一种信息印章印文唯一性特征提取的方法技术

本发明专利技术提出一种印文唯一性特征提取的方法，使得来自同一印章的印文也能够被分辨。该方法包括以下步骤：(1)印文图像采集：通过图像获取设备得到印文图像，将模拟信号采样量化后，以矩阵形式存储图像数据，生成方向数组；(2)印文图像预处理：对生成的方向数组图像进行预处理，消除局部噪声干扰，使印痕图像清晰、边缘明显；(3)加密特征点信息提取：根据图像中加密特征点所处的位置、尺寸、灰度占比和占空比这四个要素，判别有效特征点，其中所述占空比表征渗印程度；提取有效特征点的细节特征参数，即这四个要素的值，构造二维特征码矩阵，即为该印文的唯一性特征。

【技术实现步骤摘要】
一种信息印章印文唯一性特征提取的方法
本专利技术涉及一种信息印章的特征提取方法。
技术介绍
印文：不特别说明时特指物理印章使用印泥盖戳形成在信息承载体(例如纸张)上的印章文字和图形信息“痕迹”。中国专利ZL20112008576.7(带有编码信息的印章)公开了一种新型物理印章，我们称之为信息印章，即在印章面上的印文图案包括传统标识文字和设定的体现图形编码信息的图案(在印章本体工作面的外框设置有环形编码区)。在印章使用印泥在承载体上盖戳显示出传统标识文字和体现图形编码信息的图案。扫描获取这些图形编码信息可与权益人通过网络建立联系，以表达权益人的真实意愿。专利申请CN201410692609X(基于网络通讯和图像识别的印章认证信息处理系统)给出了该信息印章的应用方案，专利申请CN2014108092073(一种信息印章及其印文图像信息处理方法)给出了优化的信息提取和识别方法。随着计算机技术的发展，信息印章也可能会被根据印文轻易地翻刻印章，真伪难辨。因此，专利申请CN2016108740484(一种加密的信息印章及其加密方法)对此类印章进行了防伪设计。不过，对于盖章文件有效性的确认，不论是常规的物理印章还是上述信息印章，仅仅确认盖印为真，有时也是不够的。比如，以授权书为例，如果他人非法获取印章在授权书上盖印，那么虽然盖印为真(而不是仿造的)，但显然是无效的。再如，授权人被误导，在违背其主观意愿的情况下多盖了一份授权书，那么这一份授权书也应该是无效的。在软件开发
，为了确保软件下载的软件没有被人修改过或在下载中被破坏，目前可以通过文件指纹验证(MD5)技术进行确认，即通过某种算法，对文件数据信息进行校验运算，得出了一个32位的十六进制数(校验和)。由于原来的信息只要有稍许改动，通过md5运算后，结果都会有很大的改变，从而能够保证文件数据的完整性和安全性。对于信息印章，如果简单借鉴上述文件指纹验证(MD5)技术，则通常的考虑或许就是在信息印章的编码区中增加单独的校验码(图形编码)，在获得印文的电子图片信息后解析得到校验信息。但显然，这种方案仍然没有从根本上解决盖章文件有效性确认的问题。
技术实现思路
本专利技术基于加密信息印章，提出一种印文唯一性特征提取的方法，使得来自同一印章的印文也能够被分辨。在此基础上，本专利技术能够实现盖章文件有效性的快速确认。本专利技术的专利技术构思是：根据痕迹学方面的原理，印章在盖印过程中，由于力度、角度、材质、以及盖印背景等差异，会形成微观上印痕的随机差异，其道理类似于“世界上不存在完全相同的两个脚印”。即正常的盖印操作，每一次得到的印文都与其他印文存在细微的差别。依赖印章设计的唯一性和印痕的随机性，我们通过扫描盖印图像，提取每次盖章所形成的“唯一性”印痕特征，把印痕特征(以下称之为：印文指纹)同盖印文件对应起来，建立盖印文件的“指纹”档案，从而用“印文指纹”标识印文以及盖印文件的唯一性。