CN112053349A - 一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法，包括：S1、获取待鉴定图像；S2、对待鉴定图像进行校验，判断待鉴定图像是否为垂直拍摄图像，若是，执行步骤S3，否则，返回执行步骤S1；S3、对待鉴定图像进行标量及参量计算；S4、基于参量计算结果对待鉴定图像中的伤口进行尺寸计算。本发明能够预先对拍摄的图像进行有效的处理，计算待鉴定图像中的伤口的尺寸信息，有利于后续鉴定工作的展开。
Description
技术领域
本发明涉及图像识别领域，具体涉及一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法。
背景技术
法医鉴定是司法程序中有关技术工作的一项重要内容。是运用医学、生物学、人类学及物理、化学等方面的知识对与人身有关的活体、尸体及生物物证等的检验鉴定工作，从而取得死亡原因、伤害程度、凶器种类、血型分析、事实确认等结论性意见。
在现有的法医临床鉴定的过程中，办案民警需将待鉴定的材料送到鉴定所进行鉴定，或者让法医到现场进行鉴定。然而，上述方式的时效性均较差，会影响办案的效率，给办案民警和群众增加额外的负担。
因此，可以采用办案民警现场对鉴定材料拍照，法医利用拍摄的图像进行鉴定的方法，增强法医鉴定的时效性，提高办案效率。然而，利用拍摄图像进行法医鉴定，由于拍摄距离的不同，法医在鉴定过程中无法准确判断图像中伤口的具体尺寸，不利于伤情的准确鉴定。
因此，为了便于法医利用拍摄的图像进行鉴定，本发明公开了一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法，能够预先对拍摄的图像进行有效的处理，计算待鉴定图像中的伤口的尺寸信息，有利于后续鉴定工作的展开。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明实际需要解决的问题是：计算待鉴定图像中的伤口的尺寸信息。
本发明采用了如下的技术方案：
一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法，包括：
S1、获取待鉴定图像；
S2、对待鉴定图像进行校验，判断待鉴定图像是否为垂直拍摄图像，若是，执行步骤S3，否则，返回执行步骤S1；
S3、对待鉴定图像进行标量及参量计算；
S4、基于参量计算结果对待鉴定图像中的伤口进行尺寸计算。
优选地，所述待鉴定图像中包括贴附在待鉴定表面的标尺，所述标尺上包括沿标尺长度方向设置的多段彩色色段；步骤S2中，若彩色色段的长和宽的比值在预设阈值范围内，则判断待鉴定图像为垂直拍摄图像。
优选地，所述待鉴定图像中包括贴附在待鉴定表面的标尺，所述标尺上包括沿标尺长度方向设置的多段彩色色段；步骤S3中，识别彩色色段在待鉴定图像中所占的像素点数量以及彩色色段对应最小外接矩形的坐标作为标量，基于彩色色段的实际尺寸计算待鉴定图像中彩色色段区域内单个像素点所代表的物理尺寸，并将所述物理尺寸作为参量。
优选地，当所述伤口为线性平面伤口时，步骤S4包括：
S4001、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4002、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4003、基于参量计算结果计算黑图中所有白色像素点的物理长度的和，并将其作为线性平面伤口的长度。
优选地，当所述伤口为区域平面伤口时，步骤S4包括：
S4011、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4012、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4013、基于参量计算结果计算黑图中所有白色像素点的物理面积的和，并将其作为区域平面伤口的面积。
优选地，当所述伤口为线性曲面伤口和/或区域曲面伤口时，步骤S3还包括：计算出彩色色段的平均坐标及深度比例作为标量，基于彩色色段的平均坐标及深度比例计算标准深度作为参量。
优选地，当所述伤口为线性曲面伤口时，步骤S4包括：
S4021、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4022、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4023、利用标准深度对黑图中的白色区域进行归一；
S4024、基于参量计算结果计算归一后的黑图中所有白色像素点的物理长度的和，并将其作为线性曲面伤口的长度。
优选地，当所述伤口为区域曲面伤口时，步骤S4包括：
S4031、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4032、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4033、利用标准深度对黑图中的白色区域进行归一；
