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Title:
SENSOR AND METHOD FOR CHECKING VALUE DOCUMENTS, IN PARTICULAR BANK NOTES, AND VALUE DOCUMENT PROCESSING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/017641
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sensor and to a method for checking value documents (2), in particular bank notes, each having a luminescent, leaf-like substrate and a luminescent feature applied to a partial surface of the substrate, and to a value document processing apparatus (1). From the spectral vectors obtained for a plurality of measurement points, which spectral vectors characterize the intensity of the luminescence radiation of the value document (2) detected in at least two spectral ranges, substrate intensity values and feature intensity values are determined, on the basis of which a pure substrate mask is determined which contains only those measurement points which reliably lie outside the feature. From the spectral vectors of the measurement points contained in the pure substrate mask, an average substrate vector is determined, on the basis of which corrected substrate intensity values and corrected feature intensity values and/or a spectral signature of the substrate and/or of the feature is determined from the spectral vectors. Alternatively or additionally, a temporal behavior of the luminescence radiation emitted from the substrate and/or feature is determined using measurement points contained in the pure substrate mask.

Inventors:
RAUSCHER WOLFGANG (DE)
DECKENBACH WOLFGANG (DE)
DANHOF JULIA (DE)
HAPP THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/025251
Publication Date:
January 27, 2022
Filing Date:
July 08, 2021
Export Citation:
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Assignee:
GIESECKE DEVRIENT CURRENCY TECH GMBH (DE)
International Classes:
G07D7/1205; G07D7/20; G07D7/202
Foreign References:
US20130181435A12013-07-18
CN110598699A2019-12-20
EP3479363A12019-05-08
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Claims:
P a te nt a n s p r ü c h e

1. Sensor zur Prüfung von Wertdokumenten (2), insbesondere Banknoten, welche jeweils ein lumineszentes blattförmiges Substrat und ein auf einer Teilfläche des Substrats aufgebrachtes lumineszentes Merkmal aufwei sen, mit: einer Erfassungseinrichtung (3), welche dazu eingerichtet ist, von einem zu prüfenden Wertdokument (2) emittierte Lumineszenzstrahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen (KO, Kl) ortsaufge löst zu erfassen, wobei eine Vielzahl von Messpunkten erhalten wird, welchen jeweils ein Spektralvektor (10, II) zugeordnet ist, der mindestens zwei Intensitätswerte (10, II) enthält, welche die Intensität der an dem je weiligen Messpunkt in den mindestens zwei Spektralbereichen (K0, Kl) jeweils erfassten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, und einer Auswertungseinrichtung (7), welche dazu eingerichtet ist, a) aus den Spektralvektoren (10, II) unter Verwendung eines vorgegebe nen Substrat-Basisvektors (bo,p, bi,p) und eines vorgegebenen Merkmal- Basisvektors (bo,o, 1>i,o) für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils einen Substrat-Intensitätswert und einen Merkmal-Intensitätswert zu ermitteln, wobei der Substrat-Basisvektor (bo,p, bi,p) und der Merkmal-Basisvek- tor (bo,D, bi, D) jeweils mindestens zwei Intensitätswerte (bo,p, bi,p bzw. bo,D, bi,ü) enthält, welche die zu erwartende Intensität der vom Substrat bzw. Merkmal in den mindestens zwei Spektralbereichen (K0, Kl) emittierten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, b) anhand der Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte eine reine Substratmaske zu ermitteln, welche diejenigen Messpunkte enthält, welche außerhalb des Merkmals liegenden Orten auf dem Wert dokument (2) entsprechen, und cl) aus den Spektralvektoren (10, II) der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte einen mittleren Substratvektor zu ermitteln, welcher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zu sammenfassen, insbesondere durch Mittelung oder Quantile-Bildung, der in den Spektralvektoren (10, II) enthaltenen Intensitätswerte (10, II) für je den der mindestens zwei Spektralbereiche (K0, Kl) erhalten werden, und i) für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils einen korrigierten Merk- mal-Intensitätswert und/ oder einen korrigierten Substrat-Intensitäts wert aus den Spektralvektoren (10, II) unter Verwendung des mittle ren Substratvektors zu ermitteln und/ oder ii) eine spektrale Signatur des Substrats und/ oder eine spektrale Sig natur des Merkmals, durch welche eine spektrale Zusammensetzung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrah lung charakterisiert wird, unter Verwendung des mittleren Substrat vektors zu ermitteln, und/ oder c2) unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkten ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung zu ermitteln, und d) das Wertdokument anhand der korrigierten Mer kmal-Intensitä ts- werte und/ oder anhand der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder anhand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals und/ oder anhand des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, insbeson dere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen.

2. Sensor nach Anspruch 1, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, den vorgegebenen Substrat-Basisvektor (bo,p, bi,p) unter Verwendung des mittleren Substratvektors zu korrigieren oder den vor gegebenen Substrat-Basisvektor durch den mittleren Substratvektor zu ersetzen, wobei ein korrigierter Substrat-Basisvektor erhalten wird.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, den mittleren Substratvektor anhand eines vorgege benen Vergleichskriteriums mit dem vorgegebenen Substrat-Basisvek- tor (bo,p, bi,p) zu vergleichen und,

- wenn das Vergleichskriterium erfüllt ist, den Substrat-Basisvektor (bo,p, bi,p) unter Verwendung des mittleren Substratvektors zu korrigieren oder den Substrat-Basisvektor durch den mittleren Substratvektor zu ersetzen, und/ oder

- wenn das Vergleichskriterium nicht erfüllt ist, das Wertdokument als zurückzu weisendes Wertdokument (2) einzustufen.

4. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswer tungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,

- anhand der Merkmal-Intensitätswerte eine Merkmalmaske zu ermitteln, welche diejenigen Messpunkte enthält, die auf dem Merkmal liegenden Orten entsprechen,

- von den Spektralvektoren (10, II) der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte jeweils den mittleren Substratvektor abzuziehen, wobei un tergrundkorrigierte Spektralvektoren der in der Merkmalmaske enthalte nen Messpunkte erhalten werden, und

- aus den untergrundkorrigierten Spektralvektoren der in der Merkmal maske enthaltenen Messpunkte einen mittleren Merkmalvektor zu ermit teln, welcher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusam menfassen, insbesondere durch Mittelung, der in den untergrund korrigierten Spektralvektoren enthaltenen Intensitätswerte für jeden der mindestens zwei Spektralbereiche erhalten werden.

5. Sensor nach Anspruch 4, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, den vorgegebenen Merkmal-Basisvektor (bo,D, bi,o) unter Verwendung des mittleren Merkmalvektors zu korrigieren oder den vor gegebenen Merkmal-Basisvektor durch den mittleren Merkmalvektor zu ersetzen, wobei ein korrigierter Merkmal-Basisvektor erhalten wird.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Auswertungseinrich tung (7) dazu eingerichtet ist, die korrigierten Substrat-Intensitätswerte und korrigierten Merkmal-Intensitätswerte unter Verwendung des korri gierten Substrat-Basisvektors und des, insbesondere korrigierten, Merk- mal-Basisvektors aus den Spektralvektoren (10, II) zu ermitteln.

7. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswer tungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, zum Prüfen des Wertdoku ment (2), insbesondere hinsichtlich Echtheit,

- die korrigierten Substrat-Intensitätswerte eines oder mehrerer Mess punkte oder die Intensitäts werte des mittleren Substratvektors mit einem oder mehreren vorgegebenen Substrat-Intensitätswerten zu vergleichen und/ oder

- die korrigierten Merkmal-Intensitätswerte eines oder mehrerer Mess punkte oder die Intensitätswerte des mittleren Merkmalvektors mit ei nem oder mehreren vorgegebenen Merkmal-Intensitätswerten zu verglei chen.

8. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswer tungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,

- bei der Ermittlung der spektralen Signatur des Substrats einen, insbe sondere skalaren, Signaturwert des Substrats aus den mindestens zwei Intensitätswerten des mittleren Substratvektors zu ermitteln und/ oder

- bei der Ermittlung der spektralen Signatur des Merkmals einen, insbe sondere skalaren, Signaturwert des Merkmals aus den mindestens zwei Intensitätswerten des mittleren Merkmalvektors zu ermitteln, wobei die Auswertungseinrichtung (7) insbesondere dazu eingerichtet ist, zum Prüfen des Wertdokuments (7) anhand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder anhand der spektralen Signatur des Merkmals, insbesondere hinsichtlich Echtheit, den Signaturwert des Substrats und/ oder den Signaturwert des Merkmals jeweils mit einem oder mehre ren vorgegebenen Vergleichs wert(-en) des Substrats bzw. mit einem oder mehreren vorgegebenen Vergleichs wert(-en) des Merkmals zu verglei chen.

9. Sensor nach Anspruch 8, wobei beim Prüfen dem Wertdokument das Prüfergebnis „echt" zugeordnet wird, wenn die mindestens zwei Intensi tätswerte des mittleren Substratvektors oberhalb eines Schwellenwerts liegen und die mindestens zwei Intensitätswerte des mittleren Merkmal vektors oberhalb desselben oder oberhalb eines anderen Schwellenwerts liegen, und der Signaturwert des Merkmals und der Signaturwert des Substrats voneinander verschieden sind.

10. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Erfassungs einrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die von dem zu prüfenden Wertdo kument (2) emittierte Lumineszenzstrahlung für eine Vielzahl von Mess- punkten zu zwei oder mehreren Zeitpunkten zu erfassen, wobei dem je weiligen Messpunkt jeweils zwei oder mehrere Intensitätswerte zugeord net werden, welche die Intensität der zu den zwei oder mehreren Zeit punkten an dem jeweiligen Messpunkt erfassten Lumineszenzstrahlung charakterisieren.

