CC BY
237
Methods for segmenting sets of pixels of topographic maps by object types in solving problem of formation geographic information system are considered. There are methods for comparison such as k-means clustering, modification of Canny detector, artificial neural network and manual method as a benchmark. Experiment of verification of methods is performed automatically using implemented software with hyperparameter optimization. The main results are produced from fragment of topographical map digital images of contours and high marks and numerical values of quality criteria. Experiment shows the best quality is achieved by using intellectual methods of artificial neural networks and it's recommended for segmenting ofpixels at formation of geographic information system.
Key words: topographic map, segmentation methods, clustering, Canny detector, artificial neural network
Tarasyan Vladimir Sergeevich, candidate of physical mathematical sciences, docent, head of chair, vtarasyan@gmail. com, Russia, Ekaterinburg, Ural State University of Railway Transport,
Dmitriev Nikita Vladimirovich, postgraduate, dmitrievnikita13@,gmail.com, Russia, Ekaterinburg, Ural State University of Railway Transport
УДК 336.74
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ ПРИЗНАКИ БАНКНОТ: ПУБЛИЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
В. А. Селищев, Я.Р. Голубничая
Рассматриваются основные визуальные защитные элементы банкнот, представляющие собой первый уровень проверки их подлинности и предназначенные для распознавания населением без использования специальных технических средств.
Ключевые слова: водяной знак, защитная нить, защитные волокна, микроперфорация, голограмма, способы печати, микропечать, скрытое изображение, цветопе-ременные краски.
Подделывать денежные знаки стали сразу по мере их появления, поэтому на протяжении веков ведется постоянная борьба с фальшивомонетничеством, которое наносит существенный экономический ущерб. Защитные признаки (элементы) банкнот - это трудновоспроизводимые графические или технологические элементы, препятствующие их подделке или фальсификации. Общее количество защитных элементов в банкноте может быть около 100 или больше.
Банкноты - это особый полиграфический продукт, имеющий несколько уровней защиты. Защитные признаки первого уровня (публичные) ориентированы на население и, как правило, распознаются органолептиче-ски. Элементы второго уровня (машиночитаемые) предназначены
106
для кассовых работников и систем обработки наличности и предполагают использование детекторного оборудования. Третий уровень - это признаки, которые контролируются центральными банками и известны только узкому кругу экспертов.
Защищать банкноты от подделки начинают еще на этапе разработки дизайна, используя специальные программы (рис. 1). В таблице приведены публичные защитные признаки, включаемые в субстрат на стадии изготовления банкнотной подложки и создаваемые в процессе печати.
Публичные признаки подлинности банкнот
Защитный элемент Описание Хар актеристика подделок
1 2 3
Технологическая защита
Водяной знак Изображения, полученные в процессе отлива бумаги. Видимы на просвет Надпечатка, надрисов-ка, давление, пропитка маслоподобными веществами, гравировка
Защитные волокна, конфетти Тонкие синтетические или хлопковые волокна (4-8 мм), вводимые в бумажную массу. Под микроскопом видно специальное сечение профиля Рисование, наклейка, нанесение волокон на поверхность подложки
Защитная нить Узкая полимерная полоска, вводимая в бумажную массу. На просвет выглядит черной или полупрозрачной полосой (скрытая нить). «Ныряющая» нить видна в проходящем и отраженном свете Наклейка, надпечатка металлизированной краской, дорисовка, тиснение фольгой
Микроперфорация Микроотверстия, созданные при помощи лазерной перфорации. Поверхность бумаги в месте расположения микроотверстий гладкая. Под большим увеличением идентифицируется конусообразная форма отверстий Проколы тонкими иглами (легко выявляется, так как в местах проколов бумага более выпуклая). Подделка с помощью лазера (отверстия всегда большего размера, чем нужно)
Голографические средства (голограммы, ки-неграммы) Изображения, выполненные на полимерных носителях с использованием технологии, базирующейся на оптическом эффекте дифракционной решетки. При изменении угла зрения видны разные изображения Припрессовка фольги, использование металлизированной краски. Сложно подделать
Полиграфическая защита
Способы печати (типографский, металлографский, трафаретный, офсетный, орловский эффект, ирисовый раскат) Характеризуются особенностями формирования изображения и нанесения его на бумагу. Используются для создания визуальных и рельефных признаков подлинности Тиснение, термография - имитация металлографии. Репрография (принтеры, копировально-множительные аппараты). Трафаретная, цифровая печать - имитация орловской печати и ирисового раската
Гильоширные элементы Сложные узоры из переплетающихся линий. Определяются математическими формулами Трудно воспроизводимы на копировальной технике
Окончание
1 2 3
Микропечать (микротекст) Шрифт мельче, чем воспроизводит копировальная техника (около 0,25 мм). Читается при увеличении Репрография, несложная полиграфия (со значительными искажениями)
Специальные растры Использование точек растра необычных форм, в том числе мелких графических элементов (букв, цифр, изображений). Визуализируются при увеличении Воспроизведение крайне сложно
Скрытые и совмещающиеся изображения Участок фонового рисунка, выполненный штрихами с определенным направлением. Фрагменты совмещающихся изображений печатаются на лицевой и оборотной сторонах банкноты. Визуальные эффекты возникают при перемене угла зрения Почти невозможно качественно подделать - нет точного совмещения, отсутствует необходимый визуальный эффект
Физико-химическая защита
Оптически изменяемые, иридес-центные, металлизированные краски Типографская краска, изменяющая цвет при перемене угла зрения и освещения. Металлизированные краски изменяют интенсивность блеска Цветное копирование, сканирование, использование лаков, фольги. Эффект изменения цвета на подделках отсутствует
Нити бывают с текстом и без текста, металлизированные, прозрачные, обладающие магнитными свойствами, люминесцирующие в ультрафиолетовых лучах, голографические, имеющие оптически переменные и кинетические эффекты.
