способ компьютеризированной оптической обработки документов

Формула изобретения

Способ компьютеризированной оптической обработки документов, заключающийся в расположении документа в машиносчитываемой зоне, подсветке его инфракрасным источником, считывании информации и преобразовании в видеосигнал с дальнейшей компьютерной обработкой видеосигнала, отличающийся тем, что считывание информации производят по крайней мере четырьмя аналоговыми видеокамерами, преобразование видеосигналов от камер из аналоговой в цифровую форму и ввод их в компьютер осуществляют с помощью устройства видеозахвата, в компьютере полученные видеосигналы объединяют в общий видеосигнал и осуществляют компьютерную обработку для получения следующих параметров общего видеосигнала:

контрастный сигнал печати (КСП) 80%; минимальный КСП; максимальный КСП; средний КСП; коэффициент вариации контраста (КВК); площадь дефектов - пустот внутри минимального предельного контура знака (ПКЗ);

площадь дефектов - пятен вне максимального ПКЗ; КСП края черты;

наклон знака машиносчитываемой зоны (МСЗ); расстояние между знаками МСЗ; вертикальное смещение знаков в строке; расстояние между строками МСЗ; шаг строк МСЗ; толщина штриха печати; наклон строк МСЗ с последующим сравнением с эталонными параметрами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике распознавания подлинности паспортов и может быть использовано для идентификации документов при проверке и при контроле качества изготавливаемых документов и ценных бумаг, в том числе проездных и паспортно-визовых документов.

Известно устройство для проверки ценных бумаг ЕР 0495644 А, G01J 3/28, 12.08.1992, в котором осуществляется проверка документов в отраженном инфракрасном излучении. Устройство содержит инфракрасный осветитель, преобразователь инфракрасного изображения в видимое, окуляр.

Известны также устройства и способы того же назначения - FR, патент, 2496940, G07D 7/00, 1982, GB, заявка, 2029009, G07D 7/00, 1980, ЕР, патент, 0101115, G07D 7/00, 1984, ЕР, заявка, 0537431, G07D 7/00, 1993, ЕР, патент, 0668576, G07D 7/00, 1995, US, патент, 5476169, G07D 7/00, 1995, WO, заявка, 94/16412, G07D 7/00, 1994.

Недостатки указанных технических решений заключается в том, что низкое качество печати в оптически считываемых документах не позволяет решить проблему контрольного считывания качества печати машиносчитываемых документов.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является известный способ компьютеризированной оптической обработки документов, описанный в патенте RU, № 2229744 С2, оп. 20.10.2003, G06K 9/58.

Указанный способ состоит в том, что исследуемый документ освещают источником света, преобразуют отраженный световой поток в видеосигнал, воспроизводят его на мониторе и анализируют выявленный дефект. После анализа полученного изображения на мониторе выявляют и локализуют область дефекта, укрупняют изображение дефекта с помощью объектива, анализируют полученный видеосигнал 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 при помощи 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.

В указанном способе раскрыто и устройство компьютеризированной оптической обработки документов, содержащее осветитель и средство преобразования оптического излучения в видеоизображения. Осветитель представляет собой блок различных осветителей, выходы которых оптически связаны с полем наблюдения, средство преобразования оптического излучения в видеоизображение выполнено в виде телекамеры, оптически соединенной с объективом с переменным фокусным расстоянием, также введены подвижная каретка с набором входных оптических фильтров, ПЭВМ, видеопроцессор, монитор, блок программного обеспечения обработки и архивирования изображений, управляющие входы всех блоков устройства соединены с панелью управления, телекамера, предметный стол с просмотровым окном помещены в темновую камеру.

Недостатком прототипа, а также и указанных выше технических решений является следующее.

Согласно требованиям международного стандарта ИСО-1831-1980 /Е/ («Технические требования к печатанию для оптического распознавания знаков»), устройство считывания документа, используемое в средствах измерения характеристик качества печати, должно работать в спектральном диапазоне В900 (опция - В425, В525, В630). Сканирующая апертура должна быть эквивалентна кругу диаметром 200 мкм, либо квадрату со стороной 150 мкм, и смещаться с шагом не более 50 мкм (500 dpi).

Основными средствами оптического считывания документов в настоящее время являются контактные сканеры и специальные устройства на базе цифровых видеокамер высокого разрешения.

К преимуществам контактных сканеров следует отнести отсутствие геометрических искажений, высокое пространственное разрешение (400-600 dpi), малые габариты устройства. Однако из представленных на рынке сканеров инфракрасную (В900) подсветку имеют лишь сканеры низкого разрешения (200-300 dpi), предназначенные для считывания текстовых документов.

