一種真假印章識(shí)別裝置及其方法
【專(zhuān)利摘要】一種真假印章識(shí)別裝置及其方法，涉及印章識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明的目的在于提供一種遠(yuǎn)程真假印章識(shí)別裝置及其方法，客戶(hù)端采集印章圖案，印章編號(hào)，并上傳給服務(wù)器；服務(wù)器根據(jù)印章編號(hào)查找出印章的留底圖像，然后系統(tǒng)進(jìn)入識(shí)別階段，識(shí)別階段包括印文提取、印文配準(zhǔn)和真假判別；印文提取，通過(guò)使用PCNN燃燒的技術(shù)提取印文，接著采用快速行進(jìn)修復(fù)算法對(duì)提取的印文進(jìn)行修復(fù)；印文配準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)提取的印文旋轉(zhuǎn)和變形，將提取印文的空間位置關(guān)系調(diào)整到和留底印文相匹配；真假判別，真假判別是將配準(zhǔn)后的印文與留底印文比較，通過(guò)分塊技術(shù)計(jì)算兩幅圖像的差異度，根據(jù)設(shè)定的閾值，判斷印章真假。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種真假印章識(shí)別裝置及其方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一套移動(dòng)設(shè)備和服務(wù)器模式的印章識(shí)別系統(tǒng)，依托于公安部門(mén)的印章數(shù)據(jù)，能準(zhǔn)確識(shí)別印章真?zhèn)?，具體提供了一種真假印章識(shí)別裝置及其方法。
技術(shù)背景
[0002]目前，我國(guó)在印章管理、印章防偽以及印章識(shí)別等方面技術(shù)還不是很成熟，在巨大經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下，犯罪分子大肆偽造各級(jí)行政機(jī)關(guān)、執(zhí)法部門(mén)，金融機(jī)構(gòu)以及企事業(yè)單位和法人的印章，給國(guó)家、集體和個(gè)人造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)社會(huì)公共安全構(gòu)成了嚴(yán)重危害，極大地破壞了社會(huì)公信力。
[0003]關(guān)于印章識(shí)別技術(shù)，雖然在學(xué)術(shù)上有人研究，但并沒(méi)有投入具體應(yīng)用，而且學(xué)術(shù)上的研究?jī)?nèi)容基本局限于傳統(tǒng)圖像處理方法，實(shí)際應(yīng)用效果并不是很好，處理效率較低。同時(shí)，學(xué)術(shù)上的方法 并沒(méi)有針對(duì)印章原件和復(fù)印件進(jìn)行單獨(dú)考慮，應(yīng)用范圍有限。我們?cè)趥鹘y(tǒng)圖像處理方法的基礎(chǔ)上加入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的圖像處理能力，使算法整體表現(xiàn)更穩(wěn)定，高效。通過(guò)本項(xiàng)目的研究，從識(shí)別技術(shù)層面提高印章偽造難度，為打擊偽造印章犯罪提供有效的技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種真假印章識(shí)別裝置及其方法。
[0005]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供了一種真假印章識(shí)別裝置，其特征在于包括:
[0007]客戶(hù)端:采集印章圖案，印章編號(hào)，并上傳給服務(wù)器；
[0008]服務(wù)器:對(duì)客戶(hù)端上傳的印章圖案信息解碼，然后根據(jù)印章編號(hào)查找出印章的留底圖像，系統(tǒng)進(jìn)入識(shí)別階段，識(shí)別階段通過(guò)印文提取裝置、印文配準(zhǔn)裝置和真假判別裝置實(shí)現(xiàn)；
[0009]印文提取裝置，使用PCNN燃燒的技術(shù)對(duì)印文進(jìn)行提取得到印文信息，采用快速行進(jìn)的修復(fù)算法(簡(jiǎn)稱(chēng)FMM)對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，得到完整的印文信息；
[0010]印文配準(zhǔn)裝置，將提取到的印文和留底印文進(jìn)行配準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)提取的印文旋轉(zhuǎn)和變形，將提取印文的空間位置關(guān)系調(diào)整到和留底印文相匹配；