S4034、基于参量计算结果计算归一后的黑图中所有白色像素点的物理面积的和，并将其作为区域曲面伤口的面积。
优选地，当待鉴定图像中的待鉴定目标为对称结构中的一部分且待鉴定目标部分缺失，所述用于法医鉴定的伤情图像处理方法还包括：
S501、拍摄待鉴定目标的对应的对称目标的图像作为对比图像；
S502、对待鉴定图像及对比图像采用YUV颜色空间，提取y,cr,br通道图像；
S503、通过高斯滤波对cr通道的图像进行降噪和平滑；
S504、采用OTSU算法求cr通道图像阈值；
S505、根据图像阈值分别对待鉴定图像及对比图像二值化；
S506、利用参量计算结果计算二值化图像的面积差对应的物理面积，将其作为缺失部分的面积。
综上所述，本发明公开了一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法，包括：S1、获取待鉴定图像；S2、对待鉴定图像进行校验，判断待鉴定图像是否为垂直拍摄图像，若是，执行步骤S3，否则，返回执行步骤S1；S3、对待鉴定图像进行标量及参量计算；S4、基于参量计算结果对待鉴定图像中的伤口进行尺寸计算。本发明能够预先对拍摄的图像进行有效的处理，计算待鉴定图像中的伤口的尺寸信息，有利于后续鉴定工作的展开。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明公开的一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法的一种具体实施方式的流程图；
图2为本发明中标尺的示意图；
图3为本发明中双目测距的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明公开了一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法，包括：
S1、获取待鉴定图像；
S2、对待鉴定图像进行校验，判断待鉴定图像是否为垂直拍摄图像，若是，执行步骤S3，否则，返回执行步骤S1；
S3、对待鉴定图像进行标量及参量计算；
S4、基于参量计算结果对待鉴定图像中的伤口进行尺寸计算。
与现有技术相比，本发明能够预先对拍摄的图像进行有效的处理，计算待鉴定图像中的伤口的尺寸信息，有利于后续鉴定工作的展开。
具体实施时，所述待鉴定图像中包括贴附在待鉴定表面的标尺，所述标尺上包括沿标尺长度方向设置的多段彩色色段(如图2所示)；步骤S2中，若彩色色段的长和宽的比值在预设阈值范围内，则判断待鉴定图像为垂直拍摄图像。
在本发明中，可以通过PC端的外接设备或者手机进行待鉴定图像的拍摄。为了保证后续鉴定的顺利进行，因此，在拍摄过程中，需要工作人员朝向待鉴定的区域垂直拍摄。本发明中，当拍摄图像后，需要先对图像进行检测，判断是否为垂直拍摄图像，若不是，则需要重新拍摄图像。经过实际测验，标尺彩色色段的识别准确度比刻度识别度高2倍以上。所以本发明以彩色色段为计算参量。
对于非垂直拍摄的图像，最终成像中的彩色色段会出现形态畸变，直接导致的结果就是该色段的长宽比例失真。所以本发明中，经过大量测试，确定彩色色段的长和宽的比值的阈值范围，对拍摄的待鉴定图像，若彩色色段的长和宽的比值在预设阈值范围内，则判断待鉴定图像为垂直拍摄图像，若彩色色段的长和宽的比值不在预设阈值范围内或无法识别出彩色色段图像，则需要重新拍摄。手机端的阈值范围设为：[2.1,2.4]，PC端的阈值范围设为：[1.75,2.1]。
在实际的校验过程中，待鉴定图像中会包括多个彩色色段，选择最靠近相机的彩色色段作为校验对象(可将包含像素点最多的彩色色段作为最靠近相机的彩色色段)，因为，越靠近相机，畸变的影响相对于较远的地方越小，有利于提高校验结果的准确性。
具体实施时，所述待鉴定图像中包括贴附在待鉴定表面的标尺，所述标尺上包括沿标尺长度方向设置的多段彩色色段；步骤S3中，识别彩色色段在待鉴定图像中所占的像素点数量以及彩色色段对应最小外接矩形的坐标作为标量，基于彩色色段的实际尺寸计算待鉴定图像中彩色色段区域内单个像素点所代表的物理尺寸，并将所述物理尺寸作为参量。
这样，可以计算出待鉴定图像中每个像素点所对应的物理尺寸，便于后续计算出待鉴定图像中伤口的真实尺寸。
具体实施时，当所述伤口为线性平面伤口时，步骤S4包括：
S4001、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4002、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4003、基于参量计算结果计算黑图中所有白色像素点的物理长度的和，并将其作为线性平面伤口的长度。
本发明中，伤口属于平面或曲面，由工作人员通过交互界面输入指令来确定。
具体实施时，当所述伤口为区域平面伤口时，步骤S4包括：
S4011、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4012、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4013、基于参量计算结果计算黑图中所有白色像素点的物理面积的和，并将其作为区域平面伤口的面积。
