公安足迹图像中的标尺信息提取方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着现代信息技术的发展，信息技术被运用于各个领域，也给公安部门的刑侦工作带来了便利，尤其是对于作案现成足迹的信息化提出了新的课题。公安部门足迹信息化工作，在信息技术飞速发展的今天，得到了重视。信息化给各行各业带来了新的发展机遇，关于足迹刑侦信息化工作也急需迅速开展。足迹信息化将会给刑侦工作带来新的突破。构建足迹信息化数据库这是除了指纹、dna等数据库之外的又一种有利于刑侦的举措 。只要犯罪嫌疑人进行犯罪几乎都会留下足迹，也因此足迹是作案现场最常出现的物证之一。

随着互联网的发展，现代刑侦技术在网上随处可查。犯罪分子通过在互联网上进行学习，可以极大地掌握一些反刑侦技术。然而对于足迹来说，犯罪分子往往容易忽略，即使有所防范，却也无法避免在作案现场的行走，这就使得脚印作为犯罪嫌疑人留下的痕迹而容易被发现和寻找。而且每个人的行走特征都不相同，这就导致每个人的脚印都具有不同的特点。所以，通过对比脚印，有利于对案件进行侦破。所以，对于足迹图进行信息化处理，通过比对作案现场的足迹和数据库中的足迹，对作案嫌疑人进行推断。

利用标尺信息的现场足迹图像对比研究对公安串并案侦查和分析具有重要意义。人工分析足迹图像，数量大、任务重，无法满足公安部门对快速高效破案的需求。足迹信息系统可采用图像处理的技术，使得足迹图像与系统中存储的足迹信息能进行快速比对，找出足迹主人身份。运用图像处理方法有效识别标尺目标，并成功提取标尺信息，为足迹形态判定提供基础，改进图像识别技术能促进足迹信息化的推广。

2. 研究内容和预期目标

由于足迹固有的特点，即时效性较短，所以在利用足迹破案时，应该是对现场的足迹进行串并，这样可以有效打击跨区作案的流窜团伙，减少了人工查案的繁琐，提高破案效率，促进了足迹信息化对破案效能的提高。这种侦查方式，如果缺少完备的足迹信息化系统就很难实现破案。

本毕业设计将采用图像处理方法对现场足迹图中的标尺信息进行提取，通过对足迹图像的预处理，包括灰度变换、中值滤波、二值化处理、轮廓的提取与细化，将足迹图中的标尺形状提取出来。然后对提取出的标尺进行刻线识别，从而得到标尺读数，以获得足迹信息。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

首先，对公安足迹图进行预处理，包括灰度变换、中值滤波、二值化处理，提高足迹图像中标尺信息的质量。通过灰度变换增强图像对比度，利用分段函数法将需要的图像细节灰度级拉伸，而将不需要的图像细节灰度级压缩。中值滤波是一种非线性滤波技术，可以克服线性滤波器所带来的图像细节模糊，而且对滤除脉冲干扰及图像扫描噪声最为有效，并且能够较好地保留原图像的跃变部分。图像分割的经典方法是基于灰度阈值的分割，它通过设置阈值，把像素点按灰度级分若干类，从而实现阈值分割，把灰度图转为二值化图像是阈值分割的最简单形式。

接着，采用hough变换对公安足迹图像进行标尺形状提取，对处理后的二值图像进行边缘检测；应用hough变换算法求出4个峰值点，对应原图像中边缘的4条直线，即矩形的4条边所在直线；由4条直线的参数，根据几何学可以求出4个交点的坐标，交点成对求距离可获得矩形尺寸参数；将4个交点坐标连线，获得矩形的轮廓线，实现公安足迹图中标尺的提取。

4. 参考文献

[1] 张朝亮, 江汉红, 张博, et al. 基于hough变换和harris检测的标尺图像潮位测量[j]. 计算机科学, 2011, 38(3):283-285.[2]杨全银. 基于hough变换的图像形状特征检测[d]. 山东大学, 2009.[3] 秦开怀, 王海颍, 郑辑涛. 一种基于hough变换的圆和矩形的快速检测方法[j]. 中国图象图形学报a, 2010, 15(1).[4] 刘伟, 黄洁, 甄勇,等. 利用局部离散度活动轮廓模型的强度非均匀图像分割[j]. 信号处理, 2016, 32(3):335-340.[5] 屈玉福, 浦昭邦, 李春颖, et al. 基于数字化标尺的视觉读数系统研究[j]. 光学技术, 2004, 30(2):000170-172.[6]张春森, 姜楠. 一种子像素级图像测量直线提取算法[j]. 中国矿业大学学报, 2009, 38(6):903-908.[7] 史安生 吕东辉 张海燕 杨云峰. 足部标记图像中标尺提取与像素测量[j]. 计算机应用, 2009, 29(2):468-469.[8] 王颖 , 王鹏飞 , 杨余旺 . 基于图像分割的目标尺寸特征测量[j]. 计算机技术与发展, 2018.

[9]张大朴，李玉山，刘洋，等.采用拟梯度方向信息的随机hough变换直线检测[j].计算机科学，2006,33(4):208-210.

[10]郭斯羽，翟文娟，唐求，等.结合hough变换与改进最小二乘法的直线检测[j].计算机科学，2012,39(4):196-220.

5. 计划与进度安排

2.25--3.28，熟悉课题背景，查阅中英文资料，完成毕设开题。

3.28--4.30，开展课题内容，完成课题的主要实验工作和程序调试。

5.01--5.20，撰写毕设论文初稿并完成中英文翻译。