SE454023B

SE454023B - PROCEDURE FOR OPTICAL SEPARATION OF PROVOBJECT

Info

Publication number: SE454023B
Application number: SE7908324A
Authority: SE
Inventors: K Jauch
Original assignee: Sodeco Compteurs De Geneve
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1979-10-08
Publication date: 1988-03-21
Also published as: DE2924605A1; DK150551B; DK150551C; CH634411A5; DE2924605C2; DK427679A; SE7908324L

Description

454 023 dera ett lätt utbytbart optiskt filter 7, 8, 9 till vardera en ljusavkännare 10, ll, 12. Vart och ett av filtren 7, 8, 9 låter endast ett smalt spektralband med en bestämd mittvåglängd Ä passera, och var och en av ljusavkännarna 10, ll, 12 mottager sålunda endast ljus av den våglängd Al, A2, A3, som motsvarar dess filter 7, 8 , 9. I stället för att såsom visas på ritningen detektera tre olika våglängder kan det vara av fördel att använ- da ett större eller mindre antal våglängder, dock minst två. 454 023 an easily replaceable optical filter 7, 8, 9 to each one light sensor 10, ll, 12. Each of the filters 7, 8, 9 sounds only a narrow spectral band with a definite center wavelength Ä pass, and each of the light sensors 10, ll, 12 receives thus only light of the wavelength A1, A2, A3, which corresponds its filters 7, 8, 9. Instead of as shown in the drawing detect three different wavelengths, it may be advantageous to use da a greater or lesser number of wavelengths, but at least two.

De av de enskilda ljusavkännarna 10, ll, l2 p.g.a. den först av referensobjektet 2 och den därefter av provobjektet 3 ref- lekterade strålningen alstrade signalerna tillföres en på rit- ningen ej visad utvärderingsenhet, vilken sätter signalerna i relation till varandra, förstärker deras skillnader, normerar dem och digitaliserar dem via en diskriminator, exempelvis en tröskelvärdeskoppling med inställbar beslutsgräns, så att ett ja/nej (godkänd/icke godkänd)-beslut föreligger på utvärderings- enhetens utgång. Samma utvärderingsenhet tjänar både till bestämning av de för en viss objektgrupp nödvändiga våglängder- na för de optiska filtren samt deras antal och efter bestäm- ning av dessa data i den praktiska användningen även till bestämning av huruvida ett bestämt provobjekt tillhör denna objektgrupp eller ej. I föreliggande exempel utgöres objekt- gruppen av ett bestämt sedelvärde och utgöres provobjekten av de enskilda sedlarna.Those of the individual light sensors 10, ll, l2 p.g.a. the first of the reference object 2 and the subsequent reference of the test object 3 the signals generated by the reflected radiation are applied to a not shown evaluation unit, which puts the signals in relationship to each other, reinforces their differences, norms them and digitizes them via a discriminator, for example one threshold coupling with adjustable decision limit, so that a yes / no (pass / fail) decision is available on the evaluation the output of the device. The same evaluation unit serves both determination of the wavelengths necessary for a given group of objects for the optical filters and their number and according to application of this data in practical use also to determining whether a particular specimen belongs to it object group or not. In the present example, the object the group of a specific banknote value and constitute the test objects of the individual banknotes.

Först användes utvärderingsenheten i och för utarbe- tande av testvillkoren på sådant sätt att så signifikanta vär- den som möjligt för en godkänd/icke godkänd särskiljning av olika provobjekt erhålles. För detta syfte bildar den för var- je arbetsvåglängd ll till ln efter inskjutningen av motsva- rande filter 7, 8, 9 och för varje provobjekt reflektionsför- hållandet R = f(Ä), d.v.s. kvoten mellan mätvärdet på referensobjektet och mätvär- det på provobjektet. Dessa mätningar utföres på så många prov- objekt i objektgruppen, mën så långt är möjligt även på objekt som skall särskiljas från denna objektgrupp. De sålunda erhåll- na värdena på R är ännu ej tillräckliga för att klart framhäva karaktäristiska skillnader mellan provobjekten. Av denna anled- 454 025 ning omformas de lämpligen i åtminstone en matematisk trans- formation på sådant sätt att medelvärdet för alla mätvärdena i en objektgrupp strävar mot värdet l.First, the evaluation unit was used for the preparation of the test conditions in such a way that such significant as possible for an approved / unapproved distinction of different specimens are obtained. For this purpose, it forms for each the working wavelength ll to ln after the insertion of the filters 7, 8, 9 and for each specimen reflectance holding R = f (Ä), i.e. the ratio between the measured value of the reference object and the measured value that on the sample object. These measurements are performed on so many samples. objects in the object group, but as far as possible also on objects to be distinguished from this object group. They thus obtained the values of R are not yet sufficient to clearly emphasize characteristic differences between the test objects. For this reason 454 025 they are suitably transformed into at least one mathematical formation in such a way that the mean value of all measured values in an object group strives for the value l.