Считыватели и экспертные установки на базе видеокамер имеют разрешение порядка 250 dpi. Низкое разрешение обусловлено в данном случае ограниченным выбором черно-белых видеокамер высокого разрешения. К тому же известное устройство крупногабаритное и дорогое.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание более простого, дешевого способа компьютеризированной оптической обработки документов, обеспечивающего получение изображения машиносчитываемой зоны документов с высокой разрешающей способностью 500 dpi в спектральном диапазоне В 900 (инфракрасная область спектра).

Технический результат изобретения заключается в повышении точности опознавания документов при проверке их и изготовлении.

Данный технический результат достигается тем, что в способе компьютеризированной оптической обработки документов, включающем в расположении документа в машиносчитываемой зоне, подсветке его инфракрасным источником, считывании информации и преобразовании в видеосигнал с дальнейшей компьютерной обработкой видеосигнала, считывание информации производят по крайней мере четырьмя аналоговыми видеокамерами, преобразование видеосигналов от камер из аналоговой в цифровую форму и ввод их в компьютер осуществляют с помощью устройства видеозахвата, в компьютере полученные видеосигналы объединяют в общий видеосигнал и осуществляют компьютерную обработку для получения следующих параметров общего видеосигнала:

контрастный сигнал печати (КСП) 80%; минимальный КСП; максимальный КСП; средний КСП; коэффициент вариации контраста (КВК); площадь дефектов - пустот внутри минимального предельного контура знака (ПКЗ); площадь дефектов - пятен вне максимального ПКЗ; КСП края черты; наклон знака машиносчитываемой зоны (МСЗ); расстояние между знаками МСЗ; вертикальное смещение знаков в строке; расстояние между строками МСЗ; шаг строк МСЗ; толщина штриха печати; наклон строк МСЗ с последующим сравнением с эталонными параметрами.

На блок-схеме устройства, реализующего способ компьютеризированной оптической обработки документов (чертеж), показано: 1 - блок инфракрасной подсветки; 2 - машиносчитываемый документ (паспорт или виза); 3 - блок видеокамер, состоящий из четырех аналоговых видеокамер; 4 - устройство видеозахвата с интерфейсом USB 2.0; 5 - компьютер.

Обработка изображений машиносчитываемой зоны документов, полученных с помощью блок-схемы устройства, производится на компьютере с помощью специально разработанной программы.

Функционирование устройства, на котором реализуется способ компьютеризированной оптической обработки документов, происходит следующим образом.

Машиносчитываемая зона документа 2 подсвечивается блоком 1 инфракрасной подсветки. Входное изображение с четырех аналоговых видеокамер 3 поступает в устройство 4 видеозахвата, которое имеет четыре аналоговых видеовхода, переключаемых программно. Выход каждой видеокамеры электрически соединен с входом устройства 4 видеозахвата с интерфейсом USB 2.0, а выход устройства видеозахвата 4 электрически соединен с входом порта USB 2.0 компьютера 5.

Устройство 4 видеозахвата не объединяет видеосигналы с разных видеокамер 3, а осуществляет преобразование видеосигнала из аналоговой в цифровую форму и его ввод (с каждой видеокамеры) в компьютер 5. Переключение между 4-мя видеовходами устройства видеозахвата 4 осуществляется программно, т.е. с помощью программы, заложенной в компьютер 5. Далее, полученные четыре изображения «сшиваются» и обрабатываются на компьютере 5, где вычисляются перечисленные выше характеристики печати, после чего дается заключение о соответствии исследованного документа требованиям международного стандарта ИСО 1831-1980 /Е/.

На предметное стекло, которое расположено на расстоянии 235 мм от фокальной плоскости видеокамер 3, кладется паспорт или виза машиносчитываемой зоной вниз. Входное изображение с четырех аналоговых видеокамер VBI-731 поступает на устройство видеозахвата 4, которое имеет четыре аналоговых видеовхода, переключаемых программно. Время переключения с учетом стабилизации АРУ (автоматическая регулировка усиления, не превышает 100 мс. Устройство видеозахвата 4 используется для ввода видеосигнала в компьютер 5 с использованием скоростного интерфейса USB 2.0. Машиносчитываемая зона документа, расположенного на предметном стекле, подсвечивается блоком 1 под углом 45 град. Показатель угла подсветки является требованием международного стандарта ИСО 1831-1980 /Е/. Рабочая область на предметном стекле 135 мм (Г) × 27 мм (В). Компьютер 5 осуществляет обработку изображений машиносчитываемой зоны документов с помощью разработанной программы. Габаритные размеры устройства, в котором реализован способ компьютеризированной оптической обработки документов, составляют: 160×150×250 мм.