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联合足迹识别与监控视频分析的智能刑侦系统

陶一宁 苏峰 袁培江 王田苗 钟涛 郝静如

陶一宁, 苏峰, 袁培江, 等 . 联合足迹识别与监控视频分析的智能刑侦系统[J]. 北京麻豆精品秘 国产传媒学报, 2020, 46(9): 1730-1738. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0062
引用本文: 陶一宁, 苏峰, 袁培江, 等 . 联合足迹识别与监控视频分析的智能刑侦系统[J]. 北京麻豆精品秘 国产传媒学报, 2020, 46(9): 1730-1738. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0062
TAO Yining, SU Feng, YUAN Peijiang, et al. Intelligent criminal investigation system based on both footprint recognition and surveillance video analysis[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(9): 1730-1738. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0062(in Chinese)
Citation: TAO Yining, SU Feng, YUAN Peijiang, et al. Intelligent criminal investigation system based on both footprint recognition and surveillance video analysis[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(9): 1730-1738. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0062(in Chinese)

联合足迹识别与监控视频分析的智能刑侦系统

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0062
基金项目: 

国家自然科学基金 61603015

详细信息
    作者简介:

    陶一宁  男, 硕士研究生。主要研究方向:计算机视觉、机器学习

    袁培江  男, 博士, 副教授, 硕士生导师。主要研究方向:计算机视觉、机器人

    通讯作者:

    袁培江, E-mail: itr@cq5520.com

  • 中图分类号: TP391.4

Intelligent criminal investigation system based on both footprint recognition and surveillance video analysis

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 61603015

More Information
  • 摘要:

    刑侦破案是打击违法犯罪和确保国家长治久安的基本要求。刑侦破案的一大关键是如何有效地利用采集到的信息。为了更好地配合刑侦工作,提出了联合足迹识别与监控视频分析的智能刑侦系统。该系统基于深度学习方法,首先根据足迹信息,包括鞋印长度、宽度、受力分布情况、步长、步幅等,利用卷积神经网络技术实现嫌疑人个人特征的预测;其次联合周边监控视频大数据进行智能分析比较,利用大数据技术快速处理信息,分析视频中行人的个人特点;最后运用虚拟现实仿真技术构建足部压力和鞋底受力分析有限元模型,利用模型获得各种复杂场景下的仿真足迹。三者相互印证,有机结合,快速筛选刑侦对象。实验结果表明,该系统可以高效准确地根据足迹特征实现身高预测,并且与视频监控大数据相结合,可以迅速缩小排查范围并锁定凶手。

     

  • 图 1  基于深度学习的足迹识别技术路线

    Figure 1.  Footprint recognition technology route based on deep learning

    图 2  足迹图像采样

    Figure 2.  Sampling of shoeprints

    图 3  降低数据维度过程

    Figure 3.  Data dimension reduction process

    图 4  归一化处理结果

    Figure 4.  Results after normalization

    图 5  增广30倍结果

    Figure 5.  Results after augmented 30 times

    图 6  所有数据中身高的分布

    Figure 6.  Distribution of height in dataset

    图 7  测试数据中身高与鞋印长度的关系

    Figure 7.  Correlation between height and length ofshoeprint in test data

    图 8  各种处理条件下的预测结果

    Figure 8.  Prediction results under various processing conditions

    图 9  模型拟合结果、准确率和误差

    Figure 9.  Model fitting results, accuracy and deviation

    图 10  线性拟合结果、准确率和误差

    Figure 10.  Linear fitting results, accuracy and deviation

    图 11  足迹识别系统和监控视频分析的有机结合

    Figure 11.  Dynamic combination of footprint recognition system and surveillance video analysis

    表  1  三种方法预测结果准确率

    Table  1.   Accuracy of three methods for predicting results

    方法 误差阈值/cm 训练准确率/% 测试准确率/%
    本文 5 62.11±0.97 58.98±2.24
    10 90.97±0.50 88.38±1.60
    经验公式 5 38.31
    10 66.67
    最小二乘法 5 53.09
    10 84.51
    下载: 导出CSV
  • [1] 孙传森.浅议犯罪现场足迹检验[J].经济研究导刊, 2009(8):253-254.