在本发明中，工作人员拍摄图像后，需要对图像进行标定。具体可利用鼠标或触摸屏对伤口进行绘制，若绘制得到的为非封闭图案，则认为属于线性伤口，在黑图中利用白色1px线条绘制与上述非封闭图案相同伤口图案；若绘制得到的为封闭图案，则认为属于区域伤口，在黑图中利用白色1px线条绘制与上述封闭图案相同伤口图案，并利用白色填充封闭图案。
具体实施时，当所述伤口为线性曲面伤口和/或区域曲面伤口时，步骤S3还包括：计算出彩色色段的平均坐标及深度比例作为标量，基于彩色色段的平均坐标及深度比例计算标准深度作为参量。
若采用PC端拍摄待鉴定图像，则PC端采用外接设备可直接获取到每个像素点的深度值(深度比例)。若采用手机端拍摄待鉴定图像，则可以采用深度还原算法得到每个像素点的深度值，具体方法如下：
(1)极线校正
由于手机在拍摄过程中并不是完全固定的，所以成像都不是处于理想状态，这样得到的图像直接用于计算对精度影响极大。所以在手机获取到两张图像A、B(这里通过Android脚本进行相机的控制，在拍摄一次时会自动取两个图出来)后，需要使用成熟的RANSAC与SIFT算法进行特征匹配(该算法常用于图像拼接、复原、匹配技术中)，根据匹配的结果得到两个图像之间的旋转矩阵以及平移矩阵，然后再对图像B进行相应的透视变换，让图像B与图像A在成像中处于统一参考维度，即达到极线校正的目的。
(2)视差计算
在图像进行校正之后，就采用归一化互相关(NCC)立体重建算法进行图像的视差计算。
图像极线校正后，两张图像对应点都处于统一水平线(即极线)上，此时每个图像中对应的点在极线上的坐标差，就是视差。
归一化互相关(NCC)算法的原理：对于校正过的两图像A、B，NCC对图像A的一个像素创建一个待匹配的n*n窗口，在图像B对应A的极线上对每个像素构建一个n*n匹配窗口。对每条极线，用A的待匹配窗口去与B的所有匹配窗口进行相关性计算，相关性最高的视为匹配的最优结果。换成公式为：
x为匹配窗口内像素坐标，u1和u2分别为待匹配像素与匹配像素。
(3)计算深度
在得到视差di,j后，运用双目测距原理进行深度比例计算(因为无法获取相机的配置参数，所以无法计算出具体值，只能通过推算公式，绕开相应参数计算比例)
双目测距的原理如图3所示。
对应推导如下：
f·x·xr＝f·x·xl-f·b·xl
f·x·Δx＝f·b·xl
x·Δx＝b·xl
式中，f表示相机焦距，b表示左右摄像头的中心距，x表示任意一点p的x坐标值，xl表示点p的左视差，xr表示点p的右视差，Δx表示视差，p的坐标表示为(x,y,z)，z为点p到相机的距离(即深度)，x,y为p所在平面(该平面与左、右相机和垂直法线构成的平面平行)的横坐标与纵坐标。
已知Δx＝xr-xl，且f和b为固定值。
因此，对于对应点p1(x1,z1)和p2(x2,z2)，
通过推导可知，可以在避开f，b的情况下得到各像素点的深度比例。统一设置每个图的第一个像素点为1，其他像素点的深度比例参照第一点计算。最终得到整个图的深度比例。
具体实施时，当所述伤口为线性曲面伤口时，步骤S4包括：
S4021、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4022、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4023、利用标准深度对黑图中的白色区域进行归一；
S4024、基于参量计算结果计算归一后的黑图中所有白色像素点的物理长度的和，并将其作为线性曲面伤口的长度。
具体实施时，当所述伤口为区域曲面伤口时，步骤S4包括：
S4031、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4032、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4033、利用标准深度对黑图中的白色区域进行归一；
S4034、基于参量计算结果计算归一后的黑图中所有白色像素点的物理面积的和，并将其作为区域曲面伤口的面积。
具体实施时，当待鉴定图像中的待鉴定目标为对称结构中的一部分且待鉴定目标部分缺失，所述用于法医鉴定的伤情图像处理方法还包括：
S501、拍摄待鉴定目标的对应的对称目标的图像作为对比图像；
S502、对待鉴定图像及对比图像采用YUV颜色空间，提取y,cr,br通道图像；
S503、通过高斯滤波对cr通道的图像进行降噪和平滑；
S504、采用OTSU算法求cr通道图像阈值；
S505、根据图像阈值分别对待鉴定图像及对比图像二值化；
S506、利用参量计算结果计算二值化图像的面积差对应的物理面积，将其作为缺失部分的面积。
