鞋印图像是一类具有特殊意义的计算机图像,它能够反映出鞋底外表的结构特征。如何快速、准确地进行鞋印图像检验是刑事技术理论与实践的重要课题。基于内容的平面鞋印检索利用图像处理、模式识别等技术实现快速、准确认定给定鞋印与鞋印库中特定鞋印样本间的相似关系,这一研究对刑侦技术发展具有重大意义。本文通过深入研究鞋印图像的特征,设计开发“平面鞋印检索系统”。该系统突破常规以经验为主的专家主观判断的局限,用量化的方法,提取鞋印轮廓特征,根据轮廓特征进行鞋印图像检索,使鞋印检验理论和技术更加系统和客观。本文主要围绕鞋印形状特征提取这一关键技术展开,提出基于外轮廓、内部花纹形状特征的鞋印图像检索方法。所做工作主要包括以下四个方面:(1)为了提高检索精确度,简化特征提取过程,给出了一种新的鞋印图像倾斜校正方法,该方法根据鞋印图像最长轴和水平方向的夹角,将鞋印图像倾斜校正,然后将鞋印进行分区以及建立坐标轴。(2)提出了基于各分区纵横比、特征点的外轮廓描述法。分区纵横比刻画了鞋印的鞋尖区、鞋掌区、鞋弓区、鞋跟宽度与最长轴之间的比值;外轮廓特征点包含拐点、切点,其中拐点是凹圆弧与凸圆弧的平滑过渡点,切点是凸凹圆弧与直线之间的过渡点。(3)在已有轮廓特征提取算法的基础上,提出了基于距离、角度直方图的花纹形状表示方法。该方法不仅能提取花纹的形状特征,而且也考虑了各花纹间的空间位置关系,从而更准确地进行鞋印图像检索。(4)为了提高检索算法时间和空间效率,采用矢量量化方法,建立鞋印花纹特征与码字的对应关系。每个不连通花纹特征可用与其对应码字的索引值和质心坐标来表示。本文提出的倾斜校正算法、轮廓特征提取等方法在平面鞋印图像检索系统中得到运用,所开发的原型系统在实验中取得了很好的效果。