Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Überprüfung des Verschmutzungsgrades von Banknoten.The invention is based on a method and a device for checking the degree of soiling of banknotes.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden eingesetzt um verschmutzte Banknoten zu erkennen und aus einer Gesamtheit von Banknoten auszusondern. Banknoten, welche aufgrund von Abnutzung oder Beschädigung eine schlechte Qualität aufweisen, beeinträchtigen den Zahlungsverkehr und erschweren das Erkennen von Sicherheitsmerkmalen. Zu derartigen Abnutzungserscheinungen und Beschädigungen zählen eine großflächige Verschmutzung, Risse, mangelnde Steifigkeit, Löcher, Flecken, abgerissene oder umgeknickte Ecken, Falten und Klebestreifen zu Reparaturzwecken. Derart beschädigte oder beeinträchtigte Banknoten werden regelmäßig ausgesondert. Dies erfolgt bevorzugt während einer maschinellen Verarbeitung von Banknoten beispielsweise beim Kontrollieren, Verifizieren oder Zählen von Banknoten. Die Banknoten werden zur Erkennung von Verschmutzungen und Beschädigungen üblicherweise während ihres Transports mittels mindestens einer Lichtquelle beleuchtet. Das von den Banknoten reflektierte und/ oder emittierte Licht und/ oder die Transmission des Lichts durch die Banknoten wird mit optischen Sensoren erfasst. Aus der Auswertung des durch die Sensoren erfassten Lichts wird anschließend der Grad der Verschmutzung bestimmt. Andere Abnutzungen oder Beschädigungen können auf die gleiche oder eine andere Weise überprüft werden. Zu Überprüfung der Verschmutzung kann beispielsweise aus dem mittels der Sensoren erfassten Licht die optische Dichte von Banknoten bestimmt werden. Ist diese größer als ein vorgegebener Schwellenwert, so wird daraus auf eine starke Verschmutzung geschlossen. Die Schwellenwerte für die verschiedenen Banknoten werden vorgegeben. So gibt beispielsweise die Europäische Zentralbank für die verschiedenen Denominationen der Euro-Banknoten Schwellenwerte für die optische Dichte bei Einstrahlung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen vor. Diese Schwellenwerte werden auch als EZB-Soil-Schwellen bezeichnet. So wird beispielsweise der Schwellenwert der optischen Dichte für die 500 Euro Banknote, die 50 Euro Banknote und die 10 Euro Banknote bei Einstrahlung von Licht mit einer Wellenlänge zwischen 500 und 560 nm vorgegeben. Für die 200 Euro Banknote wird der Schwellenwert der optischen Dichte bei Licht mit einer Wellenlänge zwischen 410 und 450 nm vorgegeben. Für die Nennwerte 100, 20 und 5 Euro wird der Schwellenwert der optischen Dichte zwischen 590 und 650 nm vorgegeben. Diese Wellenlängenbereiche stehen in Zusammenhang mit den Farben, mit denen die Banknoten bedruckt sind.Such methods and devices are used to detect soiled banknotes and weed out a set of banknotes. Banknotes that are poor in quality due to wear or damage affect payment transactions and make it more difficult to identify security features. Such signs of wear and damage include large-scale soiling, cracks, lack of rigidity, holes, stains, torn or folded corners, wrinkles and tape for repair. Such damaged or impaired banknotes are regularly discarded. This is preferably done during a machine processing of banknotes, for example when controlling, verifying or counting banknotes. Banknotes are usually illuminated during transport by at least one light source to detect soiling and damage. The light reflected and / or emitted by the banknotes and / or the transmission of the light through the banknotes is detected by optical sensors. From the evaluation of the light detected by the sensors, the degree of contamination is then determined. Other wear or damage may be checked in the same or a different way. To check the contamination, for example, the optical density of banknotes can be determined from the light detected by the sensors. If this is greater than a predetermined threshold, it is concluded that there is a lot of pollution. The thresholds for the different banknotes are given. For example, the European Central Bank gives for the various Denominations of euro banknotes thresholds for the optical density when irradiating light of different wavelengths. These thresholds are also referred to as ECB Soil thresholds. Thus, for example, the threshold value of the optical density for the 500 euro banknote, the 50 euro banknote and the 10 euro banknote given by irradiation of light with a wavelength between 500 and 560 nm. For the 200 euro banknote the threshold value of the optical density is specified for light with a wavelength between 410 and 450 nm. For denominations of 100, 20 and 5 euros, the threshold of the optical density between 590 and 650 nm is specified. These wavelength ranges are related to the colors used to print the banknotes.
