten, wobei die Intensitätsverhältnisse auf den entsprechenden Wellenlängen gleich 100% sind. Da die Farbe des nicht bedruckten Oberflächenabschnitts einer neuen Banknote im allgemeinen allen Banknotennennwerten gemeinsam ist, ist es ausreichend, einen einzelnen spektralen Bezugsdatensatz in dem Spektrophotometer 6 zu speichern, sogar in dem Fall, in dem mehrere Banknotennennwerte zu unterscheiden sind.
Die derart gebildete Vorrichtung zum Unterscheiden von Banknoten, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, unterscheidet Banknoten auf folgende Art und Weise.
Die Steuereinheit 10 erhält die Lichtquelle während des Unterscheidungsvorgangs der Echtheit der Banknote 1 in angeschaltetem Zustand. Auf Grundlage eines Banknotenertassungssignals, das von einem Sensor (nicht gezeigt) zugeleitet wird, welcher der Vorrichtung 20 zum Unterscheiden von Banknoten vorgeschaltet ist, leitet die Steuereinheit 10 dem Spektrophotometer 6 zu der Zeit ein Datenerzeugungssignal zu, zu der das Spektrophotometer 6 Licht empfangen kann, das von einem nicht bedruckten Oberflächenabschnitt einer Banknote 1 reflektiert wird, welche der Vorrichtung 20 zum Unterscheiden von Banknoten durch das Förderbandmittel 12 zugeführt wird, wodurch bewirkt wird, daß das Spektrophotometer 6 spektrale Daten von dem empfangenen Licht erzeugt. Das Spektrophotometer 6 dividiert ferner Intensitätsdaten der derart erzeugten spektralen Daten auf jeder Wellenlänge durch Intensitätsdaten von spektralen Bezugsdaten, die vorher gespeichert wurden, auf der entsprechenden Wellenlänge, um Intensitätsverhältnisse zu erzeugen, und multipliziert sie mit 100, um erfasste Daten der Banknote 1 zu erzeugen. Es gibt die erfassten Daten an den Unterscheider 7 aus.
Wenn der Unterscheider 7 die erfassten Daten der Banknote 1 von dem Spektrophotometer 6 empfängt, liest er Bezugsdaten und einen Schwellenwert aus dem RAM-Speicher 9 aus, vergleicht die erfassten Daten der Banknote 1 mit den Bezugsdaten und unterscheidet die Echtheit der Banknote 1 auf Grundlage des Schwellenwerts.
2 ist ein Diagramm, das Beispiele erfasster Daten zeigt, die aus einem Spektrophotometer ausgegeben werden, wobei die horizontale Achse die Wellenlänge und die vertikale Achse die Intensitätsverhältnis angibt.
In 2 stellt die Kurve A1 erfasste Daten einer echten Banknote 1, die Kurve A2 erfasste Daten einer Banknote 1, die unter Verwendung eines Farbdruckers gefälscht wurde, und die Kurve A3 erfasste Daten von weißem Papier dar.
Wenn eine Banknote 1 echt und neu ist, sind die spektralen Daten der Banknote 1 gleich den spektralen Bezugsdaten, die in dem Spektrophotometer 6 gespeichert sind, und daher sind die erfassten Daten der Banknote 1 gleich 100% über alle Wellenlängen. Wenn die Banknoten 1 im Umlauf sind, werden sie allerdings schmutzig und/oder zerknittert. Da ein Teil des Lichts, das von der Lichtquelle 4 ausgesendet wird, durch den Schmutz oder die Knitter diffus reflektiert wird, ist die Intensität des reflektierten Lichts der Banknote 1 niedriger als die, welche von einer neuen echten Banknote 1 reflektiert wird. Trotzdem bilden, da die Intensität des reflektierten Lichts im wesentlichen einheitlich über alle Wellenlängen aufgrund unregelmäßiger Reflektion sinkt, wie durch die Kurve A1 angezeigt, die erfassten Daten einer echten Banknote 1 eine gerade Linie, die im wesentlichen parallel zu der horizontalen Achse verläuft.