[0011]真假判別裝置，真假判別是將配準(zhǔn)后的印文與原始印文比較，通過(guò)分塊技術(shù)計(jì)算兩幅圖像的差異度，根據(jù)設(shè)定的閾值，判斷印章真假。
[0012]上述技術(shù)方案，印文提取裝置中使用PCNN燃燒的技術(shù)對(duì)印文進(jìn)行提取得到印文信息具體包括以下步驟，
[0013]2a、利用PCNN燃燒技術(shù)提取印章外框骨架，
[0014]提取成功，即骨架閉合且大小在合理范圍，就根據(jù)提取的骨架生成印章外框輪廓，再利用輪廓上的顏色信息確定印文的顏色范圍，按顏色范圍提取，最后只選取印章外框輪廓界定范圍內(nèi)的印文；[0015]提取失敗，輸入圖像是彩色圖像，根據(jù)HSI顏色模型確定的顏色范圍提取印文；是灰度圖像，采用大津法閾值分割和灰度范圍結(jié)合的方法提取印文；
[0016]2b、將待識(shí)別圖像上的背景和提取出的印文兩者之外的部分作為印章印文的污染，采用快速行進(jìn)的修復(fù)算法(簡(jiǎn)稱(chēng)FMM)對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，得到完整的印文信
肩、O
[0017]上述技術(shù)方案，印文配準(zhǔn)裝置,采用Low-Rank和SURF特征的印章圖像配準(zhǔn)方法包括:
[0018]步驟3a、首先是計(jì)算出待識(shí)別印文和留底印文的SURF特征點(diǎn)，確定每個(gè)特征點(diǎn)的描述算子；
[0019]步驟3b、對(duì)這些SURF特征點(diǎn)之間計(jì)算平方和距離進(jìn)行快速初始匹配，得到兩個(gè)匹配矩陣，然后使用Low-Rank方法求出這兩個(gè)匹配矩陣之間的轉(zhuǎn)換矩陣；
[0020]步驟3c、根據(jù)轉(zhuǎn)換矩陣轉(zhuǎn)換待識(shí)別印文，求得待識(shí)別印文的配準(zhǔn)圖像。
[0021]上述技術(shù)方案，真假判別裝置，采用分塊技術(shù)，分別計(jì)算每一小塊的差異度，選取其中差異度較大的塊的差異度平均值作為印章真假的判別標(biāo)準(zhǔn)。
[0022]上述技術(shù)方案，圖像平分為8X8的小塊，取前20塊差異度最大的塊。
[0023]本發(fā)明還提供了一種真假印章識(shí)別方法，其特征在于:
[0024]步驟1、印文提取，使用PCNN燃燒的技術(shù)對(duì)印文進(jìn)行提取得到印文信息；采用快速行進(jìn)的修復(fù)算法(簡(jiǎn)稱(chēng)FMM)對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，得到完整的印文信息；
[0025]步驟2、印文配準(zhǔn)，將提取到的印文和留底印文進(jìn)行配準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)提取的印文旋轉(zhuǎn)和變形，將提取印文的空間位置關(guān)系調(diào)整到和留底印文相匹配；
[0026]步驟3、真假判別，將配準(zhǔn)后的印文與原始印文比較，通過(guò)分塊技術(shù)計(jì)算兩幅圖像的差異度，根據(jù)設(shè)定的閾值，判斷印章真假。
[0027]上述技術(shù)方案，步驟I中使用PCNN燃燒的技術(shù)對(duì)印文進(jìn)行提取得到印文信息具體包括以下步驟:
[0028]利用PCNN燃燒技術(shù)提取印章外框骨架，
[0029]提取成功，即骨架閉合且大小在合理范圍，就根據(jù)提取的骨架生成印章外框輪廓，再利用輪廓上的顏色信息確定印文的顏色范圍，按顏色范圍提取印文，最后只選取印章外框輪廓界定范圍內(nèi)的印文；
[0030]提取失敗，輸入圖像是彩色圖像，就根據(jù)HSI顏色模型確定的顏色范圍提取印文；是灰度圖像，就采用大津法閾值分割和灰度范圍結(jié)合的方法提取印文；
[0031]最后，將待識(shí)別圖像上的背景和提取出的印文兩者之外的部分作為印章印文的污染，采用快速行進(jìn)的修復(fù)算法(簡(jiǎn)稱(chēng)FMM)對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)過(guò)以上處理就提取出完整的印文信息。
[0032]上述技術(shù)方案，步驟2中采用Low-Rank和SURF特征的印章圖像配準(zhǔn)方法包括以下步驟，
[0033]步驟8a、計(jì)算出待識(shí)別印文和留底印文的SURF特征點(diǎn)，確定每個(gè)特征點(diǎn)的描述算子;
