CN113264399A - 一种自动换膜的足迹图像采集设备及足迹图像采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动换膜的足迹图像采集设备及足迹图像采集方法，包括用于采集足迹的足迹采集器，所述足迹采集器包括与足底接触配合的采集薄膜，还包括用于自动更换所述采集薄膜的自动换膜装置。目前市场上几款嫌疑人足迹采集器，更换薄膜只是单纯的抽拉方式，操作频繁。而本发明采用自动卷膜结构，解决了需要人工频繁更换采集膜的问题，提高了换膜效率，减少人工工作量；本发明中将在储膜盒里预储50‑100张的采集薄膜，可以满足2年的使用需求，实现了多频次，自动更换采集薄膜的效果；而且本发明中可以保证采集薄膜的干净，可以使得鞋底图像、赤足以及穿袜信息可以在同一设备上进行采集，因此本发明的适用范围较广。

Description

一种自动换膜的足迹图像采集设备及足迹图像采集方法

技术领域

本发明属于图像信息采集技术领域，具体涉及一种自动换膜的足迹图像采集设备及足迹图像采集方法。

背景技术

足迹是人自重和人体肌肉通过足作用于地面等物质客体上形成的痕迹。在没有指纹及DNA等相关证据的现场，足迹极有可能是唯一的案件侦破突破口，其重要性不言而喻。现有多种足迹采集设备，但存在诸多不足，例如：

现有使用的设备采集薄膜容易脏和破损，维护不方便；另外，现有技术中采集薄膜受到制作工艺的限制，密度不高，从而影响图像采集效果；再者，根据活体足迹信息的采集规范标准，须应对赤足图像，穿袜图像和鞋底图像不同的采集需求；一般来说，鞋底的灰尘，水渍，污渍较多，非常容易粘附在采集薄膜上，而赤足和穿袜的信息采集需要一个干净，干燥的采集薄膜，两者从而很难在一个设备上共用；目前市场上几款嫌疑人足迹采集器，通过单纯的手动抽拉方式实现采集薄膜的更换，操作较为频繁。

发明内容

本发明提供了一种自动换膜的足迹图像采集设备，采集足迹时，可以实现自动换膜。

本发明的技术方案为：一种自动换膜的足迹图像采集设备，包括用于采集足迹的足迹采集器，所述足迹采集器包括与足底接触配合的采集薄膜，还包括用于自动更换所述采集薄膜的自动换膜装置。

本发明中根据需要设置一些现有常规的配件，例如设备电源，电源开关、控制按钮等，进行足迹采集时，连接上设备电源，打开电源开关，给设备供电；将采集物体置于采集薄膜上进行采集，通过控制按钮触发采集指令；本发明收到采集指令后，开启图像采集。当更换采集物体时，通过自动换膜装置进行采集薄膜的自动更换，使得采集薄膜处于无污染的状态，提高了图像采集的准确性。另外，本发明中还可以配有传感器测算采集薄膜行进长度，剩余薄膜的估算等辅助配件。

本发明中足迹采集器的结构形式有多种，作为优选，所述足迹采集器包括：

采集平台，具有由透明材质制成且用于承载采集物体的采集板；

采集薄膜，位于所述采集板上方；

光学系统，用于获取所述采集板上的采集物体的图像信息；

主控制板，接收，处理和上传所述光学系统获取的图像信息。

本发明中自动换膜装置的结构形式有多种，采用现有多种结构可以实现，作为优选，所述自动换膜装置包括分别位于所述采集平台相对两侧的自动出膜机构和自动收膜机构，所述采集薄膜的两端分别与所述自动出膜机构和自动收膜机构连接。本发明中采用可以将采集薄膜的两端分别与自动出膜机构和自动收膜机构连接，实现对采集薄膜两端的控制，可以更加便于采集薄膜的行径长度的控制。