11. Sensor nach Anspruch 10, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,

- anhand der für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte einen Unter grundwert zu ermitteln, insbesondere durch Quantile-Bildung, wobei für zwei oder mehrere Zeitpunkte jeweils ein Untergrund wert erhalten wird, und

- anhand der Merkmal-Intensitätswerte eine Merkmalmaske zu ermitteln, welche diejenigen Messpunkte enthält, die auf dem Merkmal liegenden Orten entsprechen, und

- von den für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerten der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte den für diesen Zeit punkt jeweils erhaltenen Untergrund wert abzuziehen, wobei für zwei o- der mehrere Zeitpunkte jeweils ein korrigierter Merkmalwert der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte erhalten wird, und

- die für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen korrigierten Merkmal werte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte zu einem mitt leren korrigierten Merkmalwert, insbesondere durch Mittelung, zusam menzufassen, wobei für zwei oder mehrere Zeitpunkte jeweils ein mittle rer korrigierter Merkmalwert erhalten wird, und

- das Wertdokument unter Verwendung der mittleren korrigierten Merk malwerte zweier oder mehrerer der Zeitpunkte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen. 12. Sensor nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,

- zum Ermitteln des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat emittierten Lumineszenzstrahlung für zwei oder mehrere oder jeden der Zeitpunkte jeweils einen mittleren Substratwert zu ermitteln, wobei der jeweilige mittlere Substratwert des jeweiligen Zeitpunkts durch Zusammenfassen, insbesondere durch Mittelung, der Intensitätswerte der in der reinen Sub stratmaske enthaltenen Messpunkte erhalten wird, und - das Wertdokument unter Verwendung der mittleren Substratwerte zweier oder mehrerer der Zeitpunkte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen.

13. Sensor nach Anspruch 12, wobei die Auswertungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist,

- anhand der Merkmal-Intensitätswerte eine Merkmalmaske zu ermitteln, welche diejenigen Messpunkte enthält, die auf dem Merkmal liegenden Orten entsprechen, und

- die für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte zu einem mittleren Substrat-

Merkmalwert, insbesondere durch Mittelung, zusammenzufassen, wobei für mehrere der Zeitpunkte jeweils ein mittlerer Substrat-Merkmalwert erhalten wird, und

- die für die Zeitpunkte erhaltenen mittleren Substratwerte von den für die Zeitpunkte erhaltenen mittleren Substrat-Merkmalwerten abzuzie hen, wobei für mehrere Zeitpunkte jeweils ein mittlerer Merkmalwert er halten wird, und

- das Wertdokument anhand der mittleren Merkmalwerte zweier oder mehrerer der Zeitpunkte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen. 14. Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung (1) zum Bearbeiten, insbeson dere Prüfen und/ oder Zählen und/ oder Sortieren und/ oder Vernichten, von Wertdokumenten (2), insbesondere Banknoten, mit einem Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche und einer Transporteinrich tung (4), welche dazu eingerichtet ist, ein Wertdokument (2) zum Sensor hin und/ oder am Sensor vorbei und/ oder vom Sensor weg zu befördern.

15. Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten (2), insbesondere Bankno- ten, welche jeweils ein lumineszentes blattförmiges Substrat und ein auf einer Teilfläche des Substrats aufgebrachtes lumineszentes Merkmal auf weisen, wobei von einem zu prüfenden Wertdokument emittierte Lumi neszenzstrahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralberei chen (KO, Kl) ortsaufgelöst erfasst wird, wobei eine Vielzahl von Mess- punkten erhalten wird, welchen jeweils ein Spektralvektor (10, II) zuge ordnet ist, der mindestens zwei Intensitätswerte (10, II) enthält, welche die Intensität der an dem jeweiligen Messpunkt in den mindestens zwei Spektralbereichen (K0, Kl) jeweils erfassten Lumineszenzstrahlung cha rakterisieren, und wobei a) aus den Spektralvektoren (10, II) unter Verwendung eines vorgegebe nen Substrat-Basisvektors (bo,p, bi,p) und eines vorgegebenen Merkmal- Basisvektors (bo,o, bi,o) für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ein Substrat-Intensitätswert und ein Merkmal-Intensitätswert ermittelt wird, wobei der Substrat-Basisvektor (bo,p, bi,p) und der Merkmal-Basisvek- tor (bo,D, bi ,D) jeweils mindestens zwei Intensitätswerte (bo,p, bi,p bzw. bo,D, bi, D) enthält, welche die zu erwartende Intensität der vom Substrat bzw. Merkmal in den mindestens zwei Spektralbereichen (K0, Kl) emit tierten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, b) anhand der Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte eine reine Substratmaske ermittelt wird, welche diejenigen Messpunkte enthält, welche außerhalb des Merkmals liegenden Orten auf dem Wert dokument (2) entsprechen, und cl) aus den Spektralvektoren (10, II) der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte ein mittlerer Substratvektor ermittelt wird, wel cher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusam menfassen, insbesondere durch Mittelung oder Quantile-Bildung, der in den Spektralvektoren (10, II) enthaltenen Intensitätswerte (10, II) für je den der mindestens zwei Spektralbereiche (K0, Kl) erhalten werden, und i) für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ein korrigierter Merk- mal-Intensitätswert und optional ein korrigierter Substrat-Intensitäts wert aus den Spektralvektoren (10, II) unter Verwendung des mittle ren Substratvektors ermittelt wird und/ oder ii) eine spektrale Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals, durch welche eine spektrale Zusammensetzung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung charakterisiert wird, unter Verwendung des mittleren Substratvektors ermittelt wird und/ oder c2) unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkten ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung ermittelt wird, und d) das Wertdokument anhand der korrigierten Mer kmal-Intensitä ts- werte und/ oder anhand der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder anhand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals und/ oder anhand des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, insbeson dere hinsichtlich Echtheit, geprüft wird.

Description:
Sensor und Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, sowie Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft einen Sensor und ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, sowie eine Wertdokumentbear beitungsvorrichtung.

Zur Sicherung von Wertdokumenten, wie z.B. Banknoten, vor Fälschung können diese unter anderem mit sog. Lumineszenzmerkmalen versehen werden, indem in oder auf ein Wertdokument lumineszente Stoffe ein- bzw. aufgebracht werden, die mit Sensoren maschinell detektiert und deren An wesenheit und/ oder Eigenschaften zur Echtheitsprüfung herangezogen wer den können.

Beispielsweise kann im Substrat, welches meist durch Papier oder eine Folie gebildet wird, eines Wertdokuments ein Lumineszenzmerkmal vorgesehen sein, das in mindestens zwei spektralen Nachweiskanälen eines Sensors ein Signal liefert. Örtlich begrenzt kann, insbesondere durch Bedrucken des Sub strats, ein weiteres Lumineszenzmerkmal vorgesehen sein, das in denselben spektralen Nachweiskanälen ein Signal liefert, in der Regel jedoch mit ande ren spektralen Intensitätsverhältnissen. Durch Lösen eines linearen Glei chungssystems können für jeden Messpunkt aus den gemessenen Kanalin tensitäten zwei Intensitäten berechnet werden, nämlich eine sogenannte Sub strat- oder Papierintensität und eine sogenannte Druckintensität.

Allerdings kann es V orkommen, dass die spektralen Eigenschaften der ver wendeten lumineszenten Stoffe, z.B. bei verschiedenen Produktionschargen, in nicht vernachlässigbarer Weise variieren. Ferner ist es möglich, dass die spektrale Empfindlichkeit von Sensor zu Sensor und/ oder auch innerhalb ei- nes Sensors, etwa von Messpunkt zu Messpunkt und/ oder Spur zu Spur, va riiert. Eine zuverlässige Echtheitsprüfung kann daher nicht immer gewähr leistet werden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Sensor, ein Verfahren sowie eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung zur verbesserten Prüfung von Wert dokumenten, insbesondere Banknoten, anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch einen Sensor und ein Verfahren gemäß den unab hängigen Ansprüchen und eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung mit einem solchen Sensor gelöst.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Sensor zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, welche jeweils ein lumineszen- tes blattförmiges Substrat (z.B. ein vollflächig lumineszentes Substrat) und ein auf einer Teilfläche des Substrats aufgebrachtes (z.B. aufgedrucktes) lu mineszentes Merkmal aufweisen, auf: eine Erfassungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, von einem zu prüfenden Wertdokument emittierte Lu mineszenzstrahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen ortsaufgelöst zu erfassen, wobei eine Vielzahl von Messpunkten erhalten wird, welchen jeweils ein Spektralvektor zugeordnet ist, der mindestens zwei Intensitätswerte enthält, welche die Intensität der an dem jeweiligen Messpunkt in den mindestens zwei Spektralbereichen jeweils erfassten Lu mineszenzstrahlung charakterisieren, und eine Auswertungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, a) aus den Spektralvektoren unter Verwendung eines vorgegebenen Sub- strat-Basisvektors und eines vorgegebenen Merkmal-Basisvektors für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils einen Substrat-Intensitätswert und einen Merkmal-Intensitätswert zu ermitteln, wobei der Substrat-Basisvektor und der Merkmal-Basisvektor jeweils mindestens zwei Intensitätswerte enthal ten, welche die zu erwartende Intensität der vom Substrat bzw. Merkmal in den mindestens zwei Spektralbereichen emittierten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, und b) anhand der Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte eine reine Substratmaske zu ermitteln, welche diejenigen, insbesondere nur sol che, Messpunkte enthält, welche Orten auf dem Wertdokument entsprechen, die außerhalb des Merkmals liegen, und cl) aus den Spektralvektoren der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte einen mittleren Substratvektor zu ermitteln, welcher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusammenfassen, insbeson dere durch (räumliche) Mittelung oder (räumliche) Quantile-Bildung, der in den Spektralvektoren enthaltenen Intensitätswerte für jeden der mindestens zwei Spektralbereiche erhalten werden, und i) für eine Vielzahl von Mess punkten jeweils einen korrigierten Merkmal-Intensitätswert und/ oder einen korrigierten Substrat-Intensitätswert aus den Spektralvektoren unter Ver wendung des mittleren Substratvektors zu ermitteln und/ oder ii) eine spekt rale Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals, durch welche eine spektrale Zusammensetzung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittier ten Lumineszenzstrahlung charakterisiert wird, unter Verwendung des mitt leren Substratvektors zu ermitteln und/ oder c2) unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Mess punkten ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung zu ermitteln und d) das Wertdokument anhand der korrigierten Merkmal-Intensitätswerte und/ oder anhand der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder an hand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals und/ o- der anhand des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, insbesondere hinsichtlich Echt heit, zu prüfen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, welche jeweils ein lumineszentes blattförmiges Substrat und ein auf einer Teilfläche des Sub strats aufgebrachtes (z.B. aufgedrucktes) lumineszentes Merkmal aufweisen, von einem zu prüfenden Wertdokument emittierte Lumineszenzstrahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen ortsaufgelöst erfasst, wobei eine Vielzahl von Messpunkten erhalten wird, welchen jeweils ein Spektralvektor zugeordnet ist, der mindestens zwei Intensitätswerte enthält, welche die Intensität der an dem jeweiligen Messpunkt in den mindestens zwei Spektralbereichen jeweils erfassten Lumineszenzstrahlung charakteri sieren. Bei dem Verfahren werden außerdem folgende Schritte durchgeführt: a) aus den Spektralvektoren werden unter Verwendung eines vorgegebenen Substrat-Basisvektors und eines vorgegebenen Merkmal-Basisvektors für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ein Substrat-Intensitätswert und ein Merkmal-Intensitätswert ermittelt, wobei der Substrat-Basisvektor und der Merkmal-Basisvektor jeweils mindestens zwei Intensitätswerte enthalten, welche die zu erwartende Intensität der vom Substrat bzw. vom Merkmal in den mindestens zwei Spektralbereichen emittierten Lumineszenzstrahlung charakterisieren, b) anhand der Substrat-Intensitätswerte und Merkmal-Intensitätswerte wird eine reine Substratmaske ermittelt, welche diejenigen, insbesondere nur sol che, Messpunkte enthält, welche Orten auf dem Wertdokument entsprechen, die außerhalb des Merkmals liegen, und cl) aus den Spektralvektoren der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte wird ein mittlerer Substratvektor ermittelt, welcher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusammenfassen, insbeson dere durch Mittelung oder Quantile-Bildung, der in den Spektralvektoren enthaltenen Intensitätswerte für jeden der mindestens zwei Spektralbereiche erhalten werden, und i) für eine Vielzahl von Messpunkten wird jeweils ein korrigierter Merkmal-Intensitätswert und optional ein korrigierter Substrat- Intensitätswert aus den Spektralvektoren unter Verwendung des mittleren Substratvektors ermittelt und/ oder ii) wird eine spektrale Signatur des Sub strats und/ oder des Merkmals, durch welche eine spektrale Zusammenset zung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrah lung charakterisiert wird, unter Verwendung des mittleren Substratvektors ermittelt und/ oder c2) unter Verwendung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Mess punkten wird ein zeitliches Verhalten der vom Substrat und/ oder Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung ermittelt, und d) das Wertdokument wird anhand der korrigierten Merkmal-Intensitäts werte und ggf. anhand der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder anhand der spektralen Signatur des Substrats und/ oder des Merkmals und/ oder anhand des zeitlichen Verhaltens der vom Substrat und/ oder vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, insbesondere hinsichtlich Echt heit, geprüft.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung weist eine Wertdokumentbear beitungsvorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere Prüfen und/ oder Zählen und/ oder Sortieren und/ oder Vernichten, von Wertdokumenten, insbeson dere Banknoten, einen Sensor gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und eine Transporteinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, ein Wertdoku ment zum Sensor hin und/ oder am Sensor vorbei und/ oder vom Sensor weg zu befördern. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt auszuführen.

Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Spei chermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Com puter diesen veranlassen, das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt auszu führen.

Aspekte der Erfindung basieren vorzugsweise auf dem Ansatz, aus den bei der Erfassung der Lumineszenzstrahlung erhaltenen Spektralvektoren unter Verwendung eines vorgegebenen Substrat-Basisvektors und eines vorgege benen Merkmal-Basisvektors für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ei nen Substrat-Intensitätswert und einen Merkmal-Intensitätswert zu ermitteln und anhand der ermittelten Substrat- und Merkmal-Intensitätswerte eine reine Substratmaske zu ermitteln, welche (nur) diejenigen Messpunkte ent hält, die zuverlässig außerhalb des aufgebrachten Merkmals, und insbeson dere nicht im Bereich des Wertdokumentrandes oder auf dem Rand des Merkmals, liegen. Die reine Substratmaske enthält z.B. nur solche Mess punkte des Wertdokuments, deren Substrat-Intensitätswert größer oder gleich einer ersten Schwelle ist. Unter Berücksichtigung der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte, bzw. anhand der Spektralvektoren bzw. Intensitätswerte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Mess punkte, lassen sich dann die Intensitäten, die spektralen Eigenschaften und/ oder das Abklingverhalten der vom Substrat bzw. vom Merkmal emit tierten Lumineszenzstrahlung genauer ermitteln, auch wenn die räumliche Verteilung des Merkmals nicht bekannt ist oder von einem Wertdokument zum nächsten variiert. So wird bei einer ersten Variante aus den Spektralvektoren der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte ein mittlerer Substratvektor ermit telt, indem die Intensitätswerte dieser Spektralvektoren für jeden der min- destens zwei Spektralbereiche, insbesondere durch (räumliche) Mittelung o- der (räumliche) Quantile-Bildung, zu jeweils einem Intensitätswert zusam mengefasst werden. Der auf diese Weise erhaltene mittlere Substratvektor gibt die Lumineszenzeigenschaften des Substrates, insbesondere die Intensi tätswerte in den mindestens zwei Spektralbereichen und/ oder die spektrale Zusammensetzung der Lumineszenzstrahlung, mit höherer Genauigkeit und Zuverlässigkeit wieder.

Dementsprechend kann unter Verwendung des mittleren Substratvektors - analog zur Ermittlung der ursprünglichen Substrat-Intensitäts werte und Merkmal-Intensitätswerte aus den Spektralvektoren - für eine Vielzahl von Messpunkten jeweils ein korrigierter Merkmal-Intensitätswert und/ oder ein korrigierter Substrat-Intensitätswert mit höherer Genauigkeit bzw. Zuverläs sigkeit aus den Spektralvektoren ermittelt werden. Der mittlere Substratvek tor oder ein davon, z.B. durch Normierung, abgeleiteter Vektor wird dabei vorzugsweise anstelle des ursprünglich vorgegebenen Substrat-Basisvektors verwendet. Optional kann dabei zusätzlich ein mittlerer Merkmalvektor o- der ein davon, z.B. durch Normierung, abgeleiteter Vektor anstelle des ur sprünglich vorgegebenen Merkmal-Basisvektors verwendet werden. Die auf diese Weise erhaltenen korrigierten Merkmal-Intensitätswerte und/ oder korrigierten Substrat-Intensitätswerte können dann bei der Prüfung, insbe sondere Echtheitsprüfung, des Wertdokuments herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich kann unter Verwendung des mittleren Substrat vektors eine spektrale Signatur des Substrats und/ oder eine spektrale Signa tur des Merkmals ermittelt werden, durch welche eine spektrale Zusammen setzung der vom Substrat bzw. vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrah lung charakterisiert wird. Die spektrale Signatur des Substrats ist dabei vor zugsweise durch den mittleren Substratvektor selbst, einen davon, etwa durch Normierung, abgeleiteten Vektor oder einen daraus berechneten ska laren Signaturwert gegeben. Die spektrale Signatur des Merkmals ist vor zugsweise durch einen mittleren Merkmalvektor, einen davon, etwa durch Normierung, abgeleiteten Vektor oder einen daraus berechneten skalaren Wert gegeben. Die auf diese Weise erhaltene spektrale Signatur des Substrats bzw. des Merkmals kann dann zur Prüfung, insbesondere Echtheitsprüfung, des Wertdokuments herangezogen werden.

AlternaÜv oder zusätzlich wird bei einer zweiten Variante unter Verwen dung von in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkten ein zeitli ches Verhalten der vom Substrat und/ oder Merkmal emitüerten Lumines zenzstrahlung ermittelt. Zum Beispiel wird an jedem Messpunkt eine Anre gung der Lumineszenz des Wertdokument mittels elektromagnetischer Strahlung durchgeführt, insbesondere durch einen elektromagneüschen An regungspuls. Die Lumineszenzstrahlung wird für eine Vielzahl von Mess punkten zu zwei oder mehreren Zeitpunkten erfasst, wobei dem jeweiligen Messpunkt jeweils zwei oder mehrere Intensitätswerte zugeordnet werden, die die Intensität der zu den zwei oder mehreren Zeitpunkten an dem jewei ligen Messpunkt erfassten Lumineszenzstrahlung charakterisieren. Insbeson dere wird die von dem zu prüfenden Wertdokument emitüerte Lumines zenzstrahlung an den Messpunkten auf dem Wertdokument in einem oder mehreren der Spektralbereiche zeitaufgelöst erfasst. Die Intensitätswerte können die in einem bestimmten der Spektralbereiche erhaltenen Intensitäts werte sein oder aus zwei oder mehreren der Spektralbereiche zusammenge fasste Intensitätswerte sein.

Insbesondere können für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltene Substrat werte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte - z.B. durch räumliche Mittelung - zu einem mittleren Substratwert zusammengefasst werden und das Wertdokument unter Verwendung der mittleren Substrat werte der verschiedenen Zeitpunkte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, ge prüft werden. Beispielsweise wird, anhand der mittleren Substratwerte der verschiedenen Zeitpunkte, das zeitliche Verhalten der vom Substrat emittier ten Lumineszenzstrahlung ermittelt und das Wertdokument anhand einer charakteristischen Lumineszenz-Zeitkonstante des Substrats geprüft, die aus dem ermittelten zeitlichen Verhalten ermittelt wird.

Anhand der von einem zu prüfenden Wertdokument emittierten und an den Messpunkten zeitaufgelöst erfassten Lumineszenzstrahlung bzw. der ent sprechenden erhaltenen Intensitätswerte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte kann ein Untergrund ermittelt werden, welcher von der vom Merkmal ausgehenden und zeitaufgelöst erfassten Lumineszenz strahlung bzw. von den Merkmalwerten abgezogen wird. Insbesondere kön nen die für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Unter grund-korrigierten Merkmalwerte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte - z.B. durch räumliche Mittelung - zu einem mittleren korrigierten Merkmalwert zusammengefasst werden und das Wertdokument unter Verwendung der mittleren korrigierten Merkmalwerte der verschiedenen Zeitpunkte, insbe sondere hinsichtlich Echtheit, geprüft werden. Beispielsweise wird, anhand der Unter grund-korrigierten Merkmalwerte der verschiedenen Zeitpunkte, das zeitliche Verhalten der vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung ermittelt und das Wertdokument anhand einer charakteristischen Lumines zenz-Zeitkonstante des Merkmals geprüft, die aus dem ermittelten zeitlichen Verhalten ermittelt wird.

Beim (räumlichen) Zusammenfassen der Intensitätswerte bzw. der Substrat werte bzw. der Untergrund-korrigierten Merkmalwerte verschiedener Mess punkte für jeweils einen der Zeitpunkte werden diejenigen Intensitätswerte bzw. Substratwerte bzw. Untergrund-korrigierten Merkmalwerte zusam mengefasst, die zum selben Zeitpunkt relativ zu der jeweiligen Lumines zenzanregung an dem jeweiligen Messpunkt erfasst werden, z.B. jeweils zu einem bestimmte Zeitpunkt nach Ende des für den jeweiligen Messpunkt eingestrahlten elektromagnetischen Anregungspulses.