Da Hintergrundfarbe auf der gesamten Oberfläche einer Banknote 1 gedruckt ist, die unter Verwendung eines Farbdruckers gefälscht wurde, unterscheiden sich im Gegensatz dazu die spektralen Daten, die durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Erfassen von Licht, das von der derart gefälschten Banknote 1 über die Lichtleitfaser 5 durch das Spektrophotometer 6 erzeugt werden, von denen einer echten Banknote 1. Daher ist das Intensitätsverhältnis in den erfassten Daten der Banknote 1, die unter Verwendung eines Farbkopierers gefälscht wurde, wie durch die Kurve A2 angezeigt, auf bestimmten Wellenlängen hoch, auf anderen Wellenlängen jedoch niedrig.
Ferner wird, wie durch die Kurve A3 angezeigt, das Intensitätsverhältnis in den erfassten Daten eines weißen Papiers in Bereichen mit kürzeren Wellenlängen höher.
Hinsichtlich des vorstehenden kann der Unterscheider 7 die Echtheit von Banknoten durch Vergleichen der erfassten Daten, die von dem Spektrophotometer 6 eingegeben werden, mit den Bezugsdaten, die aus dem RAM-Speicher 9 ausgelesen werden, unterscheiden. In dieser Ausführungsform ist der Unterscheider 7 zum Unterscheiden einer Banknote 1 als echt gebildet, wenn die erfassten Daten die folgende Formel über alle Wellenlängen erfüllt. |1 – erfasste Daten/Bezugsdaten| ≤ T1,wobei T1 ein Schwellenwert ist und auf z. B. 0,2 eingestellt ist.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Echtheit einer Banknote 1 nicht auf Grundlage bestimmter Wellenlängen, sondern auf Grundlage der spektralen Daten des reflektierten Lichts unterschieden. Daher kann eine gefälschte Banknote mit hoher Genauigkeit von einer echten Banknote unterschieden werden. Ferner kann die Unterscheidungsgenauigkeit durch Auswählen des Schwellenwerts T1 beliebig angepaßt werden.
3 ist ein Blockdiagramm des Unterscheiders 7, der in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist.
Wie in 3 gezeigt, beinhaltet der Unterscheider 7, der in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist, einen RBG-Farbwertkoordinatenumwandlungsabschnitt 30 zum Umwandeln von erfassten Daten, die vom Spektrophotometer 6 eingegeben werden, in RGB-Farbwertkoordinaten im RGB-Farbenraum, einen CIELAB-Farbwertkoordinatenumwandlungsabschnitt 31 zum Umwandeln von Farbwertkoordinaten im RGB-Farbenraum in Farbwertkoordinaten L*, a*, b* im CIELAB-Farbenraum, a*-b*-Koordinatenberechnungsabschnitt 32 zum Berechnen von a*-b*-Koordinaten der erfassten Daten auf Grundlage der Farbwertkoordinaten L*, a*, b* im CIELAB-Farbenraum, einen Distanzberechnungsabschnitt 33 zum Berechnen einer Distanz D zwischen dem Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems und einem Punkt, der durch die a*-b*-Koordinate der erfassten Daten dargestellt ist, und einen Vergleichsabschnitt 34 zum Vergleichen der Distanz D, die durch den Distanzberechnungsabschnitt 33 berechnet wird, mit einer vorgegebenen Distanz DT, die in dem RAM-Speicher 9 gespeichert ist.
Jede Farbe kann unter Verwendung von Farbwertkoordinaten r, g, b in dem RGB-Farbenraum wie unten angegeben dargestellt werden. r = R/(R + G + B) g = G/(R + G + B) b = B/(R + G + B)
In dieser Ausführungsform wird die Farbe der erfassten Daten zunächst durch den RGB-Farbwertkoordinatenumwandlungsbereich 30 in Farbwertkoordinaten im RGB-Farbenraum umgewandelt.