Als problematisch erweist sich dabei, dass die optische Dichte verschmutzter und sogar stark verschmutzter Banknoten bei Einstrahlung von Licht innerhalb des vorgegebenen Wellenlängenbereichs unterhalb des ebenfalls vorgegebenen Schwellenwerts liegen kann und damit eine Erkennung und Aussonderung verschmutzter Banknoten nicht zuverlässig möglich ist.It proves to be problematic in this case that the optical density of soiled and even heavily soiled banknotes can be below the likewise predetermined threshold value upon irradiation of light within the predetermined wavelength range and thus reliable detection and rejection of soiled banknotes is not possible.
Aus der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung des Verschmutzungsgrades von Banknoten zur Verfügung zur stellen, welche mittels Licht eines für alle Denominationen der Banknoten gemeinsamen Wellenlängenbereichs die Überprüfung des Verschmutzungsgrades in zuverlässiger Weise ermöglicht, ohne dass hierzu die Denomination vorgegeben oder bestimmt werden muss.The invention has for its object to provide a method and apparatus for checking the degree of contamination of banknotes available, which allows the use of light of a common for all denominations of banknotes wavelength range, the verification of the degree of contamination in a reliable manner, without the denomination given or must be determined.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die zu überprüfenden Banknoten mit sichtbarem Licht des blauen Wellenlängenbereichs beleuchtet werden. Die Wellenlänge des Lichts liegt damit zwischen 380 und 480 nm. Mindestens ein optischer Sensor erfasst das Licht nach der Wechselwirkung mit einer Banknote. Eine Wechselwirkung zwischen dem Licht und der Banknote erfolgt in Form von Reflektion, Transmission oder Emission aufgrund von Lumineszenz.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by an apparatus having the features of claim 6. The method is characterized in that the banknotes to be checked are illuminated with visible light of the blue wavelength range. The wavelength of the light is thus between 380 and 480 nm. At least one optical sensor detects the light after interacting with a banknote. An interaction between the light and the banknote takes place in the form of reflection, transmission or emission due to luminescence.
Zur Auswertung kann aus dem mittels des optischen Sensors erfassten Licht die Intensität oder die optische Dichte bestimmt werden. Die Verschmutzung von Banknoten sorgt für eine Erhöhung der optischen Dichte gegenüber neuwertigen Banknoten und für eine Reduzierung der Reflektion von Licht an der Oberfläche der Banknoten. Vorteilhafterweise treten bei der Einstrahlung von blauem Licht größere Unterschiede bei der Intensität und der optischen Dichte von neuwertigen und sauberen Banknoten einerseits und verschmutzten Banknoten andererseits auf als bei Einstrahlung von Licht anderer Wellenlängen. Dies gilt für die Banknoten verschiedener Nennwerte und Denominationen. Damit ist eine Erkennung verschmutzter Banknoten unabhängig von ihrem Nennwert in zuverlässiger Weise möglich.For evaluation, the intensity or the optical density can be determined from the light detected by means of the optical sensor. The soiling of banknotes causes an increase in optical density over new banknotes and a reduction in the reflection of light on the surface of the banknotes. Advantageously, when blue light is irradiated, there are greater differences in the intensity and optical density of new and clean banknotes on the one hand and dirty banknotes on the other hand than in the irradiation of light of other wavelengths. This applies to banknotes of different denominations and denominations. This makes it possible to reliably detect contaminated banknotes regardless of their nominal value.