Auf diese Weise kann der zeitliche Verlauf, insbesondere in Form von Ab klingkurven, der jeweils vom Substrat und Merkmal alleine emittierten Lu mineszenzstrahlung ermittelt und bei der Prüfung, insbesondere Echtheits prüfung, des Wertdokuments herangezogen werden. Insgesamt wird dadurch eine genauere Bestimmung der Lumineszenz-Intensitäten, der spektralen Signatur bzw. des Abklingverhaltens des Substrats bzw. Merk mals erreicht, so dass eine zuverlässigere Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, ermöglicht wird.

Bei einem blattförmigen Substrat im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann es sich z.B. um Papier, eine Folie oder ein aus unterschiedlichen Materi alien zusammengesetztes sog. Hybridpapier handeln. Das Substrat ist vor zugsweise mit einem Lumineszenzmerkmal versehen, das nachfolgend auch als „Substratmerkmal" oder „Papiermerkmal" bezeichnet wird und bei An regung mittels elektromagnetischer Strahlung, wie z.B. ultravioletter (UV-) Strahlung, infraroter (IR-) Strahlung oder sichtbarem Licht, Lumineszenz strahlung, wie z.B. ultraviolette (UV-) Strahlung, infrarote (IR-) Strahlung o- der sichtbares Licht, emittiert. Bevorzugt findet dabei die Anregung mit sichtbarer oder IR-Strahlung statt, und die Emission des Substratmerkmals liegt bevorzugt im IR-Spektralbereich. Das Substratmerkmal kann im Volu men des Substrats vorliegen oder als großflächige Beschichtung aufgebracht sein. Das Substratmerkmal muss nicht zwingend in der gesamten Fläche des Substrats enthalten sein. Vielmehr ist es möglich, dass Teile des Substrats, wie z.B. Fenster oder Hologrammfolien (wie z.B. ein sog. LEAD-Streifen), ganz ohne messbares Lumineszenzmerkmal sind.

Bei dem auf das Substrat aufgebrachten Merkmal kann es sich um ein auf das Substrat des Wertdokuments auf gedrucktes Merkmal handeln, das eine oder mehrere mittels eines Druckverfahrens auf eine Teilfläche des Substrats aufgebrachte lumineszente Substanz bzw. Substanzen aufweist, die bei An regung mittels elektromagnetischer Strahlung, wie z.B. ultravioletter (UV-) Strahlung, infraroter (IR-) Strahlung oder sichtbarem Licht, Lumineszenz strahlung, wie z.B. ultraviolette (UV-) Strahlung, infrarote (IR-) Strahlung o- der sichtbares Licht, emittiert. Das auf das Substrat aufgebrachte Merkmal ist auf eine Teilfläche des Substrats, d.h. nur in einem räumlich begrenzten Be reich des Substrats, aufgebracht, so dass in den übrigen Bereichen des Sub strats nur die Lumineszenz des Substrats (des Substratmerkmals) zu der von der Erfassungseinrichtung erfassten Lumineszenzstrahlung beiträgt. Das auf das Substrat aufgebrachte Merkmal wird nachfolgend auch als „Druckmerk- mal" bezeichnet. Bevorzugt findet die Anregung mit sichtbarer oder IR- Strahlung statt, und die Emission des Druckmerkmals liegt bevorzugt im IR- Spektralbereich. Bei der Erfassungseinrichtung kann es sich z.B. um einen ortsauflösenden Detektor, etwa eine Zeilenkamera oder eine Kamera mit einer zweidimensio nalen Detektorfläche handeln. Der ortsauflösende Detektor kann aber auch als Einspursensor oder Mehrspursensor ausgebildet sein, welcher die vom Wertdokument emittierte Lumineszenzstrahlung entlang einer bzw. mehre rer Spuren ortsaufgelöst erfasst, die zusammengenommen einen ein- bzw. zweidimensionalen Messdatensatz ergeben. Die Erfindung kann aber auch auf nur eine oder einzelne Zeilen bzw. Spuren eines Messdatensatzes ange wendet werden, indem ein n-Spur-Sensor als n 1-Spur-Sensoren mit unter schiedlichen Spurpositionen aufgefasst wird. Dies kann von Vorteil sein, wenn nicht nur unterschiedliche Merkmals-Chargen, sondern auch spur weise unterschiedliche Chargen in der Sensor-Hardware kompensiert wer den müssen.

Die Erfassungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens zwei der ortsauf lösenden Detektoren auf, durch welche die Intensität der erfassten Lumines zenzstrahlung für jeden Messpunkt in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen bzw. Spektralkanälen erfasst werden kann. Im Folgenden werden die Begriffe „Spektralbereich" und „Spektralkanal" auch synonym verwendet. Die Intensitäten bzw. Intensitätswerte der in den jeweiligen Spektralkanälen erfassten Lumineszenzstrahlung werden nachfolgend auch als „Kanalintensitäten" bezeichnet. Die dabei für jeden Messpunkt erhalte nen Intensitätsspektren werden als Spektralvektoren aufgefasst, deren Kom ponenten durch die Kanalintensitäten gegeben sind. hn Sinne der vorliegenden Offenbarung kann der Begriff „Vektor" - je nach Zusammenhang - sowohl im engeren als auch im weiteren Sinne verstanden werden. So kann es sich bei einem Vektor im engeren Sinne um ein Element eines Vektorraums oder aber auch im weiteren Sinne um ein n-Tupel reeller Zahlen mit n > 2 handeln, wobei n der Anzahl der Spektralkanäle entspricht.

Das erwartete Papiermerkmal und das erwartete Druckmerkmal weisen ver schiedene, also linear unabhängige, Referenz-Intensitätsspektren auf. Diese Referenz-Intensitätsspektren lassen sich als Referenz-Basisvektoren des Vek torraums der Spektralvektoren auffassen. Im Rahmen der vorliegenden Of fenbarung wird der Referenz-Basisvektor des Papiermerkmals auch als „Substrat-Basisvektor" und der Referenz-Basisvektor des Druckmerkmals auch als „Merkmal-Basisvektor" bezeichnet. Die oben erwähnte Berechnung der Papier- und Druckintensitäten, welche im Zusammenhang mit der vor liegenden Offenbarung auch als „Substrat-Intensitäts werte" bzw. „Merkmai- Intensitätswerte" bezeichnet werden, aus den gemessenen Kanalintensitäten lässt sich also auffassen als Basistransformation des jeweils gemessenen Spektralvektors in die Basis der Referenz-Basisvektoren.

Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, den vorge gebenen Substrat-Basis vektor unter Verwendung des mittleren Substratvek tors zu korrigieren, wobei ein korrigierter Substrat-Basisvektor erhalten wird, welcher nachfolgend auch als „nachadaptierter Basisvektor" für das Substrat bzw. Papiermerkmal bezeichnet wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, den mittleren Substratvektor anhand eines vorgegebe nen Vergleichskriteriums mit dem vorgegebenen Substrat-Basisvektor zu vergleichen und den vorgegebenen Substrat-Basisvektor, insbesondere nur dann, unter Verwendung des mittleren Substratvektors zu korrigieren oder durch den mittleren Substratvektor zu ersetzen, wenn das Vergleichskrite rium erfüllt ist, und/ oder das Wertdokument als zurückzuweisendes Wert dokument einzustufen, wenn das Vergleichskriterium nicht erfüllt ist. Der Vergleich des mittleren Substratvektors mit dem vorgegebenen Substrat-Ba sisvektor stellt eine Plausibilitätsprüfung dar, deren Bestehen die Vorausset zung für eine Nachadaption des Substrat-Basisvektors unter Verwendung des mittleren Substratvektors ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Sub- strat-Basisvektor durch eine Nachadaption verbessert bzw. nicht verschlech tert wird und damit bei einer erneuten Berechnung korrigierter Substrat- und/ oder Merkmal-Intensitätswerte unter Verwendung des nachadaptierten Substrat-Basisvektors genauere Ergebnisse liefert.

Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, anhand der Merkmal-Intensitätswerte eine Merkmalmaske zu ermitteln, welche diejeni gen, insbesondere nur solche, Messpunkte enthält, die auf dem Merkmal lie genden Orten entsprechen. Die Merkmalmaske enthält z.B. alle Messpunkte, deren Merkmal-Intensitätswert größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist. Die Auswertungseinrichtung ist dazu eingerichtet, von den Spektralvektoren der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte jeweils den mittleren Substratvektor abzuziehen, wobei untergrundkorrigierte Spektralvektoren der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte erhalten werden, und aus den untergrundkorrigierten Spektralvektoren der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte einen mittleren Merkmalvektor zu ermitteln, wel cher mindestens zwei Intensitätswerte enthält, die jeweils durch Zusammen fassen, insbesondere durch (räumliche) Mittelung, der in den untergrund korrigierten Spektralvektoren enthaltenen Intensitätswerte für jeden der mindestens zwei Spektralbereiche erhalten werden. Aufgrund der Unter grundkorrektur anhand des mittleren Substratvektors gibt der auf diese Weise erhaltene mittlere Merkmalvektor die Lumineszenzeigenschaften des (auf das Substrat aufgebrachten) Merkmals, insbesondere die Intensitäts- werte in den mindestens zwei Spektralbereichen und/ oder die spektrale Zu sammensetzung der von dem Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung, mit höherer Genauigkeit und Zuverlässigkeit wieder.

Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, den vorge gebenen Merkmal-Basisvektor unter Verwendung des mittleren Merkmal vektors zu korrigieren oder den vorgegebenen Merkmal-Basisvektor durch den mittleren Merkmalvektor zu ersetzen, wobei ein korrigierter Merkmal- Basisvektor erhalten wird, welcher nachfolgend auch als „nachadaptierter Basisvektor" für das Merkmal bzw. Druckmerkmal bezeichnet wird. Durch die Nachadaption wird die Genauigkeit des Merkmal-Basisvektors verbes sert, so dass bei einer erneuten Berechnung korrigierter Substrat- und/ oder Merkmal-Intensitätswerte unter Verwendung des nachadaptierten Merkmal- Basisvektors noch zuverlässigere Ergebnisse erzielt werden können.

Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, zum Prü fen des Wertdokuments, insbesondere hinsichtlich Echtheit, die Intensitäts werte des mittleren Substratvektors mit einem oder mehreren vorgegebenen Substrat-Intensitätswerten zu vergleichen und/ oder die Intensitätswerte des mittleren Merkmalvektors mit einem oder mehreren vorgegebenen Merk mal-Intensitätswerten zu vergleichen.

Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, die korri gierten Substrat-Intensitätswerte und korrigierten Merkmal-Intensitätswerte unter Verwendung des korrigierten Substrat-Basisvektors und des, insbeson dere korrigierten, Merkmal-Basisvektors aus den Spektralvektoren zu ermit teln. Die Ermittlung der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und korrigier ten Merkmal-Intensitätswerte für eine Vielzahl von Messpunkten erfolgt da- bei vorzugsweise analog zur Berechnung der Substrat- und Merkmal-Inten- sitätswerte aus den bei der Erfassung der Lumineszenzstrahlung erhaltenen Spektralvektoren, wobei anstatt des vorgegebenen Substrat-Basisvektors der korrigierte Substrat-Basisvektor verwendet wird. Optional kann zusätzlich anstatt des vorgegebenen Merkmal-Basisvektors der korrigierte Merkmal- Basisvektor verwendet werden. In beiden Fällen werden Papier- bzw. Dru ckintensitäten mit signifikant höherer Zuverlässigkeit erhalten.

Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, das Wert dokument unter Verwendung der korrigierten Substrat-Intensitätswerte und/ oder korrigierten Merkmal-Intensitätswerte, insbesondere hinsichtlich Echtheit, zu prüfen, insbesondere, indem die korrigierten Substrat-Intensi tätswerte eines oder mehrerer Messpunkte bzw. die korrigierten Merkmal- Intensitätswerte eines oder mehrerer Messpunkte mit einem oder mehreren vorgegebenen Substrat-Intensitätswerten bzw. einem oder mehreren vorge gebenen Merkmal-Intensitätswerten verglichen werden. Durch Verwendung der korrigierten Substrat- bzw. Merkmal-Intensitätswerte bei der Prüfung kann ein wesentlich zuverlässigeres Prüfergebnis, etwa hinsichtlich einer Unterscheidung zwischen einem echten oder gefälschten Wertdokument, er zielt werden.

Die Auswertungseinrichtung kann ferner vorzugsweise dazu eingerichtet sein, bei der Ermittlung der spektralen Signatur des Substrats einen, insbe sondere skalaren, Signaturwert des Substrats aus den mindestens zwei In tensitätswerten des mittleren Substratvektors zu ermitteln und/ oder bei der Ermittlung der spektralen Signatur des Merkmals einen, insbesondere skala ren, Signaturwert des Merkmals aus den mindestens zwei Intensitätswerten des mittleren Merkmalvektors zu ermitteln. Insbesondere charakterisiert der Signaturwert die spektrale Form der gemessenen Lumineszenzstrahlung un abhängig von deren absoluter Intensität. Vorzugsweise kann das Wertdoku ment dann unter Verwendung des Signaturwerts des Substrats und/ oder des Signaturwerts des Merkmals, insbesondere hinsichtlich Echtheit, geprüft werden, insbesondere, indem der Signaturwert des Substrats und/ oder der Signaturwert des Merkmals mit einem vorgegebenen Vergleichs wert des Substrats bzw. vorgegebenen Vergleichs wert des Merkmals verglichen wird. Durch Verwendung der spektralen Signatur und/ oder des auf diese Weise erhaltenen Signaturwerts des Substrats und/ oder Merkmals bei der Prüfung des Wertdokuments kann ein echtes Wertdokument von einem gefälschten Wertdokument wesentlich zuverlässiger unterschieden werden.

Vorzugsweise kann bei einer Prüfung des Wertdokuments geprüft werden, ob die mindestens zwei Intensitätswerte des mittleren Substratvektors, insb. alle, oberhalb eines Schwellenwerts liegen, und/ oder ob die mindestens zwei Intensitätswerte des mittleren Merkmalsvektors, insbesondere alle, oberhalb eines (desselben oder eines anderen) Schwellenwerts liegen. Des Weiteren kann zur Prüfung des Wertdokuments, insbesondere hinsichtlich Echtheit, geprüft werden, ob der Signaturwert des Substrat und/ oder der Signaturwert des Merkmals jeweils von einem bestimmten Substrat-Refe- renzsignaturwert bzw. Merkmals-Referenzsignaturwert abweicht oder nicht. Alternativ oder zusätzlich kann geprüft werden, ob die spektrale Signatur, insb. der Signaturwert, des Merkmals und die spektrale Signatur, insbeson dere der Signaturwert, des Substrats voneinander verschieden sind. Vor zugsweise kann dem Wertdokument nur dann das Prüfergebnis „echt" zu geordnet werden, wenn alle Intensitätswerte des mittleren Substratvektors und alle Intensitätswerte des mittleren Merkmalsvektors oberhalb eines Schwellenwerts liegen und der Signaturwert des Merkmals und der Signa turwert des Substrats voneinander verschieden sind. Vorteilhaft kann dann auf die Vorgabe der oben genannten Referenzsignaturwerte verzichtet wer den.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung die von dem zu prüfenden Wertdokument emittierte Lumineszenzstrahlung zeitauf gelöst in zwei oder mehreren Spektralkanälen erfasst, wobei eine Vielzahl von Messpunkten erhalten wird, welchen für jeden Spektralkanal jeweils zwei oder mehrere Intensitätswerte zugeordnet sind, welche die Intensität der zu den zwei oder mehreren Zeitpunkten in diesem Spektralkanal erfass ten Lumineszenzstrahlung charakterisieren. Die Auswertungseinrichtung ist dabei vorzugsweise dazu eingerichtet, die für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte zu einem mittleren Substratwert, insbesondere durch (räumli che) Mittelung, zusammenzufassen, wobei für jeden der Zeitpunkte ein mitt lerer Substratwert erhalten wird. Dabei kann für mehrere Spektralkanäle je weils ein mittlerer Substratwert für diesen Spektralkanal ermittelt werden, oder mehrere Spektralkanäle können zusammengefasst werden, beispiels weise durch Mittelung. Auf diese Weise lässt sich das zeitliche Verhalten, insbesondere in Lorm einer (ggf. spektral aufgelösten) Abklingkurve, welche im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung auch als „Papier-Ab- klingkurve" oder „mittlere Papier-Abklingkurve" bezeichnet wird, des Sub strats mit höherer Zuverlässigkeit ermitteln.

Vorzugsweise ist die Auswertungseinrichtung zum Ermitteln des zeitlichen Verhaltens der vom Merkmal emittierten Lumineszenzstrahlung dazu einge richtet, anhand der für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitäts werte der in der reinen Substratmaske enthaltenen Messpunkte, insbeson dere für mehrere Spektralkanäle jeweils, einen Untergrund wert zu ermitteln, insbesondere durch Quantile-Bildung, wobei für jeden der Zeitpunkte und ggf. mehrere Spektralkanäle jeweils ein Untergrund wert erhalten wird. Und die Auswertungseinrichtung ist auch dazu eingerichtet, von den für jeweils einen der Zeitpunkte erhaltenen Intensitätswerten der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte den für diesen Zeitpunkt und ggf. Spektralkanal je weils erhaltenen Untergrund wert abzuziehen, wobei für jeden der Zeit punkte und Spektralkanäle ein korrigierter Merkmalwert der in der Merk malmaske enthaltenen Messpunkte erhalten wird, und die für jeweils einen der Zeitpunkte und Spektralkanäle erhaltenen korrigierten Merkmalwerte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte zu einem mittleren korri gierten Merkmalwert, insbesondere durch (räumliche) Mittelung, zusam menzufassen, wobei für jeden der Zeitpunkte und insbesondere für jeden der Spektralkanäle ein mittlerer korrigierter Merkmalwert erhalten wird. Die für die verschiedenen Zeitpunkte erhaltenen Untergrund werte spiegeln den zeitlichen Verlauf eines Untergrunds der erfassten Lumineszenzstrahlung wider und werden daher im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenba rung auch als (ggf. spektral aufgelöste) „Untergrund- Abklingkurve" be zeichnet. Die für die verschiedenen Zeitpunkte erhaltenen mittleren korri gierten Merkmalwerte der in der Merkmalmaske enthaltenen Messpunkte spiegeln dagegen das über die Messpunkte im Bereich des Merkmals (räum lich) gemittelte zeitliche Verhalten der bezüglich des Untergrunds korrigier ten Lumineszenzstrahlung wider, welches im Zusammenhang mit der vor liegenden Offenbarung auch als „Merkmal- Abklingkurve" oder „Druck- Ab klingkurve" bezeichnet wird, die ggf. für verschiedene Spektralkanäle vor liegt.

Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertungseinrichtung dazu eingerich tet sein, die für jeweils einen der Zeitpunkte und insbesondere für jeweils ei nen der Spektralkanäle erhaltenen Intensitätswerte der in der Merkmal maske enthaltenen Messpunkte zu einem mittleren Substrat-Merkmalwert, insbesondere durch (räumliche) Mittelung, zusammenzufassen, wobei für je den der Zeitpunkte und ggf. Spektralkanäle ein mittlerer Substrat-Merkmal- wert erhalten wird. Die für die verschiedenen Zeitpunkte erhaltenen mittle ren Substrat-Merkmalwerte spiegeln somit das zeitliche Verhalten der im Be reich des Merkmals erfassten, d.h. vom (Druck-)Merkmal und dem darunter liegenden Substrat insgesamt emittierten, Lumineszenzstrahlung wider und werden im Zusammenhang der vorliegenden Offenbarung daher auch als (ggf. spektral aufgelöste) „mittlere kombinierte Abklingkurve" für das Pa pier und das darauf befindliche (Druck-)Merkmal bezeichnet. Vorzugsweise werden die für die Zeitpunkte erhaltenen mittleren Substratwerte („mittlere Papier- Abklingkurve") von den für die entsprechenden Zeitpunkte erhalte nen mittleren Substrat-Merkmalwerten („mittlere kombinierte Abkling kurve") subtrahiert, wobei für jeden der Zeitpunkte und insb. für jeden der Spektralkanäle ein mittlerer Merkmalwert erhalten wird. Die auf diese Weise zu den verschiedenen Zeitpunkten erhaltenen mittleren Merkmalwerte stel len somit eine mittlere Abklingkurve für das reine (Druck-) Merkmal, d.h. ohne Einflüsse des darunter liegenden Substrats, dar, die ggf. für verschie dene Spektralkanäle vorliegt. Vorzugsweise werden die mittlere Papier- Ab klingkurve und/ oder die mittlere Abklingkurve des reinen (Druck-)Merk- mals zur Prüfung, insbesondere Echtheitsprüfung, des Wertdokuments her angezogen. Dazu können beispielsweise mehrere Spektralkanäle einzeln her angezogen oder auch zusammengefasst, insbesondere gemittelt, werden. hn Folgenden werden weitere bevorzugte und/ oder alternative Ausgestal tungen und/ oder Aspekte der Erfindung erläutert. Auch wenn sich diese Er läuterungen auf Wertdokumente mit einem Papiersubstrat beziehen, gelten diese für Wertdokumente mit einem Substrat aus einem beliebigen Material, wie z.B. Kunststoff oder Hybridpapier, entsprechend. Intensitäten

Vorzugsweise werden zur Berechnung der messpunktweisen Papier- und Druckintensitäten folgende Schritte durchgeführt:

Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mit Hilfe von abgespei- cherten Referenz-Basisvektoren.