[0034]步驟Sb、對(duì)這些SURF特征點(diǎn)之間計(jì)算平方和距離進(jìn)行快速初始匹配，得到兩個(gè)匹配矩陣，然后使用Low-Rank方法求出這兩個(gè)匹配矩陣之間的轉(zhuǎn)換矩陣；[0035]步驟Sc、根據(jù)轉(zhuǎn)換矩陣轉(zhuǎn)換待識(shí)別印文，便求得了待識(shí)別印文的配準(zhǔn)圖像。
[0036]上述技術(shù)方案，步驟3中真假判別采用分塊技術(shù)，分別計(jì)算每一小塊的差異度，選取其中差異度較大的塊的差異度平均值作為印章真假的判別標(biāo)準(zhǔn)。
[0037]上述技術(shù)方案，圖像平分為8X8的小塊，取前20塊差異度最大的塊。
[0038]本發(fā)明因?yàn)椴捎靡陨霞夹g(shù)方案，所以具備以下有益效果:
[0039](I)本發(fā)明客戶(hù)端采用手機(jī)APP方式，顛覆了傳統(tǒng)PC版本的印章識(shí)別系統(tǒng)，手機(jī)APP使該系統(tǒng)走向廣大群眾，擁有更為廣闊的市場(chǎng)；
[0040](2)該系統(tǒng)高效穩(wěn)定，提高了用戶(hù)交易、合同簽訂的效率；
[0041](3)識(shí)別率高，保障了客戶(hù)交易的安全性；
[0042](4)通過(guò)對(duì)蓋有印章的原件和復(fù)印件制定兩套不同印文提取方案，不僅實(shí)現(xiàn)了文件原件上的印章識(shí)別，還能精準(zhǔn)識(shí)別復(fù)印件的印章；
[0043](5)本系統(tǒng)移動(dòng)端采用了 MVC的設(shè)計(jì)模式，系統(tǒng)架構(gòu)合理，界面美觀大方，易學(xué)易用，適用于各種條件和場(chǎng)所?？蛻?hù)端和服務(wù)器端通信均采用S0AP+JS0N協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，不用擔(dān)心數(shù)據(jù)被不法份子竊取。服務(wù)器端對(duì)客服端請(qǐng)求采用高度的并行化處理，系統(tǒng)處理速度快，反應(yīng)迅速。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1為本發(fā)明的操作流程圖；
[0045]圖2為PCNN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，左邊是一幅二值圖像，右邊是與其對(duì)應(yīng)的脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PCNN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0046]圖3為PCNN中單個(gè)神經(jīng)元模型。
【具體實(shí)施方式】
[0047]本發(fā)明為了能夠提供一種安全有效的印章真假識(shí)別系統(tǒng)，其工作流程如圖1所示分為:1、用戶(hù)使用手機(jī)拍攝印章圖片；2、輸入印章上面的13位印章編號(hào)；3、系統(tǒng)進(jìn)行印章識(shí)別；4、用戶(hù)查看返回的識(shí)別結(jié)果。
[0048]我們分別實(shí)現(xiàn)了如下的客戶(hù)端和服務(wù)器端功能。首先，用戶(hù)使用客戶(hù)端完成對(duì)合同，票據(jù)等上面的印章圖案拍照，選取感興趣部分，再讓用戶(hù)填上印章編號(hào)，客戶(hù)端將這些信息通過(guò)S0AP+JS0N協(xié)議編碼后上傳服務(wù)器。服務(wù)器端接收到客戶(hù)端上傳的圖像和印章編號(hào)信息，先對(duì)這些信息解碼，然后根據(jù)印章編號(hào)查找出印章的留底圖像。完成這些準(zhǔn)備工作后，系統(tǒng)進(jìn)入正式識(shí)別階段。
[0049]這個(gè)階段主要由三個(gè)步驟構(gòu)成，依次是印文提取，印文匹配以及真假判別。印文提取主要使用了基于脈沖稱(chēng)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PCNN-Pulse Coupled Neural Network)的燃燒技術(shù)和Telea提出的快速行進(jìn)修復(fù)算法；印文配準(zhǔn)主要是通過(guò)計(jì)算SURF特征點(diǎn)求得待識(shí)別圖像到留底圖像的轉(zhuǎn)換矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)配準(zhǔn)；真假判別時(shí)，將配準(zhǔn)圖像和留底圖像進(jìn)行分塊，分別計(jì)算差異值，最后綜合計(jì)算結(jié)果，判斷印章真假。
