DE-102024132185-A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auswerten von Wertdokumenten

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zum Erzeugen von verzerrungsreduzierten Trainingsdaten zur Bestimmung von Parametern eines Prüfmodells zum Prüfen von Wertdokumenten eines vorgegebenen Wertdokumenttyps, insbesondere Banknoten. Das Verfahren umfasst ein Aufnehmen von einer Vielzahl von ortsaufgelösten Rohdaten für jedes Trainingswertdokument einer Anzahl von Trainingswertdokumenten mittels zumindest einer Sensoreinrichtung. Die Rohdaten umfassen Sensorwerte. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln zumindest eines Kompensationswertes für die Sensorwerte der Rohdaten basierend auf einer vorbestimmten Kompensationsverteilung. Das Verfahren umfasst ein Verändern der Sensorwerte der Rohdaten basierend auf dem zumindest einen Kompensationswert zum Erzeugen der verzerrungsreduzierten Trainingsdaten.

Inventors

• Johannes Feulner

Assignees

• GIESECKE+DEVRIENT CURRENCY TECHNOLOGY GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (20)

1. Verfahren zum Erzeugen von verzerrungsreduzierten Trainingsdaten zur Bestimmung von Parametern eines Auswerteverfahrens für Wertdokumente (12) eines vorgegebenen Wertdokumenttyps, insbesondere Banknoten, das Verfahren umfassend: - Empfangen einer Vielzahl von ortsaufgelösten Rohdaten für jedes Trainingswertdokument einer Anzahl von Trainingswertdokumenten, wobei die Rohdaten Sensorwerte umfassen, die jeweils einem Ort auf dem Trainingswertdokument zugeordnet sind; - Ermitteln jeweils eines Kompensationswertes (C) für die Sensorwerte von zumindest zwei disjunkten Abschnitten der Rohdaten basierend auf einer vorbestimmten Kompensationsverteilung; und - Verändern der Sensorwerte der Rohdaten basierend auf dem jeweiligen Kompensationswert (C) zum Erzeugen der verzerrungsreduzierten Trainingsdaten, wobei das Auswerteverfahren eingerichtet ist, Wertdokumente (12) basierend auf davon erfassten ortsaufgelösten Rohdaten auszuwerten, wobei die Parameter des Auswerteverfahrens basierend auf den verzerrungsreduzierten Trainingsdaten bestimmt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Rohdaten jedem erfassten Ort auf dem Wertdokument einen Sensorwert zuordnen, wobei das Verändern der Sensorwerte ein Anpassen des Sensorwertes, insbesondere durch ein Addieren oder ein Subtrahieren des zumindest eines Kompensationswertes, umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die disjunkten Abschnitte der Rohdaten zumindest zwei Spuren (61), insbesondere parallele Spuren, auf den Trainingswertdokumenten umfassen, wobei das Verfahren ferner umfasst: - Ermitteln, für jede der zumindest zwei Spuren (61), eines Kompensationswertes (C) für die Sensorwerte basierend auf der vorbestimmten Kompensationsverteilung; und - Verändern, für jede der zumindest zwei Spuren (61), der Sensorwerte der Rohdaten basierend auf dem jeweiligen Kompensationswert (C) zum Erzeugen der verzerrungsreduzierten Trainingsdaten.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verändern der Sensorwerte ein spurbezogenes Addieren oder Subtrahieren des jeweiligen Kompensationswertes (C) auf oder von den Sensorwerten, umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst: Aufnehmen der Vielzahl von ortsaufgelösten Rohdaten für jedes Trainingswertdokument der Anzahl von Trainingswertdokumenten mittels zumindest einer Sensoreinrichtung (38), vorzugsweise durch Verändern einer Messposition auf dem Trainingswertdokument jeweils entlang einer von zumindest zwei Spuren (61), insbesondere parallelen Spuren.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimme Kompensationsverteilung eine mittelwertfreie Verteilung ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmte Kompensationsverteilung eine Standardabweichung in der Größenordnung einer systematischen Abweichung der Sensorwerte nach einer Kalibrierung einer Sensoreinrichtung (38) zum Erfassen der ortsaufgelösten Rohdaten aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmte Kompensationsverteilung eine Normalverteilung umfasst oder ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kompensationswert (C) eine zufällige Differenz zwischen Sensorwerten für das gleiche Wertdokument, die vor und nach einer Selbstkalibrierung der zumindest einen Sensoreinrichtung (38) erfasst wurden, repräsentiert.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensorwert eine Dicke oder ein Flächengewicht des jeweiligen Ortes auf dem Wertdokuments repräsentieren.