способ и устройство экспресс-контроля документов и ценных бумаг с элементами защиты от подделки

Формула изобретения

1. Способ экспресс-контроля документов и ценных бумаг с элементами защиты от подделки, характеризуемый тем, что предварительно с учетом опыта контроля документов того же типа, что и исследуемый, создают библиотеку сценариев экспресс-контроля, каждый из которых содержит одну из последовательностей обработки контролируемого документа набором широкополосного и монохроматических источников оптического излучения и преобразования с использованием видеокамеры и набора светофильтров отраженного от контролируемой области документа светового потока в видеоизображение, выбирают наиболее подходящий сценарий, освещают контролируемый документ заданными выбранным сценарием источниками широкополосного и монохроматического излучения с регистрацией видеоизображения посредством указанной видеокамеры и заданного выбранным сценарием набора светофильтров, сравнивают зарегистрированное видеоизображение с записанным в память персонального компьютера видеоизображением, зарегистрированным при предварительном экспресс-контроле такого же заведомо подлинного и неизмененного документа и выносят суждение о подлинности и наличии или отсутствии изменений в контролируемом документе, причем исследуемый документ прижимают к поверхности с обеспечением одинакового расстояния от исследуемого документа до объектива видеокамеры.

2. Устройство экспресс-контроля документов и ценных бумаг с элементами защиты от подделки, характеризуемое тем, что оно содержит блок, изолирующий зону проведения контроля от паразитной засветки и содержащий набор источников широкополосного и монохроматического излучения и набор светофильтров, рабочий стол, предназначенный для размещения контролируемого документа и снабженный средством прижима контролируемого документа с обеспечением одинакового расстояния от исследуемого документа до объектива видеокамеры, видеокамеру, установленную неподвижно относительно поверхности рабочего стола с возможностью регистрации видеоизображения контролируемого документа, при этом выход видеокамеры подключен к персональному компьютеру, программное обеспечение которого содержит сценарии исследования документа, составленные на основе опыта контроля аналогичных документов, а также видеоизображения, зарегистрированные при предварительном экспресс-контроле такого же заведомо подлинного и неизмененного документа.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что видеокамера содержит объектив, выполненный с возможностью изменения фокусного расстояния путем перемещения внутренней группы линз.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к области оптико-электронного приборостроения, и может быть использовано в криминалистике для экспресс-контроля, исследования, идентификации, контроля подлинности ценных бумаг и документов.

В дальнейшем при характеристике разработанного технического решения будет использован термин «сценарий». В рамках разработанного технического решения указанный термин означает последовательность используемых операций и элементов используемого устройства при определении подлинности ценных бумаг и документов.

Объектами настоящего исследования являются письменные документы, исследованию в которых подлежат в первую очередь их реквизиты (записи, оттиски печатей и штампов, машинописные тексты, пометки и пр.); материалы, из которых они выполнены (бумага, краски, клеи и пр.); следы, оставленные орудиями письма и иными приспособлениями (печатями, штампами, полиграфическими машинами и т.п.); остатки травящих веществ, использованных для удаления текста и др. К таким документам относятся следующие:

- личные (удостоверительные - паспорта, водительские документы, дипломы и пр.; характеризующие трудовую деятельность - трудовые книжки, больничные листки, характеристики, личные дела и т.п.);

- справочно-удостоверительные (справки об учебе, наличии детей, зарплате, месте работы и пр.);

- денежные, т.е. отражающие операции по приходу и выплате наличных денег (чековые книжки, приходные и расходные ордера, кассовые книги, платежные ведомости и т.п.);

- отражающие движение материальных ценностей (накладные, учетные журналы, путевые листки и т.д.);

- иные (лотерейные билеты, денежные билеты, железнодорожные и авиационные билеты, рецепты, кассовые чеки и т.п.).

Изготовление ценных бумаг должно быть гарантировано защитой от подделки в соответствии с мировыми стандартами. Уровень защиты ценных бумаг в целом должен соответствовать назначению ценной бумаги и осведомленности их потребителей о необходимости и достаточности элементов защиты ценной бумаги от фальсификации. При этом любой вид защиты ценной бумаги должен быть доступен для распознавания органолептическими методами либо поддаваться расшифровке с использованием специальных приборов.