本发明中自动换膜装置的结构形式有多种，采用现有多种结构可以实现，作为优选，所述自动换膜装置具体为自动更换所述采集板上方的采集薄膜，其特征在于包括出膜机构和收膜机构，上述两个机构分别位于采集平台的两侧，与采集薄膜的两端连接。

本发明中自动出膜机构和自动收膜机构的结构形式也有多种，采用现有多种结构也可以实现，作为优选，所述自动出膜机构包括储膜盒、出膜滚筒、出膜滚辊以及驱动所述出膜滚筒转动的出膜驱动机构；所述自动收膜机构包括回收盒、收膜滚筒、收膜滚辊以及驱动所述收膜滚筒转动的收膜驱动机构；所述采集薄膜的一端卷绕于所述出膜滚筒上，另一端卷绕于所述收膜滚筒上。

本发明中采集薄膜的两端分别卷绕于出膜滚筒和收膜滚筒上，在出膜驱动机构和收膜驱动机构的动力作用下，出膜滚筒和收膜滚筒转动，进而实现采集薄膜的出膜和收膜。

本发明中采集平台的结构形式以及采集板的材质可以有多种，作为优选，所述采集板由有机玻璃、钢化玻璃或石英玻璃中制成；所述采集薄膜的材质为带有PU涂层的消光春亚纺、热塑性橡胶或热塑性聚氨酯弹性体。本发明采用表面硬化处理的有机玻璃，高硬度钢化玻璃，石英玻璃中的至少一种；具有高透光率，硬度强，耐磨耐用的特点，可解决易磨损，需要经常更换的问题；本发明中采用防水面料，作为采集薄膜基材，具有高弹性，耐磨，耐老化，抗氧化等特性，克服了材料精度不高的缺陷，能满足赤足花纹高清采集的需求。

本发明中采集薄膜的材质可以有多种，并且结构形式也可以有多种情况，作为优选，所述采集薄膜具有多个适用于不同采集需求的采集区域，且所述采集薄膜可来回切换移动以使采集区域与采集需求匹配。本发明中可以在采集薄膜上设置多个不同的采集区域，例如对于鞋底，穿袜，赤足图像的采集需求，把采集薄膜分成多种采集区域，分别为鞋底采集区域、穿袜采集区域以及赤足采集区域，各个采集区域分别独立存在，互相不污染，使用时，可以通过来回切换采集薄膜，来实现切换至所需的采集区域，本发明中采集薄膜的来回切换方式有多种，采用现有多种结构形式即可实现，例如可通过驱动双电机来随时切换使用不同的采集区域。

作为优选，还包括外壳，所述自动换膜装置、光学系统以及主控制板封闭于所述外壳内；所述外壳上设置有与外部装置通信连接的信号输出接口。本发明中通过外壳为封闭结构，可以在一定程度内减少水汽对装置成像的干扰，而且本发明中外壳可以采用多种材质，例如本发明中外壳可采用碳钢、铝合金、环保塑料。另外，本发明中信号输出接口可以由通用串行总线3.0，以太网，WiFi中的至少一种通信接口组成。

