一种基于纹理特征的打印纸张同一认定方法技术

一种基于纹理特征的打印纸张同一认定方法，属于信号与信息处理技术领域。其特征是在对纸张无损坏的情况下根据纸张表面纹理结构的检测打印文档来源及真伪。提取打印文档扫描图像页边空白区域并进行图像分块处理，构造二维LogGabor滤波器组提取每个图像块表面纹理特征，生成特征编码向量，使用汉明距离衡量待测文档图像和数据库图像相同位置图像块特征编码向量之间的相似度，进而利用投票判决机制判断纸张来源及真伪。本发明专利技术的效果益处是针对打印文档来源及真伪鉴定过程中，检验文件提供者是否提供了伪造文档。本发明专利技术解决了自动检测打印文档来源及真伪问题。本发明专利技术适用于信息安全领域，可以有效地帮助文件检验人员检测文档真伪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号与信息处理
，涉及到检测打印文档来源及真伪的纸张同一认定方法。
技术介绍
在刑事侦查过程中，对文档的来源及其真实性鉴定已成为文件检验的重要组成部分，其中包括纸张来源及其真实性、打印机来源及其真实性、手写字体来源及其真实性，印章来源及其真实性等等。姜红在《刑事案件现场中纸张的检验及应用》一文中阐述了纸张的分类和组成、纸张检材的提取和包装以及纸张检材的检验方法。该文介绍了三种纸张分析方法，即物理分 析方法、化学分析方法和仪器分析方法。物理分析方法利用放大镜、显微镜等设备实现对纸张外观形态和物理特性的无损检测。化学分析方法利用化学试剂与纸张中的某些成分发生特效的化学反应来鉴别纸张的种类、制浆方法、胶料、色料或填料。仪器分析方法包括薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法以及原子发射色谱法等，通过分析纸张中的植物纤维、色料、胶料、填料等有机成分，从而区分纸张的种类和生产厂家。该文所提几种分析方法存在实验设备复杂，操作专业性强，依赖于人工经验，并且化学分析法还损坏了待测纸张样本。李彪、谢朋在《纸张信息在文件检验工作中的应用》一文中指出可以根据纸张信息判定文件制成时间，鉴别文件是否经过人为篡改，并可作为文件检验中同一认定的一种辅助工具。该文通过检验构成纸张的基本元素，即“一浆三料”(纸浆、胶料、填料、色料)的种类、比例及纸张的物理特征的网痕、毯痕、纸病等，确定纸张的生产批次和出厂日期，进而界定被检文件的形成时间。通过分析纸张的颜色、白度、平整度、透过率等理化特性判断文件是否经过擦刮、消退、添改、拼补等人为篡改操作。该文所提方法同样依赖于专业人员及设备。Wiwi Samsul, Henri P. Uranus 等人在《Recognizing Document’s Originalityby Laser Surface Authentication》一文中利用高倍激光显微镜观察纸张表面微观结构对待测纸张来源及其真实性进行鉴定。使用激光束照射待测纸张表面，将会出现该纸张所独有的激光点分布模式，代表了该纸张表面的微观结构，通过比较不同纸张激光点分布模式之间的相关性实现文档同一认定。该方法需借助较为昂贵的高倍激光显微镜，操作专业性较强。William Clarkson, Tim Weyrich 等人在《Fingerprinting Blank Paper UsingCommodity Scanners)) 一文中利用纸张表面三维纹理信息对待测纸张进行同一认定,使用扫描仪对待测文档在0° ,90° ,180° ,270°四个不同方向进行扫描，继而使用像素匹配法从四个方向扫描图像中获取纸张表面三维纹理特征，从而对纸张来源及真伪进行检测。该方法要求对四幅文档图像特征提取区域进行精确匹配，操作难度较大。
技术实现思路