Der Bereich der MacAdam-Ellipse schwankt jedoch abhängig von Farbe im RGB-Farbenraum stark. Daher werden in dieser Ausführungsform, um die Echtheit einer Banknote 1 mit hoher Genauigkeit auf Grundlage der Farbe der Banknote 1 zu unterscheiden, die Farbwertkoordinaten r, g, b im RGB-Farbenraum durch den CIELAB-Farbwertkoordinatenumwandlungsabschnitt 31 gemäß der folgenden Formeln in die Farbwertkoordinaten L*, a*, b* im CIELAB-Farbenraum umgewandelt, in dem der Bereich der MacAdam-Ellipse abhängig von der Farbe nicht stark schwankt.
L* = 116(Y/Yn)1/3 – 16 A* = 500{(X/Xn)1/3 – (Y/Yn)1/3} B* = 200{(X/Xn)1/3 – (Z/Zn)1/3},wobei Xn, Yn und Zn Farbwerte sind, wenn eine Umgebungsbeleuchtung angewendet wird.
Die a*-b*-Koordinaten der erfassten Daten werden dann durch den a*-b*-Koordinatenberechnungsabschnitt 32 berechnet. In dem Fall, wenn erfasste Daten einer Banknote 1 gleich 100% über alle Wellenlängen sind, nämlich im Falle einer neuen echten Banknote 1, deren spektrale Daten gleich den spektralen Bezugsdaten sind, stimmen die a*-b*-Koordinaten der erfassten Daten mit dem Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems überein. Je größer der Unterschied zwischen den spektralen Daten von Licht, das von einer Banknote 1 reflektiert wird, und den spektralen Bezugsdaten wird, nämlich je größer der Absolutwert des Unterschieds zwischen den erfassten Daten und 100% wird, desto größer wird die Distanz zwischen einem Punkt, der durch die a*-b*-Koordinaten der erfassten Daten dargestellt ist, und dem Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems.
4 ist eine Farbtafel, die in dem a*-b*-Koordinatensystem angezeigt ist, wobei B1 den Punkt angibt, der durch die a*-b*-Koordinaten von erfassten Daten einer echten Banknote 1 dargestellt ist, B2 den Punkt angibt, der durch die a*-b*-Koordinaten von erfassten Daten einer Banknote 1, die unter Verwendung eines Farbdruckers gefälscht wurde, dargestellt ist, und B3 den Punkt angibt, der durch die a*-b*-Koordinaten von erfassten Daten von weißem Papier dargestellt ist. Wie in 4 gezeigt, stimmt der Punkt B1 von erfassten Daten einer echten Banknote 1 im wesentlichen mit dem Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems überein.
Daher wird die Distanz D zwischen dem Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems und dem Punkt, der durch die Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten dargestellt ist, durch den Distanzberechnungsabschnitt 33 berechnet, um an den Vergleichsabschnitt 34 ausgegeben zu werden.
Der Vergleichsabschnitt 34 vergleicht die Distanz D zwischen dem Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems und dem Punkt, der durch die Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten dargestellt ist und vom Distanzberechnungsabschnitt 33 eingegeben wurde, mit einer vorgegebenen Distanz DT, die ein Schwellenwert ist und aus dem RAM-Speicher 9 ausgelesen wird, und unterscheidet, daß die Banknote 1 echt ist, wenn die folgende Formel erfüllt ist. D ≤ DT
Wenn der Schwellenwert DT experimentell bestimmt wird, so daß nur die Distanz D zwischen dem Punkt, der durch die Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten der echten Banknote 1 dargestellt ist, und dem Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems so eingerichtet ist, daß sie gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert DT ist und im RAM-Speicher 9 gespeichert wird, ist es daher möglich die Echtheit einer Banknote 1 zu unterscheiden.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kann, da die Echtheit einer Banknote 1 auf Grundlage des Punkts, der durch Farbwertkoordinaten dargestellt ist, unterschieden wird, eine gefälschte Banknote mit hoher Genauigkeit von einer echten Banknote unterschieden werden. Ferner kann die Unterscheidungsgenauigkeit durch Auswählen des Schwellenwerts DT beliebig angepaßt werden.
