專利名稱：用于確定真實性的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定有價票證(document of value)——例如鈔票(banknote)、 財政支票(fiscal cheque)、旅行支票(travellers cheque)、印花稅票(fiscal stamp)、 由P票(postal stamp)、真品憑證(certificate of authenticity)、品牌保護物(brand
protection article)、債券(bond)、憑證(certificate)或代金券(voucher)-的真實
性的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
近來，偽造者已經(jīng)開始制造所謂的變造鈔票(composite banknote)。在這種變造 鈔票中，真鈔的一部分被切下并被紙條或類似物所替代，使得被切下的部分能夠被用來制 造又一個偽鈔或偽票。因此需要檢驗這種變造鈔票，而這對傳統(tǒng)的光學檢測技術(shù)而言一直 很難。困難源于真基底(substrate)和用于制造替代條(substitute strip)的基底之間 的相似性。雖然這種偽造品通常是用膠帶粘在一起的，而這可以被檢測出來，但是難以區(qū)分 用于偽造的膠帶和用于修補破損鈔票的膠帶。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的第一方面，確定設(shè)有水印圖案的有價票證的真實性的方法包括確 定該水印圖案是否呈現(xiàn)不連續(xù)性。依照本發(fā)明的第二方面，確定設(shè)有水印圖案的有價票證的真實性的設(shè)備包括用 于檢測在該票證的基底上形成的水印圖案的裝置；以及用于確定該水印圖案是否呈現(xiàn)不連 續(xù)性的處理器。我們已經(jīng)了解到，有可能利用真鈔和其他有價票證中已有的水印圖案來檢測變造 鈔票。其顯著優(yōu)勢在于，不需要在鈔票中納入附加信息。如果原則上在構(gòu)造變造鈔票的過程中偽造者不得不移去基底中的水印圖案的一 部分，則這將因不連續(xù)性而成為可檢測的。為了本發(fā)明的目的，水印被定義為，用以在成品紙中形成預(yù)定圖案的紙纖維質(zhì) 量——以每平方米的克數(shù)(gsm)計——變化。用于檢測變造偽造品的水印可以通過任何已 知的水印方法來制作。其中一種被稱為陰影水印(shadow watermark)的方法，是通過在浮 M^iWM-MM (embossed permeable surface) JlMM^'J^^f^^ (mat of paper making fibres)來制作的。另一種已知的方法是，使用電版水印(electrotype watermark)。這是 通過將不可滲透形狀附著在可滲透表面——其上形成有纖維——上來制作的。這些水印制 作方法通常被用來制作公眾能看得見的水印，并且可以被用于鑒定安全票證。為了本發(fā)明的目的，有可能制作在小到公眾不用放大鏡就看不見的尺度上表現(xiàn)出 質(zhì)量變化的水印。這種水印可以使用上述浮雕或電版方法來制作。也有可能這樣制作這 種水印使用其上形成有纖維墊的可滲透表面，該纖維墊的形貌(topography)具有導致紙 gsm小尺度變化的變化。這種變化可以覆蓋整個票證，或者被局限在特定區(qū)域例如票證邊緣。為 了本發(fā)明的目的，這種水印提供了這樣的優(yōu)勢對公眾大體不可見，但是機器可檢測 至IJ，從而可以被追加到安全票證的設(shè)計中而不需要傳授給公眾。該水印圖案可以按照任何傳統(tǒng)方式——包括紙張厚度檢測——來檢測，但是更通 常地是這樣檢測的將該水印圖案的至少一部分暴露于輻射——例如X射線或紅外輻射， 并基于被該有價票證透射或反射的輻射來獲得相應(yīng)的圖像。所使用的輻射優(yōu)選地是X射線或紅外輻射，盡管其他波長段，只要不被該票證上 的印刷物(print)過度影響，也可以是合適的。在上述方法中，該水印圖案的不連續(xù)性是通過將受測水印圖案與真水印圖案相比 較來確定的。在另一種方法中，確定步驟包括將該有價票證上不同位置的印刷物與水印圖案 之間的配準(registration)程度相比較。在這種方法中，受測有價票證可以自我評價而不需要與真票證相比較。這是因為， 票證上的印刷物與因票證而異的水印圖案之間的配準存在自然差異。然而，在單個真票證 中，印刷物與水印圖案之間的配準在該票證上所有位置應(yīng)基本相同。通常，在有價票證的至少三個位置執(zhí)行確定步驟。這確保了在可行的時間內(nèi)有合 理的機會檢測出變造票證。可以按照多種方法來確定印刷物與水印圖案之間的相對配準。例如，可以檢測特 定印刷特征，并將其與該水印圖案的特定部分相比較。