Bestimmung der reinen Papiermaske, d.h. der Bereiche, die nicht über druckt sind.

Nachadaption des Basisvektors für das Papiermerkmal mit Hilfe der Messdaten aus dem reinen Papierbereich, falls die spektrale Signatur in diesem Bereich eine Plausibilitätsprüfung besteht.

- Optional Nachadaption des Basisvektors für das Druckmerkmal mit Hilfe der Messdaten aus dem Merkmals-Druckbereich.

Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mit Hilfe der nachadap tierten Basisvektoren.

Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mit Hilfe von abgespeicher ten Basisvektoren: Vorzugsweise sind im Sensor Referenz-Basisvektoren für das Papier- und Druckmerkmal abgespeichert. Mit Hilfe dieser Basisvekto ren werden in einem ersten Schritt messpunktweise durch Lösen von linea- ren (z.B. 2x2)-Gleichungssystemen Papier- und Druckintensitäten aus den Kanalintensitäten ermittelt. Dies entspricht einer Basistransformation. Diese Berechnung ist aufgrund der chargenspezifischen Schwankungen der Lumi neszenzspektren mit Ungenauigkeiten behaftet, reicht aber aus, um reine Pa pierbereiche zu finden, d.h. Bereiche, die nicht durch Druck gestört sind.

Dabei können die abgespeicherten Referenz-Basisvektoren z.B. gelernte Ba sisvektoren sein, das heißt auf einer Anzahl vorangegangener Berechnungen (an Adaptionsmustern oder echten Wertdokumenten, insbesondere Bankno- ten) beruhen. Vorzugsweise lernt der Sensor bei der Adaption spurweise be züglich Chargenvariationen durchschnittliche Referenz-Basisvektoren für das Papier (Substrat) und das Druckmerkmal.

Bestimmung der reinen Papiermaske: Ein möglicher Ansatz wäre, als reine Papiermaske alle Messpunkte zu definieren, deren Papierintensität größer o- der gleich einer Schwelle ist und deren Druckintensität unter einer zweiten Schwelle liegt. Hierbei würden jedoch Verfälschungen durch Messpunkte am Rand des Druckbereichs auftreten, die knapp unter der Schwelle für die Druckintensität liegen, aber dennoch nicht einem reinen Spektrum des Pa piermerkmals entsprechen. Um dies zu vermeiden, wird der Rand des Druckbereichs in der reinen Papiermaske vorzugsweise wie folgt vermieden: Die reine Papiermaske wird definiert als alle Messpunkte, deren Papierinten sität größer oder gleich einer Schwelle ist und für die die Druckintensität al ler Messpunkte in einer Nachbarschaft, z.B. einer 3x3-Nachbarschaft, unter einer zweiten Schwelle liegt.

Vorzugsweise wird dies mit Hilfe von Masken wie folgt um gesetzt (siehe auch die anhand der Figuren 4 und 5 weiter unten beschriebenen Beispiele): Bestimmen einer Papiermaske als alle Messpunkte, deren Papierintensität größer oder gleich einer Schwelle ist.

Bestimmen einer Druckmaske als alle Messpunkte, deren Druckintensität größer oder gleich einer zweiten Schwelle ist.

Bestimmen einer erweiterten Druckmaske durch Anwendung eines Fil ters, z.B. eines Dilatationsfilters über 3x3 Messpunkte, d.h. in der erwei terten Druckmaske wird ein Messpunkt genau dann gesetzt, wenn es in der ursprünglichen Druckmaske in der zugehörigen 3x3-Nachbarschaft einen gesetzten Messpunkt gibt. Bestimmen einer reinen Papiermaske als Papiermaske abzüglich der er weiterten Druckmaske.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung wird die Menge der Messpunkte in der reinen Papiermaske auch als „reiner Papierbereich" und die Menge der Messpunkte in der Druckmaske auch als „Merkmals-Druck bereich" bezeichnet.

Nachadaption der Basisvektoren: Für jeden Spektralkanal werden die Mess werte (Intensitätswerte) aus dem reinen Papierbereich zu jeweils einem zu sammengefasst, z.B. durch Mittelwert-Bildung. Es ergibt sich ein mittlerer Spektralvektor für den reinen Papierbereich, der mittlere gemessene Papier- Vektor (mittlerer Substratvektor).

Plausibilitätsprüfung für die Signatur des Papiermerkmals: Vergleichen des mittleren gemessenen Papier-Vektors anhand eines vorgegebenen Kriteri ums mit dem Referenz-Basisvektor für das Papiermerkmal. Wird das Krite rium nicht erfüllt, wird die Banknote zurückgewiesen. Wird beispielsweise für zwei Spektralkanäle ein mittlerer gemessener Papier-Vektor (x 0 , xi) erhal ten, so kann z.B. überprüft werden, ob der Quohent xi/ x 0 oder eine davon abgeleitete Größe (z.B. xi/ (x 0 +xi) = 1/ (l+( xi/ Xo) 1 ) oder arctan(xi/ x 0 )) in ei nem vorgegebenen Intervall liegt. Andernfalls wird die Banknote zurückge wiesen.

Der Algorithmus lässt dadurch nicht beliebige Papiermerkmale durch. Er to leriert und korrigiert Chargenschwankungen des Papiermerkmals, aber nur, wenn das gemessene Papiermerkmal relativ gut mit der abgespeicherten Re ferenz übereinstimmt. Nachadaption des Papier-Basisvektors: Erzeugen eines nachadaptierten Ba sisvektors für das Papiermerkmal (korrigierter Substrat-Basisvektor) unter Verwendung des mittleren gemessenen Papier-Vektors (mittlerer Substrat vektor). Beispielsweise kann direkt der mittlere gemessene Papier-Vektor verwendet werden, oder ein Vektor anderen Betrags (z.B. normiert oder un ter Erhaltung anderer Kenngrößen) in Richtung des mittleren gemessenen Papier-Vektors oder ein (gewichtetes) Mittel zwischen dem vorgegebenen bzw. gespeicherten Referenz-Basisvektor und dem mittleren gemessenen Pa pier-Vektor. Auch andere Verrechnungen und Randbedingungen sind mög lich. Optional kann der vorab gespeicherte Referenz-Basisvektor für das Pa piermerkmal durch den nachadaptierten Basisvektor oder eine Verrechnung der beiden Vektoren ersetzt werden. So ergibt sich ein Lerneffekt und eine immer bessere Anpassung des Referenz-Basisvektors an das real vorliegende Papiermerkmal.

Optional: Nachadaption des Merkmals-Basisvektors, z.B. des Druck-Basis- vektors: Erzeugen eines nachadaptierten Basisvektors für das Druckmerkmal (korrigierter Merkmal-Basisvektor) aus den Messwerten aus dem Merkmals- Druckbereich. Dazu wird für jeden Messpunkt aus dem Merkmals-Druckbe reich der mittlere gemessene Papier-Vektor (mittlerer Substratvektor) von den Messwerten abgezogen, um untergrundkorrigierte Messwerte (unter grundkorrigierte Spektralvektoren) zu erhalten. Die untergrundkorrigierten Messwerte aus dem Merkmals-Druckbereich werden für jeden Spektralkanal zu einem Wert zusammengefasst, z.B. durch Mittelwert-Bildung. Es ergibt sich ein mittlerer Spektralvektor für das reine Druckmerkmal (mittlerer Merkmalvektor), der - analog zur Nachadaption des Papier-Basisvektors - für die Berechnung eines nachadaptierten Basisvektors für das Druckmerk mal (korrigierter Merkmal-Basisvektor) verwendet werden kann. Auch hier kann ein Lernen des abgespeicherten Basisvektors implementiert werden. Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mit Hilfe der nachadaptier ten Basisvektoren: messpunktweises Ermitteln (wie bei der ersten Berech nung) der Papier- und Druckintensitäten aus den Kanalintensitäten durch Lösen von linearen (2x2)-Gleichungssystemen nur dass diesmal statt der vorgegebenen bzw. abgespeicherten Referenz-Basisvektoren des Substrats bzw. Merkmals die nachadaptierten Basisvektoren verwendet werden.

Spektrale Signatur Vorzugsweise werden zur Berechnung der spektralen Papier- und Drucksig natur folgende Schritte durchgeführt:

Bestimmung der spektralen Papiersignatur (spektrale Signatur des Sub strats).

- Schätzung der Kanalintensitäten des Papieruntergrunds im Druckbereich anhand der Kanalintensitäten im reinen Papierbereich.

Untergrundabzug: Subtrahieren der Kanalintensitäten des Papierunter grunds von den Kanalintensitäten im Druckbereich und Bestimmen der spektralen Drucksignatur (spektrale Signatur des Merkmals) aus den da bei erhaltenen Kanalintensitäten.

Bestimmung der spektralen Papiersignatur und Schätzung der Kanalintensi täten des Papieruntergrunds im Druckbereich: Vorzugsweise entspricht die spektrale Papiersignatur dem mittleren gemessenen Papier-Vektor (mittlerer Substratvektor), der in der vorstehend bereits beschriebenen Weise ermittelt werden kann.

Vorzugsweise wird der mittlere gemessene Papier-Vektor je nach erwarte tem Banknotendesign dabei auf verschiedene Art und Weise berechnet. Wenn man davon ausgeht, dass die Papierintensität im Merkmals-Druckbe reich ähnlich zur Papierintensität im reinen Papierbereich ist, kann der mitt lere gemessene Papier-Vektor vorzugsweise durch kanalweise arithmetische Mittelung der Einzelmessungen (Spektralvektoren) ermittelt werden. Falls jedoch die Papierintensität im reinen Papierbereich gegenüber dem Merk mals-Druckbereich lokal verändert ist (z.B. durch im relevanten Spektralbe reich absorbierenden bzw. reflektierenden Druck oder durch Wasserzeichen o.ä.), liefert z.B. ein kanalweiser Quantil-Wert (z.B. 80% -Quantil) eine bessere Abschätzung als der kanalweise Mittelwert.