本专利技术目的是从打印文档页边空白区域提取纸张表面纹理特征，实现打印纸张同一认定。本专利技术解决了对纸张无损坏情况下判断打印文档来源及真伪问题，弥补了上述纸张取证方法的不足。本专利技术旨在实现在面积较小的空白图像块内提取纸张表面纹理特征，帮助文件检验工作人员更准确的鉴定待测文档来源及真伪。本专利技术的技术方案如下1.基于纹理特征的打印纸张同一认定方法框图基于纸张表面纹理特征实现打印纸张同一认定方法框图如图I所示，首先使用扫描仪将待测打印文档以600dpi分辨率扫描成TIFF格式的文档图像，然后对文档图像提取页边空白区域并进行图像分块处理。继而对每个图像块进行直方图增强和图像归一化预处理。然后构造二维LogGabor滤波器组对每个图像块进行滤波操作并对滤波结果进行特征编码，生成特征编码向量，所有图像块的特征编码向量构成该文档图像的特征矩阵。计算待测文档图像和数据库中文档图像相同位置图像块特征编码向量之间的汉明距离，设定阈值衡量两特征编码之间的相似性，利用投票判决机制检验待测打印文档来源及真伪。2.图像块分割为使纸张表面纹理结构不受打印内容的影响，本专利技术选择打印文档页边空白区域作为特征提取区域。使用投影法提取待测文档扫描图像页边空白区域并将其分割成若干指定大小图像块，由于打印文档的页边空白区域宽度大约为2cm，因此选取图像块大小为2cmX2cm，则根据600dpi扫描分辨率图像块大小应为472X472。3.图像块预处理为使图像块表面纹理结构更加明显，便于特征提取，本专利技术对每个图像块进行直方图增强和图像归一化预处理。设原始图像块像素亮度值为I (x，y)，则经过直方图增强处理后图像块像素亮度值为I'k{x,y) = Y,p(Im{x^y)) (W,々 = 0,1,2,L ,255)(I) W=O式(I)中m和k分别表示原始图像块和直方图增强后图像块的像素灰度级，P (Iffl(x, y))表示原始图像块中灰度级为m的像素的直方图统计概率。对每个图像块进行直方图增强处理后，再将其分割成若干图像子块，每个图像子块用Si表示，图像子块大小为QXQ。则经过图像归一化处理后的图像子块像素亮度值表示为0.4 + JoAxlr(X^)-MiI2V1 I'(x,y)>M1M(XJ)= V_L v ’_J(2) 0.4-^jO.4x[lV1 l (x,y)<Mi式⑵中Mi和Vi分别表示图像子块Si的均值和方差。4.构造二维LogGabor滤波器组对所有图像块进行直方图增强和图像归一化预处理操作后，即构造二维LogGabor滤波器组对每个图像子块进行滤波操作。同Gabor函数相比，LogGabor函数在对数频率尺度上传递函数为高斯函数，符合人类视觉特性，因而能够对图像进行更有效的编码。由于对数函数在原点处具有奇异性，因此LogGabor函数的解析表达式只能在频域中构造。式(3)为二维LogGabor滤波函数G (r, 0 )在频域的表达式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纹理特征的打印纸张同一认定方法，其特征在于使用投影法获取待测打印文档扫描图像页边空白区域并将其分割成指定大小图像块；通过预处理操作获取每个图像块的表面纹理结构，进而构造ニ维LogGabor滤波器组对每个图像块进行滤波操作生成特征编码向量，计算两幅纸张图像相同位置图像块特征编码向量之间的汉明距离，并设定阈值衡量特征编码之间的相似性，最后利用投票判决机制检验待测文档来源及真伪。2.根据权利要求I所述的ー种基于纹理特征的打印纸张同一认定方法，其特征在于利用投影法提取待测打印文档扫描图像页边空白区域并将其分割成指定大小图像块；继而对每个图像块进行直方图增强和图像归一化预处理，使图像块表面纹理结构明显，便于特征提取；当对图像块进行归ー化操作时，先将其分割成图像子块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥维，王常有，尚士泽，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：