Денежный или гарантийный документ прямоугольной формы

 

Использование: в банковских билетах и гарантийных документах, например удостоверениях личности и т.п. Сущность изобретения: повышение защищенности документов с печатным графическим изображением за счет того, что первый знак защиты выполнен в виде периодической сетки параллельных линий водяных знаков, расположенных наклонно к кромке документа, и наложен на второй знак защиты, выполненный в виде параллельных первой кромке документа полос печатного графического изображения, представленных по меньшей мере двумя различными красками, причем реакция красок различных пар полос, симметричных относительно середины второй кромки документа, на электромагнитное излучение заранее заданного невидимого диапазона длин волн (например, инфракрасного) различна хотя бы для одной из красок, благодаря чему обеспечивается двоичное кодирование упомянутых полос. 13 з.п.ф-лы, 21 ил.

Изобретение касается денежных или гарантийных документов, относящихся к типу документов, содержащих печатное графическое изображение и знаки безопасности, причем указанные документы могут представлять собой, в частности, банковские билеты.

Известны документы этого типа, знаки безопасности которых выполнены путем использования магнитной проволоки, полностью или с чередованием скрытой в бумажной оболочке этого документа, причем, кроме того, эта проволока может быть закодирована; эти документы представляют интерес, так как они хорошо адаптированы к автоматизированным средствам контроля, предназначенным для обнаружения присутствия магнитной проволоки в проходящем документе, и декодирования этой проволоки с целью идентификации указанного документа.

Такая технология в действительности имеет ограничения в отношении эффективности определения подлинности документов, что побуждает прибегать к сложным видам кодирования.

Существуют также документы, знаки безопасности которых основаны на принципе изменения плотности волокон (объемная или поверхностная масса), со специальным кодированием.

Было предложено периодическое сухое тиснение по полосе, параллельной кромке документа, причем указанное тиснение, предусмотренное при изготовлении бумаги, позволяет таким образом изменять объемную массу вдоль указанной полосы, с расплющиванием этой полосы при печатании документа.

В качестве варианта используется последовательность этапов штампования и контр-штампования формирующего полотна, что позволяет получать последовательность темных и светлых зон на документе в соответствии с конкретным типом водяных знаков типа сетки с водяными знаками, причем указанная сетка может быть периодической или непериодической.

Эта технология, однако, ограничена, так как она в большинстве случаев является принудительной по отношению к ориентации (большая или малая кромки, параллельные направлению прохождения), от обращенности лицевой поверхности (лицевая-оборотная сторона) документа и от направления его пропускания (вправо-влево) в машине для обработки.

Существует также метод кодирования документа последовательностями штрихов, из которых одни поглощают, а другие отражают инфракрасное излучение, в целях определения подлинности указанных документов.

В целом перечисленные знаки безопасности использовались поодиночке или в сочетании друг с другом, при этом в последнем случае требовалось использовать разные типы датчиков для последовательного распознавания указанных знаков.

В настоящее время возникает необходимость улучшить эту технологию определения подлинности в целях противодействия все более усложняющейся технологии, применяемой при подделке документов.

В частном случае банковских билетов также должна быть решена дополнительная проблема автоматического распознавания его указанного достоинства.

Специалист в данной области наталкивается, однако, на большие трудности, пытаясь скомбинировать различные знаки защиты, с одной стороны, потому, что технология анализа быстро усложняется и требует применения различных датчиков, зачастую громоздких и плохо совместимых между собой, а с другой стороны, потому, что принятые решения зачастую зависят от обращенности лицевой стороны и от ориентации документа.

Кроме того, машины, используемые для сортирования, подсчета и/или распределения, усовершенствуются в целях повышения их производительности.

Этим объясняется тот факт, что специалисты в общем вынуждены использовать знаки защиты одного и того же типа, в зависимости от поставленной цели (в частности, в случае распознавания подлинности или определения указанного достоинства банковских билетов).

Предметом изобретения является изготовление денежного или гарантийного документа, знаки защиты которых обеспечивают одновременно лучшую помощь в определении подлинности и легкое распознавание.

Предметом изобретения также является создание документа, знаки защиты которого выполнены таким образом, чтобы абстрагироваться от обращенности лицевой стороны и от ориентации указанного документа, а также от его пространственного расположения по отношению к направлению пропускания.

Предметом изобретения также является создание документа, знаки защиты которого были бы максимально незаметны при осмотре невооруженным газом с тем, чтобы не привлекать внимания.

И, наконец, предметом изобретения является изготовление документа, которой мог бы быть проанализирован средствами анализа с цифровыми методами обработки, являющимися одновременно несложными и очень надежными.

Поставленная задача решается тем, что предложен денежный или гарантийный документ прямоугольной формы с печатным графическим изобретением и знаками защиты, содержащий согласно изобретению два наложенных один на другой знака защиты, выполненных каждый в форме сетки, из них первый знак защиты представляется в форме сетки периодических водяных знаков, а второй знак защиты является результатом разделения напечатанного графического изображения на параллельные полосы, расположенные и закодированные в двоичном коде, симметрично по отношению к оси симметрии этого документа, при этом фронт волны волнообразного рельефа этой сетки водяных знаков проходит в общем направлении, практически не перпендикулярном к направлению указанных полос разделения печатного графического изображения, причем наложение друг на друга этих двух знаков защиты, таким образом, оказывает влияние на считывание указанных знаков по отдельности.

Предпочтительно, чтобы сетка из водяных знаков, образующая первый знак защиты, содержала бы волны с синусоидальным профилем поверхностей массы. Это действительно исключает наличие резких контрастов на уровне краев волны (в самом деле, волна квадратной или прямоугольной формы была бы более резкой и менее незаметной). В частности, изменения амплитуды волн сетки из водяных знаков осуществляются вокруг средней плоскости указанного документа, что позволяет избавиться от требований к обращенности лицевой стороны документа.