    SUN C S.On the footprint inspection of crime scene[J].Economic Research Guide, 2009(8):253-254(in Chinese).
    [2] ISHAK N I, HEMY N, FRANKLIN D.Estimation of stature from hand and handprint dimensions in a Western Australian population[J].Forensic Science International, 2012, 216(1-3):199.e1-199.e7.
    [3] ISHAK N I, HEMY N, FRANKLIN D.Estimation of sex from hand and handprint dimensions in a Western Australian population[J].Forensic Science International, 2012, 221(1-3):154.e1-154.e6.
    [4] HEMY N, FLAVEL A, AISHAK N I, et al.Sex estimation using anthropometry of feet and footprints in a Western Australian population[J].Forensic Science International, 2013, 231(1-3):402.e1-402.e6.
    [5] REEL S, ROUSE S, VERNON W, et al.Reliability of a two-dimensional footprint measurement approach[J].Science & Justice, 2010, 50(3):113-118.
    [6] KRISHAN K.Individualizing characteristics of footprints in Gujjars of North India-Forensic aspects[J].Forensic Science International, 2006, 169(2):137-144.
    [7] MOORTHY T N, MOSTAPA A, BOOMINATHAN R, et al.Stature estimation from footprint measurements in Indian Tamils by regression analysis[J].Egyptian Journal of Forensic Sciences, 2014, 4(1):7-16.
    [8] 高毅.基于Footscan足底压力步态分析系统的足迹动力形态特征研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版), 2011, 17(2):9-13.

    GAO Y.Research on the dynamic morphology of footprints on the bases of gait analysis system of plantar pressure[J].Journal of Chinese People's Public Security University(Science and Technology), 2011, 17(2):9-13(in Chinese).
    [9] 振强.马玉林学术研究会在内蒙古赤峰成立[J].刑事技术, 1993(1):30. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XSJS199301016.htm

    ZHEN Q.Ma Yulin academic research association was established in Chifeng, Inner Mongolia[J].Criminal Technology, 1993(1):30(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XSJS199301016.htm
    [10] 吴大有.足迹检验的历史与现状[J].中国刑事警察, 1995(2):48-49. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XSJC199502024.htm

    WU D Y.History and current status of footprint inspection[J].Chinese Criminal Police, 1995(2):48-49(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XSJC199502024.htm
    [11] 刘树权, 叶剑平, 温媛, 等.足迹个体识别技术自动化——足迹计算机自动鉴定系统[J].刑事技术, 1998(1):44-46.

    LIU S Q, YE J P, WEN Y, et al.Automation of individual footprint identification technology-Automatic footprint computer identification system[J].Criminal Technology, 1998(1):44-46(in Chinese).
    [12] 王清举, 平西建, 王永栋.立体足迹计算机自动识别系统的应用[J].刑事技术, 2003(5):41-43.

    WANG Q J, PING X J, WANG Y D.Application of automatic stereo footprint computer recognition system[J].Criminal Technology, 2003(5):41-43(in Chinese).
    [13] 闫旭琴.自动鞋印分析与比对系统中的关键技术的研究与实现[D].青岛: 山东科技大学, 2007.

    YAN X Q.Research and implementation of key technologies in automatic shoe print analysis and comparison system[D].Qingdao: Shandong University of Science and Technology, 2007(in Chinese).
    [14] 王永栋, 顾士清, 党素琴, 等.基于重压面形状分析的足迹识别系统的研究[C]//中国图象图形学学会.第十四届全国图象图形学学术会议论文集.北京: 中国图象图形学学会, 2008: 794-797.

    WANG Y D, GU S Q, DANG S Q, et al.Research on footprint recognition system based on shape analysis of pressure surfaces[C]//Chinese Society of Image Graphics.Proceedings of the 14th National Conference on Image Graphics.Beijing: Chinese Society of Image Graphics, 2008: 794-797(in Chinese).
    [15] 蒋晓玲.基于图像处理技术的足迹检验系统的设计与实现[D].南京: 南京理工大学, 2011.

    JIANG X L.Design and implementation of footprint inspection system based on image processing technology[D].Nanjing: Nanjing University of Science and Technology, 2011(in Chinese).
    [16] 董菲菲.基于三维鞋印的鞋底花纹分类及模块设计[D].南昌: 南昌大学, 2010.

    DONG F F.Sole pattern classification and module design based on three-dimensional shoe prints[D].Nanchang: Nanchang University, 2010(in Chinese).
    [17] 张彩霞, 付焕利.未标定视频下的动态人体身高测量[J].计算机工程与应用, 2017, 53(21):162-166.

    ZHANG C X, FU H L.Dynamic human height measurement under uncalibrated video[J].Computer Engineering and Applications, 2017, 53(21):162-166(in Chinese).
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-02
  • 录用日期:  2020-04-03
  • 网络出版日期:  2020-09-20

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