Способы защиты от подделки документов носят универсальный характер, что ставит на единый методологический фундамент исследование документов независимо от их национальной принадлежности. Современная концепция изготовления документов особой важности предполагает наличие в них нескольких обособленных уровней защиты от подделки. Сведения о них охраняются законодательством. Однако среди комплекса защитных средств можно выделить три большие группы, каждая из которых доступна изучению и сравнительному исследованию. Одна из них определяется свойствами носителя изображений, то есть основы документа, другая - свойствами печатных красок и иных материалов документов, третья - способами полиграфической печати. В свою очередь каждая группа может быть представлена совокупностью свойств образующих ее материалов и полиграфических технологий.

Большинство документов со специальными средствами защиты от подделки выполнены на бумаге. Ее основу составляют волокно целлюлозы, хлопка, льна и их смесь, которые наряду с другими элементами композиционного состава бумаги обеспечивают ей такие эксплуатационные качества, как прочность на разрыв, износостойкость при трении. При этом бумага приобретает признаки, которые, с одной стороны, позволяют отличать ее от сортов бумаги иного назначения, с другой - затрудняют ее несанкционированное изготовление.

В частности, бумага может содержать водяные знаки изображения, расположенные в ее толще и хорошо видимые на просвет. Выполняют их на стадии, когда в сильно разбавленной водой бумажной массе формируют бумажное полотно. Водяные знаки бывают трех видов: светлые, темные и полутоновые.

Также на этапе изготовления спецбумаги в ее внутренние слои вводят узкую синтетическую или металлическую полосу (защитная нить). Обычно на ее поверхности выполняют микротекст. Защитная нить может быть ныряющего типа: в отраженном свете она воспринимается как пунктирная линия, в проходящем - видна полностью.

В процессе отлива бумажного полотна в него могут вводить и включения. К наиболее распространенным относятся конфетти (плашки). Обычно они частично или полностью видны на поверхности бумаги. Конфетти могут быть локализованы в определенном месте документа.

В настоящее время в качестве основы для ряда документов со специальными средствами защиты от подделки используют пластические массы. К таким документам, например, относятся отечественные водительские: удостоверения размера 85×54 мм, кредитные карточки, денежные билеты некоторых стран. Переход на пластиковые носители изображения обусловлен не только возможностью применять нетрадиционные способы защиты документов от подделки, но и необходимостью увеличить срок их службы.

Следующий уровень защиты документов определяется свойствами печатных красок и других материалов документов. При печатании используют краски, которые, как и бумага, с одной стороны, обеспечивают документам высокие эксплуатационные качества, с другой - выполняют функцию защиты от подделки.

Печатные краски, применяемые для изготовления документов, обладают следующими свойствами: светостойкостью, то есть способностью не изменять первоначальный цвет при длительном воздействии яркого освещения; механической прочностью к истиранию и химической устойчивостью к воздействию травящих и смывающих веществ. В целях защиты документов от подделки часть изображений на них воспроизводится красками, люминесцирующими в УФ-лучах. Для придания краскам подобного свойства в них вводятся специальные добавки - люминофоры, которые, не обладая свечением при естественном освещении, люминесцирует под действием УФ-лучей. Люминофоры как один из компонентов могут входить в состав краски, видимой при обычном освещении, а также применяться в бесцветных красках для создания скрытых изображений. Например, в румынских леях как элементы защиты используют цветной светофильтр, при наложении которого на определенную часть сюжетной композиции купюры необычным образом меняется ее цвет.

Фрагментация реквизитов может осуществляться способом непосредственного зрительного восприятия, если их части печатают различными по цвету красящими материалами или с использованием метамерных красок. Различия в их свойствах диагностируют с использованием технических средств. Фрагментирование изображений значительно повышает защищенность документов от подделки. Оно обеспечивается применением специальных способов полиграфической печати.

