基于纹理重组的打印文件鉴别方法技术

本发明专利技术提出了一种基于纹理重组的打印文件鉴别方法，包括：（1）采集打印文件的高倍放大图像，并获取残缺纹理图像；（2）将同一打印文件的残缺纹理图像纹理重组为完整水平纹理块和完整垂直纹理块，完整水平纹理块和完整垂直纹理块统称为完整纹理块；（3）基于灰度共生矩阵提取各完整纹理块的纹理特征；（4）计算同一打印文件所有完整纹理块的各类纹理特征的均值，即该打印文件所属打印机的鉴别特征；（5）根据打印文件鉴别特征的距离，判断两份打印文件是否来自同一台打印机。本发明专利技术不需要打印文件有相同字符即可实现打印文件鉴定，提高了打印文件鉴别的适用范围和准确率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及打印文件的源机认定
，尤其涉及基于纹理重组的打印文件鉴别方法，目的是实现两份打印文件的一对一鉴别。
技术介绍
由于每台打印机在生产时参数配置和使用中的损耗情况各有差异，因此打印出的文件也有差异，这也是打印文件可区分鉴定的客观基础，所谓打印文件鉴别就是鉴定两份打印文件是否来自同一打印机的技术。随着计算机和打印机的普及，打印文件也逐渐取代手写文件成为承载信息的主要媒介，与此同时，有关打印文件篡改、伪造等犯罪行为也日益增多，因此打印文件鉴别的相关研究领域成为文件检验领域的热点和难点。打印文件图像的纹理信息承载了其打印机的特性，可利用纹理特征鉴别两份打印文件是否来自同一打印机。在两份打印文件相同字符较多的情况下，可直接比对相同字符的放大图像细节，其鉴别相对容易；但当打印文件的内容少、相同字符较少时，有效的鉴别方法不多。本专利技术提出了一种基于纹理重组的打印文件鉴别方法，以解决在没有相同字符匹配的情况下两份打印文件的鉴别难题。
技术实现思路
为解决两份打印文件无相同或较少相同字符情况下的鉴别难题，本专利技术利用纹理重组的方法，充分提取打印文件纹理丰富区域的纹理信息，将打印文件的残缺纹理图像重组为纹理图像，从而消除不同字符间的形态结构影响。本专利技术提供的基于纹理重组的打印文件鉴别方法，包括：(1)利用图像整体高倍放大扫描系统，采集打印文件的高倍放大图像，从高倍放大图像获取残缺纹理图像；(2)将同一打印文件的残缺纹理图像纹理重组为大小均为N×N的完整水平纹理块和完整垂直纹理块，完整水平纹理块和完整垂直纹理块统称为完整纹理块，N值人为设定；步骤(2)进一步包括：2.1对残缺纹理图像进行预处理，区分纹理区域和背景区域；2.2对纹理区域分别进行水平投影和垂直投影，水平投影值大于N的纹理区域即水平纹理丰富区域，垂直投影值大于N的纹理区域即垂直纹理丰富区域；2.3在水平纹理丰富区域截取水平长度为N的若干长方形的水平纹理块，在垂直纹理丰富区域截取垂直长度为N的若干长方形的垂直纹理块；2.4将同一打印文件所有的水平纹理块拼接成一个或多个大小为N×N的完整水平纹理块，将同一打印文件所有的垂直纹理块拼接成一个或多个大小为N×N的完整垂直纹理块；(3)计算同一打印文件的完整纹理块的灰度共生矩阵，基于灰度共生矩阵提取各完整纹理块的纹理特征；(4)计算同一打印文件所有完整纹理块的各类纹理特征的均值，即该打印文件所属打印机的鉴别特征；(5)根据打印文件鉴别特征的距离，判断两份打印文件是否来自同一台打印机。进一步的，纹理特征包括对比度、一致性、自相关和能量四类统计特征。步骤(3)具体为：沿水平方向计算完整水平纹理块的灰度共生矩阵，沿垂直方向计算完整垂直纹理块的灰度共生矩阵；基于灰度共生矩阵，分别计算同一打印文件所有的完整纹理块的纹理特征向量。