5 ist ein Blockdiagramm des Unterscheiders 7, der in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist.
Wie in 5 gezeigt, beinhaltet der Unterscheider 7 gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich zu dem Unterscheider 7, der in 3 gezeigt ist, einen Bezugskoordinatenberechnungsabschnitt 40 zum Berechnen von Bezugskoordinaten (a*0, b*0) von erfassten Daten als einen Bezug, und statt des Distanzberechnungsabschnitts 33 und des Vergleichsabschnitts 34 des Unterscheiders 7, der in 3 gezeigt ist, einen Distanzberechnungsabschnitt 41 zum Berechnen einer Distanz zwischen einem Punkt, der durch die Bezugskoordinaten (a*0, b*0), die durch den Bezugskoordinatenberechnungsabschnitt 40 berechnet werden, dargestellt ist, und einem Punkt, der durch Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten dargestellt ist, und einen Vergleichsabschnitt 42 zum Vergleichen der Distanz, die durch den Distanzberechnungsabschnitt 41 berechnet wird, mit einer vorgegebenen Distanz DT.
In dieser Ausführungsform speichert das Spektrophotometer 6 als spektrale Bezugsdaten nicht spektrale Daten, die durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts einer neuen echten Banknote 1 mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Erfassen von Licht, das von der Banknote 1 über die Lichtleitfaser 5 reflektiert wird, erzeugt werden, sondern es speichert spektrale Daten, die durch Anstrahlen eines weißen Papiers mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Erfassen von Licht, das von dem weißen Papier über die Lichtleitfaser 5 reflektiert wird, erzeugt werden. Daher können, selbst wenn erfasste Daten durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts einer echten Banknote 1 mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Erfassen von Licht, das von der Banknote 1 über die Lichtleitfaser 5 reflektiert wird, zum Erzeugen von spektralen Daten, Dividieren der Intensitätsdaten der derart erzeugten spektralen Daten auf jeder Wellenlänge durch die Intensitätsdaten der spektralen Bezugsdaten auf der entsprechenden Wellenlänge zum Erzeugen von Intensitätsverhältnissen und Multiplizieren derselben mit 100 erzeugt werden, die erfassten Daten nicht durch eine gerade Linie gezeigt sein, die im wesentlichen parallel zu der horizontalen Achse in 2 verläuft. Infolgedessen liegt ein Punkt, der durch die Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten dargestellt ist, nicht in der Nachbarschaft des Ursprungs des a*-b*-Koordinatensystems, sonder abseits vom Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems. Daher ist es unmöglich, die Echtheit einer Banknote 1 in Abhängigkeit davon zu unterscheiden, ob die Distanz zwischen dem Punkt, der durch die Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten dargestellt ist, und dem Ursprung des a*-b*-Koordinatensystems gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert DT ist oder nicht.
Hinsichtlich des vorstehenden werden in dieser Ausführungsform spektrale Daten zunächst durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts einer neuen echten Banknote 1 mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Bewirken, daß das Spektrophotometer 6 Licht, das von der Banknote 1 reflektiert wird, über die Lichtleitfaser 5 erfaßt, erzeugt, und erfasste Bezugsdaten, die als Bezug verwendet werden sollen, werden durch Dividieren der Intensitätsdaten der derart erzeugten spektralen Daten auf jeder Wellenlänge durch die Intensitätsdaten der spektralen Bezugsdaten auf der entsprechenden Wellenlänge zum Erzeugen von Intensitätsverhältnissen und Multiplizieren derselben mit 100 erzeugt. Eine Farbe der erfassten Bezugsdaten wird dann durch den RBG-Farbwertkoordinatenumwandlungsabschnitt 30 in Farbwertkoordinaten im RGB-Farbenraum umgewandelt, die dadurch erhaltenen Farbwertkoordinaten r, g, b im RGB-Farbenraum werden durch den CIELAB-Farbwertkoordinatenumwandlungsabschnitt 31 in Farbwertkoordinaten L*, a*, b* im CIELAB-Farbenraum umgewandelt, und Bezugskoordinaten (a*0, b*0) der erfassten Bezugsdaten werden ferner durch den Bezugskoordinatenberechnungsabschnitt 40 berechnet.