При печати документов используют краски, в состав которых введен ферромагнитный порошок, создающий на поверхности носителя изображения магнитный узор.

Следующий способ фрагментирования связан с использованием ИК-метамерных красок. Изображения, воспринимаемые при обычном освещении как одноцветные, но характеризующиеся различной оптической плотностью в инфракрасной (ИК) зоне спектра, называются ИК-метамерными. ИК-метамерные краски предназначены для фрагментирования изображений в ИК-области спектра. Выявление на документе реквизитов с различными свойствами в ИК-лучах осуществляется с помощью электронно-оптического преобразователя.

Для защиты документов от подделки служат краски со свойством изменять свой цвет в зависимости от того, под каким углом зрения рассматривается оттиск. Эти краски получили название оптически-переменных. Изменение цветности изображения наблюдается невооруженным глазом и при естественном освещении.

При изготовлении документов со специальными средствами защиты от подделки используют способы металлографской, ирисовой печати. Высокой печатью на документах воспроизводят, как правило, серию и номер. Для этого применяют специально разработанные шрифты. Использование при тиражировании документов одного и того же назначения различных способов печати значительно увеличивает затраты на их изготовление, однако они оправдываются повышением защищенности от подделки. Наряду с вышеуказанными элементами защиты от подделки, полиграфическим способом воспроизводят:

1) рисунки, элементы которых печатают одновременно на двух сторонах основы, образующие единое изображение только в проходящем свете (геометрические фигуры, расположенные в левом верхнем углу EURO, совмещаются с изображением их номинала);

латентные изображения, обнаруживаемые в отраженном свете только под определенным углом зрения (так называемый кипп-эффект), например, на российских банкнотах всех достоинств образца 1997 года в изображенной на лицевой стороне в нижней части купюры ленте, выполненной способом металлографской печати, имеется следующее скрытое изображение «рр», которое является аббревиатурой слов «российский рубль»;

неокрашенные рельефные изображения, видимые при косопадающем освещении;

рисунки в тонких линиях, которые при их сканировании воспроизводятся не в виде четких изображений, а муара - разводов, образованных чередованием темных и светлых полос;

элементы с радужными бликующими изображениями могут быть однопозиционными, то есть имеют один неизменяющийся рисунок, и многопозиционными, или кинеграммами, которые создают несколько видимых разноцветных изображений, меняющихся в зависимости от угла зрения;

голографические изображения - сюжеты, полученные записью и последующим воспроизведением рассеянных предметами световых волн.

Указанные способы защиты являются наиболее распространенными, они могут быть дополнены и другими, повышающими защищенность документов от подделки.

К документам, имеющим особую важность, относятся паспорта и иные удостоверения личности. Для них также характерна многоуровневая система защиты, включающая перечисленные выше элементы, наряду с которыми применяют и некоторые другие специфические для данной группы документов. Обязательным их реквизитом является фотокарточка владельца, скрепленная с бланковым листом оттиском мастичной печати или рельефными неокрашенными оттисками штампа. Рукописный текст таких документов выполняется специальными чернилами, стойкими к воздействию травящих и смывающих веществ.

В настоящее время некоторые категории документов (например, водительские удостоверения, технические паспорта на автотранспорт, часть страницы паспорта гражданина Российской Федерации, с наклеенной фотокарточкой и др.) подвергаются ламинированию, то есть покрываются прочной прозрачной пленкой, на одну сторону которой, прилегающей к документу, наносится клеящий прозрачный состав. Ламинирующее покрытие не только сохраняет внешний вид документа и ряд его защитных свойств (выше было указано, что, например, у изношенных документов понижена или совсем отсутствует люминесценция красящих материалов), но и предохраняет документ от частичной подделки. В случае отделения защитного покрытия от документа неизбежно происходит повреждение верхнего слоя бумаги, документ при этом теряет первоначальный внешний вид.