Целесообразно также, чтобы волна сетки из водяных знаков проходила практически в общем направлении, составляющем угол в 45^o по отношению к направлению полос разделения напечатанного графического изображения. Таким образом достигается возможность считывания документа, независимо от обращенности лицевой поверхности, от ориентирования указанного документа, от пространственного положения относительно направления пропускания.

Согласно другому целесообразному отличительному признаку, сетка в виде водяных знаков определяет поверхность, замкнутый контур которой находится внутри кромок указанного документа, причем указанная поверхность целиком пересекается полосами разделения печатного графического изображения.

В этом случае предпочтительно, чтобы сетка из водяных знаков была выполнена в виде квадрата, причем размеры этого квадрата предпочтительно выбираются относительно большими для сохранения хорошей плоскостности документа (эта проблема является особенно острой, если используют пачки или кипы, содержащие большое число документов), а также для усиления малозаметности этого знака защиты. Целесообразно также, чтобы края квадрата были скошенными в результате предотвращается явление, связанное со введением на уровне кромок, являющееся результатом повышенной контрастности, в результате чего незаметность этого знака защиты от этого еще более улучшается.

Согласно конкретному варианту осуществления, полосы разделения печатного графического изображения имеют одну и ту же заранее заданную ширину e, которая является функцией угла между общим направлением распространения волны сетки из водяных знаков и направлением полос разделения, когда указанный угол b превышает эталонный угол, соответствующий ширине полосы, достигающий половины ширины указанного документа, в частности, ширина e полос разделения дается формулой: где Т обозначает длину волны сетки из водяных знаков. Идентичность значений ширины полос разделения и симметрия их расположения позволяет облегчить анализ документа, подразумевая несколько возможных видов кодирования, это особенно выгодно в случае, когда данный документ представляет собой банковский билет, при этом кодирование позволяет в данном случае производить распознавание указанного достоинства.

В качестве варианта, полосы разделения напечатанного графического изображения имеют одинаковую ширину, зависящую только от требуемого кодирования, а не от угла b между общим направлением распространения волны сетки с водяными знаками и направлением полос разделения, когда указанный угол b меньше эталонного угла, соответствующего ширине полосы, достигающей половины ширины указанного документа. Это справедливо для случая с направлением распространения, параллельным направлению полос разделения, однако техника анализа в этом случае должна быть соответствующей.

Целесообразно также, чтобы графический рисунок данного документа был напечатан с применением двух красок одинакового оттенка, из которых одна реагирует, а другая не реагирует на заранее заданное электромагнитное излучение невидимого диапазона длин волн с тем, чтобы определить разделение этого графического изображения на параллельные полосы.

Это электромагнитное излучение может быть различных видов (инфракрасное излучение, микроволновое излучение, ультрафиолетовое излучение, магнитные пигменты или же радиоактивный источник).

В частности, графическое изображение печатаются также с использованием других красок, которые не реагируют на указанное заранее заданное электромагнитное (например, инфракрасное) излучение, то же справедливо и для графического изобретения, предусмотренного на оборотной стороне указанного документа.

В случае с документом, содержащим графическое изображение, напечатанное на его обеих поверхностях, выгодно, чтобы полосы разделения этого графического изображения могли быть закодированы на лицевой стороне или на оборотной стороне, или же на лицевой стороне и на оборотной стороне указанного документа.

В частности, графическое изображение указанного документа напечатано с помощью пары красок, одна из которых отражает инфракрасное излучение, а другая нет.

И наконец, в случае, если этот документ представляет собой банковский билет, целесообразно, чтобы первый и второй знаки его защиты служили для определения подлинности билета, а второй знак защиты служит еще и для механизированного распознавания указанного достоинства билета.

На фиг. 1 показан прямоугольный документ согласно изобретению, первый и второй знаки защиты которого изображены пунктиром, причем эти знаки наложены друг на друга; на фиг. 2 вид в плане, иллюстрирующий первый знак защиты указанного документа, который выполнен в виде периодической сетки водяных знаков, сформированный в данном случае в виде квадрата, как его можно видеть на просвет, с чередованием светлых в этой зоне с водяными знаками; на фиг. 3 в плане лицевая рельефная поверхность матрицы, позволяющая штамповать формирующее полотно при изготовлении документа, для получения периодической сетки из водяных знаков, аналогичной той, которая дана на фиг.2, при этом волнистость этой рельефной поверхности, в данном случае синусоидальная, позволяет выполнять требуемые изменения поверхностной массы в этой зоне с водяными знаками, кромки этой матрицы, кроме того, в данном случае скошены для смягчения контрастов на уровне кромок указанной зоны; на фиг.4 8 разрезы соответственно по IV IV, V V, VI VI, VII - VII и VIII VIII на фиг.3, позволяющие лучше понять структуру рельефной поверхности матрицы, и, в частности, ее скошенных кромок, по отношению к средней плоскости указанной поверхности; на фиг.9 13 кривые, иллюстрирующие изменения поверхностной массы зоны с водяными знаками, полученной с помощью указанной матрицы, причем эти кривые соответствуют разрезам соответственно фиг. 4 8 (кривые изменения поверхностной массы в бумаге фактически представляют собой прямые трансформанты соответствующих кривых изменений рельефа поверхности матрицы для штампования); фиг. 14 и 15 представляют собой иллюстрацию документа по фиг.1 с двумя разными видами кодирования параллельных полос второй сетки, в том виде, какой этот документ принимает, например, при его осмотре в инфракрасном облучении (для напечатанного графического изображения с использованием двух красок, одна из которых отражает инфракрасный свет, а другая нет), в данном случае в восемью параллельными полосами, соответственно закодированными 1 011 1101 и 0 110 0110; на фиг.16 вид на просвет периодической сетки из водяных знаков, полученной выше представленной матрицей, с квадратным контуром со скошенными кромками и со специальным фазовым смещением по отношению к осям квадрата (которые предпочтительно совпадают с обеими осями симметрии прямоугольного документа); на фиг. 17 вид большего масштаба, на котором показана зона документа, в которой оба знака защиты наложены один на другой (в данном случае имеется шесть параллельных полос второй сетки, которые пересекают зону с водяными знаками с первой периодической сеткой), причем из этого рисунка видно, что обе сетки наложены одна на другую таким образом, чтобы обеспечить анализ документа с помощью единого элемента, на уровне которого пропускается документ;
фиг. 18 дополняет предшествующий вид, изображая планку с датчиками, по одному датчику на каждую параллельную полосу второй сетки, причем указанная планка расположена перпендикулярно направлению пропускания документа;
на фиг. 19 вариант изображения, при котором направление (DC) распространения волны сетки с водяными знаками не наклонено, как ранее под углом в 45^o к направлению прохождения (DD), а параллельно указанному направлению прохождения, причем планка с детекторами в данном случае выполнена иначе, с двумя смещенными рядами датчиков, как это можно видеть на этой фигуре;
на фиг. 20 фрагменты, иллюстрирующие различные варианты расположения датчиков планки с фиг.13, имеющих соответственно отверстия в виде наклонных щелей, крестообразных отверстий, множественных датчиков с двумя смежными датчиками и множественных датчиков с четырьмя датчиками, расположенными в форме квадрата;
на фиг.21 схема устройства анализа, связанного с планкой датчиков согласно фиг. 13, на которой показаны средства, используемые для обработки сигналов, поступающих от различных датчиков, с тем, чтобы, с одной стороны, проверить кодирование второй сетки и определить подлинность анализируемого документа, когда вторая сетка соответствует установленным требованиям, и, с другой стороны, проанализировать первую сетку и подтвердить подлинность анализируемого документа, когда первая сетка соответствует установленным требованиям.

