CN103782305B - 表层箔视觉验证系统 - Google Patents

Abstract

本文披露了一种用于间接读取个人证件上的凹凸字符以便验证或识别凹凸字符的方法和系统。所述方法和系统在将着色材料从箔施加到个人证件上的凹凸字符时将形成于箔上的凹凸字符的图像数字化。箔上所捕获的图像随后用于验证和/或识别个人证件上的凹凸字符。

Description

表层箔视觉验证系统

技术领域

本发明涉及视觉验证，更具体地说涉及视觉验证系统，用于间接验证或识别压纹数据，例如，个人证件上凸起的字符。

背景技术

在某些应用中，需要验证或识别个人证件(例如信用卡)上的凹凸字符，例如线、数字、字母、符号等。先前使用的方法包括直接利用数码相机和照明源例如阴天照明器（CDI）来使卡成像，以便可通过将压纹卡的图像数字化来验证或识别凹凸字符。

发明内容

本文描述的方法和系统用于间接读取个人证件上的凹凸字符以便验证或识别凹凸字符。所述的方法和系统在将着色材料从箔施加到个人证件上的凹凸字符时使形成于箔上的凹凸字符的图像数字化。在箔上捕获的图像随后用于验证和/或识别个人证件上的凹凸字符。

本文所述的方法和系统消除了先前方法中与传统的直接视觉方法相关的反射问题。例如，在先前的方法中，反射表现为位于字符的任何位置上的黑斑或白斑。这种变化使确定真实的字符形状变得困难，导致不理想的字符识别，尤其对于较小的字符。CDI可能有助于限制不希望的反射。但是，由于字符形状在表层表面上是圆形的，反射仍存在并且采用CDI不能完全解决问题。

本文所述的方法和系统还可克服与由金属背景和/或在字符颜色与背景颜色相似的情况造成的反射相关的问题，所述问题不能利用直接视觉方法容易地克服。

在一个所披露的示例中，在个人证件上检测凹凸字符的方法包括将着色材料从箔的一部分施加到凹凸字符，以便在箔上形成凹凸字符的图像。所述图像随后利用数字成像器被数字化。

在另一个所披露的示例中，在着色材料被从箔的一部分施加到个人证件上的凹凸字符之后，利用成像设备使形成在箔上的凹凸字符的图像成像。所述图像随后用于确定关于个人证件上的凹凸字符或将着色材料施加到凹凸字符的质量。

在另一个所披露的示例中，一种用于检测个人证件上的凹凸字符的系统包括转印站，在转印站着色材料从含有着色材料的箔转印到个人证件的凹凸字符上。成像站在转印站的下游，并且包括成像器，所述成像器使由于将着色材料从箔转印到个人证件的凹凸字符上而在转印站形成于箔上的凹凸字符的图像成像。

附图说明

图1是用于检测卡上凹凸字符的系统的一个实施例的示意图。

图2是用于检测卡上凹凸字符的系统的另一个实施例的示意图。

图3是其上具有凹凸字符的卡的示意性前视图。

图4(a)是具有图3所示凹凸字符的图像的箔的一部分的示意性后视图，其中通过背光源照射箔。

图4(b)是具有图3所示凹凸字符的图像的箔的一部分的示意性前视图，其中通过背光源照射箔。

图5(a)是具有图3所示凹凸字符的图像的箔的一部分的示意性后视图，其中通过前光源照射箔。

图5(b)是具有图3所示凹凸字符的图像的箔的一部分的示意性前视图，其中通过前光源照射箔。

具体实施方式

本文描述了用于检测个人证件上的凹凸字符的方法和系统。个人证件是例如信用卡、身份证、礼券卡、或护照。术语个人证件是指由一方施加凹凸字符的证件，而该证件为另一方而准备，不管凹凸字符或证件上的任何其它信息是否与另一方的个人信息相关。

所述的方法和系统可以使通过将着色材料从箔施加到个人证件的凹凸字符上而在箔上形成的箔上的凹凸字符的图像数字化。所述图像可用于验证和/或识别凹凸字符。

图1示出了用于检测卡2上凹凸字符的系统10的一个实施例的示意图。利用传输机构沿着传输路径传递箔6。箔6从位于传输路径一端处的箔供给辊14a开始传递，箔卷带辊14b位于传输路径的另一端，并且辊16a、16b沿着路径设置在两端之间以便改变传递的方向。任意数量的辊可用于控制箔的传递。应当理解，其它适当的机构而非辊可用于控制箔的传递。

