一种基于形状特征的带边框矩形印章图形提取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于形状特征的带边框矩形印章图形的提取方法，按照以下步骤：（１）对目标图像前景层连通分支进行筛选，去除目标图像中不满足印章尺寸规格的小连通分支；（２）对目标图像背景层连通分支进行筛选，剔除目标图像背景层连通分支远大于或远小于印章尺寸规格的连通分支；（３）采用图像分割中的分水岭算法来提取目标图像中封闭图形的骨架，利用骨架点在印章内部的最长游长来判断直线方向和去除毛刺；（４）根据用户提供的印章尺寸规格进行印章提取。本发明专利技术的方法能快速有效的检测图像中存在不固定数目的多枚矩形印章，具有检测精度高、速度快、抗干扰性强等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于文本图像处理领域，涉及一种基于形状特征的带边框印章图 形的提取方法，尤其是一种对规则图形的提取和识别方法。
技术介绍
近年来，部分学者陆续开展了关于印章的自动检测和提取的研究。注意到 票据中的印章图形通常为红色的，这些研究偏重于借助颜色特征来进行印章 图形的提取。通过将图像转换到某个颜色空间，如HSI空间，然后采用阈值 分割技术来提取印章。由于印章还可能受红色书写线等物体的干扰，因此， 通常还需要进行红色书写线等的去除工作。这种方法的主要缺点在于图像 经扫描后，其颜色往往会发生漂移，并且，由于印章通常加盖在纸质文档上， 不可避免会跟其他物体发生重叠。由于受印泥在纸质文档中扩散效应的影响， 印章重叠部分的颜色常常会发生跳变。采用颜色特征提取出的印章图形会因 此出现残缺、破损等现象。此外，在票据传真、复印等过程中，颜色信息通 常会被丢弃或破坏。所以，仅仅采用颜色特征来进行印章的提取往往是不充 分的。印章的形状特征是另外一种非常重要的特征。HOUGH变换常常用来在图像 中检测某种指定形状的印章。然而，这种方法通常速度较慢，难以进行实时的检测，并且，当图像中印章数目不固定时，HOUGH变换方法通常会出现许 多误检测。这主要是由于在HOUGH变换的累加数组中确定局部极值时，阈值 难以有效的选取。我们提出一种不基于颜色特征的印章图形的快速检测和提取方法。该方法主要针对有边框印章的检测，通过分析其边框形状特征来定 位扫描图像中的矩形印章图形。该方法属于一种通用的印章检测和提取方 法，能快速的检测和提取直角矩形的印章图形。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于形状特征的 带边框矩形印章图形的提取方法，按照以下步骤(1) 对目标图像前景层连通分支进行筛选，去除目标图像中不满足印章 尺寸规格的小连通分支；(2) 对目标图像背景层连通分支进行筛选，剔除目标图像背景层连通分 支远大于或远小于印章尺寸规格的连通分支(3) 采用图像分割中的分水岭算法来提取目标图像中封闭图形的骨架， 利用骨架点在印章内部的最长游长来判断直线方向和去除毛刺；(4) 根据用户提供的印章尺寸规格进行印章提取。所述步骤(l)是按照如下步骤先对二值图像/进行连通区域标记，得到 图像中的所有连通分支；再对二值图像/中每一个连通分支进行反色处理，然 后对反色图进行连通区域标记，将标记图中所有大于1的标记值清零，得到 原图中连通分支的外边界所包围的连通区域；其次对得到的连通区域进行形 态学腐蚀操作，结构元采用圆形结构元，半径设为^最后在腐蚀后的图像上 检测面积大于1的连通分支，这些连通分支所对应的原图像中的连通分支满 足筛选要求；将所有不满足要求的连通分支从原图中去除。所述步骤(2)是是按照如下步骤先对二值图像/进行取反，得到反色图 7;再对反色图7进行连通区域标记，并逐个分析得到的连通区域；其次对于 所有满足要求需要保留的连通区域G，记J7:LJG，对^进行形态学膨胀操作，然后将其作为模板覆盖在7上；然后对于图像上模板外的像素置为图像背景 色，而对于图像上模板内的像素则保持不变；最后将图像进行反色处理，得到最终连通分支筛选后的结果。所述步骤(3)是先利用图像分割中的分水岭算法来提取目标图像中封闭 图形的骨架，对于提取出来的骨架上的每个像素点进行各个方向的黑色游长 计算并记录最长黑色游长的长度，然后设定阈值对最长黑色游长长度低于阈 值的骨架点进行去除。所述步骤(4)中根据矩形印章提取是指首先通过HOUGH变换检测连通分 支中满足印章边长尺寸约束的直线段，然后通过分析这些直线段之间的相互 对应关系来判断它们是否构成矩形，最后根据用户提供的印章尺寸规格来确 定所提取的矩形印章的长边的范围、短边的范围以及印章倾斜角的范围并提 取出满足要求的矩形印章。