基于圓矩變換的圓形印章配準(zhǔn)方法研究

梁吉勝+佟喜峰+郭玲玲+尹曉喆+潘俊輝

摘要： 本文提出了被稱為圓矩變換的印章配準(zhǔn)方法。首先把圓形印章轉(zhuǎn)化成矩形印章，得到印章的矩形圖像，把印章圖像從二維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一維數(shù)據(jù)，將圓形印章圖像沿著一條半徑展開成矩形，得到矩形圖像，然后把矩形圖像向x軸投影，得到投影曲線；通過預(yù)留印章與待測印章投影曲線的循環(huán)移位完成配準(zhǔn)。針對配準(zhǔn)后的預(yù)留印章和待測印章計(jì)算得到平均相對誤差，利用平均相對誤差進(jìn)行印章的真?zhèn)舞b別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種方法能夠簡化運(yùn)算量，有效地提高印章真?zhèn)舞b別效果，可以應(yīng)用在實(shí)際當(dāng)中。

Abstract： This paper presents a seal registration method called round moment transformation. First， the circular seal is transformed into a rectangular seal to obtain a rectangular image of the stamp， then the stamp image is transformed from two-dimensional data into one-dimensional data. The circular seal image is expanded into a rectangle along a radius to obtain a rectangular image， and then through rectangular image X-axis projection， the projection curve is obtained. The registration is completed through the cyclic shift of the projection curves of reservation seal and the seal to be tested. The average relative error is obtained through calculation of registered reserved seal and seal to be tested， and the average relative error is used for authenticity identification of the seal. The experimental results show that this method can simplify the calculation and effectively improve the authenticity of seal. It can be applied in practice.

關(guān)鍵詞： 矩形化；印章；圖像配準(zhǔn)；投影

Key words： rectangle；seal；image registration；projection

中圖分類號：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0204-02

0 引言

目前，大部分企業(yè)與事業(yè)單位的公章都是圓形的，但有關(guān)圓形印章配準(zhǔn)的研究相對較少。同時在橢圓、圓形、正方形、長方形、三角形等五種印章中，針對于圓形印章的配準(zhǔn)難度是最大的。而現(xiàn)有的各種配準(zhǔn)方法應(yīng)用在圓形印章上的效果并不理想，所以研究圓形印章的配準(zhǔn)方法十分重要。

Ueda和Nakamura[1]于1984年首次提出針對圓形印章的基于局部和全局特征的自動識別方法，但是對配準(zhǔn)精度要求高且識別過程復(fù)雜。Yang和Hariuchi[2]提出將印章邊緣分成多段，用二次曲線對各段邊緣近似擬合從而得到描述各段邊緣的特征向量，該方法對圖像質(zhì)量要求較高。

1 圓形印章的矩形化方法

在圓形印章的鑒別中，主要是區(qū)分文字區(qū)域的差別，主要關(guān)注預(yù)留印章的文字和待測印章的文字之間的字體字號的差別。所以，我們把預(yù)留印章的文字區(qū)域和待測印章的文字區(qū)域提取出來，再比較其中的差別。

先將圓形印章圖像沿一條半徑展開成矩形，對于得到的矩形圖形，需要利用圓形印章的文字排布特征，去除掉其中由印章邊界構(gòu)成的噪聲或其他非文字區(qū)域，主要指圓形印章中心的五角星區(qū)域，假設(shè)圓形印章的半徑是r，那么圓形印章中心的五角星所占區(qū)域?yàn)閞/3，圓形印章的文字所占區(qū)域?yàn)閞/2，其余部分為文字區(qū)域和五角星區(qū)域之間的空白區(qū)域。

首先，將處理后的印章二值圖像沿著半徑展開成矩形，展開成矩形后就大大簡化了配準(zhǔn)的難度，去除圓形印章中心五角星的非文字區(qū)域，保留了關(guān)注的文字區(qū)域，為了后續(xù)配準(zhǔn)操作提供基礎(chǔ)，方法如下：把圓形印章二值圖展開成矩形，所生成的矩形圖像中邊長分別為k，？茲，圓形印章中x，y與k，？茲的對應(yīng)關(guān)系如公式（1）：

經(jīng)過平移處理后的待測印章的投影曲線與預(yù)留印章的投影曲線做減法，得到兩個印章相差的像素個數(shù)，當(dāng)平移后的待測印章投影曲線與預(yù)留印章的投影曲線差異最小時，預(yù)留印章與待測印章便可以實(shí)現(xiàn)配準(zhǔn)；這時兩個印章相差的像素個數(shù)最小，待測印章與預(yù)留印章的投影曲線差異值D是最小值。

對預(yù)留印章輻射投影曲線如圖2分析，得出投影最大峰值在x=714位置處，角度為357度，通過投影曲線的最大峰值所在x軸所位于角度進(jìn)行判斷，找到兩個曲線的最大峰值所對應(yīng)的角度，便能知曉兩個圖相差的旋轉(zhuǎn)角度？茲，逆時針為正值，順時針為負(fù)值。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在此實(shí)驗(yàn)中采集6組印章圖像，將印章分為三類：預(yù)留印章、真印章和假印章。測試結(jié)果如表1所示。

通過該實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，一般情況下，配準(zhǔn)誤差小于2度時對鑒別結(jié)果沒有影響，配準(zhǔn)誤差在3度至4度之間時對鑒別結(jié)果有著較小的影響，而配準(zhǔn)誤差大于4度時對鑒別結(jié)果有著較大的影響。不論一個印章是真印章、高仿印章還是低仿印章，在試驗(yàn)中都能夠得到所期待的鑒別結(jié)果。

4 結(jié)論

本文針對圓形印章圖像的特點(diǎn)，提出一種圓形印章矩形化的印章配準(zhǔn)方法，本方法很好解決了傳統(tǒng)印鑒配準(zhǔn)中的計(jì)算量大、配準(zhǔn)不佳的問題，將圓形印章轉(zhuǎn)換矩形，再對矩形化的印章投影，通過投影曲線的峰值確定偏轉(zhuǎn)角度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本方法能使鑒別過程簡化，這是一種有效并且簡單的印章配準(zhǔn)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]Ueda K， Nakamura Y. Automatic verification of seal impression patterns . Proc 7th Int Conf Pattern Recognition （ ICPR），1984，2：1019-1021.

[2]Y Yang， T Horiuchi， K Toraichi. Automatic seal identification using fluency function approximation and relaxation matching method[C]. In： Proc 2th IAPR Conf on Document Anal and Recog，1993：786-789.

[3]B， Flusser J. Image registration methods： A survey. Zitova Image and Vision Computing， 2003.