然而，一種尤其便利的方法是，確定 印刷物基準(datum)和水印圖案基準，該方法還包括確定這二者之間的距離。通常通過獲得光學圖像來檢測有價票證上的印刷物，所述光學圖像一般是載有印 刷物的票證表面的反射圖像，盡管也可以使用透射圖像。在一些情況中，有可能獲得水印圖 案和印刷物二者的單個圖像，例如使用紅外輻射。水印圖案在票證上的延伸越廣，找出變造有價票證的機會就越大。因此，優(yōu)選地， 水印圖案以一個或兩個維度在票證的主要部分上延伸。通常，在二維水印的情況中，其優(yōu)選 地延伸達票證面積的至少50 %，更優(yōu)選地至少75 %，最優(yōu)選地至少90 %。該水印圖案可以采取多種形式，一維和二維均可。它通常包括至少一條鄰著票證 邊緣延伸的直線或波浪線(undulating line)，并且這些線優(yōu)選地沿著票證的所有邊緣延 伸。該水印圖案也可以包括規(guī)則的二維柵格(grid)，例如，由相對于票證的邊平行地 或?qū)堑匮由斓闹本€或波浪線形成的。然而，也可以使用不規(guī)則的圖案，甚至可以使用遍及 整個票證的水印圖畫。我們已經(jīng)認識到，一些近來開發(fā)的用于加強票證的水印圖案也可以用在本偽造檢 測方法中。例如，W0-A-03/046282描述了在有價票證的角落納入水印以加強這些角落。在 其他應(yīng)用中，例如在2008年3月19日提交的英國專利申請No. 0805123. 7中描述的應(yīng)用中， 沿著票證的一個或多個邊緣設(shè)有線性或波浪水印。一個特別優(yōu)選的票證具有沿著該票證的所有邊緣延伸的線性或波浪水印。這意味 著，無論怎樣從該票證中切下整條，都將不可避免地切過一個或多個水印。在又一個優(yōu)選實施方案中，該水印圖案以二維方式——例如作為線或規(guī)則的二維 柵格——延伸過票證。


現(xiàn)在將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的一些實施例，在附圖中圖1示意性地示出了設(shè)有水印圖案的真鈔基體；圖2示出了變造鈔票基體；圖3以圖表示出了對圖1所示水印圖案的一部分進行檢查的結(jié)果；圖4以圖表示出了對圖2所示水印圖案的一部分進行檢查的結(jié)果；圖5-8示出了適合用在本方法中的水印圖案的又一些實施例；圖9示意性地示出了真鈔和與其共同使用的坐標系；圖10是與圖9相似的視圖，但卻是假鈔的；圖11是用于執(zhí)行該方法的設(shè)備的第一實施例的示意性方塊圖；且圖12是與圖11相似的視圖，但卻是第二實施例的。
具體實施例方式圖1示出了真鈔的基體(已經(jīng)略去所有印花)，尤其示出了與該特定基體關(guān)聯(lián)的水 印圖案。因此，該水印圖案包括傳統(tǒng)水印1，例如肖像，其與該鈔票的短邊緣2相鄰，且浮雕 紋(thread) 3延伸于該鈔票的一短段。除此之外，該鈔票的角落4設(shè)有水印區(qū)，并且形成兩 條與該鈔票的長邊緣相鄰的線5、6。水印部分4、5和6的作用是加強該基體，如在W0-A-03/046282中更詳細地描述 的。在本文中，術(shù)語“水印”指的是通過已知技術(shù)產(chǎn)生的水印改變紙纖維的克重 (grammage)，使得在一些區(qū)域，纖維具有高于基底紙層(base paper layer)的克重，而在其 他區(qū)域具有較低的克重。當在透射光下觀察時，具有較低克重的區(qū)域較亮，具有較高克重的 區(qū)域比基底紙暗，并且亮暗區(qū)域之間的對比清晰可見。圖2示出了圖1的鈔票基體在納入假材料條10之后的樣子，該假材料條10大致 平行于短邊緣，并覆蓋該基體的整個寬度。應(yīng)注意，在圖2中，條10切穿了水印線5、6，這可以通過合適地檢測這些水印線而 檢測出來。圖3示出了當對圖1所示真基底的線5進行檢查時，水印檢測器的響應(yīng)。可以 看到，這導致了基本恒定的輸出信號，除了在對應(yīng)于編織紋(woven thread)3的例外區(qū) (exclusion region) 12。然而，在圖2所示變造鈔票的情況中，如圖4中14處示出的，輸出 信號在假材料條10插入的位置顯著下降。通過將變造鈔票的響應(yīng)(圖4)與真鈔的響應(yīng)(圖3)相比較，有可能鑒于14處的 響應(yīng)差異而檢測出變造本質(zhì)。通常，對于每種面額的鈔票，將識別該水印最有可能指認變造鈔票的一方面。一個 典型的例子是，基本完全沿著票證的長度延伸的線。該線連同其緊鄰區(qū)(每側(cè)的一些像素) 被存儲為模板(template)或原版(master)。然后它被與從受測鈔票獲得的等價圖像數(shù)據(jù) 相比較，如果在毗鄰位置的顯著范圍上匹配強度落到某一閾值之下，則該系統(tǒng)可以得出水 印線已經(jīng)被破壞的結(jié)論。
