Система для распознавания документов

Изобретение относится к системе для распознавания документов, используемой для идентификации документов, содержащих защитную метку из вещества, возбуждаемого светом, который излучается соответствующим источником света. Технический результат заключается в создании надежной системы определения подлинности документов, которая характеризуется простотой конструкции и малыми размерами. Система включает монохроматический источник света, состоящий из лазерного диода (1) с модулируемой частотой излучения и по меньшей мере двух детекторных узлов (3), которые используются для обнаружения света, излучаемого на разных длинах волн возбуждаемым веществом защитной метки на документе, который нужно идентифицировать, в отраженном или проходящем свете. Каждый из указанных детекторных узлов (3) связан с системой электронной обработки, включающей фильтр (7) и усилитель (8), которые, в свою очередь, соединены с единым микропроцессором. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к системам для распознавания документов, которые используются для распознавания документов, снабженных защитной меткой из вещества, возбуждаемого световым излучением, так что система распознавания образована соответствующим источником света и по меньшей мере одной парой детекторных узлов для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки распознаваемого документа, при этом каждый детекторный узел связан с системой электронной фильтрации и обработки сигнала, соединенной с микропроцессором.

Так, источник света, образованный модулируемым диодным лазером, возбуждает на определенной длине волны вещество защитной метки распознаваемого документа, излучающее свет на разных длинах волн; эти длины волн обнаруживаются детекторными узлами в отношении определенных точек характеристической кривой генерируемых волн, и после их электронной обработки микропроцессор выполняет анализ и соответствующие операции, чтобы сравнить их с набором значений, хранимым в памяти, с целью определения, является ли документ подлинным или подложным.

Узел источника света состоит из сфокусированного или коллимированного диодного лазера и фильтра для устранения излучений вне рабочей длины волны этого типа лазера.

Каждый детекторный узел образован фотодиодом, фильтром и линзой и надлежащим образом капсулирован.

С другой стороны, распознавание документа может быть выполнено либо в отраженном свете, когда свет, испускаемый защитной меткой распознаваемого документа, обнаруживается детекторными узлами со стороны падения света лазера, либо на просвет (в проходящем свете), когда свет, излучаемый лазером, проходит сквозь распознаваемый документ, возбуждая защитную метку, а обнаружение осуществляется детекторными узлами с другой стороны от документа.

Также, при надлежащей выходной мощности, устройство может работать так, что свет лазера проходит сквозь документ и возбуждает защитную метку, а свет, излучаемый веществом защитной метки, проходит через документ обратно и считывается с той же самой стороны, с которой падает свет лазера.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Представленная система может быть использована для распознавания любого типа документов, снабженных защитной меткой, и может, в частности, применяться для распознавания банкнот, допуская интеграцию основной оптической структуры системы распознавания и формирующих ее элементов в устройство малых размеров, с минимальной стоимостью и высокой надежностью, что делает систему полезной и экономически эффективной для любого типа предприятий и учреждений.

АНАЛОГИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Что касается имеющихся на рынке устройств для распознавания документов, то они, в первую очередь, могут быть разделены в соответствии со сферой их использования; так, можно сослаться на устройства для распознавания банкнот для применения в разнообразных учреждениях и на устройства с основным применением в банковской сфере.

Так, в качестве устройств для распознавания банкнот для применения в разнообразных учреждениях можно использовать устройства, основанные на облучении защитной метки ультрафиолетовым светом, который вызывает возбуждение метки.

Такие системы, преимуществом которых является невысокая стоимость производства, имеют низкую надежность распознавания, поэтому фальшивые банкноты могут быть признаны подлинными. Это происходит потому, что возбуждение защитной метки производится простым излучением ультрафиолетового света, а этот метод хорошо известен и преодолевается фальшивомонетчиками. Более того, данное устройство не может рассматриваться как устройство обнаружения, так как именно оператор решает, подлинная ли банкнота.

Устройства с основным применением на объектах банковской сферы имеют, с одной стороны, преимущество - высокую надежность, а с другой стороны, недостаток - высокую стоимость, делающую их применение в обычном бизнесе невыгодным.

Можно сослаться на патент США №4146792, который раскрывает систему для проверки и удостоверения подлинности ценной бумаги, в которой свет также направляется на возбуждаемое вещество, но эта система более сложная и ее оптическая эффективность меньше, и комплексную систему сбора и анализа света, состоящую из компаратора, который выполняет вычитание из усиленного сигнала, детектированного фотодиодами, сравнивая его с установленным сигналом для проверки подлинности ценной бумаги.

