CN101501734A - 用于凸起材料检测的方法与装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种检测文档表面上凸起材料区域的方法。用至少一个成角度的辐射束照射文档的表面，使得文档表面上的任何凸起材料反射该辐射。利用至少一个辐射检测器对包含凸起材料的表面成像。然后，处理该图像，以检测文档表面上凸起材料的存在。照射步骤使得从凸起材料的至少一个边缘生成反射和/或阴影。处理步骤利用来自所述至少一个边缘的所述反射和/或阴影检测凸起材料的位置。

Description

用于凸起材料检测的方法与装置

技术领域

本发明涉及检测文档表面上凸起材料区域的方法。还公开了用于执行该方法的合适装置。

背景技术

在许多不同的应用中，都提供了包含凸起材料区域的文档。一般来说，这或者是故意添加到文档表面的材料，或者是作为第三方某种行为的结果。常常期望能够检测这种材料，这种材料是故意地还是偶然地是加到文档上的还是形成文档的一部分。这种过程很重要的一种特定应用是在文档安全领域。

一种这种类型的凸起材料是应用到例如钞票的文档的胶带。期望能够自动检测这种胶带的存在，因为这可能指示对文档的损害，因而文档(例如钞票)可以从流通中除去。胶带还可以出现在例如“复合票据”的假钞中。一种这样的检测胶带的方法在US4525630中提供，其中光电探测器测量从文档区域镜面反射和漫反射的光的水平，由于与钞票本身相比有不同的反射属性，因此这种比较使得胶带能够被检测到。

但是，需要改进对这种凸起材料的检测，不仅是关于可以检测的材料类型，还由于对文档安全后部(breech)感兴趣的伪造者和其他人越来越老练了。因此，期望提高检测文档上凸起材料的能力。

发明内容

根据本发明的第一方面，我们提供了检测文档表面上凸起材料区域的方法，该方法包括以下步骤：用至少一个成角度的辐射束照射文档表面，使得文档表面上的任何凸起材料反射该辐射，利用至少一个辐射检测器成像包含凸起材料的表面，并处理图像以便检测文档表面上凸起材料的存在，其中照射步骤使得从凸起材料的至少一个边缘生成反射和/或阴影，而且其中处理步骤利用来自至少一个边缘的所述反射和/或阴影检测材料的位置。

我们已经明白，凸起材料的存在可以通过使用成角度地入射到文档表面上的辐射并与检测以这种方式被照射的文档图像和后续的图像数据处理一起以非常有效而准确的方式成功地检测到。

基本上，处理图像来检测凸起材料的存在，即出现。一般来说，不仅可以检测到材料的存在，还可以通过合适的处理检测到位置。

尽管一般来说本发明发现了对相对薄的柔性文档(例如片材)的特定使用，但可以用于本发明的文档类型包括基本上非柔性的文档，例如盒子或其它容器。文档表面优选地基本是平面的，至少在照射和成像步骤中是这样(在易弯曲文档的情况下)，因为这提供了一次成像相对大的文档区域。在许多情况下，照射造成来自材料至少一个边缘的反射，因此在这种情况下的处理步骤优选地适于利用所识别的来自至少一个边缘的反射检测材料的位置。照射还可以，或者相反地，造成来自至少一个边缘的阴影生成，在这种情况下，处理步骤可以通过识别阴影的位置来检测材料的位置。以上这两种方法的组合是优选的。因此，凸起材料可以包括在文档制造以后添加到文档的材料。该凸起材料可以包括由除文档制造者或建造者之外的第三方粘到文档表面的材料。

总的来说，当定义文档表面的平面的法线与照射源之间使用大角度(因此，接近90°)时，本发明是最有效的，因为这实现了凸起材料与周围文档表面之间的良好对比。优选地，这种角度是70°或更大，或者更优选地是80°或更大。