示例性卡2在图3示出。卡2可由塑料材料制成，例如，聚氯乙烯（PVC）或其它合适的塑料以及非塑料材料例如金属。卡2的一面具有凹凸字符32，包括线、字母、数字、符号等等。卡2还可包括印制材料、全息图、磁条、集成电路芯片等等。

在所示的实施例中，凹凸字符23是从卡的一面压印而在卡的表面凸起的字符。可替换地，凹凸字符可以是凹入字符，在一面凹入而在另一面并未凸起。因此，如本文所用，术语凹凸字符旨在包括在表面上凸起的字符，以及在一面凹入而在另一面没有凸起的凹入字符。

用于形成凹凸字符的技术无论是凸起或是凹入均是本领域公知的。

在凹凸字符为凸起的情况，箔6常常被称作表层箔。在凹凸字符为凹入的情况，箔6常常被称作压印箔。在任一情况，箔6具有两层，包括由载体层携带的着色材料层。在表层箔的情况，着色材料通常是金属色材料，具有选自许多标准颜色例如银或金的颜色以及自定义颜色。在压印箔的情况，着色材料通常是黑色或其它颜色以便更容易看凹下的字符。载体层通常是聚酯材料。不过，可以使用任何能够将着色材料转印到卡2的凹凸字符上的箔，只要着色材料可被施加到凹凸字符并且所得到的凹凸字符的图像可形成在箔上。

回到图1，系统10包括转印站30，在转印站30处着色材料从箔6转印到凹凸字符。在凹凸字符凸起的情况，转印站30位于用于形成凸起字符的压纹机构的下游。转印站30可以是与压纹机构为同一组件的一部分，或是独立于压纹机构的组件。在压印字符的情况，转印站30通常是用于形成压印字符的机构的部分，这对于本领域技术人员来说是可以理解的。

系统10可以是独立于系统中其它模块的模块化证件处理系统的模块的一部分。可替换地，系统10可以是桌面证件处理系统的一部分，其中系统的元件连同压纹机构被设置在相同的外壳内。

在卡片被压纹后，卡片2被定位在转印站30中，使凹凸字符32面向箔的部分6a。转印站30的结构和操作在本领域是公知的。转印站30包括被设置成平行于卡片的加热的压印板4。压印板4可朝向和背离卡片运动以便使箔的部分6a压抵卡片2上的凹凸字符，从而将着色材料转印到凹凸字符的顶端。用于将着色材料转印到压印字符的转印站的结构也是公知的，例如披露于美国专利7866904。

将着色材料从箔转印到凹凸字符在箔上形成了凹凸字符的图像。例如，如图3、4(a)和4(b)所示，卡片2上的凸起字符32在箔部分6a上形成图像34。字符32及其图像34在厚度/深度上彼此互补。图4(a)是图像34的后视图，即，穿过箔观察的视图。图4(b)是图像34的前视图，即，从箔侧观察的视图，其中图像34是字符32的镜像。在图像34中，保持了字符及其相对的位置。

在着色材料的适当转印中，图像中的字符形状通过锐周边很好地限定。此外，如果在卡片上凹凸字符的一部分没有显示，则在箔上的图像中不会有对应物。如果卡片上的凹凸字符是不正确的或不是所预期的，图像会显示不正确的凹凸字符。如果凹凸字符的一部分不在应在的位置，保存的图像中的对应物也不在应在的位置。如果存在变化的深度（即，卡片表面之上的凸起的距离）或厚度（即，凹凸字符面之间的距离），这些变化会通过箔上图像中的相应变化而反映。

因此，箔上的图像34可用于收集关于卡片上的凹凸字符的信息，例如压纹的准确性和质量。图像还可提供关于着色材料转印到凹凸字符的质量的信息。因此，箔6上的图像可提供关于凹凸字符和/或着色材料转印到凹凸字符的有价值的信息。