Ein Quantil oder Quantil-Wert ist eine zwischen 0 und 1 bzw. 0% und 100% liegende Kennzahl p einer Stichprobe, welche die Stichprobe so teilt, dass ein Anteil der Stichprobe von p kleiner als das empirische p-Quantil ist und ein Anteil von 1 - p bzw. 100 % - p der Stichprobe größer als das p-Quantil ist. Ist beispielsweise eine Stichprobe von kanalweisen Intensitätswerten gege ben, so entspricht das 80% -Quantil demjenigen Intensitätswert Ko, für den 80% der Intensitätswerte in der Stichprobe kleiner als der Intensitätswert Ko und 20% größer als der Intensitätswert Ko sind.

Bestimmung der spektralen Drucksignatur: Es wird von allen gemessenen Spektralvektoren im Merkmals-Druckbereich der, wie vorstehend beschrie ben, berechnete mittlere gemessene Papier-Vektor abgezogen. Auf diese Weise werden untergrundkorrigierte Spektralvektoren für den Merkmals- Druckbereich erhalten. Die für jeden Spektralkanal erhaltenen untergrund korrigierten Messwerte aus dem Merkmals-Druckbereich werden, z.B. durch Mittelwert-Bildung, zu jeweils einem Wert zusammengefasst, so dass sich ein mittlerer untergrundkorrigierter Spektralvektor für den Merkmals- Druckbereich ergibt, welcher im Zusammenhang mit der vorliegenden Of fenbarung auch als mittlerer gemessener Druck-Vektor oder mittlerer Merk mal-Vektor bezeichnet wird.

Aus dem mittleren gemessenen Druck-Vektor kann ein skalares Maß für die spektrale Signatur des Druckmerkmals berechnet werden, im Fall von zwei Spektralkanälen (z 0 , zi) beispielsweise als Quotient n / z 0 oder eine davon ab geleitete Größe (z.B. zi / (z 0 +zi) = 1/ (l+( zi/ z 0 ) _1 ) oder arctan(zi/ z 0 )). Dieses Maß für die spektrale Signatur, der Signaturwert, kann anschließend für die Echtheitsprüfung mit einem Referenzwert oder mit entsprechenden Schwel len verglichen werden.

Zeitverhalten

Je nach Anwendung bzw. Betrieb des Sensors kann für jeden Messpunkt und jeden Spektralkanal nicht nur ein einziger Intensitätswert, sondern eine Serie von zwei oder mehreren Messwerten über die Zeit vorliegen (z.B. eine Ab klingkurve, die an endlich vielen Zeitpunkten abgetastet wird). Das oben be schriebene Verfahren des Untergrundabzugs lässt sich vorzugsweise auch auf eine zeitliche Serie von Messwerten anwenden, indem es auf die einzel nen Elemente der Serie angewandt wird. Beispielsweise erhält man den Mit telwert (oder einen Quantil-Wert) von mehreren Serien, indem man für jedes Element jeweils den Mittelwert (oder den Quantil-Wert) über die mehreren Serien berechnet.

Wie bei der spektralen Signatur erhält man vorzugsweise auch bei den Ab klingkurven

Eine Papier- Abklingkurve (mittlere Substratwerte für die verschiedenen Zeitpunkte), insb. pro Spektralkanal, aus den Abklingkurven der Mess punkte des reinen Papierbereichs, z.B. durch Mittelwert-Bildung. - eine Schätzung für die Untergrund- Abklingkurve (Untergrund werte für die verschiedenen Zeitpunkte), insb. pro Spektralkanal, aus den Abkling kurven der Messpunkte des reinen Papierbereichs, z.B. durch Quantile- Bildung. - eine Schätzung für die Druck- Abklingkurve (mittlere korrigierte Merk malwerte für die verschiedenen Zeitpunkte), insb. pro Spektralkanal, z.B. als Mittelwert der bezüglich der Untergrund- Abklingkurve korrigierten Abklingkurven der Messpunkte im Merkmals-Druckbereich. Vorzugsweise können aus der Papier- Abklingkurve und/ oder der Druck- Abklingkurve Werte ermittelt werden, welche das Abklingverhalten des lu- mineszenten Papier- bzw. Druckmerkmals charakterisieren und zur Prüfung des Wertdokuments z.B. mit vorgegebenen Vergleichs werten verglichen werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusam menhang mit den Figuren. Es zeigen: Fig. 1 ein Beispiel einer Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung mit einem Sensor zur Prüfung von Wertdokumenten;

Fig. 2 ein Beispiel von Intensitätswerten einer in zwei Spektralkanä len KO (oben) und Kl (unten) ortsaufgelöst erfassten Lumines zenzstrahlung; Fig. 3 ein Beispiel von aus den in Fig. 2 gezeigten Intensitätswerten ermittelten Papierintensitäten (unten) und Druckintensitäten (oben);

Fig.4 ein Beispiel einer Papiermaske (oben) und einer Druckmaske (unten); Fig.5 ein Beispiel einer erweiterten Druckmaske (oben) und einer rei nen Papiermaske (unten); Fig. 6 ein Beispiel von Papierintensitäten (unten) und Druckintensitä ten (oben), die unter Verwendung nachadaptierter Basisvekto- ren aus den in Fig. 2 gezeigten Intensitätswerten ermittelt wur den;

Fig. 7 ein erstes Beispiel eines Streudiagramms zur Veranschauli chung von Intensitätswerten der in zwei Spektralkanälen K0 und Kl erfassten Lumineszenzstrahlung; Fig. 8 ein zweites Beispiel eines Streudiagramms zur Veranschauli chung der Ermittlung der spektralen Signatur des Druckmerk mals; und

Fig. 9 Beispiele für Abklingkurven. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Wertdoku mentbearbeitungsvorrichtung 1 mit einer Eingabeeinrichtung 9, beispiels weise einem sog. Eingabefach, zur Aufnahme eines Stapels 10 von Wertdo kumenten 2, insbesondere Banknoten, welche mittels einer nicht dargestell ten Vereinzelungseinrichtung einzeln vom Stapel 10 abgezogen und mittels einer Transporteinrichtung 4 entlang eines Transportwegs 6 befördert wer den. Die Transporteinrichtung 4 weist im vorliegenden Beispiel Transport riemen, die über mehrere nur schematisch dargestellte Transportrollen 4a-4c geführt sind, und Weichen 5a-c auf. Ferner ist ein Sensor zur Prüfung der Wertdokumente 2 vorgesehen, welcher mindestens eine Erfassungseinrichtung 3 aufweist, die dazu eingerichtet ist, von einem jeweils zu prüfenden Wertdokument 2 ausgehende elektromag netische Strahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralkanälen bzw. Spektralbereichen ortsaufgelöst zu erfassen. Im dargestellten Beispiel weisen die Wertdokumente 2 jeweils ein blattförmi ges Substrat auf, welches meist durch Papier, eine Folie oder ein sog. Hyb ridpapier gebildet wird und das z.B. vollflächig mit einem Lumineszenz- merkmal versehen ist, so dass es, beispielsweise durch Bestrahlung mit einer elektromagnetischen Anregungsstrahlung, zur Emission von Lumineszenz strahlung angeregt werden kann. Darüber hinaus ist auf eine Teilfläche des Substrats örtlich begrenzt ein weiteres Lumineszenzmerkmal aufgebracht, insbesondere aufgedruckt, welches auch als „Druckmerkmal" oder „Merk- mal" bezeichnet wird und ebenfalls zur Emission vom Lumineszenzstrah lung angeregt werden kann.

Ferner ist eine Bestrahlungseinrichtung 8 vorgesehen, z.B. eine IR- Lichtquelle, welche dazu eingerichtet ist, das zu prüfende Wertdokument 2 mit elektromagnetischer Anregungsstrahlung zu bestrahlen, so dass das

Substrat und das darauf aufgebrachte bzw. aufgedruckte Merkmal zur Emis sion von Lumineszenzstrahlung angeregt werden kann.

Die von der Erfassungseinrichtung 3 ortsaufgelöst erfasste Lumineszenz- Strahlung liefert somit für jeden Messpunkt in den mindestens zwei unter schiedlichen Spektralkanälen Signale, die ein Maß für die spektralen Intensi täten der erfassten Lumineszenzstrahlung darstellen. Für den Bereich des Substrats ohne aufgebrachtes bzw. aufgedrucktes Merkmal werden in der Regel andere spektrale Intensitätsverhältnisse erhalten als für den Bereich des aufgebrachten bzw. aufgedruckten Merkmals.

Bei der Erfassungseinrichtung 3 kann es sich um jede Art von Sensorsystem zur ortsaufgelösten Erfassung der vom Wertdokument 2 ausgehenden Lumi- neszenzstrahlung im sichtbaren und/ oder nicht sichtbaren (z.B. ultraviolet ten und/ oder infraroten) Spektralbereich handeln, wie z.B. eine Kamera o- der einen Einspur- oder Mehrspursensor. Optional können in der Wertdoku mentbearbeitungsvorrichtung 1 weitere Sensoren (nicht dargestellt), wie z.B. Ultraschall-, Magnet- und/ oder kapazitive Sensoren, zur Erfassung weiterer Eigenschaften der Wertdokumente 2 vorgesehen sein.

Anhand der mittels der Erfassungseinrichtung 3 in mindestens zwei Spekt ralbereichen ortsaufgelöst erfassten Lumineszenzstrahlung und/ oder mittels etwaiger weiterer Sensoren erfasster Eigenschaften wird das Wertdoku ment 2 in einer Auswertungseinrichtung 7 geprüft, beispielsweise hinsicht lich Echtheit, Verschmutzung und/ oder Zustand, und abhängig vom Ergeb nis der Prüfung an eines von mehreren Ausgabefächern lla-d ausgegeben. Dazu werden die Weichen 5a-c durch die Auswertungseinrichtung 7 und/ o- der eine Steuerungseinrichtung entsprechend gesteuert bzw. betätigt. Vor zugsweise ist die Auswertungseinrichtung 7 als Computer ausgebildet und/ oder weist die Auswertungseinrichtung 7 einen Prozessor zur Daten verarbeitung und einen Speicher zum Speichern von Daten auf.