[0050]服務(wù)器端完成印章識(shí)別任務(wù)后，會(huì)將結(jié)果按S0AP+JS0N協(xié)議編碼發(fā)送到客戶(hù)端，客戶(hù)端解碼并顯示識(shí)別結(jié)果。這樣就完成了識(shí)別任務(wù)的一次正確流程。
[0051]印章識(shí)別具體步驟:[0052]第一步是印文提取。印文提取是提取出用戶(hù)上傳圖像中的印文信息，去除印文之外的干擾信息。在這一步中，我們主要使用了 PCNN燃燒的技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)印文的提取。開(kāi)始階段，我們對(duì)圖像進(jìn)行一些預(yù)處理，如圖像平滑，縮放等。然后我們利用PCNN燃燒技術(shù)提取印章外框骨架，如果提取成功(骨架閉合且大小在合理范圍)，就根據(jù)提取的骨架生成印章外框輪廓，再利用輪廓上的顏色信息確定印文的顏色范圍，按顏色范圍提取，最后只選取印章外框輪廓界定范圍內(nèi)的印文；如果骨架提取失敗，輸入圖像是彩色圖像，就根據(jù)HSI顏色模型確定的顏色范圍提取印文；是灰度圖像，就采用大津法閾值分割和灰度范圍結(jié)合的方法提取印文。最后，我們將待識(shí)別圖像上的背景和提取出的印文之外的部分作為印章印文的污染，采用由Telea于2004年提出的基于快速行進(jìn)的修復(fù)算法(簡(jiǎn)稱(chēng)FMM)對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)過(guò)以上處理就提取出了比較完整的印文信息。
[0053]圖3中I。表示來(lái)自外部環(huán)境的輸入，Yk(l≤k≤4)表示神經(jīng)元鄰接神經(jīng)元的輸入。Fu和Lu分別表示饋送輸入和鏈接輸入，在本模型中饋送輸入F。在數(shù)值上等于外部環(huán)境輸入Iu，鏈接輸入U(xiǎn)j是鄰接神經(jīng)元輸出的和。在調(diào)制區(qū)域，內(nèi)部行為Ui,j是由如下公式計(jì)算的，
[0054]Ui； j = Fi； j (1+ β i； jLi； j)，β i，j 表不鏈接強(qiáng)度
[0055]通過(guò)下面的函數(shù)計(jì)算
[0056]
【權(quán)利要求】
1.一種真假印章識(shí)別裝置，其特征在于包括: 客戶(hù)端:采集印章圖案，印章編號(hào)，并上傳給服務(wù)器； 服務(wù)器:對(duì)客戶(hù)端上傳的印章圖案信息解碼，然后根據(jù)印章編號(hào)查找出印章的留底圖像，系統(tǒng)進(jìn)入識(shí)別階段，識(shí)別階段通過(guò)印文提取裝置、印文配準(zhǔn)裝置和真假判別裝置實(shí)現(xiàn)；印文提取裝置，使用PCNN燃燒的技術(shù)對(duì)印文進(jìn)行提取得到印文信息，采用快速行進(jìn)的修復(fù)算法對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，得到完整的印文信息； 印文配準(zhǔn)裝置，將提取到的印文和留底印文進(jìn)行配準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)提取的印文旋轉(zhuǎn)和變形，將提取印文的空間位置關(guān)系調(diào)整到和留底印文相匹配； 真假判別裝置，真假判別是將配準(zhǔn)后的印文與原始印文比較，通過(guò)分塊技術(shù)計(jì)算兩幅圖像的差異度，根據(jù)設(shè)定的閾值，判斷印章真假。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真假印章識(shí)別裝置，其特征在于:印文提取裝置中使用PCNN燃燒的技術(shù)對(duì)印文進(jìn)行提取得到印文信息，具體包括以下步驟， 2a、利用PCNN燃燒技術(shù)提取印章外框骨架， 提取成功，即骨架閉合且大小在合理范圍，就根據(jù)提取的骨架生成印章外框輪廓，再利用輪廓上的顏色信息確定印文的顏色范圍，按顏色范圍提取，最后只選取印章外框輪廓界定范圍內(nèi)的印文； 提取失敗，輸入圖像是彩色圖像，根據(jù)HSI顏色模型確定的顏色范圍提取印文；是灰度圖像，采用大津法閾值分割和灰度范圍結(jié)合的方法提取印文； 2b、將待識(shí)別圖像上的背景和提取出的印文兩者之外的部分作為印章印文的污染，采用快速行進(jìn)的修復(fù)算法對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，得到完整的印文信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真假印章識(shí)別裝置，其特征在于: 印文配準(zhǔn)裝置，采用Low-Rank和SURF特征的印章圖像配準(zhǔn)方法，具體包括以下步驟:步驟3a、首先是計(jì)算出待識(shí)別印文和留底印文的SURF特征點(diǎn)，確定每個(gè)特征點(diǎn)的描述算子； 