[發(fā)明專利]基于背景密度估計(jì)的印章圖像提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410690319.1
• 申請(qǐng)日: 2014-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN104408721A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋永紅;龔晨;張?jiān)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及印章圖像提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于背景密度估計(jì)的印章圖像提取方法。

背景技術(shù)

如圖1所示，印章是我國特有的歷史文化產(chǎn)物，古代主要用作身份憑證和行駛職權(quán)的工具。如今成為一種用作印于文件上表示鑒定或簽署的文具。被制作出的每枚印章都是獨(dú)一無二的，所以在現(xiàn)代社會(huì)中，印章成為判定文書，證件，金融票據(jù)等真?zhèn)涡缘膶?shí)用方法，與簽名具有同等的作用。

圖像配準(zhǔn)技術(shù)是圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的一個(gè)典型問題和技術(shù)難點(diǎn)，是將同一對(duì)象的不同圖像變換到相同坐標(biāo)系的過程。它被廣泛地應(yīng)用在遙感圖像、醫(yī)學(xué)影像、三維重構(gòu)、機(jī)器人視覺等諸多領(lǐng)域中。其目的在于比較或融合針對(duì)同一對(duì)象在不同條件下獲取的圖像，使兩圖中對(duì)應(yīng)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)起來，從而達(dá)到相似性度量或者差異檢出等目的。

分形維數(shù)是描述分形最主要的參量，簡稱分維。它描述了一個(gè)分形對(duì)空間填充程度的統(tǒng)計(jì)量，分形維數(shù)沒有統(tǒng)一的定義，其定義方法包括有計(jì)盒維數(shù)，豪斯多夫維數(shù)和分配維數(shù)等。分形維數(shù)模型可以用來衡量物體表面粗糙度，也可以用來對(duì)紋理進(jìn)行描述，在本發(fā)明中將其作為一種圖像密度估計(jì)方法。

對(duì)于仿制印章真假的鑒別，可以先采用圖像配準(zhǔn)技術(shù)對(duì)待鑒定印章與真實(shí)印章圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，然后再交由專業(yè)鑒別師進(jìn)行鑒定。在實(shí)際情況中從文件，文檔上截取的待鑒定印章圖像一般會(huì)帶有一些規(guī)則背景如圖2所示，這些背景對(duì)圖像配準(zhǔn)算法會(huì)造成很大的干擾，使配準(zhǔn)結(jié)果具有較大的偏差，使鑒別師不能利用配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行鑒定。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種基于背景密度估計(jì)的印章圖像提取方法，本方法利用密度估計(jì)的思想，創(chuàng)新性地對(duì)圖像背景像素點(diǎn)密度進(jìn)行估計(jì)，而不是對(duì)圖像前景點(diǎn)密度進(jìn)行估計(jì)，使印章作為低密度區(qū)域，非印章部分作為高密度區(qū)域，將待鑒定印章從簡單背景中提取，作為印章配準(zhǔn)的前處理步驟，大大提高了印章圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率，使圖像配準(zhǔn)結(jié)果可以作為印章鑒定的依據(jù)。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于背景密度估計(jì)的印章圖像提取方法，作為印章圖像配準(zhǔn)的前處理方法，其特征在于：通過對(duì)背景像素點(diǎn)的密度進(jìn)行估算，將印章位置作為背景像素點(diǎn)的低密度區(qū)域進(jìn)行定位；對(duì)印章待配準(zhǔn)圖像密度的估算采用到了有關(guān)分形維數(shù)的計(jì)算方法，利用圖像計(jì)盒維數(shù)的近似值來衡量背景像素點(diǎn)的密度；對(duì)于密度能量圖分形維數(shù)窗口半徑大小的選擇，采用標(biāo)準(zhǔn)模板圖像半長軸按一定比例放縮的大小；在計(jì)算計(jì)盒維數(shù)近似值時(shí)采用了四種不同的積分圖像，通過其遞推關(guān)系，使密度能量圖的計(jì)算能在O(N)的時(shí)間復(fù)雜度內(nèi)實(shí)現(xiàn)；該方法主要步驟為：首先對(duì)印章灰度圖像用OTSU算法進(jìn)行二值化，并對(duì)二值化后的圖像進(jìn)行去噪；其次，計(jì)算四種二值圖積分圖像，自適應(yīng)地計(jì)算分形維數(shù)窗口尺寸，計(jì)算背景密度能量圖，估計(jì)印章位置，依據(jù)真實(shí)印章大小提取印章圖像，即完成算法目標(biāo)；

所述計(jì)算四種二值圖積分圖像的具體方法為：分別計(jì)算圖像的四種積分圖像；第一種圖像每個(gè)像素點(diǎn)的值DP_SINGLE[I][J]定義為此像素點(diǎn)到原圖左上角圍成的矩形中背景點(diǎn)的個(gè)數(shù)；第二種圖像每個(gè)像素點(diǎn)的值DP_DOUBLE[I][J]定義為此像素點(diǎn)到原圖左上角圍城的矩陣中相鄰排列的至少包含一個(gè)背景點(diǎn)的2*2大小的方塊的個(gè)數(shù)；第三種圖像每個(gè)像素點(diǎn)的值DP_ROW2[I][J]定義為此像素點(diǎn)到相同行第一個(gè)像素點(diǎn)間包括第一個(gè)像素點(diǎn)相鄰排列的至少包含一個(gè)背景點(diǎn)的1*2大小的方塊的個(gè)數(shù)；第三種圖像每個(gè)像素點(diǎn)的值DP_COL2[I][J]定義為此像素點(diǎn)到相同列第一個(gè)像素點(diǎn)間包括第一個(gè)像素點(diǎn)相鄰排列的至少包含一個(gè)背景點(diǎn)的2*1大小的方塊個(gè)數(shù)；利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃遞推的算法，四種積分圖像都能夠在O(N)的時(shí)間復(fù)雜度內(nèi)求解；

所述自適應(yīng)地計(jì)算分形維數(shù)窗口尺寸的具體方法為：分形維數(shù)窗口尺寸是下文計(jì)算分形維數(shù)估計(jì)圖像密度的重要參數(shù)。其大小的選擇主要與印章大小，印章紋路寬度，背景紋理寬度有關(guān)；需要保證分形維數(shù)窗口大小大于印章紋路寬度和背景紋理寬度，但又遠(yuǎn)小于印章大小。在一般情況下，印章尺寸都是遠(yuǎn)大于印章紋路寬度與背景紋理寬度的，本發(fā)明采用簡單的與印章尺寸相關(guān)的比例系數(shù)計(jì)算分形維數(shù)窗口尺寸，這里采用印章半長軸放縮一定比例作為分形維數(shù)窗口大小；