步骤(5)具体为：计算两份打印文件鉴别特征的距离，当距离小于经验阈值，则判定两份打印来自同一打印机；否则，来自不同打印机。所述的经验阈值采用贝叶斯估计方法获得。与现有技术相比，本专利技术具有如下特点和有益效果：在两份打印文件无相同字符或较少相同字符的情况下，也能准确地得出鉴别结论，极大地降低了两份打印文件的可鉴别条件，并提高了鉴别准确率。附图说明图1为来自不同打印机的局部残缺纹理图像，其中，图(a)中3幅图为1号打印文件的局部残缺纹理图像，图(b)中3幅图为2号打印文件的局部残缺纹理图像；图2为单字符的残缺纹理图像示意图；图3为预处理后的单字符残缺纹理图像示意图；图4为水平纹理丰富区域提取过程示意图；图5为垂直纹理丰富区域提取过程示意图；图6为从垂直纹理丰富区域截取垂直纹理块的示意图，所提取垂直纹理块的垂直长度为128；图7为来自同一打印文件的4幅单字符残缺纹理图像；图8为从同一份打印文件获得的两个完整水平纹理块；图9为从同一份打印文件获得的两个完整垂直纹理块图10为本专利技术方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。图10为本专利技术方法流程示意图，具体步骤如下：1、打印文件的放大采集与字符切割。利用图像整体高倍放大扫描系统采集打印文件的高倍放大图像，本实施例中，图像放大倍数达150倍。打印文件图像呈现丰富的纹理特征，不同打印机的墨粉分布有差异，致使纹理具有差异性，见图1。打印文件由字符和不规则的图形组成，高倍放大后产生的纹理图像即残缺纹理图像。本步骤，通过对高倍放大图像进行字符切割得到单字符的残缺纹理图像，见图2。2、纹理重组，消除了空白区域和字符形态与结构对纹理计算值的干扰。如果对单字符的残缺纹理图像计算灰度共生矩阵，那么所计算的灰度共生矩阵必然包含了图像的纹理信息、字符的形态结构信息和空白区域的信息。打印文件鉴别中，图像的纹理信息是鉴别的重要依据，但由于字符形态结构的干扰，不同的字符图像间的特征不能直接用于匹配分类。为消除该干扰，本专利技术利用纹理重组来消除字符的形态结构，同时保留字符图像的纹理信息。残缺纹理图像的空白区域和纹理边缘会干扰纹理图像的灰度共生矩阵计算值，因此会降低利用灰度共生矩阵鉴别打印文件的效率。为避免该问题，本专利技术利用纹理丰富区域的残缺纹理信息，重组得到多个正方形的完整水平纹理块和多个正方形的完整垂直纹理块。重组后的纹理块是完整纹理块，其灰度共生矩阵排除了空白区域和纹理边缘的干扰。纹理重组的具体步骤如下：2.1对单字符的残缺纹理图像进行预处理，区分纹理区域和背景区域，背景区域即空白区域，见图3，其中，白色区域为纹理区域，黑色区域为背景区域。2.2从纹理区域获取纹理丰富区域：对纹理区域分别进行水平方向和垂直方向的投影，水平投影值大于N的纹理区域即水平纹理丰富区域，见图4；垂直投影值大于N的纹理区域即垂直纹理丰富区域，见图5。对其他图形的残缺纹理图像，以连通纹理区域为最小单位，同样可得到水平纹理丰富区域和垂直纹理丰富区域。2.3从水平纹理丰富区域尽可能多地截取水平长度为N的若干长方形水平纹理块；同样，从垂直纹理丰富区域尽可能多地截取垂直长度为N的若干长方形垂直纹理块，见图6。2.4将同一份打印文件所有的水平纹理块拼接成一个或多个大小为N×N的完整水平纹理块；同时，将同一份打印文件所有的垂直纹理块拼接成一个或多个大小为N×N的完整垂直纹理块，完整水平纹理块和完整垂直纹理块统称为完整纹理块。本实施例中，N取128。