Die derart berechneten Bezugskoordinaten (a*0, b*0) entsprechen den erfassten Daten, die durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts einer neuen echten Banknote 1 mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, Bewirken, daß das Spektrophotometer 6 Licht, das von der Banknote 1 reflektiert wird, über die Lichtleitfaser 5 zum Erzeugen von spektralen Daten erfaßt, Dividieren der Intensitätsdaten der derart erzeugten spekt ralen Daten auf jeder Wellenlänge durch die Intensitätsdaten der spektralen Bezugsdaten auf der entsprechenden Wellenlänge zum Erzeugen von Intensitätsverhältnissen und Multiplizieren derselben mit 100 erzeugt werden. Daher ist, da auch echte Banknoten 1 während des Umlaufs schmutzig und/oder zerknittert werden und da ein Teil des Lichts, das von der Lichtquelle 4 ausgesendet wird, durch den Schmutz oder die Knitter diffus reflektiert wird, die Intensität des reflektierten Lichts der Banknote 1 niedriger als die, welche von einer neuen echten Banknote 1 reflektiert wird. Infolgedessen stimmen die Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten einer echten Banknote 1 nicht immer mit den Bezugskoordinaten (a*0, b*0) überein, aber der Punkt, der durch die Koordinaten (a*, b*) dargestellt ist, liegt innerhalb einer vorgegebenen Distanz DT zu dem Punkt, der durch die Bezugskoordinaten (a*0, b*0) dargestellt ist.
Hinsichtlich des vorstehenden berechnet der Distanzberechnungsabschnitt 41 die Distanz D zwischen dem Punkt, der durch die Bezugskoordinaten (a*0, b*0) dargestellt ist, welche durch den Bezugskoordinatenberechnungsabschnitt 40 berechnet werden, und dem Punkt, der durch die Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten dargestellt ist, und gibt sie an den Vergleichsabschnitt 42 aus.
Der Vergleichsabschnitt 42 vergleicht die Distanz D, die durch den Distanzberechnungsabschnitt 41 berechnet wird, mit einer vorgegebenen Distanz DT, die aus dem RAM-Speicher 9 ausgelesen wird, und wenn die folgende Formel erfüllt ist, unterscheidet er, daß die Banknote 1 echt ist. D ≤ DT
Wenn der Schwellenwert DT experimentell bestimmt wird, so daß nur die Distanz D zwischen dem Punkt, der durch die Koordinaten (a*, b*) von erfassten Daten der echten Banknote 1 dargestellt ist, und dem Punkt, der durch die Bezugskoordinaten (a*0, b*0) dargestellt ist, so eingerichtet ist, daß sie gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert DT ist und im RAM-Speicher 9 gespeichert wird, ist es daher möglich, die Echtheit einer Banknote 1 zu unterscheiden. 6 ist eine Farbtafel, die in einem a*-b*-Koordinatensystem angezeigt ist.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kann, da die Echtheit einer Banknote 1 auf Grundlage von Farbwertkoordinaten unterschieden wird, eine gefälschte Banknote mit hoher Genauigkeit von einer echten Banknote unterschieden werden. Ferner kann die Unterscheidungsgenauigkeit durch Auswählen des Schwellenwerts DT beliebig angepaßt werden.
7 ist ein Blockdiagramm des Unterscheiders 7, der in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist.