在着色材料被转印到凹凸字符并形成图像34之后，箔的部分6a沿下游方向沿着向成像站40的传输路径被传递。可替换地，成像站40可朝向箔运动以便成像图像。

成像站40包括成像设备8，所述成像设备8用于成像图像34。成像设备8可以是适于捕获箔部分6a上图像34的图像的任何装置。例如，成像设备8可以是数字成像器。可以预见成像设备8也可以是非数字成像器，例如胶片相机，随后利用合适的类似于数字转换技术进行数字化。

在图1所示的实施例中，成像设备8是数字成像照相机，由背光光源12照射箔6a。成像设备8被设置在面向着色材料的箔的一面，而光源12与数字成像器相对，位于箔的载体侧。可以预见，成像设备8和光源12的位置可以互换，使成像设备8位于箔的载体侧而光源位于箔的相对侧。优选使用背光来优化箔中前景和背景的对比。不过，光源12和数字成像器8可设置在任何其它位置，包括位于箔的相同侧，只要箔部分6a上的图像34可通过光源照射并且图像可通过数字成像器成像。

光源12可发射可见或不可见光，以任何波长，例如红外线、紫外线等等，适合与成像设备8一起使用。来自光源12的光撞击到箔的部分6a上，透射过箔，并在其上照射图像34。例如，透射过箔上图像字符的空隙的光比透射过箔的其它部分的任何光具有更强的光强度。由于箔上图像34的空隙引起的光强度的对比通过成像设备8被记录。

成像设备8是例如数码相机，包括电子成像传感器，以记录通过光源12照射的箔6a上的图像34。可以使用任何可以记录图像34的图像的数码成像设备。成像设备可以记录图像34的黑-白、灰色调、或彩色图像。

图4(a)和4(b)示出了通过成像设备例如成像设备8记录的图像，对于具有图像34的箔6a，箔6a由背光照射，例如图1所示的背光源12。图4(a)是图像34的后视图，而图4(b)是图像34的前视图。应当理解，在现实生活中，在背光源的照射下，字符的图像会表现为白色（正），而背景会表现为黑色（负）。应当理解，对箔所记录的图像可以是灰色调或彩色图像。

图5(a)和5(b)示出了通过成像设备例如成像设备8记录的图像，对于具有图像34的箔6a，箔6a通过前光源照射。图5(a)是图像34的后视图，而图5(b)是图像34的前视图。在所示的示例中，字符的图像是黑色而背景是白色。应当理解，对箔所记录的图像可以是灰色调或彩色图像。

图2示出了系统20的成像站42的另一示例，利用以接触式图像传感器（CIS）18的形式的成像设备18来检测卡片上的凹凸字符。CIS的构造和操作是已知的。例如，CIS18具有图像传感器，被设置成与箔的部分6a近距离直接接触。CIS18包括线性检测器阵列，被聚焦透镜覆盖并可通过发光二极管（LED）侧翼照射。应当理解，CIS也可使用背光照射。CIS18可以位于如图2所示的载体层侧或位于相对侧（即，位于着色材料层侧），以便使图像34数字化。

一旦图像34被成像，图像可被处理并用于作出关于卡片2上的凹凸字符32或施加着色材料到凹凸字符上的质量的不同决定的考虑因素。可通过传统的光学字符验证（OCV）和/或光学字符识别（OCR）算法来处理图像。OCV通过读取与正在测试图像相关的数据并将所述数据与相关期望图像的期望数据进行比较、并确定进行对比的图像之间是否存在任何差异来运行。OCR通过定义所有可能的字符和正在测试图像中字符的数量并确定字符的最佳匹配和返回数据来运行。

例如，卡片2上凹凸字符32的质量可通过检查图像34的图像来评估。质量可通过自动将图像与期望图像进行对比或通过自动将图像中各字符与期望字符进行对比来检查。例如，算法允许使用者设定接受的阈值。对于每个字符与期望位图的偏离用于评估字符是如同所期望的或在字体或字符表中比另一字符更好的可能性。偏离包括例如由空隙或对形状的添加造成的缺陷。先前的方法通常不能确定缺陷造成的原因。在本文所述的方法和系统中，极大地增强了字符定义，并因此可导致更为先进的算法以提供更为先进的缺陷定义和检测。