图7～9是本实施例示意图，其中，图7所示为来自同一打印文件的4幅单字符残缺纹理图像，图8和图9分别为实施例所得完整水平纹理块和完整垂直纹理块。3、灰度共生矩阵及纹理特征提取。纹理特征提取直接引用经典的灰度共生矩阵(GLCM)法，取水平和垂直两个方向。垂直纹理只取垂直方向进行GLCM计算，水平纹理只取水平方向进行GLCM计算。步长各取20步，得到完整纹理块的灰度共生矩阵。计算GLCM常用的4个统计特征对比度CON、一致性Homo、自相关Cor、能量Ee作为纹理特征。本实施例中，各完整水平纹理块提取的纹理特征共1×20×4＝80个，构成80维的纹理特征向量，每一维记为xl，l＝1,2,…,80。同样，各完整垂直纹理提取的纹理特征共1×20×4＝80个。本步骤的具体实施步骤如下：将正方形完整纹理块的灰度图对应的二维函数记为f(x,y)，完整纹理块的灰度共本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于纹理重组的打印文件鉴别方法，其特征是，包括步骤：（1）利用图像整体高倍放大扫描系统，采集打印文件的高倍放大图像，从高倍放大图像获取残缺纹理图像；（2）将同一打印文件的残缺纹理图像纹理重组为大小均为N×N的完整水平纹理块和完整垂直纹理块，完整水平纹理块和完整垂直纹理块统称为完整纹理块，N值人为设定；步骤（2）进一步包括：2.1对残缺纹理图像进行预处理，区分纹理区域和背景区域；2.2对纹理区域分别进行水平投影和垂直投影，水平投影值大于N的纹理区域即水平纹理丰富区域，垂直投影值大于N的纹理区域即垂直纹理丰富区域；2.3 在水平纹理丰富区域截取水平长度为N的若干长方形的水平纹理块，在垂直纹理丰富区域截取垂直长度为N的若干长方形的垂直纹理块；2.4将同一打印文件所有的水平纹理块拼接成一个或多个大小为N×N的完整水平纹理块，将同一打印文件所有的垂直纹理块拼接成一个或多个大小为N×N的完整垂直纹理块；（3）计算同一打印文件的完整纹理块的灰度共生矩阵，基于灰度共生矩阵提取各完整纹理块的纹理特征；（4）计算同一打印文件所有完整纹理块的各类纹理特征的均值，即该打印文件所属打印机的鉴别特征；（5）根据打印文件鉴别特征的距离，判断两份打印文件是否来自同一台打印机。...

【技术特征摘要】
1.基于纹理重组的打印文件鉴别方法，其特征是，包括步骤：（1）利用图像整体高倍放大扫描系统，采集打印文件的高倍放大图像，从高倍放大图像获取残缺纹理图像；（2）将同一打印文件的残缺纹理图像纹理重组为大小均为N×N的完整水平纹理块和完整垂直纹理块，完整水平纹理块和完整垂直纹理块统称为完整纹理块，N值人为设定；步骤（2）进一步包括：2.1对残缺纹理图像进行预处理，区分纹理区域和背景区域；2.2对纹理区域分别进行水平投影和垂直投影，水平投影值大于N的纹理区域即水平纹理丰富区域，垂直投影值大于N的纹理区域即垂直纹理丰富区域；2.3在水平纹理丰富区域截取水平长度为N的若干长方形的水平纹理块，在垂直纹理丰富区域截取垂直长度为N的若干长方形的垂直纹理块；2.4将同一打印文件所有的水平纹理块拼接成一个或多个大小为N×N的完整水平纹理块，将同一打印文件所有的垂直纹理块拼接成一个或多个大小为N×N的完整垂直纹理块；（3）计算同一打印文件的完整纹理块的灰度共生矩阵，基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆虎，周小丹，
申请(专利权)人：武汉珞珈博研科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42