淺析印章鑒定系統(tǒng)的圖像處理

張霞

（河南省（濮陽(yáng)市）范縣人民檢察院，河南 范縣 457500）

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淺析印章鑒定系統(tǒng)的圖像處理

張霞

（河南?。ㄥш?yáng)市）范縣人民檢察院，河南 范縣 457500）

摘要：銀行在進(jìn)行印章鑒定時(shí)，質(zhì)量較高的預(yù)處理圖像對(duì)識(shí)別票據(jù)印章非常重要。因?yàn)槠睋?jù)模式的樣式很多，其背景比較復(fù)雜，圖像采集具有任意性，給圖像的預(yù)處理增加了難度。本文主要探究預(yù)處理時(shí)所需閾值的確定方法與去除印章區(qū)域噪聲的算法。通過(guò)實(shí)踐表明，多種濾波器相結(jié)合，可以得到高質(zhì)量的處理圖像，能夠滿足識(shí)別算法的需要。

關(guān)鍵詞：印章鑒定；預(yù)處理圖像；閾值確定；去除噪聲

一、印章鑒定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的第一步是輸入開(kāi)戶單位賬號(hào)，以此得到該用戶的預(yù)留印章，再由掃描儀掃描印章圖像，再進(jìn)行預(yù)處理把圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槎档驮肼晥D像，之后經(jīng)過(guò)圖像匹配識(shí)別，將其結(jié)果傳入后處理器，然后進(jìn)行人工校驗(yàn)或自動(dòng)校驗(yàn)，最后就可以得到結(jié)果。

二、閾值的確定

1.閾值確定算法。

掃描儀所掃描的印章圖像分為三部分：一是灰色或白色背景區(qū)域；二是紅色印章目標(biāo)區(qū)域；三是干擾噪聲的藍(lán)色或黑色手寫(xiě)簽名、印刷文字或表格。三值化的作用就是把印章圖像分為以上三部分。運(yùn)用彩色信息分割圖像，由于不同區(qū)域的色度、亮度以及飽和度都不同，所以可以把圖像分為背景、印章、噪聲三個(gè)區(qū)域，先把圖像從RGB空間映射到HSI空間，轉(zhuǎn)換格式之后就能得到H、S、I三個(gè)分量直方圖。飽和度直方圖顯示大小兩個(gè)峰，分別對(duì)應(yīng)著白色背景與紅色印章，然后就可以提取紅色印章。然后再區(qū)分剩余的白色與黑色區(qū)域，以此找到一個(gè)確定的亮度閾值，即為閾值。

2.人工干預(yù)確定閾值。

因?yàn)橥ㄟ^(guò)自動(dòng)確定閾值這種方法可以更好的劃分圖像。但是有時(shí)候印章圖像有特色的要求，這是就要人機(jī)交互確定閾值，方法有以下兩種：一種就是人工直接根據(jù)直方圖確定閾值；另一種就是通過(guò)人工采集圖像中的多個(gè)印章像素點(diǎn)確定閾值。

在進(jìn)行人工法確定閾值時(shí)，閾值與取樣點(diǎn)有著密切的關(guān)系，所以閾值的準(zhǔn)確度會(huì)受到采樣準(zhǔn)確度的影響。在圖像不清楚的情況下取得的采樣點(diǎn)可能是噪聲點(diǎn)而不是印章像素點(diǎn)，這樣的效果可能還比不上自動(dòng)處理的效果。此外，人工方法還有一個(gè)不良因素就是人的加入會(huì)使系統(tǒng)的處理效率有所降低。

3.去除噪聲。

在三值化結(jié)束后，要去除黑色的像素點(diǎn)，這對(duì)預(yù)處理至關(guān)重要。但是也存在以下困難：第一，無(wú)法對(duì)噪聲的特征與分布進(jìn)行較為精確的數(shù)學(xué)描述。因?yàn)橛≌聢D像的噪聲會(huì)受到很多方面的影響，如印刷的文字與表格、手寫(xiě)簽名等等，所以就不能用一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)描述噪聲的特征及其分布。第二，與背景區(qū)域或者目標(biāo)區(qū)域重合的噪聲不易區(qū)別。因?yàn)槿祷蟮膱D像分黑、白、紅三種顏色，而很多黑色與白色重合，一小部分與紅色區(qū)域重合，對(duì)這兩種噪聲要分別進(jìn)行處理，又因?yàn)槠潆S機(jī)性較強(qiáng)、空間分布交散亂，導(dǎo)致很難區(qū)別噪聲的類(lèi)型。