I en första transformation bildar utvärderingsenheten enligt relationen ' m) N å? 2 .Riw i = 1 -för varje värde på R för de valda våglängderna Al till An en av skillnaden mellan värdet R för det enskilda provobjektet och det aritmetiska medelvärdet för alla värden på R i en ob- jektgrupp beroende variabel r. Därvid betyder N antalet betrak- tade provobjekt för vilka värdet R för en bestämd våglängd Ä har bestämts.In a first transformation, the evaluation unit forms according to the relation ' m) N oh? 2.Riw i = 1 -for each value of R for the selected wavelengths A1 to An one of the difference between the value R for the individual sample object and the arithmetic mean of all values of R in an object project group dependent variable r. In this case, N means the number of sampled objects for which the value R for a given wavelength Ä has been determined.

För att vid en sedelprovare taga hänsyn till det faktum att en sedels färgton är mer eller mindre mörk använder man med fördel en andra transformation för normering av värdena enligt relationen r'(k) = I denna ekvation betyder n antalet använda arbetsvåglängder, i exemplet alltså 3. I motsvarighet till de n arbetsvåglängder- na erhålles för varje provobjekt n värden, vilka i och för ett godkänd/icke godkänd-beslut genom utvärderingsenheten vidare behandlas för bildande av det matematiska avståndet, i före- liggande fall det euklidiska avståndet, varvid detta sker en- d_ 1 n 2 _ E Z '(Å1)'1> i=1 ligt relationen: \ 454 023 4 Varje provobjekt är på detta sätt kännetecknat genom sin skillnad i avståndet d från det för objektgruppen enligt samma räkneförfarande härledda aritmetiska medelvärdet för d.To take that fact into account in a banknote tester that the color tone of a banknote is more or less dark is used advantageously a second transformation for standardization of the values according to the relationship r '(k) = In this equation, n means the number of operating wavelengths used, in the example thus 3. Corresponding to the n working wavelengths na are obtained for each sample object n values, which in and for one pass / fail decision through the evaluation unit further treated to form the mathematical distance, in the Euclidean distance, whereby this takes place d_ 1 n 2 _ E Z '(Å1)' 1> i = 1 relations: \ 454 023 4 Each test object is in this way characterized by its difference in the distance d from that of the object group according to the same arithmetic arithmetic mean of d.

Beräkningen av avståndet d skall under förändring av de optiska filtrens arbetsvåglängder d, och om så erfordras under förändring av filtrens antal n, återupprepas så länge tills ett så utsagodugligt resultat som möjligt erhålles, dans. så att avståndet d för objekt i en objektgrupp, dans. exempelvis en sedelsort, antager små värden, medan objekt utanför objektgrup- pen, dans. andra sedlar eller förfalskningar, ger ett så stort värde för d som möjligt.The calculation of the distance d shall be under change of the optical wavelengths d of optical filters, and if required below change the number n of the filters, repeat until one as eloquent result as possible is obtained, dance. so that the distance d for objects in an object group, dance. for example one banknote type, assumes small values, while objects outside the pen, dance. other banknotes or counterfeits, gives such a large value for d as possible.

För det gynnsammaste valet av de optiska filtren kan en av räkneverket styrd koordinatskrivare som upptecknar kurvorna för r = f(l), r' = f(A) vara av nytta.For the most favorable choice of the optical filters, one of counter controlled coordinate printer that records the curves for r = f (l), r '= f (A) be useful.

Så snart de bästa värdena för filtren och filtrens antal erhållits skall genom mätning av så många objekt som möjligt ett förekomstfrekvensdiagram för objektgruppen upptagas och dess spridning bestämmas. Genom resultaten kan godkänd/icke godkänd-gränsen d É x = godkänd, d > x = icke godkänd fastläg- gas och inställas på en diskrimihator- resp. tröskelvärdeskopp- ling i utvärderingsenheten med inställbar beslutsgräns i och för verkställande av godkänd/icke godkänd-beslut.As soon as the best values for the filters and the number of filters obtained by measuring as many objects as possible an occurrence frequency diagram for the object group is recorded and its spread is determined. Through the results can be approved / not pass limit d É x = pass, d> x = pass pass determination gas and set to a discriminator or threshold cup in the evaluation unit with an adjustable decision limit in and for the execution of approved / failed decisions.

