[發明專利]一種基于專家經驗引導的現場鞋印痕跡花紋圖像檢索方法

有效

• 申請號: 201611097257.9
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106776950B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 王新年;吳艷軍
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06F16/583
• 分類號: G06F16/583
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 閻昱辰;李洪福

本發明是一種基于專家經驗引導的現場鞋印痕跡花紋圖像檢索方法，本發明對于與查詢圖像同一現場圖像，利用專家經驗給出相應的專家意見相似度得分，并利用該得分引導檢索，提升檢索精度；本發明構建專家意見得分預測模型，有效地避免了由人主觀原因引起的檢索精度的降低；本發明通過引入流形學習方法，考慮庫中圖像兩兩之間的關系，進一步提高檢索精度；本發明引入了系數矩陣，有效地解決了傳統流形學習檢索中使計算排序得分趨于零的問題。通過實驗證明本方法在現場鞋印花紋圖像的檢索實驗中的檢索精度明顯優于現有技術，利用少量的同一現場鞋印花紋圖像樣本提高了檢索性能。因此，本發明可以廣泛用于現場鞋印花紋圖像檢索領域。

技術領域

本發明涉及一種圖像檢索方法，特別是關于一種基于專家經驗引導的現場鞋印痕跡花紋圖像檢索方法。涉及專利分類號G06計算；推算；計數G06F電數字數據處理G06F17/00特別適用于特定功能的數字計算設備或數據處理設備或數據處理方法G06F17/30信息檢索；及其數據庫結構。

背景技術

在刑事案件中，鞋底痕跡花紋對于偵破案件發揮巨大的作用。其中，最具有挑戰性的任務就是將犯罪現場遺留的低質量的鞋底痕跡花紋圖像與數據庫中的鞋底痕跡花紋比較，找出最匹配的一幅圖像。現場鞋底痕跡花紋圖像檢索方法的目的是幫助鑒定專家準確的檢索出最匹配的鞋底痕跡花紋圖像，從而提高破案效率。

目前，國內外的鞋印花紋圖像檢索算法主要分為三類：基于鞋印花紋，基于局部區域和基于感興趣點的檢索方法。但是，這些方法都是對人工合成的清晰完整的鞋印痕跡圖像進行檢索，而在實際應用中，需要進行檢索的鞋印痕跡圖像多維現場采集的鞋印痕跡圖像，且在多數環境下，現場采集的鞋印痕跡圖像具有圖像質量低，圖像不完整或不清晰等特點，所以上面所提到的幾類鞋印痕跡檢索方法在實際應用中有很多限制。2015年XinnianWang等提出了一種基于小波-傅里葉變換的現場鞋印花紋圖像自動檢索方法，將鞋印痕跡圖像分為腳掌和腳跟部分分別提取特征，具體方法為：對腳掌和腳跟部分分別進行小波變換，對小波變換后的圖像進行傅里葉變換，對其幅值進行極坐標變換，并進行傅里葉變換的得到圖像的頻譜特征，以其頻譜特征進行匹配。匹配的正確率為87.5％。

針對鞋印痕跡檢索，雖然，現有技術已經取得了一定的成果，但是針對大量的低質現場鞋印痕跡圖像，目前的方法并不能取得很好的檢索結果，且現有現場鞋印痕跡圖像檢索方法只考慮查詢圖像與每幅庫中圖像的關系，未考慮庫中圖像兩兩間的關系。發明人在具體實現本發明的過程中，發現現有技術中存在以下問題：

1)現有方法均提取低級特征，并依據特征進行匹配，并沒有考慮高級語義概念與低級特征之間的語義鴻溝，使得檢索精度不高；2)現有方法沒有利用與查詢圖像同一現場提取的其他鞋印痕跡圖像，不利于檢索性能的進一步提升；3)現有方法未引入刑偵人員的經驗，容易造成客觀的檢索結果與刑偵人員的主觀結果不一致。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種基于專家經驗引導的現場鞋印痕跡花紋圖像檢索方法，包括如下步驟：

—計算待查詢現場鞋印痕跡圖像與圖像庫中樣本圖像之間的相似性，對所述圖像庫中的圖像按相似度得分從大到小進行排序；計算圖像庫中任意兩個圖像樣本之間的相似度得分，構建流形正則化項；

—由專家依據兩幅鞋印痕跡圖像的花紋相似程度按經驗劃分成多個相似等級和等級對應的分數，依據上述等級，對所述查詢圖處于同一現場的樣本圖像，標記相應的相似分數，作為其專家主觀意見相似度得分，

—查找圖像庫中與查詢現場鞋印痕跡圖像采集自同一現場的樣本圖像的k個最近鄰圖像；賦予k個最近鄰圖像專家主觀意見相似等級和等級對應的分數，對于與查詢現場鞋印痕跡圖像采集自同一現場的樣本圖像，及其k個最近鄰圖像的專家主觀意見相似度得分表示為：