Die Banknoten werden bei der Durchführung des Verfahrens in bekannter Weise transportiert. Die Lichtquelle und der Sensor sind ortsfest angeordnet. Aufgrund der Relativbewegung zwischen einer transportierten Banknote und der ruhenden Lichtquelle und dem Sensor findet eine Abtastung der Banknote in Transportrichtung statt. Bei dem Sensor kann es sich um einen Zeilensensor oder eine Zeilenkamera handeln. Die Länge der Zeile ist dabei auf die senkrecht zur Transportrichtung gemessene Ausdehnung der Banknoten abgestimmt. Derartige Zeilensensoren ermöglichen die Abtastung der Banknoten an ihrer gesamten den Zeilensensoren zugewandten Oberfläche. Darüber hinaus können auch so genannte Spurensensoren eingesetzt werden. Sie weisen nur einen oder einige wenige Bildpunkte auf und ermöglichen daher die laterale Abtastung nur in einem schmalen Bereich. Da es bei der Verschmutzung um eine großflächige Verunreinigung der Banknoten handelt, kann der Einsatz eines Spursensors ausreichend sein.The banknotes are transported in the implementation of the method in a known manner. The light source and the sensor are arranged stationary. Due to the relative movement between a transported banknote and the stationary light source and the sensor, a scanning of the banknote takes place in the transport direction. The sensor may be a line sensor or a line scan camera. The length of the line is tuned to the measured perpendicular to the transport direction expansion of the banknotes. Such line sensors allow the scanning of the banknotes on their entire surface facing the line sensors. In addition, so-called track sensors can also be used. They have only one or a few pixels and therefore allow lateral scanning only in a narrow range. Since the contamination is a large-scale contamination of banknotes, the use of a track sensor may be sufficient.
Bei den Sensoren wird ferner zwischen Auflichtsensoren und Durchlichtsensoren unterschieden. Bei Auflichtsensoren befinden sich die Lichtquelle und der Sensor auf derselben Seite der Transportstrecke der Banknote. Derartige Sensoren weisen Reflektionen und eventuell auch Lumineszenz nach. Bei Durchlichtsensoren befindet sich der Sensor auf der der Lichtquelle abgewandten Seite der Transportstrecke der Banknote. Durchlichtsensoren eignen sich zum Nachweis von Transmissionen. Die Lichtquellen können nur auf einer Seite der Transportstrecke oder auf beiden Seiten der Transportstrecke angeordnet sein. Entsprechend können die Sensoren nur auf einer oder auf beiden Seiten der Transportstrecke angeordnet sein.The sensors further distinguish between incident sensors and transilluminators. In the case of incident light sensors, the light source and the sensor are located on the same side of the transport path of the banknote. Such sensors detect reflections and possibly also luminescence. For transmitted light sensors, the sensor is located on the light source opposite side of the transport route of the banknote. Transmitted light sensors are suitable for the detection of transmissions. The light sources can be arranged only on one side of the transport path or on both sides of the transport path. Accordingly, the sensors can be arranged only on one or both sides of the transport path.
Vorteilhafterweise kann zur Auswertung nur das von den unbedruckten Bereichen einer Banknote reflektierte und/ oder emittierte und/ oder das aufgrund von Transmission durch die unbedruckten Bereiche penetrierte Licht ausgewertet werden. Da diese Bereiche bei allen Banknoten einer Währung identisch oder zumindest näherungsweise identisch sind, sind die bei der Auswertung des Lichts dieser Bereiche ermittelten Werte neuwertiger Banknoten identisch oder sehr ähnlich. Der Schwellenwert für eine verschmutzte Banknote kann somit unabhängig von der Denomination vorgegeben werden.Advantageously, only the light reflected and / or emitted from the unprinted areas of a banknote and / or the light penetrated due to transmission through the unprinted areas can be evaluated for evaluation. Since these areas are identical or at least approximately identical for all banknotes of a currency, the values of new banknotes determined in the evaluation of the light of these areas are identical or very similar. The threshold for a soiled banknote can thus be specified independently of the denomination.
Die Banknoten werden mit gepulstem Licht beleuchtet. In diesem Fall ist eine zeitliche Auflösung der Abtastung möglich.The banknotes are illuminated with pulsed light. In this case, a temporal resolution of the scan is possible.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Banknoten zusätzlich mit gepulstem Licht anderer Wellenlängenbereiche beleuchtet. Die Lichtpulse sind zeitlich versetzt zueinander. Sie werden in einer zeitlichen Reihenfolge von verschiedenen Lichtquellen emittiert. Durch die Kombination von Messungen im blauen Spektralbereich mit anderen Farbkanälen können wellenlängenabhängige und/ oder konfigurationsabhängige Effekte ausgewertet und zur Erkennung von Verschmutzungen oder gegebenenfalls weiterer Merkmale verwendet werden. Zu den verschiedenen Wellenlängenbereichen zählen neben Blau beispielsweise Infrarot, Rot und Grün. Zu den verschiedenen Farben kann entweder nur die Reflektion, nur die Transmission oder nur die Emission bestimmt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, bei bestimmten Farben nur die Transmission, bei anderen nur die Reflektion und bei einer letzten Farben nur die Emission zu bestimmen. Dadurch können verschiedene Effekte untersucht und zur Überprüfung der Verschmutzung eingesetzt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the banknotes are additionally illuminated with pulsed light of other wavelength ranges. The light pulses are staggered in time. They are emitted in a chronological order by different light sources. By combining measurements in the blue spectral range with other color channels, wavelength-dependent and / or configuration-dependent effects can be evaluated and used to detect soiling or possibly further features. In addition to blue, the different wavelength ranges include, for example, infrared, red and green. For the different colors, either only the reflection, only the transmission or only the emission can be determined. In addition, there is the possibility, with certain colors only the transmission, with other only the reflection and for a final color only to determine the emission. As a result, various effects can be investigated and used to check the contamination.
