CN103839068A - 一种鞋子同一认定的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种鞋子同一认定的方法，对待认定鞋子的鞋底花纹图像及对比鞋子的鞋底花纹图像二值化，利用鞋底花纹二值图像进行非刚性配准，并对两幅二值图像进行非刚性变换，对两幅二值图像的重叠部分按固定大小划分格子，分别对每个格子内的图像提取轮廓，计算对应格子内轮廓的相似性，进行同一认定。本发明一种鞋子同一认定的方法，针对鞋底花纹图像间存在形变的问题，利用鞋底花纹二值图像进行非刚性配准，并对图像进行非刚性变换，使图像细节比对成为可能。对图像进行细节比对，标画出相符或有差异的细节特征并计算相符细节特征区域的相似性，实现自动的细节比对，进而实现两幅图像所对应的鞋的同一认定。
Description
技术领域
本发明涉及一种认定方法，尤其是一种鞋子同一认定的方法，属于认定方法领域。
背景技术
现有足迹自动识别系统可对犯罪现场足迹鞋底花纹自动提取特征，并在现场足迹数据库中查询到相似的现场足迹鞋底花纹图像，实现案件串并。但串并结果需要由专家进一步人工筛选，判定两枚或多枚足迹是否为同一只鞋所留。另外，嫌疑人的排查中也需要进行嫌疑人捺印足迹与现场足迹的比对。鞋子同一认定的目的，是将设计图案相同、物理形状和尺寸相符的鞋印图像进行细节特征的一一比对，细节特征包括明显制造特征、磨损特征、个人认定特征等。目前常采用人工套模法，首先将其中一幅图像的轮廓描画在透明塑料格板上，再将格板覆盖在另一幅图像上进行比对。人工描画轮廓比较耗时，且由于足迹在形成过程中会由于成痕条件不同而发生不同形变，即使是同一只鞋产生的样本和检材，也不一定能完全重叠。因此需要自动的细节比对方法。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种鞋子同一认定的方法，能够对待认定图像自动进行细节比对进而进行同一认定。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种鞋子同一认定的方法，对待认定鞋子的鞋底花纹图像及对比鞋子的鞋底花纹图像二值化，利用鞋底花纹二值图像进行非刚性配准，并对两幅二值图像进行非刚性变换，对待认定鞋子的鞋底花纹二值图像与对比鞋子的鞋底花纹二值图像的重叠部分按固定大小划分格子，分别对每个格子内的图像提取轮廓，计算对应格子内轮廓的相似性，根据相似性程度进行同一认定。
进一步的，利用B样条网格对图像进行非刚性变换。
进一步的，格子大小的确定，需要既不会湮没细节特征又不会使细节的完整表达受影响。
进一步的，在计算对应格子内轮廓的相似性时，先提取图像的边缘，再对边缘图像使用归一化互相关算法计算图像的相似性。
进一步的，进行同一认定时，综合考虑细节特征区域的相似性、相符细节特征区域的数量、多个相符细节特征区域之间相对位置关系的相似性。
进一步的，相符细节特征区域的个数至少为3个时再进行后续的同一认定工作。
进一步的，相符细节特征区域的相似性的得分值与多个相符细节特征区域之间相对位置关系的相似性的得分值的乘积为最终的待认定鞋子的鞋底花纹图像与对比鞋子的鞋底花纹图像的总相似度值，根据量化评价标准和总相似度值，给出认定结果。
进一步的，认定结果分为5级：同一认定、倾向同一认定、无法做出结论、倾向否定同一、否定同一。
进一步的，格子的大小选取为0.5cm×0.5cm。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明一种鞋子同一认定的方法，针对待认定鞋子的鞋底花纹图像间存在形变的问题，利用鞋底花纹二值图像进行非刚性配准，并对图像进行非刚性变换，使图像细节比对成为可能。对配准后的待认定图像进行细节比对，标画出相符或有差异的细节特征。对两图像重叠部分，按固定大小划分格子，分别对每个格子内的图像提取轮廓，计算对应格子内轮廓的相似性，进行同一认定。本发明能够利用鞋底花纹图像的二值图像进行图像细节比对，计算两图像的相似性，实现自动的细节比对，进而实现两幅图像所对应的鞋的同一认定。
具体实施方式
一种鞋子同一认定的方法，由于鞋子的鞋底花纹图像间可能存在形变的问题，首先将待认定鞋子的鞋底花纹图像及对比鞋子的鞋底花纹图像二值化，再利用鞋底花纹二值图像进行非刚性配准，并对两幅二值图像进行非刚性变换，使图像细节比对成为可能。在本实施例中，利用B样条网格对图像进行非刚性变换。
将待认定鞋子的鞋底花纹二值图像与对比鞋子的鞋底花纹二值图像两幅图像相叠，对两幅图像进行细节比对。在对图像进行细节比对时，对待认定鞋子的鞋底花纹二值图像与对比鞋子的鞋底花纹二值图像的重叠部分按固定大小划分格子，再分别对每个格子内的图像提取轮廓，计算对应格子内轮廓的相似性，根据相似性程度进行同一认定。
在划分格子时，若格子太大，细节特征可能会被湮没，若格子太小，则又不能完整表达一个细节特征。因此，格子大小的确定，需要既不会湮没图像的细节特征又要使图像细节特征的完整表达不会受影响。细节特征由预先定义的基元的轮廓来体现。
在实践中，格子的大小选取为0.5cm×0.5cm。这样，实际用到的图像的细节特征基本能够涵盖在一个或几个相邻的格子中，从而既不会湮没图像的细节特征又能使图像细节特征的完整表达不会受影响。
在计算对应格子内轮廓的相似性时，先提取图像的边缘，再对边缘图像使用归一化互相关算法计算图像的相似性，得到对应格子内轮廓的相似度值。
