[发明专利]一种基于纹理特征的打印纸张同一认定方法

说明书

技术领域

本发明属于信号与信息处理技术领域，涉及到检测打印文档来源及真伪的纸张同一认定方法。 

背景技术

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 Originality by 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 Using Commodity 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。 

发明内容

本发明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。本发明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。本发明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。 

本发明的技术方案如下： 

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1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，本发明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2cm×2cm，则根据600dpi扫描分辨率图像块大小应为472×472。 

3.图像块预处理