Мобильное устройство считывания информации из документов, удостоверяющих личность
Мобильное устройство считывания информации из документов, удостоверяющих личность относится к устройствам автоматической проверки документов, а именно к устройствам для считывания, распознавания напечатанных знаков и образов из паспортно-визовых документов, удостоверяющих личность, с последующей передачей распознанных данных. Мобильное устройство считывания информации из документов, удостоверяющих личность содержащее корпус, паз для ввода документа, датчик наличия документа, центральное процессорное устройство, контроллер осветителей, блок осветительных элементов, оптический узел, состоящий из объектива, зеркала, светофильтров, фотоприемник, аналогово-цифровые преобразователи, запоминающее устройство, дисплей, сетевой порт, клавиатуру, оснащено фотоприемником с послойной структурой, каждый слой которой выполнен регистрирующим излучение определенного диапазона длин волн.. В предлагаемом устройстве увеличение пространственного и цветового разрешения, обеспечивается за счет применения такого фотоприемника. Так же в устройство в блок осветительных элементов дополнительно введены элементы, обеспечивающие считывание страницы документа в проходящем свете.
Полезная модель относится к устройствам автоматической проверки документов, а именно к устройствам для считывания, распознавания знаков и образов из машиносчитываемых проездных документов, с последующей передачей распознанных данных по цифровым каналам связи. Под машиносчитываемым проездным документом подразумевается, в соответствии с ГОСТ Р52535.1-2006., ICAO 9303, ISO 7501 - официальный документ, выдаваемый государством или организацией, который используется его владельцем для поездок в различные государства (например: паспорт, виза, официальный документ удостоверения личности) и содержит обязательные визуальные (считываемые оператором) данные и особые обязательные краткие данные, в формате, который подвергается машинному считыванию, или официальное удостоверение личности, выданное государством или организацией, подлежащее машинному считыванию, которое может по договоренности между государствами выдачи и принимающим государством выполнять функции паспорта или визы для международных поездок.
Мобильные приборы для контроля машиносчитываемых документов известны и выпускаются различными компаниями. Основные требования предъявляемые к таким устройствам - обеспечение высокого качества и достоверности считывания изображений как машиночитаемых данных так и требующих визуального контроля, а также наличие средств считывания. информации с бесконтактных идентификационных микросхем (RFID-микросхем).
При этом известно, что для достоверного считывания машиночитаемых строк в документах по ГОСТ Р52535.1-2006 и ICAO 9303 требуется разрешение не менее 300 DPI (http://www.metod-kopilka.ru/page-2-2-23.html), а для контроля зон визуального считывания требуется разрешение соответствующее качеству полиграфической печати - более 450 DPI, а также необходимо обеспечить освещение и считывание в ультрафиолетовом (УФ) и инфракрасном (ИК) областях спектра. Кроме того, визуальные данные необходимо наблюдать как в отраженном свете так и в проходящем (на просвет).
Известны мобильные устройства PR303 и PR501 фирмы «Adaptive Recognition», Венгрия (http://www.documentreader.net/products.htm). Портативный прибор PR303 представляет собой считыватель машиночитаемой строки (MRZ) и RFID-микросхемы документа, имеет небольшие габаритные размеры (224×259×124 мм) и вес (около 2 кг). Прибор PR501 позволяет считывать полное изображение документа в белом, инфракрасном и ультрафиолетовом свете с разрешением до 380 dpi, осуществлять распознавание информации из машиночитаемой зоны документа, определять тип документа и получать данные с RFID-микросхемы.
Недостатками известных устройств является то, что устройство PR303 позволяет считывать только машиночитаемую строку, и таким образом не обеспечивает ввод обязательных визуальных данных изображений идентифицирующих владельца документа. Устройство PR501 обеспечивает ввод изображения страницы, но разрешение прибора не полностью соответствует вышеупомянутым требованиям считывания визуальной информации, а габаритные размеры (470×357×176 мм) и вес (8 кг) делают его применение в качестве мобильного устройства крайне неудобным.
Известен мобильный аппаратно-программный комплекс 83Х3 производства фирмы «Регула», Республика Беларусь (http://www.regula.ws/index. php?ml=ru&id=2). Устройство позволяет считывать изображения документа в белом, ИК и УФ свете с разрешением до 250 dpi за 5 с (изображение целой страницы документа), осуществлять распознавание информации из машиночитаемой зоны документа, определять тип документа и получать данные с RFID-микросхемы. Габаритные размеры (в сложенном состоянии) 280х220х160 мм, масса, не более 4 кг.