С помощью микроперфорации (рис. 1, г) в банкноте прожигаются микроотверстия, образующие определенный рисунок, как правило, цифровое изображение номинала или герб.
Голографические средства (рис. 2) являются оптически изменяемыми элементами - OVD (Optically Variable Device). При перемене угла освещения происходит замещение изображений, которые бывают однопо-зиционными объемными (голограммы) или многопозиционными (кине-граммы) [3].
а б в г
Рис. 1. Признаки подлинности на российских банкнотах: а - водяные знаки (полутоновый и филигранный); б - защитные волокна; в - защитная нить в отраженном и проходящем свете;
г - микроперфорация
108
Рис. 2. Голограмма на казахстанской памятной банкноте
В процессе защищенной полиграфии используются различные способы печати, особенно важными с точки зрения создания защитных признаков являются металлография, орловская и ирисовая печать. Изображения, выполненные металлографией (рис. 3), имеют характерный насыщенный цвет и рельефность, которая легко распознается на ощупь [4].
Орловская печать дает изображения с резким переходом цветов, что невозможно воспроизвести обычными полиграфическими способами. Ирисовый раскат позволяет получать плавные переходы цвета без четкой границы. Специалисты российской фабрики «Гознак» совместно с фирмой «KBA Gюri» («KBA-NotaSys») смогли добиться как плавных, так и резких переходов цвета в любом направлении, разработав защитный элемент 2D-^ (рис. 4).
а
б
Рис. 3. Металлографская печать на российских банкнотах: а - номинал памятной банкноты; б - рельефные штрихи, переходящие в бескрасочное тиснение
Рис. 4. 2D-Iris на российских банкнотах
109
Гильоширные элементы (орнаменты, виньетки, сетки) - особый вид штриховой (векторной) графики для создания трудновоспроизводимых и сложных композиций.
Микротексты (рис. 5) могут быть позитивными (темный текст на светлом фоне) или негативными (светлый текст на темном фоне), регулярными (одинаковая высота и ширина штрихов) или с переменной толщиной штрихов [5].
Рис. 5. Микротекст на российских банкнотах: а - позитивный; б - негативный с переходом в позитивный («ЦБРФ1000»)
В качестве полиграфической защиты также используются изображения из мелких графических элементов, созданные при помощи специальных растров (рис. 6). Растр - совокупность микроштриховой структуры, служащей для передачи тонового изображения способом полиграфии
[3].
Рис. 6. Использование специальных растров на российских банкнотах
С помощью металлографской печати и ее комбинации с офсетной получают скрытые изображения с оптически переменными эффектами в зависимости от угла зрения или освещения. Кипп-эффект (рис. 7, а) дает светлые изображения на темном фоне или темные на светлом. Скрытый муаровый узор (MVC - Moire Variable Color) - это разновидность защиты от копирования, при котором возникают радужные цветные полосы. При использовании защитного элемента «MVC+» (рис. 7, б) на одном из участков рисунка радужные полосы видны под любым углом, а на другом появляются при наклоне и выглядят продолжением рисунка. Защитный признак HMC (Hidden Moire Colour) дает появление разноцветных фрагментов изображения при наклоне купюры и изменение их окраски при развороте банкноты на 180° (рис. 7, в) [1].