该方法还优选地利用至少在与文档表面的法线基本平行的方向具有准直度的辐射源执行。在与文档表面的平面基本平行的平面上的准直也可以提供改进的凸起材料检测。

尽管可以使用单个局部的辐射源，由此有效地充当局部源或者甚至是点源，但优选地提供在一个或多个方向延伸的多个辐射束。这些可以由多个作为单独辐射源的辐射发射器提供或者这些辐射发射器可以一起充当一般公共的在一个或多个方向延伸的延伸源。因此，辐射束可以从基本上沿文档表面一个或多个侧面的线放置的辐射源提供。

可选地，辐射束可以从以分布方式围绕文档表面放置的辐射源提供。但是，在所有情况下，辐射源位于基本上与文档表面平行的平面中是优选的(且几乎与其共面，从而提供大角度)。这确保文档表面上任何一个凸起材料边界都可以用于识别凸起材料的位置。

为了接收辐射，可以使用多种不同类型的装置，这些装置具有通过机械扫描或优选地通过构造成像设备来获得图像的能力，其中成像设备的视场使得可以接收来自凸起材料和文档的不同部分的辐射。尽管每个检测器一般都放置成从关于所检查文档表面的特定部分的平面的法线定义一个小角度的路径接收辐射，但依赖于特定的布置，可以使用一个或多个检测器(成像设备)。一般来说，这种小角度是关于平面法线的10°或更小。这种角度有效地提供文档的平面图。还应当指出，检测器可以可选地，或者附加地，放置成接收(镜面或者漫射)反射的辐射或透射的辐射，或者在提供多个检测器的情况下是它们的组合。对于透射型检测器，检测器放置到文档上与凸起材料相对的一侧，使得检测器辐射在接收之前透过文档。

在一种布置中，可以提供两个辐射检测器，其中一个定位成检测从文档表面镜面反射的光，另一个检测从文档表面漫反射的光，这些检测器一起产生可以在特定图像处理方法中用于执行本发明的相应图像。此外，在有些情况下，进一步随后地或者同时地在“明场”方式下对文档成像是优选的。在这种情况下，提供辐射源来沿着定义所检查的文档平面的法线或者与之成小角度地提供照射射束。然后，所获得的明场图像在随后的处理中使用。

适用于本发明的多种处理方法包括以下基本步骤：

a)利用边缘过滤器对图像进行过滤；

b)识别过滤后图像中的直线候选；

c)比较所识别的候选与要检测的凸起材料的模型；及

d)基于该比较确定材料的位置。

因此，这种边缘过滤用于比较图像与代表期望在感兴趣的凸起材料中遇到的物理特征的模型。该模型可以包括预定义的模板或“母型”，该模板或“母型”包含代表干净或真实文档(例如钞票)的数据、包括代表所期望特征的数据，其中所期望的特征例如有线、安全设备或可能以别的方式被错误识别为不期望凸起材料的其它标记。

在使用镜面反射和漫反射图像的情况下，处理图像的步骤可以包括：

a)通过比较镜面反射和漫反射图像识别候选区域；

b)利用边缘过滤器对镜面反射和/或漫反射图像进行过滤；

c)识别过滤后图像中的直线候选；

d)比较所识别的候选与要检测的凸起材料的模型；及

e)基于该比较确定材料的位置。

步骤(c)可以包括排除在预定义模板中出现的候选。

在使用用于镜面反射和漫反射的检测器的情况下，当与周围材料比较时，凸起材料的整个区域有可能关于其镜面反射和漫反射响应有不同的表现。因此，这种图像之间的比较可以显示所讨论材料的位置，包括边界。

在任何一种情况下，假定合适的照射条件，凸起材料都可以在面向照射方向的一边提供亮反射，在背朝照射方向的一边提供阴影。在这种情况下，所识别的候选可以分成代表关于背景强度增加的正候选和代表关于背景强度减小的负候选。因此，模型适于寻找指示例如存在带条的这种边缘对。这种方法还优选地包括识别文档本身的一个或多个边缘并从候选中除去这些边缘的步骤。

