一种足迹采集与提取设备以及足迹采集与提取的方法
【专利摘要】本发明涉及的是一体化案件现场足迹采集与花纹特征提取设备以及提取方法，旨在于提供一种提取精度高的足迹采集与提取设备，以及图像分析精确度高的足迹采集与提取的方法，本发明的设备包括壳体、暗箱，所述的壳体通过螺丝固定在暗箱的上端，其特征在于：显示屏、开关机按钮、搜索灯，CMOS摄像头，所述的暗箱底端的左右侧各设有一个导光槽，所述的每个导光槽上设有显迹灯和显影灯，所述的显迹灯与水平面成45度角，显影灯与水平面成45度角；本发明的提取方法：采用双光对同一足迹采集的图像，再用Snake模型确定轮廓，然后结合显影图轮廓和显迹图轮廓确定足迹花纹特征的范围确定感兴趣区域，最后在感兴趣区域用混合高斯模型减影方法提取足迹花纹足迹。
【专利说明】一种足迹采集与提取设备以及足迹采集与提取的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数据采集及提取设备以及分析技术，具体涉及的是一种一体化案件现场足迹采集与花纹特征提取设备以及提取方法。
【背景技术】
[0002]目前存在的足迹采集设备仅仅是提供足迹采集的功能，体型比较庞大不利于现场勘查，而足迹特征的提取是在上位机完成，上位机只是分时操作，没有实现真正的并行，很大程度上影响了足迹特征提取的速度，并且上位机的足迹特征提取方法在显影图单一的情况下效果比较理想，但是足迹显影图多样化的场景下足迹花纹特征提取效果不是很理想。足迹采集设备主要由两个独立的部分组成:一部分是便携式足迹采集设备，通过多个CMOS摄像头的图像采集与融合采集原始的足迹花纹图像；另外一部分是上位机获得图像通过分块统计方法获取足迹花纹的特征信息，然后在四个维度方向(位移、旋转、缩放、镜像)上进行最佳重合参数的搜索，找到相似性最高的图像。现有方法对足迹花纹处理对足迹花纹的质量要求比较高；基于分块统计的方法对足迹花纹特征很容易出现漏提、错提的情况；提取速度也不是很理想，图像帧率比较慢；与上位机的接口比较复杂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的为了提供一种结构简单、用户交互友好、效率高、反应速度快和足迹特征花纹提取精度高的足迹采集与提取设备，以及图像分析精确度高的足迹采集与提取的方法。
[0004]为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种足迹采集与提取设备，包括壳体、暗箱，所述的壳体通过螺丝固定在暗箱的上端，其特征在于:显示屏、开关机按钮、搜索灯，CMOS摄像头，所述的显示屏安装在壳体上，开光机按钮安装壳体上，所述的暗箱底端的左侧设有一个导光槽，所述的暗箱底端的右侧设有一个导光槽，所述的电路板通过螺丝固定在壳体内，所述的电路板上设有芯片和SDRAM，所述的SDRAM与所述的芯片连接，所述的搜索灯通过搜索灯插口孔固定在暗箱的前壁底端，所述的显示屏通过接插件连接电路板，所述的CMOS摄像头通过接插件接连在电路板底层，所述的芯片通过连接件与CMOS摄像头连接，所述的每个导光槽上设有显迹灯和显影灯，所述的显迹灯与水平面成45度角，显影灯与水平面成45度角，所述的显影灯位置高于显迹灯的位置，所述的导光槽可拆卸，在足迹显影中，只有光对粉尘造成阴影显现出来的光才是有效光，而要对粉尘造成阴影的光必须让光在射到粉尘时被粉尘挡住了，无法穿透才可以显现阴影，要保证光射到粉尘时不能与水平面成90度，射入角度越低，阴影越明显。
[0006]作为优选，所述的导光槽与水平面的高度为IOmm — 25mm。
[0007]作为优选，所述的芯片采用ALTERA处理芯片。
[0008]作为优选，所述的显影灯采用贴片LED灯。
[0009]作为优选，所述的显迹灯采用贴片LED灯。[0010]作为优选，所述的贴片LED灯的型号为SMD3528。
[0011]一种足迹采集与提取设备的采集方法，其特征在于，依次包括下列步骤:
[0012]先通过搜索灯搜索客体上面的足迹花纹，找到足迹花纹并将设备盖在上面，点击拍照；再打开显迹灯，显迹灯与水平面成45角，根据反射定律，入射角等于出射角，模拟光路走向，在出射角与水平面成45度时，显迹灯的光在导光槽内进行循环，不会射出导光槽影响整体光路，得到显迹图像；
[0013]接着打开显影灯，由于显影灯与水平面成45角；根据勾股定律推算出显影灯的中心轴射出导光槽的时，导光槽与水平面的距离为25MM，在显影灯的中心轴下方的光的入射角与水平面高于45度时，导光槽与水平面的距离为IOMM ;得到显影图像；