质量也可通过人目测观察由成像设备18形成的图像和目测寻找质量问题进行检查。

凹凸字符的质量包括但不限于字符的完整性包括字符是否部分或全部丢失、字符的正确性、字符的大小和其它尺寸特征、以及字符在卡片上的位置和彼此的相对性。

在一些实施例中，穿过图像中字符的光的强度的变化会在所得到的图像中产生变化。光强度通道会基于有多少着色材料转印到凹凸字符上。因此，图像中光强度的变化可用于评估着色材料转印到凹凸字符上的质量。

在由成像设备成像箔部分6a上的图像后，箔可沿着传输路径被反向传送，如图1和2中双箭头所指，以使箔部分6a朝向转印站30运动。由于成像站位于转印站30的下游的某一距离处，箔6的重要部分需要前进以便将箔部分6a带入成像站中的位置。这导致不包含图像的箔的前进可用于将着色材料施加到另一张卡上的凹凸字符。通过使箔6反向，箔可被反向到一位置，使得图像34和由施加着色材料到新卡上的凹凸字符所引起的箔上所产生的新图像之间的距离最小化，从而减少箔的使用和浪费。为了使箔反向，箔卷取辊14b和箔供给辊14a的驱动需要是可反转的。

本文所述的方法和系统可以检查任何压纹线位置和字符大小包括但不限于每英寸7或10字符（CPI）。通过使箔成像而非使卡本身成像，避免了与成像大范围的卡背景印刷和印刷色彩相关的影响和问题。

本申请中所披露的示例应被视为在所有方面是说明性而非限制性的。本发明的保护范围由所附权利要求书而非前述的说明书限定；并且在权利要求的等同的含义和范围内的所有变化应被涵盖在本发明的保护范围中。

Claims (8)

1.一种检测个人证件上的凹凸字符的方法，包括：

通过利用压印板将箔压抵凹凸字符在转印站中将着色材料从箔的一部分施加至凹凸字符，从而形成箔上着色材料的凹凸字符的图像，其中着色材料已被转印到凹凸字符上；

随后沿第一方向沿着传输路径传送箔到使箔的一部分位于待被数字成像器进行成像的位置，所述数字成像器位于转印站的下游；

利用数字成像器使在箔上的着色材料的图像成像，其中在成像时箔与个人证件分离；

处理成像的图像来作出关于个人证件上的凹凸字符或关于施加着色材料到凹凸字符上的质量的决定；以及

在使图像成像后，沿回向转印站的反向方向沿着传输路径传送箔，以便重新定位箔，用于后续将着色材料从箔的不同部分施加到不同的个人证件上的凹凸字符。

2.根据权利要求1所述的方法，其中凹凸字符是凸起字符或压印字符，并且个人证件是塑料卡。

3.根据权利要求1所述的方法，其中数字成像器是数码相机，并且光源被定位成照射具有凹凸字符的图像的箔的部分，或者数字成像器是接触式图像传感器，所述接触式图像传感器被定位在箔的部分的一侧。

4.一种用于检测个人证件上的凹凸字符的系统，包括：

转印站，在所述转印站着色材料被从包含着色材料的箔转印到个人证件上的凹凸字符上，从而形成箔上着色材料的凹凸字符的图像；

成像站，所述成像站位于转印站的下游，所述成像站包括成像器，所述成像器使在转印站由于将着色材料从箔转印到个人证件的凹凸字符上而形成于箔上的凹凸字符的图像成像，其中在成像站箔与个人证件分离；

处理器，所述处理器处理成像的图像以便作出关于个人证件上的凹凸字符或关于施加着色材料到凹凸字符上的质量的决定；以及

箔传输机构，所述箔传输机构用于在转印站和成像站之间传输箔，并且所述箔传输机构是可反向的，使得箔上的凹凸字符的图像可从转印站向成像站移动以及沿反向方向从成像站回向转印站。

5.根据权利要求4所述的系统，其中成像器是数码相机，所述数码相机被设置在箔的一侧；并且所述成像站还包括光源，所述光源被设置在箔的另一侧以便照射包括图像的箔；或者成像器是接触式图像传感器。

6.根据权利要求4所述的系统，其中系统是模块化证件处理系统的模块的一部分，或系统是桌面证件处理系统的部分，其中转印站和成像站连同压纹机构被设置在相同的外壳内。

7.根据权利要求4所述的系统，其中凹凸字符是凸起字符或压印字符。

8.根据权利要求4所述的系统，其中个人证件是塑料卡。