摘 要：在鑒印系統(tǒng)中，能夠準(zhǔn)確的識(shí)別票據(jù)印章的基礎(chǔ)是要求所提取的印章質(zhì)量高、干擾小。但是因?yàn)槠睋?jù)的背景具有復(fù)雜性、位置具有不確定性、油墨具有不均勻性以及采集所帶來(lái)的噪聲等，使得印章的提取與修復(fù)面臨著很多的問(wèn)題。本文分析了一種基于RGB色彩模型和HIS色彩模型的印章提取方法，并提出了一種修復(fù)方案。這種提取方法能夠在保證印章質(zhì)量的同時(shí)將噪聲干擾降到最低，而且這種修復(fù)方案也能保持印章文字的骨架結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：HIS模型；圖像分割；Hough變換

現(xiàn)代社會(huì)中，印章在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的作用越來(lái)越廣泛和重要，政府企事業(yè)單位習(xí)慣于用印章作為有效的法律和行政依據(jù)。因此，使用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確快速的識(shí)別印章的真?zhèn)我呀?jīng)成為一項(xiàng)重要的研究課題。

在印章識(shí)別中，它的提取和修復(fù)是識(shí)別的基礎(chǔ)，在印章的處理過(guò)程中起著關(guān)鍵性的作用。在印章提取上，已經(jīng)有相關(guān)學(xué)者提出了基于HSI 模型的分割方法，本文在此基礎(chǔ)上，又提出了基于HSI模型的改進(jìn)算法，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這種方法能夠有效提取印章圖像。在印章修復(fù)上，本文提出了先對(duì)印章圖像做分割，再分別針對(duì)中心文字區(qū)域和印章輪廓進(jìn)行修復(fù)的方法，實(shí)驗(yàn)證明，這種方法對(duì)文字結(jié)構(gòu)的保持和圖像輪廓的復(fù)原，都能起到很好的效果。

1 基于色彩模型的圖像提取

RGB模型中彩色圖像包括紅、綠、藍(lán)三個(gè)獨(dú)立的基色平面，彩色圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)都以這三基色來(lái)表示。HIS色彩模型是利用線性變換，在RGB色彩模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來(lái)的，是更加適合于顏色分割的色彩模型。其中R、G、B分別表示RGB模型的紅色分量、綠色分量和藍(lán)色分量，H、S、I分別表示HSI模型的色度分量、飽和度分量和亮度分量。HSI色彩模型與設(shè)備沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)，它是人的視覺(jué)系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)，用色調(diào)（Hue）、飽和度（Saturation）和亮度（Intensity或Brightness）來(lái)描述色彩的。HSI 色彩模型的表示方法很簡(jiǎn)單，是由兩個(gè)底部對(duì)接的圓錐體立體模型來(lái)表示的。

影響圖像飽和度和亮度的因素有很多，主要包括掃描設(shè)備的差異、光照條件的不同，或者人為的在蓋章時(shí)用力不均勻等，因此不能夠使用對(duì)亮度和飽和度設(shè)定統(tǒng)一閾值的方式來(lái)進(jìn)行圖像的分割。應(yīng)該先利用色度將紅色印章區(qū)域區(qū)分出來(lái)，再通過(guò)原有圖像和處理后的圖像之間的差值，來(lái)得到印章的圖像區(qū)域。根據(jù)在彩色圖片中，印章區(qū)域應(yīng)該是紅色的顏色特征，在HSI 模型的色度盤(pán)上能夠很容易的得到相對(duì)應(yīng)的色度變化區(qū)域，一般在0°～20°和340°～360°，結(jié)合了余弦函數(shù)在第一、四象限的特性，即當(dāng)0.94

2 印章分割

印章的輪廓線和其內(nèi)部都有可能會(huì)存在缺損，因此對(duì)應(yīng)印章的輪廓和它內(nèi)部文字的特征，印章的輪廓線較粗，內(nèi)部文字的筆畫(huà)纖細(xì)，兩者應(yīng)該使用不一樣的修復(fù)方法。所以首先要對(duì)印章進(jìn)行分割處理。本文重點(diǎn)分析的是有關(guān)圓形印章的分割，通過(guò)圓形的特征將印章的輪廓線和其內(nèi)部區(qū)域區(qū)分開(kāi)。

