一种基于透视变换的多形制印章矫正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，包括以下步骤：步骤一：采集不同畸变程度，不同形制的印章图片，通过HIS模型提取出印章轮廓；步骤二：通过轮廓函数求出三种形制的印章参数，判断出印章是否发生畸变，若发生畸变则通过构造最小外接矩形框；步骤三：结合步骤二中的最外接矩形框通过畸变前的像素值以及矫正后的像素值，求出透视变换参数，通过该透视变换参数即可矫正印章。本发明专利技术矫正效果良好，创造性的引入外接框结合透视变换可矫正不同形制的印章，适用性广泛。适用性广泛。适用性广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种基于透视变换的多形制印章矫正方法


[0001]本专利技术属于图像识别领域，具体涉及一种基于透视变换的多形制印章矫正方法。

技术介绍

[0002]印章作为一种具有法律效应的标志和证据，在合同、公文、票据和支票等现代交易中发挥着重要作用，因此，其防伪性检测和识别问题值得关注，由于拍摄角度等问题引起的印章图像畸变会影响到后续印章的处理效果。
[0003]将透视变换技术应用于图像矫正时，需要选取合适的变换参考点以确定变换参数。针对椭圆形和圆形印章参考点不易选取的问题，提出一种简单有效的外接框构造方法。利用最小外接框模拟印章的边框，将问题转化为一个矩形或正方形图像的矫正，从而可将透视变换技术推广到椭圆形和圆形等其它形制图像的矫正处理。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，在拍摄的过程中，辅助人工拍摄姿态正确，清晰度高的图像，同时通过透视变换将畸变印章进行矫正的目的。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，所述方法包括：在动态拍摄过程中，获取不同印章姿态和清晰度高的连续帧图片；根据不同种类的印章选择相应的算法；提取不同姿态的印章并且确定印章的位置以及印章参数；通过轮廓的最小外接矩形，利用该矩形作透视变换即可自动矫正畸变印章，本专利技术能通用的辅助人工对不同种类的印章进行矫正，满足实际应用场景需求，适用广泛；
[0007]优选的，所述提取不同姿态的印章包括：确定输入图片尺寸，将图片从BGR格式转换成HSI格式，限制颜色空间同时返回指定形状和尺寸的结构元素，定义一个固定大小的矩形元素kenel，将提取到的红色区域轮廓进行膨胀操作同时将提取到的轮廓绘制在指定大小的空图像中；
[0008]优选的，重新限制颜色空间并再次提取红色轮廓，经膨胀操作以后绘制在指定大小的空图像中，将两幅图像像素值进行叠加操作最终得到一系列的红色图像；
[0009]优选的，将提取到的印章图像进一步滤波处理，同时，再次腐蚀膨胀以加强图像轮廓特征.接下来，查找并筛选固定大小的红色轮廓并且剔除掉干扰的轮廓，执行此步骤以后提取到最终的红色印章图像P1；
[0010]优选的，所述确定印章的位置和参数包括：首先定义一个外接矩形框参数，以提取到的印章轮廓绘制外接矩形框的四个端点(左上，右上，右下，左下)，求出端点之间的中点a并两两相连，此时连接中点的两直线的交点b为圆形印章的圆心(重心)，中点到交点的距离为印章的半径r.若圆形印章发生形状畸变，则选取距离最大值作为半径；
[0011]优选的，所述将参数与标准比对输出结果包括：将计算得到的圆形印章半径长度
r2得到直径长度d，然后将连接端点之间的中点的连线设为d1，d2，这两条直径长度两两相减，如果得到的结果小于预设值那么则输出印章拍摄正确。同理，对于椭圆印章，则分别计算长短轴长度，而矩形印章可看作圆形和椭圆形印章加了外接框的形态，只需判断长度是否相等即可，相等则说明印章姿态正确，反之，需要进行矫正；
[0012]优选的，根据三种印章的外接矩形框通过构造透视变换，求出透视变换参数从而自动矫正印章；
[0013]将原图像中像素坐标(x0，y0)，以及经透视变换后对应的三维空间坐标(X,Y,Z)之间的映射关系用下式表示：
[0014][0015]上式中，(a，b，c，d，e，f，l，m)为透视变换参数。若将三维的Z坐标分量表示为1，则1.1式可化为如下等价形式：
[0016][0017]为了确定上式中的透视变换参数，对于矩形印章，通常选取矩形的四个顶点作为参考点，利用四个顶点变换前后的坐标，建立关于(6)式中(x0，y0)变换前与变换之后图像像素点坐标的等式关系，进而求出其透视变换参数。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0019]1.本案提出了一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，可以对印章进行姿态的自动矫正；
[0020]2.本专利技术可在动态环境下，实时准确的检测到印章并对姿态不正确的印章进行矫正；
[0021]3.本专利技术对拍摄的印章姿态没有很高的要求，能自动矫正形态发生畸变的印章，而且还原度较高，对后续鉴伪不会造成影响；
[0022]4.本专利技术能对各类印章进行识别、矫正，同时对所输入的图片格式没有限制。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为具体实施方式中的系统流程图；