На фиг.1 изображен документ 1, в данном случае прямоугольной формы, большая сторона которого обозначена цифрой 2, а малая цифрой 3.

Этот документ содержит на одной стороне (лицевой или оборотной) печатное графическое изображение G, иллюстрирующее в данном случае дельтаплан. Графическое изображение, естественно, может быть предусмотрено на другой стороне документа 1.

Согласно изобретению, документ 1 содержит два наложенных друг на друга знака защиты 100, 200, показанные здесь пунктирными линиями.

Первый знак защиты 100 представляется в виде периодической сетки с водяными знаками, ограниченной замкнутым контуром С, который находится внутри кромок 2, 3 документа 1. Этот первый знак защиты, следовательно, виден на просвет и в этом случае содержит последовательность темных и светлых полос 101, 102. Внешний вид этих полос 101, 102 является результатом изменений поверхностной массы в этой зоне с водяными знаками.

Второй знак защиты 200 также выполнен в форме сетки, но этот второй знак является результатом представления напечатанного графического изображения G на параллельные полосы 201, 202, которые кодируются.

Полосы 201, 202 расположены симметрично по отношению к оси симметрии документа 1, в данном случае в виде оси Х' Х, которая параллельна большой кромке 2 указанного документа. Следовательно, имеется четное число пар полос, расположенных по обеим сторонам от оси Х' Х. Другая ось документа обозначена Y' Y на фиг.1.

Направление полос 201, 202 обозначено DD и можно видеть, что это направление совпадает с направлением прохождения документа.

Поскольку нет необходимости в том, чтобы полосы 201, 202, относились ко всему документу 1, так, на фиг.1 различают две зоны, не охваченные кодированием ZL. В случае, в частности, банковского билета, эти две зоны ZL могут служить для нумерации.

Эти полосы 201, 202, кроме того, закодированы в двоичном коде (0 или 1), симметрично по отношению к оси симметрии Х' Х документа 1. Кодирование полос 201, 202 таким образом осуществлено по оси Y' Y.

В этом случае целесообразно, чтобы графическое изображение G документа было напечатано с применением двух красок одинакового оттенка, одна из которых реагирует на заранее определенное возбуждение, а другая нет, с тем, чтобы представить указанное графическое изображение в виде параллельных полос.

Хотя можно использовать различные типы возбуждения (магнитные пигменты, микроволны, УФ излучение, радиоактивный источник), целесообразно выбрать инфракрасное излучение. В этом случае длину волны инфракрасного излучения надо выбирать таким образом, чтобы получить наилучший результат пары, образованный обоими знаками защиты 100, 200, для того, чтобы кривые ответного сигнала, рассматриваемые в ходе анализа документа, совпадали по крайней мере частично.

Предпочтительно выбрать длину волны, несколько меньшую одного микрометра, и, в частности в пределах между 0,8 и 1 микрометром (следовательно, речь идет о нижней зоне инфракрасного излучения, которая значительно удалена от тепловой инфракрасной области, иногда используемой для анализа документов, в случае длины волн по крайней мере 3 мкм).

В случае, когда графическое изображение документов печатают с использованием двух красок, одна из которых отражает инфракрасное излучение, а вторая не отражает, рассмотрение этого документа в инфракрасном излучении соответствует изображениям, подобным изображенным на фиг.14 и 15.

На фиг. 15 можно последовательно увидеть полосу 202, закодированную единицей (поглощает инфракрасный свет, следовательно, позволяет видеть рассматриваемую часть графического изображения, так же как и рассматриваемую часть первой сетки из водяных знаков 100), полосу 201, закодированную нулем (отражает инфракрасный свет, следовательно, маскирует графическое изображение, позволяя таким образом видеть только зону первой сетки из водяных знаков 100), затем две полосы 202, закодированные единицей. Симметрия кодирования по отношению к оси Х' Х в этом случае влечет за собой присутствие последовательно двух полос 202, полосы 201 и наконец одной полосы 202.

Таким образом, двоичное кодирование изображенное на фиг.14, будет выражаться числом 10111101.