Die Reihenfolge der Lichtpulse ist unregelmäßig in der Abfolge. So kann beispielsweise in einem ersten Zyklus die Reihenfolge Grün, Rot, Blau sein. In einem zweiten Zyklus wird der blaue Lichtpuls durch einen infraroten Lichtpuls ersetzt. In einem dritten Zyklus wird der infrarote Lichtpuls durch einen ultravioletten Lichtpuls ersetzt. Der vierte Zyklus stimmt dann wieder mit dem ersten Zyklus überein. Die Wiederholung der blauen Lichtpulse kann bei kurzen Zyklen und vergleichsweise geringer Transportgeschwindigkeit der Banknoten nur jeden zweiten, dritten oder vierten Zyklus erfolgen. Insbesondere wenn nur die unbedruckten Bereiche einer Banknote für die Überprüfung verwendet werden und diese groß sind, ist eine geringe räumliche Auflösung und damit eine geringe Wiederholungsrate der blauen Lichtpulse ausreichend.The order of the light pulses is irregular in the sequence. For example, in a first cycle, the order may be green, red, blue. In a second cycle, the blue light pulse is replaced by an infrared light pulse. In a third cycle, the infrared light pulse is replaced by an ultraviolet light pulse. The fourth cycle then agrees again with the first cycle. The repetition of the blue light pulses can take place with short cycles and comparatively low transport speed of the banknotes only every second, third or fourth cycle. In particular, if only the unprinted areas of a banknote are used for checking and these are large, a low spatial resolution and thus a low repetition rate of the blue light pulses is sufficient.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird nur das von unbedruckten Bereichen einer Banknote reflektierte, transmittierte und/ oder emittierte Licht nach der Erfassung ausgewertet. Hinsichtlich dieser Bereiche stimmen die Banknoten einer Währung überein. Dies begünstigt die Überprüfung der Verschmutzung der Banknoten anhand des monochromatischen, blauen Lichtes. Der Schwellenwert kann in diesem Fall für alle Nennwerte der Banknoten gleich sein.According to a further advantageous embodiment of the invention, only the light reflected from unprinted areas of a banknote, transmitted and / or emitted light is evaluated after the detection. With regard to these areas, the banknotes of one currency are the same. This favors the verification of banknotes soiling from the monochromatic blue light. The threshold may in this case be the same for all denominations of banknotes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung von Banknoten auf ihren Verschmutzungsgrad ist mit mindestens einer Lichtquelle ausgestattet, die die Banknoten mit Licht des blauen Spektralbereichs beleuchtet. Bei der Lichtquelle kann es sich um eine Licht emittierende Diode LED handeln, welche blaues Licht abstrahlt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, eine Lichtquelle zu verwenden, die weißes Licht emittiert, und diese Lichtquelle mit einem Farbfilter zu kombinieren. Ferner ist die Vorrichtung mit mindestens einem Sensor ausgestattet, der das von den Banknoten reflektierte und/ oder transmittierte und/ oder emittierte Licht erfasst. Dabei kann es sich um einen Spursensor oder einen Zeilensensor handeln. Als Spursensor eignen sich auch eine oder mehrere Photodioden. Es kann sich aber auch um andere Arten von lichtempfindlichen Sensoren handeln. Als Zeilenkamera kann beispielsweise ein Kontakt-Bildsensor eingesetzt werden. Dieser wird auch als Contact Image Sensor CIS bezeichnet. Die zweidimensionale Auflösung ergibt sich durch den Transport der Banknoten relativ zum Sensor. Der Kontakt-Bildsensor benötigt nahezu direkten Kontakt zu den Banknoten. Wichtiger als eine laterale Auflösung ist bei der Überprüfung von Banknoten auf Verschmutzung hohe Tiefenschärfe und eine Langzeitstabilität des Sensors. Die Tiefenschärfe ist wichtig, da die Banknoten bei ihrem Transport unterschiedliche Abstände zum Sensor aufweisen können. Eine Langzeitstabilität des Sensors ist ebenfalls von großer Bedeutung, da ein Vergleich der Messwerte mit einem vorgegebenen Schwellenwert stattfindet. Diese Messung muss reproduzierbar sein.The device according to the invention for checking banknotes for their degree of soiling is equipped with at least one light source which illuminates the banknotes with light of the blue spectral range. The light source may be a light-emitting diode LED which emits blue light. In addition, it is possible