[发明专利]一种基于多样本联合表示的足迹图像识别方法

权利要求书

1.一种基于多样本联合表示的足迹图像识别方法，其特征在于包括如下步骤：

—由足迹图像库中的足迹图像构建由脚掌字典D_T和脚跟字典D_B组成的样本联合表示字典，该字典带有分别与脚掌字典D_T和脚跟字典D_B对应的标签L_T和L_B；

—预处理待识别的足迹图像，提取并通过如下公式计算脚掌和脚跟区域的花纹占空比b_T和b_B；

s为脚掌或脚跟区域非零像素的个数，m和n分别为脚掌区域的长宽；脚掌区域占空比b_T阈值为0.08，脚跟区域占空比b_B阈值为0.05；

—镜像所述预处理后的待识别图像，在得到的两幅足迹图像中分别提取脚掌、脚跟部分的小波傅里叶梅林特征，然后将小波傅里叶梅林特征进行8×8的均值下采样，并转化为列向量，得到脚掌区域特征F_T1、F_T2，脚跟区域特征F_B1、F_B2；

—将脚掌区域特征F_T1、F_T2分别依据所述的脚掌字典D_T利用正交匹配跟踪算法求出稀疏系数；然后将与标签L_T对应的每一类的稀疏系数求和得到系数X_T1、X_T2；同理，根据脚跟区域特征F_B1、F_B2和字典D_B以及标签L_B得到系数X_B1、X_B2；

—将脚掌、脚跟区域占空比b_T、b_B分别作为上述步骤求出的系数X_T1、X_T2以及系数X_B1、X_B2的权重，得出重构系数X；

—根据重构系数X，输出识别结果即所属类别\拒识别，求出重构系数X的最大值mx及索引，并找出索引与标签L_T相对应的类别；

若mx＞cX，则输出待识别足迹图像所属类别，显示该类足迹代表图像；

若mx≤cX，则判断为拒识别图像，并显示该足迹图像；cX为拒识别图像判别阈值。

2.根据权利要求1所述的基于多样本联合表示的足迹图像识别方法，其特征还在于当所述样本联合表示字典中样本数目n_l小于设定阈值的类别时，进行足迹图像库的扩充；

—对标签下的所有样本图像进行至少包括几何变换、形态学的膨胀腐蚀操作以及加入椒盐噪声，模拟生成各种畸变情况下的足迹图像样本，进而扩充足迹库。

3.根据权利要求2所述的基于多样本联合表示的足迹图像识别方法，其特征还在于所述的字典构建过程具体如下：

—对扩充后的足迹图像库G_e进行预处理，提取脚掌和脚跟两部分，形成脚掌样本集G_eT和脚跟样本集G_eB，其包括以下步骤：

—采用均值滤波对G_e中的每幅足迹图像进行噪声抑制；

—根据足迹整体特征，将G_e中每幅预处理后的图像分割为脚掌、脚跟区域，分割标准为：足迹图像至上而下的前60％为脚掌部分，后40％为脚跟部分；从而形成脚掌样本集G_eT和脚跟样本集G_eB；

—分别提取脚掌样本集G_eT和脚跟样本集G_eB每个样本的小波傅里叶梅林特征，然后将小波傅里叶梅林特征进行8×8的均值下采样；

将下采样后的小波傅里叶梅林特征进行归一化，并转换为列向量，分别形成脚掌字典D_T和脚跟字典D_B，即D_T和D_B中的每一列为足迹图像脚掌或脚跟部分归一化的特征；

同时以L_T和L_B分别表示D_T和D_B中各列对应的标签。

4.根据权利要求1所述的基于多样本联合表示的足迹图像识别方法，其特征还在于当计算得出的花纹占空比小于设定的阈值时，判定当前图像为拒识别图像，输出所述拒识别图像。