一种基于透视变换的多形制印章矫正方法

技术特征：
1.一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，其特征在于：有以下步骤：s1：获取动态环境下的不同印章姿态的图片；s2：根据印章种类对算法进行调整；s3：提取不同种类的印章轮廓；s4：确定并计算出各种类印章参数(圆形印章：圆心及半径；椭圆印章：重心及长短轴；)。s5：借助最小外接旋转矩形并通过透视变换对畸变印章进行矫正；2.根据权利要求1所述的一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，其特征在于：所述步骤s3中包括如下步骤：s31：将获取到的印章图片进行大小重置并把bgr格式图片转变成hsv格式；s32：将生成的图像由bgr格式图片转变成hsi格式；s33：限制hsv颜色空间范围并提取红色区域轮廓；s34：定义一个矩形的结构元素kernel，同时确定kernel的尺寸和锚点的位置；s35：对提取的红色区域轮廓进行膨胀操作；s36：生成指定大小的图像并填充背景为白色；s37：将提取到的红色区域轮廓复制并定位到s16生成的图像中，完成印章的初步提取p1；s38：重复步骤s13-s17，将提取到的两幅图像像素值进行相加以增强效果；s39：得到最终的印章提取图像p2。3.根据权利要求1所述的一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，其特征在于：所述步骤s4中包括如下步骤：s41：对于圆形印章，先对印章轮廓求一个外接矩形，首先定义外接矩形四条边的中点；s42：将p2转换为灰度图，转换公式为gray＝0.1140*b 0.5870*g 0.2989*r；s43：对灰度图进行高斯滤波进行平滑处理，kernel size大小为7*7；s44：对模糊后的图像进行形态处理，包括利用canny边缘检测算子对轮廓边缘进行识别以及腐蚀和膨胀来关闭边缘图中的间隙，处理后的图像为p3；s45：在p3中定义一个轮廓集合并且找到p3图中对象对应的所有轮廓；s46：将找到的这些轮廓由小到大进行排序，然后初始化pixelspermetric的值，这里的pixelspermetric定义为pixel_per_metric＝object_width/know_width，美国四分之一的know_width为0.955英寸，现在，假设我们的object_width(以像素为单位)为100像素宽(基于其关联的边界框)因此，pixels_per_metric是：pixel_per_metric＝100px/0.955in＝104px，这意味着我们的图像中每0.955英寸大约有104个像素，使用这个比率，我们可以计算图像中对象的大小；s47：接下来遍历检索这些轮廓，如果检索到的轮廓不够大，就认为该轮廓为边缘检测中留下的噪声，丢弃该轮廓，这里设定的轮廓范围为小于5000就自动丢弃；s48：假设检索到的轮廓足够大，则计算该轮廓的最小外接旋转矩形框，然后求得旋转边界矩形框四个顶点坐标并按照左上，右上，右下，左下顺序排序，然后通过求得的顶点坐标计算一系列中点，此时求得的中点为外接矩形框四条边的中心点；s49:接下来，各个中心点两两相连求得两直线的交点即为该圆形或椭圆印章的重心，
我们已知直线方程为f(x，y)＝ax by c＝0,并设条直线上的两个点为p0(x0，y0)，p1(x1，y1),我们可以得到a＝y
0-y1，b＝x
1-x0，c＝x0y
1-x1y0，代入直线方程可得，f0(x，y)＝a0x b0y c0＝0,同理可得，另一条直线方程可表示为f1(x，y)＝a1x b1y c1＝0，两方程联立求解可得d＝a0b
1-a1b0，当d为0时，两直线平行；否则x＝(b0c
1-b1c0)/d，y＝(a1c
0-a0c1)/d，(x，y)为所求重心，计算重心与s48中中点之间的距离r1，r2，r3，r4，依照两点之间的距离公式即可，同时取r
1-r4中最大的一个为r；s50：结合s1-s4步骤，将计算得到的圆形印章半径长度r2得到直径长度d，然后将连接端点之间的中点的连线设为d1，d2，这两条直径长度两两相减，如果得到的结果小于预设值，那么则输出印章拍摄正确；同理，对于椭圆印章，则分别计算长短轴长度，而矩形印章可看作圆形和椭圆形印章加了外接框的形态，只需判断长度是否相等即可，相等则说明印章姿态正确，反之，需要进行矫正；s51：矫正时通过印章的外接框，结合透视变换对印章进行矫正，将原图像中像素坐标(x0，y0)，以及经透视变换后对应的三维空间坐标(x,y,z)之间的映射关系用下式表示：s52:上式中，(a，b，c，d，e，f，l，m)为透视变换参数，若将三维的z坐标分量表示为1，则(5)式可化为如下等价形式：s53:为了确定上式中的透视变换参数，对于矩形印章，通常选取矩形的四个顶点作为参考点，利用四个顶点变换前后的坐标，建立关于(6)式中(x0，y0)变换前与变换之后图像像素点坐标的等式关系，进而求出其透视变换参数；s54:显然，上述方法不能直接应用于椭圆形和圆形印章，为此，借助印章轮廓的最小外接框可以较好地解决这一问题，首先，查找封闭轮廓并排除轮廓大小不符合要求的，接着以圆和椭圆形制印章外轮廓为基准，作出外接框，并确定其顶点位置坐标；然后，利用所作外接框，可将上述问题转化为一个矩形或正方形图像的矫正，从而将透视变换技术推广到椭圆形和圆形等其它形制图像的畸变矫正处理。

技术总结
本发明公开了一种基于透视变换的多形制印章矫正方法，包括以下步骤：步骤一：采集不同畸变程度，不同形制的印章图片，通过HIS模型提取出印章轮廓；步骤二：通过轮廓函数求出三种形制的印章参数，判断出印章是否发生畸变，若发生畸变则通过构造最小外接矩形框；步骤三：结合步骤二中的最外接矩形框通过畸变前的像素值以及矫正后的像素值，求出透视变换参数，通过该透视变换参数即可矫正印章。本发明矫正效果良好，创造性的引入外接框结合透视变换可矫正不同形制的印章，适用性广泛。适用性广泛。适用性广泛。


技术研发人员：印峰 潘佳豪 尹家智 廖光年 李明珠 黄欣 王星喨 肖雄兵
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2022.11.11
技术公布日：2023/2/3