[发明专利]一种足底轮廓表达方法

说明书

本发明提供一种足底轮廓表达方法，包括以下步骤：足底图像进行预处理并提取足底的外轮廓；对所述足底图像的各脚趾分界区域形状进行表达；对趾前缘形状特征的表达，其中趾前缘指足底各趾关节前端与脚掌相连处的边缘；对各脚趾轮廓形状的表达。本方法既表达出足底外轮廓信息，也对脚趾分界区域、趾前缘区域及各脚趾轮廓信息进行表征，使足底几何形状特征的表达更加完整。本方法利用脚趾缝区域灰度值的特点分离各脚趾、脚趾与脚掌，有效地解决了脚趾粘连情况下分割困难的问题。本方法兼顾对脚趾紧靠与脚趾张开两种情况的处理，具有良好的普适性。

技术领域

本发明涉及足底轮廓描述技术领域，具体而言，尤其涉及一种足底轮廓表达方法。

背景技术

目前现有的足底特征识别多分为基于几何特征的足底识别算法与基于纹理特征的足底识别算法。对于足底几何特征的表达，主要方法有：1)提取足长、掌宽、跟宽、足跟中心到每个脚趾中心与横轴的角度以及脚掌面积等形态学特征^[1]；2)计算足底区域质心点到足底形状轮廓上每个点的距离作为特征^[2]；3)将足底区域划分为多个高度相等的垂直块区域，提取每个块区域的平均宽度与整个足底的平均宽度之比作为几何特征^[3]；4)使用GVFsnake模型对图像的整体形状进行描述^[4]。对于足底纹理特征的表达，主要方法有：Gabor特征，哈尔小波变换，以及主成分分析和独立主成分分析的方法等。

目前已有方法存在以下缺陷：

(1)现有的对基于足底几何特征的识别研究还很少，且因采集不便，现有的方法中数据集数目较少，缺乏一定的说服力；

(2)现有的基于脚趾轮廓特征进行识别的研究在脚趾粘连的情况下因不能准确分割出各个脚趾，导致识别率较低。

(3)足底几何特征的表达方法大多是基于整体轮廓特征，忽略了足底几何中特有的局部特征，如趾前缘的结构形状信息，对足底几何的表征不够完整。

[1]Kennedy R B,Pressman I S,Chen S,et al.Statistical analysis ofbarefoot impressions[J].Journal of Forensic Science,2003,48(1):1-9.

[2]Uhl A,Wild P.Footprint-based biometric verification[J].Journal ofElectronic Imaging,2008,17(1):011016.

[3]Kushwaha R,Nain N,Singal G.Detailed analysis of footprint geometryfor person identification[C].2017 13th International Conference on Signal-Image TechnologyInternet-Based Systems(SITIS),India,2017:229-236.

[4]王国.基于裸体脚印的身份识别方法研究[D].兰州：兰州交通大学，2014.

发明内容

根据上述提出方法中数据集数目较少，缺乏一定的说服力识别率较低以及几何的表征不够完整的技术问题，而提供一种足底轮廓表达方法。本发明主要利用一种足底轮廓表达方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：足底图像进行预处理并提取足底的外轮廓；

步骤S2：对所述足底图像的各脚趾分界区域形状进行表达；

步骤S3：对趾前缘形状特征的表达，其中趾前缘指足底各趾关节前端与脚掌相连处的边缘；

步骤S4：对各脚趾轮廓形状的表达。