從本質(zhì)上去除噪聲可以分為兩種類(lèi)型：一種是噪聲與背景區(qū)域相重合，可以把噪聲設(shè)置成背景；另一種就是噪聲和目標(biāo)區(qū)域重合，可以把噪聲設(shè)置成目標(biāo)。這樣就可以區(qū)別噪聲點(diǎn)的特征，如果噪聲點(diǎn)領(lǐng)域內(nèi)背景點(diǎn)的數(shù)量多于目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)量，就可以把把噪聲點(diǎn)設(shè)備成背景點(diǎn)，反之可以把噪聲點(diǎn)設(shè)置為目標(biāo)點(diǎn)。

這種方式比較簡(jiǎn)單，用空間域低通濾波器對(duì)圖像進(jìn)行掃描，此時(shí)把濾波器窗口和圖像進(jìn)行匹配，要是窗口的重點(diǎn)像素點(diǎn)是噪聲，那么就對(duì)這個(gè)區(qū)域進(jìn)行檢查并修正這個(gè)點(diǎn)的值。低通濾波器的種類(lèi)比較多，例如：3x3方窗、5x5方窗及十字型窗等。但是這種方法還存在弊端，會(huì)出現(xiàn)誤差累積。針對(duì)背景區(qū)域或目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的噪聲點(diǎn)，在掃描時(shí)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，但是噪聲如果在背景及目標(biāo)區(qū)域的交界處時(shí)，就可能出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤，這個(gè)錯(cuò)誤同時(shí)也會(huì)對(duì)相鄰點(diǎn)的處理造成影響。比如：把目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)誤判為背景區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)，當(dāng)窗口轉(zhuǎn)到下一個(gè)相鄰點(diǎn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)背景區(qū)域點(diǎn)數(shù)增加的情況，最終使背景點(diǎn)數(shù)目大于目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)目。所以這種掃描方法容易造成誤差累積，圖像經(jīng)過(guò)處理之后就可能在紅色的印章區(qū)出現(xiàn)白色背景的線條。

所以，可以運(yùn)用前后向結(jié)合的濾波掃描的方法。第一次從前往后掃描圖像，去除黑色噪聲，得到的結(jié)果就是噪聲點(diǎn)被重置的值，可能是白色的也可能是紅色的。然后把它存在一組數(shù)里，接著再?gòu)暮笸皰呙鑸D像，用相同的方法去除噪聲，然后把得到的結(jié)果存到另一個(gè)數(shù)組里，最后再比較這兩組數(shù)的結(jié)果，只有那些去除效果相同的噪聲點(diǎn)才能被重置。只有運(yùn)用前后濾除這種方法，才能有效的減小誤差的累積。

三、實(shí)驗(yàn)探究

本文對(duì)普通文章、發(fā)票以及支票的印章圖像進(jìn)行了實(shí)際的測(cè)試，把測(cè)試的樣本圖像輸入掃描儀，得到的結(jié)果是噪聲的主要來(lái)源是手寫(xiě)簽名以及印刷的字體與表格。經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，原始的圖像有很大一部分被文字所覆蓋，只有經(jīng)過(guò)有效的濾波才能提取出較為清晰的印章。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文主要探索了印章鑒定系統(tǒng)中圖像的預(yù)處理問(wèn)題，根據(jù)印章圖像的基本特點(diǎn)，詳細(xì)的分析了確定閾值的算法以及去除噪聲的算法。閾值的確定主要采取了類(lèi)內(nèi)方差與最小原則，能夠成功的把三峰問(wèn)題轉(zhuǎn)變成兩峰。其中噪聲的消除主要利用了幾種比較特殊的低通濾波器，經(jīng)過(guò)這種方法處理后得到的結(jié)果能夠滿足后續(xù)處理的需要。然而利用這種存數(shù)據(jù)的方法來(lái)去除噪聲并沒(méi)有科學(xué)的利用印章圖像的許多先驗(yàn)知識(shí)，所以去除噪聲的效果會(huì)受到一定的限制。目前，建立科學(xué)完善的印章圖像模型，根據(jù)印章圖像的基本共同點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行提取可以得到比較理想的效果，這也是今后印章鑒定發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。

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張霞，女（1975-2）。民族：漢。籍貫（精確到市）:山東省聊城市。當(dāng)前職務(wù)：無(wú)。當(dāng)前職稱(chēng)：無(wú)。學(xué)歷：法律本科（學(xué)士學(xué)位）。研究方向：筆跡學(xué)。

作者簡(jiǎn)介：

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X（2016）01-0063-01