基于背景密度估计的印章图像提取方法

摘要

一种基于背景密度估计的印章图像提取方法，首先对印章灰度图像用OTSU算法进行二值化，并对二值化后的图像进行去噪；其次，计算四种二值图积分图像，自适应地计算分形维数窗口尺寸，计算背景密度能量图，估计印章位置，依据真实印章大小提取印章图像，即完成算法目标；本发明方法利用密度估计的思想，创新性地对图像背景像素点密度进行估计，而不是对图像前景点密度进行估计，使印章作为低密度区域，非印章部分作为高密度区域，将待鉴定印章从简单背景中提取，作为印章配准的前处理步骤，大大提高了印章图像配准的准确率，使图像配准结果可以作为印章鉴定的依据。

主权项

一种基于背景密度估计的印章图像提取方法，作为印章图像配准的前处理方法，通过对背景像素点的密度进行估算，将印章位置作为背景像素点的低密度区域进行定位；对印章待配准图像密度的估算采用到了有关分形维数的计算方法，利用图像计盒维数的近似值来衡量背景像素点的密度；对于密度能量图分形维数窗口半径大小的选择，采用标准模板图像半长轴按一定比例放缩的大小；在计算计盒维数近似值时采用了四种不同的积分图像，通过其递推关系，使密度能量图的计算能在O(N)的时间复杂度内实现；其特征在于：其主要步骤为：首先对印章灰度图像用OTSU算法进行二值化，并对二值化后的图像进行去噪；其次，计算四种二值图积分图像，自适应地计算分形维数窗口尺寸，计算背景密度能量图，估计印章位置，依据真实印章大小提取印章图像，即完成印章图像提取方法；所述计算四种二值图积分图像的具体方法为：分别计算图像的四种积分图像；第一种图像每个像素点的值DP_SINGLE[I][J]定义为此像素点到原图左上角围成的矩形中背景点的个数；第二种图像每个像素点的值DP_DOUBLE[I][J]定义为此像素点到原图左上角围成的矩阵中相邻排列的至少包含一个背景点的2*2大小的方块的个数；第三种图像每个像素点的值DP_ROW2[I][J]定义为此像素点到相同行第一个像素点间包括第一个像素点相邻排列的至少包含一个背景点的1*2大小的方块的个数；第四种图像每个像素点的值DP_COL2[I][J]定义为此像素点到相同列第一个像素点间包括第一个像素点相邻排列的至少包含一个背景点的2*1大小的方块个数；利用动态规划递推的算法，四种积分图像都能够在O(N)的时间复杂度内求解；所述自适应地计算分形维数窗口尺寸的具体方法为：采用印章半长轴放缩预设比例作为分形维数窗口大小；所述计算背景密度能量图的具体方法为：背景密度能量图每个像素点的取值为在以此像素点为中心，具有分形维数窗口尺寸的方块上的背景点的计盒维数大小；所述计盒维数大小采用方块内背景点的个数N_single与相邻排列的至少包含一个背景点的2*2大小的方块的个数N_double的比例的以2为底的对数来近似代替；对于方块内N_single与N_double的计算，利用所述的四种积分图像能够直接在O(1)的时间复杂度内求解；最后，对图像作归一化处理，作为密度能量图的结果；所述估计印章位置的具体方法为：对背景密度能量图用OTSU二值化算法作二值化，将高密度区域作为背景，低密度区域作为前景；计算所有前景点像素坐标的平均值，以此作为对印章位置的估计。