Wie in 7 gezeigt, beinhaltet der Unterscheider 7 gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich zu dem Unterscheider 7, der in 5 gezeigt ist, einen Bezugspolarkoordinatenberechnungsabschnitt 50 zum Umwandeln der Bezugskoordinaten (a*0, b*0) in Polarkoordinaten und Berechnen von Bezugspolarkoordinaten, und statt des Distanzberechnungsabschnitts 41 einen Polarkoordinatenumwandlungsabschnitt 51 zum Umwandeln von a*-b*-Koordinaten von erfassten Daten in Polarkoordinaten und einen Vergleichsabschnitt 52, der zum Unterscheiden der Echtheit einer Banknote 1 durch Vergleichen der Bezugspolarkoordinaten mit den Polarkoordinaten der erfassten Daten dient.
Ähnlich wie in der vorhergehenden Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, speichert das Spektrophotometer 6 in dieser Ausführungsform als spektrale Bezugsdaten nicht spektrale Daten, die durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts einer neuen echten Banknote 1 mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Erfassen von Licht, das von der Banknote 1 über die Lichtleitfaser 5 reflektiert wird, erzeugt werden, sondern es speichert spektrale Daten, die durch Anstrahlen eines weißen Papiers mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Erfassen von Licht, das von dem weißen Papier über die Lichtleitfaser 5 reflektiert wird, erzeugt werden als spektrale Bezugsdaten.
Daher werden auf ähnliche Art und Weise wie in der Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, Bezugskoordinaten (a*0, b*0) der erfassten Bezugsdaten durch den Bezugskoordinatenberechnungsabschnitt 40 berechnet.
Die Bezugskoordinaten (a*0, b*0) werden durch den Bezugspolarkoordinatenberechnungsabschnitt 50 auf Grundlage der folgenden Formeln in Polarkoordinaten umgewandelt, wobei Bezugspolarkoordinaten (r0, θ0) berechnet werden. r0 = (a*02 + b0*2)1/2 θ0 = tan – 1(b*0/a*0)
Ähnlich wie in der vorhergehenden Ausführungsform werden a*-b*-Koordinaten von erfassten Daten durch den Polarkoordinatenumwandlungsabschnitt 54 auf Grundlage folgender Formeln berechnet und umgewandelt. R = (a*2 + b*2)1/2 θ = tan–1(b*/a*)
Da auch echte Banknoten 1 während des Umlaufs schmutzig und/oder zerknittert werden und da ein Teil des Lichts, das von der Lichtquelle 4 ausgesendet wird, durch den Schmutz oder die Knitter diffus reflektiert wird, ist die Intensität des reflektierten Lichts der Banknote 1 niedriger als die, welche von einer neuen echten Banknote 1 reflektiert wird. Infolgedessen stimmen die Polarkoordinaten (r, θ) von erfassten Daten einer echten Banknote 1 nicht immer mit den Bezugskoordinaten (r0, θ0) überein, aber der Punkt, der durch die Polarkoordinaten (r, θ) dargestellt ist, liegt innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von dem Punkt, der durch Polarkoordinaten (r0, θ0) dargestellt ist. Daher kann der Vergleichsabschnitt 52 die Echtheit einer Banknote 1 in Abhängigkeit davon unterscheiden, ob die folgenden Formeln erfüllt sind oder nicht. |r0 – r| ≤ rT |θ0 – θ| ≤ θT,wobei rT und θT Schwellenwerte sind und im RAM-Speicher 9 gespeichert sind.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kann, da die Echtheit einer Banknote 1 auf Grundlage von Farbwertkoordinaten unterschieden wird, eine gefälschte Banknote mit hoher Genauigkeit von einer echten Banknote unterschieden werden. Ferner kann die Unterscheidungsgenauigkeit durch Auswählen der Schwellenwerte rT und θT beliebig angepaßt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde nun unter Bezugnahme auf eine spezifische Ausführungsform gezeigt und beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, daß die vorliegende Erfindung keineswegs auf die Einzelheiten der beschriebenen Anordnungen beschränkt ist, sondern daß Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der angefügten Ansprüche abzuweichen.
Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung in den oben beschriebenen Ausführungsformen, obwohl eine Erläuterung bezüglich der Unterscheidung der Echtheit einer Banknote 1 gegeben wurde, nicht nur effektiv zum Unterscheiden der Echtheit von Banknoten, sondern auch weitgehend zum Unterscheiden der Echtheit von Sicherheitszertifikaten und verschiedenen anderen Blättern angewendet werden.
Ferner wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Echtheit einer Banknote 1 durch Erzeugen von spektralen Daten durch Anstrahlen eines nicht bedruckten Oberflächenabschnitts einer Banknote 1 mit Licht, das von einer Lichtquelle 4 ausgesendet wird, und Bewirken, daß das Spektrophotometer 6 das Licht erfaßt, das von der Banknote 1 über die Lichtleitfaser 5 reflektiert wird, Erzeugen von erfassten Daten durch Dividieren von Intensitätsdaten der spektralen Daten der Banknote 1 auf jeder Wellenlänge durch Intensitätsdaten der spektralen Bezugsdaten auf einer entsprechenden Wellenlänge zum Erzeugen von Intensitätsverhältnissen und Multiplizieren derselben mit 100 und Vergleichen der derart erzeugten erfassten Daten mit den Bezugsdaten im Unterscheider 7 unterschieden. Die Echtheit einer Banknote 1 kann jedoch durch Speichern von spektralen Daten einer echten Banknote im RAM-Speicher 9 als Bezugsdaten, Ausgeben der spektralen Daten einer Banknote 1, die durch das Spektrophotometer 6 erzeugt werden, an den Unterscheider ohne Verwendung spektraler Bezugsdaten und Vergleichen der spektralen Daten der Banknote 1 mit den Bezugsdaten, die im RAM-Speicher 9 gespeichert sind, unterschieden werden.
Außerdem ist es in den oben beschriebenen Ausführungsformen, obwohl die spektralen Bezugsdaten unter Verwendung einer neuen echten Banknote 1 erzeugt werden, nicht absolut notwendig, eine neue echte Banknote 1 zu verwenden, sondern es reicht aus, eine echte Banknote 1 zum Erzeugen der spektralen Bezugsdaten zu verwenden.
Überdies ist es in den Ausführungsformen, die in 5 und 7 gezeigt sind, obwohl die spektralen Bezugsdaten unter Verwendung eines weißen Papiers erzeugt werden, nicht notwendig, eine weißes Papier zu verwenden, sondern es ist möglich, jegliches andere Blatt zum Erzeugen der spektralen Bezugsdaten zu verwenden.
Außerdem können in den oben beschriebenen Ausführungsformen, obwohl die Bezugsdaten und die Schwellenwerte im RAM-Speicher 9 gespeichert sind, alle oder Teile von diesen im ROM-Speicher 8 gespeichert sein.
Ferner müssen bei der vorliegenden Erfindung die jeweiligen Mittel nicht notwendigerweise physische Mittel und Anordnungen sein, wobei die Funktionen der jeweiligen Mittel, die durch Software erfüllt werden, in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Zudem kann die Funktion eines einzelnen Mittels durch zwei oder mehr physische Mittel erfüllt werden, und die Funktionen von zwei oder mehr Mitteln kann durch ein einzelnes physisches Mittel erfüllt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern vorzusehen, die die Echtheit eines Blatts, insbesondere einer Banknote oder eines Sicherheitszertifikats, genau unterscheiden kann.

