[发明专利]一种足迹图像的自动处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种足迹图像的自动处理方法。

背景技术

足迹图像作为人的身份特征之一，常常用足迹采集仪采集后经过预处理后，提取特征，然后存到数据库中，便于将来查询。

现有的足迹预处理方法，均需要有专门的人员手动按步骤进行处理。其中具体包括：(1)将足迹图像旋转，使脚尖到脚跟的连线和图像的水平线垂直；(2)足迹图像常常会在背景上比较复杂或者有残缺，这时需要确定脚掌、脚弓和脚跟部分；(3)通常会有残缺的或者质量很差的部分，这部分不能够代表足迹的特征，因此需要把纹理较清晰的部分圈出来，便于后续分析。(4)分割后的图像往往有一些噪声区域，对于有些噪声较多的区域，需要人工擦除一些噪声区域，最后得到足迹图像清晰的纹理图像。

从上述足迹预处理流程可以看出，现在的处理方法较为复杂，需要专业人员进行操作。而足迹采集仪得到的图像背景和图像内容通常包含足迹和比例尺区域，不仅需要专业人员操作，而且手动处理流程过于复杂和繁琐。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供的一种足迹图像的自动处理方法，通过自动处理足迹采集仪器采集的图像，将繁琐的人工处理简化。

(二)技术方案

本发明提供了一种足迹图像的自动处理方法，该方法包括以下步骤：

S1.采集足迹图像；

S2.通过全局阈值分割方法，将所述足迹图像进行全局分割，得到二值图像；

S3.通过中值滤波，剔除所述二值图像的孤立的噪声点，得到滤波后的二值图像；

S4.确定所述滤波后的二值图像在x轴的有效区域范围；

S5.根据所述x轴的有效区域范围，确定所述滤波后的二值图像在y轴的有效区域范围；

S6.确定矫正角度，在所述x轴的有效区域范围和所述y轴的有效区域范围内，根据所述矫正角度，对所述滤波后的二值图像进行旋转。

进一步地，所述全局阈值分割方法是Otsu方法。

进一步地，所述全局阈值分割方法中，最优分割阈值是按下述步骤计算的：

获取足迹图像的灰度级，并根据所述灰度级确定灰度范围；

在所述灰度范围中，选定足迹图像的初始的分割阈值；

遍历所述足迹图像中像素的灰度值，选取所述灰度值大于所述初始阈值的像素，作为前景图像，选取所述灰度值小于所述初始的阈值的像素，作为背景图像；

计算所述前景图像的灰度均值，所述前景图像的像素数占总像素数目的比例，所述背景图像的灰度均值、所述背景图像的像素数占总像素数目的比例和所述足迹图像的灰度均值；

所述灰度范围内，增加所述足迹图像的分割阈值，使前景图像和背景图像的差异值达到最大，选取前景图像和背景图像的差异值达到最大时的分割阈值作为最优分割阈值。

进一步地，所述前景图像和背景图像的差异值按照下式计算：

y(t)＝w_bg(t)*(u_bg(t)-u)²+w_fg(t)*(u_fg(t)-u)²

其中：

w_bg(t)表示所述分割阈值为t时候，所述背景图像的像素数目占总像素数目的比例；

u_bg(t)表示所述分割阈值为t的时候，所述背景图像的灰度均值；

w_fg(t)表示所述分割阈值为t的时候，所述前景图像的像素占总像素数目的比例；

u_fg(t)表示所述分割阈值为t的时候，所述前景图像的灰度均值；

u表示所述足迹图像的灰度均值；

t表示所述分割阈值；

y(t)表示所述前景图像和背景图像的差异值。

进一步地，步骤S4具体包括：

将所述滤波后的二值图像中的像素做x轴方向上的投影，得到x轴的投影向量；

对所述x轴的投影向量进行一维高斯滤波；

在一维高斯滤波后的x轴的投影向量中，选取连续长度最大的非0向量对应的区间作为x轴的有效区域范围。

进一步地，步骤S5具体包括：

S1＇将所述滤波后的二值图像在所述x轴的有效区域范围内，做y轴方向的投影，得到y轴的投影向量；

S2＇对所述y轴的投影向量进行一维高斯滤波；