基于Photoshop图像杂色背景处理的应用研究＊

2019-10-22张旭东王云峰

科技与创新 2019年19期

张旭东，王云峰

张旭东，王云峰

（甘肃政法大学公安技术学院，甘肃兰州 730070）

在刑事案件或民事案件的检验鉴定工作中，鉴定人经常会遇到所需鉴定的图像带有杂色背景，对原图像中的目标造成干扰甚至覆盖，给检验鉴定工作带来困难及不确定性等影响，如指纹、足迹、印章印文等。为此，结合检验鉴定工作实际，基于Photoshop软件对图像杂色背景的处理进行了研究与探讨，处理效果准确且稳定。

图像处理；痕迹图像；杂色背景；检验鉴定

公安机关侦查人员对于痕迹物证的拍照提取过程中，如指纹、足迹等的拍照提取，经常遇到痕迹图像带有很强的杂色背景的情况，这会对后续的检验鉴定工作造成影响[1]。而在日常的检验鉴定中所遇到的印章印文常会被书写的文字、捺印的指纹干扰甚至覆盖，亦会对检验鉴定造成影响。针对图像杂色背景处理的相关研究早已有之。高树辉等使用Image—pro Plus软件进行了增强指纹与杂色背景间反差的实验，成功将捺印在纸币上的模糊指纹显现，但由于图像中噪声强度等差异，造成实验结果并不稳定[2]。刘鋆等利用Photoshop软件中RGB通道命令调整的方法增强了熏显现指纹与背景的反差，但必须进行熏显指纹的提取且保证指纹的质量较好[3]。针对公安机关基层侦查人员与司法鉴定人员使用图像处理软件对图像杂色背景处理遇到的实际问题，文章基于Photoshop软件，对案件侦查与检验鉴定实际工作中常见的带有杂色背景的指纹与印章印文图像，应用lab模式通道、抠图及黑白图层调整等方法进行处理，经实验验证其处理效果准确且稳定。

1 Photoshop图像杂色背景处理的功能及基本原理

图像当中若存在杂色背景会使图像当中的目标物体难以辨认，而解决此问题的常用方法是增强目标物与杂色背景的反差或将目标物与杂色背景分离。使用Photoshop软件中的Lab模式通道隐藏、抠图和黑白图层调整等功能，可对带有杂色背景的图像进行处理。Lab颜色模式包括一个明度通道（L）与两个色彩通道（A、B）。明度通道（L）调整图像的明暗程度，而明暗程度的两极分别为黑色和白色[4]。在对印章、印文的检验鉴定中，常遇到红色印章或印文被黑色字迹遮盖或影响的情况。如果在此情况下隐藏明度通道，实际上是将图像中黑色与白色隐藏，而不隐藏其他色彩，可成功将印章或印文突显出来。抠图即把所需处理的图片里清晰边缘的目标人或物选取出来，然后剥离图像的“背景”与“前景”，使其成为独立的图层。使用此方法可以将边缘清晰、反差较大的目标物体从杂色背景中剥离出来，以达到检验鉴定的标准[5]。黑白图层调整是将原图创建为黑白图层，原图显示为黑白模式，但在设置面板当中依旧可对其原始颜色进行调整，通过调节原图颜色的数值可增强或减弱某些颜色区域的明暗程度达到增强图像中目标物与背景的反差的效果。

2 实验验证

2.1 实验准备及环境

实验样本分别为带有黑色手写或打印字迹干扰背景的红色印章图像、带有黑色字迹及其他颜色印文干扰背景的红色印章图像、在人民币上捺印有红色指纹的图像。以上样本每组各10张，均为JPEG格式，图像像素大小均为600×400。

实验软硬件环境为能够运行Photoshop CS5及以上版本的计算机1台。

2.2 一类印章杂色背景处理的方法及步骤

2.2.1 Lab模式通道隐藏法

在Photoshop软件中选取需要处理的图像，如图1所示。选择右下角“图层”选项，右键单击“背景”选项，复制图层后在“背景-副本”上进行下一步操作。之后在上方菜单栏“图像/模式”中，把原图转变为Lab颜色模式。在右下方“通道”面板中单击“明度”通道前的选框，将其隐藏，便可将图片杂色背景消除，处理后的图像效果如图2所示。