一般来说，该方法还包括分析候选，以获得尺寸信息，并在比较步骤中使用该尺寸信息。因此，模型可以包括呈隔开的平行线对的候选的排列。依赖于模型，可以识别直线、不规则(波浪)线或曲线候选中的一个或多个。模型还可以包括在预定义间隔范围中隔开和/或具有预定义长度范围的这种线的排列。模型还可以包括将线排列成例如矩形的形状。模型还可以进一步包括图像中线的锐度(sharpness)的考虑。

还应当理解，不是所有关于文档的大体表面凸起的材料都实际构成检测中感兴趣类型的凸起材料，这种凸起例如有可能是由于材料缺陷造成的，包括表面自身的制造缺陷、皱褶和其它损害。为了区分这种缺陷与期望的目标凸起材料，该模型优选地适于执行足够的测试与分析。

凸起材料可以采取多种形式，包括带、安全设备(例如全息图)、凸起打印(例如凹板印刷)及其它表面装饰。但是，一般来说，材料是在平面文档表面上突出并提供升高材料大体平台区域的类型，该区域关于文档表面凸起，且平台由圆周边缘(直的和/或弯曲的)定义。

优选地，文档是诸如安全文档的有价值的文档，这种文档包括钞票、支票、证书和识别文档(包括护照)。

尽管一般来说优选地使用紫外、可见或红外辐射或者其任意组合，但本发明也不限于所使用辐射的类型。

根据本发明的第二方面，我们提供了用于检测文档表面上凸起材料区域的装置，该装置包括：至少一个辐射源，用于以相应的成角度辐射束照射文档的放置到检查位置的表面，使得文档表面上任何凸起材料都反射辐射，使得从凸起材料的至少一个边缘生成反射和/或阴影；至少一个辐射检测器，用于获得被照射文档表面的图像；以及处理器，该处理器适于处理从辐射检测器接收到的图像，从而通过利用来自所述至少一个边缘的所述反射和/或阴影识别材料位置来识别文档表面上凸起材料的存在。

因此，这种装置适于执行本发明第一方面的方法。辐射源可以采取多种形式，这包括灯、激光、发光二极管等。至少在平行于文档表面的平面的方向，可以通过孔或作为所使用特定设备(例如，具有固有准直)的结果提供优选的准直。尽管激光可以用于执行本发明，但关于其它源，尤其是对于激光束的使用，有可能必要造成源、文档和检测器之间的相对移动，从而利用辐射束扫描文档表面并确保在凸起材料存在的情况下可以被检测到。

尽管相对移动仍然可以附加地提供，但可以使用扩展的或多个源，从而避免对相对移动的需要。在例如两个源的情况下，尽管这些源中的每一个实际上都可以例如位于包含凸起材料的表面的上方，但一个可以位于文档上关于检查平面的另一侧。也可以提供多个辐射源，从而定义沿文档表面一个或多个侧面的线，虽然这些也可以有效地对每条线构成单个公共源。为了提供沿由文档表面定义的平面的准直，在(来自一个或多个发射器的)扩展源的情况下，提供沿线长度分布的多个孔是优选的，从而限制从每个源或源的每个部分入射到文档表面上(在平行于文档表面的平面中)的射束的宽度。

在其它情况下，可能期望提供辐射源的环形排列，这些辐射源可以关于定义文档表面上检查位置的法线分布。尽管不是必须，但这种源可以从法线等距离地提供，从而排列成环或圆。优选地，提供作为多个源或公共扩展环形源的整圆源，使得辐射束从围绕该整圆的所有角度入射到文档上。一般来说，在每种情况下，多个孔可以沿这种扩展源的长度分布，从而限制文档平面中的射束角度。