本专利技术基于专利申请CN2016108740484(一种加密的信息印章及其加密方法)提出的加密信息印章，运用痕迹学技术对印文图像进行印文指纹特征信息的提取，使得印文指纹与印文之间形成唯一的对应关系。本专利技术的技术方案具体如下：一种信息印章印文唯一性特征提取的方法，印文来自以上加密信息印章的盖印，该方法包括以下步骤：(1)印文图像采集；通过图像获取设备得到印文图像，将模拟信号采样量化后，以矩阵形式存储图像数据，生成方向数组；(2)印文图像预处理；对生成的方向数组图像进行预处理，消除局部噪声干扰，使印痕图像清晰、边缘明显；(3)加密特征点信息提取；根据图像中加密特征点所处的位置、尺寸、灰度占比和占空比这四个要素，判别有效特征点，其中所述占空比表征渗印程度；提取有效特征点的细节特征参数，即这四个要素的值，构造二维特征码矩阵，即为该印文的唯一性特征。在以上方案的基础上，本专利技术进一步作了以下优化：步骤(3)在判别有效特征点之前，先进行以下具体步骤：3.1)加密点区域检测通过检测图像的灰度变化量，界定加密特征点所在的区域以及各加密特征点的角度位置；3.2)加密点投影分割以印章图像的圆心作为投影点，向外进行射线投影，投影角度从0度开始，至360度截止，采样形成灰度投影带，然后计算得出加密特征点在灰度投影带中的位置，依据这个位置进行加密点区域切割，形成序列加密点图像；3.3)加密点拟合及插值处理采用最小二乘法拟合来寻找加密特征点的轮廓，并通过双线性插值算法补偿拟合点像素，得到连续连续平滑的特征点边界轮廓。所述细节特征参数：位置为有效特征点中心位置在印痕圆周上的角度坐标；灰度占比为有效特征点拟合区域内所有灰度值分布占比；尺寸为特征点在印痕环形区域的面积占比；渗印程度采用梯度的统计特征，梯度值越高，代表渗印程度低，图像越清晰，反之渗印程度越高。步骤3.1)加密点区域检测，采用Canny算法。步骤3.1)加密点区域检测，具体为：首先将预处理后的图像数据进行高斯滤波：fs(x，y)＝f(x，y)*G(x，y)f(x,y)表示预处理后的图像数据，G(x,y)表示二维高斯函数，也即卷积操作数，fs(x,y)为卷积平滑后的图像；σ为设定的方差；然后执行以下Canny算法：3.1.1)用一阶偏导有限差分计算梯度使差商(Δf/Δx)近似取代微商求灰度的变化率，分别取x和y方向上相邻像素做差，代替求取x和y方向一阶偏导；3.1.2)对幅值图像进行应用非极大值抑制将角度划分成四个方向范围:水平(0°)、-45°、垂直(90°)、+45°；若中心点(即：访问点)在沿其方向上邻域的梯度幅值最大，则保留；否则，抑制；3.1.3)双阈值算法检测和连接边缘选取高阈值TH和低阈值TL；取出非极大值抑制后的图像中的最大梯度幅值，重新定义高低阈值；将小于TL的点抛弃，赋0；将大于TH的点立即标记，这些点即边缘点，赋1；将大于TL、小于TH的点使用8连通区域确定，即：只有与TH像素连接时才会被接受，成为边缘点，赋1。步骤3.2)中，每隔0.1度进行一次投影采样，采样射线共计3600条；相应的灰度投影带水平方向上，每像素代表0.1度。基于上述信息印章印文唯一性特征提取的方法，本专利技术进而给出一种盖印文件有效性确认的方法：通过获得盖印文件上印文的唯一性特征，记为印文指纹；将该印文指纹与信息印章权益人预先建立的印文指纹档案进行查找比对，若未能在印文指纹档案中查找到相符的记录，则判定该盖印文件无效；反之，则有效。本专利技术具有以下优点：本专利技术能够实现区分来自同一印章的印文。进而，本专利技术能够实现盖章文件有效性的快速确认。附图说明图1为Canny算法中差分计算梯度的示意图。