Также можно упомянуть патент США №4598205, который раскрывает ценную бумагу с признаками достоверности в форме люминесцентных веществ, светящихся только в невидимой области оптического спектра, и процесс ее сравнения, где после возбуждения люминесцентного вещества невидимым светом оно в качестве сигнала подлинности излучает исключительно невидимый свет разных длин волн.

В этом случае устройство для проверки подлинности включает источник света и фильтр, который позволяет определенному диапазону длин волн пройти через кристалл, помещенный под углом 45 градусов к направлению падения волн, который пропускает предварительно прошедшие через фильтр 50 процентов света в сторону документа, подлинность которого следует проверить, при этом отраженные волны проходят через указанный кристалл к фильтру и к детектору.

Наконец, следует указать на европейский патент №0513025, раскрывающий устройство обнаружения, которое можно использовать для проверки механизма защиты или для анализа образца, содержащего материал, вызывающий комбинационное рассеяние света; устройство включает главный монохроматический источник света, предпочтительно гелий-неоновый лазер, средства для наведения источника света на образец, средства для отделения излучения источника света от излучения, испускаемого или рассеиваемого образцом, средства, выполненные с возможность отделять свет комбинационного рассеяния от света соседней длины волны, и один или более дефлектор для соответствующих выделенных излучений.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Представленное описание раскрывает систему для распознавания документов, снабженных защитной меткой, образованной веществом, способным возбуждаться, когда на него излучается свет, исходящий от соответствующего источника света; система включает соответствующий источник света, образованный частотно-модулируемым лазерным диодом, и по меньшей мере два детекторных узла для обнаружения, в отраженном или проходящем свете, света от возбуждаемого вещества защитной метки распознаваемого документа, причем каждый узел связан с системой электронной фильтрации и обработки сигнала, соединенной, в свою очередь, с единым микропроцессором.

Так как источник света образован миниатюрным лазерным диодом со сфокусированным светом, то вся его световая выходная мощность сосредоточена в узком диапазоне длин волн и в одной точке; т.е. поскольку это не протяженный источник света больших размеров и с рассеянным светом, то фильтр для устранения нежелательных излучений имеет очень малую себестоимость, так как он устраняет излучения, в тысячи раз меньшие по величине.

С другой стороны, каждый детекторный узел для обнаружения, в отраженном или проходящем свете, света, излученного возбуждаемым веществом защитной метки, образован надлежащим образом капсулированными фотодиодом, фильтром и линзой.

Кроме того, каждый детекторный узел для обнаружения, в отраженном или проходящем свете, света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки, интегрирован в корпус, который объединяет все детекторные узлы для обнаружения излученного света так, что все детекторные узлы направлены в одну точку, как можно видеть на фиг.4, 5, 6.

Таким образом, источник света, образованный узлом частотно-модулируемого лазерного диода, возбуждает на определенной длине волны вещество защитной метки распознаваемого документа, излучающее свет на разных длинах волн, которые обнаруживаются детекторными узлами в отношении определенных точек характеристической кривой генерируемых волн, так что после их электронной обработки микропроцессор выполняет надлежащий анализ и операции, чтобы сравнить их с набором значений, хранимых в его памяти, с целью определения, является ли распознаваемый документ подлинным или подложным.

Характеристическая кривая генерируемых волн, показанная на фиг.3, анализируется несколькими детекторными узлами, при этом возможны разные методы сравнения. Так, могут быть проанализированы относительные интенсивности излучения на разных длинах волн λ₁, λ₂, λ₃ ...; или может быть задан порог и проведен анализ наличия излучения на частотах λ₁, λ₂, λ₃ ...; в обоих случаях эти длины волн для каждого из детекторных узлов определяются фильтром, интегрированным в детекторный узел.

С другой стороны, система для распознавания документов включает датчик присутствия, определяющий местоположение защитной метки на распознаваемом документе и позволяющий узнать область распознавания и ее положение на документе.

При таком размещении элементов, формирующих часть системы распознавания, длина оптического пути обнаружения очень мала, так что достигается больший оптический допуск на расстояние прохода банкноты и обеспечивается низкая себестоимость и малый размер устройства.

Предложенная оптическая структура позволяет диодному лазеру, так же как и детекторным узлам для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки, находиться очень близко к документу, т.е. длина оптического пути очень мала, что препятствует рассеянию света, излучаемого веществом (как можно видеть на фиг.1 и 2).