在进行同一认定时，对应格子内轮廓的相似性即细节特征区域的相似性，对鞋子的同一认定起决定作用，但不是只考虑细节特征区域的相似性，而要综合考虑细节特征区域的相似性、相符细节特征区域的数量、多个相符细节特征区域之间相对位置关系的相似性，以对鞋子进行同一认定。
对应格子内轮廓的相似度值大于一定阈值，则认为其为相符细节特征区域。
关于考虑相符细节特征区域的数量，是指两幅图像中相符的细节特征区域的数量要大于一定的数值，满足此条件才可以进入同一认定程序。在同一认定时，相符的细节特征区域的数量至少不少于3个，如果少于3个，则认为两者不具有同一认定的必要，则不进行同一认定的下一步工作。如果相符的细节特征区域的数量至少为3个，则认为两幅图像中的鞋印所对应的鞋有可能是同一只鞋，从而进行同一认定的下一步工作。
多个相符细节特征区域之间相对位置关系的相似性即考虑多个相符的细节特征区域相对位置的约束。多个相符细节特征区域之间相对位置关系的相似性，由随机抽样一致算法计算，其结果为一个数值。该值与多个相符细节特征区域的相似度值的乘积，即与对应格子内轮廓的相似度值的乘积作为待认定鞋子的鞋底花纹图像与对比鞋子的鞋底花纹图像的总相似度值。
根据该总相似度值及量化评价表格，给出认定结果。量化评价表格中设定不同的数值范围，根据该总相似度值所在的数值范围，得出认定结果。
认定结果分为5级：同一认定、倾向同一认定、无法做出结论、倾向否定同一、否定同一。
同一认定指两幅图像中的鞋印为同一只鞋所留的鞋印，即两幅图像所对应的两只鞋是同一只鞋。否定同一指两幅图像中的鞋印不是同一只鞋所留，两幅图像所对应的两只鞋不是同一只鞋。倾向同一认定指两幅图像中的鞋印很可能是同一只鞋所留；倾向否定同一指两幅图像中的鞋印很可能不是同一只鞋所留；无法做出结论指不能确定两幅图像中的鞋印是否由同一只鞋所留。
本发明一种鞋子同一认定的方法，针对待认定鞋子的鞋底花纹图像间存在形变的问题，利用鞋底花纹二值图像进行非刚性配准，并对图像进行非刚性变换，使图像细节比对成为可能。对配准后的待认定图像进行细节比对，标画出相符或有差异的细节特征。对两图像重叠部分，按固定大小划分格子，分别对每个格子内的图像提取轮廓，计算对应格子内轮廓的相似性，进行同一认定。本发明能够利用鞋底花纹图像的二值图像进行图像细节比对，计算两图像的相似性，实现自动的细节比对，进而实现两幅图像所对应的鞋的同一认定。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：对待认定鞋子的鞋底花纹图像及对比鞋子的鞋底花纹图像二值化，利用鞋底花纹二值图像进行非刚性配准，并对两幅二值图像进行非刚性变换，对待认定鞋子的鞋底花纹二值图像与对比鞋子的鞋底花纹二值图像的重叠部分按固定大小划分格子，分别对每个格子内的图像提取轮廓，计算对应格子内轮廓的相似性，根据相似性程度进行同一认定。
2.根据权利要求1所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：利用B样条网格对图像进行非刚性变换。
3.根据权利要求1或2所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：格子大小的确定，需要既不会湮没细节特征又不会使细节的完整表达受影响。
4.根据权利要求1或2所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：在计算对应格子内轮廓的相似性时，先提取图像的边缘，再对边缘图像使用归一化互相关算法计算图像的相似性。
5.根据权利要求1或2所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：进行同一认定时，综合考虑细节特征区域的相似性、相符细节特征区域的数量、多个相符细节特征区域之间相对位置关系的相似性。
6.根据权利要求4所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：进行同一认定时，综合考虑细节特征区域的相似性、相符细节特征区域的数量、多个相符细节特征区域之间相对位置关系的相似性。
7.根据权利要求6所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：相符细节特征区域的个数至少为3个时再进行后续的同一认定工作。
8.根据权利要求7所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：相符细节特征区域的相似性的得分值与多个相符细节特征区域之间相对位置关系的相似性的得分值的乘积为最终的待认定鞋子的鞋底花纹图像与对比鞋子的鞋底花纹图像的总相似度值，根据量化评价标准和总相似度值，给出认定结果。
9.根据权利要求8所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：认定结果分为5级：同一认定、倾向同一认定、无法做出结论、倾向否定同一、否定同一。
10.根据权利要求1所述的一种鞋子同一认定的方法，其特征在于：格子的大小选取为0.5cm×0.5cm。
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