一种计算椭圆印章倾斜角度的方法

李佳琦　崔洪岩　白金成　吕战　赵伟林　佟喜峰

摘 要 印章倾斜角度计算是印章真伪鉴别中非常重要的一个步骤。本文提出了一种计算椭圆印章的旋转角度的方法：首先通过各个像素点的各个颜色分量的差值检测印章区域，然后通过投影计算椭圆印章的边界和中心点坐标，最后通过四个椭圆边界点计算椭圆印章的倾斜角度并旋转印章，经过几次计算倾斜角度和旋转后，可以精确地计算出印章的倾斜角度并旋转椭圆印章至水平方向。

关键词 椭圆印章 倾斜角度 图像旋转

中图分类号：TP312 文献标识码：A

0引言

随着计算机技术和自动加工技术的发展，仿造的印章与真实的印章通常非常接近，这些仿造的印章会给相关部门带来巨大的损失。因此，开发一个能够鉴别印章真伪的软件非常必要。目前已有一些印章真伪鉴别方法，印章真伪鉴别通常包括基于边缘差异的方法、基于二维斜分指数交叉熵的方法、基于边缘和模板匹配的方法等方法。已有的方法大多是针对圆形印章或长方形的，本文针对椭圆形印章提出了一种倾斜角度计算方法：在确定两个椭圆印章的倾斜角度后，可以通过边界对齐的方式实现印章配准。

1印章区域检测

由于大多数印章都是红色的，所以可以根据颜色找到印章的位置。在一个BMP图像中，每个像素点用三个字节分别表示红、绿、蓝三种颜色的强度。如果某个像素点的颜色是纯红色，则红色的强度值为255。但是，如果红色的强度值为255，则不能判定该点为红色，例如，红、绿、蓝的强度值均为255时，像素点的颜色为白色，而不是红色。采用下面的条件判断像素点是否为红色：

上式中VRed、VGreen和VBlue分别为某个像素点的红、绿、蓝三种颜色的强度值，T为阈值。经检测为红色的像素点，把VRed、VGreen和VBlue的值均置为0，即黑色；否则把这三个值都置为255，即白色。

2印章边界检测与中心点检测

虽然椭圆印章可能存在倾斜，但是由于椭圆是关于中心点对称的，所以可以通过计算印章的上下左右边界求得印章的中心点。如圖1所示，检测椭圆形印章中心的主要步骤如下：

（1）在检测出红色区域并把它作为印章区域后，通过垂直和水平两个方向进行投影，计算每一行和每一列内的红色像素点个数，分别保存在数组Countx和County中。

（2）根据Countx找到红色区域的左右边界，假设分别为Bl和Br。

（3）根据Bl和Br计算印章的水平中心：

（4）根据County找到红色区域的上下边界，假设分别为Bu和Bd。

（5）根据Bu和Bd计算印章的垂直中心：

3倾斜角度计算

假设H=Bu - Bd，则不同的旋转角度下H具有不同的值，且将印章旋转至水平时具有最小高度值。所以，首先以1拔涓簦酝枷褡？60靶「叨却锏阶钚≈凳钡男嵌茸魑阈苯嵌鹊墓浪阒怠S捎谛辈⑽慈〉剿械男嵌龋缘玫降那阈苯嵌然嵊幸欢ǖ奈蟛睿杂谟≌抡嫖奔穑庋奈蟛钭阋缘贾麓砦蟮募鸾峁K裕枰扑憔返那阈苯嵌取H缤？所示，假设LA和LE是左右边界线，LB、LC和LD是左右边界的四等分线，PB1和PB2是LB和椭圆的上下两个交点，PB是PB1和PB2的中间点，PD1和PD2是LD和椭圆的上下两个交点，PD是PD1和PD2的中间点，经过PD的水平线与LB的交点为PW，则PBPDPW构成的夹角为椭圆的倾斜角度，由于PB1和PD1关于椭圆中心非对称，所以算得的角度有一些偏差。根据该角度旋转印章，对旋转后的印章重新使用该方法计算倾斜角度，再根据算得的角度旋转印章，直至倾斜角度PBPDPW变为0。经测试发现，按此方法计算倾斜角度和旋转印章时，倾斜角度大致按指数规律下降，再旋转2至4次后，倾斜角度即变为0。

4结束语

本文针对椭圆印章提出了一种计算倾斜角度的算法，首先通过各个像素点的各个颜色分量的差值检测印章区域，然后通过投影计算椭圆印章的边界和中心点坐标，最后通过四个椭圆边界点计算椭圆印章的倾斜角度并旋转印章，经过几次计算倾斜角度和旋转后，可以精确地计算出印章的倾斜角度并旋转椭圆印章至水平方向。经实际测试表明该方法具有较高的精度，可以用于印章真伪鉴别。

（通讯作者：佟喜峰）

基金项目：2018年黑龙江省大学生创新创业训练计划项目，项目编号：201810220056。

参考文献

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