還可以通過附加基體特征來加強基體的完整性檢查。潛在的基體特征的一些實施 例在圖5-8中示出。在圖5中示 出了規(guī)則的柵格結(jié)構(gòu)20。該柵格結(jié)構(gòu)20覆蓋盡可能多的基體表面，而 不妨礙基體結(jié)構(gòu)中其他元素——例如水印——的美感。柵格間隔會限制在變造中可以被替 代而不被檢測到的區(qū)域的尺寸。圖5也示出了又一些線性水印部分22、24，它們沿著鈔票基體的短邊緣延伸。在圖6中示出了一組平行的傾斜結(jié)構(gòu)(slanted structures) 28。這種傾斜結(jié)構(gòu)可 以比圖5中的柵格結(jié)構(gòu)稀疏，而仍可以更有效地提供相同的安全程度。同樣地，該結(jié)構(gòu)不進 入水印區(qū)1。圖7示出了虛擬柵格(virtual grid) 30，其形為在兩個維度上都以規(guī)則間隔放置 的十字。該圖案的優(yōu)勢是，覆蓋區(qū)域比柵格圖案更大，同時表現(xiàn)出較不雜亂的外觀。使用模 板匹配方法可以容易且穩(wěn)健地檢測出這些十字。這種圖案的完整性不僅可以沿著平行于鈔 票軸線的方向來驗證，而且可以沿著對角線方向來驗證。圖8示出了圖7所示圖案的變體，帶有環(huán)形結(jié)構(gòu)(ring-structure) 32，該環(huán)形結(jié)構(gòu) 也可以被合適的濾光器(filter)穩(wěn)健地檢測出來。在上述方法中，該水印圖案單獨被用來檢測變造鈔票或基體。在另一種方法中，該方法考察該票證上的水印圖案和印刷物的相對位置。如圖9 中示出的，可以對鈔票限定各種坐標系。這些坐標系包括由鈔票的外邊緣限定的第一坐標 系40 ；由鈔票上的印刷物——通常為凹雕(intaglio)印刷物——限定的第二坐標系42 ；以 及由水印圖案限定的第三坐標系44。在圖9中示出的真鈔中，每個坐標系之間的相對位移 或配準在整個鈔票中是相同的。在圖10中示出的偽造鈔票中，特別是在印刷物坐標系和基體坐標系之間，存在差 別。在一種用于檢測該差別的方法中，鈔票在分別由分析窗口 50、52限定的兩個位置 被檢查。在每一個窗口中，坐標系42、44的位置被確定。在窗口 50中，這些分別在54和56 處被示出。一旦確定了它們，就計算出了這兩個坐標系的原點之間的垂直距離或Y方向距 離(在圖10中被示為Dl)。這個過程在窗口 52中被重復(fù)，以確定印刷物和基體坐標系58、60，并確定二者之 間的垂直距離或Y距離D2。如在圖10中可以看到的，這些距離Dl和D2是不同的，這指示了偽造的存在。造 成這種差別的原因可以在圖10中看到其中，雖然當用眼觀察時，由于印刷物看上去是連 續(xù)的，該鈔票看上去是真的，但是下層(underlying)柵格水印圖案中存在不連續(xù)性。應(yīng)理 解，本發(fā)明利用了以下事實在傳統(tǒng)印刷中，印刷圖像與下層水印圖案之間的配準因票證而 異。這通常是不期望的效果，但是在本發(fā)明中利用了這一點。使用分析窗口的優(yōu)勢在于，這提供了基體坐標系和印刷物坐標系在整個鈔票上 的一致定位(consistent location)。此外，優(yōu)選的是，使用子像素分辨技術(shù)(sub-pixel resolution techniques)用現(xiàn)有成像傳感器提供精確的估計。用于執(zhí)行所述方法的設(shè)備的一個實施例在圖11中被示出。在100處指示了鈔票 的饋送路徑(feed path)，鈔票將沿著該路徑以傳統(tǒng)方式被饋送。在該路徑上方設(shè)有X射線源102，其與該路徑下方的X射線探測器104對準。X射線穿過鈔票的通路將被水印影響， 所得到的接收信號變化被饋送到處理器106，該處理器106可以在一個或兩個維度上建立 與圖3和圖4中所示的圖類似的圖。其他輻射——例如紅外線——也可以用于源102和探 測器104，產(chǎn)生類似的結(jié)果。 如果使用上文參照圖1-4描述的方法，則處理器106執(zhí)行如上所述的必要比較，并 將在線108上產(chǎn)生適當?shù)妮敵鲂盘枺撦敵鲂盘栔甘驹撯n票是否被判斷為真的。這可以被 顯示在合適的監(jiān)視器屏幕110上，或者被用來控制下游轉(zhuǎn)向器(downstream diverter)以 影響鈔票的通過。如果要確定印刷物與水印的配準，則如圖11所示還提供了光輻射源112和光探測 器114，以檢測被該鈔票反射的光。所接收的信號被饋送給處理器106，該處理器106存儲 該鈔票的數(shù)字圖像，并隨后執(zhí)行上文參照圖9和圖10描述的方法。在另一個實施方式中，使用透射過鈔票的光，通過如圖12所示在傳輸裝置中添加 光輻射源122和光探測器124，來執(zhí)行印刷物與水印的配準。此外，在使用紅外線來實施源 102和探測器104的情況中，源102和122以及探測器104和124可以分別被結(jié)合在使用交 替(alternating)(多路復(fù)用)照射的單個單元中。
