一種現場殘缺線性痕跡特征重合度比對方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種現場殘缺線性痕跡特征重合度比對方法，屬于刑偵科學技術領 域。
【背景技術】
[0002] 眾所周知，鐵路是國家的重要基礎設施，同時也是國民經濟發展的大動脈，尤其是 高鐵的快速發展使其成為了大眾化的交通工具，是綜合交通運輸體系的骨干;在推動我國 經濟社會又好又快發展中發揮著重要的作用。
[0003] 在鐵路高速發展的同時也帶來了一些隱患，由于鐵路沿線擁有大量高質量的通信 電纜，而且在鐵路沿線的管理上存在著很大的難度，所以這就造成了一些不法分子偷盜線 纜的現象。對于線纜的偷盜多采用剪切類工具進行剪切線纜的途徑，留下的只是剪切類的 端頭，如何通過這些剪切類的端頭進行剪切工具的判斷成為了公安人員進行案件偵破的有 力保證。
[0004] 現階段，常用的判斷方法多采用拍照比對以及三位圖像成型等方法，然后進行人 為的比對;這些方法不僅對圖像的采集中出現不同程度的損失，而且價格成本也高。本發明 采用單點激光掃面形成的采集數據，不僅成本低而且實用，通過對現場殘缺線性痕跡提取， 然后再通過該方法進行重合度的比對，可以進行作案工具的識別，大大提高了辦案的效率。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種現場殘缺線性痕跡特征重合度 比對方法，通過將案發現場發現承痕體上的殘缺線性痕跡進行激光檢測形成波形數據，在 對波形數據進行小波降噪并通過梯度特征識別法對痕跡信號進行相似度對比，得到與待檢 測線性痕跡最為相似的線性痕跡樣本，鎖定作案工具的一種方法。
[0006] 本發明現場殘缺線性痕跡特征重合度比對方法是這樣實現的：
[0007] 首先利用線性痕跡激光檢測試驗臺裝置的激光位移傳感器檢測承痕體上的殘缺 線性痕跡表面，獲得離散化的信號數據，隨后通過利用小波變換將需要進行降噪的數據進 行分解并選定一個閾值進行降噪，去除肉眼可見的"毛刺"完成對數據的降噪處理，接著利 用梯度特征識別法對痕跡信號按固定規劃進行分箱處理描述痕跡特征，然后通過計算痕跡 信號與樣本信號二者重合的面積和二者全部覆蓋的面積比值，最終通過比值作為重合度比 對的結果，進而搜索到與待檢測線性痕跡最為相似的線性痕跡樣本，鎖定作案工具。
[0008] 所述現場殘缺線性痕跡特征重合度比對方法的具體步驟如下：
[0009] Stepl、利用線性痕跡激光檢測試驗臺裝置的激光位移傳感器對承痕體上的殘缺 線性痕跡表面進行橫向檢測，形成檢測信號波形f(x);
[0010] Step2、通過小波分解，將激光檢測信號波形f(x)進行數據平滑處理，以消除背景 噪聲干擾，得到平滑后的信號f\(x);
[0011] Step3、對平滑后的痕跡信號按固定規劃進行分箱處理描述痕跡特征；
[0012] Step4、計算平滑后的痕跡信號與樣本信號二者重合的面積和二者全部覆蓋的面 積比值；
[0013] Step5、通過比值作為重合度比對的結果，進而搜索到與待檢測線性痕跡最為相似 的線性痕跡樣本，鎖定作案工具。
[0014] 所述步驟Step2中，具體步驟為：
[0015] Step2.1、依據以下公式將原始信號分解為兩部分：
[0016]
[0017]其中：an為第η層的近似，ck為第i層的細節數據，f為原始數據；
[0018] Step2.2、對每層的系數都選定一個閾值r，根據閾值r對高頻噪聲信號進行處理， 處理過程如下
[0019] 其中：Cl表示第i個分解小波系數；
[0020] Step2.3、通過之前設定的閥值r，對噪聲信號進行過濾降噪，降噪后的信號為：
[0021]
[0022]其中：an為第η層的近似，cU'為經過閾值降噪后的細節數據，f'為降噪過后的痕跡 數據。
[0023]本發明的有益效果是：
[0024] 1)小波降噪是一種現代的信號處理方法，其具有廣泛的實用性；
[0025] 2)采用小波對斷頭痕跡進行分解能夠提高有效率；
[0026] 3)單點激光檢測形成的是一維信號，在保證特征精度的前提下，處理該類信號的 速度要遠遠快于二維和三維信號；
[0027] 4)通過本方法，將案發現場發現承痕體上的殘缺線性痕跡進行激光檢測形成波形 數據，通過小波降噪及梯度特征識別法對痕跡信號進行重合度檢測，快速而準確的鎖定作 案工具。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發明線性痕跡激光檢測試驗臺裝置示意圖；
[0029] 圖2為本發明實施例2中數據降噪的信息分解圖；
[0030] 圖3為本發明實施例2中各層級近似信號圖；
[0031] 圖4為本發明實施例2中各層細節信息圖；
[0032] 圖5為本發明實施例2中變化幅度圖；
[0033] 圖6為本發明實施例2中分箱后變化幅度統計與近似計算圖；
[0034]圖7為本發明整體步驟流程圖。
[0035]圖1中各標號：1-載物平臺、2-底座、3-激光位移傳感器、4-X軸直線驅動器、5-承痕 體、6-Y軸直線驅動器。
【具體實施方式】
[0036]實施例1:如圖1-7所示，一種現場殘缺線性痕跡特征重合度比對方法，所述現場殘 缺線性痕跡特征重合度比對方法的具體步驟如下：
[0037] Stepl、利用線性痕跡激光檢測試驗臺裝置的激光位移傳感器對承痕體上的殘缺 線性痕跡表面進行橫向檢測，形成檢測信號波形f(x);
[0038] Step2、通過小波分解，將激光檢測信號波形f(x)進行數據平滑處理，以消除背景 噪聲干擾，得到平滑后的信號hU);
[0039] 所述步驟Step2中，具體步驟為：
[0040] Step2.1、依據以下公式將原始信號分解為兩部分：
[0041] i
[0042] 其中:an為第η層的近似，ck為第i層的細節數據，f為原始數據；
[0043] Step2.2、對每層的系數都選定一個閾值r，根據閾值r對高頻噪聲信號進行處理， 處理過程如下
[0044]其中：Cl表示第i個分解小波系數；
[0045] Step2.3、通過之前設定的閥值r，對噪聲信號進行過濾降噪，降噪后的信號為： [0046]
[0047]其中：an為第η層的近似，cU'為經過閾值降噪后的細節數據，f'為降噪過后的痕跡 數據。
[0048] Step3、對平滑后的痕跡信號按固定規劃進