但是，对于所有辐射源，这些辐射源在与文档表面基本平行的平面中(尽管不共面)放置是优选的。辐射源可以附加或可选地放置成分别生成镜面反射的辐射和漫反射的辐射。如前面所描述的，优选地辐射设置成使得产生对于平面法线的至少70°或更大、优选地是80°或更大的射束角度。这提供了“暗场”照射。如果需要附加的“明场”照射，则辐射源可以定位成沿着定义所检查文档表面的法线或者与之成一个小角度(10°或更小)地提供辐射束。

至少一个辐射检测器也优选地放置成从定义关于平面法线的小角度(优选地是10°或更小)的路径接收辐射。可以提供多个辐射检测器，例如用于接收镜面和漫射地检测到的辐射。一个或多个辐射检测器也可以放置成接收透射通过文档的辐射。这些可以代替反射性辐射检测器或者附加地使用。同时，各种辐射源可以用于生成紫外、可见或红外光，当位于检查位置时，辐射检测器用于获得文档表面的图像，因此这种辐射检测器每个都优选地包括照相机、CCD阵列、线扫描设备或其它成像设备。

在片材处理装置的情况下，检查位置一般包括文档输送路径的一部分，多个文档由此路径顺序地被带到用于凸起材料检测的检查位置。文档的后续处理一般依赖于检测过程的结果。

该装置用在钞票处理装置中是特别优选的，其中钞票处理装置包括至少一个输入容器、至少一个输出容器和布置成从至少一个输入容器沿输送路径将钞票输送到至少一个输出容器的输送系统。根据本发明第二方面的装置可以放置成沿用于检测钞票表面上凸起材料存在的输送路径。

附图说明

现在参考附图描述根据本发明的方法与装置的一些例子，其中：

图1示出了用于带检测的第一个例子；

图2示出了用于从两侧照射的带检测的第二个例子；

图3a示出了平滑光亮的表面如何反射辐射；

图3b示出了粗糙的表面如何造成漫反射；

图4是从点源照射上方的视图；

图5示出了拉长准直的扩展源；

图6示出了环形源布置；

图7示出了利用光导的例子；

图8示出了用于边缘检测的处理；

图9示出了皱褶和带检测之间的区别；

图10示出了用于皱褶和带的边缘处理；

图11是具有说明凸起材料可见性的侧照射的图像；

图12是显示除无光带之外大皱褶的图像；

图13示出了具有小皱褶和无光带的另一图像；及

图14是透射图像。

具体实施方式

我们现在讨论用于文档(例如，钞票和凭单)上凸起材料(例如，带、箔及甚至是凹板印刷)的光学检测的方法与装置。所提出的方法的关键要素是“暗场照射”和后续的图像分析。

暗场照射涉及在关于文档表面法线相当大的角度(一般是70°或更大)的侧照射。通过包括以下的效果，这使得凸起材料文档的三维结构可见：

1.侧照射：利用单侧照射，凸起材料面向照射的边缘显得亮，而背朝照射的边缘显得有阴影(暗)；

2.分布式侧照射：利用分布式照射，凸起材料的所有边缘都将在图像中显得亮；

3.表面粗糙度的测量：凸起材料和未覆盖文档的不同表面特征(粗糙度)可以产生所反射光的不同角度分布，由此在所观察到的图像中产生强度变化或空间强度统计(纹理)的变化。

以上方法可以组合使用这三种效果的一个或多个。

基于模型的分析分别涉及图像强度和边缘的考虑，及其边缘过滤版本，以便区分诸如带的感兴趣的目标材料与诸如皱褶的其它结构。

尽管透射在有些应用中可能是有利的，但在大多数情况下，期望该方法产生关于反射成像的最佳结果。在这种情况下，照射与照相机或传感器不在文档的同一侧。

现在更具体地描述一些例子。

例子1：通过单侧源的边缘标记(亮的和暗的边缘对)

图1示出了关于所涉及光学器件物理操作原理的第一个例子。在尝试检测附加到文档表面的胶带时，文档(在这个例子中是钞票)是由CCD照相机从顶部观察的。可选地，照相机可以由线扫描设备(照相机或接触式图像传感器)代替，且钞票与读取线垂直地输送，使得线读取器能够逐线地观察文档不同的后续条。