Поскольку общие способы и системы защиты документов и ценных бумаг известны, возникает возможность для ускорения процесса контроля подлинности документов и ценных бумаг создать набор сценариев для контроля документов и ценных бумаг, сходных по системе защиты от подделок. Однако до настоящего времени подобные сценарии были не известны.

Известен (RU, патент 2158961) видеоспектральный компаратор для контроля ценных бумаг и документов, содержащий светозащитный корпус, расположенные в нем просветный экран с осветителем, цветную телевизионную камеру, включающую моторизированный вариообъектив с регулируемой апертурной диафрагмой, плоскость предметов которого совмещена с поверхностью указанного просветного экрана, и фотоприемное устройство, комплекты сменных светофильтров, установленных перед указанной телевизионной камерой, источник интенсивного видимого излучения с комплектом светофильтров, источники ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучений, указанная телекамера через блок управления подключена к блоку хранения и отображения информации. Также в состав видеоспектрального компаратора введена оптическая система, включающая первый и второй объективы, причем фокальная плоскость первого объектива совмещена с плоскостью изображения указанного вариообъектива, фокальная плоскость второго объектива совмещена со светочувствительной площадкой фотоприемного устройства, а комплекты сменных светофильтров установлены с возможностью фиксации любого из них на оптической оси между первым и вторым объективом.

Недостатком известного устройства следует признать длительность исследования документа, что не позволяет использовать его в качестве средства эксперсс-контроля исследуемого документа или ценной бумаги.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2229744) способ и устройство компьютеризированной оптической обработки документов. При реализации способа исследуемый документ освещают источником света, преобразуют отраженный световой поток в видеосигнал, воспроизводят его на мониторе и анализируют выявленный дефект. В процессе обработки исследуемого документа после анализа полученного изображения на мониторе выявляют и локализуют область дефекта, укрупняют изображение дефекта с использованием объектива с переменным фокусным расстоянием, анализируют полученный отраженный видеосигнал в соответствии с программой, заложенной в видеопроцессор, путем сравнения с заложенным неискаженным изображением документа, классифицируют выделенный дефект и в соответствии с этой классификацией и заложенной в ПЭВМ программой перечня дефектов и соответствующих им осветителей и фильтров, формируют конфигурацию осветителей и фильтров путем управления источниками света с различными спектральными характеристиками и выбора набора светофильтров, оптимальных для выявленного дефекта, обрабатывают анализируемый документ синтезированным световым потоком, сформированным посредством указанной конфигурации осветителей и фильтров одновременно или последовательно, полученное оптическое изображение преобразуют в видеосигнал и повторно визуализируют на мониторе для уточняющего анализа, архивируют полученное изображение.

Используемое при реализации способа устройство содержит комплексный осветитель и средство преобразования оптического излучения в видеоизображения, причем комплексный осветитель представляет собой блок осветителей, содержащий галогенный осветитель со сменными выходными оптическими фильтрами, ультрафиолетовый осветитель диапазона А, ультрафиолетовый осветитель диапазона С, верхний инфракрасный (ИК) осветитель, комплект выносных осветителей видимого и ИК-диапазонов, нижний осветитель видимого диапазона, нижний осветитель ИК-диапазона, выходы всех осветителей оптически связаны с полем наблюдения, средство преобразования оптического излучения в видеоизображение выполнено в виде телекамеры, оптически соединенной с объективом с переменным фокусным расстоянием. Кроме того, в устройство также введены подвижная каретка с набором входных оптических фильтров, управляющий вход которой соединен с двигателем перемещения оптических фильтров, управляющий вход которого соединен с первым выходом ПЭВМ, второй выход которой подключен к управляющему входу блока осветителей, видеопроцессор, вход которого соединен с выходом телекамеры, а первый выход подключен к входу монитора, второй выход подключен к входу блока программного обеспечения обработки и архивирования изображений и входу платы ввода видеоизображения в ПЭВМ, выход которой соединен с первым входом ПЭВМ, блок программного обеспечения обработки и архивирования изображений соединен двусторонней связью с ПЭВМ, управляющие входы всех блоков устройства соединены с соответствующими выходами панели управления, телекамеру, предметный стол с просмотровым окном помещены в темновую камеру.