Die Verarbeitung bzw. Auswertung der in den mindestens zwei Spektralbe reichen ortsaufgelöst erfassten Lumineszenzstrahlung in der Auswertungs einrichtung 7 wird im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert.

Intensitäten

Figur 2 zeigt ein Beispiel für Intensitätsverteilungen der von einer Banknote emittierten Lumineszenzstrahlung in zwei unterschiedlichen Spektralkanä len KO (oben) und Kl (unten). Die Zahlen geben dabei die gemessenen Inten sitäten 10, II oder zumindest ein Maß für die Intensitäten 10, II am jeweiligen Messpunkt im jeweiligen Spektralkanal an. Im Beispiel sind am linken und rechten Rand jeweils Streifen von Null-Mes sungen erkennbar, welche Messungen außerhalb der Banknote entsprechen, wohingegen an allen Messpunkten innerhalb der Banknote Lumineszenzin- tensitäten in beiden Spektralkanälen gemessen wurden. hn vorliegenden Beispiel ergeben sich die gemessenen Intensitäten 10 und II der für jeden der Messpunkte in den Spektralkanälen KO und Kl erfassten Lumineszenzstrahlung aus den Intensitäten Ip und I D der vom Papier (Sub- strat) bzw. Druckmerkmal emittierten Lumineszenzstrahlung wie folgt:

10 - bo,p Ip + bo,D ID und

11 = bi,p Ip + bi,D ID , wobei die Koeffizienten bo,p und bi,p einen Referenz-Basisvektor (bo,p, bi,p) für das Papiermerkmal und die Koeffizienten bo,o und bi, D einen Referenz- Basisvektor (bo, D , bpo) für das Druckmerkmal bilden. Entsprechend bilden die für jeden der Messpunkte erhaltenen Intensitäten 10 und II jeweils einen Vektor (10, II), welcher im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenba- rung auch als Spektralvektor bezeichnet wird.

Die genannten Koeffizienten bzw. die entsprechenden Referenz-Basisvekto ren können in der Auswertungseinrichtung 7 abgespeichert sein. Sie wurden beispielsweise bei vorausgegangenen Messungen ermittelt und können ggf. mittels maschinellen Lernens nachjustiert werden.

Mit den als bekannt vorausgesetzten bzw. vorgegebenen Referenz-Basisvek toren bzw. den entsprechenden Koeffizienten stellen die beiden vorstehend angegebenen Gleichungen für 10 und II ein 2x2-Gleichungs System dar, das leicht nach den Intensitäten Ip und ID für das Papier (Substrat) bzw. Druck merkmal aufgelöst werden kann. Dies gilt entsprechend für mehr als zwei Spektralkanäle und/ oder mehr als zwei unterschiedliche Lumineszenzmerk male, wobei vorzugsweise die Anzahl der Spektralkanäle mit der Anzahl der verschiedenen Lumineszenzmerkmale übereinstimmt. Dies ermöglicht eine eindeutige Lösung des Gleichungssystems. Im vorliegenden Beispiel wer den, wie vorstehend beschrieben, aus den gemessenen Intensitäten 10 und II anhand abgespeicherter Referenz-Basisvektoren (0.9397, 0.3420) für das Pa piermerkmal und (0.4848, 0.8746) für das Druckmerkmal die Papier- und Druckintensitäten für jeden Messpunkt berechnet.

Figur 3 illustriert die dabei erhaltenen Verteilungen der Papierintensität (un ten) und der Druckintensität (oben) als 2D-Verteilungen. Insbesondere bei der Druckintensität treten verfälschte negative Werte auf, was darauf zu rückgeführt wird, dass die spektralen Signaturen, d.h. die spektrale Zusam mensetzung der jeweils emittierten Lumineszenzstrahlung, der tatsächlich vorliegenden Merkmalsstoffe von den verwendeten Referenz-Basisvektoren abweichen, so dass die Berechnung der Intensitäten mit Fehlern behaftet ist. Daher werden die Intensitätsverteilungen aus Fig. 3 lediglich dazu verwen det, eine Papiermaske und eine Druckmaske zu bestimmen.

Anhand der in Figur 3 (unten) gezeigten Papierintensitäten wird nun die Pa piermaske z.B. folgendermaßen berechnet: Alle Messpunkte mit einer Papie rintensität > 10 werden in der Papiermaske auf „1" gesetzt, die restlichen Messpunkte auf „ 0 ". Bei der dabei erhaltenen und in Figur 4 (oben) gezeig ten Papiermaske sind die Randbereiche außerhalb der Banknote deutlich zu erkennen. Analog wird anhand der in Figur 3 (oben) gezeigten Druckintensitäten die Druckmaske z.B. folgendermaßen berechnet: Alle Messpunkte mit einer Dru ckintensität > 10 werden in der Druckmaske auf „1" gesetzt, die restlichen Messpunkte auf „ 0 Die dabei erhaltene Druckmaske ist in Figur 4 (unten) gezeigt. In einer erweiterten Druckmaske erhalten diejenigen Messpunkte den Wert „1", in deren 3x3-Umgebung mindestens ein Messpunkt in der Druckmaske den Wert „1" hat. Dies schließt Löcher in der Druckmaske und vermeidet Randmesspunkte mit einem geringen aber messbaren Beitrag des Druckmerkmals. Die dabei erhaltene erweiterte Druckmaske ist in Figur 5 (oben) gezeigt. Eine reine Papiermaske entspricht der Papiermaske minus der erweiterten Druckmaske und ist in Figur 5 (unten) gezeigt.

Durch Mitteln der Spektralvektoren (10, II) der im reinen Papierbereich ent haltenen Messpunkte wird ein mittlerer gemessener Papiervektor (65.44, 21.26) erhalten. Der normierte mittlere gemessene Papiervektor (0.9511, 0.3090) dient als nachadaptierter Basisvektor für das Papiermerkmal. Mit hilfe des nachadaptierten Basisvektors für das Papiermerkmal können nun erneut für jeden Messpunkt die Papier- und die Druckintensität berechnet werden. Figur 6 zeigt die dabei erhaltenen Papierintensitäten (unten) und Druckintensitäten (oben). Wie daraus ersichtlich ist, treten keine verfälsch ten, negativen Werte mehr auf - wie in Figur 3. Dies zeigt, dass die (erneute) Berechnung der Papier- und Druckintensitäten mithilfe der nachadaptierten Basisvektoren eine höhere Genauigkeit der Intensitätsbestimmung ermög licht.

Spektrale Signatur

Figur 7 zeigt ein Beispiel der erfassten Lumineszenzintensitäten einer Bank note in zwei Spektralkanälen K0 und Kl als Streudiagramm. Jeder Punkt und jeder Kreis entspricht dabei einem Messpunkt, die Ordinate zeigt die In tensität im Kanal Kl und die Abszisse die Intensität im Kanal KO. Die als Punkte dargestellten Spektralvektoren entsprechen dem reinen Papiermerk mal. Sie fallen alle auf eine Ursprungsgerade und unterscheiden sich nur in ihrem Betrag, zum Beispiel aufgrund von absorbierenden Überdruckungen.

Viele dieser Spektralvektoren sind auch betragsmäßig sehr ähnlich und fal len bei ca. (80, 170) nahezu aufeinander. Diese Spektralvektoren entsprechen dem ungestörten Papiermerkmal. Daneben gibt es als Kreise dargestellte Spektralvektoren, die nicht auf der erwähnten Ursprungsgerade liegen. Sie entsprechen Messpunkten im Merkmals-Druckbereich, an denen also das Pa pier- und das Druckmerkmal zur erfassten Intensität der Lumineszenzstrah lung beitragen. Typischerweise liegen diese Messpunkte auf einer zweiten Gerade, welche die erste Gerade im Punkt des ungestörten Papiermerkmals schneidet. Dies veranschaulicht, dass sich die Lumineszenz im Merkmals- Druckbereich aus der (ungestörten) Lumineszenz des Papiermerkmals und der Lumineszenz des Druckmerkmals zusammensetzt. Die Intensität des Druckmerkmals kann dabei aufgrund des Druckdesigns (Farbverteilung und -Dicke) variieren.

Für den Untergrundabzug wird, wie vorstehend beschrieben, der mittlere gemessene Papier-Vektor berechnet, welcher dem Cluster von Messpunkten des ungestörten Papiermerkmals entspricht. Der mittlere gemessene Papier vektor wird dann von allen Spektralvektoren aus dem Merkmals-Druckbe reich abgezogen, was in Figur 7 durch die Pfeile verdeutlicht wird.

Die untergrundkorrigierten Messwerte liegen anschließend auf einer Ur sprungsgerade, wie Figur 8 zeigt. Diese Ursprungsgerade entspricht der spektralen Signatur des Druckmerkmals, in diesem Beispiel ca. (230, 50). Zeitverhalten

Zur Auswertung des Zeitverhaltens des Druckmerkmals wird zunächst, wie vorstehend beschrieben, der reine Papierbereich und der Merkmals-Druck- bereich bestimmt. Für jeden Messpunkt liegt mindestens eine Abklingkurve in Form von zwei oder mehreren zeitversetzten Intensitätsmessungen vor. Optional kann auch für jeden Messpunkt mehr als eine Abklingkurve vorlie gen, z.B. Abklingkurven für mehrere Spektralkanäle. Die Abklingkurven al ler Messpunkte im reinen Papierbereich werden miteinander verrechnet (z.B. durch Mittelwertbildung), um eine mittlere Papier- Abklingkurve zu erhal ten. Dabei wird beispielsweise jeder Spektralkanal getrennt behandelt. Ebenso werden die Abklingkurven aller Messpunkte im Merkmals-Druckbe reich miteinander verrechnet (z.B. durch Mittelwertbildung), um pro Spekt ralkanal eine mittlere kombinierte Abklingkurve zu erhalten.

Figur 9 zeigt ein Intensitäts-Zeit-Diagramm (in beliebigen Einheiten) mit der mittleren Papier- Abklingkurve eines Spektralkanals („Papier", Quadrate) und der mittleren kombinierten Abklingkurve („Papier + Druck", Kreise) desselben Spektralkanals für eine beispielhafte Banknote. Durch Subtraktion der beiden Kurven erhält man die mittlere Abklingkurve des Spektralkanals für das reine Druckmerkmal („Druck", Karos), die weiter ausgewertet und/ oder bei der Prüfung der Banknote herangezogen werden kann.