与通过理想地关于表面法线近似0°照射文档而目标在于最小化阴影效果的传统成像相反，在本发明中所提供的用于胶带检测的照射设置成使得照射与文档法线之间的角度基本上接近90°，以便最大化由衬底文档的三维结构导致的阴影效果。

在这种配置中，胶带呈现矩形结构，使得在图像中面向照射的边缘显得亮，而背朝照射的边缘显得暗(有阴影)。甚至对于几乎不可见(无光泽)的胶带，这种类型的照射也能清晰地显示胶带结构。

例子2：来自两个或多个侧面的分布式照射(亮边缘)

在图2的例子中示出了图1的可选布置，其中以相同的角度在分析区域的两侧都有定向照射。因此，物体任何一侧的边缘都将显得亮。这是有利的，因为明亮的边缘通常更容易被检测。但是，失去了面向照射和背朝照射的边缘之间的区别。

围绕分析区域以相同角度添加更多定向光源，照射将最终变成一个环。

例子3：光亮反射使胶带显得更暗

不管以上所述照射的选择(单侧或分布式)，一个更重要的效果是在这种暗场照射中观察到的。

依赖于其表面结构，任何材料都拥有针对发射角的特定的光反射分布(见图3a和3b)。通常，平滑的表面将以入射光对平面法线的相同角度集中反射(“光亮”发射)，而粗糙或复杂结构表面可以在几乎任何方向反射光(漫反射)。

因此，当在大不同于入射光的角度观察对象时，如果物体的表面是粗糙的，则物体显得更亮，而如果物体拥有平滑的表面，则显得更暗。在理想的光亮反射的情况下，物体甚至看起来完全是黑的。通过利用暗场照射所测量的强度与利用平行于表面法线的照射(明场)所测量的强度之比，这种效果可以用作对表面粗糙度的测量。

由于纸张文档通常拥有非常精细结构(粗糙)的表面，因此附加到其上的物体(尤其是胶带)将在大多数情况下改变相应区域的表面平滑度，从而导致一个比未覆盖的表面显得更暗的矩形补丁。

利用强度之比，表面颜色的效果可以消除。所得的比率图像可以称为“表面粗糙度图像”。

如果文档身份是已知的(例如，特定的钞票)，则在运行时实际上不需要测量明场图像，而是可以存储在模型中，用于和所测量的暗场图像结合。

通过进一步的解释，现在描述辐射源的各种布置。

布置1：具有单侧源的边缘图像(亮的和暗的边缘对)

图4示出了对于第一个例子利用单点源的照射布置的一个选项。图4可以看作是从定位成基本上沿文档平面法线的照相机看到的视图。如图所示位于文档表面上的胶带可以利用这种布置被识别。

布置2：具有拉长源的边缘图像(亮的和暗的边缘对)

可选地，定向源的阵列可以用作在垂直于表面法线的方向拉长的源。这也可以用于实现第一个例子。该布置在图5中示出。为了限制每个源在文档平面中横向产生辐射束角度分布的程度，提供了多个孔。

对于“水平”和“垂直”胶带的检测，关于矩形文档的朝向成45°角地布置照射是最佳的。但是，对角胶带将具有平行于照射方向的边缘，对于这种边缘，将既不显示阴影也不显示亮反射(如图5所示)。

在这里所述每个例子的情况下，辐射源是在平行于平面法线的方向准直的——即，辐射波可以看作在平行于文档平面法线的方向中具有公共分量。

布置3：分布式照射(只有亮边缘)

如果目的是将凸起材料的所有边缘都标记为亮的，则一种可能的布置是图6环形布置中所示出的，以确保所有边缘都同等地照射了。照射可以是垂直于表面法线的漫射，但必须再次沿表面法线的方向(对于图2)定向或准直(对于点源)。