图2为加密点区域检测结果的示意图。图3为加密点投影分割环节中形成灰度投影带的示意图。图4为加密点投影分割环节得到序列加密点图像的示意图。图5为渗印程度的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做详细描述。印文指纹的提取是一个涉及图像处理、模式匹配、痕迹学等技术的综合性课题。由于印章盖印条件的差异，包括背景的复杂程度，盖印的用力大小，印泥的渗印等都会对印章图像产生影响，使得从同一印章得到的图像也有随机的差异。本专利技术主要针对加入信息编码和加密特征点的印章，通过手机端图像获取设备，盖戳在文件上的印章图案拍照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信息印章印文唯一性特征提取的方法，所述印文来自加密信息印章的盖印，其特征在于，包括以下步骤：(1)印文图像采集；通过图像获取设备得到印文图像，将模拟信号采样量化后，以矩阵形式存储图像数据，生成方向数组；(2)印文图像预处理；对生成的方向数组图像进行预处理，消除局部噪声干扰，使印痕图像清晰、边缘明显；(3)加密特征点信息提取；根据图像中加密特征点所处的位置、尺寸、灰度占比和占空比这四个要素，判别有效特征点，其中所述占空比表征渗印程度；提取有效特征点的细节特征参数，即这四个要素的值，构造二维特征码矩阵，即为该印文的唯一性特征。

【技术特征摘要】
1.一种信息印章印文唯一性特征提取的方法，所述印文来自加密信息印章的盖印，其特征在于，包括以下步骤：(1)印文图像采集；通过图像获取设备得到印文图像，将模拟信号采样量化后，以矩阵形式存储图像数据，生成方向数组；(2)印文图像预处理；对生成的方向数组图像进行预处理，消除局部噪声干扰，使印痕图像清晰、边缘明显；(3)加密特征点信息提取；根据图像中加密特征点所处的位置、尺寸、灰度占比和占空比这四个要素，判别有效特征点，其中所述占空比表征渗印程度；提取有效特征点的细节特征参数，即这四个要素的值，构造二维特征码矩阵，即为该印文的唯一性特征。2.根据权利要求1所述的信息印章印文唯一性特征提取的方法，其特征在于：步骤(3)在判别有效特征点之前，先进行以下具体步骤：3.1)加密点区域检测通过检测图像的灰度变化量，界定加密特征点所在的区域以及各加密特征点的角度位置；3.2)加密点投影分割以印章图像的圆心作为投影点，向外进行射线投影，投影角度从0度开始，至360度截止，采样形成灰度投影带，然后计算得出加密特征点在灰度投影带中的位置，依据这个位置进行加密点区域切割，形成序列加密点图像；3.3)加密点拟合及插值处理采用最小二乘法拟合来寻找加密特征点的轮廓，并通过双线性插值算法补偿拟合点像素，得到连续连续平滑的特征点边界轮廓。3.根据权利要求2所述的信息印章印文唯一性特征提取的方法，其特征在于：所述细节特征参数：位置为有效特征点中心位置在印痕圆周上的角度坐标；灰度占比为有效特征点拟合区域内所有灰度值分布占比；尺寸为特征点在印痕环形区域的面积占比；渗印程度采用梯度的统计特征，梯度值越高，代表渗印程度低，图像越清晰，反之渗印程度越高。4.根据权利要求2所述的信息印章印文唯一性特征提取的方法，其特征在于：步骤3.1)加密点区域检测，采用Canny算法。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：管小弟，
申请(专利权)人：乐清咔咔网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61