在印章分割中，所涉及到的有Hough變換。Hough 變換的原理如下：首先利用表決投票的方法，將參數(shù)平面設(shè)計(jì)為一個(gè)累加器陣列，以此來(lái)表示離散參數(shù)值。然后按照變換方程，由圖像平面中的邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)區(qū)計(jì)算Hough 空間中的參考點(diǎn)的可能軌跡。在一個(gè)累加器中統(tǒng)計(jì)出所有的參考點(diǎn)數(shù)，最后選出峰值即可。主要計(jì)算步驟如下：

（1）從圓上選取A、B、C三個(gè)點(diǎn)，分別構(gòu)成互不重合兩條的線段AB和BC。根據(jù)圓的幾何性質(zhì)，AB的中垂線lAB與BC的中垂線lBC必然相交于圓的中心O。設(shè)A、B、C 三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（xA，yA），（xB，yB）和（xC，yC）。

（2）計(jì)算線段AB和BC的中點(diǎn)坐標(biāo)（x1，y1） 和（x2，y2），即x1=（xA+xB）/2，x2=（xB+xC）/2，y1=（yA+yB）/2，y2=（yB+yC）/2。

（3）分別計(jì)算中垂線lab的方程和中垂線lbc的方程。

（4）根據(jù)（3）中的兩個(gè)方程分別計(jì)算出圓心坐標(biāo)（x0，y0）和半徑r。

（5）由圓周上任意三個(gè)不共線的點(diǎn)可以得出一組圓心坐標(biāo)（x0，y0）和半徑r。取圖像上N個(gè)點(diǎn)組計(jì)算得到一組圓心坐標(biāo)（x0，y0）和半徑r。來(lái)自同一個(gè)圓上的三個(gè)不共線的點(diǎn)求得的（x0，y0）和r應(yīng)該相同。出現(xiàn)次數(shù)多的（x0，y0）和r就是圖像中圓的參數(shù)。

3 印章修復(fù)

印章輪廓常常容易受到損壞，它的完整性容易受到“空穴”的影響，“空穴”形成的因素是多方面的。其中很可能是蓋章的時(shí)候力度不均勻，或者是印章的輪廓被其上的圖案或者文字所覆蓋而受到影響。修復(fù)方法如下：先利用膨脹算法對(duì)二值物體的邊緣進(jìn)行擴(kuò)充，從而填補(bǔ)了物體內(nèi)部的空洞；然后再利用腐蝕算法使物體的邊界點(diǎn)向內(nèi)部收縮。通過(guò)閉運(yùn)算所得到的印章輪廓，會(huì)消除掉“空穴”的不良影響，并且可以保持印章本來(lái)輪廓的大小不發(fā)生改變，從而可以起到很好的理想的修復(fù)效果。

在修復(fù)中所涉及到的中值濾波是一種對(duì)點(diǎn)狀噪聲和干擾脈沖有良好的抑制作用，而對(duì)圖像邊緣能較好保持的非線性圖像增強(qiáng)技術(shù)。經(jīng)過(guò)很多學(xué)者所做的實(shí)驗(yàn)可以得到以下結(jié)論：采用3×3十字窗口的中值濾波方法，不但可以有效地消除噪聲而且還會(huì)保留印章細(xì)節(jié)中含有點(diǎn)和線的細(xì)部特征。

4 結(jié)語(yǔ)

由于印章在當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的應(yīng)用日益的廣泛和重要，因此本文根據(jù)RGB和HIS兩種色彩模型，提出并分析了一種能夠有效提取印章的新方法，用來(lái)提取圖像中的紅色印章，并去除背景噪聲有著很好的作用；在印章修復(fù)方面，采取了先分割后修復(fù)的方法，設(shè)計(jì)了先提起印章輪廓，再分別修復(fù)的方案。實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的印章提取方法修復(fù)方案，能夠使得到的印章圖像噪聲干擾小且質(zhì)量高，對(duì)后期的印章識(shí)別很有效。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉重慶，曾東武，王福東.在印鑒識(shí)別中的配準(zhǔn)方法[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，（09）

[2]楊峰，周洪利.印鑒自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中模式識(shí)別方法的研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專(zhuān)業(yè)版），2003，（01）

[3]梅天燦，秦前清，鐘永正.基于自適應(yīng)特征提取的印鑒自動(dòng)識(shí)別方法[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，（24）

[4]張栗，劉瑞芹，張鳳元.印鑒識(shí)別中印章的提取和修復(fù)問(wèn)題研究[J].中國(guó)科技信息，2008，（17）

[5]魏西，薛玉玲.圓形印鑒自動(dòng)識(shí)別方法研究[J].無(wú)線電工程，2012，（10）