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Sensoreinrichtung (38) einen Ultraschallsensor umfasst, wobei der Ultraschallsensor zumindest zwei Sensorelemente (42), insbesondere Ultraschallwandler, aufweist, wobei jedes Sensorelement (42) des Ultraschallsensors einer eigenen Spur (61) zugeordnet ist, und wobei der Ultraschallsensor vorzugsweise eine Ultraschalltransmission bei einer vorbestimmten Ultraschallfrequenz misst.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 - 9 , wobei sich die zumindest zwei Spuren (61) parallel beabstandet entlang einer Längsrichtung des Wertdokuments (12) erstrecken.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trainingsdaten ferner Rohdaten für jedes Trainingswertdokument in jeder seiner Orientierungen umfassen.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl von Trainingswertdokumenten eine Anzahl im Bereich von 50 bis 5000, bevorzugt 100 bis 2500, noch mehr bevorzugt 200 bis 1000 umfasst.
15. Verfahren zum Bestimmen von Parametern eines Auswerteverfahrens für Wertdokumenten (12) eines vorgegebenen Wertdokumenttyps, insbesondere Banknoten, wobei das Verfahren ein Bestimmen der Parameter des Auswerteverfahrens basierend auf verzerrungsreduzierten Trainingsdaten, die durch ein Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen erzeugt wurden, umfasst.
16. Verfahren nach Anspruch 15 , wobei das Auswerteverfahren ein Klassifizieren des Wertdokuments zum Ermitteln eines Zustands oder einer Abweichung von einem zulässigen Zustand des Wertdokuments (12) umfasst, wobei das Klassifizieren unmittelbar von den zu bestimmenden Parametern abhängt.
17. Verfahren zum Auswerten von Wertdokumenten (12) eines vorgegebenen Wertdokumenttyps, insbesondere Banknoten, wobei das Verfahren die Verwendung eines Auswerteverfahrens nach Anspruch 15 oder 16 umfasst.
18. Verfahren nach Anspruch 17 , ferner umfassend: - Aufnehmen einer Vielzahl von ortsaufgelösten Rohdaten für ein zu prüfendes Wertdokument (12) mittels zumindest einer Sensoreinrichtung (38), wobei die Rohdaten Sensorwerte umfassen, die jeweils einem Ort auf dem Wertdokument (12) zugeordnet sind; - Extrahieren zumindest eines Merkmals, insbesondere Klassifizierungsmerkmals, für das Wertdokument (12) aus den Sensorwerten; - Auswerten, insbesondere Klassifizieren, des Wertdokuments (12) unter Verwendung des zumindest einen Merkmals zum Ermitteln eines Zustands oder einer Abweichung von einem zulässigen Zustand des Wertdokuments (12).
19. Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere Prüfen und/oder Zählen und/oder Sortieren und/oder Vernichten, von Wertdokumenten (12) eines vorgegebenen Wertdokumenttyps, insbesondere Banknoten, das Verfahren umfassend: - Vorbeitransportieren der Wertdokumente (12) einzeln oder vereinzelt an zumindest einer Sensoreinrichtung (38); - Erfassen, während dem Vorbeitransportieren, durch die zumindest eine Sensoreinrichtung (38), ortsaufgelöste Rohdaten der Wertdokumente (12), wobei die Rohdaten Sensorwerte umfassen, die jeweils einem Ort auf dem Wertdokument (12) zugeordnet sind; und - Verarbeiten der Rohdaten, vorzugsweise in Echtzeit, unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 17 oder 18 .
20. Vorrichtung zum Auswerten von Wertdokumenten (12) eines vorgegebenen Wertdokumenttyps, insbesondere Banknoten, unter Verwendung von verzerrungsreduzierten Trainingsdaten, die in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 erzeugt wurden und/oder unter Verwendung eines Auswerteverfahrens nach einem der Ansprüche 15 oder 16 , die Vorrichtung umfassend: eine Speichereinrichtung (50), in der Instruktionen zur Ausführung eines Auswerteverfahrens gespeichert sind; eine Auswerteeinrichtung (47), welche konfiguriert ist, mittels der Instruktionen ein Verfahrens nach einem der Ansprüche 17 bis 19 durchzuführen, vorzugsweise in Echtzeit; zumindest eine Sensoreinrichtung (38), die mit der Auswerteeinrichtung (47) über eine Datenschnittstelle (44) gekoppelt ist und eingerichtet ist, Rohdaten der Wertdokumente (12) zu erfassen, insbesondere durch Verändern einer Messposition auf jedem der Wertdokumente (12) jeweils entlang einer von zumindest zwei Spuren (61), vorzugsweise parallelen Spuren, und die Rohdaten an die Auswerteeinrichtung (47), vorzugsweise in Echtzeit, zu übertragen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten von Wertdokumenten, genauer zum Erzeugen von verzerrungsreduzierten Trainingsdaten zur Bestimmung von Parametern sowie zum Bestimmen der Parameter basierend auf den erzeugten Trainingsdaten. Die Parameter sind zur Verwendung beim Auswerten, insbesondere Prüfen, von Wertdokumenten. Die Erfindung betrifft ferner dazu korrespondierende Vorrichtungen. Unter