權(quán)利要求
1.用于確定設(shè)有水印圖案的有價票證的真實性的方法，該方法包括確定所述水印圖案 是否呈現(xiàn)不連續(xù)性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，通過將所述水印圖案與真實有價票證的水印圖案相 比較來檢測所述不連續(xù)性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中確定步驟包括將所述水印圖案的至少一部分暴露于輻射——例如X射線或紅外輻射，并基于透射過 所述有價票證的輻射來獲得相應(yīng)的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中確定步驟包括將所述有價票證上不同位置的印刷物 與水印圖案之間的配準程度相比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，在所述有價票證上至少三個位置執(zhí)行確定步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其中，在每個位置確定印刷物配準和水印圖案配準，所 述方法還包括確定二者之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任一項的方法，其中，通過用反射或透射測量獲得載有印刷物 的票證表面的光學圖像來檢測所述有價票證上的印刷物。
8.根據(jù)在前權(quán)利要求任一項的方法，其中，所述水印圖案以一個或兩個維度在所述票 證的主要部分上延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述水印圖案延伸達所述票證面積的至少50%，優(yōu)選 地至少75 %，最優(yōu)選地至少90 %。
10.根據(jù)在前權(quán)利要求任一項的方法，其中，所述水印圖案包括至少一條鄰著所述票證 的邊緣延伸的直線或波浪線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，所述水印圖案包括沿著所述票證的所有邊緣延伸 的直線和/或波浪線。
12.根據(jù)在前權(quán)利要求任一項的方法，其中，所述水印圖案包括規(guī)則的二維柵格。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述柵格是由相對于所述票證的邊平行地或?qū)?地延伸的直線或波浪線形成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述水印圖案包括規(guī)則的幾何形狀陣列。
15.根據(jù)在前權(quán)利要求任一項的方法，其中，所述有價票證包括鈔票。
16.用于確定設(shè)有水印圖案的有價票證的真實性的設(shè)備，所述設(shè)備包括用于檢測在所述票證的基體中形成的水印圖案的裝置；以及用于確定所述水印圖案是否呈現(xiàn)不連續(xù)性的處理器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中，所述水印圖案檢測裝置包括用于將所述水印圖案 的至少一部分暴露于輻射——例如X射線或紅外輻射——的裝置，以及用于基于透射過所 述有價票證的輻射來獲得相應(yīng)圖像的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的設(shè)備，其中，所述處理器適合于將所述水印圖案與真實有 價票證的水印圖案相比較。
19.根據(jù)權(quán)利要求16到18中任一項所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括用于檢測票證 上的印刷物的裝置，所述處理器適合于將有價票證上不同位置的印刷物與水印圖案之間的 配準程度相比較。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的設(shè)備，其中，所述印刷物檢測裝置適合于獲得所述票證的光反射圖像或光透射圖像。
全文摘要
一種用于確定設(shè)有水印圖案的有價票證的真實性的方法，該方法包括確定該水印圖案是否呈現(xiàn)不連續(xù)性。
文檔編號G07D7/20GK102047296SQ200880129552
公開日2011年5月4日 申請日期2008年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月2日
發(fā)明者A·格萊特, E·J·布林德利, H·克洛克, S·巴塔查爾吉 申請人:德拉魯國際有限公司