Рис. 7. Оптически переменные эффекты на российских банкнотах: а - кипп-эффект; б - MVC+; в - HMC;
При PEAK-эффекте скрытое изображение проявляется в косопа-дающих лучах. Комплексный признак MASK позволяет наблюдать разные изображения в проходящем и в отраженном свете [6].
Фрагменты совмещающихся изображений наносятся на обе стороны банкноты и при рассматривании на просвет должны образовать целостный рисунок (рис. 8).
Рис. 8. Совмещающиеся изображения на казахстанских банкнотах
Физико-химическая защита денежных знаков обеспечивается использованием специальных красок. Оптически изменяемые краски - OVI (Optically Variable Ink) от компании SICPA - имеют в своем составе множество тонких пленок, на которых происходит интерференция света. Развитием технологии OVI является защитный признак SPARK (рис. 9) на основе цветопеременной магнитной краски OVMI (Optically Variable Magnetic Ink). При изменении угла зрения, кроме перемены цвета с выраженной трехмерностью изображения, наблюдается динамический эффект
[7].
Распознавание металлизированных изображений базируется на отражении света от мельчайших чешуек металла, добавленных в краску. Являясь визуальным защитным признаком, краски также служат защитой от копирования.
Изображения, обладающие радужным, «перламутровым» блеском, получают при помощи иридесцентных красок (путем добавления частиц, состоящих из множества тонких полимерных пленок). Разработан целый ряд защитных признаков с использованием явления иридесценции (Irisafe, MIRA, FCO Iriseal) [8].
Рис. 9. SPARK на юбилейной банкноте Казахстана
В качестве проверки подлинности полимерных банкнот, которые используются в денежном обращении многих стран, применяются как некоторые традиционные защитные признаки, так и специально разработанные. На стадии производства полимерного субстрата формируются теневое изображение (аналог водяного знака), прозрачное окно с различными защитными признаками, оптически переменный признак Latitude (двусторонняя голограмма в прозрачном окне). Аналогом OVI является G-Switch, меняющий цвет при повороте банкноты.
Развитие все более совершенных способов защиты денежных знаков как на бумажной, так и на полимерной основе происходит постоянно. В сфере защищенной печати регулярно появляются технологии, способствующие возникновению нового поколения защитных признаков - с применением микролинз, цветопеременных, голографических и динамических эффектов.
Разработке публичных защитных элементов, в том числе комплексных, отводится особая роль, поскольку они представляют собой первый рубеж борьбы с фальшивомонетничеством. Основные признаки подлинности постоянно совершенствуются (например, современные защитные нити становятся носителями для все большего числа защитных признаков, как публичных, так и скрытых), они сохраняют свою актуальность и эффективность и в сочетании с новыми решениями надежно защищают банкноты от подделок.
Список литературы
1. Банкноты. Признаки подлинности // Центральный банк Российской Федерации [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: www.cbr.ru (дата обращения 17.03.2016).
2. Авдошин В.В. Определение подлинности и платежеспособности денежных знаков: методическое пособие. М.: ИнтерКрим-пресс, 220. 104 с.
3. Ионов В.М. Внимание, деньги! 2008. 60 с.
4. Маресин В.М. Защищенная полиграфия: справочник. М.: Флинта: МГУП им. И. Федорова, 2012. 640 с.
5. Способы защиты документов / ООО «ВИЛДИС». М.: Альварес Паблишинг, 2002. 96 с.
6. Глоссарий по банкнотам // Компания «Регула» [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://regulaforensics.com (дата обращения 29.03.2016).
7. Защитные технологии современного банкнотного производства. Публичные признаки // Банкноты стран мира. 2011. № 1. С. 12 - 16.
8. Защитные технологии современного банкнотного производства. Публичные признаки // Банкноты стран мира. 2011. № 2. С. 18 - 20.
Селищев Валерий Анатольевич, канд. техн. наук, доц., sel648val@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Голубничая Яна Романовна, студентка, yana_tula@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
BASIC SECURITY FEATURES OF BANKNOTES: PUBLIC ELEMENTS V.A. Selishev, Y.R. Golubnichaya
The article examines the main visual security features of banknotes, which are the first level of checking their authenticity and are designed for the public to recognize genuine and counterfiet banknotes without special technical means.
Key words: watermark, security thread, security fibers, microperforation, hologram, printing methods, microprinting, latent image, optically variable ink.
Selishev Valeryi Anatolievich, сandidate of technical sciences, docent, sel648val@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Golubnichaya Yana Romanovna, student, yana tula@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
