[發(fā)明專利]一種腳印的識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710228905.8
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107016414A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新年;程琪;王慧玉;王亞玲
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46;G06F17/30
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 閻昱辰,李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種腳印的識別方法，屬于腳印的識別領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前腳印識別方法主要是在腳印區(qū)域中，提取足長、掌寬、跟寬、足跟中心到每個腳趾的中心與橫軸的角度以及腳掌面積等形態(tài)學(xué)特征，結(jié)合各種分類器進(jìn)行識別。但是目前的腳印識別方法通常是從圖像中提取形態(tài)學(xué)特征如長、寬、角度等形態(tài)特征進(jìn)行識別。該種方法易受噪聲影響，提取精度低，增加整個識別過程難度以及準(zhǔn)確性，且目前還沒有依賴腳印區(qū)域特征進(jìn)行識別的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對以上問題的提出，提供一種腳印的識別方法，其特征在于包括：離線訓(xùn)練過程S_a和在線識別過程S_b；

所述離線訓(xùn)練過程包括：

S_a1：采集儀采集的腳印壓力圖像去除噪聲提取腳印區(qū)域；

S_a2：對所述S_a1中獲得的腳印區(qū)域傾斜校正；

S_a3:對所述S_a2中獲得的校正后的圖像，進(jìn)行尺寸規(guī)范化操作。

S_a4：對所述S_a3中獲得的尺寸規(guī)范化后的腳印區(qū)域進(jìn)行前后足分區(qū)，對分區(qū)后的腳印區(qū)域特征提取；

S_a5：利用所述S_a4中所獲得的特征，形成特征數(shù)據(jù)庫，

所述特征數(shù)據(jù)庫表示為，D＝{F_i,i＝1,2,…,N}，其中，F(xiàn)_i表示所提取的第i腳印區(qū)域的特征，N表示樣本數(shù)目；

所述在線識別過程S_b包括：

S_b1：對待識別的腳印區(qū)域進(jìn)行去除噪聲影響以及傾斜校正處理；

S_b2：將校正后的腳印區(qū)域進(jìn)行尺寸規(guī)范化操作。

S_b3：按照一定的比例進(jìn)行前后足分區(qū)，然后再分別進(jìn)行小波變換和腳印特征信息提取；

S_b4：根據(jù)提取腳印特征信息，采用余弦度量的方式將待識別的腳印數(shù)據(jù)與離線訓(xùn)練過程S_a中存儲的數(shù)據(jù)庫中的腳印數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，將計算出的相似性得分按照從大到小的方式進(jìn)行排序，找出所述排名中前K個腳印中個出現(xiàn)次數(shù)最多的類別作為待檢腳印的類別，完成腳印的識別。

進(jìn)一步的，S_a11：通過大津法得到腳印區(qū)域的閾值，根據(jù)該閾值對圖像進(jìn)行二值化處理，得到腳印的二值圖像；然后采用半徑大小為15的圓盤型結(jié)構(gòu)元素對二值圖像進(jìn)行膨脹運(yùn)算得到膨脹后的圖像f；再采用半徑大小為10的圓盤型結(jié)構(gòu)元素對膨脹后的圖像f進(jìn)行腐蝕運(yùn)算；最后采用八鄰域標(biāo)記算法獲得整幅圖像的連通域；

S_a12：計算圖像中各連通區(qū)域面積，并按其大小降序排列。取排在第5名的連通區(qū)域面積的值作為閾值，將面積小于設(shè)定閾值的連通區(qū)域作為噪聲處理去除，獲得噪聲處理后的腳印區(qū)域。

進(jìn)一步的，S_a21：將S_a1所獲得的腳印區(qū)域的分為前足區(qū)域和后足區(qū)域，按照12:13的高度比例對足印圖像分為前足區(qū)域Img1和后足區(qū)域Img2；

S_a22：將腳印后足區(qū)域Img2進(jìn)行邊緣點檢測，得到腳印后足的邊緣點，取后足區(qū)域最左上邊緣點和最右上邊緣點連線的中點作為關(guān)鍵點，求該關(guān)鍵點到后足區(qū)域各邊緣點的距離，將距離最大的直線所在的方向定為腳印區(qū)域的主方向。

S_a23：依據(jù)主方向與水平方向的傾斜角對整幅腳印區(qū)域進(jìn)行傾斜校正。

進(jìn)一步的，S_a31：對校正后的圖像進(jìn)行尺寸規(guī)范化。具體操作為：構(gòu)建w×h維的空矩陣T，以矩陣T的中心與校正后腳印區(qū)域中心的坐標(biāo)差為偏移量(dx,dy)，將校正后的腳印區(qū)域所有不為零的像素點通過偏移量(dx,dy)平移到矩陣T的中央，構(gòu)成新的腳印區(qū)域。

S_a32:尺寸規(guī)范化后的腳印區(qū)域重新進(jìn)行前足、后足分區(qū)，通過判斷腳印區(qū)域的外接矩形的高度和寬度，得到分區(qū)后的前足區(qū)域Imgt和和后足區(qū)域Imgb；

S_a33：穿襪的紋理信息屬細(xì)節(jié)信息，即高頻信息，為消除紋理信息帶來的影響，采用Harr小波為母波函數(shù)，對S_a32中圖像Imgt和圖像Imgb分別進(jìn)行n層小波變換，將第n層的低頻系數(shù)分別記為W_T和W_B；