图1中印章部分被黑色文字所覆盖，这在检验鉴定中会对印章文字的识别以及印章真伪的鉴定均产生较为严重的影响。而通过Lab模式下隐藏明度通道的处理，黑色文字就会被去除，只留下红色的印章，使其符合对印章的检验鉴定条件。不足之处是随着背景的灰度加深，印章与背景的反差相较于原图略微减小。

2.2.2 抠图法

在Photoshop软件中选取需要处理的图像，如图3所示。点击“图层”选项，右键单击“背景”选项，复制图层后在“背景-副本”上进行下一步操作。建立一个空白背景图层，其画面大小与需处理的痕迹图像相等。在工具栏中点击选取“魔棒工具”，右键单击选择“色彩范围”选项，在弹出的操作框中，用吸管选取要分离的目标图像，调整色彩容差，直到预览框中的目标图像完整且无杂色背景后点击“确定”。点击工具栏“移动工具”选项，将分离出的目标图像拖入新建的空白背景图层，图像便分离成功，处理后的图像效果如图4所示。图3中红色印章部分被蓝色印文以及黑色字迹所干扰，在检验鉴定中对于印章文字的识别以及印章真伪的鉴定均产生了一定程度的影响。利用抠图的方法进行处理后，红色印章部分被完整剥离出来，达到了检验鉴定的要求。不足之处在于，因为色彩容差的原因，有一定概率会将浅淡的黑色字迹一同剥离出来。

图1 原图像

图2 处理后的图像

图3 原图像

图4 处理后的图像

2.2.3 黑白图层调整法

在Photoshop软件中选取需要处理的图像，如图5所示。点击“图层”选项，右键单击“背景”选项，复制图层后在“背景-副本”上进行下一步操作。在菜单栏选择“图像/调整/黑白”选项，在弹出的窗口中，根据所处理的图像具体特点，对窗口中各类颜色选项进行数值调整，以达到增强图像中目标物体、削弱杂色背景的目的。在编辑过程中，需要将红色数值调整至﹣150%，将黄色、绿色、青色、蓝色数值均调整至300%，将洋红色数值调整至50%，处理后的图像效果如图6所示。图5中，三枚红色指纹被蓝色纸币的图案影响，尤其是第一、二枚指纹因为背景颜色较深，受到的影响尤为严重，几乎无法判别纹线特点。利用黑白图层调整法，减弱了图片中指纹的颜色亮度，增强了背景花纹的颜色亮度，使指纹与背景图案的反差增强，原图中被遮盖的指纹得以较为清晰地显现，达到检验鉴定的要求。在实际操作中，因为每幅图像特点不同，所以对各类颜色数值的调整范围并不固定，通常情况下，应将与目标物体颜色相同或相近的颜色数值调低，与杂色背景颜色相同或相近的颜色数值调高。

3 总结

本文在介绍Photoshop软件处理图像杂色背景常见的三种方法基础上，针对不同情况的杂色背景图像，应用Photoshop软件进行不同情况下的分类处理，经过大量实验验证，对这几类的杂色背景图像的处理均取得了较为理想的效果，操作简便快捷且效果准确而稳定。通过实验比对发现，Lab模式通道隐藏法与抠图法适用于与杂色背景相差较大且颜色较为单一的痕迹图像，如印章印文、指纹图像等。其中Lab模式通道隐藏法对于大多数被黑色文字或花纹覆盖的印章印文的处理效果都较为理想，而抠图法对于杂色图像的完整度与边缘清晰度要求较高，如果用于边缘较为模糊或完整性较差的痕迹图像，容易丢失图像细节或与原图产生色彩差异。而黑白图层调整法适用于与背景颜色差别较大的指纹图像、足迹图像与印章印文图像等。综上所述，应用Photoshop图像处理软件，针对不同杂色背景图像，结合工作实际及经验，采用不同的杂色背景图像处理方法，保证处理效果准确而稳定，操作又简便快捷，且能取得较为理想的效果，解决公安机关基层侦查人员与司法鉴定人员在检验鉴定工作中的实际困难。同时，也说明该软件在刑事侦查与检验鉴定的实际工作中具有较高的应用价值，若基层侦查人员与检验鉴定人员熟练应用该软件，将对检验鉴定结果的准确和稳定以及检验鉴定相关工作带来有益帮助。