一種計算橢圓印章傾斜角度的方法

李佳琦　崔洪巖　白金成　呂戰(zhàn)　趙偉林　佟喜峰

摘 要 印章傾斜角度計算是印章真?zhèn)舞b別中非常重要的一個步驟。本文提出了一種計算橢圓印章的旋轉角度的方法：首先通過各個像素點的各個顏色分量的差值檢測印章區(qū)域，然后通過投影計算橢圓印章的邊界和中心點坐標，最后通過四個橢圓邊界點計算橢圓印章的傾斜角度并旋轉印章，經過幾次計算傾斜角度和旋轉后，可以精確地計算出印章的傾斜角度并旋轉橢圓印章至水平方向。

關鍵詞 橢圓印章 傾斜角度 圖像旋轉

中圖分類號：TP312 文獻標識碼：A

0引言

隨著計算機技術和自動加工技術的發(fā)展，仿造的印章與真實的印章通常非常接近，這些仿造的印章會給相關部門帶來巨大的損失。因此，開發(fā)一個能夠鑒別印章真?zhèn)蔚能浖浅１匾Ｄ壳耙延幸恍┯≌抡鎮(zhèn)舞b別方法，印章真?zhèn)舞b別通常包括基于邊緣差異的方法、基于二維斜分指數交叉熵的方法、基于邊緣和模板匹配的方法等方法。已有的方法大多是針對圓形印章或長方形的，本文針對橢圓形印章提出了一種傾斜角度計算方法：在確定兩個橢圓印章的傾斜角度后，可以通過邊界對齊的方式實現印章配準。

1印章區(qū)域檢測

由于大多數印章都是紅色的，所以可以根據顏色找到印章的位置。在一個BMP圖像中，每個像素點用三個字節(jié)分別表示紅、綠、藍三種顏色的強度。如果某個像素點的顏色是純紅色，則紅色的強度值為255。但是，如果紅色的強度值為255，則不能判定該點為紅色，例如，紅、綠、藍的強度值均為255時，像素點的顏色為白色，而不是紅色。采用下面的條件判斷像素點是否為紅色：

上式中VRed、VGreen和VBlue分別為某個像素點的紅、綠、藍三種顏色的強度值，T為閾值。經檢測為紅色的像素點，把VRed、VGreen和VBlue的值均置為0，即黑色；否則把這三個值都置為255，即白色。

2印章邊界檢測與中心點檢測

雖然橢圓印章可能存在傾斜，但是由于橢圓是關于中心點對稱的，所以可以通過計算印章的上下左右邊界求得印章的中心點。如圖1所示，檢測橢圓形印章中心的主要步驟如下：

（1）在檢測出紅色區(qū)域并把它作為印章區(qū)域后，通過垂直和水平兩個方向進行投影，計算每一行和每一列內的紅色像素點個數，分別保存在數組Countx和County中。

（2）根據Countx找到紅色區(qū)域的左右邊界，假設分別為Bl和Br。

（3）根據Bl和Br計算印章的水平中心：

（4）根據County找到紅色區(qū)域的上下邊界，假設分別為Bu和Bd。

（5）根據Bu和Bd計算印章的垂直中心：

3傾斜角度計算

假設H=Bu - Bd，則不同的旋轉角度下H具有不同的值，且將印章旋轉至水平時具有最小高度值。所以，首先以1拔涓簦醞枷褡？60靶「叨卻锏階钚≈凳鋇男嵌茸魑閾苯嵌鵲墓浪闃怠S捎諦輩⑽慈〉剿械男嵌齲緣玫降那閾苯嵌然嵊幸歡ǖ奈蟛睿雜謨≌掄嫖奔穡庋奈蟛鈄鬩緣賈麓砦蟮募鸞峁K裕枰撲憔返那閾苯嵌取H繽？所示，假設LA和LE是左右邊界線，LB、LC和LD是左右邊界的四等分線，PB1和PB2是LB和橢圓的上下兩個交點，PB是PB1和PB2的中間點，PD1和PD2是LD和橢圓的上下兩個交點，PD是PD1和PD2的中間點，經過PD的水平線與LB的交點為PW，則PBPDPW構成的夾角為橢圓的傾斜角度，由于PB1和PD1關于橢圓中心非對稱，所以算得的角度有一些偏差。根據該角度旋轉印章，對旋轉后的印章重新使用該方法計算傾斜角度，再根據算得的角度旋轉印章，直至傾斜角度PBPDPW變?yōu)?。經測試發(fā)現，按此方法計算傾斜角度和旋轉印章時，傾斜角度大致按指數規(guī)律下降，再旋轉2至4次后，傾斜角度即變?yōu)?。

4結束語

本文針對橢圓印章提出了一種計算傾斜角度的算法，首先通過各個像素點的各個顏色分量的差值檢測印章區(qū)域，然后通過投影計算橢圓印章的邊界和中心點坐標，最后通過四個橢圓邊界點計算橢圓印章的傾斜角度并旋轉印章，經過幾次計算傾斜角度和旋轉后，可以精確地計算出印章的傾斜角度并旋轉橢圓印章至水平方向。經實際測試表明該方法具有較高的精度，可以用于印章真?zhèn)舞b別。

（通訊作者：佟喜峰）

基金項目：2018年黑龍江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，項目編號：201810220056。

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