[發(fā)明專利]一種基于CNN的赤足或穿襪足跡的身高判定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710903985.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN109583276B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張吉昌;郭寶珠;董波;于昕曄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連恒銳科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/32;G06K9/34;G06K9/62;G06N3/08
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

1.一種基于CNN的赤足或穿襪足跡的身高判定方法，其特征在于，包括：

S1：將赤足或穿襪足跡圖像進(jìn)行預(yù)處理；

A、赤足或穿襪足跡圖像矯正：應(yīng)用PCA算法將赤足灰度圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)矯正；首先設(shè)定一個(gè)灰度閾值θ，然后對(duì)灰度圖像的每一個(gè)像素進(jìn)行遍歷，如果灰度值大于θ，則將該像素的位置信息儲(chǔ)存到特征矩陣中，具體是一個(gè)n行2列的矩陣，n的值等于該灰度圖像中像素值大于θ的像素個(gè)數(shù)，第一列代表像素的位置信息，第二列代表位置信息；在此基礎(chǔ)上對(duì)特征矩陣進(jìn)行PCA運(yùn)算得到兩個(gè)二維的特征向量，這兩個(gè)特征向量相互正交，即為原圖中足跡的兩個(gè)方向向量，通過選擇變換即可將圖像矯正；

B、基于特征點(diǎn)的足跡分割：經(jīng)過PCA圖像矯正后邊緣處噪聲也被相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)至圖像內(nèi)部，因此在圖像旋轉(zhuǎn)后對(duì)其進(jìn)行降噪處理；通過基于閾值的像素分割確定足跡邊緣的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，足趾內(nèi)緣突點(diǎn)，足趾外緣突點(diǎn)，足跟后緣突點(diǎn)，最長趾前緣突點(diǎn)，來確定足跡的大體位置，然后通過裁剪的方式，將邊緣噪聲裁剪掉，并將其補(bǔ)0，具體步驟如下：

SB1：將PCA矯正后圖像作為輸入input；

SB2：對(duì)圖像input進(jìn)行逐列掃描，并返回每列最大值，保存至M向量中；

SB3：搜索內(nèi)外緣突點(diǎn)；

SB3.1：設(shè)定像素分割閾值θ；

SB3.2：對(duì)M向量從左至右依次掃描；

SB3.3：如果元素M_i＞θ，則終止掃描，并返回?cái)?shù)值i記為i_l；

SB3.4：對(duì)M向量從右至左依次掃描；

SB3.5：如果元素M_i＞θ，則終止掃描，并返回?cái)?shù)值i記為i_r；

SB4：對(duì)圖像input進(jìn)行逐行掃描，并返回每列最大值，保存至向量M中；

SB5：搜索前后緣突點(diǎn)；

SB5.1：設(shè)定像素分割閾值θ；

SB5.2：對(duì)M向量從上至下依次掃描；

SB5.3：如果元素M_i＞θ，則終止掃描，并返回?cái)?shù)值i記為i_t；

SB5.4：對(duì)M向量從下至上依次掃描；

SB5.5：如果元素M_i＞θ，則終止掃描，并返回?cái)?shù)值i記為i_b；

SB6：通過i_b，i_t，i_l，i_r四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)足跡圖像進(jìn)行裁剪；

SB7：結(jié)束；

S2：對(duì)預(yù)處理后圖像的進(jìn)行身高段分類，所述身高段分類具體包括：

S21：將身高數(shù)據(jù)離散化；

S22：制作數(shù)據(jù)集；

S23：構(gòu)建身高分類網(wǎng)絡(luò)；

S24：基于區(qū)間概率進(jìn)行身高判斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CNN的赤足或穿襪足跡的身高判定方法，其特征在于，將身高數(shù)據(jù)離散化具體是：根據(jù)身高段不同，將男性分為N組，將女性分為N組。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于CNN的赤足或穿襪足跡的身高判定方法，其特征在于，制作數(shù)據(jù)集具體是將完成預(yù)處理的數(shù)據(jù)集分為兩類，男性數(shù)據(jù)和女性數(shù)據(jù)，針對(duì)每一類，又各自定義兩個(gè)部分：

a)訓(xùn)練集：用于深度學(xué)習(xí)，每個(gè)赤足或者穿襪足跡數(shù)據(jù)采樣帶有從屬身高信息；

b)驗(yàn)證集：用于驗(yàn)證深度學(xué)習(xí)結(jié)果的好壞，每個(gè)赤足或者穿襪足跡數(shù)據(jù)采樣帶有從屬身高信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CNN的赤足或穿襪足跡的身高判定方法，其特征在于，構(gòu)建身高分類網(wǎng)絡(luò)具體是：使用訓(xùn)練集的數(shù)據(jù)針對(duì)男性和女性分別構(gòu)建一個(gè)基于Alexnet網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)赤足或穿襪足跡圖像進(jìn)行分類；該網(wǎng)絡(luò)輸入為赤足或穿襪足跡圖像，輸出為屬于某一個(gè)身高段的概率值。