步驟3b、對(duì)這些SURF特征點(diǎn)之間計(jì)算平方和距離進(jìn)行快速初始匹配，得到兩個(gè)匹配矩陣，然后使用Low-Rank方法求出這兩個(gè)匹配矩陣之間的轉(zhuǎn)換矩陣； 步驟3c、根據(jù)轉(zhuǎn)換矩陣轉(zhuǎn)換待識(shí)別印文，求得待識(shí)別印文的配準(zhǔn)圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真假印章識(shí)別裝置，其特征在于: 真假判別裝置，采用分塊技術(shù)，分別計(jì)算每一小塊的差異度，選取其中差異度較大的塊的差異度平均值作為印章真假的判別標(biāo)準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種真假印章識(shí)別裝置，其特征在于:圖像平分為8X8的小塊，取前20塊差異度最大的塊。
6.一種真假印章識(shí)別方法，其特征在于: 步驟1、印文提取，使用PCNN燃燒的技術(shù)對(duì)印文進(jìn)行提取得到印文信息；采用快速行進(jìn)的修復(fù)算法對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，得到完整的印文信息； 步驟2、印文配準(zhǔn)，將提取到的印文和留底印文進(jìn)行配準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)提取的印文旋轉(zhuǎn)和變形，將提取印文的空間位置關(guān)系調(diào)整到和留底印文相匹配； 步驟3、真假判別，將配準(zhǔn)后的印文與原始印文比較，通過(guò)分塊技術(shù)計(jì)算兩幅圖像的差異度，根據(jù)設(shè)定的閾值，判斷印章真假。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種真假印章識(shí)別方法，其特征在于:步驟I中使用PCNN燃燒的技術(shù)對(duì)印文進(jìn)行提取得到印文信息，具體包括以下步驟: 利用PCNN燃燒技術(shù)提取印章外框骨架， 提取成功，即骨架閉合且大小在合理范圍，就根據(jù)提取的骨架生成印章外框輪廓，再利用輪廓上的顏色信息確定印文的顏色范圍，按顏色范圍提取印文，最后只選取印章外框輪廓界定范圍內(nèi)的印文； 提取失敗，輸入圖像是彩色圖像，就根據(jù)HSI顏色模型確定的顏色范圍提取印文；是灰度圖像，就采用大津法閾值分割和灰度范圍結(jié)合的方法提取印文； 最后，將待識(shí)別圖像上的背景和提取出的印文兩者之外的部分作為印章印文的污染，采用快速行進(jìn)的修復(fù)算法對(duì)提取的印文信息進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)過(guò)以上處理就提取出完整的印文信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種真假印章識(shí)別方法，其特征在于: 步驟2中采用Low-Rank和SURF特征的印章圖像配準(zhǔn)方法包括以下步驟， 步驟8a、計(jì)算出待識(shí)別印文和留底印文的SURF特征點(diǎn)，確定每個(gè)特征點(diǎn)的描述算子； 步驟Sb、對(duì)這些S URF特征點(diǎn)之間計(jì)算平方和距離進(jìn)行快速初始匹配，得到兩個(gè)匹配矩陣，然后使用Low-Rank方法求出這兩個(gè)匹配矩陣之間的轉(zhuǎn)換矩陣； 步驟Sc、根據(jù)轉(zhuǎn)換矩陣轉(zhuǎn)換待識(shí)別印文，求得待識(shí)別印文的配準(zhǔn)圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種真假印章識(shí)別方法，其特征在于: 步驟3中真假判別采用分塊技術(shù)，分別計(jì)算每一小塊的差異度，選取其中差異度較大的塊的差異度平均值作為印章真假的判別標(biāo)準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種真假印章識(shí)別方法，其特征在于:圖像平分為8X8的小塊，取前20塊差異度最大的塊。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK104008369SQ201410208638
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】章毅, 張海仙, 桑永勝, 王建勇, 高振濤, 陽(yáng)哲, 趙江華, 王茜 申請(qǐng)人:四川大學(xué)