Недостатком известного устройства следует признать длительность исследования документа, что не позволяет использовать его в качестве средства экспресс-контроля исследуемого документа или ценной бумаги.

В ходе проведения патентно-информационного поиска не были выявлены технические решения, обеспечивающие проведение экспресс-контроля защищенных от подделки документов и внесения изменений в документы, сходные по способам защиты.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного изобретения, состоит в оптимизации процесса контроля подлинности ценных бумаг и документов.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в ускорении контроля документов и ценных бумаг, выполненных с элементами защиты от подделки.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанные способ и устройство экспресс-контроля документов и ценных бумаг, выполненных с элементами защиты от подделки.

Согласно разработанному способу предварительно с учетом опыта контроля документов того же типа, что и исследуемый, создают библиотеку сценариев экспресс-контроля, каждый из которых содержит одну из последовательностей обработки контролируемого документа набором широкополосного и монохроматических источников оптического излучения и преобразования с использованием видеокамеры и набора светофильтров отраженного от контролируемой области документа светового потока в видеоизображение, выбирают наиболее подходящий сценарий, освещают контролируемый документ заданными выбранным сценарием источниками широкополосного и монохроматического излучения с регистрацией видеоизображения посредством указанной видеокамеры и заданного выбранным сценарием набора светофильтров, сравнивают зарегистрированное видеоизображение с записанным в память персонального компьютера видеоизображением, зарегистрированным при предварительном экспресс-контроле такого же заведомо подлинного и неизмененного документа и выносят суждение о подлинности и наличии или отсутствии изменений в контролируемом документе, причем исследуемый документ прижимают к поверхности с обеспечением одинакового расстояния от исследуемого документа до объектива видеокамеры.

Выбор сценария реализации экспресс-контроля осуществляют исходя из решаемой задачи (определения подлинности бланка, определения наличия внесенных в документ изменений, наличие средств защиты), а также по результатам визуального контроля тестируемого образца.

Разработанное устройство экспресс-контроля защищенных от подделки документов и внесения изменений в документы, сходные по способам защиты, содержит блок, изолирующий зону проведения контроля от паразитной засветки и содержащий набор источников широкополосного и монохроматического излучения и набор светофильтров, рабочий стол, предназначенный для размещения контролируемого документа и снабженный средством прижима контролируемого документа с обеспечением одинакового расстояния от исследуемого документа до объектива видеокамеры, видеокамеру, установленную неподвижно относительно поверхности рабочего стола с возможностью регистрации видеоизображения контролируемого документа, при этом выход видеокамеры подключен к персональному компьютеру, программное обеспечение которого содержит сценарии исследования документа, составленные на основе опыта контроля аналогичных документов, а также видеоизображения, зарегистрированные при экспресс-контроле такого же заведомо подлинного и неизмененного документа.

В предпочтительном варианте реализации устройства видеокамера содержит объектив, выполненный с возможностью изменения фокусного расстояния путем перемещения внутренней группы линз, что позволяет при использовании некоторых сценариев (когда надо разместить объект исследования в фокусе или не в фокусе) достичь указанный технический результата - ускорение контроля документов и ценных бумаг на подлинность.

В некоторых вариантах реализации устройства рабочий стол выполнен полупрозрачным. В этом варианте часть источников излучения может быть расположена под плоскостью рабочего стола, а остальные источники - над плоскостью рабочего стола.

На фиг.1 и фиг.2 приведена схематично изображенная конструкция разработанного устройства, при этом использованы следующие обозначения: блок 1, зона 2 проведения контроля, набор 3 источников широкополосного и монохроматического излучения, набор 4 светофильтров, рабочий стол 5, средство 6 прижима контролируемого документа, видеокамера 7, персональный компьютер 8.

В ходе реализации разработанного технического решения предварительно получают видеоизображение такого же заведомо подлинного и неизмененного документа и вводят его в память персонального компьютера. Также предварительно в память персонального компьютера вводят полученные из предыдущего опыта работы сценарии контроля защищенных от подделки документов и внесения изменений в документы, сходные по способам защиты.

