[發明專利]足底壓力圖像相似度評價方法

有效

• 申請號: 202010112014.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111402202B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 王年;樊旭晨;唐俊;張艷;朱明;鮑文霞;吳洛天;王鵬鵬
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T5/00;G06V10/74
• 代理公司: 合肥東信智谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34143
• 代理人: 劉寒冰

1.一種足底壓力圖像相似度評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、足跡校準：對采集到的足底壓力數據進行去噪，并統一足跡圖像中足跡的傾角，完成校準操作；

S2、判斷外部相似度：對經過校準的足跡圖像進行等效矩形算法，得到像素級別的足長與足寬，再將像素級別的足長與足寬轉化為真實的足長與足寬，計算出外部相似度；

S3、判斷內部相似度：對經過校準的足跡圖像進行等效矩形算法，使用自適應閾值劃分的方式提取足底壓力數據中的壓力塊，對每個區域的壓力塊進行壓力增強，并分別在每個區域建立極坐標系，將壓力塊轉化為點集形式，基于匹配相似度算法，根據壓力的點集信息對內部相似度進行評價；

所述外部相似度的計算包括以下步驟：利用等效矩形框定校準后的圖像，得到腳趾區A₁、前掌區B₁、足跟區C₁三個框選區域，以等效矩形的長為像素級別的足長L，等效矩形的寬為像素級別的足寬W，基于單塊壓力板長度為30cm，采集出的圖像長為250個像素點，因此足跡的真實足長足寬由式4-5可得，不同足底壓力圖像的外部相似度由式6可得

L_r＝30/250×L????式4

W_r＝30/250×W????式5

Sp＝|L_mr-L_nr|+|W_mr-W_nr|????式6；

其中，L_r、W_r分別為真實的足長、足寬，Sp為外部相似度，L_mr、W_mr是第m個足底壓力圖像的真實足長、足寬，L_nr、W_nr是第n個足底壓力圖像的真實足長、足寬；

所述內部相似度的計算包括以下步驟：

S1、利用等效矩形框定出校準后的圖像，得到腳趾區A₁、前掌區B₁、足跟區C₁三個框選區域，采取自適應閾值分割的方法，將所述圖像R通道的像素值由高至低劃分成10個等級，將處于前三個等級的像素點提取出來得到壓力區域，并對壓力區域進行壓力增強；

S2、分別以腳趾區A₁、前掌區B₁、足跟區C₁三個框選區域左下角的頂點為坐標原點O建立極坐標系，將增強的壓力信息轉化為極坐標點信息，利用匹配相似度算法得出內部相似度。

2.如權利要求1所述的足底壓力圖像相似度評價方法，其特征在于，所述校準操作包括以下步驟：

S1、根據式1-3對足跡區域進行分區，將圖像中的腳印分為腳趾區A、前掌區B、足跟區C三個區域，式1-3如下：

a＝0.1589×h?式1

b＝0.2322×h?式2

c＝0.2700×h?式3；

S2、采用矩形等效法在前掌區B、足跟區C內分別設置矩形框1、矩形框2，并以矩形框1、矩形框2的中心點做為前掌區B、足跟區C的中心點，以兩個中心點的連線為轉軸，以前掌區B的中心點為定點旋轉轉軸至與顯示屏幕底邊垂直。

3.如權利要求1所述的足底壓力圖像相似度評價方法，其特征在于，所述匹配相似度算法，包括以下步驟：

S1、采集兩幅待比較足底壓力圖像同一框選區域的極坐標點信息P₁、P₂：

S2、對P₁、P₂中點集的極經進行歸一化：選取所述框選區域中的任意一個坐標T，連接T點與坐標原點O后反向延長該點與所述框選區域區上緣交于N點，則：

OT＝ρ，ON＝L/sin(θ)，L為足長；

歸一化后的極經為：

歸一化后的P₁、P₂為：

S3、對歸一化后的兩個點集進行匹配操作：

步驟Ⅰ：從P₁中選取一個角度最小的點X₁(ρ₁,θ₁)，P₂中選取角度與θ₁最接近的點X₂(ρ₂,θ₂)，定義X₁，X₂為一對匹配點，將X₁，X₂轉換到標準坐標系中計算歐式距離E₁，之后從雙方點集中剔除X₁，X₂；

步驟Ⅱ：重復步驟Ⅰ，最終得到n個歐式距離，最終足跟區壓力分布距離為：

步驟Ⅲ：重復上述步驟Ι、步驟Ⅱ，對全部框選區域進行距離計算，最終壓力分布距離為：

i，j,k分別為足跟區，前掌區，腳趾區壓力轉換的點的個數，

聯合兩幅待比較足底壓力數據的外緣距離、壓力分布距離，得到最終距離為：

S＝Sp+Sd。