本专利技术采用了局部粗定位结合后验证的思路，该方法能快速有效的检测 图像中存在不固定数目的多枚矩形印章。该方法具有检测精度高、速度快、 抗干扰性强等优点，是印章图形自动检测和提取的一种实用技术。附图说明图1本专利技术文档图像中多种形状的矩形印章图形图2本专利技术含多枚印章图形的二值图像图3本专利技术连通分支外边界包围的区域图4本专利技术基于前景层分析筛选后的连通分支图5本专利技术基于背景层分析筛选后的连通分支图6本专利技术连通分支上的毛刺现象图7本专利技术传统方法提取的骨架图图8本专利技术分水岭算法提取的骨架图图9本专利技术骨架IO本专利技术矩形边内部点的最长黑色游长； 图11本专利技术毛刺内部点的最长黑色游长； 图12本专利技术骨架图13本专利技术根据最长黑色游长去除毛刺后的图； 图14本专利技术骨架图15本专利技术基于黑色游长HOUGH变换的直线检测结果；图16本专利技术直线段之间平行关系的计算； 图17本专利技术直线段之间垂直关系的计算；图18本专利技术文档图像中的矩形图章检测。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述参见图1-17， 一种基于形状特征的带边框矩形印章图形的提取方法，按 照以下步骤(1) 对目标图像前景层连通分支进行筛选，去除目标图像中不满足印章 尺寸规格的小连通分支；(2) 对目标图像背景层连通分支进行筛选，剔除目标图像背景层连通分支远大于或远小于印章尺寸规格的连通分支(3) 采用图像分割中的分水岭算法来提取目标图像中封闭图形的骨架， 利用骨架点在印章内部的最长游长来判断直线方向和去除毛刺；(4) 根据用户提供的印章尺寸规格进行印章提取。 ， 所述步骤(l)是按照如下步骤先对二值图像/进行连通区域标记，得到图像中的所有连通分支；再对二值图像/中每一个连通分支进行反色处理，然 后对反色图进行连通区域标记，将标记图中所有大于1的标记值清零，得到 原图中连通分支的外边界所包围的连通区域；其次对得到的连通区域进行形 态学腐蚀操作，结构元采用圆形结构元，半径设为^最后在腐蚀后的图像上 检测面积大于1的连通分支，这些连通分支所对应的原图像中的连通分支满足筛选要求；将所有不满足要求的连通分支从原图中去除。在二值图像/中， 对于它的某个连通分支C，记其外边界所围成的区域为S。若S的最大内切圆 的半径^^/2，则C中必不包含指定的印章图形。所述步骤(2)是是按照如下步骤先对二值图像/进行取反，得到反色图 7;再对反色图7"进行连通区域标记，并逐个分析得到的连通区域；其次对于 所有满足要求需要保留的连通区域^，记^-L^，对^进行形态学膨胀操作，然后将其作为模板覆盖在7上；然后对于图像上模板外的像素置为图像背景 色，而对于图像上模板内的像素则保持不变；最后将图像进行反色处理，得 到最终连通分支筛选后的结果。在二值图像7"中，对于它的某个连通分支5， 若5的外接圆半径〃。>"2/2，则e必不包含于指定的印章图形之中。对于图像 上一块连通的空白区域，如果它的尺寸太大，则可以判断它必然不属于指定 印章图形的内部区域，因此，包含该区域的连通分支需要进一步分裂。经过 连通分支筛选后，图像中不含印章图形的连通分支得到了有效的清除。需要 指出的是，连通分支的筛选过程相当于将原图分割为多个较小的图像块，每 一图像块中可能包含有待检测的印章图形。当图像中含有大量不满足印章尺 寸约束条件的连通分支时，这一步骤通常可以有效的将印章图形检测范围大 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于形状特征的带边框矩形印章图形的提取方法，其特征在于，按照以下步骤：　（１）对目标图像前景层连通分支进行筛选，去除目标图像中不满足印章尺寸规格的小连通分支；　（２）对目标图像背景层连通分支进行筛选，剔除目标图像背景层连通分 支远大于或远小于印章尺寸规格的连通分支；　（３）采用图像分割中的分水岭算法来提取目标图像中封闭图形的骨架，利用骨架点在印章内部的最长游长来判断直线方向和去除毛刺；　（４）根据用户提供的印章尺寸规格进行印章提取。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永红，姚志茂，孟高峰，张元林，万湘琳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]