布置4：产生亮边缘的分布式照射布置

对于线照相机和线读取接触式图像传感器，在扫描线的每一侧使用两个薄的照射条(光导或LED阵列)可能是优选的。这在图7中说明。对于维持暗场照射特征，表面法线方向中的点源“准直”特征同样是重要的。

现在我们转向如何检测图像。

检测与处理

图8示意性地描述了在过滤后的从图4的原始照相机读取产生的并在这里称为边缘着色的边缘图像(见下文)。这适合于关于例子1的布置。

此外，下部示出了等效于所处理图像中单行的一维投影。

根据这个例子用于胶带检测的方法主要包括以下步骤：

1.利用边缘过滤器对图像进行过滤。

2.进行Hough变换或任何其它方法，来检测图像中的直线候选。

3.边缘着色：将边缘分类为正(亮度的强局部增加)和负(亮度的强局部减小)候选。这可以通过考虑图像的二阶导数来实现。

4.选择图像中的候选边缘列表。这个决定将考虑没有胶带的文档的边缘结构(如果事先知道的话)。

5.根据胶带模型对图像中边缘结构进行分析。

用于检测的胶带模型指以下一个或多个特征：

1)在大多数情况下，胶带显示接近矩形结构，至少左右侧是几乎完全平行的(相对于胶带的开始和末端)。

2)胶带结构的平行边缘对必须包括正(亮的)边缘和对应的负边缘(带阴影的)。

3)胶带的边缘必须在最小和最大宽度之间的范围内。

4)胶带是具有特定最小长度的近似矩形的物体。

5)胶带的每个边缘一般都是非常锐利的(对应于特定最大宽度的过滤图像中的峰值)。

文档上的胶带和文档衬底的皱褶都会在图像中产生边缘(图9)，具有类似强度的阴影效果。

但是，以下特征使得皱褶可以在所处理的图像中排除出去，不作为候选：

i)皱褶有小得多的宽度，因此正负边缘将非常靠近；

ii)在所过滤的边缘图像中，皱褶一般是宽度变化的等效线；及

iii)皱褶一般具有不如胶带边缘规则的结构，即不完全是直的。

图10示意性地描述了与图8类似意义的概念。

除了在分析阶段不可能利用边缘着色来布置边缘对之外，例子2情况下的检测以类似于以上例子1的方式工作。所有其它模型特征仍然适用。

利用表面粗糙度图像的检测可以根据例子3使用。在具有这种表面特征的凸起物体的情况下，暗场照射下平滑(光亮)表面的变暗效果将在表面粗糙度图像中画出暗的补丁，例如胶带将显示为近似矩形的黑条。

由于胶带有可能是透明的，因此其下面印刷的文档模式将仍然可见。为此，使用红外照射是优选的。图11显示如何利用表面粗糙度图像利用暗场照射使“光亮”胶带可见。

更象对应基于边缘的技术，对应的检测算法将首先识别凸起对象的候选区域，然后比较这些区域与模型(例如，包括对平行边缘、宽度和长度范围的要求等)。

类似地，将采取措施来避免由于皱褶、印刷缺陷、污点等导致的错误决定结果。

以上图11技术的效果依赖于胶带的表面粗糙度。在具有粗糙表面的磁带的情况下，磁带的位置更难检测，因为这种磁带在暗场图像中不产生显著的强度减小而且有可能在存在其它表面效果时和印刷时丢失。但是，磁带一般可以通过所观察图像的局部强度统计(纹理)的改变来检测。在统计不改变的情况下，磁带将可以利用上述基于边缘的技术检测。图12示出了在暗场照射中具有大皱褶的“最坏情况”的例子。可以理解，在这种情况下磁带的消光意味这边缘检测可能是需要的。利用具有消光的磁带和更少皱褶的进一步例子在图13中示出。

图14证明可以使用“透射式”布置，该图尤其示出了边缘效果(图像的顶部中心)。

Claims (55)