На фиг.15 изображено другое кодирование с тем же самым числом параллельных полос в этом случае кодирование будет выражаться числом 01100110 (симметричность кодирования по отношению к оси Х' Х полностью соблюдена).

На фиг.14 и 15 предусмотрено восемь параллельных полос, в результате чего фактически располагают 2⁴, то есть 16 различными кодами.

В более общем случае, при 2n полос, закодированных 0 или 1, существует 2ⁿ различных кодов.

Кодирование путем разделения печатного графического изображения может относиться к лицевой поверхности, к оборотной поверхности или к ним обеим. В последнем случае считывания документа будет облегчено, если используют то же самое кодирование с лицевой стороны и с оборотной стороны, причем соответствующие полосы в результате этого непосредственно налагаются одна на другую, эта возможность может оказаться выгодной в той мере, насколько она позволяет лучше противостоять старению.

На практике выбирают число полос, по крайней мере равное числу распознаваемых документов (например, в случае банковских билетов, когда используют второй знак для автоматического распознавания указанного достоинства анализируемого билета), при этом число полос остается, кроме того, ограниченным технологическим возможностями средств анализа, работающих на очень тонких полосах.

Кроме того, графическое изображение может быть напечатано (на лицевой и/или оборотной стороне) с использованием других красок, которые не реагируют на возбуждение, соответствующее кодированию в виде параллельных полос (например, на инфракрасное излучение).

Эта возможность может быть использована для банковских билетов офсетной печати, в частности, глубокой печати, позволяющей легко состыковать краски, благодаря гравированным валикам (не возникает проблемы "приводки" с красками, так как используют в этом случае одну и ту же печатную пластину).

Фиг.2 позволяет лучше различить зону с водяными знаками, соответствующую первому знаку защиты 100, как ее видно на просвет.

Сетка с водяными знаками 100, следовательно, является периодической (равномерное чередование непрозрачных и светлых зон), с периодом Т. Кроме того, как это будет подробно пояснено ниже, эта сетка с водяными знаками содержит волны, (т. е. имеет волнообразный рельеф), которые предпочтительно имеют синусоидальный профиль поверхностного слоя.

На фиг.2 также показано, что волна сетки с водяными знаками 100 проходит в общем направлении DC, которое практически не перпендикулярно направлению DD полос разделения второй сетки 200.

В данном случае указанные направления DС и DD между собой образуют угол b, который здесь составляет 45^o, что позволяет прочитывание документа в двух перпендикулярных направлениях (параллельно длинной кромке, что обычно используется в машинах для обработки, в частности, банковских билетов, либо параллельно короткой кромке).

В качестве варианта, можно выбрать другие значения для угла b между обоими указанными направлениями, однако с потерей определенных преимуществ. На фиг.19 показан частный случай, когда направления DC и DD практически параллельны, причем в этом случае подразумевается специальное расположение детекторных датчиков, как это будет описано далее со ссылкой на эту фигуру.

Необходимо также отметить, что в варианте, представленном на фиг.2, имеется определенное смещение по фазе для волн первой сетки 100 по отношению к центру квадрата, расположенного на пересечении осей Х' Х и Y' Y документа. Выбор такого смещения по фазе, при котором край полосы подводится к уровню центра О квадрата, будет зависеть от варианта используемого анализа и от соответствующих средств обработки. В результате датчик, находящийся на определенном расстоянии от осей Х' Х при Y' Y, всегда получают тот же самый сигнал (с отклонением в p или 2).

Структура, изображенная на фиг.1, остается в любом случае наиболее приемлемой, так как выполнение обеих наложенных одна на другую сеток, а именно периодической сетки с водяными знаками 100 и закодированной сетки 200 в виде параллельных полос разделения напечатанного графического изображения, позволяет в общем случае производить независимое прочитывание документа (не зависящее от обращенности лицевой стороны документа от его ориентирования и от направления его прохождения).

На фиг.3 изображена лицевая рельефная поверхность матрицы 110, позволяющей штамповать формирующее полотно при изготовлении документа, для получения периодической сетки из водяных знаков, аналогичной сетке на фиг.2. Эта рельефная поверхность имеет волнообразную форму, в данном случае синусоидальную, и простирается в общем направлении DC, под углом в 45^o.

Рельефная поверхность матрицы 110 имеет таким образом последовательность впадин 111 и выступов 112 (лучше видимых на поперечном разрезе на фиг.4), которые позволяют выполнить поочередно светлые 102 и темные 101 зоны на сетке из водяных знаков 100 документа.

Кривая IV на фиг.9, показывающая изменения поверхностной массы в зоне с водяными знаками документа (согласно направлению DС), в этом случае соответствует изменениям рельефа матрицы 110, изображенной на фиг.4.

Важно отметить, что показанные на фиг.9 изменения амплитуды синусоидальных волн сетки с водяными знаками происходят вокруг средней плоскости документа, обозначенной РМ (что позволяет иметь независимость считывания в отношении обращенности лицевой стороны документа).

Период Т предпочтительно должен быть выбран большим по отношению к размерам документа, например, порядка 10 мм для банковского билета, с тем, чтобы знак защиты 100 был максимально незаметным. То же относится и к стороне квадрата, которая должна быть, например, порядка 60 мм.

Разрезы фигур 5 8 позволяют, кроме того, лучше различать специфическую скошенность кромок 113 матрицы 110. Эта скошенность практически образована в данном случае либо книзу (края 113' со снятыми фасками) либо кверху (края 113'' со снятыми фасками) по отношению к средней плоскости рельефной поверхности матрицы 110.

Это выражается "скошенными" краями для зоны с водяными знаками, как это следует из кривых V VIII, иллюстрирующих соответствующие изменения поверхностной массы, причем все это имеет место по обе стороны от средней плоскости РМ документа. В результате получают квадрат в виде водяных знаков, кромки которого выполнены в виде "кружев", что исключает резкие контрастные переходы вокруг зоны с водяными знаками и еще больше улучшает незаметность знака защиты.

