鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法技术

本发明专利技术提出了一种鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，包括：S‑A，根据鞋底花纹多维度分类与识别的编码方法生成鞋底花纹数据库，将待比对的鞋底花纹根据该数据库的编码方法进行查询；S‑B，根据不同特征区域的计算方法，待比对的鞋底花纹与数据库中鞋底花纹数据进行相似度比较，根据相似度评分从而获取具备相似度的鞋底花纹。

【技术实现步骤摘要】
鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法
本专利技术涉及计算机图像处理领域，尤其涉及一种鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法。
技术介绍
目前，对现场鞋印的串并依托主要由人工和二值图算法两种方式实现。人工筛选的方式存在效率低、耗时长、串并范围小等诸多问题；而二值图算法虽然是目前国内运用最为广泛的足迹比对方案，但由于现场足迹受介质、载体和提取技术以及呈痕过程的诸多影响，使得现场足迹质量普遍偏低，严重影响二值图算法的准确性，并且目前二值图算法对现场足迹比对率的改进呈现缓慢和效果不明显的状态。通过调研和数据分析发现，目前我市一线刑事技术人员对现场足迹开展串并的主要手段仍然为人工串并，原因在与现目前使用的二值图算法足迹系统比对命中率偏低，无法满足工作需要。同时二值图的特征编辑核心技术难以熟练掌握，足迹质量无法监控，使得部分人员逐步放弃使用足迹系统转而人工海选足迹，造成大量人力成本付出，并且产出较低。如何找到一种方案提高现场足迹比对和串并准确性和可操作性，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，包括：S-A，根据鞋底花纹多维度分类与识别的编码方法生成鞋底花纹数据库，将待比对的鞋底花纹根据该数据库的编码方法进行查询；S-B，根据不同特征区域的计算方法，待比对的鞋底花纹与数据库中鞋底花纹数据进行相似度比较，根据相似度评分从而获取具备相似度的鞋底花纹。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-A包括：S-A-1，对大量清晰完整的鞋底样本花纹进行筛选，选取足够数量的不特定鞋底花纹进行比较分析，确定分析方向；S-A-2，根据分析方向，对鞋底花纹进行语义特征归纳，提炼鞋底花纹的组成成分和特征维度；列举样本足迹，反复修正特征和维度，直至特征具有普遍性；S-A-3，明确鞋底花纹特征定义和组织规则，通过鞋底花纹特征成分和维度关系，对宏观特征和微观特征进行定义，并将鞋底花纹特征进行相应编码，根据编码规则对鞋底花纹进行分类。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-B包括：S-B-1，对鞋底花纹的类别所预设的各特征进行分类后，对花纹特征进行定义；S-B-2，对鞋底花纹进行图像预处理，对鞋底花纹图像进行归一化，形成归一化坐标，在归一化坐标下生成图区；S-B-3，收集生成的全部特征值和参数；分别计算鞋底花纹每个维度的相似度；S-B-4，将鞋底花纹每个维度的相似度进行汇总，并计算汇总维度的得分；S-B-5，通过对每个维度的相似度得分最高的目标鞋底花纹为近似鞋底花纹，并进行归纳合并。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-A-1包括：S-A-1-1，观察鞋底花纹的形态，比较鞋底花纹轮廓、弓部、掌部和跟部的功能区是否一致，显著花纹特征是否相似；S-A-1-2，比较鞋底花纹的区域关系、位置、范围是否相似；S-A-1-3，比较鞋底花纹相应位置的几何图形种类、组合方式、排列方式是否相似；S-A-1-4，比较鞋底花纹单元大小、图形密度是否相似。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-A-2包括：S-A-2-1，通过对不特定大量鞋样鞋底花纹观察，提炼鞋底花纹构成要素；鞋底花纹基本构成单位为几何图形；几何图形在形状、大小范围、方向、相互关系、图形密度、位置六个因素的影响下发生变化，产生鞋底花纹构成的三个基本要素：元素、单元、图区；它们之间的关系是：几何图形即为元素；元素组合形成了单元；单元的排列的规律性称为骨骼，具有相同元素、单元和骨骼的范围称为图区；图区的布局形成了整个鞋底花纹的基本样式；S-A-2-2,分析相似鞋底花纹构成要素、影响花纹种类的因素，通过对差异点进行单独比较，发现差异属性来源于八个维度，分为宏观和微观两个方面；其中宏观包括：图区相互关系、鞋底结构特点、显著特征、花纹密度；微观包括：相应位置上的元素种类、元素大小方向、元素组合关系、单元排列方式。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-A-3包括：S-A-3-1，进行微观特征的编码分类，通过比较鞋底花纹图像的元素、单元、骨骼、单元大小等微观特征，比较鞋底花纹微观特征相似度；S-A-3-2，进行宏观特征的编码分类，通过比较图区关系、鞋底结构、显著花纹、密度等宏观特征，比较鞋底花纹宏观特征相似度。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-B-2包括：S-B-2-1，归一化坐标系：以包含鞋底花纹的最小矩形框为界限，建立坐标系，压缩矩形为同一尺寸，形成标准鞋轮廓大小；S-B-2-2，实际坐标系：以鞋底花纹图片中比例尺为标准，保障鞋底花纹为比例尺下实际大小；S-B-2-3，在坐标系下标画出图区的范围，并生成图区Qv，记录图区Qv的像素坐标集合。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-B-3包括：S-B-3-1，预设掌部宏观特征、跟部宏观特征、图区Qv共V+2个特征框，逐个获取图区特征集合内的特征值t；S-B-3-2，获取鞋底花纹图区特征单元大小，记录每个鞋底花纹图区Qv中单元的大小值，面积为S，周长为C。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-B-4包括：S-B-4-1，分别计算各个维度的相似度，再汇总求得总相似度；计算的维度按照宏观特征、界限特征、细节特征和单元大小四个复合维度展开；S-B-4-2，宏观特征维度的比较：通过计算相同范围内宏观语义的相似程度，判定检材和样本在宏观上的属性相似度；S-B-4-3，界限特征维度比较：通过比较图区的范围和位置判定图区结构的相似度；S-B-4-4，细节特征维度的比较：相同图区的范围和位置一致的特征相似度；S-B-4-5，单元大小维度的比较：相同图区的范围和位置一致内同一单元的大小相似度计算；S-B-4-6，维度汇总：因各个维度关系相互独立，各维度上的值视为一个方向上的属性，该维度各个值涵盖该维度上所有特征情况，各个维度组合形成一个多维空间，空间上任意一点对应一个鞋底花纹类型；点与点之间的距离表示其差异的程度，距离越短，相似度越高，故采取欧式距离计算汇集维度得分。所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，优选的，所述S-B-5包括：S-B-5-1，维度尺度的统一：各维度计算单位需要一致才能合并计算，需要按照统一单位计算维度相似度值；S-B-5-2，权重：各特征值、维度值对总体相似度评价的价值有高有底，通过预先设定权重值大小，改变特征、维度的作用大小；S-B-5-3，查询：提交检材查询请求，修改查询样本范围，指定必含或必不含值，发起查询；S-B-5-4，串并：通过任意维度组合得出综合相似度得分排名。选择目标鞋底花纹形成类案鞋底花纹。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：从鞋底花纹图像语义出发，通过采集大量数据样本做分析比较，发现和总结鞋底花纹组成原理和组织规律，寻找最适合的特征编码与查码方案，通过特征编码的方式，赋予鞋印科学的个性特征，进而对鞋底花纹进行特征标注达到分类查本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，其特征在于，包括：S‑A，根据鞋底花纹多维度分类与识别的编码方法生成鞋底花纹数据库，将待比对的鞋底花纹根据该数据库的编码方法进行查询；S‑B，根据不同特征区域的计算方法，待比对的鞋底花纹与数据库中鞋底花纹数据进行相似度比较，根据相似度评分从而获取具备相似度的鞋底花纹。