Недостатком известного устройства также является низкое оптическое разрешение прибора.
Кроме того, недостатками всех известных вышеперечисленных приборов является то, что фотоприемник для ввода и распознавания изображения состоит из мозаичного блока фоточувствительных элементов со светофильтрами перед каждым элементом, соответствующим выделяемому спектральному диапазону из RGB цветового пространства, и, таким образом, элемент изображения, содержащий цветовую информацию, может быть обработан только как минимум тремя пространственно разнесенными элементами фотоприемник. Такая структура увеличивает площадь матрицы, снижает реальное разрешение и четкость изображения. Баеровская структура фильтров, обычно применяемая в мозаичных фотоприемниках, уменьшает 2 раза чувствительность в зеленом свете и в 4 раза в красном и синем по сравнению с эквивалентной по размеру и разрешению монохромной матрицей и соответственно вносит интерполяционные искажения при регистрации объектов с размером, сравнимым с величиной единичного фотодетектора фотоприемника. Кроме того, наличие светофильтров, выделяющих узкую спектральную зону, уменьшает спектральный диапазон принимаемого излучения, по сравнению с исходным монохромным вариантом фотоприемника. Еще одним недостатком вышеперечисленных устройств является отсутствие в устройствах модуля для считывания визуальной зоны страницы документа в проходящем свете (на просвет).
Известно устройство Kiosk ePassport Reader фирмы 3М которое имеет по сравнению с другими аналогами более высокое разрешение,.позволяющее получать полные изображения документов в различных спектральных диапазонах освещения с разрешением до 416 dpi, а также ID-450 фирмы AssureTec с разрешением до 400 dpi.(http://www.assuretec.com/index.php/products/hardware-new/).
Недостатком известного устройства является то, что он не является мобильными, а предназначен для функционирования в составе стационарного системы безопасности, при этом все функции по распознаванию MRZ, выделению портрета и других объектов из изображения, взаимодействию с базой данных возложены на управляющий компьютер, связанный с устройством проводным USB интерфейсом.
Известно устройство, предназначенное для считывания и распознавания машиносчитываемой информации, знаков и образов из документов, удостоверяющих личность, включающее паз для документов, датчик наличия документа, центральное процессорное устройство, контроллер осветителей, блок осветительных элементов, оптическую часть, матричный фотоприемник, аналогово-цифровые преобразователи, запоминающее устройство, дисплей, сетевой порт и клавиатуру. (Патент США US 6269169, приоритет 2001-07-31, МПК G06K 9/00 "Secure document reader and method therefore").
Недостатком известного устройства является то, что содержащийся в структуре устройства матричный фотоприемник, представляет собой прибор с зарядовой связью (ПЗС), организованный в виде мозаичной сетки, каждый фоточувствительный элемент которой закрыт фильтром, пропускающим излучение только одного цвета - красного, зеленого или синего. Недостатками мозаичного фотоприемника являются - уменьшенная 2 раза чувствительность в зеленом свете и в 4 раза в красном и синем по сравнению с эквивалентным по размеру и разрешению монохромным фотоприемником и цветовые интерполяционные искажения при регистрации элементов считываемого изображения, проекция которых оптической частью на матричный фотоприемник сравнима с размером единичного фотодетектора матричного фотоприемника. Кроме того, устройство не содержит средств, позволяющих считывать страницы документов в проходящем свете.
Перед авторами ставилась задача разработать прибор позволяющий считывать документы без потери цветовой информации при сохранении высокой чувствительности и разрешения, позволяющий получать изображения с повышенной резкостью, без искажения и потери мелких деталей либо специальных символов.
Поставленная задача решается тем, что мобильное устройство считывания информации из документов, удостоверяющих личность содержащее корпус, паз для ввода документа, датчик наличия документа, центральное процессорное устройство, контроллер осветителей, блок осветительных элементов, оптический узел, состоящий из объектива, зеркала, светофильтров, фотоприемник, аналогово-цифровые преобразователи, запоминающее устройство, дисплей, сетевой порт, клавиатуру, оснащено фотоприемником с послойной структурой, каждый слой которой выполнен регистрирующим излучение определенного диапазона длин волн. В предлагаемом устройстве увеличение пространственного, цветового и спектрального разрешения, обеспечивается за счет применения такого фотоприемника. Так же в устройство в блок осветительных элементов введены дополнительные элементы, обеспечивающие получение изображения страницы на фотоприемнике в проходящем свете.