[0014]再接着对图像进行预处理:摄像头图像采集模块先对摄像头模组进行参数配置，然后根据摄像头的数据时序进行数据接收，并将接受到的数据根据图像RGB的排列方法进行解码，存储到SDRAM ;然后通过Snake模型对上述存储到SDRAM中的显迹图像进行足迹花纹轮廓的提取=Snake是一条连续的样条曲线，它是由若干个受控点所组成的集合所表示的，在寻找特定足迹花纹特征轮廓时(在能量方程中事先给出)，它通过弹性曲线变形和运动，使之逐渐由位于图像上的初始位置向特征位置靠拢；Snake的内部力是由内部力和外部力来控制的，内部力起到平滑性限制的作用，而外部力引导足迹花纹特征轮廓线向图像局部特征能量吻合；Snake模型的优点是不需要进行额外处理，在收敛时间内，对象形状可以进行分段线性描述。但Snake模型在很大程度上依赖于良好的图像梯度来推导轮廓。模糊的图像边缘框架和低对比度的自动分割缺乏准确性，极大的限制其功效。为了解决Snake模型使用中出现的问题，采用拓扑路线方法来提高足迹花纹特征的分割性能和检测结果的准确性；
【权利要求】
1.一种足迹采集与提取设备，包括壳体、暗箱，所述的壳体通过螺丝固定在暗箱的上端，其特征在于:显示屏、开关机按钮、搜索灯，CMOS摄像头，所述的显示屏安装在壳体上，开光机按钮安装壳体上，所述的暗箱底端的左侧设有一个导光槽，所述的暗箱端的右侧设有一个导光槽，所述的电路板通过螺丝固定在壳体内，底所述的电路板上设有芯片和SDRAM，所述的SDRAM与所述的芯片连接，所述的搜索灯通过搜索灯插口孔固定在暗箱的前壁底端，所述的显示屏通过接插件连接电路板，所述的CMOS摄像头通过接插件接连在电路板底层，所述的芯片通过连接件与CMOS摄像头连接，所述的每个导光槽上设有显迹灯和显影灯，所述的显迹灯与水平面成45度角，显影灯与水平面成45度角，所述的显影灯位置高于显迹灯的位置，所述的导光槽可拆卸。
2.根据权利要求1所述的足迹采集与提取设备，其特征在于:所述的导光槽与水平面的高度为IOmm—25mm。
3.根据权利要求1所述的足迹采集与提取设备，其特征在于:所述的芯片采用ALTERA处理芯片。
4.根据根据权利要求1所述的足迹采集与提取设备，其特征在于:所述的显影灯采用贴片LED灯。
5.根据权利要求1所述的足迹采集与提取设备，其特征在于:所述的显迹灯采用贴片LED 灯。
6.根据据权利要求4一5中的任何一项所述的足迹采集与提取设备，其特征在于:所述的贴片LED灯的型号为SMD3528。
7.—种如权利要求1所述的足迹采集与提取设备的采集方法，其特征在于，依次包括下列步骤:` 先通过搜索灯搜索客体上面的足迹花纹，找到足迹花纹并将设备盖在上面，点击拍昭.再打开显迹灯，显迹灯与水平面成45角，根据反射定律，入射角等于出射角，模拟光路走向，在出射角与水平面成45度时，显迹灯的光在导光槽内进行循环，不会射出导光槽影响整体光路，得到显迹图像； 接着打开显影灯，由于显影灯与水平面成45角；根据勾股定律推算出显影灯的中心轴射出导光槽的时，导光槽与水平面的距离为25MM，在显影灯的中心轴下方的光的入射角与水平面高于45度时，导光槽与水平面的距离为IOMM ;得到显影图像； 再接着对图像进行预处理:摄像头图像采集模块先对摄像头模组进行参数配置，然后根据摄像头的数据时序进行数据接收，并将接受到的数据根据图像RGB的排列方法进行解码，存储到SDRAM ； 然后通过Snake模型对上述存储到SDRAM中的显迹图像进行足迹花纹轮廓的提取:Snake是一条连续的样条曲线，它是由若干个受控点所组成的集合所表示的，在寻找特定足迹花纹特征轮廓时(在能量方程中事先给出)，它通过弹性曲线变形和运动，使之逐渐由位于图像上的初始位置向特征位置靠拢；Snake的内部力是由内部力和外部力来控制的，内部力起到平滑性限制的作用，而外部力引导足迹花纹特征轮廓线向图像局部特征能量吻合；采用拓扑路线方法来提高足迹花纹特征的分割性能和检测结果的准确性； 再然后通过上述的Snake模型确定轮廓之后的图像再结合结合显影图轮廓和显迹图轮廓确定足迹花纹特征的范围确定感兴趣区域；最后在所述的感 兴趣区域中采用混合高斯模型减影方法提取足迹花纹足迹。
【文档编号】A61B5/117GK103549960SQ201310484465
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】王亮 申请人:杭州创恒电子技术开发有限公司