Wertdokumenten werden blattförmige Gegenstände verstanden, die beispielsweise einen monetären Wert oder eine Berechtigung repräsentieren und daher nicht beliebig durch Unbefugte herstellbar sein sollen. Sie weisen daher nicht einfach herzustellende, insbesondere zu kopierende Sicherheitsmerkmale auf, deren Vorhand sein ein Indiz für die Echtheit, d.h. die Herstellung durch eine dazu befugte Stelle, ist. Wertdokumente können unterschiedliche Wertdokumenttypen haben. Wichtige Beispiele für solche Wertdokumenttypen sind Coupons, Gutscheine, Schecks und insbesondere Banknoten. Im Fall von Banknoten können Wertdokumenttypen weiter unterschieden werden; im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein Wertdokumenttyp gegeben sein durch die Währung und den Nennwert einer Banknote bzw. die Denomination sowie gegebenenfalls die Emission bzw. den Zeitraum, in dem diese offiziell, beispielsweise von Zentralbanken, ausgegeben wurden. Soweit sich die folgenden Erläuterungen auf Banknoten beziehen, gelten diese für jeden anderen Typ von Wertdokumenten entsprechend. Wertdokumente, insbesondere Banknoten, werden in der Praxis in zweierlei Hinsicht ausgewertet. Zum einen wird deren Echtheit geprüft, wozu unter anderem Sicherheitsmerkmale der Wertdokumente geprüft werden, die schwer zu kopieren sind und deren Vorhandensein als Hinweis auf die Echtheit des Wertdokuments gewertet werden kann. Zum anderen werden Wertdokumente, insbesondere wenn sie bereits in Umlauf waren, auf deren Zustand geprüft: beispielsweise müssen sie noch als solche mit hinreichender Sicherheit erkennbar und insbesondere auch von einfachen Automaten, beispielsweise Bankautomaten oder Banknotenprüfern, verarbeitbar sein. Zustandskriterien sind beispielsweise das Vorhandensein von Beschädigungen wie Rissen oder fehlenden Teilen, von Falten oder Eselsohren oder von Klebestreifen oder die Lappigkeit der Wertdokumente. Zur Auswertung von Wertdokumenten werden Wertdokumentbearbeitungsvorrichtungen eingesetzt, die als Stapel vorliegende Wertdokumente vereinzeln und dann einzeln an Sensoren vorbeitransportieren, mit denen entsprechende Eigenschaften des jeweiligen Wertdokuments erfasst werden. Erfasste Sensordaten werden in Echtzeit ausgewertet, um das jeweiligen Wertdokument zu prüfen. Die Wertdokumente werden dann in Abhängigkeit vom Ergebnis des Prüfens in entsprechende Ausgabebereiche sortiert. Bei der Prüfung des Zustands, der sog. Fitness, eines Wertdokuments wird ausgewertet, ob dieses bestimmte Kriterien erfüllt, um wieder in den Umlauf gegeben werden zu können bzw. aus dem Umlauf entfernt werden zu müssen. Neben dem Verschmutzungs- und Abnutzungsgrad stellt hierbei auch das Vorhandensein unerwünschter Fremdobjekte, meist in Form von Klebestreifen oder sonstigen Aufklebern, auf der Banknote ein wichtiges Kriterium dar. Die Prüfung des Vorhandenseins von Klebestreifen erfolgt üblicherweise anhand einer Messung der Dicke der zu prüfenden Banknote mittels mechanischer oder Ultraschall-Dickensensoren. Beim Auswerten eines Wertdokuments eines vorgegebenen Wertdokumenttyps, wird häufig von dem zu prüfenden Wertdokument Sensordaten erfasst, die gitterförmig angeordneten Messorten auf dem Wertdokument entsprechen. Die Sensordaten können Helligkeit, Farbe, Dicke, etc. des jeweiligen Messortes repräsentieren können. Beim Prüfen wird, abhängig von dem verwendeten Verfahren, ausgewertet, ob oder inwieweit die Sensordaten wenigstens ein vorgegebenes Prüfkriterium erfüllt. Die verwendeten Sensoren weisen mehrere Sensorelemente auf, die quer zur Transportrichtung T der Wertdokumente angeordnet sind. Während des Vorbeitransports erfasst jedes der Sensorelemente nacheinander jeweils einen in dessen Erfassungsbereich liegenden Abschnitt des Wertdokuments. Daher liegen die Sensordaten spurweise vor, wobei eine Spur einem Sensorelement entspricht und sich die Messorte entlang der Spur in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit und Messrate des Sensorelements ergeben. Aus den Messdaten der parallelen Spuren ergibt sich ein Gitter aus zweidimensionale Sensordaten für Flächenbereiche des Wertdokuments oder das gesamte Wertdokument. Als Sensoren werden unter anderem Magnetsensoren und Ultraschallsensoren verwendet. Zum Auswerten der erfassten Sensordaten werden für den Auswertealgorithmus Parameter bzw. Prüfparameter benötigt, die typischerweise für den Typ von Wertdokument, den Typ von Sensor und die zu prüfende Eigenschaft spezifisch sind. Das Ermitteln von spezifischen Prüfparametern kann beispielsweise als Adaption bezeichnet werden. Dazu werden Trainingsdate