Testförfarandet inskränker sig ej endast till testning av sedlar eller liknande pappersblad. Det kan användas för sär- skiljning av godtyckliga föremål, vilka uppvisar synliga eller icke synliga färgskillnader. Tänkbart är här exempelvis sorte- ring av jordbruksprodukter, såsom kaffebönor, ärtor o.s.v. i prima och sekunda eller detektering av en tillräcklig eller otillräcklig rostningsgrad av sådana produkter, varvid i det sistnämnda fallet avgörandet ej skall fällas mellan ett enskilt objekt och en objektgrupp utan mellan två objektgrupper, vid vilka skillnaderna för gruppernas medelvärden från d är norm- givande för godkänd/icke godkänd-beslutet.The test procedure is not limited to testing banknotes or similar sheets of paper. It can be used for special distinction of arbitrary objects, which exhibit visible or non-visible color differences. It is conceivable here, for example, agricultural products, such as coffee beans, peas, etc. in prime and second or detection of a sufficient or insufficient roasting rate of such products, whereby in it in the latter case the decision shall not be made between an individual object and an object group but between two object groups, at which the differences for the groups' mean values from d are standard for the approved / failed decision.

Vid vissa objektgrupper är det meningsfullt att i stället för reflektionsgraden bedöma transmissionsgraden. Man låter därvid ljusstrålningen genomtränga objekten och bedömer absorp- tionen. Ljuskällan 1 befinner sig då på den ena sidan av objek- tet och ljusledarna 4,5,6 avkänner ljuset på den andra sidan 454 023 av objektet. Såsom referensstorhet kan här den direkta strål- ningen utan provobjekt detekteras eller kan ett referensobjekt användas.In some object groups, it makes sense to instead for the degree of reflection, assess the degree of transmission. You sound the light radiation penetrating the objects and assessing the absorption tion. The light source 1 is then located on one side of the object. and the light guides 4,5,6 sense the light on the other side 454 023 of the object. As a reference quantity, here the direct beam without a sample object is detected or can be a reference object be used.

Den beskrivna särskiljningen av provobjekt i enlighet med uppfinningen är även möjlig vid användande av andra räkneför- faranden som erbjudes fackmannen genom teknikens ståndpunkt, varvid även icke-linjära omformningar kan komma ifråga.The described distinction of test objects according to the invention is also possible when using other calculation methods procedures offered to those skilled in the art through the state of the art, whereby non-linear transformations can also be considered.

Genom den möjliga kombinationen av fritt valbara arbets- våglängder låter sig den beskrivna anordningen användas för ett stort antal objekt och avger anordningen därvid entydiga särskiljningssärdrag. För prövningen av sedlar är speciellt upptäckten av spektrala skillnader utanför det för det mänsk- liga ögat synliga spektralområdet intressant. Anordningen kan även genom val av motsvarande arbetsvåglängder finna använd- ning för detektering av metamera färger.Through the possible combination of freely selectable wavelengths, the described device can be used for one large number of objects and emits the device unambiguously distinguishing features. For the examination of banknotes is special the discovery of spectral differences beyond that of the human eye visible spectral range interesting. The device can also by choosing the corresponding working wavelengths find the for detecting metamera colors.

Claims

454 023 6 PATENT REQUIREMENTS 1. Method for optical separation of test objects by comparing the ratio R = f (X) obtained for light of different wavelengths between the measured values determined by the light sensors on the one hand the one of the test object and on the other hand the of the reference object reflected or absorbed by the light, whereby both the sample object and the reference object are exposed to the same radiation, the measured values are scaled by mathematical transformation in a calculation step and a decision signal for an approved / unsuccessful decision is generated by threshold, characterized by the use of a standardization method known per se, in which the measured values in the calculation state are normalized in such a way that the standardized values determined on N-approved test objects strive towards a single mean value, and the use of a mathematical distance determination known per se , at which for each test object the decision signal is generated by means of its standard value determined for each working wavelength X and co. value, whereby first the wavelengths best suited for a particular group of test objects are determined by, by selecting values for on the one hand the number n different working wavelengths X1 to in and on the other hand the size of the respective working wavelength X, the procedure is performed several times until they the largest differences (largest mathematical distance) between foreign objects and an object group were detected.

Method according to claim 1, characterized in that a first mathematical transformation is formed according to the relation - R (1) r (X) = - 454 023 7 in which N is the number of observed objects, with which the values for R for a certain number of wavelengths L, and that further in order to normalize the values a second mathematical transformation is formed according to the relation r '(X) = ___ EÅÅl _____ in which n is equal to the number of working wavelengths L used, and that in addition seasonal mathematical distance formation Euclidean distance formation according to the relation Q ll ﬂ | H was used.