本发明还提供了一种利用上述的自动换膜的足迹图像采集设备的足迹图像采集方法，包括：

S1、将采集物体放置于所述采集薄膜的采集区域上；

S2、计算每帧图像花纹的采集点数，当所述采集区域大于开采阈值CountCaptureSuc时，触发拍摄装置，采集获取所述采集薄膜上的采集物体的图像花纹信息；

S3、当更换采集物体时，更换采集薄膜，重复步骤S1和步骤S2。

作为优选，所述步骤S2包括对图像上所有像素点进行计算处理，具体包括：

S21、判断每个像素点的灰度值GrayValuei是否大于GrayValue；

S22、统计图像上大于开采灰度值GrayValue的像素点，并累加得TotalPointNum；

S23、判断TotalPointNum是否大于开采阈值CountCaptureSuc；

其中，i为图像上任意像素点，该点的灰度值为GrayValuei；图中足迹花纹区域总像素数为TotalPointNum；预设开采灰度值GrayValue；

当TotalPointNum≥CountCaptureSuc时，触发拍摄功能，设备采集图像花纹；

S24、统计有效足迹数据数量进行足迹图像完整性点数判断，确定图像是否为足迹图像。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明采用自动卷膜机构，解决了需要人工频繁更换采集膜的问题，提高了换膜效率，减少人工工作量；本发明中将在储膜盒里预储50-100张的采集薄膜，能满足2年的使用需求，实现了多频次，自动更换采集薄膜的效果；而且可以保证采集薄膜的干净，可以使得鞋底图像采集、赤足以及穿袜信息可以在同一设备上进行采集，因此本发明的适用范围较广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构的示意图。

图2为本发明内部结构的结构示意图。

图3为本发明内部俯视方向的结构示意图。

附图说明：

自动收膜机构：1、收膜滚辊；4、收膜滚筒；5、回收盒；6、收膜步进电机；28、同步带轮；

自动出膜机构：11、出膜滚辊；14、出膜滚筒；15、储膜盒；29、出膜步进电机

21、采集薄膜；22、外壳；23、图像传感器；24、主控制板；25、反射镜面；26、采集平台；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

实施例1

图1为本实施例中一种自动换膜的足迹图像采集设备，具体可以参阅图2和图3所示，该自动换膜的足迹图像采集设备包括：用于采集足迹的足迹采集器，其中，足迹采集器的结构形式有多种，本实施例中足迹采集器包括：

采集平台26，具有由透明材质制成且用于承载采集物体的采集板；

采集薄膜21，位于采集板上方；

光学系统，用于获取采集板上的采集物体的图像信息；

主控制板24，接收，处理和上传光学系统获取的图像信息。

本实施例中自动换膜的足迹图像采集设备还包括用于自动更换上述采集薄膜21的自动换膜装置。本实施例中还可以根据需要设置一些现有常规的配件，例如设备电源，电源开关、控制按钮等，进行足迹采集时，连接上设备电源，打开电源开关，给设备供电；将采集物体置于采集薄膜21上进行采集，通过控制按钮触发采集指令；本实施例收到采集指令后，开启图像采集。当更换采集物体时，通过自动换膜装置进行采集薄膜的自动更换，使得采集薄膜21处于无污染的状态，提高足迹图像采集的准确性。

另外，本实施例中还可以配有传感器测算采集薄膜21的行进长度，剩余薄膜的估算等辅助配件。

另外，在本实施例中，自动换膜的足迹图像采集设备还包括外壳22，自动换膜装置、光学系统以及主控制板24封闭于外壳22内；外壳22上设置有与外部装置通信连接的信号输出接口。本实施例中通过外壳22为封闭结构，可以在一定程度内减少水汽对装置成像的干扰，而且本实施例中外壳22可以采用多种材质，例如本实施例中外壳22可采用碳钢、铝合金、环保塑料。另外，本实施例中信号输出接口可以由通用串行总线3.0，以太网，WiFi中的至少一种通信接口组成。

而且，本实施例中自动换膜装置的结构形式有多种，采用现有多种结构可以实现，在本实施例中，自动换膜装置包括分别位于采集平台26相对两侧的自动出膜机构和自动收膜机构，采集薄膜21的两端分别与自动出膜机构和自动收膜机构连接。本实施例中采用可以将采集薄膜21的两端分别与自动出膜机构和自动收膜机构连接，实现对采集薄膜21两端的控制，可以更加便于采集薄膜21的行径长度的控制。

本实施例中自动出膜机构和自动收膜机构的结构形式也有多种，采用现有多种结构也可以实现，例如在本实施例中，如图2和图3所示，自动出膜机构包括储膜盒、出膜滚筒、出膜滚辊以及驱动所述出膜滚筒转动的出膜驱动机构；自动收膜机构包括回收盒、收膜滚筒、收膜滚辊以及驱动所述出膜滚筒转动的出膜驱动机构；上述回收盒可将旧薄膜绕卷，实现了旧薄膜的回收功能。