На фиг.16 изображается (на просвет) периодическая сетка из водяных знаков 100, полученная из формирующего полотна, предварительно проштампованного указанной матрицей 110, в частности, необходимо отметить скошенные кромки 103 квадрата. Что касается непрозрачных 101 и светлых зон 102, они соответствуют тому, что было описано ранее со ссылкой на фиг.2.

На фиг.17 показана в более крупном масштабе зона документа 1, на которой знаки защиты 100 и 200 наложены один на другой.

Чередующиеся темные и светлые зоны в виде полос 101 и 102 периодической сетки в виде водяных знаков 100 имеют одну и ту же ширину, которая равна полупериоду Т/2 синусоидальной волны указанной сетки.

Наклон этих полос 101 и 102 обозначен углом b между направлениями DC и DD (угол b обозначает здесь 45^o).

Фиг.17 позволяет также различить закодированные параллельные полосы 201, 202 второго знака защиты 200, соответствующие разделению напечатанного графического изображения.

Закодированные полосы имеют одну и ту же ширину е, которая в большинстве случаев зависит от параметров сетки с водяными знаками, точнее от периода Т и от угла b.

На фиг. 17 показан прямоугольный треугольник АВС, соответствующий наиболее целесообразной структуре для прочитывания документа, у которого гипотенуза АВ соответствует ширине е каждой из полос 201 или 202, а один катет которого соответствует полупериоду Т/2 в этом случае, следовательно, имеет место соотношение:

В конкретном случае b 45^o, следовательно,
,
что соответствует, например, ширине полос в 10 мм (с шестью полосами), для периода в 14,14 мм.

Вышеприведенное отношение, однако, может использоваться только в определенных пределах, то есть до тех пор, пока, угол будет превышать эталонный угол b_o, соответствующий ширине полосы е₀, достигающей половины ширины документа 1, этот крайний случай практически соответствовал бы наличию двух полос, симметричных по отношению к оси Х' Х.

Например, в случае банковского билета шириной порядка 80 мм эталонный угол _o был бы порядка 10^o.

Когда угол становится меньше эталонного угла b_o, ширина е полос разделения 201, 202 печатного графического изображения выбирается в основном в зависимости от требуемого кодирования.

Конкретный случай нулевого угла изображен на фиг.19 полосы 101, 102 первой стеки 100 в этом случае ортогональны к полосам 201, 202 второй сетки 200, и можно в этом случае выбрать ширину е, которая в предпочтительном случае равна полупериоду Т/2 ( в этом случае изображение соответствовало бы правильной разлиновке квадрата шестью ортогональными полосами).

На практике вначале необходимо выбрать число полос разделения в зависимости от числа подлежащих кодированию документов и от технологии изготовления, позволяющей выполнять эти закодированные полосы, а также от напряжений симметрии. Этот выбор также будет зависеть от точности считывающего устройства, используемого для анализа документа. Затем должны быть определены возможные углы , принимая во внимание то, что угол в 45^o обеспечивает максимальные преимущества, как это было пояснено выше.

Таким образом документ, содержащий два знака защиты, наложенных друг на друга, 100, 200 вышеуказанного типа представляет интерес в той степени, насколько наложение друг на друга этих двух знаков оказывает влияние на прочитывание указанных знаков в отдельности.

Таким образом удается в значительной степени аргументировать эффективность определения подлинности.

В случае, когда документ представляет собой банковский билет, первый знак защиты 100 и второй знак защиты 200 служат для определения подлинности билета, а второй знак защиты 200 служит для автоматического распознавания указанного достоинства билета.

Указанный вариант способа анализа и связанного с ним устройства описываются ниже со ссылкой на фиг.18 21.

В самом деле, на фиг.18 изображена зона документа 1, на которой оба знака защиты 100 и 200 наложены один на другой (как для фиг.17) с дополнительным изображением считывающей планки 301, снабженной средствами обнаружения.

Средства обнаружения в данном случае выполнены в виде датчиков 300 по крайней мере по одному датчику на закодированную полосу 201 или 202 второй сетки 200 (в данном случае по одному на полосу). Эти средства расположены по главному направлению D, перпендикулярному направлению DD, которое представляет собой направление прохождения документа в считывающем устройстве (направление DD также является направлением закодированных полос 201, 202) и с промежуточным расстоянием d, равным ширине е указанных закодированных полос 201 или 202.

Кроме того, целесообразно, чтобы средства обнаружения 300 были расположены на средней оси (а) объединенных полос 201 или 202 второй сетки 200, таким образом предотвращается любая опасность искажения анализа в случае смещения документа по отношению к датчикам считывающей планки (может иметь место потеря сигнала из-за увеличения помех).

Может идти речь о единой считывающей планке, датчики которой содержат передающие и приемные средства, и под которой проходит анализируемый документ. В качестве варианта применяются две наложенные одна на другую считывающие планки, одна из которых содержит передающие средства, а другая приемные средства, и между которыми проходит анализируемый документ. В этом случае на фиг. 13 схематически показана либо эта единая планка, либо одна из двух наложенных одна на другую планок (друга находится под ней).

Фиг.18 позволяет также понять, что в случае, когда датчик 300, связанный с закодированной полосой 201 или 202, считывает минимальную поверхностную массу (датчик расположен в центре наклоненной полосы 102, на оси указанной полосы), датчик 300, связанный с симметричной полосой 201 или 202 (сопряженная полоса), считывает максимальную поверхностную массу (датчик в центре наклоненной полосы 101, на оси указанной полосы), это следует из того, что структура сетки с водяными знаками с синусоидальным профилем волны выбирается такой, чтобы волны по обеим сторонам от оси Х' Х документа, расположенные на одном и том же расстоянии от указанной оси, находились в противофазе.

