基于辐射状模板的圆形印章配准方法.pdf

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1、大庆石油学院学报第35卷第4期2011年8月JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTEVo1．35No．4Aug．2011基于辐射状模板的圆形印章配准方法梁吉胜，吴亚娟，李波，原子波(1．东北石油大学计算机与信息技术学院，黑龙江大庆163318；2．大庆油田有限责任公司井下作业分公司，黑龙江大庆163453)摘要：针对印章配准过程中存在的精度及速度问题，在分析传统印章配准方法基础上，提出一种基于辐射状模板进行圆形印章配准的方法．将印章图像数据从二维转换为一维，并利用设计的8种不同频率的辐射状模板分别与预留印章和待检验印章做卷积运算；依据卷积结果设计准则函数；

2、通过对准则函数求极小值得到最佳配准角度．实验结果表明，该方法能够减少运算量，有效提高配准速度和精度，可应用于实际．关键词：辐射状模板；圆形印章；图像配准；卷积；准则函数中图分类号：TP3i7．4文献标识码：A文章编号：1000—1891(2O11)04—0087—040引言目前对印章配准的研究主要集中在多边形和椭圆形印章，对圆形印章配准研究较少．大多数企事业单位公章为圆形章，在圆形、椭圆、正方形、长方形、三角形5种印章中，圆形印章配准难度最大．UedaK，ChenYS，YANGY，YANGXJ和OnishiH等提出针对圆形印章鉴别的不同处理方法，这些方法存在识别过程复杂、图像质量要

3、求较高、计算量偏大等特点口；耿建玲等提出基于小波多尺度分解的印鉴图像配准方法6；刘铁根等提出基于平滑卷积定位的圆形印鉴提取方法[7；艾武等提出用于支票印鉴鉴别的图像预处理及配准算法等_8]．现有配准方法应用于圆形印章效果不理想，笔者提出利用辐射状模板进行圆形印章配准的方法．该方法以所设计的辐射状模板为核心，依据与预留印章和待检验印章的卷积运算结果进行准则函数的设计和最佳角度的配准．1印章预处理印章鉴别包括采集印章图像、预处理、配准和鉴别等过程，其中预处理是配准和鉴别的基础和关键．印章预处理主要目的是去掉印章的背景图案或文字，并提取单纯印章图像，包括杂色去除、红色提取、灰度化、降噪、

4、二值化等步骤．1．1基于HSI颜色模型的红色提取采集到的印章图像通常采用RGB颜色模型，与其相比，HSI颜色模型更加符合人眼的视觉生理特征，将RGB颜色模型转换为HSI颜色模型更有利于印章鉴别，文献[9-I给出RGB颜色模型到HSI颜色模型转换方法．HSI颜色模型的色度盘见图1(a)．由图1(a)可见，红色对应的角度为0。～2O。和340。～360。，并结合余弦函数在第一、四象限的特性，即红色对应色调H的余弦值取[O．94，1]范围较合适．干扰文字颜色通常为黑或蓝等杂色，采用HSI颜色模型提取红色后，干扰文字基本被去除．去除杂色后的图像见图1(b)，处理后较好地保留图像中的红色部分

5、．1．2红色图像灰度化通过扫描仪采集到的红色印章图像通常为24位彩色图像，不利于后续处理过程，需要将红色图像转换为8位灰度图像．对于无干扰背景的红色印章图像，采用基于色彩图像的红色分量提取加权平均值法．依据人眼的视觉生理特性(对绿色敏感度最高，对红色敏感度次之，对蓝色敏感度最低)给红、绿、蓝收稿日期：2011—01—10；审稿人：佟喜峰；编辑：张兆虹作者简介：梁吉胜(1970一)，男，硕士，工程师，主要从事人工智能、图像处理等方面的研究大庆石油学院学报第35卷2011年红(a)HSI颜色模型(b)采用HSI颜色模型提取的红色印章图像(C)灰度化去噪后印像图1HSI彩色模型和圆形印章

6、预处理图像色赋予不同的权值，不同权值形成不同灰度图像．将彩色图像转换为灰度图像公式为gray一(r*30+g59+b*11)／100，(1)式中：gray为灰度值；r为红色分量；g为绿色分量；6为蓝色分量．通常r分量较大，g和b分量非常小，因此可简化为gray一(r*30)／100．(2)1．3随机噪声消除中值滤波作为一种非线性处理方法，可有效除去图像中的随机噪声，得到较好视觉效果⋯]．它将区域中所有灰度值按大小排序，并将排序后位于中间的像素值赋予中心像素．处理后的印章图像上往往存在许多“空穴”，同一印章的不同印鉴的“空穴”位置常常变化，将干扰印章的后续配准鉴别过程，需要加以消除l

7、1．消除方法是利用结构闭运算对图像进行形态滤波，即对图像先膨胀后腐蚀．闭运算公式为f·k一(厂④忌)ok，(3)式中：．厂为8位灰度图像；k为灰度结构元素．对图1(b)用闭运算填充空穴，处理结果见图1(c)．2配准算法印章配准是指将待验印章和预留印章相比对，使2者间差距的统计特征值最小．经典的配准算法是根据准则函数确定最佳的配准关系口引，但该类算法存在三元空间搜索计算量大和配准准确率低等问题．提出新的配准方法：首先计算印章图像几何中心，并将印章图像由直角坐标系变换到极