本实施例中采集薄膜21的两端分别卷绕于储膜盒和回收盒上，在出膜驱动机构和收膜驱动机构的动力作用下，储膜盒和回收盒转动，进而实现采集薄膜21的出膜和收膜。

另外，本实施例中出膜驱动机构和收膜驱动机构的结构形式可以有多种，例如可以分别采用同步带轮的方式使储膜盒和回收盒连接，再通过双侧电机驱动同步带轮，进而带动储膜盒和回收盒转动，其中，电机可以采用步进电机的方式。

在本实施例中，光学系统包括用于获取图像信息的图像传感器23、位于采集平台26下方且用于将采集平台26上方的采集物体图像信息反射至图像传感器23的反射镜面25，以及用于为反射镜面25提供照明的照明光源。

本实施例中采集平台26的结构形式以及采集板的材质可以有多种，例如在本实施例中，采集板由有机玻璃、钢化玻璃或石英玻璃中制成；采集薄膜21的材质为带有PU涂层的消光春亚纺、热塑性橡胶或热塑性聚氨酯弹性体。本实施例采用表面硬化处理的有机玻璃，高硬度钢化玻璃，石英玻璃中的至少一种；具有高透光率，硬度强，耐磨耐用的特点，可解决易磨损，需要经常更换的问题；本实施例中采用防水面料，作为采集薄膜21基材，具有高弹性，耐磨，耐老化，抗氧化等特性，克服了材料精度不高的缺陷，能满足赤足花纹高清采集的需求。

本实施例中采集薄膜的材质可以有多种，并且结构形式也可以有多种情况，例如本实施例中采集薄膜可来回切换移动，且具有多个适用于不同采集需求的采集区域。本实施例中可以在采集薄膜上设置多个不同的采集区域，例如对于鞋底，穿袜，赤足图像的采集需求，把采集薄膜分成多种采集区域，分别为鞋底采集区域、穿袜采集区域以及赤足采集区域，各个采集区域分别独立存在，互相不污染，使用时，可以通过来回切换采集薄膜，来实现切换至所需的采集区域，本发明中采集薄膜的来回切换方式有多种，采用现有多种结构形式即可实现，例如通过驱动电机来随时切换使用不同的采集区域。

实施例2

本实施例为一种利用上述实施例1中的自动换膜的足迹图像采集设备的足迹图像采集方法，具体包括：

S1、将采集物体放置于采集薄膜21的采集区域上；

S2、计算每帧图像花纹的采集点数，当采集区域大于开采阈值CountCaptureSuc时，触发拍摄装置，采集获取采集薄膜21上的采集物体的图像花纹信息；

S3、当更换采集物体时，更换采集薄膜21，重复步骤S1和步骤S2。

本实施例可以根据穿鞋和赤足的采集需求，在采集薄膜21上划分区域，穿鞋区专门针对采集穿鞋花纹，赤足区针对采集赤足花纹；当采集不同的花纹图像时，采集薄膜21上的区域也会做相对应的切换；满足了赤足、穿袜和穿鞋不同的采集需求，并区分开各自的采集区域，避免相互串扰，保证了采集数据的质量。