В более общем сырье, в любой момент находят взаимоотношение между ответным сигналом закодированной полосы 201 и 202 и ответным сигналом симметричной закодированной полосы (сопряженной полосы), когда этот документ проходит под считывающей планкой 301.

Это позволяет сформулировать отличительную часть способа анализа документа, согласно которой:
располагают средства детектирования 300 в количестве по крайней мере по одному на полосу 201, 202 второй стенки 200, причем эти средства установлены по главному направлению D, перпендикулярному направлению прохождения DD, с одинаковым промежуточным расстоянием d, равным ширине е параллельных полос 201, 202 указанной второй сетки,
проверяют кодирование второй сетки 200, суммируя ответный сигнал от каждой закодированной нулем или единицей полосы и от сопряженной с ней симметричной ей полосы с тем, чтобы устранить влияние первой сетки 100, и сравнивая полученные результаты с теоретическими значениями кодирования,
анализируют первую сетку 100 путем вычитания ответных сигналов каждой полосы, не содержащей кодирования закодированной 0 или симметричной ей полосы.

Согласно этому способу, суммируя ответный сигнал от каждой закодированной полосы и ответный сигнал сопряженной с ней полосы, удается одновременно снять сигнал, поступающий от первой сетки с водяными знаками, и улучшить ответный сигнал в инфракрасном излучении, предпочтительно для этого использовать декодирование путем синхронного интегрирования для каждой пары закодированных полос (при этом данная пара образована закодированной полосой и симметричной с ней или сопряженной полосой), затем взаимным сравнением полученных результатов с теоретическими величинами кодирования.

Вычитая ответные сигналы от пар полос, не имеющих кодирования (закодированных 0), в частности, уровни поглощения инфракрасного излучения, можно анализировать первую сетку с водяными знаками тем легче, чем лучше отношение сигнал/шум этой сетки (на практике располагают сигналом, амплитуда которого удвоена благодаря противопоставлению фазы сетки с водяными знаками между сопряженными закодированными полосами одного и того же канала).

В случае с фиг.19, для которого направления DC и DD практически параллельны (обе наложенные одна на другую сетки образуют в этом случае разлинованную сетку зоны с водяными знаками), требуется изменить считывающую планку 301.

Вместо единственного ряда датчиков 300, расположенного перпендикулярно направлению прохождения DD, в этом случае считывающая планка 301 содержит два параллельных ряда датчиков 300', 300'', расположенных перпендикулярно направлению прохождения DD, с одним рядом на половину планки эти два ряда датчиков (в данном случае каждый содержит три датчика 300' или 300'') в этом случае смещены друг относительно друга на заранее заданное расстояние d₁, которое предпочтительно практически равно половине длины волны Т/2 первой сетки, с тем, чтобы обнаружить противопоставление предшествующей фазы между ответными датчиками.

Датчики 300' или 300'' одного и того же ряда, кроме того, расположены на средней оси (а) соединенных закодированных полос 201, 202 второй сетки и расположены между собой на одинаковом расстоянии d, практически равном ширине е указанных закодированных полос.

Это позволяет таким образом сформулировать отличительный признак такого варианта способа анализа, согласно которому:
располагают средства детектирования 300', 300'' в количестве по крайней мере по одному на полосу 201, 202 второй сетки 200, причем эти средства размещены по главному направлению D, перпендикулярному направлению прохождения DD, и находятся на средней оси а смежных полос 201, 202, при этом по одну сторону от указанной оси Х'Х документа 1 расположены по одной линии первые средства детектирования 300', и по другую сторону от указанной оси Х' Х вторые средства детектирования 300'', также расположенные на одной линии между собой, но смещенные по отношению к первым средствам детектирования 300' на расстояние, практически равное половине длины волны Т/2 первой сетки 100,
проверяют кодирование второй сетки 200, суммируя ответный сигнал от каждой полосы, закодированной нулем или единицей и сопряженной с ней симметричной ей полосы, с целью исключения влияния первой сетки 100, и сравнивая полученные результаты с теоретическими величинами кодирования,
анализируют первую сетку 100 вычитанием ответных сигналов от каждой полосы, не содержащей кодирования, закодированной нулем, и от симметричной с ней полосы.

В данном случае фактически используется тот же самый процесс анализа со сложением ответных сигналов сопряженных закодированных полос и с вычитанием уровней поглощения пар полос для одного или нескольких каналов, используемых для кодирования (полосы, закодированные нулем).

Такой процесс анализа, следовательно, очень выгоден, так как он позволяет осуществить двойной анализ этих наложенных друг на друга знаков защиты с помощью единственной планки с датчиками, и это несмотря на то, что наложение друг на друга этих двух знаков оказывает влияние на считывания по отдельности каждого из них.

Этот процесс анализа будет более подробно изложен ниже, со ссылкой на фиг.21, на которой схематически иллюстрируется единое устройство для анализа сигналов, поступающих от различных датчиков, с тем, чтобы, с одной стороны, проверить кодирование второй сетки и определить подлинность анализируемого документа, когда считываемая сетка соответствует необходимым требованиям, и, с другой стороны, проанализировать первую сетку и определить подлинность анализируемого документа, когда считанная сетка также соответствует необходимым требованиям.

Существуют, естественно, многочисленные способы выполнения считывающей планки, как это следует из нижеописанных примеров.

Считывающая планка 301 может иметь расположенные на одинаковом расстоянии практически круглые отверстия 302, связанные с каждым датчиком, как это изображено на фиг.18.

В качестве варианта, могут быть предусмотрены отверстия в форме щелей 303 (фиг. 20,а) в этом случае каждая щель наклонена так, чтобы быть практически перпендикулярной к направлению распространения волны первой сетки (в результате каждая щель наклонена под одним и тем же углом b по отношению к направлению пропускания DD).