to use a light source emitting white light and to combine this light source with a color filter. Furthermore, the device is with at least one sensor equipped, which detects the light reflected from the banknotes and / or transmitted and / or emitted light. This may be a track sensor or a line sensor. As a track sensor also one or more photodiodes are suitable. But it can also be other types of photosensitive sensors. As a line scan camera, for example, a contact image sensor can be used. This is also called Contact Image Sensor CIS. The two-dimensional resolution results from the transport of the banknotes relative to the sensor. The contact image sensor requires almost direct contact with the banknotes. When checking banknotes for contamination, greater depth of field and long-term stability of the sensor are more important than lateral resolution. The depth of focus is important because the banknotes may have different distances to the sensor during their transport. A long-term stability of the sensor is also of great importance, since a comparison of the measured values takes place with a predetermined threshold value. This measurement must be reproducible.
Der Sensor kann mit anderen Sensoren einer Vorrichtung zur Prüfung von Banknoten kombiniert sein. Es außerdem möglich, zur Prüfung anderer Merkmale einer Banknote vorhandene Sensoren zu verwenden, um eine Verschmutzung zu überprüfen. Hierzu erfolgt eine spezielle Auswertung der durch die Sensoren ermittelten Messwerte.The sensor may be combined with other sensors of a bill validator. It is also possible to use existing sensors to check other features of a banknote to check for contamination. For this purpose, a special evaluation of the measured values determined by the sensors takes place.
Die Vorrichtung weist ferner eine Auswertungseinrichtung auf, die das durch den Sensor erfasste Licht auswertet. Hierzu werden die Messwerte direkt mit vorgegebenen Schwellenwerten verglichen oder es wird aus den Messwerten eine physikalische Größe berechnet und diese mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen.The device further comprises an evaluation device which evaluates the light detected by the sensor. For this purpose, the measured values are directly compared with predetermined threshold values or a physical quantity is calculated from the measured values and these are compared with a predetermined threshold value.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Licht der Lichtquelle eine Wellenlänge zwischen 380 und 460 nm auf. Besonders bevorzugt weist das Licht eine Wellelänge zwischen 420 und 460 nm auf. In diesem Wellenlängenbereich treten zumindest bei neuen Euro-Banknoten keine Unterschiede der optischen Dichte aufgrund unterschiedlicher Papiere oder aufgrund unterschiedlicher Inhaltsstoffe in den Papieren auf.According to a further advantageous embodiment of the invention, the light of the light source has a wavelength between 380 and 460 nm. Particularly preferably, the light has a wavelength of between 420 and 460 nm. At least for new euro banknotes, there are none in this wavelength range Differences in optical density due to different papers or due to different ingredients in the papers on.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor ein Durchlichtsensor. Dieser ist auf der der Lichtquelle abgewandten Seite der Transportstrecke angeordnet. Er dient zur Erfassung der Transmission des durch die Banknoten hindurch gegangenen Lichts.According to a further advantageous embodiment of the invention, the sensor is a transmitted light sensor. This is arranged on the side facing away from the light source of the transport route. It serves to detect the transmission of the light passed through the banknotes.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor ein Auflichtsensor. Dieser ist auf derselben Seite der Transportsstrecke angeordnet wie die Lichtquelle. Er dient damit zur Erfassung des von den Banknoten reflektierten Lichts.According to a further advantageous embodiment of the invention, the sensor is a Auflichtsensor. This is arranged on the same side of the transport path as the light source. It thus serves to detect the light reflected from the banknotes.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are apparent from the following description and the claims.
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