Технический эффект заявляемого технического решения заключается в том, что заявляемое устройство позволяет значительно увеличить разрешающую способность и чувствительность при размере фотоприемника с послойной структурой, равным размеру фотоприемника с мозаичной структурой, за счет стековой структуры единичных фотодетекторов и отсутствия интерполяции в процессе восстановления цветов и, таким образом, уменьшить количество искажений мелких деталей изображения и предотвратить потерю информации при считывания микрошрифтов, специальных символов и мелких деталей визуальной зоны страницы. Кроме того, при использовании фотоприемника с послойной структурой, сопоставимого по разрешению и чувствительности с мозаичным фотоприемником, становится возможным применение менее габаритной и, соответственно, тяжелой оптической части, что позволяет уменьшить вес прибора. Еще одним преимуществом заявляемого устройства является более широкий спектр воспринимаемого излучения, что позволяет распознавать специальные символы, излучающие в узком спектральном диапазоне при освещении УФ или ИК источником света.
Заявляемое техническое решение поясняется блок-схемой устройства, представленной на фиг.1, где 1 - заявляемое устройство, 2 - паспорт, 3 - паз, 4 - блок осветительных элементов, 5 - оптический узел, состоящий из объектива, зеркала, светофильтров, 6 - фотоприемник, 7 - контроллером считывания, 8 - программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС), 9 - оперативное запоминающее устройство предварительного хранения изображения, 10 - интерфейс с цифровым сигнальным процессором (ЦСП), 11 - оперативное запоминающее устройство, 12 - центральное процессорное устройство (ЦПУ), 13 - считыватель бесконтактных идентификационных, микросхем, 14 - накопительное устройство высокой емкости, 15 - оперативная память, 16 - устройство отображения информации, 17 - клавиатура и манипулятор типа «мышь», 18 - адаптер сетевого интерфейса, 19 - дополнительные осветительные элементы.
Заявляемое устройство 1 считывания информации из документов, удостоверяющих личность, предназначено для считывания изображений любых документов, их распознавания и проверки подлинности. Принцип работы заявляемого устройства можно пояснить на проверке паспортов международного образца и визовых документов 2 (далее паспорт).
Паспорт 2 содержит страницу, на которой располагаются поля данных о самом документе и его владельце: машиночитаемая зона (MZR), содержащая закодированную информацию о типе документа, его номере, фамилию, инициалы владельца документа и его гражданство; фотография владельца документа; номер документа, дата и место его выдачи, срок действия; информация об органе, выдавшем документ. Кроме того, согласно современным требованиям в международные документы должна быть встроена бесконтактная идентификационная микросхема, которая может содержать информацию о владельце документа, такую как фамилия и имя, фотография, отпечатки пальцев и т.п.
Устройство содержит паз 3, прозрачный с двух сторон, в который помещается документ 2. Размер и форма паза 3 могут меняться в зависимости от назначения устройства 1 для установки других документов помимо паспортов.
Для затруднения возможности подделки паспорта его страницы, включая страницу данных, содержат различные варианты защиты, включающие элементы, видимые в различных спектральных диапазонах, голограммы, материалы с различной степенью отражения в зависимости от угла освещения и т.д.
Для получения изображения документа в различных условиях освещения служит блок осветительных элементов 4, который может располагаться под разными углами и на разном расстоянии как перед пазом 3 для освещения лицевой части установленной туда страницы документа 2, так и за ним для регистрации изображения страницы на просвет. Блок осветительных элементов 4 может содержать источники излучения белого, инфракрасного, ультрафиолетового диапазона, выполненные с использованием светодиодов либо газоразрядных ламп с фокусирующими либо рассеивающими элементами или без них. Также блок осветительных элементов 4 может содержать дополнительные осветительные элементы 19, обеспечивающие получение изображения страницы на фотоприемнике в проходящем свете.
Отраженный от страницы документа 2 либо прошедший сквозь нее свет проходит через оптический узел 5, который может содержать блок фильтров, вырезающих необходимую часть спектрального диапазона осветителей, специальные оптические компоненты, предназначенные для выравнивания интенсивности излучения, и объектив, фокусирующий изображение на поверхности фотоприемника 6.
Блок осветительных элементов 4 и фотоприемник 6, соединены с контроллером считывания 7. Для реализации функций управления фотоприемником и предварительной обработки в реальном времени потока данных, контроллер 7 содержит программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС) 8. Для хранения промежуточных данных, а также калибровочных таблиц и изображений контроллер 7 содержит оперативное запоминающее устройство предварительного хранения изображения 9, соединенное с ПЛИС 8. ПЛИС 8 соединяется интерфейсом с цифровым сигнальным процессором (ЦСП) 10. Обработанное при помощи ЦСП изображение помещается в оперативное запоминающее устройство 11 соединенное с ЦСП 10.