Чтобы дополнить следующее ниже описание и помочь лучшему пониманию особенностей изобретения, к настоящему описанию приложен ряд чертежей, которые с целью иллюстрации, а не ограничения, показывают наиболее характерные детали изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает вид оптической структуры системы для распознавания документов, основанной на обнаружении света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки распознаваемого документа, в отраженном свете, эта система включает пару детекторных узлов.

Фиг.2 показывает вид оптической структуры системы для распознавания документов, основанной на обнаружении света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки распознаваемого документа, в проходящем свете, эта система также включает пару детекторных узлов.

Фиг.3 показывает последовательность точек, в которых выполняется измерение длины волны, с учетом характеристической кривой генерируемых волн.

Фиг.4 показывает в перспективе вид элемента, который объединяет детекторные узлы для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки распознаваемого документа, указанный элемент объединяет, например, восемь детекторных узлов; как можно видеть, детекторные узлы наклонены, так что они все наведены в точку излучения света.

Фиг.5 представляет вид в плане элемента, показанного на фиг.4, который объединяет несколько детекторных узлов для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки распознаваемого документа.

Фиг.6 представляет вид элемента, показанного на фиг.5, сбоку, этот элемент объединяет несколько детекторных узлов для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки распознаваемого документа; можно видеть, как наклонены детекторные узлы, так что они все наведены в точку излучения света.

Фиг.7 показывает вид элемента, показанного на фиг.5, сбоку с поворотом на 90 градусов по отношению к фиг.6; этот элемент объединяет несколько детекторных узлов для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки распознаваемого документа; можно видеть, как наклонены детекторные узлы, так что они все наведены в точку излучения света.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На чертежах показано, что система распознавания документов включает частотно-модулируемый диодный лазер 1, свет которого излучается на распознаваемый документ 2, снабженный защитной меткой, образованной веществом, возбуждаемым светом с определенной длиной волны и излучающим при возбуждении свет на разных длинах волн; этот свет обнаруживают по меньшей мере двумя детекторными узлами для определенных точек характеристической кривой генерируемых волн.

С другой стороны, так как источник света образован лазерным диодом малых размеров и со сфокусированным светом, то вся его выходная световая мощность сосредоточена в узком диапазоне длин волн и в одной точке; т.е. поскольку это не протяженный источник света больших размеров и с рассеянным светом, то фильтр для устранения нежелательных излучений имеет очень малую себестоимость, поскольку он устраняет излучения в тысячи раз меньшей величины.

Так, в других системах обнаружения, с излучающими свет лампами, используемый фильтр должен фильтровать много нежелательных длин волн, поэтому эффективная выходная мощность в таких системах очень мала по сравнению с реальной выходной мощностью лампы, в отличие от лазера, в котором реальная выходная мощность составляет 99% эффективной выходной мощности. Благодаря всему этому получено устройство с очень низким потреблением мощности, составляющим 3 Вт, тогда как, например, видеомагнитофон в режиме ожидания потребляет 5 Вт.

Детекторные узлы 3 состоят из фотодиода 4, фильтра 5 и линзы 6, так что свет, излучаемый возбуждаемым веществом защитной метки, обнаруживается детекторными узлами 3, аналогично обрабатывается посредством фильтра 7 и усилителя 8 и посылается в микропроцессор, включенный в систему.

Таким образом, после выполнения требуемых операций микропроцессор вычисляет разность сигналов, анализируемых детекторными узлами, для сравнения с величиной, хранящейся в его памяти, с целью определения, является ли документ подлинным или поддельным; на фиг.3 показана последовательность точек, в которых осуществляется измерение для соответствующих длин волн, выбранных с учетом характеристической кривой генерируемых волн.

Система может включать разное число детекторных узлов 3, но по меньшей мере включает два детекторных узла.

Важное преимущество системы состоит в том, что оптические компоненты имеют малую себестоимость и они могут быть объединены в устройство очень малых размеров, что позволяет применять это устройство в любом типе учреждений, и в то же время такое устройство является вполне надежным.

Все это является следствием того факта, что длина оптического пути, который проходит свет, излучаемый диодным лазером 1, и свет, излучаемый возбуждаемым веществом защитной метки, очень мала.

Другими словами, благодаря такому выполнению и размещению элементов, малой длине пути излученного веществом света, который является считываемым светом, и фокусировке выходной мощности лазера в одной очень маленькой точке, достигается высокий оптический выход, что позволяет очень четко обнаруживать вещество и, вследствие этого, позволяет использовать обычный детектор, к которому добавлен фильтр, без использования высокочувствительных детекторов, таких как очень хрупкие фотоумножители, с очень коротким сроком службы. Поскольку используемые компоненты не являются хрупкими, достигается очень большой средний срок службы, кроме того, данное устройство не требует никакого технического обслуживания.

