基于图像处理的枪弹弹痕自动识别技术

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1、硕士学位论文基于图像处理的枪弹弹痕自动识别技术AUTOMATEDBULLETSTRIATIONIDENTIFICATIONTECHNOLOGYBASEDONIMAGEPROCESSING刘耀明哈尔滨工业大学2012年7月国内图书分类号：TP391.4学校代码：10213国际图书分类号：004.9密级：公开工程硕士学位论文基于图像处理的枪弹弹痕自动识别技术硕士研究生：刘耀明导师：赵学增教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP391.4U.D.C:004.9Dissertation

2、fortheMasterDegreeinEngineeringAUTOMATEDBULLETSTRIATIONIDENTIFICATIONTECHNOLOGYBASEDONIMAGEPROCESSINGCandidate：LiuYaomingSupervisor：Prof.ZhaoXuezengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechatronicsEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2012Deg

3、ree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要涉枪犯罪案件的增多给社会安定造成了巨大威胁，公安机关在查办案件时需要对现场弹头与已知数据库进行比对以查找对应的枪支及其持有者。目前国内主要是利用比较显微镜进行观察和比对，这种方法耗时长、效率低、受主观因素影响大，不能满足枪弹痕迹检测的快速性和准确性的需要。随着计算机信息处理技术的发展，使得利用计算机辅助技术对枪弹自动检测比对成为可能，因此本文对计算机辅助枪弹弹痕识别技术进行研究。本文首先介绍了枪弹弹痕识别的依据及国内外发展现状，简要介绍了DR

4、UGFIRE和IBIS两个自动识别系统。然后介绍了基于子弹纹理分布的匹配和基于互相关函数的匹配两种子弹有效特征提取与匹配算法，详细分析了它们的优缺点，并在基于互相关函数的匹配算法基础上进行改进建立了基于图像处理的枪弹弹痕自动识别系统。该系统主要有两个部分：图像处理模块和互相关运算模块。在图像处理模块中，本文根据子弹LEA数据特征，利用插值运算、高斯滤波器和数学形态学变换初步提取出了子弹弹痕条纹信息；进一步利用边缘检测、非条纹边缘滤除及Hough变换提取有效弹痕条纹的位置及膛线旋转角度值，同时提出了评价LEA图像质量的参数；利用掩膜技术提取子弹弹痕条纹，通过平均弹痕条纹图像各截面获得

5、LEA平均截面信息。在互相关运算模块中，根据互相关函数建立了评价两发子弹相似性的判据，并提出了评价两个信号之间差异的参数，计算并分析了两个LEA平均截面信号相同、相似、不相似三种情况下的互相关运算结果。最后，根据所设计的自动识别系统利用MATLAB软件编写了子弹LEA图像处理和互相关运算程序以及便于操作的图形用户界面，利用编写的软件对从两支枪管中发射的4发子弹的24个LEA图像数据进行实验，实验结果验证了基于图像处理的枪弹弹痕自动识别系统的有效性。关键词：图像处理；枪弹痕迹；边缘；互相关函数；匹配‐ I ‐ 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTTheincreasingo

6、fguncrimecasesbringahugethreatentosocietystability,thepolicemenneedtocomparetheevidencebulletswiththebulletsdatabasetofindoutthecorrespondingfirearmsanditsownersincrimeinvestigation.Todayinourcountry,suchcomparisonisperformedmanuallyunderacomparisonmicroscope.Thisapproachcanbetimeconsuming,low

7、efficiencyandsubjectivity.Itcannotmeettheneedsofrapidityandaccuracyofcrimeinvestigation.Withthedevelopmentofthecomputerassistedinformationprocessingtechnology,itispossibletoidentifythebulletsautomatically.Thus,inthisarticlearesearchonth