1、一种检测文档表面上凸起材料区域的方法，包括：

利用至少一个成角度的辐射束照射文档表面，使得文档表面上任何凸起材料反射该辐射；

利用至少一个辐射检测器成像包含该凸起材料的表面；及

处理该图像，以便检测文档表面上凸起材料的存在；

其中照射使得从凸起材料的至少一个边缘产生反射和/或阴影，而且其中处理步骤利用来自至少一个边缘的所述反射和/或阴影检测凸起材料的位置。

2、如权利要求1所述的方法，其中文档表面至少在照射和成像步骤中基本是平面的。

3、如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中凸起材料包括在制造文档以后添加到文档的材料。

4、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中凸起材料包括由除文档制作者之外的一方粘附到文档表面的材料。

5、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中表面是由平面法线定义的，而且其中每个辐射束都定向成关于该平面法线成大角度。

6、如权利要求5所述的方法，其中每个射束关于平面法线的角度是80度或者更大。

7、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中每个辐射束在与文档表面法线基本平行的方向是基本准直的。

8、如权利要求7所述的方法，还包括多个辐射束。

9、如权利要求8所述的方法，其中辐射束是从基本上沿文档表面的一个或多个侧面的线放置的辐射源提供的。

10、如权利要求8所述的方法，其中辐射束是从围绕文档表面分布放置的辐射源提供的。

11、如权利要求9或权利要求10所述的方法，其中辐射源在基本与文档表面平行的平面中放置。

12、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中文档表面是由平面法线定义的，而且其中每个辐射检测器放置成沿关于该平面法线定义小角度的路径接收辐射。

13、如权利要求12所述的方法，其中该小角度是10度或者更小。

14、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中至少一个辐射检测器在文档上与材料相对的一侧，使得所检测的辐射在接收之前透射通过文档。

15、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中提供辐射检测器并定位成检测从文档表面镜面反射的光，而且其中处理图像的步骤包括搜索图像中具有平行线的框。

16、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中提供了两个辐射检测器，其中一个定位成检测从文档表面镜面反射的光，而另一个定位成检测从文档表面漫反射的光。

17、如权利要求15或权利要求16所述的方法，还包括利用镜面反射获得图像和利用漫反射获得图像。

18、如前面任何一项权利要求所述的方法，还包括同时和/或随后沿文档平面的法线或与之成小角度地利用辐射束照射文档，从而获得文档的明场图像。

19、如权利要求18所述的方法，其中明场图像在处理步骤中使用。

20、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中处理图像的步骤还包括：

利用边缘过滤器对图像进行过滤；

识别所过滤图像中的直线候选；

比较所识别的候选和要检测的凸起材料的模型；及

基于所述比较确定凸起材料的位置。

21、如权利要求20所述的方法，其中模型包括代表干净或真实文档的数据。

22、如权利要求20或权利要求21所述的方法，其中处理图像的步骤还包括：

通过比较镜面反射和漫反射的图像来识别候选区域；

利用边缘过滤器过滤所述镜面反射图像和/或漫反射图像或者其比率或差异；

识别所过滤图像中的直线候选；

比较所识别的候选和要检测的凸起材料的模型；及

基于所述比较确定凸起材料的位置。

23、如权利要求22所述的方法，其中步骤(c)还包括排除预定义模板中出现的候选。

24、如权利要求20至23中任何一项所述的方法，还包括在识别步骤之后，将所识别的候选分成代表关于背景有增大强度的正候选和代表关于背景有减小强度的负候选。

25、如权利要求24所述的方法，还包括识别文档的一个或多个边缘并从候选中除去这些边缘的步骤。

26、如权利要求20至25中任何一项所述的方法，还包括分析直线候选，以便获得尺寸信息，并在比较步骤中使用该尺寸信息。

27、如权利要求26所述的方法，其中模型包括呈隔开的平行线对的直线候选的布置。

28、如权利要求26或权利要求27所述的方法，其中模型包括在预定义间隔范围之内隔开的线的布置。

29、如权利要求26至28中任何一项所述的方法，其中模型包括位于预定义长度范围之内的线的布置。

30、如权利要求26至29中任何一项所述的方法，其中模型包括形成矩形的线的布置。

31、如权利要求20至30中任何一项所述的方法，其中模型包括线的预定义锐度。

32、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中模型还适于区分文档表面缺陷和凸起材料。

33、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中该方法适于检测以带、安全设备、凸起印刷中一种或多种形式附加到文档的凸起材料。

