[發明專利]一種足跡采集與提取設備以及足跡采集與提取的方法

有效

• 申請號: 201310484465.4
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103549960A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 王亮
• 申請（專利權）人: 杭州創恒電子技術開發有限公司
• 主分類號: A61B5/117
• 分類號: A61B5/117
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種數據采集及提取設備以及分析技術，具體涉及的是一種一體化案件現場足跡采集與花紋特征提取設備以及提取方法。

背景技術

目前存在的足跡采集設備僅僅是提供足跡采集的功能，體型比較龐大不利于現場勘查，而足跡特征的提取是在上位機完成，上位機只是分時操作，沒有實現真正的并行，很大程度上影響了足跡特征提取的速度，并且上位機的足跡特征提取方法在顯影圖單一的情況下效果比較理想，但是足跡顯影圖多樣化的場景下足跡花紋特征提取效果不是很理想。足跡采集設備主要由兩個獨立的部分組成：一部分是便攜式足跡采集設備，通過多個CMOS攝像頭的圖像采集與融合采集原始的足跡花紋圖像；另外一部分是上位機獲得圖像通過分塊統計方法獲取足跡花紋的特征信息，然后在四個維度方向（位移、旋轉、縮放、鏡像）上進行最佳重合參數的搜索，找到相似性最高的圖像。現有方法對足跡花紋處理對足跡花紋的質量要求比較高；基于分塊統計的方法對足跡花紋特征很容易出現漏提、錯提的情況；提取速度也不是很理想，圖像幀率比較慢；與上位機的接口比較復雜。

發明內容

本發明的目的為了提供一種結構簡單、用戶交互友好、效率高、反應速度快和足跡特征花紋提取精度高的足跡采集與提取設備，以及圖像分析精確度高的足跡采集與提取的方法。

為實現本發明的目的，本發明采用如下技術方案：

一種足跡采集與提取設備，包括殼體、暗箱，所述的殼體通過螺絲固定在暗箱的上端，其特征在于：顯示屏、開關機按鈕、搜索燈，CMOS攝像頭，所述的顯示屏安裝在殼體上，開光機按鈕安裝殼體上，所述的暗箱底端的左側設有一個導光槽，所述的暗箱底端的右側設有一個導光槽，所述的電路板通過螺絲固定在殼體內，所述的電路板上設有芯片和SDRAM，所述的SDRAM與所述的芯片連接，所述的搜索燈通過搜索燈插口孔固定在暗箱的前壁底端，所述的顯示屏通過接插件連接電路板，所述的CMOS攝像頭通過接插件接連在電路板底層，所述的芯片通過連接件與CMOS攝像頭連接，所述的每個導光槽上設有顯跡燈和顯影燈，所述的顯跡燈與水平面成45度角，顯影燈與水平面成45度角，所述的顯影燈位置高于顯跡燈的位置，所述的導光槽可拆卸，在足跡顯影中，只有光對粉塵造成陰影顯現出來的光才是有效光，而要對粉塵造成陰影的光必須讓光在射到粉塵時被粉塵擋住了，無法穿透才可以顯現陰影，要保證光射到粉塵時不能與水平面成90度，射入角度越低，陰影越明顯。

作為優選，所述的導光槽與水平面的高度為10mm—25mm。

作為優選，所述的芯片采用ALTERA處理芯片。

作為優選，所述的顯影燈采用貼片LED燈。

作為優選，所述的顯跡燈采用貼片LED燈。

作為優選，所述的貼片LED燈的型號為SMD3528。

一種足跡采集與提取設備的采集方法，其特征在于，依次包括下列步驟：

先通過搜索燈搜索客體上面的足跡花紋，找到足跡花紋并將設備蓋在上面，點擊拍照；再打開顯跡燈，顯跡燈與水平面成45角，根據反射定律，入射角等于出射角，模擬光路走向，在出射角與水平面成45度時，顯跡燈的光在導光槽內進行循環，不會射出導光槽影響整體光路，得到顯跡圖像；

接著打開顯影燈，由于顯影燈與水平面成45角；根據勾股定律推算出顯影燈的中心軸射出導光槽的時，導光槽與水平面的距離為25MM，在顯影燈的中心軸下方的光的入射角與水平面高于45度時，導光槽與水平面的距離為10MM；得到顯影圖像；

再接著對圖像進行預處理：攝像頭圖像采集模塊先對攝像頭模組進行參數配置，然后根據攝像頭的數據時序進行數據接收，并將接受到的數據根據圖像RGB的排列方法進行解碼，存儲到SDRAM；然后通過Snake模型對上述存儲到SDRAM中的顯跡圖像進行足跡花紋輪廓的提取：Snake是一條連續的樣條曲線，它是由若干個受控點所組成的集合所表示的，在尋找特定足跡花紋特征輪廓時(在能量方程中事先給出)，它通過彈性曲線變形和運動，使之逐漸由位于圖像上的初始位置向特征位置靠攏；Snake的內部力是由內部力和外部力來控制的，內部力起到平滑性限制的作用，而外部力引導足跡花紋特征輪廓線向圖像局部特征能量吻合；Snake模型的優點是不需要進行額外處理，在收斂時間內，對象形狀可以進行分段線性描述。但Snake模型在很大程度上依賴于良好的圖像梯度來推導輪廓。模糊的圖像邊緣框架和低對比度的自動分割缺乏準確性，極大的限制其功效。為了解決Snake模型使用中出現的問題，采用拓撲路線方法來提高足跡花紋特征的分割性能和檢測結果的準確性；