Согласно другому варианту, предусмотрены крестообразные отверстия 304 (фиг. 20, b), обе ветви которых соответственно параллельны и перпендикулярны направлению прохождения волны первой сетки. Это позволяет дополнительно увеличить поверхность интегрирования для первой сетки и получить более высокое среднее значение для измеряемого сигнала, так как в данном случае используется процесс интеграционной дискретизации.

Согласно еще одному варианту, изображенному на фиг.20, с и 20, d, по крайней мере один из датчиков является комбинированным (в данном случае все шесть датчиков комбинированные). На фиг.20, с каждый комбинированный датчик 300 образован двумя смежными идентичными датчиками 300₁, расположенными по обеим сторонам от средней оси (а) каждой закодированной полосы 201 и 202. Ответный сигнал от датчика 300 в этом случае будет суммой ответных сигналов от обоих датчиков 300₁. На фиг.20,d каждый комбинированный датчик 300 образован четырьмя идентичными датчиками 300₂, расположенными в виде квадрата, причем этот квадрат отцентрирован на среднюю ось (а) каждой закодированной полосы 201 или 202, а края квадрата параллельны и перпендикулярны направлению прохождения DD.

Очевидно, что варианты с фиг.20,а d могут быть применимы для случая с планкой с двумя смещенными рядами, проиллюстрированного на фиг.19, в этом случае с двумя смещенными рядами щелей, наклонных или крестообразных, или с двумя смещенными рядами комбинированных датчиков.

В общем случае, датчики 300 или 300', 300'' считывающей планки 301 предпочтительно должны быть выполнены так, чтобы иметь одно и то же усиление и одну и ту же начальную настройку с тем, чтобы обеспечить равновесие различных каналов.

Одиночные или комбинированные датчики могут представлять собой фотодиоды или фототранзисторы или же еще фоторезисторы, причем каждый из этих датчиков предпочтительно соединен с оптическими фильтрами для полного соответствия требуемой длине волны.

Ниже описывается полное устройство для анализа сигналов, поступающих от различных датчиков считывающей планки, со ссылкой на фиг.21.

На фиг.21 показана считывающая планка 301, в данном случае с шестью датчиками 300 для документа с шестью кодированными полосами, параллельными направлению прохождения, причем с трех датчиков снимают соответствующий сигнал, обозначенный SA, SB, SC, а с трех других датчиков снимают сигнал SA', SВ', SC', соответствующий сопряженным закодированным полосам.

Устройство анализа содержит средства 400 для обработки сигналов, поступающих с датчиков 300.

Указанные средства обработки содержат два блока, каждый из которых связан с сеткой 100 или 200 документа.

С помощью первого блока осуществляется проверка кодирования второй сетки документа, проходящего на уровне планки с датчиками, и определение подлинности анализируемого документа, когда эта сетка отвечает необходимым требованиям.

Указанный первый блок содержит прежде всего средства суммирования 401, связанные с каждой парой кодированных полос. В результате полученные сигналы соответствуют сигналам SA+SA', SB+SB', и SC+SC' (эти суммы состоят из сигнала и этого же самого сигнала, смещенного на p), предварительно усиленным с помощью введены усилителей 412. Сигналы подаются далее на интегрирующие средства 402, осуществляющие интегрирование по всей длине анализируемого документа.

В результате получают сигналы 1А, 1В, 1С, относящиеся к каждой паре закодированных полос. Эти сигналы подаются к средствам сравнения 430 для сравнения полученных результатов с теоретическими значениями кодирования второй сетки анализируемого документа.

Предпочтительно, предусматривают средства коммутации 408, 409 выше по ходу и ниже по ходу относительно интегрирующих средств, причем эти средства коммутации (схематически изображенные здесь в виде выключателей) соответственно управляются прохождением передней кромки и задней кромки документа перед неподвижным элементом, таким, как фотодиод (в качества варианта, по крайней мере один из датчиков считывающей планки может сам обеспечить дополнительную функцию контроля прохождения билета, что предотвращает необходимость отдельного фотодиода), в данном случае управление средствами 408, 409 схематически показано в виде центрального блока управления 415.

Благодаря этому неподвижному элементу детектирования (встроенный или автономный фотодиод) в этом случае обеспечено интегрирование по всей длине документа. Это особенно выгодно в случае банковских билетов такой же ширины и с разной длиной.

Средства сравнения 403 позволяют прежде всего проверить, что каждое значение 1А, 1В, 1С действительно находится в пределах заданного диапазона, границы которого определены в зависимости от красок, от тональности бумаги и от других параметров, относящихся к рассматриваемому документу.

Средства сравнения 403 снабжены звуковой сигнализацией контраста 410, срабатывающей, когда разница между результатами находится за пределами заданной вилки. В этом случае все различия I_i I_j сравниваются с границами диапазона, и звуковая сигнализация 410 включается, если нет краски, реагирующей на известное возбуждение (например, инфракрасное излучение), или если краска не реагирует должным образом на это возбуждение.

В качестве варианта, контрастный звуковой сигнал 410 включается, когда отношение между результатами находится за пределами заданного диапазона. Средства сравнению 403 в этом случае содержат логарифмические усилители отношений и компаратор диапазона (положительный или отрицательный). В этом случае все значения сравниваются с границами диапазона. Этот вариант предпочтителен как с точки зрения достижения симметрии результатов, когда ответные сигналы инвертируются, получения высокой чувствительности в диапазоне малых отклонений контраста, так и возможности получения оптимальной реакции на черное и минимальной на белое.

Предпочтительно, чтобы первый блок содержал средства декодирования 411 после средств сравнения 403, с тем, чтобы идентифицировать документ, и в частности, когда документ представляет собой банковский билет, с целью распознавания указанного достоинства билета. Эти средства декодирования 411 имеют в памяти неравенства I_i<I для каждого документа, что позволяет легко идентифицировать анализируемый документ.