34、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中凸起材料在平面文档表面之上突起并提供升高材料的大体平台区域，该区域关于文档表面凸起并由一个或多个圆周边缘定义。

35、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中文档是安全文档。

36、如前面任何一项权利要求所述的方法，其中辐射是紫外、可见或红外光。

37、一种用于检测文档表面上凸起材料区域的装置，包括：

至少一个辐射源，用于以相应的成角度的辐射束照射文档的放置到检查位置上的表面，使得该文档表面上任何凸起材料都可以反射辐射，使得从凸起材料的至少一个边缘生成反射和/或阴影；

至少一个辐射检测器，用于获得被照射的文档表面的图像；及

处理器，适于处理从所述辐射检测器接收到的图像，从而通过利用来自所述至少一个边缘的所述反射和/或阴影识别材料的位置来识别文档表面上凸起材料的存在。

38、如权利要求37所述的装置，其中每个辐射源都布置为生成在基本与文档表面法线平行的方向上基本准直的射束。

39、如权利要求37或权利要求38所述的装置，其中辐射源位于文档的对侧。

40、如权利要求37至39中任何一项所述的装置，其中多个辐射源基本上沿文档表面的一个或多个侧面的线放置。

41、如权利要求38或权利要求39所述的装置，其中多个辐射源一起包括公共的拉长源，该源具有沿其长度分布的多个孔。

42、如权利要求38或权利要求39所述的装置，其中提供了环绕文档的多个辐射源。

43、如权利要求42所述的装置，其中该源包括公共的环绕源，该源具有沿其长度分布的多个孔。

44、如权利要求37至43中任何一项所述的装置，其中辐射源在基本与文档表面平行的平面中放置。

45、如权利要求37至44中任何一项所述的装置，其中文档表面是由平面法线定义的，而且其中至少一个辐射源布置成生成关于该平面法线定义大角度的辐射束。

46、如权利要求45所述的装置，其中辐射源布置成使射束关于平面法线的角度是80度或者更大。

47、如权利要求37至46中任何一项所述的装置，其中文档表面是由平面法线定义的，而且其中至少一个辐射检测器放置成沿关于平面法线定义小角度的路径接收辐射。

48、如权利要求47所述的装置，其中该小角度是10度或者更小。

49、如权利要求37至48中任何一项所述的装置，其中辐射检测器放置成接收镜面反射的辐射，而且其中第二辐射检测器放置成接收漫反射的辐射。

50、如权利要求37至48中任何一项所述的装置，其中至少一个检测器放置到文档上与材料相对的一侧，使得所检测的辐射在接收之前透射通过文档。

51、如权利要求37至50中任何一项所述的装置，还包括用于放置成通过利用沿文档平面法线或与之成小角度的辐射束照射文档以产生明场图像的辐射源。

52、如权利要求37至51中任何一项所述的装置，其中每个辐射源是紫外、可见或红外光源。

53、如权利要求37至52中任何一项所述的装置，其中辐射检测器选自包括照相机、CCD阵列或线扫描设备的组。

54、如权利要求37至53中任何一项所述的装置，其中检查位置包括文档输送路径的一部分。

55、一种钞票处理装置，包括：至少一个输入容器；至少一个输出容器；布置成从输入容器沿输送路径将钞票输送到输出容器的输送系统；及如权利要求37至53中任何一项所述的沿输送路径放置成检测钞票表面上凸起材料的存在的装置。

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