【技术特征摘要】
1.一种鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，其特征在于，包括：S-A，根据鞋底花纹多维度分类与识别的编码方法生成鞋底花纹数据库，将待比对的鞋底花纹根据该数据库的编码方法进行查询；S-B，根据不同特征区域的计算方法，待比对的鞋底花纹与数据库中鞋底花纹数据进行相似度比较，根据相似度评分从而获取具备相似度的鞋底花纹。2.根据权利要求1所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，其特征在于，所述S-A包括：S-A-1，对大量清晰完整的鞋底样本花纹进行筛选，选取足够数量的不特定鞋底花纹进行比较分析，确定分析方向；S-A-2，根据分析方向，对鞋底花纹进行语义特征归纳，提炼鞋底花纹的组成成分和特征维度；列举样本足迹，反复修正特征和维度，直至特征具有普遍性；S-A-3，明确鞋底花纹特征定义和组织规则，通过鞋底花纹特征成分和维度关系，对宏观特征和微观特征进行定义，并将鞋底花纹特征进行相应编码，根据编码规则对鞋底花纹进行分类。3.根据权利要求1所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，其特征在于，所述S-B包括：S-B-1，对鞋底花纹的类别所预设的各特征进行分类后，对花纹特征进行定义；S-B-2，对鞋底花纹进行图像预处理，对鞋底花纹图像进行归一化，形成归一化坐标，在归一化坐标下生成图区；S-B-3，收集生成的全部特征值和参数；分别计算鞋底花纹每个维度的相似度；S-B-4，将鞋底花纹每个维度的相似度进行汇总，并计算汇总维度的得分；S-B-5，通过对每个维度的相似度得分最高的目标鞋底花纹为近似鞋底花纹，并进行归纳合并。4.根据权利要求2所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，其特征在于，所述S-A-1包括：S-A-1-1，观察鞋底花纹的形态，比较鞋底花纹轮廓、弓部、掌部和跟部的功能区是否一致，显著花纹特征是否相似；S-A-1-2，比较鞋底花纹的区域关系、位置、范围是否相似；S-A-1-3，比较鞋底花纹相应位置的几何图形种类、组合方式、排列方式是否相似；S-A-1-4，比较鞋底花纹单元大小、图形密度是否相似。5.根据权利要求2所述的鞋底花纹多维度分类与识别的综合分析方法，其特征在于，所述S-A-2包括：S-A-2-1，通过对不特定大量鞋样鞋底花纹观察，提炼鞋底花纹构成要素；鞋底花纹基本构成单位为几何图形；几何图形在形状、大小范围、方向、相互关系、图形密度、位置六个因素的影响下发生变化，产生鞋底花纹构成的三个基本要素：元素、单元、图区；它们之间的关系是：几何图形即为元素；元素组合形成了单元；单元的排列的规律性称为骨骼，具有相同元素、单元和骨骼的范围称为图区；图区的布局形成了整个鞋底花纹的基本样式；S-A-2-2,分析相似鞋底花纹构成要素、影响花纹种类的因素，通过对差异点进行单独比较，发现差异属性来源于八个维度，分为宏观和微观两个方面；其中宏观包括：图区相互关系、鞋底结构特点、显著特征、花纹密度；微观包括：相应位置上的元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红卫，田攀，但青松，王成忠，蒲红兵，邓永强，陆林峰，
申请(专利权)人：重庆市公安局刑事警察总队，
类型：发明
国别省市：重庆,50