Второй блок содержит прежде всего средства дифференцирования 404, связанные с каждой карой закодированных полос. Полученные сигналы таким образом соответствуют сигналам , и при выполнении при этом еще предпочтительно предварительного усиления с помощью встроенных усилителей 413. Каждое различие соответствует, из-за противоположности фазы для сетки с водяными знаками двухкратному исходному сигналу, освобожденному от помех, вызванных загрязнениями документа и прозрачности бумаги.

Предусматривают также селекторные средства 405, ниже по ходу после каждого из средств дефференцирования 404, для сохранения только ответных сигналов, относящихся к полосам, лишенным кодирования (закодированным нулем). Эти средства схематически изображены в данном случае выключателями, управляемыми центральным блоком 415, при этом выключатель, связанный с полосами SС и SC' (закодированными нулем), здесь замкнут.

Выгодно подать полученные сигналы на дополнительные средства сложения 412 (так как сигналы совпадают по фазе, в действительности получают n раз сигнал, где n=1, 2 или 3).

Далее вводятся средства фильтрования 406, позволяющие фильтрование сигналов с основной частотой первой сетки, что позволяет выделить полезный сигнал. Последний подают на средства 407 распознавания и определения подлинности с тем, чтобы проанализировать первую сетку документа и признать документ подлинным, когда сетки в виде водяных знаков соответствует заданным требованиям, или в противном случае, включить имеющуюся звуковую сигнализацию 414. Эти средства 407 могут содержать апертурный компаратор и/или средство порогового детектирования нелинейного искажения, или же еще детектирование числа периодов.

Само собой разумеется, что можно сгруппировать в одном едином функциональном блоке средства усиления 413, суммирования 401 и интегрирования 402 первого блока, и средства усиления 413 и дифференцирования 404 второго блока.

Описанные способ и устройство анализа в значительной мере облегчают определение подлинности.

В случае подделки документа может быть не соблюдено кодирование параллельных полос (вторая сетка), но в этом случае цепь декодирования не признает подлинность документа, и, кроме того, считывание сетки с водяными знаками на рассматриваемом канале не будет возможно из-за краски, чувствительной к инфракрасному излучению. Это также может явиться результатом фальсификации периодической сетки из водяных знаков (первая сетка), но в этом случае если амплитуда слишком велика, обнаружение облегчается; если фаза не соблюдена, сигнал, выходящий из разности каналов, в этом случае будет очень ослабленным, и если профиль не является синусоидальным, измерение нелинейного искажения позволяет провести обнаружение.

Изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления, а, напротив, включает в себя все варианты, повторяющие с помощью эквивалентных средств основные отличительные признаки, изложенные выше.

Формула изобретения

1. Денежный или гарантийный документ прямоугольной формы с печатным графическим изображением по меньшей мере с одной стороны документа и с двумя знаками защиты, первый знак защиты выполнен в виде сетки параллельных линий, отличающийся тем, что первый знак защиты наложен на второй знак защиты, выполненный в виде параллельных первой кромке документа полос печатного графического изображения, представленных по меньшей мере двумя различными красками, причем реакция красок различных пар упомянутых полос, симметричных относительно середины второй кромки документа, на электромагнитное излучение заранее заданного невидимого диапазона длин волн различна по меньшей мере для одной из красок, благодаря чему обеспечивается двоичное кодирование упомянутых полос, при этом упомянутая сетка параллельных линий первого знака защиты выполнена в виде периодической сетки параллельных линий водяных знаков, расположенных наклонно к кромке документа.

2. Документ по п. 1, отличающийся тем, что образующая первый знак защиты сетка водяных знаков содержит волны с синусоидальным профилем поверхностной массы.

3. Документ по п. 2, отличающийся тем, что изменения амплитуды волн сетки водяных знаков осуществляются относительно средней плоскости упомянутого документа.

4. Документ по любому из пп. 1 3, отличающийся тем, что параллельные линии периодической сетки водяных знаков ориентированы под углом 45^o к одной из кромок документа.

5. Документ по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что сетка водяных знаков образует поверхность, замкнутый контур которой располагается внутри краев упомянутого документа, при этом упомянутая поверхность полностью пересекается полосами разделения печатного графического изображения.

6. Документ по п. 5, отличающийся тем, что сетка водяных знаков выполнена в виде квадрата.

7. Документ по п. 6, отличающийся тем, что края квадрата выполнены скошенными.

8. Документ по любому из пп. 1 7, отличающийся тем, что полосы печатного графического изображения имеют одну и ту же заранее заданную ширину e, которая зависит от угла между перпендикуляром к параллельным линиям сетки водяных знаков и направлением полос разделения печатного графического изображения, когда угол b превышает эталонный угол, соответствующий ширине полосы e_o, равной половине ширины документа.

9. Документ по п. 8, отличающийся тем, что ширина e полос печатного графического изображения задается формулой

где T длина волны сетки водяных знаков.

10. Документ по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что полосы печатного графического изображения имеют одну и ту же ширину, зависящую только от требуемого кодирования, а не от угла b между перпендикуляром к параллельным линиям сетки водяных знаков и направлением распространения полос печатного графического изображения, когда угол b меньше эталонного угла, соответствующего ширине полосы e_o, равной половине ширины документа.

11. Документ по любому из пп.1 10, отличающийся тем, что одна из упомянутых красок поглощает электромагнитное излучение заранее заданного невидимого диапазона длин волн, а другая краска отражает это излучение.

12. Документ по п. 11, отличающийся тем, что электромагнитное излучение заранее заданного невидимого диапазона длин волн является инфракрасным излучением.

13. Документ по п. 11, отличающийся тем, что разложение печатного графического изображения на кодированные параллельные полосы выполнено по меньшей мере с одной из сторон документа.

14. Документ по любому из пп.1 13, отличающийся тем, что в случае, когда документ является банковским билетом, его печатное графическое изображение включает в себя знаки достоинства банковского билета, а разложение его печатного графического изображения на кодированные параллельные полосы позволяет осуществлять машинное распознавание указанного достоинства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21