在法医鉴定过程中，可能会出现鉴定目标部分缺失的情况，例如左手手指缺失。此时，可以拍摄右手整个手掌的图像作为对比图像(对比图像的拍摄角度及拍摄区域与待鉴定图像的拍摄角度与拍摄区域需保持一致)。然后，利用本发明公开的方法，可以实现对缺失部分的尺寸计算，便于工作人员利用计算出的结果对缺失的部分进行还原建模。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管通过参照本申请的优选实施例已经对本申请进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本申请的精神和范围。
Claims (9)
1.一种用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，包括：
S1、获取待鉴定图像；
S2、对待鉴定图像进行校验，判断待鉴定图像是否为垂直拍摄图像，若是，执行步骤S3，否则，返回执行步骤S1；
S3、对待鉴定图像进行标量及参量计算；
S4、基于参量计算结果对待鉴定图像中的伤口进行尺寸计算。
2.如权利要求1所述的用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，所述待鉴定图像中包括贴附在待鉴定表面的标尺，所述标尺上包括沿标尺长度方向设置的多段彩色色段；步骤S2中，若彩色色段的长和宽的比值在预设阈值范围内，则判断待鉴定图像为垂直拍摄图像。
3.如权利要求1所述的用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，所述待鉴定图像中包括贴附在待鉴定表面的标尺，所述标尺上包括沿标尺长度方向设置的多段彩色色段；步骤S3中，识别彩色色段在待鉴定图像中所占的像素点数量以及彩色色段对应最小外接矩形的坐标作为标量，基于彩色色段的实际尺寸计算待鉴定图像中彩色色段区域内单个像素点所代表的物理尺寸，并将所述物理尺寸作为参量。
4.如权利要求3所述的用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，当所述伤口为线性平面伤口时，步骤S4包括：
S4001、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4002、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4003、基于参量计算结果计算黑图中所有白色像素点的物理长度的和，并将其作为线性平面伤口的长度。
5.如权利要求3所述的用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，当所述伤口为区域平面伤口时，步骤S4包括：
S4011、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4012、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4013、基于参量计算结果计算黑图中所有白色像素点的物理面积的和，并将其作为区域平面伤口的面积。
6.如权利要求3所述的用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，当所述伤口为线性曲面伤口和/或区域曲面伤口时，步骤S3还包括：计算出彩色色段的平均坐标及深度比例作为标量，基于彩色色段的平均坐标及深度比例计算标准深度作为参量。
7.如权利要求6所述的用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，当所述伤口为线性曲面伤口时，步骤S4包括：
S4021、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4022、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4023、利用标准深度对黑图中的白色区域进行归一；
S4024、基于参量计算结果计算归一后的黑图中所有白色像素点的物理长度的和，并将其作为线性曲面伤口的长度。
8.如权利要求6所述的用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，当所述伤口为区域曲面伤口时，步骤S4包括：
S4031、接收工作人员输入的伤口标定数据；
S4032、基于伤口标定数据在黑图上对伤口进行绘制，绘制使利用白色1px线条；
S4033、利用标准深度对黑图中的白色区域进行归一；
S4034、基于参量计算结果计算归一后的黑图中所有白色像素点的物理面积的和，并将其作为区域曲面伤口的面积。
9.如权利要求1所述的用于法医鉴定的伤情图像处理方法，其特征在于，当待鉴定图像中的待鉴定目标为对称结构中的一部分且待鉴定目标部分缺失，所述用于法医鉴定的伤情图像处理方法还包括：
S501、拍摄待鉴定目标的对应的对称目标的图像作为对比图像；
S502、对待鉴定图像及对比图像采用YUV颜色空间，提取y,cr,br通道图像；
S503、通过高斯滤波对cr通道的图像进行降噪和平滑；
S504、采用OTSU算法求cr通道图像阈值；
S505、根据图像阈值分别对待鉴定图像及对比图像二值化；
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