Поляриметрична діагностика ступеня зношення паперових банкнот на основі аналізу параметрів Стокс-зображень
DOI:
https://doi.org/10.20535/2077-7264.1(91).2026.358036Ключові слова:
поляриметрія, параметри Стокса, ступінь лінійної поляризації, паперові банкноти, зношення, обробка зображеньАнотація
У роботі досліджено можливості поляриметричного методу для оцінювання ступеня зношення паперових банкнот та визначення змін їхньої внутрішньої структури в процесі тривалої експлуатації. Об’єктом дослідження є фрагменти банкнот різного ступеня експлуатаційного зношення, що відрізняються станом поверхні, щільністю волокнистого шару та рівнем механічних пошкоджень. Поляризаційні зображення отримано для чотирьох станів лінійної поляризації (0°, 45°, 90°, 135°), що дало змогу комплексно охарактеризувати поляризаційні властивості досліджуваних зразків. На основі експериментальних даних розраховано карти параметрів Стокса, ступеня лінійної поляризації та азимута поляризації, які відображають особливості оптичної анізотропії паперового матеріалу. Проведено порівняльний аналіз середніх значень, дисперсії та інших статистичних характеристик поляризаційних параметрів для груп банкнот різного ступеня зношення. Встановлено, що процес зношення супроводжується зменшенням ступеня поляризації, зміною азимутальної структури та порушенням просторової однорідності поляризаційних карт, що пов’язано з деградацією волокнистої структури паперу, забрудненням поверхні та накопиченням мікродефектів. Отримані результати підтверджують чутливість поляриметричного підходу до структурних змін у паперових носіях і можуть бути використані для розроблення оптичних методів автоматизованої оцінки стану грошових знаків, цінних паперів, документів суворої звітності та інших паперових матеріалів.
Окрему увагу в роботі приділено аналізу статистичних моментів вищих порядків (асиметрії та ексцесу) розподілів параметрів Стокса, що дало змогу виявити приховані закономірності структурної деградації целюлозної матриці. Такий інтегральний підхід відкриває нові можливості для створення інтелектуальних систем розпізнавання автентичності та експлуатаційної придатності документів на основі машинного навчання, де вхідними даними слугуватимуть вектори статистичних ознак поляризаційних карт.
Завантаження
Посилання
- Tagat, A., Özmen, M., & Markowsky, G. (2024). Banknote Life in India: A Survival Analysis Approach. J. Quant. Econ., 22, 519–545. https://doi.org/10.1007/s40953-024-00390-1 [in English].
- Luján-Ornelas, C., del C. Sternenfels, U. M., & Güereca, L. P. (2018). Life cycle assessment of Mexican polymer and high-durability cotton paper banknotes. Science of The Total Environment, Vol. 630, 409–421. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.177 [in English].
- European Central Bank (2010). Decision of 16 September 2010 on the authenticity and fitness checking and recirculation of euro banknotes (ECB/2010/14). Retrieved from https://www.ecb.europa.eu/paym/cashprof/cashhand/recycling/html/fitness.en.html [in English].
- Lin, Z., He, Z., Wang, J. et al. Adaptive (2025). RoI-aware network for accurate banknote recognition using natural images. Soft Comput, 29, 4033–4043. https://doi.org/10.1007/s00500-025-10649-1 [in English].
- Kyrychok, T., Baglai, V., & Kyrychok, A. (6 February 2020). Optical methods of banknotes sorting for Ukrainian Hryvnia: results and problems. Proc. SPIE 11369, Fourteenth International Conference on Correlation Optics, 1136918. https://doi.org/10.1117/12.2553936 [in English].
- van der Horst, F., Snell, J., & Theeuwes, J. (2020). Finding counterfeited banknotes: the roles of vision and touch. Cogn. Research, 5, 40. https://doi.org/10.1186/s41235-020-00236-3 [in English].
- Macchia, A., Colasanti, I. A., Barbaccia, F. I., Zaratti, C., Franchino, G., Scarpelli, J., Damiano, M., & Valentini, F. (2025). Preservation of Money Art: Material Degradation and Evaluation of Biopolymer Coatings as Protective Strategies. Appl. Sci., 15(10), 5355. https://doi.org/10.3390/app15105355 [in English].
- Jo, H. M., Lee, J. Y., & Kim, T. Y. (2024). Application of surface-modified carboxymethylated nanofibrillated cellulose as a strength enhancer for specialty paper. BioResources, 19(3), 5586–5598 [in English].
- (2018). Pro zatverdzhennia Pravyl vyznachennia platizhnykh oznak ta obminu banknot, rozminnykh ta obihovykh monet natsionalnoi valiuty Ukrainy Postanova Pravlinnia Natsionalnoho banku Ukrainy vid 03.12.2018 № 134 [On approval of the Rules for determining payment features and exchanging banknotes, change and circulation coins of the national currency of Ukraine. Resolution of the Board of the National Bank of Ukraine dated 03.12.2018 No. 134]. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/v0134500-18#Text [in Ukrainian].
- Dobryanskiy, A., Kyrychok, T., Slotska, L., Ohirko, M., & Felde, Ch. (10 November 2025). Application of optical methods for the analysis of the physical condition of paper banknotes. Proc. SPIE 13813, Seventeenth International Conference on Correlation Optics, 1381333. https://doi.org/10.1117/12.3093241 [in English].
- Barbarić-Mikočević, Ž., Bates, I., Rudolf, M., & Plazonić, I. (2024). The Influence of Ultraviolet Radiation on the Surface Roughness of Prints Made on Papers with Natural and Bleached Hemp Fibers. Fibers, 12(12), 112. https://doi.org/10.3390/fib12120112 [in English].
- Glaser, J. A. (2014). Green money laundering. Clean Techn Environ Policy, 16, 675–680. https://doi.org/10.1007/s10098-014-0751-6 [in English].
- Kyrychok, T., Kyrychok, P., Havenko, S., et al. (2014). The influence of pressure during intaglio printing on banknotes durability. Mechanika, 20(3), 327–331. DOI:10.5755/j01.mech.20.3.7393 [in English].
- Kyrychok, T., Korotenko, O., Talimonov, Y., & Kyrychok, A. (2023). Improving a method for determining the level of wear of the mark for people with visual impairments on Ukrainian hryvnia banknotes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1(125), 92–103. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.287746 [in English].
- Goldstein, D. H. (2011). Polarized Light (3rd ed.). New York: CRC Press [in English].
- Angelsky, O. V., & Maksimyak, P. P. (1992). Optical diagnostics of slightly rough surfaces. Applied Optics, 31(1), 140–143 [in English].
- Sharma, S. K., & Somerford, D. J. (2006). Light scattering by optically soft particles: theory and applications. Berlin: Springer [in English].
- Ossikovski, R., & Arteaga, O. (2014). Statistical meaning of the differential Mueller matrix of depolarizing homogeneous media. Optics Letters, 39(15), 4470–4473 [in English].
- Oldenbourg, R. (1996). A new view on polarization microscopy. Nature, 381, 811–812 [in English].
- Forbes, A., De Oliveira, M., & Dennis, M. R. (2021). Structured light. Nature Photonics, 15, 253–262 [in English].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Андрій Іванович Добрянський, Тетяна Юріївна Киричок, Олена Володимирівна Коротенко, Олександр Володимирович Дуболазов, Ірина Василівна Солтис, Михайло Петрович Горський, Олександр Григорович Ушенко, Михайло Олегович Огірко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов’язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