Контроллер считывания 7 посредством PCI, Ethernet либо другого интерфейса соединен с центральным процессорным устройством (ЦПУ) 12. ЦПУ соединяется со считывателем бесконтактных идентификационных микросхем 13. Также ЦПУ соединен с оперативной памятью 15, накопительным устройством высокой емкости 14, устройством отображения информации 16, клавиатурой и манипулятором типа «мышь» (или «тачпэд») 17, а также адаптером сетевого интерфейса 18.
Сущность изобретения
Заявленное устройство работает следующим образом. При обнаружении наличия документа при помощи дополнительного детектора камеры либо по команде оператора устройство начинает считывать изображение установленной в паз страницы документа.
Для этого на определенный период времени включается блок осветительных элементов для освещения лицевой части установленной туда страницы документа. Отраженное изображение страницы документа попадает в оптический узел, при помощи которого изображение подвергается оптической спектральной фильтрации и фокусировки на поверхности фотоприемника с послойной структурой, осуществляющего считывание изображения.
Управление блоком осветительных элементов и фотоприемником, считывание изображения документа и распознавание машиносчитываемой информации, знаков и образов, обмен данными с центральным процессорным устройством осуществляет контроллер считывания. Для реализации функций управления фотоприемником и предварительной обработки в реальном времени потока данных, предназначена программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС). Для хранения промежуточных данных об изображении, получаемых от фотоприемника, а также калибровочных таблиц и изображений контроллер содержит оперативное запоминающее устройство предварительного хранения изображения, соединенное с ПЛИС. Полученное и предварительно обработанное изображение передается в цифровой сигнальный процессор (ЦСП) связанный с ПЛИС параллельным либо последовательным интерфейсом. Обработанные при помощи ЦСП строки изображения последовательно помещаются в оперативное запоминающее устройство.
Распознанные в процессе обработки изображения машиносчитываемая информация, знаки и образы, а также изображение страницы документа целиком передаются посредством стандартного PCI, Ethernet либо другого интерфейса в ЦПУ, которое кодирует распознанную информацию из машиночитаемой зоны паспорта (MZR) и использует ее в качестве ключа для считывания данных при помощи считывателя бесконтактных идентификационных микросхем. Далее полученные из изображения и из бесконтактной идентификационной микросхемы данные сравниваются, на основе сравнения делается вывод о возможной подлинности документа. В случае возникновения подозрений о подделке документа могут быть считаны дополнительные изображения документа, освещенного светом ИК, УФ диапазонов. Результаты работы устройства, такие как изображение документа либо отдельных его зон, информация о распознанных знаках и образах помещаются в оперативную память и могут, быть в дальнейшем сохранены на накопительном устройстве высокой емкости.
Для принятия решения оператором на дисплее отображаются результаты работы прибора, такие как действительность или недействительность документа, подтверждение или неподтверждение личности владельца документа, результаты проверки разрешения владельцу путешествовать с этим документом, изображение фотографии владельца документа считанное из визуальной зоны документа и идентификационной микросхемы и другие заранее определенные данные, а также результаты проверки документа на подлинность. К устройству также может быть подключен внешний дисплей. Для обеспечения оператору возможности ручного ввода информации в устройство, а также облегчения управления устройством предназначены клавиатура и манипулятор типа «мышь» (или «тачпэд»).
Адаптер сетевого интерфейса может использоваться для присоединения устройства к локальной или глобальной сети либо переданы для дальнейшей обработки или сохранения во внешней базе данных. Это может потребоваться для записи времени и даты прибытия или покидания страны, запроса информации из базы данных на разрешение въезда либо выезда владельца документа, или наличия его в списках розыска.
1. Мобильное устройство считывания информации из документов, удостоверяющих личность, содержащее корпус, паз для ввода документа, датчик наличия документа, центральное процессорное устройство, контроллер осветителей, блок осветительных элементов, оптический узел, состоящий из объектива, зеркала, светофильтров, фотоприемник, аналогово-цифровые преобразователи, запоминающее устройство, дисплей, сетевой порт, клавиатуру, отличающееся тем, что фотоприемник выполнен в виде послойной структуры, каждый слой которой выполнен регистрирующим излучение определенного диапазона длин волн.
2. Устройство по п1. отличающееся тем, что в блок осветительных элементов дополнительно введены элементы, обеспечивающие считывание страницы документа в проходящем свете.