Claims

Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern, umfassend eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht in Richtung auf ein Blatt, Lichtempfangsmittel zum Empfangen von Licht, das von der Lichtquelle ausgesendet und von einem nicht bedruckten Oberflächenabschnitt des Blatts reflektiert wird, und spektrale Datenerzeugungs- und Unterscheidungsmittel zum Unterscheiden der Echtheit des Blatts, wobei das Unterscheidungsmittel Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel zum Umwandeln der spektralen Daten, die durch das Lichtempfangsmittel erzeugt werden, in Farbwertkoordinaten und Distanzberechnungsmittel zum Berechnen einer Distanz zwischen einem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten der spektralen Daten, welche durch das Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel umgewandelt werden, dargestellt ist, und dem Ursprung des Farbwertkoordinatensystems umfaßt und zum Unterscheiden der Echtheit des Blatts auf Grundlage der Distanz zwischen dem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten der spektralen Daten, welche durch das Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel umgewandelt werden, dargestellt ist, und dem Ursprung des Farbwertkoordinatensystems gebildet ist.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern, umfassend eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht in Richtung auf ein Blatt, Lichtempfangsmittel zum Empfangen von Licht, das von der Lichtquelle ausgesendet und von einem nicht bedruckten Oberflächenabschnitt des Blatts reflektiert wird, und spektrale Datenerzeugungs- und Unterscheidungsmittel zum Unterscheiden der Echtheit des Blatts, wobei das Lichtempfangsmittel zum Speichern von spektralen Bezugsdaten eines echten Blatts im voraus, Erzeugen von erfassten Daten durch Dividieren von Intensitätsdaten der spektralen Daten des Blatts auf jeder Wellenlänge durch Intensitätsdaten der spektralen Bezugsdaten auf der entsprechenden Wellenlänge und Ausgeben der erfassten Daten an das Unterscheidungsmittel gebildet ist, und wobei das Unterscheidungsmittel Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel zum Umwandeln der erfassten Daten in Farbwertkoordinaten umfaßt und zum Unterscheiden der Echtheit des Blatts auf Grundlage der Farbwertkoordinaten der erfassten Daten, die durch das Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel umgewandelt werden, und erfasster Bezugsdaten, die durch Dividieren von Intensitätsdaten der spekt ralen Daten eines echten Blatts auf jeder Wellenlänge durch Intensitätsdaten der spektralen Bezugsdaten auf der entsprechenden Wellenlänge erhalten werden, gebildet ist.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern nach Anspruch 2, wobei das Unterscheidungsmittel ferner Distanzberechnungsmittel zum Berechnen einer Distanz zwischen einem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten der erfassten Daten, die durch das Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel umgewandelt werden, dargestellt ist, und einem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten der erfassten Bezugsdaten dargestellt ist, umfaßt und zum Unterscheiden der Echtheit des Blatts auf Grundlage der Distanz zwischen dem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten der erfassten Daten dargestellt ist, und dem Punkt, der durch die Farbwertkoordinaten der erfassten Bezugsdaten dargestellt ist, die durch das Distanzberechnungsmittel berechnet werden, gebildet ist.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern nach Anspruch 2, wobei das Unterscheidungsmittel ferner Bezugspolarkoordinatenumwandlungsmittel zum Umwandeln der Farbwertkoordinaten der erfassten Bezugsdaten in Polarkoordinaten, Polarkoordinatenumwandlungsmittel zum Umwandeln der Farbwertkoordinaten der erfassten Daten, die durch das Farbwertkoordinatenumwandlungsmittel in Polarkoordinaten umgewandelt werden, und Vergleichsmittel zum Vergleichen der Polarkoordinaten der erfassten Bezugsdaten, die durch das Bezugspolarkoordinatenumwandlungsmittel umgewandelt werden, mit den Polarkoordinaten der erfassten Daten, die durch das Polarkoordinatenumwandlungsmittel umgewandelt werden, umfaßt, wodurch es die Echtheit des Blatts unterscheidet.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Lichtempfangsmittel ein Spektrophotometer beinhaltet.
Vorrichtung zum Unterscheiden von Blättern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Blatt aus der Gruppe ausgewählt ist, die eine Banknote und ein Sicherheitszertifikat umfaßt.