[0025]图2为实施例中初始样本以及姿态矫正以后的图像；
[0026]图3为实施例中样本外接框构造原理图。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的详细说明，显然，这里所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]如图一所示为本专利技术具体实施方式中一种基于透视变换的多形制印章矫正方法的系统结构框图，该系统包括T1初始样本采集，T2印章提取模块，T3印章姿态矫正模块，T4输出结果；
[0029]T1初始样本采集主要依靠相机自动聚焦，在动态拍摄过程中，获取连续帧图片，但由于是依靠机器拍摄，印章姿态可能会对后续鉴伪造成影响，故首先需要对印章进行姿态矫正；
[0030]T2印章提取模块，确定输入图片尺寸，将图片从BGR格式转换成HSI格式，限制颜色空间同时返回指定形状和尺寸的结构元素，定义一个固定大小的矩形元素kenel(7*7)，将提取到的红色区域轮廓进行膨胀操作同时将提取到的轮廓绘制在指定大小的空图像中；
[0031]重新限制颜色空间并再次提取红色轮廓，经膨胀操作以后绘制在指定大小的空图像中，将两幅图像像素值进行叠加操作最终得到一系列的红色图像；
[0032]将提取到的印章图像进一步滤波处理，同时，再次腐蚀膨胀以加强图像轮廓特征.接下来，查找并筛选固定大小的红色轮廓并且剔除掉干扰的轮廓，执行此步骤以后提取到最终的红色印章图像；
[0033]T3印章姿态矫正模块，首先定义一个外接矩形框参数，以提取到的印章轮廓绘制外接矩形框的四个端点(左上，右上，右下，左下)，求出端点之间的中点a并两两相连，此时连接中点的两直线的交点b为圆形印章的圆心(重心)，中点到交点的距离为印章的半径r.若圆形印章发生形状畸变，则选取距离最大值作为半径；
[0034]将计算得到的圆形印章半径长度r2得到直径长度d，然后将连接端点之间的中点的连线设为d1，d2，这两条直径长度两两相减，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，其特征在于：有以下步骤：S1：获取动态环境下的不同印章姿态的图片；S2：根据印章种类对算法进行调整；S3：提取不同种类的印章轮廓；S4：确定并计算出各种类印章参数(圆形印章：圆心及半径；椭圆印章：重心及长短轴；)。S5：借助最小外接旋转矩形并通过透视变换对畸变印章进行矫正；2.根据权利要求1所述的一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，其特征在于：所述步骤S3中包括如下步骤：S31：将获取到的印章图片进行大小重置并把BGR格式图片转变成HSV格式；S32：将生成的图像由BGR格式图片转变成HSI格式；S33：限制HSV颜色空间范围并提取红色区域轮廓；S34：定义一个矩形的结构元素kernel，同时确定kernel的尺寸和锚点的位置；S35：对提取的红色区域轮廓进行膨胀操作；S36：生成指定大小的图像并填充背景为白色；S37：将提取到的红色区域轮廓复制并定位到S16生成的图像中，完成印章的初步提取P1；S38：重复步骤S13
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S17，将提取到的两幅图像像素值进行相加以增强效果；S39：得到最终的印章提取图像P2。3.根据权利要求1所述的一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，其特征在于：所述步骤S4中包括如下步骤：S41：对于圆形印章，先对印章轮廓求一个外接矩形，首先定义外接矩形四条边的中点；S42：将P2转换为灰度图，转换公式为Gray＝0.1140*B+0.5870*G+0.2989*R；S43：对灰度图进行高斯滤波进行平滑处理，kernel size大小为7*7；S44：对模糊后的图像进行形态处理，包括利用canny边缘检测算子对轮廓边缘进行识别以及腐蚀和膨胀来关闭边缘图中的间隙，处理后的图像为P3；S45：在P3中定义一个轮廓集合并且找到P3图中对象对应的所有轮廓；S46：将找到的这些轮廓由小到大进行排序，然后初始化pixelsPerMetric的值，这里的pixelsPerMetric定义为pixel_per_metric＝object_width/know_width，美国四分之一的know_width为0.955英寸，现在，假设我们的object_width(以像素为单位)为100像素宽(基于其关联的边界框)因此，pixels_per_metric是：pixel_per_metric＝100px/0.955in＝104px，这意味着我们的图像中每0.955英寸大约有104个像素，使用这个比率，我们可以计算图像中对象的大小；S47：接下来遍历检索这些轮廓，如果检索到的轮廓不够大，就认为该轮廓为边缘检测中留下的噪声，丢弃该轮廓，这里设定的轮廓范围为小于5000...

【专利技术属性】
技术研发人员：印峰，潘佳豪，尹家智，廖光年，李明珠，黄欣，王星喨，肖雄兵，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：