[發(fā)明專利]基于多維特征提取的槍彈痕跡比對方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410358260.6
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104123546A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 高風嬌;吳岡;閆奕名;何艷;宋昌紅;費磊;楊洋;叢曉丹;王金玉;朱國強;孫恩文
• 申請（專利權）人: 黑龍江省科學院自動化研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發(fā)明涉及一種基于多維特征提取的槍彈痕跡比對方法。

背景技術：

目前槍彈自動比對檢索系統(tǒng)是采用數(shù)字攝影的方法獲取彈痕放大的平面二維圖像，該方法忽略了彈頭痕跡高度信息，不能反映彈頭發(fā)射痕跡的真實形貌，因此可提供識別參考的信息量相對較少。主要為三部分：圖像數(shù)據采集，特征量分析以及數(shù)據庫和網絡連接系統(tǒng)。圖像數(shù)據的采集使用數(shù)字攝影的方法，將彈頭裝夾在由電機控制的旋轉工作臺上，旋轉一周后由計算機進行圖像拼接、處理和分析[8、9]。該系統(tǒng)能夠進行光強的自動調節(jié)、激光輔助調焦、工作臺自動調整等，不需要過多的人工干預，可以快速的獲取被測樣品的二維圖像數(shù)據。為提高彈頭彈殼痕跡檢驗、分析的準確性，揭示平面圖形和二維特征參數(shù)所不能表達的細節(jié)特征，須定量采集彈頭彈殼發(fā)射痕跡的三維立體形貌。定量化獲取彈頭彈殼發(fā)射痕跡的真實形貌，提取彈頭彈殼痕跡三維數(shù)據特征，進行分析。2007，美國國家標準與技術研究院（National?Institute?of?Standards?and?Technology，NIST）著手組建國家彈痕數(shù)據庫，開始研究并進行可行性評估，在槍彈三維表面分析方面做了初步的探索研究。

在國內，彈頭痕跡檢驗發(fā)展也在朝著定量化方向發(fā)展。開發(fā)了槍彈痕跡自動識別系統(tǒng)，首先采用彈頭滾壓錫紙，在錫紙上獲得彈頭表面的信息，然后通過攝像系統(tǒng)攝取錫紙上的表面痕跡，最后進行自動識別。研制了槍彈痕跡計算機自動識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括射擊彈殼痕跡的非接觸性提取，痕跡信息分析、處理兩部分，是國內第一套槍彈痕跡計算機自動識別系統(tǒng)。總的來說，受各方因素制約，國內槍彈痕跡識別研究剛剛起步，需要新技術、新方法的支持。

隨著世界性的持槍犯罪案件數(shù)量逐漸增加，持槍犯罪分子流竄作案，系列性犯罪，危害時間長，危害范圍廣，已給公民的生命財產安全造成了極大的危害，近年來，我國持槍作案的事件也逐漸增多，而且犯罪性質嚴重，危害極大。因此對于涉槍案件必須迅速偵破，盡快制止進一步的持槍犯罪，此外，犯罪分子用于作案的槍支的種類增加，需要作刑事鑒定的彈頭、彈殼數(shù)量極大，槍彈痕跡復雜，彈頭、彈殼痕跡形態(tài)既有其確定性，又表現(xiàn)出一定的隨機性和模糊性，這樣，在槍案偵破和提供刑事物證過程中，發(fā)射槍支種類和槍支同一性的認定遇到了極大的困難，以下三個問題非常重要：一是鑒定速度要快；二是鑒定的準確度要高；三是需要將彈頭痕跡數(shù)據化，建立數(shù)據庫，實現(xiàn)槍彈痕跡的計算機檢驗和快速識別，防止涉槍案件竄并案的發(fā)生，快速準確的識別發(fā)射槍支，提高持槍案件的偵破率和增加持槍犯罪的打擊力度。隨著三維掃描技術的發(fā)展，彈頭三維痕跡數(shù)據化使得槍彈頭痕跡計算機自動識別成為可能，為了提高涉槍案件的辦案效率和準確度，有效打擊和遏制持槍犯罪，世界上一些先進國家都對槍彈痕跡計算機檢驗技術進行了研究，實現(xiàn)槍彈痕跡的計算機識別。

根據彈頭上的痕跡可以判斷出發(fā)射槍的種類，并最終確定發(fā)射該彈頭的槍支。因此，準確快速地檢驗和分析槍彈痕跡將對槍支管理、涉槍案件的偵破起著重要的作用，為辦案提供科學依據，加快辦案的速度、簡化辦案的過程。而且可以將使用過的彈頭和彈殼建立數(shù)據庫，連接到一個完整的信息網絡之中，實現(xiàn)槍彈信息的網絡化管理和利用，槍彈頭痕跡自動識別方法是實現(xiàn)槍彈痕跡自動識別系統(tǒng)的重要組成部分，隨著三維掃描技術、現(xiàn)代信號處理技術的發(fā)展，彈頭三維痕跡數(shù)據化使得槍彈頭痕跡計算機自動識別成為可能，然而現(xiàn)在公安系統(tǒng)中也沒有直接應用槍彈的三維建立的槍彈檔案庫，更沒有針對三維數(shù)據信息的彈痕比對算法和軟件。

隨著三維掃描技術的發(fā)展，彈頭三維痕跡數(shù)據化使得槍彈頭痕跡計算機自動識別成為可能，用于彈頭痕跡檢驗的手段和技術，主要可分為定性化檢驗和定量化檢驗兩種方式。定性化檢驗一般采用體視顯微鏡、比較顯微鏡，電子顯微鏡。槍彈痕跡檢測技術發(fā)展的必然趨勢是痕跡的定量化檢驗，其首要任務是真實、全面地獲取有關彈頭發(fā)射痕跡的信息，國內目前的檢測技術多以定性分析為主，受人為影響較大，效率低。

發(fā)明內容：

本發(fā)明的目的是提供一種基于多維特征提取的槍彈痕跡比對方法。

上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)：

提取槍彈數(shù)據的多維特征，聯(lián)合多維特征優(yōu)勢實現(xiàn)彈痕數(shù)據精確的比對分析。針對三維彈痕數(shù)據的三維拓撲結構特性的描述問題，提出基于3D-Zernike的三維特征提取方法，基于多維特征提取的槍彈痕跡比對方法包括以下步驟：

提取均值曲線；

特征粗匹配；

在感興趣區(qū)域內進行三維特征提取及分析；

比對分析。