基于形状上下文的现场足迹比对算法研究

摘要

犯罪现场留下的足迹图像，为法庭提供了有价值的证据，是公安部门侦破过程的一个重要环节。现场足迹的模糊性、残缺性以及光照不均等特点给快速、准确地进行足迹图像的分析与匹配提出了很大的挑战。足迹识别算法大都需要进行调整或者分类，影响了识别的速度与精度。刑事案件侦破需要足迹识别算法针对足迹图像的特点，能够快速而且准确地识别出待比对图像。
　　针对现场足迹的特点，本文提出并实现了基于Canny的足迹边缘检测算法以及基于形状上下文的足迹比对算法。首先对原始的足迹图像进行灰度转换；然后以Canny算子为基础，使用高斯平滑抑制噪声，在二维高斯偏导卷积得到梯度边缘方向后由非极大值抑制和动态阈值边缘连接实现足迹边缘检测；最后对边缘进行采样后建立极坐标系得到现场足迹每个点的形状表达，并进行归一化处理，通过计算检索足迹和待比对足迹的形状上下文距离获取其相似度，实现足迹图像的比对与识别。基于形状上下文的足迹比对算法满足平移，旋转，缩放的不变性，提高了现场足迹比对的准确度、效率。
　　通过实验及实验结果的分析，验证了基于Canny的现场足迹边缘检测算法不仅能够抑制噪声，而且能有效地保持边缘。

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Contents

1 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2国内外研究的现状

1.3本文研究的主要内容及组织结构

2 足迹图像检索比对的预备知识与关键技术

2.1图像检索中常用的底层视觉特征描述方法

2.2足迹图像预处理

2.3图像中常用的相似性度量方法

2.4图像检索算法的评价准则

2.5本章小结

3 现场足迹的边缘检测算法

3.1传统的经典边缘检测算子

3.2基于Canny 算子有效保持边缘信息的现场足迹检测算法

3.3 实验结果及分析

3.4本章小结

4 现场足迹的比对算法

4.1 基于形状上下文的脚印匹配

4.2 实验结果及讨论

4.3本章小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的主要成果