[发明专利]人体赤足迹形态学特征提取方法

权利要求书

1.一种人体赤足迹形态学特征提取方法，其特征是，依次包括下列步骤：

选择扫描仪作为数据获取装置；

采取基于双峰法与大律法相结合的多阈值分割方法提取全足区和重压区；

多阈值分割方法分割之后进行形态学滤波，即小模板元素的形态开/闭运算来消除椒盐噪声，并填补所提取区域内的空洞，同时平滑所提取区域的边界，得到处理以后的图像；

对获得的黑白二值赤足迹全足区域和重压面区域，即前述处理以后的图像，进行轮廓提取和跟踪，进一步包括：对人体赤足迹重压面二值图像的边缘进行提取，并将其边缘点存储于向量，即C++序列式容器中；

建立坐标系，对各条脚边缘曲线进行自动标注，标注内容包括各关键点和各条特征曲线，通过对轮廓曲线和关键点和特征曲线的自动标注和计算，得到人体赤足迹的各项特征参数。

2.根据权利要求1所述的一种人体赤足迹形态学特征提取方法，其特征是，所述基于双峰法

和大律法相结合的多阈值分割方法为双阈值分割方法，细化为：

图像的灰度统计直方图Histogram是一个离散函数：

p(i)＝n_i/n       i＝0，1，…，L-1

i为图像f(x，y)的第i级灰度值，n_i是f(x，y)中具有灰度值i的像素的个数，n是图像像素总数，(x，y)为像素点坐标，p(i)给出了对灰度值i出现概率的一个估计，所以直方图提供了原图的灰度值分布情况，亦即所有灰度值的整体描述；

由上述所有灰度值的整体描述中第一峰对应图像的背景；第二峰表现为足底非承重部分；第三峰则代表人足承重面，在求取Th1时，采取以下方法：首先找到第一峰的中心p_b，然后由p_b往灰度值增大方向寻找，直到找到第一个出现的谷值，将其作为Th1；

为确定每个峰的灰度范围，即直方图中每个峰灰度级的起始点和终止点，采用以下方法：首先用高斯函数对直方图平滑，然后取灰度值最大的灰度级作为第一峰中心p_b，高斯函数G(x)的数学表达式为：

G(x)=12πδexp(-x22δ2),]]>

设原函数为f(x)，高斯平滑实际就是f(x)与G(x)的函数卷积，即f(x)*G(x)，G(x)的离散选取一个窗口N，通常N≈3δ，δ＝5，N＝13，δ为参数，依前式进行高斯平滑获得p_b后，考察p_b往右一定窗宽范围内灰度级，如果在此窗宽范围内灰度级出现的频数皆大于其左边的参考灰度级频数，则此点即作为Th1；若否，则将参考点右移，继续以上考察，直到找到为止。

3.根据权利要求1所述的一种人体赤足迹形态学特征提取方法，其特征是，所述平滑所提取区域的边界对图像进行平滑处理，即衰减高频分量，增强低频分量。

4.根据权利要求1所述的一种人体赤足迹形态学特征提取方法，其特征是，所述人体赤足迹形态学特征提取方法借助于VC编程实现，提取得全足形状结构特征包括全足周长和全足面积；脚掌重压面形状特征包括脚掌周长，脚掌面积，脚掌长，脚掌宽，前掌宽，后掌宽以及脚掌曲线特征值。