Система может работать на отражение (в отраженном свете), когда свет излучается возбуждаемым веществом распознаваемого документа с той же стороны, с которой подается лазерный свет возбуждения, а при достаточной мощности выходного сигнала и тот и другой свет проходит через банкноту, и свет обнаруживается детекторными узлами, размещенными рядом с источником лазерного света возбуждения; или система может работать на просвет (в проходящем свете), когда свет, излучаемый диодным лазером, проходит через документ и возбуждает возбуждаемое вещество распознаваемого документа, и излучение этого вещества анализируется с этой второй стороны документа.

Разные детекторные узлы объединены в корпусе 9, все они направлены в точку пути прохода документа 2, который нужно распознать, как можно видеть на приложенных чертежах.

Кроме того, устройство, в которое встроена система для распознавания документов, включает датчик присутствия, что позволяет узнать положение защитной метки на документе и способствует надежной работе системы.

1. Система для распознавания документов, снабженных защитной меткой, содержащей вещество, которое способно возбуждаться, когда на него падает свет, приходящий от монохроматического источника света, с излучением при этом света на разных длинах волн, включающая монохроматический источник света для возбуждения указанного вещества и по меньшей мере два детекторных узла (3) для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом метки распознаваемого документа, причем каждый детекторный узел (3) связан с системой электронной обработки, образованной фильтром (7) и усилителем (8), которые соединены с единым микропроцессором, каждый детекторный узел (3) помещен в корпус (9), который объединяет вместе все детекторные узлы (3) для обнаружения света, излучаемого возбуждаемым веществом защитной метки, указанные детекторные узлы направлены в общую точку, чтобы обнаруживать интенсивности света, излучаемого меткой на разных длинах волн (λ₁...λ₉), а микропроцессор выполнен с возможностью анализировать интенсивности обнаруженного света разных длин волн путем сравнения их с набором значений, хранимых в памяти микропроцессора, с целью определения, является ли распознаваемый документ подлинным или поддельным.

2. Система по п.1, в которой источник света включает миниатюрный диодный лазер (1) со сфокусированным светом, так что он излучает весь свет в узком диапазоне длин волн и в одну точку.

3. Система по п.1 или 2, в которой каждый детекторный узел (3) образован фотодиодом (4), фильтром (5) и линзой (6), которые надлежащим образом капсулированы.

4. Система по п.3, в которой фильтры (5) выбраны так, чтобы разные детекторные узлы (3) определяли интенсивности света, соответствующие разным длинам волн (λ₁...λ₉).

5. Система по п.1 или 2, в которой элементы, формирующие часть системы распознавания, размещены так, что длина пути обнаружения очень мала, благодаря чему достигается больший оптический допуск на расстояние прохода банкноты, а также обеспечиваются малые размеры и низкая стоимость оборудования.

6. Система по п.1 или 2, включающая датчик присутствия, определяющий местоположение защитной метки на распознаваемом документе.

7. Система по п.1 или 2, в которой источник света снабжен фильтром для достижения необходимой монохроматичности.

8. Система по п.1 или 2, в которой источник света включает диодный лазер.

9. Система по п.8, в которой диодный лазер представляет собой частотно-модулируемый диодный лазер (1).

10. Система по п.1 или 2, выполненная с возможностью анализа относительных интенсивностей света, излучаемого возбуждаемым веществом на разных длинах волн (λ₁-λ₉), обнаруживаемых соответствующими детекторными узлами (3), причем указанные длины волн определяются соответствующими фильтрами (5), встроенными в соответствующие детекторные узлы.

11. Система по п.1 или 2, выполненная с возможностью определять относительно заданного порога наличие или отсутствие излучения возбуждаемого вещества на разных длинах волн (λ₁-λ₉), обнаруживаемых соответствующими детекторными узлами (3), причем указанные длины волн определяются соответствующими фильтрами (5), встроенными в соответствующие детекторные узлы.

12. Система по п.1 или 2, в которой детекторные узлы (3) размещены так, чтобы обнаруживать излучение возбуждаемого вещества защитной метки в отраженном свете.

13. Система по п.1 или 2, в которой детекторные узлы (3) размещены так, чтобы обнаруживать излучение возбуждаемого вещества защитной метки в проходящем свете.