При осуществлении экспресс-контроля защищенных от подделки документов и внесения изменений в документы, сходные по способам защиты, анализируют с получением возможности выбора наиболее подходящего сценария. Данный выбор осуществляет программное обеспечение персонального компьютера на основе анализа полученных данных предварительного контроля документа. Однако возможен вариант, когда сценарий выбирает оператор, исходя из опыта работы. Затем автоматически под управлением персонального компьютера происходит реализация выбранного наиболее соответствующего сценария с получением заключения о подлинности документа и о наличии/отсутствии внесенных изменений.

В случае не достижения результата контроля на основе измеренных данных выбирают новый сценарий контроля и продолжают исследование документа.

Ниже приведены примеры реализации разработанного технического изобретения.

На фиг.3 показан пример исследования поддельной банкноты достоинством 5000 рублей. Поскольку варианты подделывания подобных банкнот известны, с учетом предыдущей работы по определению подлинности банкнот были разработаны сценарии для контроля подлинности банкнот подобного достоинства. Согласно выбранному сценарию исследуемую банкноту размещали на рабочем столе видеоспектрометра лицевой стороной к видеокамере. Включили источник ультрафиолетового света (365 нм), а перед объективом видеокамеры, в соответствии с выбранным сценарием, разместили барьерный светофильтр (470 нм). Полученное видеоизображение записали в файл компьютера и затем сравнили с эталонным изображением подлинной банкноты (фиг.3), полученным с тем же осветителем и фильтром.

В продолжение исследования, в соответствии с выбранным сценарием, выключили УФ-источник света и включили ИК-источник с длиной волны излучения 805 нм, перед объективом видеокамеры разместили барьерный фильтр с длиной волны 700 нм. Полученное видеоизображение (фиг.4) записали в файл компьютера и затем сравнили с эталонным изображением подлинной банкноты (фиг.4), полученным с тем же осветителем и фильтром. Различия между подлинной банкнотой и поддельной банкнотой очевидны. Весь процесс контроля занял 11 минут.

При проведении контроля подлинности банкноты согласно стандартной методике (Павлов И.В., Потапов А.И. Методы и средства контроля подлинности документов, ценных бумаг и денежных знаков: Методический комплекс. - СПб.: СЗТУ, 2005) контроль банкноты был осуществлен за 37 минут.

На фиг.5 показан пример исследования фрагмента поддельной федеральной специальной марки. Поскольку варианты подделывания подобных марок известны, с учетом предыдущей работы по определению подлинности марок были разработаны сценарии для контроля их подлинности. Согласно выбранному сценарию исследуемую контролируемую марку размещали на рабочем столе устройства экспресс-контроля лицевой стороной к видеокамере. Включали источник ультрафиолетового света (365 нм), а перед объективом видеокамеры, в соответствии с выбранным сценарием, разместили отрезной светофильтр (440 нм). При 54-кратном увеличении выбрали участок марки со светящимся волокном. Полученное видеоизображение записали в файл компьютера и затем сравнили с эталонным изображением свечения волокна подлинной марки (фиг.5). Различия очевидны: поддельная марка имеет желтое свечение по всей длине волокон, а у подлинной - люминесценция зелено-желтого цвета и люминесцируют участки волокна. Процесс контроля подлинности марки составил 4 минуты, в то время как процесс контроля подлинности марки согласно стандартной методике (Павлов И.В., Потапов А.И. Методы и средства контроля подлинности документов, ценных бумаг и денежных знаков: Методический комплекс. - СПб.: СЗТУ, 2005) контроль марки был осуществлен за 22 минуты.

В ходе реализации способа возможно составление новых сценариев проверки, а также уточнение уже зарегистрированных сценариев. Все изменения сценариев записываются по команде оператора в программное обеспечение устройства.

Использование разработанного технического решения обеспечивает возможность экспресс-контроля защищенных от подделки документов и внесения изменений в документы, сходные по способам защиты.