上述步骤S2包括对图像上所有像素点i进行如下计算：

S21、判断每个像素点的灰度值GrayValuei是否大于GrayValue；

S22、统计图像上大于开采灰度值GrayValue的像素点，并累加得TotalPointNum；

S23、判断TotalPointNum是否大于开采阈值CountCaptureSuc；

其中，i为图像上任意像素点，该点的灰度值为GrayValuei；图中足迹花纹区域总像素数为TotalPointNum；预设开采灰度值GrayValue；

当TotalPointNum≥CountCaptureSuc时，触发拍摄功能，设备采集图像花纹。

S24、统计有效足迹数据数量进行足迹图像完整性点数判断，确定图像是否为足迹图像。

上述仅以实施例来进一步说明本实施例的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实施例的实施方式仅限于此，任何依本实施例所做的技术延伸或再创造，均受本实施例的保护。本实施例的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种自动换膜的足迹图像采集设备，包括用于采集足迹的足迹采集器，所述足迹采集器包括与足底接触配合的采集薄膜，其特征在于，还包括用于自动更换所述采集薄膜的自动换膜装置。

2.根据权利要求1所述的自动换膜的足迹图像采集设备，其特征在于，所述采集薄膜具有多个适用于不同采集需求的采集区域，且所述采集薄膜可来回切换移动以使采集区域与采集需求匹配。

3.根据权利要求1或2所述的自动换膜的足迹图像采集设备，其特征在于，所述足迹采集器包括：

采集平台，具有由透明材质制成且用于承载采集物体的采集板；

采集薄膜，位于所述采集板上方；

光学系统，用于获取所述采集板上的采集物体的图像信息；

主控制板，接收，处理和上传所述光学系统获取的图像信息。

4.根据权利要求3所述的自动换膜的足迹图像采集设备，其特征在于，所述自动换膜装置包括分别位于所述采集平台相对两侧的自动出膜机构和自动收膜机构，所述采集薄膜的两端分别与所述自动出膜机构和自动收膜机构连接。

5.根据权利要求4所述的自动换膜的足迹图像采集设备，其特征在于，所述自动出膜机构包括储膜盒、出膜滚筒、出膜滚辊以及驱动所述出膜滚筒转动的出膜驱动机构；所述自动收膜机构包括回收盒、收膜滚筒、收膜滚辊以及驱动所述收膜滚筒转动的收膜驱动机构；所述采集薄膜的一端卷绕于所述出膜滚筒上，另一端卷绕于所述收膜滚筒上。

6.根据权利要求3所述的自动换膜的足迹图像采集设备，其特征在于，所述采集板由有机玻璃、钢化玻璃或石英玻璃中制成。

7.根据权利要求1或2所述的自动换膜的足迹图像采集设备，其特征在于，所述采集薄膜的材质为带有PU涂层的消光春亚纺、热塑性橡胶或热塑性聚氨酯弹性体。

8.根据权利要求1所述的自动换膜的足迹图像采集设备，其特征在于，还包括外壳，所述自动换膜装置、光学系统以及主控制板封闭于所述外壳内；所述外壳上设置有与外部装置通信连接的信号输出接口。

9.一种利用权利要求1～8任一所述的自动换膜的足迹图像采集设备的足迹图像采集方法，其特征在于，包括：

S1、将采集物体放置于所述采集薄膜的采集区域上；

S2、计算每帧图像花纹的采集点数，当所述采集区域大于开采阈值CountCaptureSuc时，触发拍摄装置，采集获取所述采集薄膜上的采集物体的图像花纹信息；

S3、当更换采集物体时，更换采集薄膜，重复步骤S1和步骤S2。

10.根据权利要求9所述的足迹图像采集方法，其特征在于，所述步骤S2包括对图像上所有像素点进行计算处理，具体包括：

S21、判断每个像素点的灰度值GrayValuei是否大于GrayValue；

S22、统计图像上大于开采灰度值GrayValue的像素点，并累加得TotalPointNum；

S23、判断TotalPointNum是否大于开采阈值CountCaptureSuc；

其中，i为图像上任意像素点，该点的灰度值为GrayValuei；图中足迹花纹区域总像素数为TotalPointNum；预设开采灰度值GrayValue；

当TotalPointNum≥CountCaptureSuc时，触发拍摄功能，设备采集图像花纹；

S24、统计有效足迹数据数量进行足迹图像完整性点数判断，确定图像是否为足迹图像。

Images